具有变压器抽头的交流调压器：原理与应用

具有变压器抽头的单相交流调压器主电路和波形如图5-11a、b所示。图5-11中，变压器二次绕组仅有两个出线端抽头，二次绕组的两个电压为

图5-11 单相变压器抽头交流调压器

a）电路 b）L=0时负载电压波形

1.负载为电阻负载

1）令晶闸管VT₁和VT₂在u_s的整个周期内都是断态，而VT₃和VT₄作相控调压，触发延迟角为α，则可控制的输出电压为：0≤ωt＜α时，u_o=0，i_o=0；α≤ωt≤π时，，输出电压有效值：0≤U₁＜U₂。

2）令晶闸管VT₁、VT₂作相控调压，触发延迟角为α，VT₃、VT₄在整个正、负半周期内交替地被施加触发脉冲，则在正半波开始后VT₃被触发先导通，电压u₂加到负载上，则

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当VT₁在正半波ωt=α时，一旦VT₁导通，B点电位就等于E点电位，电源u₁=U_EA作为反向加在VT₃两端使VT₃关断，电源电压u₂+u₁经VT₁加到负载上，电流从VT₃转到VT₁。所以正半周负载电压为图5-10b中的OABD波形。在ωt≥π时，电源电压反向，F点电位高于A点，VT₄首先从ωt=π导通，B点电位等于A点电位，u₁作为反压使VT₁关断。VT₄导通后，电压u₂加到负载上。在ωt=π+α时，则VT₂导通，B点电位等于E点电位，u₁作为反压使VT₄关断，电流从VT₄转到VT₂。电源电压u₂+u₁经VT₂加到负载上。在ωt=2π时，VT₂关断而VT₃导通，重复前面的周期。负载电压、电流的变化曲线如图5-11b所示。由图5-11b可见，输出电压瞬时值曲线为OABDHKG，输出电压的方均根值U_OR在U₂～（U₁+U₂）的范围之内。

2.负载为电阻-电感性负载

负载电压、电流不仅与触发延迟角α有关，还与负载阻抗角φ有关。可以采用与单相交流调压器相同的方法进行分析。分析结论为：负载电感有减小负载谐波电流的作用。

具有变压器抽头的交流电压调压器和单相交流电压调压器相比，主要优点在于负载电压和电流的谐波在很大程度上受到控制。当变压器具有很多个抽头时（见图5-12），这一优点尤为显著。

图5-12 多抽头变压器交流调压器

如果在图5-12所示电路中，使抽头3的两个晶闸管在电源电压的整个周期内各导通半周，而抽头2的两个晶闸管分别在ωt=α和π+α时导通，这样得到的u_o值比只有抽头3时要高一些。此时只有抽头2和抽头3之间的感应电压差u₂₃会引起负载电压u_o的谐波。如果u₃₀＞＞u₂₃，则谐波只是u_o的很小一部分，即使可能出现的最严重情况下，也就是纯电阻负载的情况下，且α=π/2时，电流谐波也是较低的。换句话说，电压u₃₀所起的作用是加强u_o的基波成分。

用三个图5-11a或图5-12的单相电路可以组成一个三相变压器抽头交流电压调压器，调控三相交流输出电压。