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1、第七章第七章 交流电力控制电路交流电力控制电路 n第一节第一节 交流开关及其应用电路交流开关及其应用电路n第二节第二节 单相交流调压电路单相交流调压电路n第三节第三节 相位控制器相位控制器n第四节第四节 三相交流调压电路三相交流调压电路 n本章小节本章小节裂销孔许视测豢埃蛰普福皇詹只门尹症犀鞠礁搓异召誓劫酞眷汕沽安妊蓟第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路1第一节第一节 交流开关及其应用电路交流开关及其应用电路一、晶闸管交流开关及应用一、晶闸管交流开关及应用 交交流流开开关关可可用用两两只只普普通通晶晶闸闸管管或或者者两两只只自自关关断断电电力力电电子子器器件件反反并并联联组组成成。由由
2、于于出出现现了了双双向向晶晶闸闸管管，可可以以用用一一只只双双向向晶晶闸闸管管代代替替两两只只反反并并联联器器件件，使使电路大大简化。电路大大简化。 图图7-1 晶闸管开关的基本形式晶闸管开关的基本形式 晶闸管开关的基本形式晶闸管开关的基本形式 拴凸捧适伎寥锻睦呢挣疏劝棵英卯少轮叼忧咽蘸悉镜硅厌盛巧洒谜颖稗职第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路2第一节第一节 交流开关及其应用电路交流开关及其应用电路n 光电耦合交流开关光电耦合交流开关 图图7-2 光电耦合交流开关光电耦合交流开关 缄宗才淮鲜赢鸳良苛晰曲涉谁樊载入挟谍老拢症帛迈贵欢白送铰陡著矾淮第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电
3、路3第一节第一节 交流开关及其应用电路交流开关及其应用电路n二、由过零触发开关电路组成的单相交流调功器二、由过零触发开关电路组成的单相交流调功器过零触发：在电压过零时给晶闸管以触发脉冲，使过零触发：在电压过零时给晶闸管以触发脉冲，使晶闸管工作状态始终处于全导通或全阻断。晶闸管工作状态始终处于全导通或全阻断。交流零触发开关电路：利用过零触发方式来控制晶交流零触发开关电路：利用过零触发方式来控制晶闸管导通与关断，来实现在设定的周期范围内，闸管导通与关断，来实现在设定的周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，通过将电路接通几个周波，然后断开几个周波，通过改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例
4、，达到改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，达到调节负载两端交流电压即负载功率的目的。因而调节负载两端交流电压即负载功率的目的。因而这种装置也称调功器或周波控制器。这种装置也称调功器或周波控制器。 血疥账芋溢自油浑跃意疲戳详驯庞秧婉悸扑疹井跳瞄绵职斌回伸座桩茹娇第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路4第一节第一节 交流开关及其应用电路交流开关及其应用电路n调功器的输出功率调功器的输出功率n调功器输出电压有效值调功器输出电压有效值n设定周期设定周期Tc内导通的周波数为内导通的周波数为n，每个周，每个周波的周期为波的周期为T 图图7-4 过零触发调节周波电压的波形过零触发调节周波电压的波形员
5、眩而杆荆饺急尧集改您女敢咀码皋吓敖账模兆墓旱渺蝶姨名悬抒雄戚自第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路5三、固态开关三、固态开关n固态继电器是一种无触点通断电子开关。固态继电器是一种无触点通断电子开关。它是一种四端有源器件，其中两个端子它是一种四端有源器件，其中两个端子为输人控制端，另外两个端子为输出受为输人控制端，另外两个端子为输出受控端。为实现输人与输出之间的电气隔控端。为实现输人与输出之间的电气隔离器件采用了高耐压的专用光耦合器。离器件采用了高耐压的专用光耦合器。当施加输人信号后，其主电路是导通状当施加输人信号后，其主电路是导通状态，无信号时呈阻断状态。整个器件无态，无信号时呈阻断状
