重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院-第06章 交流調(diào)壓電路

1、第第 6 6 章章 交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路 第第 6 6 章章 交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路 通過某種裝置對交流電壓的有效值或功率進行調(diào)通過某種裝置對交流電壓的有效值或功率進行調(diào)整叫做交流調(diào)壓。交流電子調(diào)壓的方式一般分為整叫做交流調(diào)壓。交流電子調(diào)壓的方式一般分為3 3種，種，分別為相控式、斬波式、通斷式。第一種的電路一般分別為相控式、斬波式、通斷式。第一種的電路一般由晶閘管構(gòu)成，通過改變控制角實現(xiàn)調(diào)壓。第二種又由晶閘管構(gòu)成，通過改變控制角實現(xiàn)調(diào)壓。第二種又叫交流斬波器，一般要用全控型器件來實現(xiàn)。第三種叫交流斬波器，一般要用全控型器件來實現(xiàn)。第三種也叫功率控制器，主電路和相控電路相似，但控制規(guī)也叫

2、功率控制器，主電路和相控電路相似，但控制規(guī)則不同。交流調(diào)壓電路廣泛應(yīng)用于工業(yè)加熱、燈光控則不同。交流調(diào)壓電路廣泛應(yīng)用于工業(yè)加熱、燈光控制制( (如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制) )、異步電動機的軟啟、異步電動機的軟啟動、異步電動機調(diào)壓調(diào)速、供用電系統(tǒng)對無功功率的動、異步電動機調(diào)壓調(diào)速、供用電系統(tǒng)對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)、高壓小電流或低壓大電流直流電源、調(diào)節(jié)連續(xù)調(diào)節(jié)、高壓小電流或低壓大電流直流電源、調(diào)節(jié)變壓器一次電壓以及電焊、電解、電鍍和交流側(cè)調(diào)壓變壓器一次電壓以及電焊、電解、電鍍和交流側(cè)調(diào)壓等場合。等場合。第第 6 6 章章 交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路 6.1 6.1 雙雙 向向

3、晶晶 閘閘 管管 6.2 6.2 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 6.3 6.3 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 6.4 6.4 交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例 6.5 6.5 實訓(xùn)實訓(xùn)6 6 三相交流調(diào)壓電路的研究三相交流調(diào)壓電路的研究 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 6.1.1 6.1.1 雙向雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)、原理晶閘管的結(jié)構(gòu)、原理 6.1.2 6.1.2 雙向雙向晶閘管的參數(shù)晶閘管的參數(shù) 6.1.3 6.1.3 雙向雙向晶閘管的使用注意事項晶閘管的使用注意事項 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 雙向晶閘管又稱三極管半導(dǎo)體開關(guān)元件，是雙向晶

4、閘管又稱三極管半導(dǎo)體開關(guān)元件，是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它不僅能代在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管，而且僅用一個觸發(fā)替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管，而且僅用一個觸發(fā)電路，經(jīng)濟且控制電路簡單，是目前比較理想的電路，經(jīng)濟且控制電路簡單，是目前比較理想的交流開關(guān)器件。交流開關(guān)器件。 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 6.1.1 6.1.1 雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)、原理雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)、原理 雙向晶閘管的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路、電氣符號分別雙向晶閘管的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、等效電路、電氣符號分別如圖如圖6-1(a)6-1(a)、(b)(b)、(c)(c)、(d

5、)(d)所示，它是一個所示，它是一個NPNPNNPNPN的五層三端的五層三端(VT1(VT1、VT2VT2和和G)G)元件，有元件，有4 4個個PNPN結(jié)?？梢哉J為是一對普通晶閘管結(jié)?？梢哉J為是一對普通晶閘管反并聯(lián)連接的集成，有兩個主電極反并聯(lián)連接的集成，有兩個主電極VT1(VT1(或或T1)T1)和和VT2(VT2(或或T2)T2)，一，一個門極個門極G G。門極使器件在主電極的正反兩方向均可觸發(fā)導(dǎo)通，。門極使器件在主電極的正反兩方向均可觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)后導(dǎo)通是雙向的，這個特點是普通晶閘管所沒有的，所以觸發(fā)后導(dǎo)通是雙向的，這個特點是普通晶閘管所沒有的，所以雙向晶閘管具有比較對稱的正反向伏安特性

6、，如圖雙向晶閘管具有比較對稱的正反向伏安特性，如圖6-26-2所示。所示。它第一象限的曲線表明，它第一象限的曲線表明，VT1VT1極電壓高于極電壓高于VT2VT2極電壓，我們稱為極電壓，我們稱為正向電壓，用正向電壓，用U U1212表示。第三象限的曲線表明，表示。第三象限的曲線表明，VT2VT2極電壓高于極電壓高于VT1VT1極電壓，我們稱為反向電壓，用極電壓，我們稱為反向電壓，用U U2121表示。此特性與普通晶表示。此特性與普通晶閘管的正向特性相同。閘管的正向特性相同。圖圖6-1 6-1 雙向晶閘管雙向晶閘管第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 無論無論VT1VT1與與VT2V

7、T2間的電壓極性如何，給門極間的電壓極性如何，給門極G G 和主電極和主電極VT2VT2間施加正觸發(fā)電流間施加正觸發(fā)電流( (I IG G從從G G流入，從流入，從VT2VT2流出流出) )或負觸發(fā)電或負觸發(fā)電流流( (I IG G從從VT2VT2流入，從流入，從G G 流出流出) )，均能使雙向晶閘管導(dǎo)通。，均能使雙向晶閘管導(dǎo)通。圖圖6-2 6-2 雙向晶閘管的伏安特性雙向晶閘管的伏安特性 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 6.1.2 6.1.2 雙向晶閘管的參數(shù)雙向晶閘管的參數(shù) 雙向晶閘管的參數(shù)有極限參數(shù)、溫度特性參數(shù)、電氣

8、參數(shù)雙向晶閘管的參數(shù)有極限參數(shù)、溫度特性參數(shù)、電氣參數(shù)3 3類。在應(yīng)用中最重要的是極限參數(shù)。以下兩個參數(shù)是特別重類。在應(yīng)用中最重要的是極限參數(shù)。以下兩個參數(shù)是特別重要的。要的。 (1) (1) 斷態(tài)重復(fù)峰值電壓斷態(tài)重復(fù)峰值電壓U UDRMDRM：在門極開路和晶閘管正向阻：在門極開路和晶閘管正向阻斷的條件下，以重復(fù)率為斷的條件下，以重復(fù)率為5050次次/ /秒，持續(xù)時間不大于秒，持續(xù)時間不大于10ms10ms，而，而重復(fù)加在陽陰極之間仍使晶閘管不至于導(dǎo)通的正向峰值電壓。重復(fù)加在陽陰極之間仍使晶閘管不至于導(dǎo)通的正向峰值電壓。 (2) (2) 額定通態(tài)平均電流額定通態(tài)平均電流I IT(AV)T(AV

