第 3章交 -交变换器主要内容晶闸管单相和三相交流调压器；
全控型器件的交流斩波电路；
交-交变频器；
交-交(AC-AC)变换器的应用。
3.1 交流调压电路交流调压电路通常由晶 闸管 组成，用于调节输出电压的有效值。与常规的调压变压器相比,晶闸 管交 流调 压器有体积小、重量轻的特点。其输出 是交 流电 压,但它不是正弦波形，其谐 波分 量较大，功率因数也较低。
控制方法：
(1) 通断控制。即把晶闸管作为 开关，通过改变通断时间比值达到调压的目的。这种控制方式 电路 简单,功 率因数高，适用于有较大时间常数的负 载； 缺点 是输 出电压或功率调节不平滑。
(2) 相位控制。它是使晶闸管在电源电压每一周期中、
在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。
3.1.1 相位控制的单相交流调压电路
1 电阻性负载的工作情况正半周时刻触发管，负半周时刻触发管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波。
负载上交流电压有效值 U与控制角 α的关系为电流有效值电路功率因数电路的移相范围为 0 ~ π 。
()
π
απ
α
π
ωω
π
π?
+==
∫
2sin
2
1
)(sin2
1
2
2
2
UtdtUU
a
L
R
U
I =
π
απ
α
πIU
UI
S
P?
+=== 2sin
2
1
cos
2
φ
2 电感性负载的工作情况当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能立即为零，
此时晶闸管导通角 θ的大小，不但与控制角 α有关，而且与负载阻抗角 φ有关。两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点,α的最大范围是 。παφ <≤
单相交流调压器电感性负载时的主电路和输出波形当控制角为 α时,U
g1
触发 VT
1
导通，流过 VT
1
管的电流
i
2
有两个分量，即强制分量 i
B
与自由分量 i
S
，
其强制分量为式中其自由分量为式中 τ —自由分量衰减时间常数，
()φαω?+= t
Z
U
i sin
2
2
B
()
R
L
arctgLRZ
ω
φω =+=,
2
2
() ()
φ
ω
τ
φαφα
tg
t
t
e
Z
U
e
Z
U
i
=?= sin
2
sin
2
22
S
R
L
=τ
流过晶闸管的电流即负载电流为当 α > φ时，电压、电流波形如上图所示 。随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电 感储 藏的 能量 释放完毕，电流到零,VT
1
管才关断。
在 ωt=0时触发管子,ωt= θ时管子关断，将 ωt= θ代入式
(3-5)可得
()()
+=+=
φ
ω
φαφαω
tg
t
et
Z
U
iii sinsin
2
2
BS2
()()
φ
θ
φαφαθ
tg
e
=?+ sinsin
当取不同的 φ角时,θ=f(α)的曲线如图所示，
(1) 当 α >φ 时稳定分量 i
B
与自由分量 i
s
如图 3-2(b)所示,叠 加后电流波形 i
2
的导通角
θ <180，正负半波电流断续,α愈大 θ愈小，波形断续愈严重。
(2) 当 α =φ 时电流自由分量 i
s
=0,i
2
=i
B； θ =180。 正 负 半 周 电 流 处于临界连续状态，
相当于晶闸管失去控制，负载上获得最大功率，此时电流波形滞后电压 φ 角。
(3) 当 α <φ 时如果触发脉冲为窄脉冲，则当 U
g2
出现时,VT
1
的电流还未到零，
VT
2
管受反压不能触发导通；待 VT
1
中电流变到零关断,VT
2
承受正压时，脉冲已消失,无 法导通。这样使负载只有正半波，电流出现很大的直流分量，电路不能正常工作。