6、态。整个器件无可动部件及触点，实现了相当于电磁继可动部件及触点，实现了相当于电磁继电器一样的功能。电器一样的功能。 莹派米根反汀谐颐曙陛敛臻杰薪洋钠昌椰撅抑馈穆妈配察柱荒走佃仇熙辰第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路6第一节第一节 交流开关及其应用电路交流开关及其应用电路 n三、固态开关三、固态开关b）c）图图7-7 固态开关电路图固态开关电路图 厌洒墩仇刹柳梁印敝列真讹皮识婶录趋林钦勺摇芯聂排徐渠竿扫抨粳域锋第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路7第二节第二节 单相交流调压电路单相交流调压电路n电阻负载电阻负载 :图图7-9 单向交流调压电阻负载电路单向交流调压电阻负载电路 坍
7、揭芽牢镇渗责坚暮鲤纪超涣表秆恕楔悄啤葡揩怖唁多逻熔侣练泊刮毁呵第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路8第二节第二节 单相交流调压电路单相交流调压电路n可调光台灯的实用电路可调光台灯的实用电路 :R2、C2阻容电路的作用阻容电路的作用: 在在角较大时，角较大时，RP阻值较大，阻值较大，C1充电缓慢。电源电压已过峰值并充电缓慢。电源电压已过峰值并降得很低，降得很低，uC1不足以击穿双向二不足以击穿双向二极管。增设极管。增设R2、C2阻容电路后阻容电路后，在，在大大角时角时, 电压电压uC2给电容给电容C1增加一增加一个充电个充电“电源电源”，以保证晶闸管，以保证晶闸管VT可靠触发导通，增大调
8、压范围可靠触发导通，增大调压范围 图图7-10 双向晶闸管调压电路双向晶闸管调压电路 奋达葫笛迢鲁犁徽仿皆驭潘陕剂围胳堰洞强烈末栽苑芯葬圾轰铆尺肤汝无第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路9二、电感性负载二、电感性负载 图图7-11 单相交流调压单相交流调压电感负载电路及波形电感负载电路及波形 剔剧签烛枕表叠魄拧哩位努叮带涤枣礁迅咬填躺八肃专措聚洁尤锤侵证推第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路10二、电感性负载二、电感性负载n、n由图由图a可见，可见，,180，正负半波电流，正负半波电流断续。断续。愈大，愈大，愈小。即愈小。即的移相在（的移相在（180-）范围内，可以得到连续可调
9、的交流电压。）范围内，可以得到连续可调的交流电压。n、=n由图由图b可见，当可见，当=时时,=180，即正负半，即正负半周电流临界连续。相当于晶闸管失去控制。周电流临界连续。相当于晶闸管失去控制。 曰悯督盘悔纠哗牢保欣坊窟救弟茂燕速徘辅侦呼藉荚耽歇批钙港禹佩鄂撰第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路11二、电感性负载二、电感性负载n、 n负载电流只有正半波部分，出现很大直负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能正常工作。流分量，电路不能正常工作。 n采用宽脉冲或脉冲列触发。这样即使采用宽脉冲或脉冲列触发。这样即使，则在刚开始触发晶闸管的几个周波内，则在刚开始触发晶闸管的几个周波
10、内，两管的电流波形还是不对称的。但经，两管的电流波形还是不对称的。但经几周波后，负载电流即成为对称连续的几周波后，负载电流即成为对称连续的正弦波，电流滞后电压正弦波，电流滞后电压角。角。 吴舌泞机尝不辙卷含信甚良亏呐糯陕远众酝蚂兄掖进朔落楼池抿沽卉孽荔第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路12第二节第二节 单相交流调压电路单相交流调压电路n单相交流调压有如下特点：单相交流调压有如下特点：n1) 电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致。改变控制角整流交流侧电流一致。改变控制角可以连续改可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。变
11、负载电压有效值，达到交流调压的目的。n2) 电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当时，会出现一个晶闸管无法导通，并产生时，会出现一个晶闸管无法导通，并产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。n3）电感性负载时，最小控制角）电感性负载时，最小控制角min=（阻（阻抗角）。所以抗角）。所以的移相范围为的移相范围为180；电阻；电阻负载时移相范围为负载时移相范围为0180。夸俱随造省痞狈炙购诊巫嚎酮菊凤祸洱汹讫其修扩笆选匡糠肿奠陇渍玖软第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路13第三节第三节 相位控制器相位控制器n单相
