g1 t
i2 t
0
t
(a) (b)
总之，在使用单相交流调压电路时应注意以下三点： （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 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 ，带电阻性 负载时移相范围为 。
2）应用
主要应用在电热控制、交流电动机速度控制、舞台灯光 控制和交流稳压器等场合。
3）特点
与(自耦)变压器(比较小巧的)调压方法相比，交流调压电路控 制方便，调节速度快，调压装置具有重量轻、体积小的 特点，但由于输出电压不是正弦波形，谐波分量大，功 率因数也较低。
• 自耦变压器(auto-transformer)只有一组线圈，并且分割成 两组或以上，其中一组视为初级绕组，其它的则视为次 级绕组。它的功能只可以升压和降压但没有隔离电路为 某两部分的功能。同容量的自耦变压器与普通变压器相 比，尺寸小，效率高、损耗小、造价低。
由于其导通特点，双向晶 闸管也可以看成是一对反向 并联的普通晶闸管，如b)
2）双向晶闸管的伏安特性及工作原理
普通晶闸管
图见其伏安特性在一、三象 限，具有对称特性，其中u为
T1和T2间的电压，i为流过T1、T2 之间的电流
双向晶闸管的门极，对于正、反 方向的触发脉冲均可导通。
门极加入触发信号后，
((1)当T1对T2的电压为正时，电 流自T1流入，T2流出。
(2)当T1对T2的电压为负时，电 流自T2流入，T1流出。
(3)当电流减小到零时，双向晶 闸管自然关断。
3）双向晶闸管触发方式
双向晶闸管正反两个方向都能导通，门极加正负信号都 能触发，因此有四种触发方式。
（1）第Ⅰ象限正(正的触发脉冲)触发方式(Ⅰ+触发)： 主极T1为正，T2为负；门极电压G为正，T2为负。
• 学习任务：
1、器件学习： 掌握双向晶闸管的结构、工作原理；
2、变流技术 掌握单相交流调压电路工作原理、参数
1、器件：双向晶闸管
双向晶闸管是由普通晶闸管派生出来的一种新型的大功率半导体器件，
特点：
它可以使用正负门极信号触发，实现正反两个方向导通。
普通晶闸管是怎么样的呢？
1）结构和图形符号
它具有NPNPN五层半导体 结构，四个PN结，三个电极： 第一阳极T1、第二阳极T2、 门极G。
电流自T1流入，T2流出。
（2）第Ⅰ象限负触发方式(Ⅰ-触发) ： 主极T1为正，T2为负；门极电压G为负，T2为正。 （3）第Ⅲ象限正触发方式(Ⅲ +触发) ： 主极T1为负，T2为正；门极电压G为正，T2为负。 （4）第Ⅲ象限负触发方式(Ⅲ -触发) ： 主极T1为负，T2为正；门极电压G为负，T2为正。
项目三 电风扇无级调速控制电路
• 电风扇是常用的家用电器，而电风扇的无级调速器在日 常生活中随处可见。
风扇的无级调速，归根结底是对电机进行调速。改变电 机电压，电风扇的转速会随之改变，而电风扇电机电压 的改变可采用由双向晶闸管（或一对反向并联的普通晶 闸管）构成的单相交流调压电路来实现。
无级调速器的电路图 调速旋钮改变的是此电路中的哪里呢？
升压自耦式变压器原理图
降压自耦式变压器原理图
常见的交流调压控制常用相位控制，它是使晶闸管在电
源电压每一周期中在选定的时刻（控制角处）将负载与
电源接通，改变选定的时刻（控制角的大小）即可达到调 压的目的。
交流调压电路主要分为单相交流调压和三相交流调压， 工业中交流电源多为三相系统，在负载容量较大时若采用 单相交流调压会造成三相不平衡，
电流自T2流入，T1流出。
考虑：四种触发方式，我们在使用时应该用 哪种触发方式呢？
由于双向晶闸管的内部结构原因，四种触发方式的 灵敏度不相同，Ⅲ+触发方式灵敏度最低，使用时要 尽量避开。
常采用的触发方式为Ⅰ+和Ⅲ-触发方式。
2、交流调压电路
1）概念：
改变有效值还 可以用什么 呢？
交流调压电路：是由双向晶闸管或一对反向并联晶闸管 组成的电路，用于调节输出交流电压的有效值。
因此，在容量较大的负载场合多采用三相交流调压电路 供电。
单相交流调压电路
1）电阻性负载
VT1
U g1
+
u2
Ug2 VT2 u
R
-
VT
+
u2
uR
-
u2 (ug )
U g1
U g2
0
1 2
u
0
U g1 t
t
(a)
(b)
问：晶闸管导通的条件是什么？
工作过程: 当正半周时，在控制角α处导通，u=u2, 当电源过零时关掉。 当负半周时，在π+ α处导通， u=u2，此时u2为负值。当再过零时关掉。
VT1
U g1
u2
Ug2 VT2 u
R
VT
u2
uR
u2 (ug )
U g1
U g2
0
1 2
u
0
U g1 t
t
(a)
(b)
可见，改变控制角α便可改变输出电压的有效值大小。
交流输出电压的有效值U
U
1 a
2U 2 sin t 2d(t) U 2
1 2
sin 2
交流输出电流的有效值I
I UR
(二)三相交流调压电路 工业中交流电源多为三相系统，在单相负载容量较大
时采用单相交流调压会造成三相不平衡，因此在容量较大 的负载场合多采用三相交流调压电路供电，常见的三相交 流调压电路如图所示。
VT1
4
RU
U
1
VT2 6
RV
V
3
W
VT3
2
RW
5
N
(a)
VT1
4
RU
U
1
VT2 6
RV
V
3
W
VT3
2
RW
0
1 2
u
U g1 t
0
u2
uR
t
(a)
(b)
2、电感性负载
单相交流调压带电感性负载电路由双向晶闸管或者两个反并联普通晶闸 管、交流电源、电感性负载构成，具体电路及输出电压波形图如图所示。
i2 VT1
U g1
u2
Ug2 VT2 u
L
R
VT
L
u2
u
R
u2 (ug )
U g1
U g2
0
i
iB i2
5
(b)
U
VT4
V W
R
VT2
VT5 R
VT1 VT3
交流调压电路功率因数
cos
P S
UI U 2I
U U2
1
2
sin 2
电阻性负载时，控制角α的移相范围为0~π，随着α增加， 输出电压波形控“制缺角α”的越移来相越范大围，是谐多波少成呢分?越来越多， 功率因数越来越小。
VT1
U g1
u2 (ug )
u2
Ug2 VT2 u
R
VT
U g1
U g2