9、)：在規(guī)定環(huán)境溫度：在規(guī)定環(huán)境溫度(50)(50)、標準散熱和全導(dǎo)通標準散熱和全導(dǎo)通( (導(dǎo)通角為導(dǎo)通角為180180) )的條件下晶閘管允許通過的條件下晶閘管允許通過的工頻電流的最大平均值。的工頻電流的最大平均值。 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 6.1.3 6.1.3 雙向晶閘管的使用注意事項雙向晶閘管的使用注意事項 雙向晶閘管在使用時必須注意如下問題。雙向晶閘管在使用時必須注意如下問題。 (1) (1) 門極觸發(fā)靈敏度較低。門極觸發(fā)靈敏度較低。 (2) (2) 不能反復(fù)承受較大的電壓變化率，因而很難用于感性不能反復(fù)承受較大的電壓變化率，因而很難用于感性負載。由于雙向晶閘

10、管工作的交流電路中大多是感性負載，其負載。由于雙向晶閘管工作的交流電路中大多是感性負載，其電流的變化落后于電壓的變化。也就是說，當(dāng)電流下降到零時電流的變化落后于電壓的變化。也就是說，當(dāng)電流下降到零時電源電壓早已反向，相當(dāng)于給電流剛剛降為零的晶閘管兩端瞬電源電壓早已反向，相當(dāng)于給電流剛剛降為零的晶閘管兩端瞬間施加一階躍反壓。因此，其必須在電流為零的瞬間具有承受間施加一階躍反壓。因此，其必須在電流為零的瞬間具有承受一定反向一定反向d du u/d/dt t 的能力，否則，它可能在反方向觸發(fā)脈沖還未的能力，否則，它可能在反方向觸發(fā)脈沖還未到來之前就在反向電壓的作用下誤導(dǎo)通了。所以，若元件阻抗到來之前

11、就在反向電壓的作用下誤導(dǎo)通了。所以，若元件阻抗d du u/d/dt t 能力不足時，應(yīng)在元件能力不足時，應(yīng)在元件VT1VT1、VT2VT2兩端并聯(lián)兩端并聯(lián)RCRC阻容吸收回阻容吸收回路，以限制過大的路，以限制過大的d du u/d/dt t。 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 (3) (3) 關(guān)斷時間較長，因而只能在低頻場合應(yīng)用。這是因為關(guān)斷時間較長，因而只能在低頻場合應(yīng)用。這是因為雙向晶閘管在交流電路中使用時，雙向晶閘管在交流電路中使用時，VT1VT1、VT2VT2間承受正、反兩個間承受正、反兩個半波的電流和電壓，當(dāng)在一個方向?qū)ńY(jié)束時，管內(nèi)載流子還半波的電流和電壓，當(dāng)在一

12、個方向?qū)ńY(jié)束時，管內(nèi)載流子還來不及回復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)的位置，若迅速承受反方向的電壓，這來不及回復(fù)到截止?fàn)顟B(tài)的位置，若迅速承受反方向的電壓，這些載流子產(chǎn)生的電流有可能作為器件反向工作的觸發(fā)電流而誤些載流子產(chǎn)生的電流有可能作為器件反向工作的觸發(fā)電流而誤觸發(fā)，使雙向晶閘管失去控制能力而造成換流失敗。為了防止觸發(fā)，使雙向晶閘管失去控制能力而造成換流失敗。為了防止雙向晶閘管換向時失控，需在元件兩端并接雙向晶閘管換向時失控，需在元件兩端并接RCRC阻容保護電路，阻容保護電路，常取常取R R=50=50100100，C C=0.1=0.10.47F0.47F。 (4) (4) 雙向晶閘管的額定電流是用正弦電流

13、有效值標定。當(dāng)雙向晶閘管的額定電流是用正弦電流有效值標定。當(dāng)負載為交流電機時，要考慮根據(jù)起動或反接電流峰值來選取元負載為交流電機時，要考慮根據(jù)起動或反接電流峰值來選取元件的額定電流件的額定電流I IT(RMS)T(RMS)。 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 (5) (5) 額定電壓額定電壓U UTNTN的選擇。電壓裕量通常取的選擇。電壓裕量通常取2 2至至3 3倍，對于倍，對于380V380V線路用的交流開關(guān)，一般選用線路用的交流開關(guān)，一般選用l 000l 0001 200V1 200V的雙向晶閘的雙向晶閘管。管。 (6) (6) 無論是普通晶閘管還是雙向晶閘管，使用中晶閘管

14、主無論是普通晶閘管還是雙向晶閘管，使用中晶閘管主電極電極(VT2(VT2VT1)VT1)間的導(dǎo)通壓降都不應(yīng)超過間的導(dǎo)通壓降都不應(yīng)超過2V2V，且負載功率超過，且負載功率超過250W250W時就應(yīng)安裝上散熱片。時就應(yīng)安裝上散熱片。 在晶閘管的設(shè)計中，首先根據(jù)電路要求，計算元件參數(shù)，在晶閘管的設(shè)計中，首先根據(jù)電路要求，計算元件參數(shù)，將參數(shù)乘以安全系數(shù)將參數(shù)乘以安全系數(shù)K K，然后查相關(guān)手冊，選擇合適的元件。，然后查相關(guān)手冊，選擇合適的元件。 第第 1 1 節(jié)節(jié) 雙雙 向向 晶晶 閘閘 管管 【例例6-16-1】 雙向晶閘管額定電流的定義和普通晶閘管額定雙向晶閘管額定電流的定義和普通晶閘管額定電流的

15、定義有何不同？額定電流為電流的定義有何不同？額定電流為100A100A的兩只普通晶閘管反并的兩只普通晶閘管反并聯(lián)，可以用額定電流為多少的雙向晶閘管代替？聯(lián)，可以用額定電流為多少的雙向晶閘管代替？ 解解 雙向晶閘管的額定電流用有效值表示，而普通晶閘管雙向晶閘管的額定電流用有效值表示，而普通晶閘管的額定電流是用平均值表示的。額定電流的額定電流是用平均值表示的。額定電流100A100A的普通晶閘管，的普通晶閘管，其通過電流的峰值為其通過電流的峰值為100100 =314A =314A，則雙向晶閘管的額定電流，則雙向晶閘管的額定電流為為314/ A=222A314/ A=222A。 2第第 2 2 節(jié)