带电感性负载时，晶闸管应当采用宽脉冲列，这样在 α <φ 时，虽然在刚开始触发晶闸管的几个周期内，两管的电流波形是不对称的，但当负载电流中的自由分量衰减后，负载电流即能得到完全对称连续的波形，电流滞后电源电压 φ 角，但实际是晶闸管是不可控的。所以晶闸管的移相范围 。
παφ <≤
综上所述，单相交流调压可归纳为以下三点：
① 带 电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角 α可以改变负载电压有效值。
② 带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当 α <φ 时会发生有一个晶闸管无法导通的现象,电 流出 现很 大的直流分量。
③ 带电感性负载时,α 的移相范围为 φ ~ 180，带电阻性负载时移相范围为0 ~ 180。
3.1.2 相位控制的三相交流调压电路
1 负载 Y形连接带中性线的三相交流调压电路它由 3个单相晶闸管交流调压器组合而成，其公共点为三相调压器中线，每一相可以作为一 个单 相调 压器 单独分析，其工作原理和波形与单相交流调压相同。
在晶闸管交流调压电路中，每相负载电流为正负 对 称的缺 角正 弦波，它包含有较大的奇次谐波电流,3次谐波电 流的 相位是相同的，中性线的电流为一相 3次谐波电流的三倍，且数值较大，这种电路 的应 用有 一定 的局限性。
2 晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路该电路的优点是：由于晶闸管串接在三角形内部，流过的是相电流，在同样线电流情况下，管子的容量可降低，另外线电流中无 3的倍数次谐波分量。缺点是：
只适用于负载是三个分得开的单元的情况，因而其应用范围也有一定的局限性。
3 三相晶闸管接于 Y形负载中性点的三相交流调压电路电路如图所示，它要求负载是三个分 得开 的单 元,从图 3-7中电 流波 形可 见，输出电流出现正负半周波形不对称，但其面积是相等的，所以没有直流分量。
此种电路使用元件少，触发线路简单,但 由于 电流 波形正负半周不对称，故存在偶次谐波,对 电源 影响 与干扰较大。
4 用三对反并联晶闸管连接成三相三线交流调压电路对触发脉冲电路的要求是：
① 三相正 (或负 )触发脉冲依次间隔 120，而每一相正、
负触发脉冲间隔 180。
② 为 了保证电路起始工作时能两相同时导通，以及在感性负载和控制角较大时，仍能保持 两相 同时 导通,
与三相全控整流桥一样，要求采用双 脉冲 或宽 脉冲 触发。
③为了保证输出电压对称可调，应保持触发脉冲与电源电压同步。
(1) 三相调压电路在纯电阻性负载时的工作情况
①控 制 角 α=0o
由于各相在整个正半周正向晶闸管导 通,而负 半周 反向晶闸管导通，所以负载上获得的调 压电 压仍 为完 整的正弦波。 α=0o时如果忽略晶闸管的管降压，此时调压电路相当于一般的三相交流电路,加到 其负 载上 的电压是额定电源电压。图 3-9(d)为 U相负载电压波形。
归纳 α=0o时的 导通 特点 如下：每管持续导通 180o ；每
60o区间有三个晶闸管同时导通。
图 3-9 三相全波星形无中线调压电路 α=0o时的波形
②控 制 角 α=30o
各相电压过零 30o后触发相应晶闸管。以 U相为例,u
U
过零变正 30o后发出 VT
1
的触发脉冲 u
g1
,u
U
过零变负 30o
后发出 VT
4
的触发脉冲 u
g2
。
归纳 α=30o时的导通特点如下：每管持续导通 150o ；有的区间由两个晶闸管同时导通构成两 相流 通回 路,也有的区间三个晶闸管同时导通构成三相流通回路。
图 3-10 三相全波星形无中线调压电路 α=30o时的波形
③控 制 角 α=60o
α=60o情况下的具体分析与 α=30o相似。这里给出 α=60o
时的脉冲分配图、导通区间和 U相负载电压波形如图
3-11所示。
归纳 α=60o时的导通特点如下：每个晶 闸管 导通 120o ；
每个区间由两个晶闸管构成回路。
图 3-11 三相全波星形无中线调压电路 α=60o时的波形
④触 发 角 α=90o
认为正半周或负半周结束就意味着相 应晶 闸管 的关 断是错误的。
