【精品】交流调压电路和交流调功电路区别
交流调压和其它交流电力控制电路
三相三线制(电阻负载)
工作状态： 三相各有一个管子导通：
负载相电压就是电源相电压； 使管子关断的是相电压过零；
两相各有一个管子导通，另一相 不通：
负载相电压为电源线电压的一半； 使管子关断的是线电压过零；
2020/6/30
Xi'an Jiaotong University
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三相交流调压电路－－星形连接电路
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单相交流调压电路－－阻感负载
VT1
L
di0 dt
Ri0
2U1 sinwt
i0 t 0
i0
2U1
sin(
R (wt )
)e wL
Z
2U 1 sin(wt ) u11 u
Z
O
u
Z R2 (wL)2
arctanwL
R
uG1 G1
O u
G2
O
u
o
t
O
i o
wt 0.6
wt wt
问题：三相中3倍次谐波同相位， 全部流过零线。零线有很大3倍次
谐波电流。 a =90°时，零线电
流甚至和各相电流的有效值接近。
a =0°时，如同三相交流电路的
YN连接，各项电压、电流对称。
随着a的增大，各相电流波形出现
缺口，造成三相电流不平衡。
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三相交流调压电路－－星形连接电路
三相三线制(电阻负载)
2020/6/30
a =60°
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交流调功电路和交流调压电路的电路形式
交流调功电路和交流调压电路的电路形式交流调功电路和交流调压电路是电路中常见的两种电子元件调整电流和电压的方法。
它们在电子设备和电路中起着至关重要的作用，能够有效地调整电流和电压以满足设备的需求和保护设备。
下面将详细介绍交流调功电路和交流调压电路的电路形式以及它们的工作原理。
1.交流调功电路交流调功电路是一种能够调整交流电流的电路，它可以根据需要在电路中加入一些元件，来调整输入输出功率和电流。
在实际电子设备和电路中，交流调功电路通常用于调节交流电源的输出功率，以满足设备的需求。
下面将介绍交流调功电路的一些常见形式以及它们的工作原理。
1.1电阻调功电路电阻调功电路是一种最简单的交流调功电路，它通过改变电路中的电阻来调整功率输出。
在电子设备和电路中，电阻调功电路常常用于调节电路的输出功率和电流，以满足设备的需求。
电阻调功电路的原理是通过改变电路的电阻来改变电流的流动路径和大小，从而达到调整功率的目的。
常见的电阻调功电路的形式包括可变电阻、电阻网络等。
1.2变压器调功电路变压器调功电路是一种利用变压器的变压比来调节输出功率的电路。
变压器是一种能够改变交流电压大小的电子元件，通过调节变压器的绕组变比可以改变输入输出功率。
在实际电子设备和电路中，变压器调功电路常常用于调节电源的输出功率和电流，以满足设备的需求。
变压器调功电路的原理是通过改变变压器的绕组变比来改变输入输出电压和功率，从而达到调整功率的目的。
1.3变容调功电路变容调功电路是一种利用可变电容器的电容值来调节输出功率的电路。
可变电容器是一种能够改变电路中的电容值的元件，通过调节可变电容器的电容值可以改变电路的谐振频率和输入输出功率。
在实际电子设备和电路中，变容调功电路常常用于调节谐振电路的输出功率和谐振频率，以满足设备的需求。
变容调功电路的原理是通过改变可变电容器的电容值来改变电路的谐振频率和功率，从而达到调整功率的目的。
2.交流调压电路交流调压电路是一种能够调整交流电压的电路，它可以根据需要在电路中加入一些元件，来调整输入输出电压。
0电力电子试题a.答案
《电力电子技术》试题A答案一、名词解释（每题4分，共20分）1．PW M异步调制--载波信号和调制信号不同步的调制方式；通常保持f c 固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的2．PW M控制技术--即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形（含形状和幅值）。
3．强迫换流--设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流方式称为强迫换流。
通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。
4．交流电力控制电路--只改变电压,电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路。
交流调压电路——相位控制，交流调功电路——通断控制。
5．逆变--把直流电转变成交流电，整流的逆过程；分有源逆变电路和无源逆变电路二、填空题（每空1分，共20分）1．电力变换四大类即：交流变直流、交流变交流、直流变直流、直流变交流。
2．电力电子器件的损耗主要损耗：通态、断态、开关损耗。
3．光隔离一般采用光电耦合器，磁隔离的元件通常是脉冲变压器。
4．晶闸管交交变频电路，当采用6脉波三相桥式电路时，电网频率为50Hz 时，交交变频电路的输出上限频率约为 20Hz 。
5．换流有：电网、器件、强迫、负载换流四种方式。
6.抑制过电压的方法之一是用__储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗。
7.180°导电型电压源式三相桥式逆变电路，其换相是在_同一相_的上、下二个开关元件之间进行。
8.改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变输出电压基波的幅值。
9.为了利于功率晶体管的关断，驱动电流后沿应是(一个)较大的负电流。
