单相交流调压电路的分析

二、单相交流调压电路的分析如上所述，应用最广的是反并联交流调压电路，因此以这种电路为代表，分析交流调压电路带不同性质负载时的工作情况。电阻性负载返回页首反并联交流调压电路和波形如图5－1(a)所示。其输出波形是对称的，设正、负半波的控制角均为，负载电阻为R，输入的电源电压有效值为U1，则此电路的基本电气参数如下：1.负载电阻R上的交流电压有效值UR2.负载电阻R上的电流有效值IR3.功率因数4.晶闸管的电流平均值IdT5.晶闸管电流有效值I及其通态平均电流IT图5－3为单相交流调压器在电阻负载时的参数与控制角的关系，其中UR/U1、IR/I0及功率因数三者与的关系可用同一条曲线表示。图5-3电感性负载返回页首交流调压器在电感性负载下工作和整流器在电感性负载下工作类似，电流的波形也滞后于电压的波形。因此电压过零为负值后，还要经过一个延滞角，电流才会降到零，所以已经导通的晶闸管也要经过一个延迟角才会关断。延滞角的大小与控制角、负载功率因数角都有关系。图5－4(a)和(b)为单相交流调压器在电感性负载时的电路和电压、电流的波形。图中为晶闸管的导通角，虚线所示的电流iL0为＝时的负载电流，其滞后于电压的相角即为功率因数。下面分析、、间的关系并求负载电流的表达式。图5-41.负载电流表达式为了方便起见，取晶闸管开始导通瞬间为时间坐标的原点（见图5－5），这时晶闸管中的负载电流iL，相当于t＝0瞬间RL电路突然与交流电源接通的电流，电压的初相角为。负载电流iL可以分为强制（稳态）分量iL1与自由（暂态）分量iL2两部分。图5－5通过对iL1、iL2的计算，最后得出：由iL1和iL2合成的iL图形如图5－5所示。2.控制角、功率因数角与导通角间的关系设晶体管导通角为，故当t＝时，iL＝0，由上式得这是超越方程式，表示了＝f(、)的关系。由该式可求得一族＝f()的曲线关系，如图5－6所示。图5－6由以上分析和图5－6可以看出以下几种典型情况：1.＝0：图5－72.0、、180：图5－83.＝：图5－94.：图5－10上:宽脉冲下:窄脉冲当交流调压器带电感负载时，为了可靠、有效地工作，应使180；为了避免出现直流分量应采用宽脉冲或脉冲列触发晶闸管。