电力电子技术第6章 交流调压
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精品课件-电力电子技术(第二版)曾方-第6章
第6章 变 频 电 路
18
图6-7 串联谐振式变频电路
第6章 变 频 电 路
19
当电路工作时，变频电路频率接近谐振频率，故负载对基 波电压呈现低阻抗，基波电流很大；而对谐波分量呈现高阻抗， 谐波电流很小，所以负载电流基本为正弦波。另外，还要求电 路工作频率低于电路的谐振频率，以使负载电路呈容性，则负
第6章 变 频 电 路
44
图6-16 变频电路各组的导电次序
第6章 变 频 电 路
45
图6-17所示为三相零式联接的交—交变频电路，当控制角 为α时晶闸管导通的次序及负载电流的波形。组与组之间的换
流和组内晶闸管的换流秩序已做了说明，这里不再赘述。下面 着重分析负载电流的波形。
第6章 变 频 电 路
第6章 变 频 电 路
26
图6-11 V1、V2、V3导通时的等效电路
第6章 变 频 电 路
27
由此等效电路可得此时负载的线电压为
UAB＝0, UBC＝UD, UCA＝－UD 式中，UD为变频电路输入的直流电压。
第6章 变 频 电 路
28
负载的相电压为
在ωt＝π/3时，关断V1，控制导通V4，即在π/3＜ ωt≤2π/3区域，有V2、V3、V4同时导通，此时A、C两点通过导 通的V4、V2相当于同时接在电源的负极，而B点通过导通的V3接 于电源的正极，所以该时区变频桥的等效电路如图6-12所示。
第6章 变 频 电 路
29
图6-12 V2、V3、V4导通时的等效电路
第6章 变 频 电 路
30
由此等效电路可得此时负载的线电压为
负载的相电压为
根据同样的思路可得其余4个时域的相电压和线电压的值， 如表6-1所示。
第六章 交流调速系统
华南理工大学
交流电机的同步转速表达式为：
n1
＝
60 f1 p
异步电动机的转速表达式为：
n1＝
60 f1 p
(1
s)
因此，异步电动机的调速方法有改变电动机
定子供电频率，改变转差率及改变极对数等三种。
其中改变转差率又可通过调定子电压、转子电阻、
转差电压及定、转子频率差等方法实现。同步电
动机的调速可用改变供电频率从而改变同步转速
Sm
R2
R12 12 (Ll1 Ll2 )2
Tm
21[R1
3 pU12
R12 12 (Ll1 L'l 2 ) 2 ]
华南理工大学
上式表明，当转速或转差率一定时，电磁转
矩与电压平方成正比。对应不同的定子电压，可 得到一组机械特性曲线，如图6—3 所示，图中
U1N表示定子额定电压。
右图分析： 带恒转矩负载时，普 通笼型异步电动机调 压时的稳定工作点为 A—B—C，转差率在 0—Sm范围内变化，调 速范围很小。如带风 机类负载运行，工作 点为D、E、F，调速范 围稍大些。
电路（e）只用三个晶闸管，它们位于三相绕 组后面可减少电网浪涌电压对它的冲击，即使 三相绕组发生相间短路也不致损坏晶闸管，它 的移相范围为2100。此电路要求定子绕组中性 点能拆开，且只能接成Y形。电路上有偶次谐 波，对电机不利。
华南理工大学
优胜电路：
综上所述，电路（b）、(e)性能 较好，在交流调压调速系统中多采 用这两个方案。
华南理工大学
6.2.2 异步电动机 在调压时的机械特性
根据电机学原理，异步电动机稳态时的简化 等值电络图如图6—2所示。
I1
R1
Ll1
交流电机的同步转速表达式为：
n1
＝
60 f1 p
异步电动机的转速表达式为：
n1＝
60 f1 p
(1
s)
因此，异步电动机的调速方法有改变电动机
定子供电频率，改变转差率及改变极对数等三种。
其中改变转差率又可通过调定子电压、转子电阻、
转差电压及定、转子频率差等方法实现。同步电
动机的调速可用改变供电频率从而改变同步转速
Sm
R2
R12 12 (Ll1 Ll2 )2
Tm
21[R1
3 pU12
R12 12 (Ll1 L'l 2 ) 2 ]
华南理工大学
上式表明，当转速或转差率一定时，电磁转
矩与电压平方成正比。对应不同的定子电压，可 得到一组机械特性曲线，如图6—3 所示，图中
U1N表示定子额定电压。
右图分析： 带恒转矩负载时，普 通笼型异步电动机调 压时的稳定工作点为 A—B—C，转差率在 0—Sm范围内变化，调 速范围很小。如带风 机类负载运行，工作 点为D、E、F，调速范 围稍大些。
电路（e）只用三个晶闸管，它们位于三相绕 组后面可减少电网浪涌电压对它的冲击，即使 三相绕组发生相间短路也不致损坏晶闸管，它 的移相范围为2100。此电路要求定子绕组中性 点能拆开，且只能接成Y形。电路上有偶次谐 波，对电机不利。
华南理工大学
优胜电路：
综上所述，电路（b）、(e)性能 较好，在交流调压调速系统中多采 用这两个方案。
华南理工大学
6.2.2 异步电动机 在调压时的机械特性