首先假设触发脉冲 有大 于 60o的脉宽。则在触发 VT
1
时，
VT
6
还有触发脉冲，由于此时 u
u
>u
v
,VT
1
和 VT
6
承受正压 u
UV
而导通，电流流过,VT
1
,u相负载,v相负载、
VT
6
，一直到 u
u
<u
v
时刻,VT
1
,VT
6
才能同时关断。同样，当 U
g2
到来时,VT
1
的触发脉冲 U
g1
还存在，又由于 u
u
>u
w
，使得 VT
2
和 VT
1
承受正压 u
UW
一起导通，构成
UW相回路,……
归纳 α=90o时的导通特点如下：每个晶闸管通 120o,各区间有两个管子导通。
⑤触 发 角 α=120o
触发脉冲脉宽大于 60o
归纳 α=120o时的导通特点如下：每个晶闸管触发后通
30o，断 30o，再触发导通 30o；各区间要么由两个管子导通构成回路，要么没有管子导通。
图 3-13 三相全波星形无中线调压电路 α=120o时的波形
⑥ 控制角 α ≥ 150o时
α>150o以后，负载上没有交流电压输出。当 U
g1
触发 VT
1
时，尽管
VT
6
的 触 发 脉 冲仍存在，但由于 u
U
<u
V
，即,VT
1
,VT
6
承受反向电压，不可能导通，因此输出电压为零。
输出电压表达式由于输出电压的波形在不同触发角范围内的组成不同，因此输 出 电压表达式也不同。
0 ≤ α ≤ 60o
60o < α ≤ 90o
90o < α ≤ 150o
因此,α = 0o时输出全电压,α 增大则输出电压减小,α = 150o时输出电压为零。
每相负载上的电压已不是正弦波，但正、负半周对称。因此，输出电压中只有奇次谐波，以三次谐波所占比重最大。但由于这种线路没有零线，故无三次谐波通路，减少了三次谐波对电源的影响。
(2) 三相调压电路在电感性负载时的工作情况三相交流调压电路在电感性负载下的情况要比单相电路复杂得多，很难用数学表达式进行描述。从实验可知，当三相交流调压电路带电感性负载时，同样要求触发脉冲为宽脉冲，而脉冲移相范围为：0≤ α≤ 150o 。
随着 α增大则输出电压减小。
3.1.3 晶闸管交流调功器和交流开关
1 晶闸管交流调功器前面介绍移相触发控制，使得电路中 的正 弦波 形出 现缺角，包含较大的高次谐波。为了克 服这 种缺 点,可采用过零触发的通断控制方式。这种 方式 的开 关对 外界的电磁干扰最小。
控制方法如下：在设定的周期内，使 晶闸 管开 关接 通几个周波然后断开几个周波，改变通 断时 间比,改 变了负载上的交流平均电压，可达到调 节负 载功 率的 目的。因此这种装置也称为交流调功器。
图 3-14 过零触发通断控制时的输出电压波形图 3-14为二种通断工作方式，如在设定周期 T
c
内导通的周波数为 n，每个周波的周期为 T，
输出电压有效值是
（ 3-8）
则调功器的输出功率是
（ 3-9）
式中 P
n
—设定周期 T
c
内全部周波导通时，装置输出的功率
U
n
—设定周期 T
c
内全部周波导通时，装置输出的电压有效值
n—在设定周期 T
c
内导通的周波数因此改变导通周波数 n即可改变电压和功率。
n
c
U
T
nT
U =
n
c
P
T
nT
P =
2 晶闸管交流开关晶闸管交流开关是一种快速、理想的 交流 开关 。晶 闸管交流开关总是在电流过零时关断,在关 断时 不会 因负载或线路电感储存能量而造成暂态 过电 压和 电磁 干扰，因此特别适用于操作频繁、可逆 运行 及有 易燃 气体、多粉尘的场合。
过零触发虽然没有移相触发时的高次 谐波 干扰,但 其通断频率比电源频率低，特别当通断 比太 小时,会 出现低频干扰，使照明出现人眼能察觉 到的 闪烁,电 表指针出现摇摆等。所以调功器通常用 于热 惯性 较大 的电热负载。
3.2 交 -交变频电路
3.2.1 单相交 -交变频电路
1 基本结构和工作原理单相交 -交变频电路由两组反并联的晶闸管整流器构成，
和直流可逆调速系统用的四象限变换器完全一样，两者的工作原理也相似。
图 3-23 单相交 -交变频器的主电路及输出电压波形
