第六章 電氣照明

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1、第六章 交流調(diào)壓電路 只改變交流電壓或?qū)﹄娐返耐〝噙M(jìn)行控制，而不改變頻率的電路稱為交流電力控制 電路。交流調(diào)壓電路、交流過零調(diào)功電路是交流電力控制電路的常用形式。它們有很多 共同點(diǎn)，比如多數(shù)電路都采用晶閘管作為開關(guān)元件，晶閘管連接方式相同，電力變換 時(shí)，它們都不改變交流電的頻率；它們又有很多區(qū)別，比如它們的控制目標(biāo)不同，因此 導(dǎo)致控制方式的不同，交流調(diào)壓電路控制的目標(biāo)是輸出電壓的有效值，交流過零調(diào)功電 路控制的目標(biāo)是輸出平均功率。 交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制）和異步電機(jī)軟啟動(dòng)，也 應(yīng)用于異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速；在高壓小電流或低壓大電流直流電

2、源中，也用于調(diào)節(jié)整流變壓器一 次側(cè)電壓。交流過零調(diào)功電路用于時(shí)間常數(shù)很大的電熱負(fù)載的控制，如電爐溫度控制等。 本章主要介紹交流調(diào)壓電路、交流過零調(diào)功電路的工作原理及交流調(diào)壓電路的 應(yīng)用。 第一節(jié)單相交流調(diào)壓電路 采用晶閘管組成的交流電壓控制電路，可以很方便地調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。交流調(diào)壓 器的晶閘管控制通常有通／斷控制和相位控制兩種方法。 通／斷控制是將晶閘管作為開關(guān)將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)周期，然后再斷開幾個(gè)周期， 通過改變通／斷時(shí)間的比值達(dá)到調(diào)壓的目的。 相位控制是使晶閘管在電源電壓的每一個(gè)周期中，在選定的時(shí)間內(nèi)將負(fù)載與電源接通，

3、 通過改變選定的時(shí)刻可達(dá)到調(diào)壓的目的。 用晶閘管組成的單相交流調(diào)壓電路有多種形式，可以由一只雙向晶閘管組成，也可以使 用兩只普通的晶閘管來完成。以下以使用兩只普通的晶閘管反向并聯(lián)組成的電路為例，來分 析單相交流調(diào)壓電路的工作原理。 圖6-1 (a)所示為單相交流調(diào)壓主電路原理圖。如圖6-1 (a)所示，在負(fù)載R和交流 電源之間用兩個(gè)反向并聯(lián)的晶閘管VT1、VT2（也可以采用雙向晶閘管）。當(dāng)電源電壓正半 周時(shí)觸發(fā)VTI，電流流過負(fù)載R，負(fù)載R上有電壓“。；負(fù)半周時(shí)觸發(fā)VT2，負(fù)載R上有電 壓，銘。為負(fù)值。VTI、VT2如同一個(gè)無觸點(diǎn)開關(guān)，允許頻繁操作。若正、負(fù)半周以

4、同樣的 移相角口觸發(fā)VT1、VT2，則負(fù)載電壓有效值可以隨口而改變，實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓。 單向交流調(diào)壓電路的工作情況栩它的負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，下面根據(jù)負(fù)載性質(zhì)對(duì)單相交流調(diào)壓 器的工作情況分別予以介紹。 一、電阻性負(fù)載 在電源“的正半周內(nèi)，晶閘管VTI承受正向電壓，在(vt一口時(shí)刻，晶閘管VT1觸發(fā)導(dǎo) 通，有電流i流過負(fù)載R，負(fù)載R上獲得缺口角的正弦半波電壓，在∞￡-7c時(shí)刻，電源電壓，過零，電流i-0，晶閘管VTI截止。在電源電壓材的負(fù)半周，晶閘管VT2承受正向電壓， 在∞￡一7c+a時(shí)刻，晶閘管VT2觸發(fā)導(dǎo)通，有電流i反向流過負(fù)載R，負(fù)載R上獲得缺口角 的正弦負(fù)半