根据电机学原理，异步电动机稳态时的简化 等值电络图如图6—2所示。
I1
R1
Ll1
电力电子技术第6章 交流交流变流电路
~u
VT1
uo
R
（a） 电阻负载单相交流调压电路 u1 O uo O i
o
α
π +α
t
VT1
VT2
t
u
O
V T
t
t O School of Electronics Science and Technology 7/57 （b）电阻负载单相交流调压工作波形
6.1.1 单相交流调压电路
每个晶闸管均在对应的交流电压 过零点关断，晶闸管的控制触发 角为α，导通角为θ = π-α。负载电 压波形是电源电压波形的一部分， 负载电流（也即电源电流）和负 载电压的波形相同，晶闸管也只 在两个晶闸管均关断时才承受电 压。 定量分析：由此可知，当晶闸管 的控制触发角为α时，负载两端的
ui 0 uo 0
t
t
图6-1 （c）斩控式交流调压方案 6/57
School of Electronics Science and Technology
6.1.1 单相交流调压电路
1 相控式交流调压电路
VT2
相控式交流调压电路的工作情 况和负载性质有很大的关系， 下面就电阻性负载和电感性负 载分别讨论。 （1）电阻性负载 单相相控式 交流调压电路电阻性负载电路 图如图所示，加在该电路输入 端的电源为正弦交流电。在交 流电源的正负半周分别在ωt =α 和ωt =π +α 时刻触发晶闸管VT1 和VT2，从而得到负载两端的电 压、电流以及VT两端电压波形 如图所示。
■直接方式
◆交流电力控制电路：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。
◆交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输 出电压有效值的电路。 ◆交流调功电路：以交流电周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数 和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。 ◆交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。
第6章 交流—交流变换电路
13
6.5.1 单相相控交-交变频电路
◆基本原理 当正组变流器工作时，晶闸管触发角 p =0，平均电压Ud最大。随着的 p增大，Ud 值减小，当 p π 2 时，Ud=0。半周内平均输出电压如图6-17所示，为一正弦波。由
于整流电压波形上部包围的面积比下部面积大，总的功率为正，从电源供向负载，
组相控整流电路反并联构成，如图6-17
所示，将其中一组整流器称为正组变流 器P，另外一组称为反组变流器N。如果
正组变流器工作，反组变流器被封锁，
负载端得到输出电压为上正、下负；如 果反组变流器工作，正组变流器被封锁 ，则负载端得到输出电压为上负、下正 。
6-17 相控单相交-交变频电路阻感负载时的输出波形
14
6.5.1 单相相控交-交变频电路
◆基本原理 反组变流器的工作原理类似。 由此得出结论，正弦波交-交变频电路是由两组反并联的可控整流器组成，运行
中正、反两组变流器的α角要不断加以调制，使输出电压平均值为正弦波；同时，
正、反两组变流器也需按规定频率不停地进行切换，以输出可变频率交流。 正、反两组整流器切换时，不能简单地将原来工作的整流器封锁，同时将原来封 锁的整流器立即开通。因为己开通的晶闸管并不能在触发脉冲消失的那一瞬间立即 被关断，必须等待晶闸管承受反压时才能关断。如果两组整流器切换时触发脉冲的 封锁和开放同时进行，原先导通的整流器不能立即关断，而原来封锁的整流器己经 开通，于是出现两组整流器同时导通的现象，将会产生很大的短路电流，使晶闸管 损坏。为了防止在负载电流反向时产生环流，将原来工作的整流器封锁后，必须留 有一定死区时间，再开通另一组整流器。这种两组整流器任何时刻只有一组工作， 在两组之间不存在环流，称为无环流控制方式。
《电力电子技术》(第六七八章)习题答案
第6章 PWM 控制技术1．试说明PWM 控制的基本原理。
答：PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。
即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。
在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。
效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。
上述原理称为面积等效原理以正弦PWM 控制为例。
