晶闸管交流调压器及实例-文档资料
交流调压调速系统
交流调压调速系统由异步电动机电磁转矩和机械特性方程可知，异步电动机的输出转矩与定子电压的平方成正比，因此，改变异步电动机的定子电压也就是改变电动机的转矩及机械特性，从而实现调速，这是一种比较简单而方便的方法。
一、采用晶闸管的交流调压电路1.单相交流调压电路单相晶闸管交流调压电路的种类很多，但应用最广的是反并联电路。
现以此电路为代表分析它带电阻性负载及电感性负载的工作情况。
图1所示为单相交流反并联电路及其带电阻性负载时的电压电流波形。
图1 单相交流反并联电路及波形图(a)反并联晶闸管电路图(b)双向晶闸管示意图(c) 较小时的电压电流波形图(d) 较大时的电压电流波形图由图1可见：不断重复触发VS1、VS2，负载上便得到正负对称的交流电压。
改变晶闸管控制角的大小，就可以改变负载上交流电压的大小。
对于电阻性负载其电流波形与电压波形同相。
如果晶闸管调压电路带电感性负载（如异步电动机），其电流波形由于电感上电流不能突变而有滞后现象，其电路和波形如图2所示。
由图可见：不断重复触发VS1、VS2，负载上便得到正负对称的交流电压。
改变晶闸管控制角的大小，就可以改变负载上交流电压的大小。
对于电阻性负载其电流波形与电压波形同相。
如果晶闸管调压电路带电感性负载（如异步电动机），其电流波形由于电感上电流不能突变而有滞后现象，其电路和波形如图2所示。
图2 带电感性负载的电路及波形图由于电感性负载中电流的波形滞后于电压的波形，因此，当电压过零变为负值后电流经过一个延迟角才能降到零，从而晶闸管也要经过一个延迟角才能关断。
延迟角的大小与控制角、负载功率因数角都有关系，这一点和单相整流电路带电感性负载相似。
2.三相交流调压电路工业中常用的异步电动机都是三相的，因此晶闸管交流调压电路大都采用三相交流调压电路。
将三对反并联的晶闸管（或三个双向晶闸管）分别接至三相负载就构成了一个典型的三相交流调压电路。
负载可以是Y形连接，也可以是形连接，Y形接法的电阻性负载如图3所示。
晶闸管交流调功器
6.3晶闸管交流调功器晶闸管交流调功器的主电路与交流调压器完全相同，由三组反并联的晶闸管或三个双向晶闸管构成，三条支路的6个端子可与外电路连接成不同的形式，图6-14(a)为调功器与三相负载接成星型；，图6-14(b)为调功器与三相负载接成三角型。
A O CB BC(a)(b)图6-14 交流调功器的主电路交流调功器与相控式交流调压器的区别在于两者的控制方式不同。
调功器采用通断式控制方式，各支路的晶闸管连续导通几个周期后又持续截止一段时间。
在晶闸管导通期间，负载电压与电源电压相同，晶闸管截止时各相负载电压为0。
通过晶闸管周期性地通断可以调节负载的功率。
设交流电源电压的周期为T ，晶闸管的通断周期为T C ，其中共包含N 个交流电周期，即T C =NT 。
在每个T C 中晶闸管有n 个交流电周期为导通状态，负载得到的电压有效值U O 为Nn U dt U T U nT C O ==∫021 （6.5） 在T C 一定的情况下，通过改变每工作周期中晶闸管的导通时间对应的交流电周期数n 可以达到调节输出电压有效值的目的。
图6-15为交流调功器输出电压的波形，u S 为交流电源电压，u O 为调功器的输出电压。
图中晶闸管每一个通断周期T C 中对应交流电的周期数N =7。
分别画出了n =5、n =4、n =3时输出电压的波形。
与相控式交流调压器相比，交流调功器的优点是工作时不产生附加的相位移，电阻负载时可使功率因数为1。
但是这种工作模式使电源电压断断续续地加在负载上，只适合在时间常数很大的负载中应用，如温度控制系统。
对于照明、电力传动等负载是不能采用的。
调功器的电压和电流的测量也不能用普通的电压表和电流表。
另外，交流调功器输出电压的调节是通过改变每周期中输出正弦波的个数即改变n 来实现的，n 只能是整数，所以输出电压的调节实际上不是连续的。
交流调功器中晶闸管电流的计算要以晶闸管导通期间的电流为依据，而不能按一个工作周期（T C ）中的平均电流，如果晶闸管导通时负载的相电流有效值为I R ，则此时流过每一个晶闸管的电流有效值为2/R I ，根据晶闸管电流计算的原则，晶闸管的通态平均电流I Ta 应满足257.1)2~5.1(R Ta I I = （6.6）u u u u 图6-15 交流调功器的输入和输出电压为了避免晶闸管开通期间输出电压和电流的跳变对负载和同电网的其它设备的不良影响，交流调功器通常采用“过零触发”的方式，即晶闸管总是在电源电压的过零点被触发导通，使负载电流和电压每一次出现都是从0开始。