5、波電壓。在∞￡=27r時(shí)刻'電流i-0，晶閘管VT2截止。每個(gè)周期重復(fù)上述控制 過程'在負(fù)載電阻上就可以獲得輸出交流電壓波形如圖6-1 (b)所示。改變口角的大小， 便改變了輸出電壓有效值的大小。 電阻負(fù)載單相交流調(diào)壓的數(shù)量關(guān)系如下所述。 電路輸出交流電壓的有效值為 式中o——負(fù)載電壓有效值； U--電源電壓有效值； 口——晶閘管的控制角，移相范圍為O～兀。 當(dāng)口20時(shí)，相當(dāng)于晶閘管一直接通，Uo—u，為最大輸出電壓；隨著口角的增大，電 —————__～ 阻R上的電壓有效值Uo逐漸減O～當(dāng)a2兀時(shí)，阢=o。因此，單相交流調(diào)壓器對(duì)于電阻性 負(fù)載'

6、其電壓的輸出調(diào)節(jié)范圍為o～u。此外，當(dāng)口。o時(shí)功率因數(shù)A=1，隨著口角的增大， 輸入電流滯后于電壓而且發(fā)生畸變，功率因數(shù)叉也逐漸降低。 二、電感性負(fù)載 6-2 (a)為線圈、交流電動(dòng)機(jī)或經(jīng)過變壓器再接電阻負(fù)載時(shí)，這種負(fù)載稱為電感性負(fù)載。 圖6—2(a)所示為電感性負(fù)載單相交流調(diào)壓電路。RL負(fù)載是交流調(diào)壓器最常見的負(fù)載。由 于電感性負(fù)載電路中電流的變化滯后于電壓的變化，因此與電阻性負(fù)載相比就有～些新的特 點(diǎn)。當(dāng)電源電壓反向過零時(shí)，由于負(fù)載電感中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻止電流變化，因此電流不能 立即為零，即電壓過零時(shí)晶閘管關(guān)不斷，還將繼續(xù)導(dǎo)通到負(fù)半周。晶閘管的導(dǎo)通角日的大小

7、 不但與控制角口有關(guān)，而且與負(fù)載阻抗角p(arctan警)有關(guān)。在一個(gè)晶閘管導(dǎo)通時(shí)，它的管j 壓降成為另一晶閘管的反向電壓而使其截止。于是在一個(gè)晶閘管導(dǎo)電時(shí)，其負(fù)載電流zo為 另一個(gè)晶閘管導(dǎo)通時(shí)，情況完全相同，只是i。相差180。其負(fù)載電流輸出波形如圖 6—2(b)所示。 導(dǎo)通角護(hù)可由邊界條件求得。當(dāng)cut -a+曰時(shí)，io=o。將此條件代人式(6 -5)可求得 導(dǎo)通角護(hù)與控制角a、負(fù)載阻抗角P之間的定量關(guān)系表達(dá)式為 sin(口+曰～p) = sin（口一。）e一茜 (6 -6) 針對(duì)交流調(diào)壓器，導(dǎo)通角≤180。，再根據(jù)式(

8、6 -6)可得到以P為參變量的口與口的關(guān) 系，即日2廠（口，P）曲線，如圖6-3所示。 下面分別就a>cp. a-叭acp時(shí) 當(dāng)a>cp時(shí)'由式(6-6)可以判斷出導(dǎo)通角0<180。，負(fù)載電路處于電流斷續(xù)狀態(tài)。口 越大，口越小，波形斷續(xù)愈嚴(yán)重。 （二）a-cp時(shí) 當(dāng)a-P時(shí)’由式(6 -6)可知每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角曰：180。。此時(shí)，每個(gè)晶閘管輪 流導(dǎo)通1800,相當(dāng)于兩個(gè)晶閘管輪流被短接，負(fù)載電流處于臨界連續(xù)狀態(tài)，輸出完整 的正弦波。 （三）a<9時(shí) 當(dāng)a

