三相交流调压电路的分析介绍

工业中交流电源多为三相系统，交流电机也多为三相电机，应采用三相交流调压器实现调压。三相交流调压电路与三相负载之间有多种连接方式，其中以三相接调压方式最为普遍。

1.接三相交流调压电路

图4－18所示为接三相交流调压电路，这是一种最典型、最常用的三相交流调压电路，它的正常工作须满足：

图4－18　接三相交流调压电路

（1）三相中至少有两相导通才能构成通路，且其中一相为正向晶闸管导通，另一相为反向晶闸管导通。

（2）为保证任何情况下的两个晶闸管同时导通，应采用宽度大于π/3 的宽脉冲（列）或双窄脉冲来触发。

（3）从VT1～VT6相邻触发脉冲相位应互差π/3。

为简单起见，仅分析该三相调压电路接电阻性负载（负载功率因数角ϕ＝0）时，不同触发控制角α下负载上的相电压、相电流波形，如图4－19所示。

（1）α＝0 时的波形如图4－19（a）所示。

ωt＝0 时触发导通VT1，以后每隔π/3 依次触发导通VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。

ωt＝0～π/3 时，uA、uC为正，uB为负，VT5、VT6、VT1同时导通。

ωt＝π/3～2π/3 时，uA为正，uB、uC为负，VT6、VT1、VT2同时导通。

ωt＝2π/3～π 时，uA、uB为正，uC为负，VT1、VT2、VT3同时导通。

……

由于任何时刻均有3 只晶闸管同时导通，且晶闸管全开放，负载上获得全电压。各相电压、电流波形正弦、三相平衡。(www.xing528.com)

（2）α＝π/6 时的波形如图4－19（b）所示。此时情况复杂，需分子区间分析。

图4－19　接三相交流调压电路输出电压、电流波形（电阻负载）

ωt＝0～π/6：ωt＝0 时，uA变正，VT4 关断，但ug1 未到位，VT1 无法导通，A 相负载电压uA＝0。

ωt＝π/6～π/3：ωt＝π/6 时，触发导通VT1；B 相VT6、C 相VT5 均仍承受正向阳极电压保持导通。由于VT5、VT6、VT1 同时导通，三相均有电流，此子区间内A 相负载电压uRA＝uA （电源相电压）。

ωt＝π/3～π/2：ωt＝π/3 时，uC＝0，VT5 关断；VT2 无触发脉冲不导通，三相中仅VT6、VT1导通。此时线电压uAB 施加在RA、RB 上，故此子区间内A 相负载电压uRA＝uAB/2。

ωt＝π/2～2π/3：ωt＝π/2 时，VT2 触发导通，此时VT6、VT1、VT2 同时导通，此子区间内A 相负载电压uRA＝uA。

ωt＝2π/3～5π/6：ωt＝2π/3 时，uB＝0，VT6关断；仅VT1、VT2导通，此子区间内A相电压uRA＝uAC/2。

ωt＝5π/6～π：ωt＝5π/6 时，VT3触发导通，此时VT1、VT2、VT3同时导通，此子区间内A 相电压uRA＝uA。

负半周可按相同方式分子区间作出分析，从而可得如图4－19（b）所示中阴影区所示一个周波的A 相负载电压uRA波形。A 相电流波形与电压波形成比例。

（3）用同样分析法可得α＝π/3、π/2、2π/3 时A 相电压波形，如图4－19（c）、图4－19（d）、图4－19（e）所示。α>5π/6 时，因uAB <0，虽VT6、VT1 有触发脉冲但仍无法导通，交流调压器不工作，故控制角移相范围为0～5π/6。

当三相调压电路接电感负载时，波形分析很复杂。由于输出电压与电流间存在相位差，电压过零瞬间电流不为零，晶闸管仍导通，其导通角θ 不仅与控制角α有关，而且和负载功率因数角ϕ有关。如果负载是异步电动机，其功率因数角还随运行工况而变化。

2.其他形式三相交流调压电路

表4－3以列表形式集中地描述了几种典型三相交流调压电路形式及其特征。

表4－3　几种典型的三相交流调压器比较