10．功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用_快速恢复型二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
11．三相全控桥式整流电路中的六个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差600度。
12．为防晶闸管误触发，可在晶闸管的控制极和阴极间加反向电压。
三、问答题（共30分）1．使晶闸管导通的条件是什么？维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？（8分）答：承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。
电力电子技术课后习题答案(第2—5章)
第2章 整流电路2. 2图2-8为具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路,问该变压器还有直流磁化问题吗?试说明:晶闸管承受的最大反向电压为22U 2;当负载是电阻或电感时，其输出电压和电流的波形与单相全控桥时一样。
答：具有变压器中心抽头的单相全波可控整流电路，该变压器没有直流磁化问题。
因为单相全波可控整流电路变压器二次侧绕组中，在正负半周上下绕组中的电流方向相反，波形对称，其一个周期内的平均电流为零，故不存在直流磁化的问题。
以下分析晶闸管承受最大反向电压及输出电压和电流波形的情况。
①以晶闸管VT2为例。
当VT1导通时，晶闸管VT2通过VT1与2个变压器二次绕组并联，所以VT2承受的最大电压为22U 2。
②当单相全波整流电路与单相全控桥式整流电路的触发角α一样时，对于电阻负载：(O~α)期间无晶闸管导通，输出电压为0；(α~π)期间,单相全波电路中VT1导通，单相全控桥电路中VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U 2相等；( π~απ+)期间均无晶闸管导通，输出电压为0；(απ+~2π)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出电压等于－U 2。
对于电感负载： ( α~απ+)期间，单相全波电路中VTl 导通，单相全控桥电路中VTl 、VT4导通，输出电压均与电源电压U2相等； (απ+~2απ+)期间，单相全波电路中VT2导通，单相全控桥电路中VT2、VT3导通，输出波形等于-U2。
可见，两者的输出电压一样，加到同样的负载上时，那么输出电流也一样。
2.3.单相桥式全控整流电路，U 2=100V ，负载中R=20Ω，L 值极大，当α=︒30时，要求：①作出U d 、I d 、和I 2的波形；②求整流输出平均电压U d 、电流I d ，变压器二次电流有效值I 2；③考虑平安裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
解：①Ud 、Id、和I2的波形如以下图：②输出平均电压Ud 、电流Id、变压器二次电流有效值I2分别为：Ud =0.9U2cosα=0.9×100×cos︒30＝77.97〔V〕Id＝Ud/R=77.97/2=38.99(A)I2=Id=38.99(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：2U2=1002=141.4(V) -考虑平安裕量，晶闸管的额定电压为：UN=(2~3)×141.4=283~424(V)详细数值可按晶闸管产品系列参数选取。
电力电子技术复习题四到九章知识点
第四章课后题：1、无源逆变和有源逆变电路有什么不同？答：与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。
当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有缘逆变。
当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。
2、换流方式有哪几种？各有什么特点？答：器件换流:利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流。
电网换流:由电网提供换流电压称为电网换流。
负载换流:由负载提供换流电压称为负载换流。
凡是负载电流的相位超前于负载电压的场合,都可以实现负载换流.当负载为电容性负载时,就可实现负载换流。
3、什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点？电压型逆变电路：直流侧是电压源或直流侧并联一个大电容。
特点:①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。
直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。
②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。
电流型逆变电路：直流侧是电流源或直流侧串联一个大电感。
特点：①直流侧串联大电感，相当于电流源。
直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。
而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。
③当交流侧为阻抗负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。
因为反馈无功能量时直流电流并不方向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。