16、節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 6.2.1 6.2.1 電電 阻阻 性性 負負 載載 6.2.2 6.2.2 電電 感感 性性 負負 載載 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 在交流調(diào)壓器中，相位控制應(yīng)用較多，本節(jié)在交流調(diào)壓器中，相位控制應(yīng)用較多，本節(jié)主要分析相位控制的交流調(diào)壓器，先闡述作為基主要分析相位控制的交流調(diào)壓器，先闡述作為基礎(chǔ)的單相交流調(diào)壓器。礎(chǔ)的單相交流調(diào)壓器。 與晶閘管相控整流電路類似，負載性質(zhì)會對與晶閘管相控整流電路類似，負載性質(zhì)會對電路的工作情況有較大的影響，下面分別對純電電路的工作情況有較大的影響，下面分別對純電阻負載和電感性負載進行分析。阻負載和電

17、感性負載進行分析。 0t 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 6.2.1 6.2.1 電阻性負載電阻性負載 如圖如圖6-36-3所示為單相交流調(diào)壓器，其晶閘管所示為單相交流調(diào)壓器，其晶閘管VT1VT1和和VT2VT2反并聯(lián)反并聯(lián)連接，與負載電阻連接，與負載電阻R R串聯(lián)接到交流電源串聯(lián)接到交流電源u ui i上，如圖上，如圖6-3(a)(6-3(a)(也可也可以采用雙向晶閘管，如圖以采用雙向晶閘管，如圖6-3(b)6-3(b)所示。電流、電壓波形如圖所示。電流、電壓波形如圖6-3(c)6-3(c)所示。所示。 在電源電壓在電源電壓u ui i的正半周內(nèi)，晶閘管的正半周內(nèi)，晶閘

18、管VT1VT1承受正向電壓，在電承受正向電壓，在電源電壓源電壓u ui i的負半周，晶閘管的負半周，晶閘管VT2VT2承受正向電壓。承受正向電壓。 時，時，VT1VT1、VT2VT2處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓u ui i=0=0，i i0 0=0=0。 = = 時，觸發(fā)時，觸發(fā)VT1VT1導(dǎo)通，則負載上得到缺導(dǎo)通，則負載上得到缺 角的正弦半波角的正弦半波電壓，輸出電壓電壓，輸出電壓u uo o=u=ui i，由于是電阻性負載，負載電流，由于是電阻性負載，負載電流i io o=u=ui i/R/R。t 時，時，VT1繼續(xù)導(dǎo)通，輸出電壓繼續(xù)導(dǎo)通，輸出電壓uo o= ui i，io

19、 o= ui i /R。 時，正半周結(jié)束，時，正半周結(jié)束，uo o=0，io o=0，電源電壓過零，電源電壓過零，VT1管電流管電流io o下降為零而關(guān)斷，輸出電壓下降為零而關(guān)斷，輸出電壓uo o=0，io o=0。 時，時，VT1VT1、VT2VT2處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出電處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓壓u uo o=0=0，i io o=0=0。 時，觸發(fā)時，觸發(fā)VT2VT2導(dǎo)通，則負載上又得到缺角導(dǎo)通，則負載上又得到缺角的正弦負半波電壓，輸出電壓的正弦負半波電壓，輸出電壓u uo o= = u ui i，i io o= = u ui i/ /R R。 時，時，VT2VT2繼續(xù)導(dǎo)通，輸出電壓繼續(xù)導(dǎo)通，

20、輸出電壓u uo o= =u u1 1，i io o= = u ui i/ /R R。 時，時，u uo o=0=0，i io o=0=0，VT2VT2截止，輸出電壓截止，輸出電壓u uo o=0=0，i io o=0=0。)t (t)t(22ttt 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 圖圖6-3 6-3 單相交流調(diào)壓電路及電阻性負載單相交流調(diào)壓電路工作波形單相交流調(diào)壓電路及電阻性負載單相交流調(diào)壓電路工作波形 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 電源電壓正半周觸發(fā)電源電壓正半周觸發(fā)VT1VT1，負半周觸發(fā)，負半周觸發(fā)VT2VT2時，持續(xù)這時，持續(xù)這樣的控制，

21、在負載電阻上便得到每半波缺角樣的控制，在負載電阻上便得到每半波缺角 的正弦電的正弦電壓，如同一個無觸點開關(guān)，允許頻繁操作，因為無電弧，壓，如同一個無觸點開關(guān)，允許頻繁操作，因為無電弧，壽命較長。若正、負半周以同樣的移相角壽命較長。若正、負半周以同樣的移相角 觸發(fā)觸發(fā)VT1VT1和和VT2VT2，則負載電壓有效值可以隨，則負載電壓有效值可以隨 角而改變，實現(xiàn)交流調(diào)角而改變，實現(xiàn)交流調(diào)壓。壓。 從圖從圖6-3(c)6-3(c)中可以看出，隨著中可以看出，隨著 的逐漸增大，電阻的逐漸增大，電阻R R上的電壓有效值上的電壓有效值u uo o逐漸減小。當(dāng)逐漸減小。當(dāng) =0=0時，時，u uo o= =u

22、 ui i；當(dāng)；當(dāng) = = 時，時，u uo o=0=0。因此，單相交流調(diào)壓電路對電阻性負載，其電。因此，單相交流調(diào)壓電路對電阻性負載，其電壓可調(diào)范圍為壓可調(diào)范圍為0 0U U1 1 ，控制角的移相范圍為，控制角的移相范圍為0 0 ，晶閘管導(dǎo)通角為晶閘管導(dǎo)通角為= = - - 。這種電路。這種電路 =0=0時，功率因數(shù)時，功率因數(shù)=1=1，隨著的增大，相控作用使輸入電流滯后于電壓且，隨著的增大，相控作用使輸入電流滯后于電壓且畸變，電路的功率因數(shù)也隨之降低，這是相控電路普遍畸變，電路的功率因數(shù)也隨之降低，這是相控電路普遍存在的一個缺點。存在的一個缺點。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交

23、流調(diào)壓電路 綜上所述，隨著綜上所述，隨著 角的增大，角的增大，u uo o逐漸減小。當(dāng)逐漸減小。當(dāng) = = 時，時，u uo o=0=0。因此，單相交流調(diào)壓電路對于電阻性負載，其。因此，單相交流調(diào)壓電路對于電阻性負載，其電壓可調(diào)范圍為電壓可調(diào)范圍為0 0u ui i，控制角，控制角 的移相范圍為的移相范圍為0 0 。 交流調(diào)壓電路的觸發(fā)電路完全可以套用晶閘管可控整交流調(diào)壓電路的觸發(fā)電路完全可以套用晶閘管可控整流和有源逆變電路的移相觸發(fā)電路，但是脈沖的輸出必須流和有源逆變電路的移相觸發(fā)電路，但是脈沖的輸出必須通過脈沖變壓器，兩個二次繞組之間要有充分的絕緣。通過脈沖變壓器，兩個二次繞組之間要有充分