9、以分兩種情況討論。 1．窄脈）中觸發(fā) 電源接遁后，在電源的正半周，如果先觸發(fā)晶閘管VTI導(dǎo)通，則由式(6 - 6)可知 VT1的導(dǎo)通角診1800。如果觸發(fā)脈沖寬度小于口+臼一(7c+a)一曰一7【，則當(dāng)VTl的電流下 降為零時(shí)' VT2的門極脈沖已經(jīng)消失，VT2無法導(dǎo)通。到第二個(gè)工作周期，VT1又被觸 發(fā)導(dǎo)通重復(fù)上一周期的工作，VT2將始終無法導(dǎo)通，結(jié)果形成單向半波整流現(xiàn)象，如圖 6-4所示。回路中將出現(xiàn)很大的直流 電流分量，無法維持電路的正常工 作。因此'需要采用寬脈沖或?qū)捗}沖 列觸發(fā)。 i —————____～ 2．寬脈’中或脈

10、沖列觸發(fā) 如果觸發(fā)脈沖的寬度大予口～尢， 如圖6-5歷示，、rri的導(dǎo)通角診7c， VT2可以在VTI之后接著導(dǎo)通，侶 VT2的起始導(dǎo)電角口+卜尢>p>口， 所以VT2的導(dǎo)通角妖7c。從第二 個(gè)周期開始，VTI的導(dǎo)通角逐漸 減小，VT2的導(dǎo)通角將逐漸增大， 直到兩個(gè)晶閘管的口=丌時(shí)達(dá)到平 衡，這時(shí)電路的工作狀態(tài)與口=。 時(shí)相同。之所以會(huì)逐漸過渡到平衡 狀態(tài)，是因?yàn)閂T1被首次觸發(fā)以 后，電路的工作情況與兩個(gè)晶閘管 被短接時(shí)一樣，電路的過渡過程和L負(fù)載的普通單相交流電路在∞￡一口時(shí)合閘發(fā)生的過渡過程完全相同。 在

11、a>cp時(shí)，負(fù)載電壓的有效值Uo為 綜上所述，可以歸納出單相交流調(diào)壓電路具有以下JL個(gè)特點(diǎn)。 (1)帶電阻性負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流波形與單相橋式可控整流交流側(cè)電流波形一致，改變控 制角口可以改變負(fù)載電壓有效值，達(dá)到交流調(diào)壓的目的。 (2)帶電感性負(fù)載時(shí)，不能用窄脈沖觸發(fā)，否則當(dāng)口《P時(shí)會(huì)發(fā)生一個(gè)晶閘管無法導(dǎo)通 的現(xiàn)象，產(chǎn)生很大的直流分量，會(huì)燒毀熔斷器或晶閘管。 (3)帶大電感性負(fù)載時(shí)，最小控制角口州。一妒（負(fù)載功率因數(shù)角），所以口的移相范圍為 g～180。，而帶電阻性負(fù)載時(shí)移相范圍為O?！?80。。 [例6-1]由晶閘管反向并聯(lián)組成的單相交流調(diào)

12、壓器，電源電壓有效值Us =2300V，當(dāng) 負(fù)載為電阻時(shí)，阻值在1. 15～2. 3Q之間變化，預(yù)期最大的輸出功率為2300kW，計(jì)算晶閘 管所承受的電壓的最大值，以及輸出最大功率時(shí)晶閘管電流的平均值和有效值。如果負(fù)載為 阻性加感性負(fù)載，R=2.3fl，cvL=2.3CZ，那么控制角范圍和最大輸出電流的有效值又是多少？ 解(1)負(fù)載為電阻時(shí)。 1)當(dāng)R=2. 3fl時(shí)，如果調(diào)壓器輸出最大功率，則此時(shí)應(yīng)為口：o，輸出功率為P=IzR， 則 2)當(dāng)R=1. 15,Q時(shí)，如果調(diào)壓器向負(fù)載輸出規(guī)定的最大功率，則口>0。設(shè)此時(shí)負(fù)載電 流為I。，由P。=12R=23