把正弦半波分成N 等份，就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。
这些脉冲宽度相等，都等于π/N ，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。
如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM 波形。
各PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。
根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。
对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。
可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。
2．设图6-3中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。
解：将各脉冲的宽度用i（i =1, 2, 3, 4, 5）表示，根据面积等效原理可得1=m5m 2d sin U t t U ⎰πωω=502cos πωt - =0.09549(rad)=0.3040(ms)2=m525m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=5252cos ππωt -=0.2500(rad)=0.7958(ms)3=m5352m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=53522cos ππωt -=0.3090(rad)=0.9836(ms)4=m5453m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=2=0.2500(rad)=0.7958(ms)5=m54m2d sin U tt Uωϖππ⎰=1=0.0955(rad)=0.3040(ms)3. 单极性和双极性PWM 调制有什么区别？三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM 波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。
电力电子技术【王兆安第五版】第6章PWM控制补充技术PPT课件
6.4 电压空间矢量脉宽调制方法
引言 6.4.1 180o导通模式下的逆变器电压空间矢量 6.4.2 三相对称交流量空间矢量定义 6.4.3 电机磁链空间矢量与电压矢量的关系 6.4.4 六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场 6.4.5 电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制 小结 本节习题
6.4 电压空间矢量脉宽调制方法• 引言
如果定义电压空间矢量 U s 为：
为何有此 定义？
U s2 3(U U NU V Nej2 3U W Nej4 3)
则根据前述六拍阶梯波工作模式下的6种工作状态， 可以分别推导得出6个电压空间矢量： Us1, Us2, Us3, Us4, Us5和Us6； Us7和Us8幅值为零，称为零电压矢量，简称零矢量
☺如果对准这一目标，把逆变器和交流电动机视为一体，
按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应 该更好。这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，接下来 的讨论将表明，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间 矢量得到的，所以又称“电压空间矢量PWM（SVPWM， Space Vector PWM）控制”。这是一种在80年代提出， 现在得到广泛应用的三相逆变器PWM控制方法。
开关状态表
序号
开关状态
1 VT6 VT1 VT2
2
VT1 VT2 VT3
2
VT2 VT3 VT4
4
VT3 VT4 VT5
5
VT4 VT5 VT6
6
VT5 VT6 VT1
7
VT2 VT4 VT6
8
VT1 VT3 VT5
开关代码 100 110 010 011 001 101 000 111
开关代码：表示三相桥臂输出状态； 1—上管导通，下管关断，桥臂输出高电平 0—下管导通，上管关断，桥臂输出低电平
电力电子第6章 脉宽调(PWM)技术
同一相上下两臂的驱动信号互 补，为防止上下臂直通而造成 短路，留一小段上下臂都施加 关断信号的死区时间。
O
u UN'
Ud
2
O
?