24、的絕緣。 【例例6-26-2】 一臺一臺220V/10kW220V/10kW的電爐，采用單相交流調(diào)壓的電爐，采用單相交流調(diào)壓電路，現(xiàn)使其工作在功率為電路，現(xiàn)使其工作在功率為5kW5kW的電路中，試求電路的控的電路中，試求電路的控制角制角 和工作電流以及電源側(cè)功率因數(shù)。和工作電流以及電源側(cè)功率因數(shù)。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 解解 電爐是電阻性負載。電爐是電阻性負載。220V220V、10kW10kW的電爐其電流有效值的電爐其電流有效值應(yīng)為應(yīng)為 要求輸出功率減半，據(jù)要求輸出功率減半，據(jù) ，得，得 故工作電流應(yīng)為故工作電流應(yīng)為 輸出功率減半，即輸出功率減半，即 值減小值

25、減小 ，則，則U U減為原來的減為原來的 ，據(jù)公式據(jù)公式(6-3)(6-3)得得 ，據(jù)公式，據(jù)公式(6-5)(6-5)得功率數(shù)得功率數(shù) 。1000045.5220PIAU22/ 212PIIR2/IP R45.532.12IAA2UPR1212090cos0.707第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 6.2.2 6.2.2 電感性負載電感性負載 電路原理及工作波形如圖電路原理及工作波形如圖6-46-4所示。圖中所示。圖中u uG1G1、u uG2G2為晶閘管為晶閘管VT1VT1、VT2VT2的寬觸發(fā)脈沖波形。電感性負載是交流調(diào)壓器最一般的寬觸發(fā)脈沖波形。電感性負載是交流調(diào)壓器

26、最一般的負載。其工作情況與可控整流電路帶電感負載相似，當(dāng)電源的負載。其工作情況與可控整流電路帶電感負載相似，當(dāng)電源電壓反向過零時，負載電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢阻止電流的變化，電壓反向過零時，負載電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢阻止電流的變化，故電流不能立即為零。晶閘管的導(dǎo)通角故電流不能立即為零。晶閘管的導(dǎo)通角 的大小與控制角的大小與控制角 、負載阻抗角負載阻抗角 都有關(guān)。兩只晶閘管門極的起始控制點分別定在都有關(guān)。兩只晶閘管門極的起始控制點分別定在電源電壓每個半周的起始點。電源電壓每個半周的起始點。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 圖圖6-4 6-4 感性負載單相交流調(diào)壓電路及波形感性負載單相

27、交流調(diào)壓電路及波形第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 在電源電壓在電源電壓u u1 1的正半周內(nèi)，晶閘管的正半周內(nèi)，晶閘管VT1VT1承受正向電壓，承受正向電壓，當(dāng)當(dāng) 時，觸發(fā)時，觸發(fā)VT1VT1使其導(dǎo)通，則負載上得到缺使其導(dǎo)通，則負載上得到缺 角角的正弦半波電壓，由于是感性負載，因此負載電流的正弦半波電壓，由于是感性負載，因此負載電流i io o的變化的變化滯后電壓的變化，電流滯后電壓的變化，電流i io o不能突變，只能從零逐漸增大。當(dāng)不能突變，只能從零逐漸增大。當(dāng)電源電壓過零時，電流電源電壓過零時，電流i io o則會滯后于電源電壓一定的相角減則會滯后于電源電壓一定的相

28、角減小到零，小到零，VT1VT1管電流不能反向才能關(guān)斷，所以在電源電壓過管電流不能反向才能關(guān)斷，所以在電源電壓過零點后零點后VT1VT1繼續(xù)導(dǎo)通一段時間，輸出電壓出現(xiàn)負值，此時晶繼續(xù)導(dǎo)通一段時間，輸出電壓出現(xiàn)負值，此時晶閘管的導(dǎo)通角閘管的導(dǎo)通角 大于相同控制角情況下的電阻性負載的導(dǎo)通大于相同控制角情況下的電阻性負載的導(dǎo)通角。晶閘管的導(dǎo)通角角。晶閘管的導(dǎo)通角 。 在電源電壓在電源電壓u u1 1的負半周，的負半周，VT2VT2晶閘管承受正向電壓，當(dāng)晶閘管承受正向電壓，當(dāng) 時觸發(fā)時觸發(fā)VT2VT2使其導(dǎo)通，則負載上又得到缺使其導(dǎo)通，則負載上又得到缺 角角的正弦負半波電壓。由于負載電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢

29、阻止電流的正弦負半波電壓。由于負載電感產(chǎn)生感應(yīng)電動勢阻止電流的變化，因而電流的變化，因而電流i io o只能反方向從零開始逐漸增大。當(dāng)電源只能反方向從零開始逐漸增大。當(dāng)電源電壓過零時，電流電壓過零時，電流i io o則會滯后于電源電壓一定的相角減小到則會滯后于電源電壓一定的相角減小到零，零，VT2VT2才能關(guān)斷，所以在電源電壓過零點后才能關(guān)斷，所以在電源電壓過零點后VT2VT2繼續(xù)導(dǎo)通一繼續(xù)導(dǎo)通一段時間，輸出電壓出現(xiàn)正值。段時間，輸出電壓出現(xiàn)正值。 t() t ()第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 由圖由圖6-4(b)6-4(b)可知，負載電流可知，負載電流i io o不連

30、續(xù)。不連續(xù)。 下面分別就下面分別就 、 、 3 3種情況來討論調(diào)壓電種情況來討論調(diào)壓電路路的工作情況。的工作情況。 (1) (1) 當(dāng)當(dāng) 時，導(dǎo)通角時，導(dǎo)通角 180180180。如圖。如圖6-56-5所示為波形分析。所示為波形分析。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 圖圖6-5 6-5 時電感性負載交流調(diào)壓電路工作波形時電感性負載交流調(diào)壓電路工作波形 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 VT1 VT1提前導(dǎo)通，提前導(dǎo)通，L L被過充電，放電時間延長，被過充電，放電時間延長，VT1VT1的導(dǎo)的導(dǎo)通角超過通角超過 ；觸發(fā)；觸發(fā)VT2VT2時，時，i io o