利用晶闸管交流调压器实现大功率三相异步电动机的软启动
利用晶闸管交流调压器实现大功率三相异步电动机的软启动收藏此信息打印该信息添加：用户发布来源：未知摘要：简述三相异步电动机因启动而产生的影响和破坏作用、常用启动方法及其弊端，提出利用晶闸管交流调压器实现软启动的研发课题。
本文介绍了晶闸管交流调压的原理，通过应用实例说明了利用该调压器实现软启动的可行性。
关键词：晶闸管交流调压器；大功率；三相异步电动机；软启动中图分类号：TM423 文献标识码：B三相交流异步电动机在启动时都会产生2~6倍于额定电流的启动电流。
对大功率电机来说，无疑会对电网、控制装置造成降压、跳闸等影响，同时也对电机本身的定子、转子的绝缘性能以及输出机械产生较大的破坏作用。
目前常用的Y△启动、自耦变压器启动和变频调速启动对大功率电机来说，Y△启动仍能产生较大的电流；自祸变压器启动具有启动不便、体积大、滑块触点氧化等缺点；而变频调速启动对于规律负载来说就显得“大材小用”了，且造价高昂。
随着可控硅技术的发展，利用晶闸管交流调压器实现大功率三相异步电动机的软启动，已成为国际上研发的课题之一。
一、调压原理利用相位控制实现电机的三相调压。
如图1所示，把三对反并联的晶闸管（或双向可控硅）与电机的三相输入端连接，三相电阻一电感负载是电动机的等效电路，此时负载可按Y或△连接。
此电路中由于没有中线，所以在工作时若要负载电流流通，至少要有两相构成通路。
为保证启动时两个晶闸管同时导通，及在感性负载与控制角较大时仍能保证不同相的正反向两个晶闸管同时导通，要求采用＞60°的宽脉冲角或双脉冲触发电路。
为保证输出电压对称并有一定的调节范围，要求晶闸管的触发信号除了与相应的交流电源有一致的相序外，各触发信号之间还须保持一定的相位关系。
这就要求三相调压电路中各晶闸管触发脉冲的序列应如图1中的KZ1、KZ2、KZ3、KZ4、KZ5、KZ6，相邻两个晶闸管的触发脉冲信号相位差为27π/3。
由于电机自感电势的作用，电流要滞后一个角度才能为零关断晶闸管。
晶闸管交流调压器及实例
鼓励企业加大研发投入，推动晶闸管交流调压器的技术创新和产品升级，以满足不断变化的市场需求。
绿色环保
在可持续发展理念的指导下，晶闸管交流调压器的发展应注重节能减排和环保要求，减少对环境的影响。
感谢观看
THANKS
在加热设备中，通过晶闸管交流调压器调节加热元件的工作电压，可以实现温度的精确控制。
03
02
01
晶闸管交流调压器的应用领域
晶闸管交流调压器具有调节范围广、调节线性度高、响应速度快、可靠性高等优点。
优点
晶闸管交流调压器的缺点包括对电网的谐波污染、功耗较大、成本较高等。
缺点
ห้องสมุดไป่ตู้
晶闸管交流调压器的优缺点
02
晶闸管交流调压器的工作原理及电路
晶闸管的工作原理
01
晶闸管是一种半导体器件，由PNPN四层半导体构成，其结构类似于三极管，但有三个电极。
02
当晶闸管承受正向阳极电压时，空穴和电子分别在P1层和N2层中形成，形成强烈的电场，促使空穴和电子迅速向N1层和P2层移动，形成较大的电流。
03
当电流达到一定值时，晶闸管内部会产生一个强磁场，使P2层和N1层中的电子和空穴受到吸引，形成反向电场，使电流减小。
新能源领域
在智能家居系统中，晶闸管交流调压器可用于调节家电设备的电源电压，实现节能和个性化控制。
智能家居
在工业自动化领域，晶闸管交流调压器可用于电机调速、自动控制系统等，提高生产效率和设备性能。
工业自动化
应用领域拓展
对未来发展的展望
标准化和规范化
随着晶闸管交流调压器的广泛应用，未来将需要制定更加完善的标准和技术规范，以确保设备的安全性和可靠性。
定义
双向晶闸管交流调压电路分析
双向晶闸管交流调压电路分析双向晶闸管交流调压电路分析同学：老师，双向晶闸管看起来与单向晶闸管的外形差不多，也有三个电极（图2 ），它的主要工作特性是什么呢？教师：双向晶闸管相当于两个单向晶闸管的反向并联（图3 ）,但只有一个控制极。
这样，双向晶闸管在正、反两个方向上都能够控制导电，而单向晶闸管却是一种可控的单方向导电器件。
给双向晶闸管的控制极加正的或负的触发脉冲，都能使管子触发导通。
这样，触发电路的设计就具有很大的灵活性，可以采用多种不同的触发方式。