Ud 2
u VN'
Ud
2O
?
Ud 2
u WN'
Ud
2
O
u UV Ud
O -Ud u UN
O
?t ?t ?t ?t
?t
2Ud
Ud
3
3
?t
图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形
死区时间的长短主要由开关器 件的关断时间决定。
工作时V1和V2通断互补， V3和V4通断也互补。
以uo正半周为例，V1通， V2断，V3和V4交替通断。
负载电流比电压滞后，在 电压正半周，电流有一段 区间为正，一段区间为负。
负载电流为正的区间，V1 和V4导通时，uo等于Ud 。
图6－4 单相桥式PWM逆变电路
6-14
6.2.1 计算法和调制法
图6－4 单相桥式PWM逆变电路
6-15
6.2.1 计算法和调制法
3）单极性PWM控制方式（单相桥逆变）
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。
ur正半周，V1保持通，
V2保持断。
u
uc ur
当 ur>uc 时 使 V4 通 ，
V3断，uo=Ud 。
O
wt
当 ur<uc 时 使 V4 断 ，
V3通，uo=0 。
uo
uof uo
Ud
O
wt
-Ud
图6-6 双极性PWM控制方式波形
6-17
u
uc
ur6.2.1
O
u UN'
Ud
2
O
?
Ud 2
u VN'
Ud
2O
?
Ud 2
u WN'
Ud
2
O
u UV Ud
O -Ud u UN
O
?t ?t ?t ?t
?t
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3
3
?t
图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形
死区时间的长短主要由开关器 件的关断时间决定。
工作时V1和V2通断互补， V3和V4通断也互补。
以uo正半周为例，V1通， V2断，V3和V4交替通断。
负载电流比电压滞后，在 电压正半周，电流有一段 区间为正，一段区间为负。
负载电流为正的区间，V1 和V4导通时，uo等于Ud 。
图6－4 单相桥式PWM逆变电路
6-14
6.2.1 计算法和调制法
图6－4 单相桥式PWM逆变电路
6-15
6.2.1 计算法和调制法
3）单极性PWM控制方式（单相桥逆变）
在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断。
ur正半周，V1保持通，
V2保持断。
u
uc ur
当 ur>uc 时 使 V4 通 ，
V3断，uo=Ud 。
O
wt
当 ur<uc 时 使 V4 断 ，
V3通，uo=0 。
uo
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Ud
O
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图6-6 双极性PWM控制方式波形
6-17
u
uc
ur6.2.1
电力电子技术基础 第6章 AC-AC变换-交流调压和交交变频器
图6-1 单相交流调压电路（电阻式负载）
第6章 AC/AC变换——交流调压和交交变频器
u1
2、单相交流调压电路 （阻感式负载）
0j a
p
2p
wt
波形与工作原理
VT1
i0
VT2
R i2
~u1
u0
L
uG uG1
uG2
0
wt
u0
0j a
p
p+ a
wt
i00wtqFra bibliotekuVT
0
wt
图6-2 阻感负载电路波形
第6章 AC/AC变换——交流调压和交交变频器
电力电子技术课程讲座
第6章 AC/AC变换——交交变流电路 6.1 概述
交流-交流变流电路（AC/AC Converter）即把一种形式的交流变成另一种形式 交流的电路。在进行AC-AC变流时，可改变相应的电压(电流)、频率和相数等。
交流-交流变换电路可以分为直接方式（即无中间直流环节）和间接方式（有中 间直流环节）两种。
+
p
a p
第6章 AC/AC变换——交流调压和交交变频器
2、单相交流调压电路 （电阻式负载）
1.0
功率因数 λ
0.8