31、尚未過零，尚未過零，VT1VT1仍導(dǎo)通，仍導(dǎo)通，VT2VT2截截止；止；i io o過零后，過零后，VT2VT2導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT2VT2導(dǎo)通角小于導(dǎo)通角小于 。 如圖如圖6-66-6所示，如果觸發(fā)脈沖為窄脈沖，則當(dāng)所示，如果觸發(fā)脈沖為窄脈沖，則當(dāng)u uG2G2出現(xiàn)出現(xiàn)時，時，VT1VT1的電流還未到零，的電流還未到零，VT2VT2管受反壓不能觸發(fā)導(dǎo)通；待管受反壓不能觸發(fā)導(dǎo)通；待VT1VT1中電流變到零關(guān)斷，中電流變到零關(guān)斷，VT2VT2承受正壓時，脈沖已消失，無法承受正壓時，脈沖已消失，無法導(dǎo)通。到了下一周期，導(dǎo)通。到了下一周期，VT1VT1又被觸發(fā)導(dǎo)通，重復(fù)上一周期的又被觸發(fā)導(dǎo)通，重復(fù)上一周

32、期的工作，結(jié)果形成單向半波整流現(xiàn)象，使負載只有正半波，回工作，結(jié)果形成單向半波整流現(xiàn)象，使負載只有正半波，回路中出現(xiàn)很大的直流電流分量，無法維持電路的正常工作。路中出現(xiàn)很大的直流電流分量，無法維持電路的正常工作。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 解決上述失控現(xiàn)象的辦法是：采用寬脈沖或脈沖列觸解決上述失控現(xiàn)象的辦法是：采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)，以保證發(fā)，以保證VT1VT1管電流下降到零時，管電流下降到零時，VT2VT2管的觸發(fā)脈沖信號還管的觸發(fā)脈沖信號還未消失，未消失，VT2VT2可在可在VT1VT1電流為零關(guān)斷后接著導(dǎo)通。但電流為零關(guān)斷后接著導(dǎo)通。但VT2VT2的初的初始觸

33、發(fā)控制角始觸發(fā)控制角 ，即，即VT2VT2的導(dǎo)通角的導(dǎo)通角 180180。從。從第二周期開始，由于第二周期開始，由于VT2VT2的關(guān)斷時刻向后移，因此的關(guān)斷時刻向后移，因此VT1VT1的導(dǎo)通的導(dǎo)通角逐漸減小，角逐漸減小，VT2VT2的導(dǎo)通角逐漸增大，雖然在剛開始觸發(fā)晶的導(dǎo)通角逐漸增大，雖然在剛開始觸發(fā)晶閘管的幾個周期內(nèi)，兩管的電流波形是不對稱的，但當(dāng)負載閘管的幾個周期內(nèi)，兩管的電流波形是不對稱的，但當(dāng)負載電流中的自由分量電流中的自由分量( (i io o由兩個分量組成：正弦穩(wěn)態(tài)分量、指數(shù)由兩個分量組成：正弦穩(wěn)態(tài)分量、指數(shù)衰減分量衰減分量) )衰減后，負載電流即能得到完全對稱連續(xù)的波衰減后，負載

34、電流即能得到完全對稱連續(xù)的波形，這時兩個晶閘管的導(dǎo)通角形，這時兩個晶閘管的導(dǎo)通角=180=180，達到平衡。電流滯，達到平衡。電流滯后電源電壓后電源電壓 角。角。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 圖圖6-6 6-6 感性負載窄脈沖觸發(fā)時的工作波形感性負載窄脈沖觸發(fā)時的工作波形第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 根據(jù)以上分析，當(dāng)根據(jù)以上分析，當(dāng) 并采用寬脈沖觸發(fā)時，負載并采用寬脈沖觸發(fā)時，負載電壓、電流總是完整的正弦波，改變控制角電壓、電流總是完整的正弦波，改變控制角 ，負載電壓、電，負載電壓、電流的有效值不變，即電路失去交流調(diào)壓作用。在感性負載時，流的有

35、效值不變，即電路失去交流調(diào)壓作用。在感性負載時，要實現(xiàn)交流調(diào)壓的目的，則最小控制角要實現(xiàn)交流調(diào)壓的目的，則最小控制角 ( (負載的功率因素負載的功率因素角角) )，所以，所以 的移相范圍為的移相范圍為 ( =0( =0時刻仍定為時刻仍定為u u1 1過過零的時刻零的時刻) )。 輸出電壓與輸出電壓與 的關(guān)系：移相范圍為的關(guān)系：移相范圍為0 0 。 =0=0時，輸出電壓為最大，時，輸出電壓為最大，u uo o= =u u1 1；隨；隨 的增大，的增大，U Uo o降低，降低， = = 時，時，u uo o=0=0。 cos cos 與與 的關(guān)系：的關(guān)系： =0=0時，功率因數(shù)時，功率因數(shù)cos

36、=1cos =1， 增大，增大，輸入電流滯后于電壓且畸變，輸入電流滯后于電壓且畸變，cos cos 降低。降低。 綜上所述，單相交流調(diào)壓可歸納為如下綜上所述，單相交流調(diào)壓可歸納為如下3 3點。點。 (1) (1) 帶電阻性負載時，負載電流波形與單相橋式可控整流交帶電阻性負載時，負載電流波形與單相橋式可控整流交流側(cè)電流波形一致，改變控制角流側(cè)電流波形一致，改變控制角 可以改變負載電壓有效值?？梢愿淖冐撦d電壓有效值。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 (2) (2) 帶電感性負載時，不能用窄脈沖觸發(fā)，否則當(dāng)帶電感性負載時，不能用窄脈沖觸發(fā)，否則當(dāng) 時時會出現(xiàn)有一個晶閘管無法導(dǎo)通

37、的現(xiàn)象，電流出現(xiàn)很大的直流分會出現(xiàn)有一個晶閘管無法導(dǎo)通的現(xiàn)象，電流出現(xiàn)很大的直流分量。量。 (3) (3) 帶電感性負載時，帶電感性負載時， 的移相范圍為的移相范圍為 180180，帶電阻，帶電阻性負載時移相范圍為性負載時移相范圍為0 0180180。 【例例6-36-3】 如圖如圖6-4(a)6-4(a)所示單相交流調(diào)壓電路，所示單相交流調(diào)壓電路，U Uo=220Vo=220V，L L=5.516mH=5.516mH，R R=1=1 ，試求：，試求： (1) (1) 控制角控制角 的移相范圍；的移相范圍； (2) (2) 負載電流最大有效值；負載電流最大有效值； (3) (3) 最大輸出功率

38、和功率因數(shù)。最大輸出功率和功率因數(shù)。 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 解解 (1) (1) 單相交流調(diào)壓電感性負載時，控制角單相交流調(diào)壓電感性負載時，控制角 的移相范的移相范圍是圍是 180180 所以控制角所以控制角 的移相范圍是的移相范圍是6060108108。 (2) (2) 因因 時，電流為連續(xù)狀態(tài)，此時負載電流最時，電流為連續(xù)狀態(tài)，此時負載電流最大，為大，為 (3) (3) 最大功率為最大功率為 30250 5.516 101.732arctanarctanarctan6011LR 002222201101 1.732()UUIAAZRL 000coscos(2