此外，双向晶闸管的两个主电极不再分为阳极和阴极，而是称为第一电极T1和第二电极T2。
双向晶闸管在电路中不能用作可控整流元件，主要用来进行交流调压、交流开关、可逆直流调速等等。
同学：双向晶闸管触发电路（图1 ）中，使用了双向触发二极管，我们过去没有听说过这种管子，这是一种什么样的器件呢？老师：双向触发二极管（图4 ）从结构上来说，是一种没有控制极的晶闸管，我们可以把它看成是两个二极管的反向并联。
这样，无论在双向触发二极管的两极之间外加什么极性的电压，只要电压的数值达到管子的转折电压值，就能使它导通。
值得注意的是，双向触发二极管的转折电压较高，一般在20〜40V范围。
同学：老师，您给我们讲讲双向触发二极管组成的双向晶闸管触发电路的工作原理吧。
老师：调压器电路主要由阻容移相电路和双向晶闸管两部分组成。
我们单独画出这两部分电路（图5 ）, R5、RP 和C5构成阻容移相电路。
合上电源开关S ,交流电源电压通过R5、RP向电容器C5充电，当电容器C5两端的电压上升到略高于双向触发二极管ST的转折电压时，ST和双向晶闸管VS相继导通，负载RL得电工作。
当交流电源电压过零瞬间，双向晶闸管自行关断，接着C5又被电源反向充电，重复上述过程。
分析电路时，大家应该意识到，触发电路是工作在交流电路中的，交流电压的正、负半周分别会发岀正、负触发脉冲送到双向晶闸管的控制极，使管子在正、负半周内对称地导通一次。
用双向晶闸管制作的交流调压电路
用双向晶闸管制作的交流调压电路
把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。
双向晶闸管为NPNPN五层半导体器件，相当于两只普通晶闸管反并联，用于交流调压电路可使电路简化，降低成本。
但因双向晶闸管工作时正、反向电流在同一芯片中流通，在电感负载时会造成换流困难，因此很少用于电感负载。
为解决这一难题我们采用了如图所示主电路，用一个塑封的小功率双向晶闸管控制两只反并联晶闸管。
这样主电路虽还是两个普通晶闸管反并联，但控制电路只需控制一只双向晶闸管就行了，故触发电路简单，工作可靠，体积小，成本低，易于设计制造。
同样也可使用触发双向晶闸管的专用电路，如用于三相交流调压，触发电路简化尤为明显。
下面介绍一个单相交流调压电路。
上图用了KC05晶闸管移相触发器，该触发器内部由同步检测电路、锯齿波形成电路、比较环节及脉冲形成与放大环节组成。
调节电位器即可方便地控制交流输出电压大小。
该电路可用于电阻负载、电感负载、单相异步电动机降压调速等场合，在灯光控制方面有着广泛的适用价值。
下图为触发控制电路印制线路板图，元件选用可参考元件明细表。
晶闸管交流调压器
操作4 印制电路板
用Protel DXP软件绘制图3-8的电路原理图，依据这 张原理图生成印制电路板图和3D效果图，如图3-9所示。
单电击子输 产入 您品的设封计面与副制标作题
单电击子输 产入路原理图
晶闸管交流调压器电路主要由二极管、晶闸管、单 结晶体管、阻容元件和负载组成。图3-8所示的是电路 原理图。
操作2 电路工作原理
晶闸管交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成， 其电路原理图如图3-11所示。从图中可知，二极管D1～D4组成桥 式整流电路，单结晶体管T1构成张弛振荡器作为晶闸管的同步触 发电路。
当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管 D1～D4整流，在晶闸管VS的A、K两端形成一个脉动直流电压，该 电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半 周时，整流电压通过R4、RP对电容C充电。当充电电压UC达到V1管 的峰值电压Up时，V1管由截止变为导通，于是电容C通过V1管的e、 b结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控 制信号送到晶闸管VS的控制极，使晶闸管导通。晶闸管导通后的 管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电 通过零点时，晶闸管自关断。当交流电在负半周时，电容C又重新 充电如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。