(1) 方波型交 -交变频器当正组供电时，负载上 获得 正向电压；当反组供电时，
负载上获得负向电压。
如果在各组工作期间 α角不变，则输出电压为矩形波交流电压，如图 3-23(b)所示。改变正反组切换频率可以调节输出交流电的频率，而改变的 α大小即可调节矩形波的幅值。
(2) 正弦波型交 -交变频器正弦 波型交-交变频器的主电路与方波型的主电路相同，
但正 弦波 型交-交变频器输出电压的平均值按正弦规律变化,克 服了方波型交-交变频器输出波形高次谐波成分大的缺点。
在正组桥整流工作时，使控制角 α从，
输出的平均电压由低到 高再 到低的变化。而在正组桥逆变工作时，使控制角 α从,就可以获得平均值可变的负向逆变电压。
2/02/ ππ →→
2/2/ πππ →→
图 3-24 正弦型交-交变频器的输出电压波形
① 输出正弦波形的获得方法最常用的方法是余弦交点法，该方法 的原 则是,触 发角的变化和切换应使得整流输出电压 的瞬 时值 与理 想正弦电压的瞬时值误差最小。
正弦 波型 交-交变频器适合于低频大功率的电气传动系统，最高输出频率是输入频率的1/3或1/2。
② 输出电压有效值和频率的调节交 -交变频电路的输出电压是由 若干 段电 源电 压 拼 接 而成的。在输出电压的一个周期内，所 包含 的电 源电 压段数越多，其波形就越接近正弦波。
使控制角从,改 变 α
0
，就改变了输出电压的峰值，也就改变了输出电压的 有效 值； 改变 α
变化的速率，也就改变了输出电压的频率。
2/2/
0
παπ →→
2 无环流控制及有环流控制为保 证负 载电 流反向时无环流，系统必须留有一定的死区时 间,这就 使得输出电压的波形畸变增大。为了减小死区 的影 响,应在确保无环流的前提下尽量缩短死区时间。另外，在 负载 电流 发生 断续 时,相同 α角时的输出电压 被抬 高,这也造成输出波形的畸变。电流死区和电流断续的影响限制了输出频率的提高。
有环 流控 制方 式和直流可逆调速系统中的有环流方式类似,在正 反两 组变换器之间设置环流电抗器。运行时，
两组变换器都施加触发脉 冲,并 使 正 组 触 发 角 α
1
和反组触发角 α
2
保持 α
1
+α
2
=180o的关系。该方式使输出波形的畸变 得以 改善,还可提高输出上限频率。但在运行时，
有环 流方 式的 输入功率比无环流方式略有增加，使效率有所降低。
交-交变频器的特点交-交变频器由于其直接变换的特点，效率较高，可方便地进行可逆运行。
主要缺点是：①功率因数低。②主电路使用晶闸管元件数目多，控制电路复杂。③变频器输出频率受到其电网频率的限制，最大变频范围在电网二分之一以下。
交-交变频器一般只适用于球磨机、矿井提升机、电动车辆、大型轧钢设备等低速大容量拖动场合。
3 单相交-交变频电路将两组三相可逆整流器 反并 联即可构成单相变频电路。
图 3-25 三相半波 -单相交 -交变频电路 图 3-26 三相桥式 -单相交 -交变频电路
3.2.2 三相交 -交变频电路三相交 -交变频器电路是由三组 输出 电压 相位 互 差 的 单相交 -交变频电路组成的。
(1) 公共交流母线进线方式
(2) 输出星形连接方式由于变频器输出端中点不和负载中点相连接，所以在构成三相变频器的六组桥式电路中，至少要有不同相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。
小结改变 反并 联晶闸管的控制角，就可方便地实现交流调压。
当带 电感 性负 载时，必须防止由于控制角小于阻抗角造成的输出交流电压中出现直流分量的情况。
过零 触发 是在 电压零点附近触发晶闸管使其导通，改变晶闸 管的 通断 比，以实现交流调压或调功。过零触发克服了移相触发有谐波干扰的不足。
交 -交变频不通过中间直流环节而把工频交流电直接变换成 不同 频率 的交流电。根据控制角变化方式的不同，
有方波型交 -交变频器、正弦波型交 -交变频器之分。
交 -交变频器的电流控制方式有,无环流控制,及,有环流控制,两种；交 -交变频器效率较高；但输出电压的频率较低。