39、20 110 cos60 )12.1P U IU IWkW 0coscoscos600.5 第第 2 2 節(jié)節(jié) 單相交流調(diào)壓電路單相交流調(diào)壓電路 第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 6.3.1 6.3.1 不帶中性線的三相全波相位控制的不帶中性線的三相全波相位控制的星星 形聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路形聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路 第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 單相交流調(diào)壓器的主電路和控制電路都比較單相交流調(diào)壓器的主電路和控制電路都比較簡單，因此成本低，但是只適用于單相負載和中、簡單，因此成本低，但是只適用于單相負載和中、小容量的應(yīng)用場所。如果單相負載容量過大，就小容量的應(yīng)用場所。如

40、果單相負載容量過大，就會造成三相不平衡，影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，因而容會造成三相不平衡，影響電網(wǎng)供電質(zhì)量，因而容量較大的負載大部分為三相負載。要適應(yīng)三相負量較大的負載大部分為三相負載。要適應(yīng)三相負載的要求就需用三相交流調(diào)壓。三相交流調(diào)壓的載的要求就需用三相交流調(diào)壓。三相交流調(diào)壓的電路是對三相交流電的電壓進行調(diào)節(jié)的電路。電路是對三相交流電的電壓進行調(diào)節(jié)的電路。 如圖如圖6-76-7所示是三相交流調(diào)壓電路的線路圖。用晶閘管或其所示是三相交流調(diào)壓電路的線路圖。用晶閘管或其他功率開關(guān)元件組成的雙向開關(guān)接至三相交流電源和三相負載他功率開關(guān)元件組成的雙向開關(guān)接至三相交流電源和三相負載之間，當(dāng)兩個以上的開關(guān)導(dǎo)通時

41、，電源電壓通過開關(guān)加到負載之間，當(dāng)兩個以上的開關(guān)導(dǎo)通時，電源電壓通過開關(guān)加到負載上；當(dāng)開關(guān)阻斷時，電源電壓被開關(guān)所隔離，負載上電壓為上；當(dāng)開關(guān)阻斷時，電源電壓被開關(guān)所隔離，負載上電壓為零。通過控制雙向開關(guān)的通斷控制輸出的三相交流電壓。負載零。通過控制雙向開關(guān)的通斷控制輸出的三相交流電壓。負載的連接方式可分為星形有中性線、星形無中性線和三角形等聯(lián)的連接方式可分為星形有中性線、星形無中性線和三角形等聯(lián)結(jié)方式。其中以無中性線的星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)較為常用。結(jié)方式。其中以無中性線的星形聯(lián)結(jié)和三角形聯(lián)結(jié)較為常用。 根據(jù)三相連接形式的不同，晶閘管三相交流調(diào)壓電路具有根據(jù)三相連接形式的不同，晶閘管三相交流調(diào)

42、壓電路具有多種形式，如圖多種形式，如圖6-76-7所示。所示。 第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 圖圖6-7 6-7 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 圖圖6-7 6-7 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路( (續(xù)續(xù)) ) 下面只介紹常用的不帶中性線的三相全波相位控制的星形下面只介紹常用的不帶中性線的三相全波相位控制的星形聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路 。第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 6.3.1 6.3.1 不帶中性線的三相全波相位控制的星形聯(lián)不帶中性線

43、的三相全波相位控制的星形聯(lián) 結(jié)調(diào)壓電路結(jié)調(diào)壓電路 不帶中性線的三相全波相位控制的星形聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路即三不帶中性線的三相全波相位控制的星形聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路即三相三線制調(diào)壓電路。相三線制調(diào)壓電路。 6.3.1.1 6.3.1.1 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) 如圖如圖6-86-8所示，為負載星形聯(lián)結(jié)時的三相分支雙向控制電所示，為負載星形聯(lián)結(jié)時的三相分支雙向控制電路，用路，用3 3對晶閘管反并聯(lián)或?qū)чl管反并聯(lián)或3 3個雙向晶閘管分別串接在每相負載個雙向晶閘管分別串接在每相負載上。上。 第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 圖圖6-8 6-8 星形聯(lián)結(jié)三相交流調(diào)壓電路星形聯(lián)結(jié)三相交流調(diào)壓電路( (三相

44、三線制三相三線制) )第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 6.3.1.2 6.3.1.2 三相三線制交流調(diào)壓電路三相三線制交流調(diào)壓電路 由于沒有中性線，為了保證電路的正常工作，在三相電路由于沒有中性線，為了保證電路的正常工作，在三相電路中，至少有一相正向晶閘管導(dǎo)通與另一相反向晶閘管導(dǎo)通，中，至少有一相正向晶閘管導(dǎo)通與另一相反向晶閘管導(dǎo)通，所以應(yīng)采用雙脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)。三相的觸發(fā)脈沖依次相所以應(yīng)采用雙脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)。三相的觸發(fā)脈沖依次相差差 ，同一相的兩個反并聯(lián)晶閘管觸發(fā)脈沖相差，同一相的兩個反并聯(lián)晶閘管觸發(fā)脈沖相差 。 （1 1） ：三管導(dǎo)通與兩管導(dǎo)通交替，每管導(dǎo)：三管導(dǎo)通

45、與兩管導(dǎo)通交替，每管導(dǎo)通通 。 時的波形如圖時的波形如圖6-96-9所示。各相電壓過零所示。各相電壓過零3030后觸發(fā)后觸發(fā)相應(yīng)晶閘管。以相應(yīng)晶閘管。以U U相為例，相為例， 過零變正過零變正3030后發(fā)出后發(fā)出VT1VT1的觸發(fā)的觸發(fā)脈沖脈沖 ， 過零變負過零變負3030后發(fā)出后發(fā)出VT4VT4的觸發(fā)脈沖的觸發(fā)脈沖 。2300060 0180 030 1GuUu2GuUu第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 ： =0=0時，時， 變正，變正，VT4VT4關(guān)斷，但關(guān)斷，但VT1VT1無觸發(fā)脈無觸發(fā)脈沖，繼續(xù)截止，沖，繼續(xù)截止，VT5VT5、VT6VT6繼續(xù)導(dǎo)通，這時繼續(xù)導(dǎo)通，這

