交流调压电路的设计

交流调压电路的设计

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。

交流调压电路广泛运用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。在供用电系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节电路变压器一次电压。

交流调压电路可分为单相交流调压电路和三相交流调压电路。前者是后者的基础。

三相交流调压电路

由于单相异步电动机在工程上应用较少，在移相控制的交流电压电路中，应用较多的是三相交流调压电路，一般这种电路用作软起动器。根据三相联结形式的不同，三相异步电动机的晶闸管调压系统主回路的接法可以有几种不同的方案。星形联结电路又可分为三相三线和三相四线两种情况。三相四线时，相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120°工作，单相交流调压电路的工作原理和分析方法均适用于这种电路。在单相交流调压电路中，电流中含有基波和各次谐波。组成三相电路后，基波和3的整数倍次以外的谐波在三相之间流动，不流过零线而三相的3的整数倍次谐波是同相位的，不能在各相之间流动，全部流过零线。因此零线中会有很大的3次谐波电流及其他3的整数倍次谐波电流。当 =90°时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近。在选择线径和变压器时必须注意这一问题。

下面分析三相三线时的工作原理，主要分析电阻负载时的情况。任一相在导通时必须和另一相构成回路，因此和三相桥式全控整流电路一样，电流流通路径中有两个晶闸管，所以应采用双脉冲或宽脉冲触发。三相的触发脉冲应依次相差120°，同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差180°。因此，和三相桥式全控整流电路一样，触发脉冲顺序也是VT1～VT6，依次相差60°。

如果是把晶闸管换成二极管后可以看出，相电流和相电压同相位，且相电压过零时二极管开始导通。因此把相电压过零点定为开通角 的起点。三相三线电路中，两相间导通时是靠线电压导通的，而线电压超前相电压30°，因此 角的移相范围是0°～150°。

在任一时刻，可能是三相中各有一个晶闸管导通，这时负载相电压就是电源相电压；也可能是两项中各有一个晶闸管导通，另一相不导通，这时导通相的负载相电压是电源线电压的一半。根据任一时刻导通晶闸管的个数以及半个周波内电流是否连续可将0°～150°的移相范围分为如下三段：

（1）0°≤α＜60°范围内，电路处于三个晶闸管导通与两个晶闸管导通的交替状态，每个晶闸管导通角度为180°----α。但α=0°时是一种特殊情况，一直是三个晶闸管导通。

（2）60°≤α＜90°范围内，任一时刻都是两个晶闸管导通，每个晶闸管的导通角度为120°。（3）90°≤α＜150°范围内，电路处于两个晶闸管导通与无晶闸管导通的交替状态，每个晶闸管导通角度为300°-2 ，而且这个导通角度被分割为不连续的两部分，在半周波内形成两个断续的波头，各占150°---α。

试验结果表明，采用这种接线方式进行调压与用自耦变压器调压时电压波形接近正弦波的情

况相比，在同样输出功率的情况下，它的电流只比正弦电压供电时增加70%左右。