P U0I0 U0 sin 2a + p a
S U1I0 US
2p
p
✓ α越大，输出电压越低，功率因数也越低。 ✓ 移相范围： ✓ 图中输出电压虽是交流，但不是正弦波，没有偶次谐
O
✓
时刻，开通VT2，此时i2流过负载，u0 = u1；
✓在
期间，无VT通，由相应的VT承担u0电压，u0 = 0。
p+a
第六章 脉宽调(PWM)技术 电力电子技术ppt
20
2.调制法
u uc H
O
uo D
O
希望输出的波形作调制信号，把接受调制的 信号作为载波，通过调制得到所期望的 ur PWM波
通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波
t
等腰三角波应用最多，其任一点水平宽度和 高度成线性关系且左右对称
19
2.调制法
把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的 信号作为载波，通过信号波得调制得到所期望的 PWM波形
等腰三角波 或锯齿波
等腰三角波上任一点的水平宽 度和高度成线性关系，且左右 对称，当它与任何一个平缓变 化的调制信号波相交时，如在 交点时刻对电路中开关器件的 通断进行控制，就可得到宽度 正比于信号波幅值的脉冲
5
6.1 PWM控制的基本思想
1.重要理论基础——面积等效原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的 环节上时，其效果基本相同。
冲量
窄脉冲的面积
效果基本相同
环节的输出响应波形基本相同
f (t)
f (t)
f (t)
f (t)
d (t)
O
tO
tO
tO
t
a)矩形脉冲
b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
17
6.2 PWM逆变电路及其控制方法
一. 计算法和调制法 二. 异步调制和同步调制 三. 规则采样法 四. PWM逆变电路得谐波分析 五. 提高直流电压利用和减少开关次数 六. PWM逆变电路的多重化
18
一. 计算法和调制法
1.计算法
根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计 算PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路 开关器件的通断，就可得到所需PWM波形。 本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时，结果都要变化。
2.调制法
u uc H
O
uo D
O
希望输出的波形作调制信号，把接受调制的 信号作为载波，通过调制得到所期望的 ur PWM波
通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波
t
等腰三角波应用最多，其任一点水平宽度和 高度成线性关系且左右对称
19
2.调制法
把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的 信号作为载波，通过信号波得调制得到所期望的 PWM波形
等腰三角波 或锯齿波
等腰三角波上任一点的水平宽 度和高度成线性关系，且左右 对称，当它与任何一个平缓变 化的调制信号波相交时，如在 交点时刻对电路中开关器件的 通断进行控制，就可得到宽度 正比于信号波幅值的脉冲
5
6.1 PWM控制的基本思想
1.重要理论基础——面积等效原理
冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的 环节上时，其效果基本相同。
冲量
窄脉冲的面积
效果基本相同
环节的输出响应波形基本相同
f (t)
f (t)
f (t)
f (t)
d (t)
O
tO
tO
tO
t
a)矩形脉冲
b)三角形脉冲 c)正弦半波脉冲 d)单位脉冲函数
17
6.2 PWM逆变电路及其控制方法
一. 计算法和调制法 二. 异步调制和同步调制 三. 规则采样法 四. PWM逆变电路得谐波分析 五. 提高直流电压利用和减少开关次数 六. PWM逆变电路的多重化
18
一. 计算法和调制法
1.计算法