46、時U U相負載電壓相負載電壓 =0=0。 ： = = 時，觸發(fā)時，觸發(fā)VT1VT1導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT5VT5、VT6VT6繼續(xù)導(dǎo)通，繼續(xù)導(dǎo)通，三相均有電流，這時三相均有電流，這時U U相負載電壓相負載電壓 。 ： = = 時，時， =0=0，VT5VT5關(guān)斷，關(guān)斷，VT2VT2無觸發(fā)脈無觸發(fā)脈沖，繼續(xù)截止，沖，繼續(xù)截止，VT1VT1、VT6VT6繼續(xù)導(dǎo)通，這時繼續(xù)導(dǎo)通，這時U U相負載電壓相負載電壓 ： = = 時，觸發(fā)時，觸發(fā)VT2VT2導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT1VT1、VT6VT6繼續(xù)導(dǎo)通，繼續(xù)導(dǎo)通，這時這時U U相負載電壓相負載電壓 。 =2 /3 =2 /35 /65 /6： =2 /3=2 /

47、3時，時，u uV V=0=0，VT6VT6關(guān)斷，關(guān)斷，VT1VT1、VT2VT2繼續(xù)繼續(xù)導(dǎo)通，這時導(dǎo)通，這時U U相負載電壓相負載電壓u uRURU= =u uUWUW/2/2。 =5 /6 =5 /6 ： =5 /6=5 /6時，觸發(fā)時，觸發(fā)VT3VT3導(dǎo)通，導(dǎo)通，VT1VT1、VT2VT2繼續(xù)導(dǎo)繼續(xù)導(dǎo)通，這時通，這時U U相負載電壓相負載電壓u uRURU= =u uU U。 06ttUuRUu63tt6RUUuu32ttwuR/2UUVuu223tt32第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 RUUuutttt圖圖6-9 三相全波星形無中線調(diào)壓電路三相全波星形無中線調(diào)壓電

48、路 =30時的波形時的波形第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 負半周負半周U U相負載電壓可按相同的方式分析。相負載電壓可按相同的方式分析。 歸納歸納 =30=30時的導(dǎo)通特點，即每管持續(xù)導(dǎo)通時的導(dǎo)通特點，即每管持續(xù)導(dǎo)通150150；有的；有的區(qū)間由兩個晶閘管同時導(dǎo)通構(gòu)成兩相流通回路，有的區(qū)間區(qū)間由兩個晶閘管同時導(dǎo)通構(gòu)成兩相流通回路，有的區(qū)間3 3個個晶閘管同時導(dǎo)通構(gòu)成三相流通回路。如圖晶閘管同時導(dǎo)通構(gòu)成三相流通回路。如圖6-9(d)6-9(d)所示為所示為 =30=30時時U U相負載電壓波形。相負載電壓波形。 (2) (2)用同樣的分析方法可以得到當(dāng)用同樣的分析方法可以得

49、到當(dāng) = /3= /3、2 /32 /3時時U U相負載相負載電壓波形。電壓波形。第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 6.3.1.3 6.3.1.3 三相調(diào)壓電路在電感性負載時的工作情況三相調(diào)壓電路在電感性負載時的工作情況 三相交流調(diào)壓電路在電感性負載下的情況要比單相電路復(fù)雜三相交流調(diào)壓電路在電感性負載下的情況要比單相電路復(fù)雜得多，很難用數(shù)學(xué)表達式進行描述。從實驗可知，當(dāng)三相交流得多，很難用數(shù)學(xué)表達式進行描述。從實驗可知，當(dāng)三相交流調(diào)壓電路帶電感性負載時，同樣要求觸發(fā)脈沖為寬脈沖，而調(diào)壓電路帶電感性負載時，同樣要求觸發(fā)脈沖為寬脈沖，而脈沖移相范圍為脈沖移相范圍為0 0 150

50、 150。隨著。隨著 增大，輸出電壓增大，輸出電壓減小。減小。第第 3 3 節(jié)節(jié) 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 第第 4 4 節(jié)節(jié) 交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例 6.4.1 6.4.1 交流調(diào)光臺燈的應(yīng)用電路交流調(diào)光臺燈的應(yīng)用電路 6.4.2 6.4.2 電風(fēng)扇無級調(diào)速器電風(fēng)扇無級調(diào)速器 6.4.1 6.4.1 交流調(diào)光臺燈的應(yīng)用電路交流調(diào)光臺燈的應(yīng)用電路 電路如圖電路如圖6-106-10所示，電路的工作原理：觸發(fā)電路由兩節(jié)所示，電路的工作原理：觸發(fā)電路由兩節(jié)RCRC移相網(wǎng)絡(luò)和雙向二極管移相網(wǎng)絡(luò)和雙向二極管VT2VT2組成。當(dāng)電容組成。當(dāng)電容C C1 1上的電壓達到雙向上的電壓

51、達到雙向二極管二極管VT2VT2的正向轉(zhuǎn)折電壓時導(dǎo)通，此時負載的正向轉(zhuǎn)折電壓時導(dǎo)通，此時負載R RL L上得到相應(yīng)的上得到相應(yīng)的正半波交流電壓。在電源電壓過零瞬間，晶閘管電流小于維持正半波交流電壓。在電源電壓過零瞬間，晶閘管電流小于維持電流電流I IH H而自動關(guān)斷。當(dāng)電源電壓而自動關(guān)斷。當(dāng)電源電壓u u為上負下正時，電源對為上負下正時，電源對C C1 1反向反向充電，充電，C C1 1上的電壓為下正上負，當(dāng)上的電壓為下正上負，當(dāng)C C1 1上的電壓達到雙向二極管上的電壓達到雙向二極管VT1VT1的反向轉(zhuǎn)折電壓時，的反向轉(zhuǎn)折電壓時，VT1VT1導(dǎo)通，給雙向晶閘管的控制極一個導(dǎo)通，給雙向晶閘管的

52、控制極一個反向觸發(fā)脈沖反向觸發(fā)脈沖u uG G，晶閘管由，晶閘管由VT1VT1向向VT2VT2方向?qū)?，負載方向?qū)?，負載R RL L上得到上得到相應(yīng)的負半波交流電壓。相應(yīng)的負半波交流電壓。 第第 4 4 節(jié)節(jié) 交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例 圖圖6-10 6-10 調(diào)光臺燈應(yīng)用電路調(diào)光臺燈應(yīng)用電路第第 4 4 節(jié)節(jié) 交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例 圖圖6-11 6-11 雙向晶閘管交流調(diào)壓波形圖雙向晶閘管交流調(diào)壓波形圖 第第 4 4 節(jié)節(jié) 交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例 6.4.2 6.4.2 電風(fēng)扇無級調(diào)速器電風(fēng)扇無級調(diào)速器 電風(fēng)扇無級調(diào)速器在日常生活中隨處可