13、00kW，得 ，。= 1414(A) 此時(shí)晶閘管電流的有效值為 IVT一老=1000A I、rr的最大值為IOOOA，IdVT的最大值為450A，加到晶閘管的正、反向最大電壓為厄X 2300V=3253V。 (2)電感性負(fù)載的功率因數(shù)角為 第二節(jié)流調(diào)壓電路 單向交流調(diào)壓器用于單相負(fù)載．如果單相負(fù)載容量過大，就會(huì)引起三相不平衡，影響電網(wǎng)供電質(zhì)量’因此容量較大的負(fù)載大多分為三相。要適應(yīng)三相負(fù)載的要求，就需要用三相交 流調(diào)壓。三相交流調(diào)壓器接線形式很多，較為常見的接線方式有三種，即星形連接帶中性線 的三相交流調(diào)壓電路、晶閘管與負(fù)載連

14、接成內(nèi)三角形的三相交流調(diào)壓電路和用三對(duì)反并聯(lián)晶 閘管連接成的三相三線交流調(diào)壓電路。 因?yàn)殡p向晶閘管可以看成是兩只普通的晶閘管的反并聯(lián)，所以由普通的晶閘管反并聯(lián)組 成的三相交流調(diào)壓電路，都可以用一只雙向晶閘管代替兩只反并聯(lián)的普通晶閘管組成相應(yīng)的 三相交流調(diào)壓電路。 一、星形連接帶中性線的三相交流調(diào)壓電路 圖6-6所示為負(fù)載按星形連接帶中性線的三相交流調(diào)壓電路，該電路各相通過中性線 自成回路，實(shí)際上相當(dāng)于三個(gè)單相交流調(diào)壓電路的組合。晶閘管的導(dǎo)通順序在如圖6-6所 示排列的情況下為VTI、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。觸發(fā)脈沖間隔為60。。其觸發(fā)電

15、 路可以套用三相全控橋式整流電路的觸發(fā)電路。由于有中性線，只需要一個(gè)晶閘管導(dǎo)通，負(fù) 載就有電流流進(jìn)，因此可以采用窄脈沖觸發(fā)。 在三相正弦交流電路中，由于各相電流iu、iv、zw相位互差120。，因此中性線電沆 iN—0。在交流調(diào)壓電路中，每相負(fù)載電流為正負(fù)對(duì)稱的缺角正弦波，這包含有較大的奇次 諧波電流，主要是三次諧波電流。當(dāng)口一90。時(shí)，三次諧波電流最大。在三相電路中各相三次 諧波是相同的，因此中性線的電流lN為一相三次諧波電流的3倍，數(shù)值較大，近似等于各 相電流的有效值。若變壓器采用三柱式結(jié)構(gòu)，則三次諧波磁通不能在鐵芯中形成通路，從而 產(chǎn)生較大的漏磁通，引起變壓器的發(fā)熱

16、和噪聲，對(duì)線路和電網(wǎng)均帶來不利影響。因此這種電 路的應(yīng)用有一定的局限性。 二、晶閘管與負(fù)載連接成內(nèi)三角形的三相交流調(diào)壓電路 圖6-7所示為晶閘管與負(fù)載連接成內(nèi)三角形的三相交流調(diào)壓電路，可以把它看成是三 個(gè)由線電壓供電的單相交流調(diào)壓電路的組合。晶閘管口=o的點(diǎn)應(yīng)定在線電壓的零點(diǎn)上， VT1～VT6的觸發(fā)脈沖依次相差60。。它的優(yōu)點(diǎn)是由于晶閘管串接在三角形的內(nèi)部，流過晶閘管的電流是相電流，因此在同樣線電流的情況下，晶閘管電流容量可以降低。此外，其線 電流中3的倍數(shù)次諧波分量為零，對(duì)電源影響及對(duì)通信、廣播的干擾都較小。其缺點(diǎn)是負(fù)載 必須能拆成三個(gè)部分才能連接成此種電路。