根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数，准确计 算PWM波各脉冲宽度和间隔，据此控制逆变电路 开关器件的通断，就可得到所需PWM波形。 本法较繁琐，当输出正弦波的频率、幅值或相位 变化时，结果都要变化。
【电力电子技术习题解答】期末考试题库第6章
第6章思考题与习题6.1在单相交流调压电路中，当控制角小于负载功率因数角时为什么输出电压不可控？α<时电源接通，如果先触发T1，则T1的导通角θ>180°如果采用窄脉冲触答：当φ发，当下的电流下降为零，T2的门极脉冲已经消失而无法导通，然后T1重复第一周期的工作，这样导致先触发一只晶闸管导通，而另一只管子不能导通，因此出现失控。
6.2晶闸管相控直接变频的基本原理是什么？为什么只能降频、降压，而不能升频、升压？答：晶闸管相控直接变频的基本原理是：电路中具有相同特征的两组晶闸管整流电路反并联构成，将其中一组整流器作为正组整流器，另外为反组整流器，当正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；如果负组整流器工作，正组整流器被封锁，则负载端得到输出电压上负下正，这样就可以在负载端获得交变的输出电压。
晶闸管相控直接变频，当输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压数就越少，波形畸变严重。
一般认为：输出上限频率不高于电网频率的31～21。
而当输出电压升高时，也会造成输出波形畸变。
因此，只能降频、降压，而不能升频、升压。
6.3晶闸管相控整流电路和晶闸管交流调压电路在控制上有何区别？答：相控整流电路和交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。
但二者电路结构不同，在控制上也有区别。
相控整流电路的输出电压在正负半周同极性加到负载上，输出直流电压。
交流调压电路，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2或采用双向晶闸管T相联。
当电源处于正半周时，触发T1导通，电源的正半周施加到负载上；当电源处于负半周时，触发T2导通，电源负半周便加到负载上。
电源过零时交替触发T1、T2，则电源电压全部加到负载。
输出交流电压。
6.4交流调压和交流调功电路有何区别？答：交流调功能电路和交流调压电路的电路形式完全相同，但控制方式不同。
交流调压电路都是通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。
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负载电压的有效值Ud为：
Ud U 1 sin 2 2
负载电流的有效值I0为：
I0 U 1 sin 2 R 2
调压器的功率因数为：
cos 1 sin 2 2
6.1.2 电路接电感性负载时工作过程
电路如图6.5所示。R－L负载是交流调
②当α＝φ时，由式（6-4）可以计算出每个 晶闸管的导通角θ＝180°。此时，每个晶 闸管轮流导通180°，相当于两个晶闸管轮 流被短接，负载电流处于连续状态，输出完 整的正弦波。 ③当α＜φ时，电源接通后，在电源的正半 周，如果先触发V1，则根据式（6-4）可判 断出它的导通角θ＞180°。如果采用窄脉 冲触发，当V1的电流下降为零而关断时， V2的门极脉冲已经消失，V2无法导通。到 了下一周期，V1又被触发导通重复上一周 期的工作，结果形成单向半波整流现象，如 图6.7所示，回路中出现很大的直流电流分 量，无法维持电路的正常工作。
6.2 三相交流调压电路
6.2.1 三相全波相位控制的Y连接调压电路
①三相正（或负）触发脉冲依次间 隔120°，而每一相正、负触发脉冲 间隔180°。 ②为了保证电路起始工作时能两相 同时导通，以及在感性负载和控制角 较大时仍能保持两相同时导通，和三 相全控桥式整流电路一样，要求采用 双脉冲或宽脉冲（大于60°）触发。 ③为了保证输出三相电压对称可调 ，应保持触发脉冲与电源电压同步。
6.1 单相交流调压电路
6.1.1 电路接电阻性负载时的工作过程
