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1、第七章 交流电力控制电 路 n第一节 交流开关及其应用电路 n第二节 单相交流调压电路 n第三节 相位控制器 n第四节 三相交流调压电路 n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 交流开关及其应用电 路 一、晶闸管交流开关及应用 交流开关可用两只普通晶闸管或者两只自关 断电力电子器件反并联组成。由于出现了双 向晶闸管，可以用一只双向晶闸管代替两只 反并联器件，使电路大大简化。 图7-1 晶闸管开关的
2、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 交流开关及其应用电 路 n 光电耦合交流开关 图7-2 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 路 3 第一节 交流开关及其应用电 路 n二、由过零触
3、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
4、一节 交流开关及其应用电 路 n调功器的输出功率 n调功器输出电压有效值 n设定周期Tc内导通的周波数为n，每 个周波的周期为T 图7-4 过零触发调节周波电压的波形 员 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 n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 间的电气隔离器件采用了高耐压的专 用光耦合器。当施加输人信号
5、后，其 主电路是导通状态，无信号时呈阻断 状态。整个器件无可动部件及触点， 实现了相当于电磁继电器一样的功能 。 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 交流开关及其应用电 路 n三、固态开关 b） c） 图7-7 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
6、章 交 流 电 力 控 制 电 路 7 第二节 单相交流调压电路 n电阻负载 : 图7-9 单向交流调压电阻负载电路 坍 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 单相交流调压电路 n可调光台灯的实用电路 : R2、C2阻容电路的作用: 在角较大时，RP阻值较大， C1充电缓慢。电源电压已过峰值并 降得很低，uC1不足以击穿双向二 极管。增设R2、C2阻容电路后，在 大角时, 电压uC2给电容C1增加一 个充电“电
7、源”，以保证晶闸管VT可 靠触发导通，增大调压范围 图7-10 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 图7-11 单相交流调压 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
8、载 n、 n由图a可见，,180，正负半波电 流断续。愈大，愈小。即的移相在（ 180-）范围内，可以得到连续可调的交 流电压。 n、= n由图b可见，当=时,=180，即正负 半周电流临界连续。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 n、 n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。 n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
9、波内，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 对称连续的正弦波，电流滞后电压 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 单相交流调压电路 n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 控整流交流侧电流一致。改变控制角可以 连续改变负载电压有效值，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 当时，会出现一个晶闸管无法导通， 并产生很
10、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min=（ 阻抗角）。所以的移相范围为180； 电阻负载时移相范围为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 相位控制器 n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，还是一个相位控制器。 图7-14 相位控 制器及其波形 踢 应 缆 痈 檀 暴 钒 蓟 宦 仿 力 肇 尧 兑 作 剿 藏 柯
11、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 相位控制器 n如输入电压ui=Umsint，电阻性负载 n负载电压有效值为 n n输出电压有效值为 n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 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 相位控制器 n输出电流的基波分量如图7-14 b的虚 线所示，它较输入电压有一定的相位 移。
12、若改变1、出现的时刻与间隔 ，就可改变输出电压的大小和输出与 输入之间的相差。当要求输出电压有 效值一定时，1和有多种取值，取 值不同，输出与输入的相位就不同， 因此把图7-14 a的交流电压控制器称 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 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 星形联结 线路控制三 角形联结 支路控制三 角形联结 中点控制三 角形联结 乞
13、 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 n以电力电子器件组成的交流开关，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IGBT、MCT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 于加热炉、电光源、小容量
14、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 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 7-16 0.45Il0180 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
15、图 7-17 0.26Il0180 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 7-18 0.45Il0180 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 7-21 0.68Il0210 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