什么是交流電壓控制器_交流電壓控制器定義、工作和應(yīng)用

交流電壓控制器，我們從名字上不難理解，那就是一種可以控制交流電壓的設(shè)備，而這種近制交流電壓的設(shè)備主要作用就是控制交流電壓輸出值大小的設(shè)備，所以交流電壓控制器有一個大家都熟知的名字，那就是交流電壓變壓器，交流電壓控制器是一種基于晶閘管的設(shè)備，可將一個電壓值較低的電壓進行提升，也可以將一個較大的電壓值進行降壓，這也是我們常說的升壓和降壓，而改變的這些交流電壓不會將它的頻率也改變。

交流電壓控制器是一種相控設(shè)備，因此不需要強制換向電路。使用自然換向或線換向。相位控制是指通過改變交流電壓控制器電路中使用的晶閘管的觸發(fā)角來控制負載電流的啟動與電源電壓之間的相位關(guān)系。

一、交流電壓控制器工作原理：

交流電壓控制器的工作原理基于兩種方法之一：相位控制或積分周期控制。

1．在相位控制方法中，負載電流的啟動與輸入電源電壓之間的相位關(guān)系是通過控制晶閘管的觸發(fā)角來控制的。

2．在積分周期控制中，交流輸入電源在一些積分周期內(nèi)打開，在更多的積分周期內(nèi)關(guān)閉。積分循環(huán)控制主要用于機械時間常數(shù)或熱時間常數(shù)相當(dāng)高的幾秒量級的應(yīng)用。例如，許多速度控制驅(qū)動器的機械時間常數(shù)，或加熱負載的熱時間常數(shù)通常都非常高。對于此類應(yīng)用，如果控制是通過將負載連接到源進行一些導(dǎo)通周期然后斷開負載進行一些關(guān)斷周期來實現(xiàn)的，則幾乎不會注意到速度或溫度的變化。這種功率控制形式就是積分循環(huán)控制。

下圖為單相全波交流電壓控制器的電路圖：

該電路由兩個反并聯(lián)的晶閘管組成。反并聯(lián)連接使晶閘管(T1)正向偏置輸入電源電壓的正半周期，而晶閘管(T2)正向偏置輸入交流電源的負半周期。采用相位控制的方法實現(xiàn)輸出電壓控制。

當(dāng)T1正向偏置時，它可能會被觸發(fā)以將其打開。晶閘管的觸發(fā)角可根據(jù)所需的輸出電壓來選擇。如果輸出電壓要求更高，則觸發(fā)角（α）應(yīng)該更小。

請參考下圖。此圖顯示了在該控制器中控制電壓的方法。

假設(shè)，T1以角度α發(fā)射。一旦T1被觸發(fā)，它將負載連接到輸入的正半周期的源。如果負載本質(zhì)上是電阻性的，則負載輸出電壓遵循交流電源輸入的包絡(luò)線。負載電流立即變?yōu)?Vmsinα/R)并與負載電壓同相。

在ωt=π時，負載電壓變?yōu)榱?，電流也變?yōu)榱?。由于晶閘管T1在ωt=π后反向偏置并且通過它的電流為零，因此它自然換向。

在ωt=(π+α)時，正向偏置晶閘管T2被門控。因此，它傳導(dǎo)負載并將其連接到源。負載電壓現(xiàn)在跟隨交流輸入電源的負包絡(luò)，負載電流也一樣。

因此，可以通過控制觸發(fā)角來控制均方根電壓。這樣，交流電壓控制器就實現(xiàn)了電壓控制。

二、交流電壓控制器的應(yīng)用：

交流電壓控制器的一些主要應(yīng)用如下：

1．家庭和工業(yè)供暖

2．變壓器調(diào)壓

3．燈光控制

4．單相和三相交流驅(qū)動器的速度控制

5．感應(yīng)電動機的啟動

早期用于上述應(yīng)用的器件有自耦變壓器、分接變換變壓器、磁放大器、可飽和電抗器等。但這些器件現(xiàn)在被基于晶閘管和TRIAC的交流電壓控制器所取代，因為它們效率高，控制靈活，緊湊的尺寸和更少的維護要求。交流電壓控制器也適用于閉環(huán)控制系統(tǒng)。

交流電壓控制器的主要缺點是在電源電流和負載電壓波形中引入有害的諧波，尤其是在降低輸出電壓水平時。

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