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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



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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:
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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
图 3过零触发 控制 原理
冈中同步变压器的原边接欲触发 的晶闸管所属相的电压 u , 因此同步电压 U 与主回路 电压同相 。同步电压经桥式整流后接由 R 和V 组成的稳压器的输入端 ,为一个与主电路电源同步 的梯 形波 , 在一个半波的大部分时 间, 其 电压值为 V 的稳压值 , 只有 在正弦 电压过零的附近 的很短 的一段时 间 , 由于 U : 很小 , 达不到 V 的稳压值 , 电压出现下降。晶体管 Ⅵ ’ 的集电极 为过零脉 冲的 输 出端 , 基极通过电阻 R : 、 R 1 与梯形波电压相连接 , 在梯 形波 的瞬
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电流 和电压每一次 出现都是从 0开始 。图 3是一种分立元件组
成 的过 零 触 发 控 制 电路 的 原 理 图 。
在. r r 为一定 的情况下 , 通过改变每工作周期 中晶闸管的导通 时间对应 的交流 电周期 数 n可 以达 到调 节输 出电压有 效值 的 目 的。图 2为交流调功器输 出电压的波形 , u 为交流电源电压 , u 。 为 调功器的输 出电压。图中晶闸管每一个通断周期 中对应交流电 的周 期数 N = 7 。分 别 画 出 了 n = 5 、 n - 4、 n = 3时输 出电压 的波 形 。 与相控式交流调压器相 比 , 交流调功器 的优点 是工作 时不产 生 附加 的相位移 , 若其负载 为电阻性负载时 可使功率 因数 为 1或 接近 于 1 ; 而交流调压 器的输 出电压波形 畸变较严重 , 谐 波分量 较大 , 功率因数较低 , 特别是当调 压比较大 时。 但是调功器的这种
为了避免 晶闸管开通期 间输 出电压和 电流的跳变 对负载和
同电网的其它设备的不 良影 响, 交流调功器通常采用“ 过 零触 发”
的方式 , 即晶闸管总是在 电源 电压 的过零点被触 发导通 , 使负载
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过 零 点 附 近 都 出 现 一 个 触 发 脉 冲, 从 而 实 现 “ 过 零 触 发 ” 。 豳
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晶闸管 交流调功 器的
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一 一 l 晶闸管 交流 调功器 的基本原 理 及 其与 交流 调压器 的 区别 一: U
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晶闸管交 流调 功器 的主 电路 与交流调 压器完全相 同 ,由三 组反并联 的晶闸管或三个双 向晶闸管构成 ,三 条支路 的 6个端 子可 与外 电路连接 成不 同的形式 , 图 I( a ) 为调功 器与三相 负 载 接成星型 ; 图 1( b ) 为调功器与 i相负载接成 _ 二角型 。
( 本 刊编辑部根据有关资料整理 )
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中共包含 N个交流电周期 , 即
T 。在每个 ] r L 中晶闸管有 n个
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交流 电周期为导通状态 , 负载得 到的电压有效值 u 。 为:
图 2交流调功器的输入和输 出电压
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