操作2 电路工作原理
特别是在电路中调节RP的阻值，即可改变RC时间常 数，这个充电时间常数的改变，也就改变了晶闸管控制 角θ。控制角θ的改变，晶闸管输出电压（即负载两端 的电压）大小也相应发生变化。
操作3 元器件清单和选择
调压器的调节电位器选用阻值为470kΩ的WH114-1型合成碳膜 电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率 为1W的金属膜电阻外，其余的都用功率为1/8W的碳膜电阻。D1～ D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流 二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。VS选用正向与反向电压大 于600V、额定平均电流大于1A的晶闸管整流器件，如国产3CT系列。 具体如表3-9所示。
晶闸管单相交流调压与调功电路设计
晶闸管单相交流调压与调功电路设计晶闸管（thyristor）是一种常用的电子元件，可用于单相交流调压和调功电路的设计。
下面将详细介绍晶闸管单相交流调压与调功电路的设计过程。
一、晶闸管单相交流调压电路设计1.电路组成2.电路原理电路的原理是将交流电压输入到变压器的一侧，然后通过晶闸管控制电路的导通角度来改变输出电压。
3.电路设计步骤（1）选择合适的晶闸管和变压器，根据负载的要求确定需要的输出电压范围。
（2）根据输出电压范围选择合适的电阻和电容元件，用于过滤电路中的谐波。
（3）利用适当的控制电路来控制晶闸管的导通，以达到对输出电压的调节和控制。
4.电路设计要点（1）选择合适的晶闸管和变压器，要考虑其额定电流和功率，以及负载要求的输出电压范围。
（2）合理选择电阻和电容元件，以滤除谐波，确保输出电压质量。
（3）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度。
1.电路组成2.电路原理电路的原理是将交流电输入到变压器的一侧，然后通过晶闸管控制电路的导通角度来改变输出电功率。
3.电路设计步骤（1）选择合适的晶闸管和变压器，根据负载的要求确定需要的输出功率范围。
（2）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度。
4.电路设计要点（1）选择合适的晶闸管和变压器，要考虑其额定电流和功率，以及负载要求的输出功率范围。
（2）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度，以实现对负载电功率的调节和控制。
以上是晶闸管单相交流调压与调功电路的设计过程。
根据具体的应用需求和负载要求，可以选择合适的晶闸管和变压器，并合理设计控制电路，以实现对交流电压和功率的调节和控制。
晶闸管斩波技术和交流调压
工作过程:
电压波形:
ug1
触发脉冲周期
T
ug2
t
主副脉冲间隔
t
t
uM
t
习题：
一、1，2，3，9～14
二、2，7～11
三、1，6
t
简单逆阻型斩波器的特点
电路简单成本低，R2存在损耗。 采用强迫换流形式，换流电容不能太小。 斩波器调压方式可以人为选择。
四、实例1————脉宽可调的逆阻型斩波器
US
US:直流电源。 L3:M的厉磁绕组
VT1:主晶闸管
M:直流串励电动机（负载）VT2VD1VD2L1L2C组成VT1的关断电路 VD3:提供M的续流通路．
VT2 、R2 、C组成 VT1的关断电路
关断电路的作用：使导通的晶闸管阳极电压 过零或承受反压而关断。
工作过程：
电压波形：
ug1
触发脉冲周期
T
定频调宽法
t
ug2
主副脉冲间隔
t
固定晶闸管VT1触发脉 冲周期，改变两脉冲的 时间间隔。 定宽调频法
t
uR1
uR2
t
固定两脉冲的时间间隔， 改变晶闸管VT1触发脉 冲周期。
US
o
ud
US
Ud
t
t1
o
TUdtt2源自udUS Ud T1
o
ud
US
t
t
o
T2
Ud
t
t
3. 调宽调频法
同时调节晶闸管的导通时间和触 发频率，改变输出直流平均电压。
4. 输出电压大小
t Ud US T
t 通断比： T
t为晶闸管导通时间；
T为晶闸管触发脉冲周期。
晶闸管斩波技术和交流调压
晶闸管斩波技术的优点
