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1、第一节 双向晶闸管第六章 交流调压电路第二节 晶闸管交流开关第三节 单相和三相调压电路第四节 交流斩波调压电路交交变频电路 (直接变频电路) 交直交变频电路 (间接变频电路)概 述 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， 可改变相关的电压、电流、频率和相数等交流调压电路只改变电压、电流或控制电路的通断，不改变频率变频电路改变频率，大多不改变相数，也有改变相数的交流调压电路相位控制（或斩控式） 交流调功电路及交流无触点开关通断控制u交流调压电路的结构两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，控制晶闸管 就可控制交流电力 u交流调压电路的类型交流调压电路:交流调功电路:交流电力电子开
2、关:每半个周波控制晶闸管开通相位，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并不着意调节输出平均功率，根据需要接通或断开电路。交流调功电路与交流电力电子开关的区别：l以交流电源周波数为控制单位交流调功电路l对电路通断进行控制交流电力电子开 关交流调功电路异u与交流调压电路的电路形式完全相同控制方式不同：将负载与电源接通几个周 波，再断开几个周波，改变通断周波数的 比值来调节负载所消耗的平均同u应用常用于电炉的温度控制因其直接调节对象是电路的平均输出功率,所以称 为交流调功电路 -控制对象时间常数很大，以周波数为单位控制即可 -通常晶闸管导通时
3、刻为电源电压过零的时刻，负载电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常 意义的谐波污染交流电力电子开关u作用：u优点：代替机械开关，起接通和断开电路的作用响应速度快，无触点，寿命长，可频繁控制通断u与交流调功电路的区别 并不控制电路的平均输出功率 通常没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路的接 通和断开 控制频度通常比交流调功电路低得多u交流调压电路的应用：灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制 ）异步电动机软起动异步电动机调速供用电系统对无功功率的连续调节在高压小电流或低压大电流直流电源中 ，用于调节变压器一次电压交流调压电路4.1双向晶闸管是晶闸管系列中的主要派生元件，在交流电路中代替一组
4、反并联的普通晶闸管，是一种比较理想的交流交流控制元件。第一节 双向晶闸管1、结构与特征双向晶闸管与普通晶闸管一样，也有塑料封装、螺旋型与平板型三种，其核心部分是五层三端半导体结构，结构与符号如图所示。双向晶闸管的伏安特性如图所示。二、双向晶闸管的触发方式双向晶闸管正反二个方向都能导通，门极加正负信号都能触发，因此有四种触发方式。四种触发方式的特性如表三、双向晶闸管主要参数选择为了保证交流的可靠运行，必须根据开关的工作条件，合理选择双向晶闸管的额定通电电流、断态重复峰值电压以及换向电压上升率。 晶闸管交流开关是一种快速、较理想的交流开关。 一、简单交流开关a 为普通晶闸管反并联的交流开关。第二节
5、 晶闸管交流开关b 采用双向晶闸管反并联的交流开关。c 只用一只普通晶闸管，管子不受反压。双向晶闸管控制三相自动控温电热炉的电路如图 。二、过零触发开关电路与交流调功器前面介绍的各种可控整流都采用移相触发控制，这种触发方式使电路中的正弦波形出现缺角，包含较大的高次谐波。为设定周期Tc内零触发输出波形的两种工作方式。四、固态开关简称:SSS或SSR。a 为光电双向晶闸管耦合器非零电压开关。固态开关一般采用环氧树脂封装，具有体积小、工作频率高的特点，适用与频繁工作或潮湿、有腐蚀性以及易燃的环境中。b 为光电晶闸管耦合的零电压开关。c 为零电压接通与零电流断开的理想无触电开关 。交流调压广泛用于工业