图6.3所示为单相交流调压器主 电路图，这种单相交流调压器的主 电路仅由一对反并联的晶闸管或一 只双向晶闸管构成。当电源处于正 半周时，触发V1导通，电源的正半 周施加到负载上；当电源处于负半 周时，触发V2导通，电源负半周便 加到负载上。这样可通过控制晶闸 管在每一个电源周期内的导通角的 大小来调节输出电压的大小。
6.1.2 电路接电感性负载时工作过程
可求得导通角θ与控制角α、 负载阻抗角φ之间的定量关系表 达式为：
sin( ) sin( )e
tan
分别就α＞φ、α＝φ、α＜φ三种 情况来讨论调压电路的工作情况。 ①当α＞φ时，由式（6-4）可以 判断出导通角θ＜180°，正负半 波电流断续。α越大，θ越小，波 形断续愈严重。
6.2 三相交流调压电路
6.2.1 三相全波相位控制的Y连接调压电路
图6.8为Y连接调压电路。通过控 制触发脉冲的相位控制角α，便可以 控制加在负载上的电压的大小。对于 这种不带零线的调压电路，为使三相 电流构成通路，使电流连续，任意时 刻至少要有两个晶闸管同时导通。为 了调节电压，需要控制触发脉冲的相 位角α。为此对触发电路的要求是
6.1.2 电路接电感性负载时工作过程
在电源u的正半周内，晶闸管V1承 受正向电压，当ωt＝α时，触发V1使其 导通，则负载上得到缺α角的正弦半波 电压，由于是感性负载，所以负载电 流i0的变换滞后电压的变化，电流i0不 能突变，只能从零逐渐增大，当电源 电压过零时，电流i0则会滞后一定的相 角减小到零，V1管才能关断，所以在 电源电压过零点后V1继续导通一段时 间，输出电压出现负值。此时晶闸管 的导通角θ大于相同控制角情况下的电 阻性负载的导通角。
6.1.2 电路接电感性负载时工作过程
在电源电压u的负半周，V2 晶闸管承受正向电压，当ωt＝π ＋α时，触发V2使其导通，则负 载上又得到缺α角的正弦负半波 电压。由于负载电感产生感应电 动势阻止电流的变化，所以电流 i0只能反方向从零开始逐渐增大， 当电源电压过零时，电流i0则会 滞后一定的相角减小到零，V2管 才能关断，所以在电源电压过零 点后V2继续导通一段时间，输出 电压出现正值。
6.1 单相交流调压电路
2.周波控制改变输出电压 周波控制采用了“零”触发的控制方式。即晶闸管的触发角为0°， 将负载与电源接通一个或几个完整的工频周期，然后再断开几个工频周期， 即控制一个循环周期内导通的工频周期数，从而控制负载电压的有效值的 大小来达到调压的目的。电路输出电压波形如图6.2所示。 周波控制采用了“零”触发的控制方式几乎不产生谐波污染。但负载 上电压变化剧烈，故不适合异步电机调速，常用于大容量、热惯性时间常 数大的需要调节功率的场合。交流调压，如果按所变换的电源相数不同， 还可分为单相交流调压器和三相交流调压器。
6.1.1 电路接电阻性负载时的工作过程
单相交流调压电路的工作情况与它的负 载性质有关，下面先讨论电阻性负载时的情 况。 采用相控调压，输出电压波形如图6.4所 示，在电源u的正半周内，晶闸管V1承受正 向电压，当ωt=α时，触发V1使其导通，则负 载上得到了缺α角的正弦半波电压，当电源电 压过零时，V1管因电流下降为零而关断。 在电源电压u的负半周，晶闸管V2承受 正向电压，当ωt=α时，触发V2使其导通，则 负载上又得到了缺α角的正弦负半波电压。持 续这样控制，在负载电阻上便得到每半周缺α 角的正弦电压。改变α角的大小，则改变了输 出电压有效值的大小。
第6章 交流调压
本
章
学
习
内
容
6.1 单相交流调压电路
6.2 三相交流调压电路 6.3 交流过零调功电路
6.1 单相交流调压电路
晶闸管组成的交流电压电路的控制方式有以下两种： 1.相位控制改变输出电压 通过控制晶闸管的触发角α的大小从而改变负载接通交 流电压的时间，从而达到调压的目的。这种调压电路的电压 输出波形如图6.1所示。由图可以看出，输出的电压波形不再 是完整的正弦波，因此其谐波分量较大，电路的功率因数会 随着输出电压的降低而降低，但输出交流电的频率不变。这 种交流调压电路的控制方便、体积小、投资省，因此广泛应 用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步 电机调速等。相位控制交流调压又称相控调压，是交流调压 中的基本控制方式，应用最为广泛。