响应速度快、效率高、调节范围广。缺点：电路复杂、对控制精度要求
高。
02
交流调压技术的优点
电路简单、调节方便、对负载影响小。缺点：响应速度慢、调节范围有
限。
03
优缺点比较总结
晶闸管斩波技术具有快速响应、高效率和调节范广的优点，但电路复
杂、对控制精度要求高；交流调压技术具有电路简单、调节方便和负载
交流调压在无功补偿中的应用
交流调压原理
01
通过改变晶闸管触发角来调节交流电压的大小，实现无功补偿。
应用优势
02
可动态补偿无功功率，提高功率因数，降低线路损耗，改善电
能质量。
实际案例
03
某电力系统中采用交流调压技术进行无功补偿，有效降低了线
路损耗和电压波动，提高了供电可靠性。
其他应用案例
斩波技术在电机控制中的应用
输标02入题
未来，随着可再生能源和分布式电源的广泛应用，晶 闸管斩波技术和交流调压技术在智能电网和能源管理 领域的应用将更加广泛。
01
03
此外，随着工业自动化和智能制造的发展，晶闸管斩 波技术和交流调压技术在电机控制和工业电源管理方
面的应用也将不断深化。
04
同时，随着电动汽车和充电设施的普及，晶闸管斩波 技术和交流调压技术在电动汽车充电控制和能源管理 方面的应用也将得到进一步拓展。
为了满足高效节能的需求，许多领域 开始采用晶闸管斩波技术与交流调压 技术进行电能控制和调节。
晶闸管简介
晶闸管是一种大功率半导体器件，具有单向导电性，可以通过控制其导通角来调节 输出电压或电流。
晶闸管在斩波器和交流调压器中作为主要的电力电子器件，通过调节其导通和关断 时间来控制输出电压或电流的波形和幅值。
电力电子技术第6章 晶闸管斩波电路及交流调压电路
式中，i′为电流 i的稳态分量 该式中，电流有效值 功率因数角
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另一个暂态分量 式中，暂态分量的衰减时间常数为 把 i′和 i″代入到（6.11）后，得
46
第四节
晶闸管过零调功电路
晶闸管过零调功电路是一种采用过零触发，用 调节晶闸管导通周波数的方式来控制输出功率的交 流控制器，简称调功器。
61
6.3 一台 220 V 10 kW 的电炉，现采用晶闸管 交流调压器使其工作于 5 kW 。试求其控制角，工 作电流及电源侧的功率因数。 6.4 在题图 6.32单相交流调压电路中，U1=230 V ，XL=0.23 Ω，k=0.23 Ω，电源的频率50 Hz。求 此负载电路的控制范，不论采用哪种工作方式，其实质都 是通过调节设定周期内的周波数来实现输出功率的 调节。显然，这种过零触发控制方式不适用于要求 电压连续平滑调节的场合，较适用于以镍铬或铁铬 铝等电阻温度系数变化较小材料制成的电热元件的 温度控制系统中。
50
二、调功器主电路的接线形式 如上所述，将一对反并联的晶闸管或者双向晶 闸管接在单相交流电源与负载之间，或者将三对反 并联的晶闸管或者三只双向晶闸管接在三相交流电 源与负载之间，这样就构成了如图6.27（a）所示 的单相调功器和图 6.27（b）所示的三相调功器。
57
58
四、调功器设计中的几个问题 由式（6.13）可见，调功器的输出功率 P2 是 导通比 kZ 与额定输出容量 PN 的乘积。因此，在 负载阻抗一定的情况下，PN 与电源的电压的平方 成正比，即
59
1.电源电压波动与电压补偿 2.电源变压器的选择 3.调功器容量的选择
60
题及思考题 6.1 如果保持斩波频率不变，只改变导通时间 ton，试画出当工作率分别为 25% ，75% 时理想斩 波器的输出电压波形。 6.2 目前作为车辆用斩波器采用题图 6.31所示 的电路，使用逆导晶闸管。设负载电流为一定值。 试分析此电路的工作过程。
交流调压器的晶闸管控制方法
交流调压器的晶闸管控制方法
控制方式有两种
1、相位控制:通过移相触发改变晶闸管每周期导通的起始点即控制角的人小来达到改变输出电压或功率的目的。
2、通断控制:把晶闸管作为开关,在设定时间内将负载与交流电源接通几个周期,然后断开儿个周期,改变晶闸管在设定时间内通断时间比例来达到改变输出电压或功率的口的。
采用通断控制的交流调压电路输出电压为完整的正弦波,不存在和位控制时的高次谐波十扰,但其通断频率比电源频率低,特别是通断比例太小时会出现低频干扰,适用于热惯性比较大的电热负载。
交流调压电路输出电压波形:由控制特性可以看出,控制角a在20。
〜160。