全控型器件的交流斩波电路；
交-交变频器；
交-交(AC-AC)变换器的应用。
3.1 交流调压电路交流调压电路通常由晶 闸管 组成，用于调节输出电压的有效值。与常规的调压变压器相比,晶闸 管交 流调 压器有体积小、重量轻的特点。其输出 是交 流电 压,但它不是正弦波形，其谐 波分 量较大，功率因数也较低。
控制方法：
(1) 通断控制。即把晶闸管作为 开关，通过改变通断时间比值达到调压的目的。这种控制方式 电路 简单,功 率因数高，适用于有较大时间常数的负 载； 缺点 是输 出电压或功率调节不平滑。
(2) 相位控制。它是使晶闸管在电源电压每一周期中、
在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。
3.1.1 相位控制的单相交流调压电路
1 电阻性负载的工作情况正半周时刻触发管，负半周时刻触发管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波。
负载上交流电压有效值 U与控制角 α的关系为电流有效值电路功率因数电路的移相范围为 0 ~ π 。
()
π
απ
α
π
ωω
π
π?
+==
∫
2sin
2
1
)(sin2
1
2
2
2
UtdtUU
a
L
R
U
I =
π
απ
α
πIU
UI
S
P?
+=== 2sin
2
1
cos
2
φ
2 电感性负载的工作情况当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能立即为零，
此时晶闸管导通角 θ的大小，不但与控制角 α有关，而且与负载阻抗角 φ有关。两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点,α的最大范围是 。παφ <≤
单相交流调压器电感性负载时的主电路和输出波形当控制角为 α时,U
g1
触发 VT
1
导通，流过 VT
1
管的电流
i
2
有两个分量，即强制分量 i
B
与自由分量 i
S
，
其强制分量为式中其自由分量为式中 τ —自由分量衰减时间常数，
()φαω?+= t
Z
U
i sin
2
2
B
()
R
L
arctgLRZ
ω
φω =+=,
2
2
() ()
φ
ω
τ
φαφα
tg
t
t
e
Z
U
e
Z
U
i
=?= sin
2
sin
2
22
S
R
L
=τ
流过晶闸管的电流即负载电流为当 α > φ时，电压、电流波形如上图所示 。随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电 感储 藏的 能量 释放完毕，电流到零,VT
1
管才关断。
在 ωt=0时触发管子,ωt= θ时管子关断，将 ωt= θ代入式
(3-5)可得
()()
+=+=
φ
ω
φαφαω
tg
t
et
Z
U
iii sinsin
2
2
BS2
()()
φ
θ
φαφαθ
tg
e
=?+ sinsin
当取不同的 φ角时,θ=f(α)的曲线如图所示，
(1) 当 α >φ 时稳定分量 i
B
与自由分量 i
s
如图 3-2(b)所示,叠 加后电流波形 i
2
的导通角
θ <180，正负半波电流断续,α愈大 θ愈小，波形断续愈严重。
(2) 当 α =φ 时电流自由分量 i
s
=0,i
2
=i
B； θ =180。 正 负 半 周 电 流 处于临界连续状态，
相当于晶闸管失去控制，负载上获得最大功率，此时电流波形滞后电压 φ 角。
(3) 当 α <φ 时如果触发脉冲为窄脉冲，则当 U
g2
出现时,VT
1
的电流还未到零，
VT
2
管受反压不能触发导通；待 VT
1
中电流变到零关断,VT
2
承受正压时，脉冲已消失,无 法导通。这样使负载只有正半波，电流出现很大的直流分量，电路不能正常工作。
带电感性负载时，晶闸管应当采用宽脉冲列，这样在 α <φ 时，虽然在刚开始触发晶闸管的几个周期内，两管的电流波形是不对称的，但当负载电流中的自由分量衰减后，负载电流即能得到完全对称连续的波形，电流滞后电源电压 φ 角，但实际是晶闸管是不可控的。所以晶闸管的移相范围 。