6、加热、灯光控制、感应电动机调压调速以及电焊、点解、电镀交流侧调压等场合。单向交流调压用于小功率调压，广泛用于民用电气控制。 一、几种交流调压的触发电路1.简单双向晶闸管调压电路，图为简单有级交流调压电路。第三节 单相和三相调压电路2.触发二级管交流调压电路图3.单结晶体管触发电路图 4.KC06触发器组成的晶闸管移向交流调压电路。5.程控单结晶体管组成的触发电路，PUT实质上是一个N型门极晶闸管，它的门级从N1区引出，而普通晶闸管从P2区引出。它具备晶闸管功能又可作为单结晶体管使用。PUC触发的晶闸管交流调压电路如图所示。电路图a用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与电阻负载Rl组成主电路
7、。以反并联电路进行分析，正半周时刻触发VT1管，负半周时刻触发VT2管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波图b所示。二、单向交流调压电路分析 1.电阻性负载数量关系 负载电压有效值(6.1)负载电流有效值 (6.2)晶闸管电流有效值功率因数图4.1电阻负载单相交 流调压电路及其波形4.1ROu1uoioVT1VT2u1uoiouVTwtOwtOwtOwtu输出电压与a的关系:移相范围为0 a 。 a =0时，输出电压为最大， Uo=U1 。随a的增大，Uo降低， a =时 ， Uo =0。 u与a的关系:a =0时，功率因数=1， a增大，输入电流滞后于电压且 畸变，降低单相交流调压电路4
8、.12.电感性负载当负载为线圈、交流电动机或经过变压器在接电阻负载时，这种负载称为电感性负载，电路如图所示，工作情况与可控整流电路带电感性负载相似。a=0时刻仍定为u1 过零的时刻;a的移相范围应为 j a 4.1u 阻感负载时的工作过程分析 由于电感的作用,导通角角增大.与、的 关系有:分三种情况讨论: 1.180度.须宽脉冲触发.此时输出 电压电流波形还是连续,输出电压为一 完整的正弦波电压,相当与晶闸管被短 接.由上可知, 时,180度. U0=U1.电路起不 到调压作用。4.1u 数量关系 负载电压有效值： 晶闸管电流有效值： 单相交流调压电路4.1三、三相交流调压电路当交流功率调节容
9、量较大时通常采用三相交流调压电路，而三相交流调压电路可由三个相位互差120度的单相交流调压电路组合而成，负载可连接成或Y。三相交流调压电路常用的有四种接线方法如图所示。1. 星形带中性线的三相交流调压2. 晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压3. 三相三线交流调压4. 控制负载中性点的三相交流调压三相四线 基本原理：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。基波 和3倍次以外的谐波在三相之间流动，不流 过零线 问题：三相中3倍次谐波同相位，全部 流过零线。零线有很大3倍次谐波电流。 a=90时，零线电流甚至和各相电流的有效 值接近。三相三线三相四线1星形联结电路三相交流调
10、压电路4.2u 三相三线，电阻负载时的情况 任一相导通须和另一相构成回路 电流通路中至少有两个晶闸管成对导通 ，应采用双脉冲或宽脉冲触发 触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路 一样，为VT1 VT6,依次相差60 相电压过零点定为a的起点， 因线电压 超前相电压30 ，a角移相范围是0 150。三相交流调压电路4.2a) a =30 b) a =60 c) a =1204.2(1)0 a 60：三管导通与 两管导通交替，每管导通 180a 。但a =0时一直是 三管导通(2)60 a 90：两管导通，每 管导通120(3)90 a 150：两管导通 与无晶闸管导通交替，导通 角度为3002 a一、交流斩波调压原理交流斩波调压电路的输出电压波形如图b所示。 第四节 交流斩波调压电路二、交流斩波控制目前采用全控型器件如GTO、GTR、IGBT等来构成交流斩波调压电路，如图所示为GTR及快速二极管组成的交流斩波调压电路。若负载为纯电阻，负载电流i的基波波形与负载电压波形相同，如图a所示。若为电感性负载，负载电流i滞后电源电压u2,波 形如图所示。
