单相交流调压电路的性能研究

单相交流调压电路的性能研究摘要：随着用电设备种类的增加、功能的多样化，它们对电源的要求也就各不相同，普通的市交流电已经不能满足这些要求。因此，就需要对市交流电压进行调整以获取需要的电压。目前，较为常用的交流调压技术手段除了老式的电感式调压器外，主要就是采用晶闸管交流调压装置。交流调压电路是一个带有双向晶闸管的单相交流调压电路，其功能与一般的单相交流调压电路类似，但是它的控制电路与其他电路的控制电路相比起来要简单的多，更容易控制，故使用起来更加方便。关键词：交流调压电路；单相交流调压电路；单相交流调压电路的谐波分析0.前言交流调压电路广泛应用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。在电力系统中，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，所以对单相交流调压电路的性能研究十分重要。1.交流调压电路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输出，这种不改变交流电的频率电路称为交流电力控制电路。在每半个周波那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，这中电路称为交流调压电路。交流调压电路分为单相交流调压电路和三相交流调压电路。2.单相交流调压电路2.1单相交流调压电路的电路图图1单相交流调压电路图2.2电阻负载图2电阻负载单相交流调压电路及其波形在上图中晶闸管VT1VT2也可以用双向晶闸管代替。在电源U的正半周内，晶闸管V承受正向电压，当ωt=α时触发V使其导通则负载上得到缺α角的正弦半波电压，当电源电压过0时，V管电流下降为0而关断，在电源电压U的负半周，V晶闸管承受正向电压，当ωt=α+π时，触发V使其导通，则负载上得到缺α角的正弦负半波电压，改变α角大小，就改变了输出电压有效值大小。负载电压电压有效值为负载电流有效值晶闸管电流有效值电路功率因数由图和公式可以看出α移项范围从0到π，α=0时，相当于晶闸管一直接通，输出电压为最大值，Uo=UI，随着α的增大，Uo降低，直到α=π时，Uo=0，此外，α=0时，功率因数λ=1，随着α的增大，输入电流落后于电压并且发生畸变，λ也随之降低。2.3阻感负载图8控制角为1200时的电阻性负载电流电压和脉冲波形图9控制角为1800时的电阻性负载电流电压和脉冲波形从波形可看出，随着开通角α的增大，负载电压逐渐降低，α的移相范围为0≤α≤π。5．结束语由上述研究可知单相交流调压可归纳为以下三点：①带电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角α可以改变负载电压有效值。②带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当α<φ时会发生有一个晶闸管无法导通的现象，电流出现很大的直流分量。③带电感性负载时，α的移相范围为φ-180，带电阻性负载时移相范围为0-180。改变反并联晶闸管的控制角，就可方便地实现交流调压。当带电感性负载时，必须防止由于控制角小于阻抗角造成的输出交流电压中出现直流分量的情况。交流-交流变流电路，即把一种形式的交流变成另一种形式的交流电路。在交流-交流电路中，只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为交流电力控制电路。而单相交流调压电路又是其基础电路，所以我们通过对上述单相交流调压电路的性能研究可以更好的掌握其工作原理，从而为我们解决日常生活中遇到的问题提供了方便。[参考文献][1]王兆安，刘进军．电力电子技术．机械工业出版社，2009[2]王成安．电子技术基本技能综合训练．人民邮电出版社，2005[3]杨欣，莱.诺克斯，