什么是交流電壓控制器_交流電壓控制器的定義及工作和應(yīng)用

交流電壓控制器是一種基于晶閘管的設(shè)備，可將固定的交流電壓直接轉(zhuǎn)換為可變交流電壓，或者可以將變化的交流電壓轉(zhuǎn)換為固定的交流電壓，在改變電壓時(shí)不會(huì)改變交流電壓的頻率。

交流電壓控制器是相控設(shè)備，因此不需要強(qiáng)制換向電路。使用自然換向或線路換向。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(fù)載電流的啟動(dòng)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：相位控制或通斷控制。

1．相位控制：在相位控制方法中，負(fù)載電流的啟動(dòng)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．通斷控制：在通斷控制中，AC輸入電源在某些可控硅開關(guān)內(nèi)打開，在更多可控硅開關(guān)內(nèi)關(guān)閉。積分循環(huán)控制主要用于機(jī)械時(shí)間常數(shù)或熱時(shí)間常數(shù)非常高（幾秒級(jí)）的應(yīng)用。例如，許多速度控制驅(qū)動(dòng)器的機(jī)械時(shí)間常數(shù)或加熱負(fù)載的熱時(shí)間常數(shù)通常非常高。對(duì)于此類應(yīng)用，如果控制是通過將負(fù)載連接到電源以進(jìn)行某些開啟周期然后斷開負(fù)載以進(jìn)行某些關(guān)閉周期來實(shí)現(xiàn)的，則幾乎不會(huì)注意到速度或溫度的變化。這種形式的功率控制就是積分循環(huán)控制。

二、交流電壓控制器電路圖

該電路由兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管組成。反并聯(lián)連接使得晶閘管(T1)在輸入電源電壓的正半周正向偏置，而晶閘管(T2)在輸入交流電源的負(fù)半周期正向偏置。采用相位控制的方法來實(shí)現(xiàn)輸出電壓控制。當(dāng)T1正向偏置時(shí)，它可能會(huì)被觸發(fā)以將其打開。晶閘管的觸發(fā)角可以根據(jù)所需的輸出電壓來選擇。如果輸出電壓要求更高，觸發(fā)角（α）應(yīng)該更小。

三、交流電壓控制器說明

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

在ωt=π時(shí)，負(fù)載電壓變?yōu)榱悖娏饕沧優(yōu)榱恪Ｓ捎诰чl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(shí)，正向偏置晶閘管T2被選通。因此，它將負(fù)載傳導(dǎo)并連接到源。負(fù)載電壓現(xiàn)在跟隨交流輸入電源的負(fù)包絡(luò)線，負(fù)載電流也是如此。因此，可以通過控制觸發(fā)角來控制均方根電壓。這樣，在交流電壓控制器中就實(shí)現(xiàn)了電壓控制。

四、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：

家庭和工業(yè)加熱，變壓器抽頭變換，照明控制，單相和三相交流傳動(dòng)的速度控制，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。

早期用于上述應(yīng)用的設(shè)備是自耦變壓器、分接變換變壓器、磁放大器、飽和電抗器等。但這些設(shè)備現(xiàn)在已被基于晶閘管和TRIAC的交流電壓控制器所取代，因?yàn)樗鼈兙哂懈咝省⒖刂旗`活性、緊湊的尺寸和更少的維護(hù)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(diǎn)是在電源電流和負(fù)載電壓波形中引入了令人反感的諧波，特別是在輸出電壓水平降低的情況下。

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