12、交流调压控制器中的晶闸管用单相交流调压控制器中的晶闸管用IGBT管取代，它除了实现交流调压应用之外，管取代，它除了实现交流调压应用之外，还是一个相位控制器。还是一个相位控制器。 图图7-14 相位控相位控制器及其波形制器及其波形 踢应缆痈檀暴钒蓟宦仿力肇尧兑作剿藏柯崎扦债蔫皮杉外饥陡据探钙仿虹第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路14第三节第三节 相位控制器相位控制器n如输入电压如输入电压ui=Umsint，电阻性负载，电阻性负载n负载电压有效值为负载电压有效值为nn输出电压有效值为输出电压有效值为n输出电流有效值为输出电流有效值为 抑必销托萎澜疟表框辖世混哥筛撇炎雨札驻拈朱梗学丛浩翱弃
13、骋环荆枷肿第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路15第三节第三节 相位控制器相位控制器n输出电流的基波分量如图输出电流的基波分量如图7-14 b的虚线的虚线所示，它较输入电压有一定的相位移。所示，它较输入电压有一定的相位移。若改变若改变1、出现的时刻与间隔，就可出现的时刻与间隔，就可改变输出电压的大小和输出与输入之间改变输出电压的大小和输出与输入之间的相差。当要求输出电压有效值一定时，的相差。当要求输出电压有效值一定时，1和和有多种取值，取值不同，输出与有多种取值，取值不同，输出与输入的相位就不同，因此把图输入的相位就不同，因此把图7-14 a的交的交流电压控制器称之为相位控制器。流电压
14、控制器称之为相位控制器。 硷黎亥辛劲今彻织嫂职沸傍四髓饰峦疫獭柿旱七衷确粒捍慷年漓型掺睛蓑第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路16第四节三相交流调压电路第四节三相交流调压电路 根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式形式星形联结星形联结线路控制三线路控制三角形联结角形联结支路控制三支路控制三角形联结角形联结中点控制三中点控制三角形联结角形联结乞灼劈眉需茄盘际锗锰车支瑚凡号已转租埂眉泰黎肤毫弟锗频瘟曾囤暇吧第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路17本章小结本章小结n以电力电子器件组成的交流开关，与传统的接触器以电力电子器件
15、组成的交流开关，与传统的接触器-继电器系统相比，没有触头及可动的机械机构，不继电器系统相比，没有触头及可动的机械机构，不存在电弧、触头磨损和熔焊等问题。组成交流开关存在电弧、触头磨损和熔焊等问题。组成交流开关的电力电子器件可以是单、双向晶闸管及的电力电子器件可以是单、双向晶闸管及IGBT、MCT等自关断器件。等自关断器件。 n交流调压，即使是使用晶闸管也可以籍负载过零自交流调压，即使是使用晶闸管也可以籍负载过零自然关断，不需另加换流电路，所以电路简单，调整然关断，不需另加换流电路，所以电路简单，调整方便。但其含有较严重的谐波分量，不过对于加热方便。但其含有较严重的谐波分量，不过对于加热炉、电光
16、源、小容量的电动机等惯性较大的负载，炉、电光源、小容量的电动机等惯性较大的负载，谐波对工作的影响较小。故交流调压多用于加热或谐波对工作的影响较小。故交流调压多用于加热或者机械惯性较大的负载功率调整。者机械惯性较大的负载功率调整。 笋仲洁芦蜗制种邪惮冯萝挨执揪胚梁架拘狠腊拐酣麓嘱武濒掳衰痒僧籍签第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路18三相交流调压电路性能比较三相交流调压电路性能比较 电路 晶闸管工作电压（峰值） 晶闸管工作电流（峰值）移相范围 线 路 性 能 特 点见图7-160.45Il0180可视为三个单相电路的组合;输出电压电流波形对称;中线电流含有谐波电流;适用于中小容量可接中线场合.见图7-170.26Il0180可视为三个单相电路的组合;输出电压电流波形对称;与星形电路比,可取电流小、耐压高的器件.应用较少.见图7-180.45Il0180负载对称,三相有电流时相当三个单相组合;采用双窄或单宽脉冲触发;无三次谐波电流;适用于各类负载.见图7-210.68Il0210线路简单,适用于中性点能拆开的星形连接负载;采用单向管时为不对称控制; 采用双向管时为对称控制.短盏造奢维哀苛女书赚俊拇搜颖疙卸虫划宜籽狗乘纹涤栏柜橇悲珍钠账六第七章交流电力控制电路第七章交流电力控制电路19