53、見。如圖電風(fēng)扇無級調(diào)速器在日常生活中隨處可見。如圖6-12(a)6-12(a)所示為常見的電風(fēng)扇無級調(diào)速器。旋動旋鈕便可以調(diào)節(jié)電風(fēng)扇所示為常見的電風(fēng)扇無級調(diào)速器。旋動旋鈕便可以調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的速度。如圖的速度。如圖6-12(b)6-12(b)所示為電路原理圖。所示為電路原理圖。 如圖如圖6-12(b)6-12(b)所示，調(diào)速器電路由主電路和觸發(fā)電路兩部分所示，調(diào)速器電路由主電路和觸發(fā)電路兩部分構(gòu)成，主電路是單相交流調(diào)壓電路，觸發(fā)電路是由氖管組成的構(gòu)成，主電路是單相交流調(diào)壓電路，觸發(fā)電路是由氖管組成的簡易觸發(fā)電路。在雙向晶閘管的兩端并接簡易觸發(fā)電路。在雙向晶閘管的兩端并接RCRC元件，利用電容兩元件

54、，利用電容兩端電壓瞬時不能突變，作為晶閘管關(guān)斷過電壓的保護措施。端電壓瞬時不能突變，作為晶閘管關(guān)斷過電壓的保護措施。 接通電源后，電容接通電源后，電容C C1 1充電，當(dāng)電容充電，當(dāng)電容C C1 1兩端電壓的峰值達到氖兩端電壓的峰值達到氖管管HLHL的阻斷電壓時，的阻斷電壓時，HLHL亮，雙向晶閘管亮，雙向晶閘管VTVT被觸發(fā)導(dǎo)通，電風(fēng)扇被觸發(fā)導(dǎo)通，電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。改變電位器轉(zhuǎn)動。改變電位器RPRP的大小，即改變了的大小，即改變了C C1 1的時間常數(shù)，使的時間常數(shù)，使VTVT的的導(dǎo)通角發(fā)生變化，也就改變了電動機兩端的電壓，因此電風(fēng)扇導(dǎo)通角發(fā)生變化，也就改變了電動機兩端的電壓，因此電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速改變

55、。由于的轉(zhuǎn)速改變。由于RPRP是無級變化的，因此，電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也是是無級變化的，因此，電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速也是無級變化的。無級變化的。第第 4 4 節(jié)節(jié) 交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例 圖圖6-12 6-12 電風(fēng)扇無級調(diào)速器電風(fēng)扇無級調(diào)速器第第 4 4 節(jié)節(jié) 交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例交流調(diào)壓電路應(yīng)用實例 第第 5 5 節(jié)節(jié) 實實 訓(xùn)訓(xùn) 6 6三相交流調(diào)壓電路的研究三相交流調(diào)壓電路的研究 1. 實訓(xùn)目的實訓(xùn)目的 (1) 熟悉三相交流調(diào)壓電路的工作原理。熟悉三相交流調(diào)壓電路的工作原理。 (2) 了解三相三線制和三相四線制交流調(diào)壓電路在電阻了解三相三線制和三相四線制交流調(diào)壓電路在電阻負載、電阻電感負

56、載時輸出電壓、電流的波形及移相特性。負載、電阻電感負載時輸出電壓、電流的波形及移相特性。 2. 實訓(xùn)電路實訓(xùn)電路 實訓(xùn)電路如圖實訓(xùn)電路如圖6-13所示。所示。圖圖6-13 6-13 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路第第 5 5 節(jié)節(jié) 實實 訓(xùn)訓(xùn) 6 6 3. 3. 實訓(xùn)儀器與設(shè)備實訓(xùn)儀器與設(shè)備 (1) (1)變壓器變壓器2 2塊；塊；(2)(2)鋸齒波觸發(fā)器電路板鋸齒波觸發(fā)器電路板1 1塊；塊；(3)(3)按鈕按鈕2 2個；個；(4)(4)交流接觸器交流接觸器1 1塊；塊；(5)(5)變阻器變阻器3 3塊；塊；(6)(6)電抗器電抗器3 3塊；塊；(7)(7)雙蹤示波器雙蹤示波器1 1臺；臺；

57、(8)(8)萬用表萬用表1 1塊。塊。 4. 4. 實訓(xùn)內(nèi)容與步驟實訓(xùn)內(nèi)容與步驟 (1) (1) 實驗原理實驗原理 星形聯(lián)結(jié)帶中性線的三相交流調(diào)壓電路實際上就是星形聯(lián)結(jié)帶中性線的三相交流調(diào)壓電路實際上就是3 3個單個單相交流調(diào)壓電路的組合，其工作原理和波形均與單相交流調(diào)壓相交流調(diào)壓電路的組合，其工作原理和波形均與單相交流調(diào)壓電路相同。電路相同。第第 5 5 節(jié)節(jié) 實實 訓(xùn)訓(xùn) 6 6 對于三相三線制交流調(diào)壓電路，由于沒有中性線，每相電對于三相三線制交流調(diào)壓電路，由于沒有中性線，每相電流必須與另一相構(gòu)成回路。與三相全控橋一樣，三相三線制調(diào)流必須與另一相構(gòu)成回路。與三相全控橋一樣，三相三線制調(diào)壓電路

58、應(yīng)采用寬脈沖或雙窄脈沖觸發(fā)。與三相整流電路不同的壓電路應(yīng)采用寬脈沖或雙窄脈沖觸發(fā)。與三相整流電路不同的是，控制角是，控制角 =0=0o o為相應(yīng)相電壓過零點，而不是自然換相點。為相應(yīng)相電壓過零點，而不是自然換相點。在采用鋸齒波同步觸發(fā)電路時，為滿足在采用鋸齒波同步觸發(fā)電路時，為滿足 角時的移相要求，同角時的移相要求，同步電壓應(yīng)超前相應(yīng)的主電路電源電壓步電壓應(yīng)超前相應(yīng)的主電路電源電壓3030。 由圖由圖6-136-13可以看出，主電路整流變壓器采用可以看出，主電路整流變壓器采用YNYN，yn(y)yn(y)接法接法與同步變壓器采用與同步變壓器采用D D，ynynynyn接法即可滿足上述兩種調(diào)壓電路接法即可滿足上述兩種調(diào)壓電路的需要。的需要。 第第 5 5 節(jié)節(jié) 實實 訓(xùn)訓(xùn) 6 6 (2) (2) 按圖按圖6-136-13把電路接好把電路接好( (暫不接負載暫不接負載) )，閉合，閉合S S，按起動按，按起動按鈕鈕SB2SB2，主電路接通電源。用示波器檢查同步電壓是否超前對，主電路接通電源。用示波器檢查同步電壓是否