17、過晶 閘管的電流是相電流，因此在同樣線電流的情況下，晶閘管電流容量可以降低。此外，其線 電流中3的倍數(shù)次諧波分量為零，對(duì)電源影響及對(duì)通信、廣播的干擾都較小。其缺點(diǎn)是負(fù)載 必須能拆成三個(gè)部分才能連接成此種電路。 三、用三對(duì)反并聯(lián)晶閘管連接成的三相三線交流調(diào)壓電路 圖6-8所示為用三對(duì)反并聯(lián)晶閘管連接成的三相三線交流調(diào)壓電路，負(fù)載可以連接威 星形，也可以連接成三角形。由于沒有中性線，每相電流必須和另一相構(gòu)成回路，即必須保 證兩相晶閘管同時(shí)導(dǎo)通負(fù)載中才有電流通過。觸發(fā)電路與三相全控橋式整流電路一樣，應(yīng)采 用寬脈沖或雙窄脈沖觸發(fā)。 現(xiàn)以電阻負(fù)載連接成星形為例，

18、分析其工作原理。 首先要確定電路中門極起始控制點(diǎn)，把圖6-8中的晶閘管換成二極管可以看出，在電 阻性負(fù)載時(shí)，從相VT1過零時(shí)刻開始，相應(yīng)的二極管就導(dǎo)通。因此口：o的點(diǎn)應(yīng)定在各相電 壓過零點(diǎn)。晶閘管VTl. VT3. VT5的觸發(fā)相位差是120。，晶閘管VT4. VT6. VT2的觸 發(fā)相位也相差1200，同相的兩個(gè)晶閘管的觸發(fā)相位相差180。。所以，VT1～VT6的觸發(fā)相 位也依次相差60。。 當(dāng)改變口時(shí)，三相三線交流調(diào)壓器有兩種不同的工作狀態(tài)：在同一時(shí)刻，每一相都有一 只晶閘管導(dǎo)電，稱為一類工作狀態(tài)；在同一時(shí)刻，有一相兩個(gè)晶閘管都不導(dǎo)通，另外兩相各 有一個(gè)晶閘

19、管導(dǎo)通，稱為二類工作狀態(tài)。 1．控制角口一O。 口一o。時(shí)的工作狀況屬于一類工作狀態(tài)，其波形圖如圖6-9所示。口一o。時(shí)茌相應(yīng)的每相 電壓過零處給晶閘管觸發(fā)脈沖。 例如，VTI在U相電壓過零變正時(shí)導(dǎo)通，過零變負(fù)時(shí)承受反向電壓而自然關(guān)斷，接著 VT4導(dǎo)通，晶閘管的導(dǎo)通角為180。。其他兩相的導(dǎo)通情況與此相同。這就相當(dāng)于將六只晶 閘管換成六只整流二極管，因此三相正、反向電流都暢通，相當(dāng)于一般的三相交流電路。當(dāng) 每相的負(fù)載電阻為R時(shí)，各相的電流為i，n一等字。晶閘管的導(dǎo)通順序在如圖6-8所示排列 的。隋況下為VTI、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。觸發(fā)

20、電路的脈沖間隔為60。；每只管子 的導(dǎo)通角為口= 180。，除換流點(diǎn)外，每個(gè)時(shí)刻均有三只晶閘管導(dǎo)通。 2．控制角a-60。 當(dāng)口260。時(shí)，電路全部工作在二類工作狀態(tài)，由圖6 - 10 (a)可知，同一時(shí)刻只有不同 相的兩個(gè)晶閘管導(dǎo)通。∞￡，時(shí)刻觸發(fā)晶閘管VT1導(dǎo)通，與導(dǎo)通的晶閘管導(dǎo)VT6構(gòu)成電流回路，此時(shí)在線電壓uuv的作用下U相電流為 ∞t2時(shí)刻，晶閘管VT2被觸發(fā)，晶閘管VTI與VT2構(gòu)成電流回路，此時(shí)線電壓U作用下的U相電流 ’… ∞t3時(shí)刻，晶閘管VTI截止，晶閘管VT4還未導(dǎo)通，所以iu-o。 cot4時(shí)刻，晶閘