之间变化时,负载上相对应的平均功率的变化为1%-99%。
晶闸管交流调压与调功电路设计讲解
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：晶闸管交流调压与调功电路设计院（系）：工程技术学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：工程技术学院 教研室： 电气教研室 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目晶闸管交流调压调功电路设计课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能设计晶闸管交流调压与调功电路应用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等。
设计任务1、方案的论证。
2、主电路设计。
3、控制电路设计。
4、通过计算选择器件的具体型号。
5、分析系统不同负载下的电流、电压波形及相控特性。
6、绘制相关电路图。
7、完成4000字左右说明书。
要求1、 1、文字在4000字左右。
2、 2、文中的理论分析与计算要正确。
3、 3、文中的图表工整、规范。
4、元器件的选择符合要求。
技术参数电源为工频380/220V ，阻性负载R ＝10Ω,输出电压在0～220V 连续可调。
采用单相交流调压与调功主电路。
进度计划第1天：集中学习；第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：主电路设计；第5天：选择器件；第6天：控制电路设计；第7天：保护电路设计；第8天：电路调试或仿真；第9天：总结并撰写说明书；第10天：答辩.指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字：年 月 日摘要交流-交流变流电路，是把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路，应用十分广泛。
把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力。
这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。
在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。
交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软启动也用于异步电动机调速。
晶闸管交流调压器及实例-文档资料
输出为缺角的正弦波。
特点：电路简单，存在高次谐波，对其它设备由干扰。
2. 通断控制法 概念：改变一定时间内导通的周波数来改变晶闸管输出 电压有效值。 波形：通过过零触发，调节输出的大小——调功器。 输出为完整正弦波，不存在高次谐波，通断频率 低于电源频率。
3.参数： 输出电流1000A， 电压3～12V
二、电动机调压调速装置：
1. 主电路 三只双向晶闸管串在三相电源的三根电源线上， 体积小，控制简单。
2.触发电路：采用锯齿波触发电路，同步变压器TS为Y△-11接线方式。二次侧全波整流，副半波输出，电源正 负半周各产生一个脉冲，晶闸管正负半周各导通一次。
α=0时的工作情况分析： 每相电压过零后触发，每只 管子导通1800，除换流点外 任何时刻都有三只晶闸管导 通。波形与无晶闸管时相同。
α=300时的工作情况分析：
每相电压过零后300触发，每只管子导通1500，在600导通角 范围内，前300有两只晶闸管导通，后300有3只管子导通。
α=600时的工作情况分析：
每相电压过零后 600触发，每只 管子导通1200， 除换流点外任何 时刻都有2只晶 闸管导通。负载 等效电路为2只 负载电阻串联， 接在线电压上， 负载电流为
ul
2R
9.7 晶闸管交流调压器应用实例
一、电镀电源：
1. 主电路
三相电源串接三对反接并联的晶闸管，通过变压 器TR输出。TR次极为共用变压器的共阴极接法 与共阳极接法的三相半波整流电路，接单相负载。
RC移相触发的调压电路：
双向晶闸管：
晶闸管(可控硅)调压电路
晶闸管调压电路2.3.1单相调压电路工作电路如图2.6（a）所示，R-L负载是交流调压器最一般化的负载。
