電力電子技術-新能源變換技術教學課件：5.2 交流調壓電路

新能源變換技術

交流調壓電路交流調壓電路一、任務描述與目標

交流調壓是將幅值固定的交流電能轉化為同頻率的幅值可調的交流電能。一、任務描述與目標

燈光控制工業(yè)加熱感應電機調速交流側調壓二、單相交流調壓電路1．雙向晶閘管實現(xiàn)的單相交流調壓電路電阻性負載輸出電壓波形二、單相交流調壓電路工作原理分析在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容220V交流通過RW電源電壓正半周R1對電容C1充電當C1上的充電電壓升到高于雙向觸發(fā)二極管VD擊穿電壓（ωt1時刻）時電容C1便通過限流電阻R2；雙向觸發(fā)二極管VD向晶閘管VS控制極放電，觸發(fā)雙向晶閘管導通，負載兩端電壓為電源電壓。電阻性負載輸出電壓波形二、單相交流調壓電路工作原理分析電源電壓正半周220V交流通過RWR1對電容C1充電電壓過零變負（ωt2時刻）時，流過雙向晶閘管電流小于維持電流，雙向晶閘管VS關斷。電阻性負載輸出電壓波形二、電力電子技術的發(fā)展工作原理分析220V交流通過RW電源電壓負半周R1對電容C1反向充電雙向觸發(fā)二極管正、反向工作特性相同。當C1上的充電壓反向高于雙向觸發(fā)二極管VD擊穿電壓（ωt3時刻）時，雙向晶閘管被觸發(fā)導通，負載兩端電壓為電源電壓。電阻性負載輸出電壓波形二、電力電子技術的發(fā)展工作原理分析220V交流通過RW電源電壓負半周R1對電容C1反向充電雙向觸發(fā)二極管正、反向工作特性相同。電壓過零變正（ωt4時刻）時，流過雙向晶閘管電流小于維持電流，雙向晶閘管VS關斷。電阻性負載輸出電壓波形二、單相交流調壓電路工作原理分析通過改變可變電阻RW阻值時，就可以改變對電容C1的充電時間常數(shù)。電阻性負載輸出電壓波形可以改變C1充電電壓的上升速度。可以改變雙向晶閘管導通時間（改變雙向晶閘管的導通角），改變輸出電壓和電流的大小，達到調光的目的。二、單相交流調壓電路在電阻性負載下負載電流和負載電壓的波形相同，電阻負載上交流電壓有效值為電流有效值電路功率因數(shù)結論：α角的移相范圍為0～π。二、單相交流調壓電路工作原理分析在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容（1）當α=0時，相當于可控硅一直導通，輸入電壓為最大值，U0=U2燈最亮。電阻性負載輸出電壓波形隨著α的增大，U0逐漸降低，燈的亮度也由亮變暗。二、單相交流調壓電路工作原理分析（2）α=π時，U0=0，燈熄滅。電阻性負載輸出電壓波形（3）α=0時，功率因數(shù)cosφ=1，隨著α的增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸變，cosφ也逐漸降低,且對電網(wǎng)電壓電流造成諧波污染。電阻性負載輸出電壓波形電阻電感性負載時，若負載上電壓電流的相位差為φ，則移相范圍為φ≤α≤π。二、單相交流調壓電路在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容電阻電感性負載時，若負載上電壓電流的相位差為φ，則移相范圍為φ≤α≤π。普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路。二、單相交流調壓電路2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容工作原理與雙向晶閘管實現(xiàn)的單相交流調壓電路相同，只需要兩組獨立的觸發(fā)電路分別控制兩只晶閘管。主要分析電感性負載的工作情況二、電力電子技術的發(fā)展2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路由于電感的作用，在電源電壓由正向負過零時，負載中電流要滯后一定φ角度才能到零。電感性負載的交流調壓電路即管子要繼續(xù)導通到電源電壓的負半周才能關斷。電感性負載的交流調壓電路晶閘管的導通角θ不僅與控制角α有關而且與負載的功率因數(shù)角φ有關。二、單相交流調壓電路2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容控制角越小則導通角越大，負載的功率因數(shù)角φ越大，表明負載感抗大，自感電動勢使電流過零的時間越長，因而導通角θ越大。二、單相交流調壓電路2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路（1）α>φ時。當α>φ時，θ<180°。即正負半周電流斷續(xù)，且α越大，θ越小。α在φ～180°范圍內(nèi)，交流電壓連續(xù)可調。二、電力電子技術的發(fā)展2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路（2）α＝φ。當α＝φ時，θ=180°。即正負半周電流臨界連續(xù)，相當于晶閘管失去控制。二、單相交流調壓電路2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路（3）α＜φ。此種情況若開始給VS1管以觸發(fā)脈沖，VS1管導通，而且α>180°。電感性負載時，晶閘管不能用窄脈沖觸發(fā)，可采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。二、單相交流調壓電路觸發(fā)脈沖為窄脈沖，當uG2出現(xiàn)時，VS1管的電流還未到零，VS1管關不斷，VS2管不能導通。當VT1管電流到零關斷時，uG2脈沖已消失，此時VT2管雖已受正壓，但也無法導通。到第三個半波時，uG1又觸發(fā)VS1導通。二、單相交流調壓電路2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路（3）α＜φ。此種情況若開始給VS1管以觸發(fā)脈沖，VS1管導通，而且θ>180°。電感性負載時，晶閘管不能用窄脈沖觸發(fā)，可采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。單相交流調壓電路特點二、單相交流調壓電路2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容在此處添加您的文本內(nèi)容①電阻負載時，負載電流波形與單相橋式可控整流交流側電流一致。改變控制角可以連續(xù)改變負載電壓有效值，達到交流調壓的目的。移相范圍為0°～180°。二、單相交流調壓電路2.普通晶閘管反并聯(lián)實現(xiàn)的單相交流調壓電路②電感性負載時，不能用窄脈沖觸發(fā)。否則當α<φ時，會出現(xiàn)一個晶閘管無法導通，產(chǎn)生很大直流分量電流，燒毀熔斷器或晶