21、管VT4被觸發(fā)，iu在電壓uuv的作用下，經(jīng)過品閘管VT3. VT4構(gòu)l 回路。同理在cvts ~(Ot6期間，電壓uuw經(jīng)過晶閘管VT4. VT5構(gòu)成回路，i。電流波形如E 6 - 10 (a)剖面線所示。經(jīng)過同樣的分析可得到ZV.iw波形，其形狀與i。相同，只是相t 互差1200。 肖口-900時(shí)，電流開始斷續(xù)。圖6 - 10 (b)所示為口：120。時(shí)的電流波形。當(dāng)wt．時(shí)刻 硅發(fā)晶閘管VTl導(dǎo)通時(shí)，與導(dǎo)通的晶閘管VT6構(gòu)成電流回路，導(dǎo)通到cotz時(shí)，由于ULN過 蓼反向’強(qiáng)迫晶閘管VT1截止（晶閘管VTI先導(dǎo)通了300）。當(dāng)∞￡。時(shí)，晶閘管VT2觸發(fā) 孚通，此

22、時(shí)由于采用了脈寬大于60。的寬脈沖或雙窄脈沖的觸發(fā)方式，因此VT2管仍有脈沖觸發(fā)，此時(shí)在線電壓“U、v作用下'經(jīng)VT、VT2管構(gòu)成回路，使晶閘管VTI又重新導(dǎo)通 3000從圖6- 10 (b)可知，當(dāng)口增大到1500時(shí)，iU=o。因此，電阻負(fù)載時(shí)電路的口角移相 范圍為O?！?50。，導(dǎo)通角0- 180。-a。 第三節(jié)交流過零調(diào)功電路 交流過零調(diào)功電路以交流電源周波數(shù)為控制單位，利用過零觸發(fā)，調(diào)節(jié)晶閘管通斷周波 數(shù)的方式來控制輸出功率，簡(jiǎn)稱調(diào)功器或周波控制器。 一、調(diào)功器的工作原理 圖6 - 11所示為過零觸發(fā)單相交流調(diào)功和三相交流調(diào)功電路。交流電

23、源電壓“以及VTI 和VT2的觸發(fā)脈沖“gl、“。z的波形分別如圖6- 12所示。由于各晶閘管都是在電壓“過零時(shí) 加觸發(fā)脈沖的，因此這種觸發(fā)方式又被稱為過零觸發(fā)。 交流調(diào)功器對(duì)功率的調(diào)節(jié)方法如下：在設(shè)定的運(yùn)行周期Tc內(nèi)，用零壓開關(guān)接通幾個(gè)周波，然后再斷開幾個(gè)周波，通過改變晶 閘管在設(shè)定周期內(nèi)的通斷時(shí)間的比例， 達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載上交流平均電壓即負(fù)載功 率的目的。 如設(shè)定運(yùn)行周期Tc內(nèi)的周波數(shù)為行，每個(gè)周波的周期為丁(20ms)，頻率為50H。，則調(diào)功器的輸出功率P。為 式(6 - 15)中，Tc應(yīng)大于電源電壓一個(gè)周波的時(shí)間且遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)載的熱時(shí)間常數(shù)，一 般取

24、Is左右就可滿足工業(yè)要求。 上三式中T-電源的周期，ms； n--調(diào)功器運(yùn)行周期內(nèi)的導(dǎo)通周波數(shù)； ．，． PN——額定輸出容量（晶閘管在每個(gè)周波都導(dǎo)通時(shí)的輸_出容量）妒一’：‘一H藹： U2N-每相的額定電壓，V; 12N——每相的額定電流，A; kz-導(dǎo)通比。 。 由輸出功率Po的表達(dá)式可見，控制調(diào)功電路的導(dǎo)通比就可實(shí)現(xiàn)對(duì)被調(diào)對(duì)象（如電阻！ 爐）的輸出功率的調(diào)節(jié)控制。 在交流調(diào)功電路中，由于采用了過零觸發(fā)，因此避免了相位控制時(shí)缺角正弦波產(chǎn)生的無 線電射頻干擾，減小晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)瞬態(tài)浪涌電流和電流變化率di/