显然，两只晶闸管门极的起始控制点应分别定在电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是0<α<π。
正、负半周有相同的α角。
图2.6阻感负载单相交流调压电路[4]在一个晶闸管导电时，它的管压降成为另一晶闸管的反向电压而截止。
于是在一个晶闸管导电时，电路工作情况和单相半波整流时相同，负载电流i o 的表达式即为下述微分方程式之解。
t U Ri dtdi Lo oωsin 21=+ （2.12） 解该方程得：φωαφαφωtg t o e t ZU i ----=)sin()[sin(21（2.13）θαωα+≤≤t式中, 2122])([L R Z ω+=；RLtg ωφ1-=；θ为晶闸管导通角。
另一晶闸管导电时,情况完全相同，只是o i 相位差180度。
与单相半波整流不同的是,现在有两个晶闸管，分别在电源的正、负半周工作，所以每个晶闸管的导通角θ不可能大于180度，而单相半波整流时，视不同的φ，θ可大于180度。
负载电流波形图2.6（a ）所示。
导通角θ可由边界条件求得。
当θαω+=t 时，o i =0，将此条件代入式（2.13），得φθφαφθαtg e--=-+)sin()sin( （2.14）以φ为参变量，θ与α间的关系为单相半波阻感负载时的普 遍关系。
现在，针对交流调压器，应附加o 180≤θ的条件，于是 得以φ为参变量的θ与α的关系，如图3.2所示。
图2.7中各曲线上o 180=θ的点都对应于φα=，换句话说，把φα=代入式（2.14）求得的每个晶闸管的导通角应为o 180=θ。
如将φα=代入式（2.13），得出o i 的表达式只有稳态分量，即)sin(21φω-=t ZU i o （2.15） φπωφ+≤≤t另一半周的工作情况也完全相同，负载电流成为完全的正弦波，负载电路这时获得最大功率，相当于晶闸管此时已被短接。
晶闸管单相交流调压电路
把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。
单相交流电的电压进行调节的电路与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置重量轻、体积小，有色金属消耗也少。
可用于灯光调节、交流稳压器，异步电动机降压软启动和调压调速等，也可以用作调节变压器一次侧电压。
用晶闸管一次侧调压，省去了效率低下的调压变压器，有利于简化结构、降低成本和提高可靠性。
第一章交流调压电路 (4)1、电阻性负载的交流调压器的原理分析 (4)2.电感性负载的交流调压器的原理分析 (5)3、单相交流调压总结 (8)第二章基于MATLAB的晶闸管单相交流调压电路仿真 (9)一．设计要求 (9)二．晶闸管单相交流调压器电路的仿真模型 (9)1.参数设置 (9)2.晶闸管单相交流调压器电路的仿真结果 (10)3.元器件明细表 (12)参考文献 (13)第一章交流调压电路1、电阻性负载的交流调压器的原理分析其晶闸管VT1和VT2反并联连接，与负载电阻R串联接到交流电源上。
当电源电压U2正半周开始时刻触发VT1，负半周开始时刻触发VT2，形同一个无触点开关。
若正、负半周以同样的移相角α触发VT1和VT2，则负载电压有效值随α角而改变，实现了交流调压。
移相角为α时的输出电压u的波形，如图1-1所示。
图1-1 电阻性负载单相交流调压电路及波形图负载上交流电压有效值U与控制角α的关系为电流有效值：电路功率因数：电路的移相范围为0 ～π。
2.电感性负载的交流调压器的原理分析当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角θ的大小，不但与控制角α有关，而且与负载阻抗角φ有关。
两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是φ≤α≤π图1-2 电感性负载单相交流调压电路及波形图当控制角为α时，Ug1触发VT1导通，流过VT1管的电流i2有两个分量，即强制分量i B与自由分量i S，其强制分量为式中其自由分量为式中τ—自由分量衰减时间常数，流过晶闸管的电流即负载电流为当α> φ时，电压、电流波形如上图所示。
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四、三相交流调压电路
1.星形带中线的三相调压电路