4、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？答：1）在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率。
直流侧电容起缓冲无功能量的作用。
为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管，当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。
晶闸管交流调功器的基本原理及其与交流调压器的区别1
一
ＵＳ
＝
０
一
Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ ｋ ／ Ｖ
个
八 八— ／ ＼ 八 ／ ＼八 ／ ＾ ＼ｔ ～ ｎ — Ｎ
Ｖ —
Ｖ
Ｕ０１ ｌ
０
厂 ＼ 八 八 八
八
厂 ＼ ｔ ～
பைடு நூலகம்
Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ
Ｖ
１ １ ０ ２ ｌ
图 １交流调功器的ｔ电路
交流 调功器与相控式交 流调压器 的区别在于 两者的控制 疗 式不 同。 调功器采用通断式控制方式 ， 调压器则采用移相触发控制 方式 。调功器各支路的晶闸管连续导通几个周期后又持续截止一 段时间。在 晶闸管导通期 间， 负载电压与电源 电压相同 ， 晶闸管截 止时各相负载电压为 ０ 。通过晶闸管周期性地通断可 以调节负载 的功率。设交流电源电压 的周期为 Ｔ ， 晶闸管的通断周期 为 Ｔ ， 其
态平均电流 Ｉ ， 应满足按以下公式得出的计算值：
＿ （１ 孓 ２
时值较大时， 晶体管导通， 集电极输出电压 Ｉ １ 。 为０ ， 没有脉冲输 。
只有在梯形波电压很小 ， 也就是在电源电压 的过零点附近时 ， 由于 基极 电位过低 ， 晶体管才处 于截止状态 ， 此时其集 电极 电压 ｕ ， 为 高电平 ， 向晶闸管输出触发脉 冲。主电路 电源电压每一个半周 ， 在
工作模式使电源电压断断续续地加在 负载上 ， 只适合在 时间常数 很大 的负载中应用 ， 如温度控制系统。 对于照明 、 电力传 动等负载 是不能采用的 。 这种 电子式调功器 的电压和 电流的测量也不能使
用普通的 电压表和电流表。另外 ， 交流调功器输 出电压 的调节是 通过改变每周期 中输 出正弦波 的个数 即改 变 ｎ来实 现的 ， ｎ只能 是整数 ， 所 以输 出电压 的调节 实际 上是有梯度 （ 即便这 个梯度较 小） 而不 是 完 全 平 滑 连 续 的 。 交流调功 器中晶闸管 电流的计算要 以晶闸管导通 期间 的电 流为依据 ， 而不 能按一个 工作周期 （ Ｔ ｃ ） 中的平均 电流 ， 如果 晶闸 管导通时负载的相 电流有效值为 Ｉ ， 则此时流过每一个 晶闸管的 电流有效 值为 ｘ ／ ２ Ｉ 根 据晶闸管 电流计算 的原则 ， 晶 闸管 的通
交流调压电路和交流调功电路区别
1.答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于控制方式不同。
交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。
而交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。
在供用电系统中，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。
如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。
这都是十分不合理的。
采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。
这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。
交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。
由于控制对象的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。
2. 答：TCR是晶闸管控制电抗器。
TSC是晶闸管投切电容器。
二者的基本原理如下：TCR 是利用电抗器来吸收电网中的无功功率（或提供感性的无功功率），通过对晶闸管开通角a角的控制，可以连续调节流过电抗器的电流，从而调节TCR从电网中吸收的无功功率的大小。
TSC 则是利用晶闸管来控制用于补偿无功功率的电容器的投入和切除来向电网提供无功功率（提供容性的无功功率）。
二者的特点是：TCR只能提供感性的无功功率，但无功功率的大小是连续的。
实际应用中往往配以固定电容器（FC），就可以在从容性到感性的范围内连续调节无功功率。
TSC提供容性的无功功率，符合大多数无功功率补偿的需要。
其提供的无功功率不能连续调节，但在实用中只要分组合理，就可以达到比较理想的动态补偿效果。
3. 答：单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路的电路组成是相同的，均由两组反并联的可控整流电路组成。
电力电子技术-第6-8章习题解析
2.单相交流调压电路带电阻负载和带阻感负载时所产生的谐波有何异同？ 答：两种负载时所产生的谐波次数均为3、5、7…次，都随着次数增加，谐 波含量减少。但阻感负载时谐波含量要比电阻负载时小一些，而且控制角相同 时，随着阻抗角的增加，谐波含量减少。 3.斩控式交流调压电路带电阻负载时输入输出有何特性？ 答：斩控式交流调压电路带电阻负载时的输入为正弦波的交流电压，输出 基波分量和输入电压同相位，位移因数为1。且输出负载电流及电压不含低次 谐波，只含与开关周期T有关的高次谐波。
U1 220
组合变流电路 (3)
3.一单相交流调压器，电源为工频220V，阻感串联作为负载，其中 R=0.5Ω，L=2mH。试求：
