【《交流调压电路的原理分析概述》1800字】

交流调压电路的原理分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u20832交流调压电路的原理分析概述 163891.1交流调压电路的分类 1265531.2斩控式交流调压电路 1189011.3其它交流调压电路简介 31.1交流调压电路的分类电力电子类中的交流调压技术就是指负载经由按一定占空比周期性地使双向功率开关进行导通或者断开,从而实现改变负载上输入电压的目标。按照功率开关器件的导通和关断控制方式的不同，交流调压电路在这种意义上来讲可以划分为两类:即相位控制与斩波控制[12-13]。1.2斩控式交流调压电路斩控式交流调压电路是本论文研究的重点，只有单相，没有三相之说。它的细致分类有很多种，其中的升压和降压斩波电路是最基本的两种。下面介绍Buck型斩控式交流调压电路，采用Buck型的斩波方式也是十分常见的，它的拓扑结构如图2-1(a)所示。正弦交流电压作为该电路的激励，因此一般电路需要两个开关器件S1、S2，而且要求开关S1、S2均双向可控，如图2-1(b)所示。S1作为斩波控制开关，相应的开关S2的功能是为响应电流提供续流通道。若将S1的导通时间定义为ton，开关周期则用T表示，那么很容易得出D=ton/T（D为占空比）。因此可以通过改变D这一手段，使输出电压得到改变。图2-1Buck型斩控式交流调压电路网络结构以及常用的的双向可控开关在负载为纯阻性时其电路各参数波形如图2-2所示。图2-2纯阻性负载下电路参数波形假设输入电压为 ui=um开关管占空比为D，因为开关S1和S2两者完全互补，经过S1和S2斩波后，输出电压u0的基波分量为 u0=其中G(t)是转移函数，可用公式表示为 Gt=用傅里叶级数知识将式（2-2）和（2-3）联立计算可得 u0=式中a=aD,D=Ton/T表示占空比，斩波频率则用ω=2/T表达。上式表明响应电压u0中了除了基波Dumsinωt之外，还含有其他次谐波，通过改变占空比D，就可以改变输出电压的基波幅值，达到调节输出电压的目的[14-15]。图2-3(a)表示的是常用的Buck型调压电路，图2-3(b)、(c)则表示的是电源处于正半轴波时的工作阶段性拆分。图2-3斩控式交流调压电路工作阶段拆分1.3其它交流调压电路简介(1)单相相控调压电路且负载为纯阻性时，以正弦变化规律作为电压源的单相相控式调压的电路电气图的基本结构如下方左边2-4(a)所示,加在该负载电路的输入端的单相电压源激励所造成的响应称为正弦交变电流。正弦交变电流以2为周期进行周期性变化，不妨取t=0，以第一个周期为例。在其横轴上方和横轴下方分别令ωt=α和ωt=+α这两个时刻分别触发SCRVT1和SCRVT2,从而利用计算方法得到的纯阻性负载两端交流电压变化形态的波形如下方右边的2-4(b)所示。每个晶闸管均在其网络系统中对应的一个交流控制电压经过零点的时刻立即进行触发关断,晶闸管的交流控制导线触发角一般定义为α,相应的则接通角一般定义为θ=π-α。负载响应的波形与电源的波形十分相似，即响应波形是激励波形的一部分。同时响应电流和响应电压波形除了大小和单位不同，但波形结构是完全一样的。

图2-4负载为纯阻性时的电路图（2）单相交流调压电路且负载显阻感性时，且电阻和电感二者的相同量纲的数值之差的绝对值不大时，则该负载则需要通过数学公式计算出阻抗,其电路构造如下方左边2-5(a)所示。由于电感原件对交变电流存在阻碍作用，它这种性质会使得整个负载的电流滞后于电压。也就是说当负载的电压(电感具有储能作用，一定条件下可以看作电源)从最大值降到零这个过程中,负载中的电流也随之变化但并不与电压同步。当负载电压下降到零，负载中的电流却没有降到零，因此晶闸管电压降到零的时刻不能关断,必须等到电感中存储的磁场能全部释放完毕后，晶闸管才能关断。这种情况所对应的网络图如下方右边2-5(b)所示。图2-5负载为阻感性时的波形图（3）取一个三相交流电源，将其三相端口分别命名为A,B,C。将ABC都接上单相交流调压电路即可得到一个如下方左图2-6(a)三相电路。与此同时，固定三个单相电路各自的触发角的大小不变，那么我们也可以清楚地看到在图2-6(a)中的三相交流调压电路实际上本身就是一个连接有零线的网络。在该网络中，数值以3为倍数的谐波和产生的全部基波均流动于三相之间，但不管时谐波还是基波，它们都时不经过零线的。然而若次谐波的数值是3的倍数，则次谐波会全部流经零线，因此在这个零线中很大的电流就是由于这些数值为3的倍数次谐波所造成的。α=90°时,流经零线的三相电流大小数值甚至和各三相电流的有效值相近,出现这样的情况也可能是带有零线的三相网络所存在的主要问题。如果把整流电路中的接地零线去掉,则这些数值为3的倍数的次调压谐波就相当于在电路中没有通路，次谐波消失也就相当于没有次谐波了,这时整流电路就变成了无零线的三