什么是交流电压控制器_交流电压控制器定义、工作和应用

交流电压控制器，我们从名字上不难理解，那就是一种可以控制交流电压的设备，而这种近制交流电压的设备主要作用就是控制交流电压输出值大小的设备，所以交流电压控制器有一个大家都熟知的名字，那就是交流电压变压器，交流电压控制器是一种基于晶闸管的设备，可将一个电压值较低的电压进行提升，也可以将一个较大的电压值进行降压，这也是我们常说的升压和降压，而改变的这些交流电压不会将它的频率也改变。

交流电压控制器是一种相控设备，因此不需要强制换向电路。使用自然换向或线换向。相位控制是指通过改变交流电压控制器电路中使用的晶闸管的触发角来控制负载电流的启动与电源电压之间的相位关系。

一、交流电压控制器工作原理：

交流电压控制器的工作原理基于两种方法之一：相位控制或积分周期控制。

1．在相位控制方法中，负载电流的启动与输入电源电压之间的相位关系是通过控制晶闸管的触发角来控制的。

2．在积分周期控制中，交流输入电源在一些积分周期内打开，在更多的积分周期内关闭。积分循环控制主要用于机械时间常数或热时间常数相当高的几秒量级的应用。例如，许多速度控制驱动器的机械时间常数，或加热负载的热时间常数通常都非常高。对于此类应用，如果控制是通过将负载连接到源进行一些导通周期然后断开负载进行一些关断周期来实现的，则几乎不会注意到速度或温度的变化。这种功率控制形式就是积分循环控制。

下图为单相全波交流电压控制器的电路图：

该电路由两个反并联的晶闸管组成。反并联连接使晶闸管(T1)正向偏置输入电源电压的正半周期，而晶闸管(T2)正向偏置输入交流电源的负半周期。采用相位控制的方法实现输出电压控制。

当T1正向偏置时，它可能会被触发以将其打开。晶闸管的触发角可根据所需的输出电压来选择。如果输出电压要求更高，则触发角（α）应该更小。

请参考下图。此图显示了在该控制器中控制电压的方法。

假设，T1以角度α发射。一旦T1被触发，它将负载连接到输入的正半周期的源。如果负载本质上是电阻性的，则负载输出电压遵循交流电源输入的包络线。负载电流立即变为(Vmsinα/R)并与负载电压同相。

在ωt=π时，负载电压变为零，电流也变为零。由于晶闸管T1在ωt=π后反向偏置并且通过它的电流为零，因此它自然换向。

在ωt=(π+α)时，正向偏置晶闸管T2被门控。因此，它传导负载并将其连接到源。负载电压现在跟随交流输入电源的负包络，负载电流也一样。

因此，可以通过控制触发角来控制均方根电压。这样，交流电压控制器就实现了电压控制。

二、交流电压控制器的应用：

交流电压控制器的一些主要应用如下：

1．家庭和工业供暖

2．变压器调压

3．灯光控制

4．单相和三相交流驱动器的速度控制

5．感应电动机的启动

早期用于上述应用的器件有自耦变压器、分接变换变压器、磁放大器、可饱和电抗器等。但这些器件现在被基于晶闸管和TRIAC的交流电压控制器所取代，因为它们效率高，控制灵活，紧凑的尺寸和更少的维护要求。交流电压控制器也适用于闭环控制系统。

交流电压控制器的主要缺点是在电源电流和负载电压波形中引入有害的谐波，尤其是在降低输出电压水平时。

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