交流调压电路

a wt a
(4-6)
式中， Z R 2 (wL) 2
,θ为晶闸管导通角
tg j
利用边界条件：ωt = a +θ时io =0,可求得θ
sin(a j ) sin(a j )e
(4-7)
12
180 140 100 60 20 0 20
90° j= ° 75 ° 60 ° 45 ° 30 ° 15 ° 0
图4-2 阻感负载单相交流调压 电路及其波形
11
在ωt = a时刻开通VT1，负载电流应满足如下方程式和初始条件
d io L Rio dt i o w t a 0
解方程得
2U 1 sin w t
(4-5)
a wt 2U 1 tg j io sin(w t j ) sin(a j )e Z
设负载阻抗角为j = arctan(wL / R) 如果用导线把晶闸管完全短接，
稳态时负载电流为正弦波，其相
wt
位滞后于电源电压u1的角度为j， 当用晶闸管控制时，只能进行滞
wt wt wt
后控制，使负载电流更为滞后，
无法使其超前。
ห้องสมุดไป่ตู้
wt
wt
图4-2
a =0时刻仍定在电源电压u1过零 的时刻，阻感负载下稳态时a的 移相范围应为j ≤ a ≤π。
3
第4章 交流电力控制电路和交 交变频电路（AC/AC变换）
4.1 交流调压电路
4.2 其它交流电力控制电路
4.3 交交变频电路
4.4 矩阵式变频电路
本章小结
4
4.1 交流调压电路
4.1.1 单相交流调压电路
4.1.2 三相交流调压电路
5
4.1 交流调压电路
交流电力控制电路 两个晶闸管反并联后串联在交流电路中， 通过控制晶闸管就可控制交流电力 每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控 制，调节输出电压有效值 以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改 变通断周期数的比，调节输出功率的平均 值 不调节输出平均功率，只接通或断开电路， 串入电路的晶闸管
2 1 1 a Uo 2 U sin w t d w t U sin 2 a 1 1 a 2


(4-1)
Uo Io R
(4-2)
2 U sin w t U 1 1 a sin 2a 1 1 IT d w t (1 ) a 2 R R 2 2
图4-1电阻负载单相交流调压 电路及其波形
随着a的增大，Uo逐渐降低， 直 到a =π时， Uo =0。 a =0时，功率因数λ=1， 随 着a增大，输入电流滞后于电压 且发生畸变，λ也逐渐降低。
wt
wt wt
10
2.阻感负载
VT 1 VT 2 u1 u1 O u G1 O u G2 O uo O io O u VT O 0.6 io uo R L
P UoIo Uo 1 a sin 2a S U1 I o U1 2
2
(4-3)
(4-4)
9
VT VT u1 u1
1 2
io uo R
a的移相范围为0≤ a ≤π。 a =0时，相当于晶闸管一直接通 ，输出电压为最大值， Uo=U1。
wt
O uo
O io O u VT O
第4章 交流电力控制电路和交 交变频电路（AC/AC变换）
4.1 交流调压电路
4.2 其它交流电力控制电路
4.3 交交变频电路
4.4 矩阵式变频电路
本章小结
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第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
交流-交流变流电路
一种形式的交流变成另一种形式交流的电路 在进行交流—交流变速时，可改变相关的电压、电流、频率和相数等
闸管电流有效值IVT负载电流有效值Io分别为
1 a 2 Uo ( 2 U sin w t ) d (w t ) 1 a U1
(4-8)
1 sin 2a sin( 2a 2 )
2U1 Z sin( w t j ) sin( a j )e
交流电力控制电路 只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，不改变频率的电路
改变频率的电路
变频电路
交交变频电路 交直交变频电路
大多不改变相数，也有改变相数的
2
交交变频电路
直接变频电路
直接把一种频率的交流变成另一种频率或可变频率的交流 交直交变频电路 间接变频电路
先将交流整流成直流，再把直流逆变成另一种频率或可变频率的交流
a wt tgj
I VT
1 2
a
a
d(w t )
(4-9) (4-10)
2
U1 sin cos( 2a j ) cos j 2 Z
I0
2 IVT
14
0.5
0.4 IVTN
j= 0
设晶闸管电流IVT的标么值为
0.3
0.2 0.1 0 40 80
IVTN IVT
Z 2U1
(4-11)
IVT和a的关系曲线如图4-4
以j为参变量，利用 式（4-7）可将a和θ
的关系用图4-3曲线
/(° )
表示 VT2导通时， a和θ 关系完同，只是io极 性相反，相位相差
60 100 ) a /(° 140 180
180°
图4-3 单相交流调压电路以a为参变量的 θ和a关系曲线
图4-3
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阻感负载单相交流调压电路在开通角为a时，负载电压有效值Uo、晶
交流调压电路
交流调功电路
交流电力电子开关
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4.1 交流调压电路
4.1.1 单相交流调压电路
4.1.2 三相交流调压电路
7
4.1.1 单相交流调压电路
1．电阻负载
VT VT u1
1 2
io uo R
在交流电源 u1的正半周和负半周，
分别对VT1和VT2的开通角a进行控
制就可以调节输出电压。 正负半周a 起始时刻（a =0）均
u1
O uo O io O
wt
为电压过零时刻，在稳态情况下，
正负半周的a 相等。 负载电压波形是电源电压波形的
wt wt wt
一部分，负载电流和负载电压的波
形相同。
u VT
O
图4-1电阻负载单相交流调压 电路及其波形
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电阻负载单相交流调压电路在开通角为a时，负载电压有效值Uo、负 载电流有效值Io、晶闸管电流有效值IVT和电路的功率因数λ分别为