电路：为三个单相调压电路的组合
u ua ub uc
o
2
t
触发脉冲：窄脉冲，触发脉冲间隔60o
触发顺序：VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6 缺点：有较大的奇次谐波分量，中线电流在 数值上等于一相三次谐波电流分量的3倍。
2.晶闸管与负载接成△的三相调压电路
9.6 晶闸管交流调压器
一、晶闸管交流调压器原理： 一种利用晶闸管的通断来改 变加到负载电路上的交流电 压的晶闸管装置。
是一种晶闸管电路。
接在交流电源与负载之间。 输入为正弦交流电（三相或单相）， 输出为缺角正弦波或断续正弦波。
Uo≤Ui输出电压只能下调。
二、晶闸管调压器的控制方式。 1. 相位控制法
输出电压的调节： 粗调：TR一次侧接成△形，二次侧得高电压；
TR一次侧接成Y形，二次侧得低电压。
细调：调节阻容移相电路电阻R，改变触发脉 冲相位，调节输出电压大小。
2.触发电路：采用阻容移相电路触发，阻容移相桥的 电阻采用三相整流形式。
3.参数：输出电流1000A，电压3～12V
2.触发电路： 采用阻容移相电路触发， 阻容移相桥的电阻采用三 相整流形式。
适应范围：适用于热惯性较大的电热负载，不适用调光电路。
三、调功器电路（通断控制法）
主电路：由两个晶闸管反接并联后与负载相串联。 触发电路：在电压过零时产生触发脉冲。
锯齿波产生 信号综合 直流开关 过零脉冲输出
工作波形：
减小给定电压，可缩短开关闭合时间，减少输出周波，输出电压变小。
四、单相交流调压电路（相位控制法）
3.参数： 输出电流1000A， 电压3～12V
二、电动机调压调速装置：
1. 主电路 三只双向晶闸管串在三相电源的三根电源线上， 体积小，控制简单。
2.触发电路：采用锯齿波触发电路，同步变压器TS为Y△-11接线方式。二次侧全波整流，副半波输出，电源正 负半周各产生一个脉冲，晶闸管正负半周各导通一次。
每相电压过零后 600触发，每只 管子导通1200， 除换流点外任何 时刻都有2只晶 闸管导通。负载 等效电路为2只 负载电阻串联， 接在线电压上， 负载电流为
ul
2R
9.7 晶闸管交流调压器应用实例
一、电镀电源：
1. 主电路
三相电源串接三对反接并联的晶闸管，通过变压 器TR输出。TR次极为共用变压器的共阴极接法 与共阳极接法的三相半波整流电路，接单相负载。
概念：在电源电压的一个周期内，改变晶闸管在正负半 周内的导通角，从而改变负载上的电压有效值与功率。 波形：通过移相触发，调节输出的大小；
输出为缺角的正弦波。
特点：电路简单，存在高次谐波，对其它设备由干扰。
2. 通断控制法 概念：改变一定时间内导通的周波数来改变晶闸管输出 电压有效值。 波形：通过过零触发，调节输出的大小——调功器。 输出为完整正弦波，不存在高次谐波，通断频率 低于电源频率。
α=0时的工作情况分析： 每相电压过零后触发，每只 管子导通1800，除换流点外 任何时刻都有三只晶闸管导 通。波形与无晶闸管时相同。
α=300时的工作情况分析：
每相电压过零后300触发，每只管子导通1500，在600导通角 范围内，前300有两只晶闸管导通，后300有3只管子导通。
α=600时的工作情况分析：
RC移相触发的调压电路：
双向晶闸管：
相当于两个晶闸管 反向并联，两者共 用一个控制极。
无论门极脉冲极 性如何，都可控 制晶闸管导通， 晶闸管在过零时 自行关断。
双向触发二极管： 当两端电压达到30V时，击穿导通。其 正反向转折电压可作为晶闸管触发脉冲。
工作波形：
单结晶体管触发的调压电路：
工作波形：
3.控制电路：系统采用电压负反馈，电压反馈信号与给定信 号形成偏差电压作为调节器的输入，反馈电压与给定电压极 性相反。
习题：P76 一、6~8，16，17 二、3~7，12 三、2~4
触发脉冲：宽脉冲或双窄 脉冲，触发脉冲间隔60o
触发顺序：
VT1→VT2→VT3→VT4 →VT5→VT6
特点：晶闸管流过的是相电流。Il Nhomakorabea3
△内部有高次谐波，但线电流中不 存在三次谐波分量，对电源影响小。
3. 三相三线交流调压电路
触发脉冲：宽脉冲或双窄脉冲，触发脉冲间隔60o 触发顺序：VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6 控制角为不同值时的工作情况分析：