第15讲 交流-交流变换电路
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实验三:交流-交流变换电路(一)实验目的(1)掌握交流调压电路的工作特性;(2)掌握谐波分析方法。
(二)实验原理(1)单相交流调压电路原理图1.主电路图2.工作α>工况)波形图(φ单相交流调压电路带组感性负载时的电路以及工作波形如上图所示。
由于阻感性负载时电流滞后电压一定角度,再加上移相控制所产生的滞后,使得交流调压电路在阻感性负载时的情况比较复杂,其输出电压,电流与触发角α,负载阻抗角φ都有关系。
当两只反并联的晶闸管中的任何一个导通后,其通态压降就成为另一只的反向电压,因此只有当导通的晶闸管关断以后,另一只晶闸管才有可能承受正向电压被触发导通。
由于感性负载本身滞后于电压一定角度,再加上相位控制产生的滞后,使得交流调压电路在感性负载下的工作情况更为复杂,其输出电压、电流波形与控制角α、负载阻抗角φ都有关系。
其中负载阻抗角)arctan(R wL =ϕ,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时,其电流滞后于电压的角度为φ。
为了更好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情况,此处分φαφαφα<=>,,三种工况分别进行讨论。
φα>情况: 上图所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图,以及在控制角触发导通时的输出波形图,同电阻负载一样,在i u 的正半周α角时,iT 触发导通,输出电压o u 等于电源电压,电流波形oi 从0开始上升。
由于是感性负载,电流o i 滞后于电压ou ,当电压达到过零点时电流不为0,之后o i 继续下降,输出电压ou 出现负值,直到电流下降到0时,1T 自然关断,输出电压等于0,正半周结束,期间电流oi 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。
由后面的分析可知,在φα>工况下,180<φ因此在2T 脉冲到来之前1T 已关断,正负电流不连续。
在电源的负半周2T 导通,工作原理与正半周相同。
为了分析负载电流oi 的表达式及导通角θ与α、φ之间的关系,假设电压坐标原点如图所示,在αω=t 时刻晶闸管T 1导通,负载电流i 0应满足方程 L 0Ri d dt io +=i u =i U 2sin t ω 其初始条件为i 0|αω=t =0,解该方程,可以得出负载电流i 0在α≤t ω≤θα+区间内的表达式为 i 0=])sin()[sin()(2tan /)(2φαωφαφωω-----+t ie t L R U当t ω=θα+时,i 0=0,代入上式得,可求出θ与α、φ之间的关系为sin (θα+-φ)=sin (α-φ)e φθtan /-利用上式,可以把θ与α、φ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。