交流调压电路原理与控制方式分析

"交流调压原理可控硅" 交流调压是一种电力电子技术，它通过改变交流电源的电压幅度来实现对交流负载的功率控制。在本文档中，主要介绍了使用可控硅（Silicon-Controlled Rectifier，SCR）进行交流调压的基本原理和控制方式。 交流调压电路通常使用两颗单向晶闸管反并联或者一颗双向晶闸管来实现对交流电正负半周的对称控制。这种设计允许电路在不同的时间点导通和关断，从而调整输出电压的大小，同时也可以实现交流电路的开闭控制。交流调压电路的应用非常广泛，包括异步电动机的调速、恒流软启动、交流负载的功率调节、照明控制、供电系统的无功补偿以及作为无触点开关和固态继电器等。 交流调压电路有三种主要的控制方式： 1. 通断控制： 这种方法在交流电压过零点时导通或关闭晶闸管，让负载在多个周期内接通，然后在其他周期内断开。通过调整导通周期和断开周期的比例来调节电压。通断控制产生的输出电压波形接近正弦，没有低次谐波，但电压调节不连续，可能会产生分数次谐波。这种方法主要用于电炉调温等场合，不适合异步电机调速，因为会导致电机频繁重启，产生大电流冲击。 2. 相位控制： 相位控制类似于可控整流的移相触发，正半周触发正向晶闸管，负半周触发反向晶闸管，保持两者移相角相同，以提供对称的交流电压。这种方式控制简单，可以连续调节输出电压，但输出电压非正弦，含有大量低次谐波，对异步电机调速可能导致额外的谐波损耗和脉动转矩。 3. 斩波控制： 斩波控制采用脉宽调制（PWM）技术，将交流电压波形切割成脉冲序列，通过改变脉冲的占空比来调节输出电压。这种方法输出电压连续可调，谐波含量低，克服了前两种方法的不足。然而，由于斩波需要在半周期内实现高频率的通断，所以必须使用高速自关断器件，如GTR、GTO、MOSFET或IGBT。 在实际应用中，基于晶闸管的相位控制交流调压电路最为常见，文档进一步详细讨论了单相和三相交流调压电路。对于单相交流调压电路，其工作特性与负载性质紧密相关，例如在纯电阻负载下，电路的输出电压和电流波形与电源电压同步，通过控制晶闸管的导通角来调整负载上的电压。 交流调压原理主要依赖于可控硅的导通和关断控制，通过不同策略调整交流电压，满足不同应用场景的需求。无论是简单的通断控制，还是更为复杂的相位和斩波控制，它们都为现代电力系统提供了灵活的电压调节手段。