①控制角α的移相范围； ②负载电流的最大有效值； ③最大输出功率及此时电源侧的功率因数；
解：（1） （2）
ϕ
=
arctan
⎛ ⎜⎝
ωL R
⎞ ⎟⎠
=
arctan
2π
× 50× 2×10−3 0.5
输出星形联结方式中电动机中性点不和变频器中性点接在一起。电动机 只引出三根线即可。因为三组单相交交变频电路的输出联接在一起，其电 源进线就必须隔离，因此三组单相交交变频器分别用三个变压器供电。
组合变流电路 (3)
6.在三相交交变频电路中，采用梯形波输出控制的好处是什么？为什么？ 答:改善功率因数，提高输出电压。 梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消
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1.答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于
控制方式不同。
交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。
而交流调
功电路是将负载与交流电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变接通
周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动
机的软起动，也用于异步电动机调速。
在供用电系统中，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。
如采用晶闸管相控整流电路，高电压
小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源
需要很多晶闸管并联。
这都是十分不合理的。
采用交流调压电路在变压器一
次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管
整流就可以了。
这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。
交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。
由于控制对象
的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。
2. 答：TCR是晶闸管控制电抗器。
TSC是晶闸管投切电容器。
二者的基本原理如下：
TCR 是利用电抗器来吸收电网中的无功功率（或提供感性的无功功率），通过对晶闸管开通角a角的控制，可以连续调节流过电抗器的电流，从而调节TCR 从电网中吸收的无功功率的大小。
TSC 则是利用晶闸管来控制用于补偿无功
功率的电容器的投入和切除来向电网提供无功功率（提供容性的无功功率）。
二者的特点是：
TCR只能提供感性的无功功率，但无功功率的大小是连续的。
实际应用中往
往配以固定电容器（FC），就可以在从容性到感性的范围内连续调节无功功率。
TSC提供容性的无功功率，符合大多数无功功率补偿的需要。
其提供的无功
功率不能连续调节，但在实用中只要分组合理，就可以达到比较理想的动态
补偿效果。
3. 答：单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路的电路
组成是相同的，
均由两组反并联的可控整流电路组成。
但两者的功能和工作方式不同。
单相交交变频电路是将交流电变成不同频率的交流电，通常用于交流电动机
传动，两组可控整流电路在输出交流电压一个周期里，交替工作各半个周期，从而输出交流电。
而直流电动机传动用的反并联可控整流电路是将交流电变
为直流电，两组可控整流电路中哪一组工作并没有像交交变频电路那样的固
定交替关系，而是由电动机工作状态的需
要决定。
4. 答：一般来讲，构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，最高输出频率就越高。
当交交变频电路中采用常用的 6 脉波三相桥式整流电路时，最高输出频率不应高于电网频
率的1/3~1/2。
当电网频率为50Hz时，交交变频电路输出的上限频率为20Hz 左右。
当输出频率增高时，输出电压一周期所包含的电网电压段数减少，波
形畸变严重，电压波形畸变和由此引起的电流波形畸变以及电动机的转矩脉
动是限制输出频率提高的主
要因素。
5. 答：交交变频电路的主要特点是：
只用一次变流，效率较高；可方便实现四象限工作；低频输出时的特性接近
正弦波。
交交变频电路的主要不足是：
接线复杂，如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36 只晶闸管；受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低；输出功率因数较低；
输入电流谐波含量大，频谱复杂。
主要用途：500千瓦或1000 千瓦以下的大功率、低转速的交流调速电路，如轧机主传动装置、鼓风机、球磨机等场合。
6. 答：三相交交变频电路有公共交流母线进线方式和输出星形联结方式两种
接线方式。
两种方式的主要区别在于：
公共交流母线进线方式中，因为电源进线端公用，所以三组单相交交变频电
路输出端必须隔离。
为此，交流电动机三个绕组必须拆开，共引出六根线。
而在输出星形联结方式中，因为电动机中性点不和变频器中性点接在一起，
电动机只引三根线即可，但是因其三组单相交交变频器的输出联在一起，其
电源进线必须隔离，因此三组单相交交变频器要分别用三个变压器供电。
7. 答：在三相交交变频电路中采用梯形波控制的好处是可以改善输入功率因数。
因为梯形波的主要谐波成分是三次谐波，在线电压中，三次谐波相互抵消，
结果线电压仍为正弦波。
在这种控制方式中，因为桥式电路能够较长时间工
作在高输出电压区域（对应梯形波的平顶区），a角较小，因此输入功率因数可提高15%左右。