25、dt值，使負(fù)載上的電 壓或電流均為完整的正弦波，減小對(duì)電網(wǎng)造成通常意義的諧波污染。但交流調(diào)功電路不能平 滑調(diào)節(jié)電壓，不能使用普通的電壓表、電流表測(cè)量，不適合調(diào)光等場(chǎng)合。 二、調(diào)功電路實(shí)例 圖6 - 13中，由兩只晶閘管反并聯(lián)組成交流開關(guān)，該電路是一個(gè)包括控制電路在內(nèi)的單 相過零調(diào)功電路。過零觸發(fā)電路由鋸齒波發(fā)生器、信號(hào)綜合、直流開關(guān)、同步電壓與過零脈 沖觸發(fā)五個(gè)環(huán)節(jié)組成。該電路的工作原理簡(jiǎn)述如下： (1)鋸齒波是由單結(jié)晶體管BT、R，、R2、R。、R，，和c．組成的張弛振蕩器產(chǎn)生的，經(jīng) 陂跟隨器(V1、R4)輸出。 (2)控制電壓Ue與鋸齒波電壓進(jìn)行電流疊

26、加后送到V2的基極，合成電壓為u。。當(dāng)Us>0時(shí)，V2導(dǎo)通；Us<0時(shí)，V2截止。 (3)由V2、V3以及R8、R。、VZI組成一個(gè)直流開關(guān)，當(dāng)V2的基極電壓Ube2>o (0.7V)時(shí)，V2導(dǎo)通，Ube3接近零電位，V3截止，直流開關(guān)阻斷。當(dāng)Ube2 <0時(shí)，V2截 止，由R8、V22和R。組成的分壓電路使V。導(dǎo)通，直流開關(guān)導(dǎo)通，輸出24V直流電壓。 (4)由同步變壓器TC、整流橋VDI及R．。、R，，、VZ組成一個(gè)削波同步電源，這個(gè)電 源與直流開關(guān)的輸出電壓共同去控制V4與vs。只有在直流開關(guān)導(dǎo)通期間，V4與V5集電 極和發(fā)射極之間才有工作電壓，才能進(jìn)行工

27、 作。在這期間，同步電壓每次過零時(shí)，V4截 止，其集電極輸出一個(gè)正電壓，使V5由截止 轉(zhuǎn)導(dǎo)通，經(jīng)脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖。此脈 沖使晶閘管導(dǎo)通。 該電路中各點(diǎn)的輸出波形如圖6 - 14 所示。 在直流開關(guān)導(dǎo)通期間輸出連續(xù)的正弦波， 控制電壓Ue的大小決定了直流開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 的長(zhǎng)短，開關(guān)導(dǎo)通的周波數(shù)也就相應(yīng)變化， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出功率的調(diào)節(jié)。 顯然，控制電壓U。越大，導(dǎo)通的周波 數(shù)越多，輸出的功率就越大，電阻爐的溫 度也就越高；反之，電阻爐的溫度就越低。 利用這種系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐爐溫的 控制。 第四節(jié)交流調(diào)壓電路的應(yīng)用實(shí)例

28、 一、軟啟動(dòng)器 應(yīng)用三相交流調(diào)壓電路可以構(gòu)成電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器，如圖6 - 15所示。它的意義在于面 以減少啟動(dòng)電流（實(shí)際上是降低啟動(dòng)電壓）；使電動(dòng)機(jī)在啟制動(dòng)過程中，將電壓緩慢地± 在電動(dòng)機(jī)上，使電動(dòng)機(jī)和負(fù)載平滑地進(jìn)行加速及減速。通過軟啟動(dòng)器裝置相控調(diào)壓’{ 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，減少損耗，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)和電源的壽命；另一方面，大大地減低了j 始浪涌電流，減少了對(duì)電網(wǎng)的干擾。在不需要變速的場(chǎng)合下，它比變頻器具有更好的“ 能價(jià)格比。 二、晶閘管電鍍電源 低壓大電流電路：交流輸入電壓380v. 50Hz；直流輸出電流o～1500A，直流輸出 壓0～18V。

29、 ，：、，晶閘管電鍍電源的主電路如圖6 -16所示。整流變壓器TR的一次側(cè)接成星形連接帶 性線的三相交流調(diào)壓電路，每相用一只雙向晶閘管與TR的一次側(cè)繞組串聯(lián)實(shí)現(xiàn)交流調(diào)j 變壓器二次側(cè)采用帶平衡電抗器L的雙反星形整流電路，用12只整流二極管并聯(lián)成6路 出。指示燈HL~。HL3供操作者檢查三相晶閘管的工作是否對(duì)稱。當(dāng)QI～Q3接通時(shí)．個(gè)指示燈應(yīng)該亮度一樣，若某一相燈泡較暗或不亮，即該相電路工作不正常。FU選用快速 熔斷器，TA為電流互感器，用于電流反饋和過電流保護(hù)信號(hào)取樣，取樣信號(hào)送到控制 電路。 本章小結(jié) 只改變交流電壓或?qū)﹄娐返耐〝噙M(jìn)行控制，而不改變頻率的電路稱為交流

30、電力控制電 。交流調(diào)壓電路、交流過零調(diào)功電路是交流電力控制電路的常用形式。 交流調(diào)壓器的晶閘管控制通常有通／斷控制和相位控制兩種方法。通／斷控制是將晶閘管 為開關(guān)將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)周期，然后再斷開幾個(gè)周期，通過改變通／斷時(shí)間的比值達(dá)到調(diào)壓的目的。相位控制是使晶閘管在電源電壓的每一個(gè)周期中，在選定的時(shí)間內(nèi)將負(fù) 載與電源接通，通過改變選定的時(shí)刻即可達(dá)到調(diào)壓的目的。 本章主要介紹了單相交流調(diào)壓電路電阻性負(fù)載和感性負(fù)載時(shí)的工作情況以及三相交流調(diào) 壓電路的多種連接方式及各自特點(diǎn)，以及交流過零調(diào)功電路的原理及應(yīng)用。其中詳細(xì)介紹了 單相交流調(diào)壓電路和三相三線交流調(diào)壓電路的工作

31、原理。本章最后還介紹了交流調(diào)壓電路的 應(yīng)用實(shí)例。 思考題與習(xí)題 6-1什么是交流調(diào)壓電路，交流變換電路有哪些類型？ 6-2在單相交流調(diào)壓電路中，當(dāng)控制角小于負(fù)載功率因數(shù)角時(shí)為什么輸出電壓不 可控？ 6-3 晶閘管相控整流電路和晶閘管交流調(diào)壓電路在控制上有何區(qū)別？ 6-4 晶閘管與負(fù)載連接成內(nèi)三角形的三相交流調(diào)壓電路的優(yōu)點(diǎn)是什么？ 6-5圖6-8所示三相三線交流調(diào)壓電路在不同的控制角口時(shí)，為什么會(huì)有兩類工作狀 態(tài)？控制角口的有效控制范圍為什么是00≤口≤15007 6-6交流調(diào)壓和交流調(diào)功電路有何區(qū)別？ 6-7 -電阻爐由單相交流調(diào)壓電路供電，如口=o。時(shí)為輸出功率最大值，試求功率為 80%、50%時(shí)的控制角口。 6-8 單相交流調(diào)壓電路，輸入電壓為220V，負(fù)載為阻性加感性負(fù)載，R=2.5Q， coL=2. 5Q。試求： (1)控制角范圍； (2)負(fù)載電流的最大有效值。