παφ <≤
综上所述，单相交流调压可归纳为以下三点：
① 带 电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角 α可以改变负载电压有效值。
② 带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当 α <φ 时会发生有一个晶闸管无法导通的现象,电 流出 现很 大的直流分量。
③ 带电感性负载时,α 的移相范围为 φ ~ 180，带电阻性负载时移相范围为0 ~ 180。
3.1.2 相位控制的三相交流调压电路
1 负载 Y形连接带中性线的三相交流调压电路它由 3个单相晶闸管交流调压器组合而成，其公共点为三相调压器中线，每一相可以作为一 个单 相调 压器 单独分析，其工作原理和波形与单相交流调压相同。
在晶闸管交流调压电路中，每相负载电流为正负 对 称的缺 角正 弦波，它包含有较大的奇次谐波电流,3次谐波电 流的 相位是相同的，中性线的电流为一相 3次谐波电流的三倍，且数值较大，这种电路 的应 用有 一定 的局限性。
2 晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路该电路的优点是：由于晶闸管串接在三角形内部，流过的是相电流，在同样线电流情况下，管子的容量可降低，另外线电流中无 3的倍数次谐波分量。缺点是：
只适用于负载是三个分得开的单元的情况，因而其应用范围也有一定的局限性。
3 三相晶闸管接于 Y形负载中性点的三相交流调压电路电路如图所示，它要求负载是三个分 得开 的单 元,从图 3-7中电 流波 形可 见，输出电流出现正负半周波形不对称，但其面积是相等的，所以没有直流分量。
此种电路使用元件少，触发线路简单,但 由于 电流 波形正负半周不对称，故存在偶次谐波,对 电源 影响 与干扰较大。
4 用三对反并联晶闸管连接成三相三线交流调压电路对触发脉冲电路的要求是：
① 三相正 (或负 )触发脉冲依次间隔 120，而每一相正、
负触发脉冲间隔 180。
② 为 了保证电路起始工作时能两相同时导通，以及在感性负载和控制角较大时，仍能保持 两相 同时 导通,
与三相全控整流桥一样，要求采用双 脉冲 或宽 脉冲 触发。
③为了保证输出电压对称可调，应保持触发脉冲与电源电压同步。
(1) 三相调压电路在纯电阻性负载时的工作情况
①控 制 角 α=0o
由于各相在整个正半周正向晶闸管导 通,而负 半周 反向晶闸管导通，所以负载上获得的调 压电 压仍 为完 整的正弦波。 α=0o时如果忽略晶闸管的管降压，此时调压电路相当于一般的三相交流电路,加到 其负 载上 的电压是额定电源电压。图 3-9(d)为 U相负载电压波形。
归纳 α=0o时的 导通 特点 如下：每管持续导通 180o ；每
60o区间有三个晶闸管同时导通。
图 3-9 三相全波星形无中线调压电路 α=0o时的波形
②控 制 角 α=30o
各相电压过零 30o后触发相应晶闸管。以 U相为例,u
U
过零变正 30o后发出 VT
1
的触发脉冲 u
g1
,u
U
过零变负 30o
后发出 VT
4
的触发脉冲 u
g2
。
归纳 α=30o时的导通特点如下：每管持续导通 150o ；有的区间由两个晶闸管同时导通构成两 相流 通回 路,也有的区间三个晶闸管同时导通构成三相流通回路。
图 3-10 三相全波星形无中线调压电路 α=30o时的波形
③控 制 角 α=60o
α=60o情况下的具体分析与 α=30o相似。这里给出 α=60o
时的脉冲分配图、导通区间和 U相负载电压波形如图
3-11所示。
归纳 α=60o时的导通特点如下：每个晶 闸管 导通 120o ；
每个区间由两个晶闸管构成回路。
图 3-11 三相全波星形无中线调压电路 α=60o时的波形
④触 发 角 α=90o
认为正半周或负半周结束就意味着相 应晶 闸管 的关 断是错误的。
首先假设触发脉冲 有大 于 60o的脉宽。则在触发 VT
1
时，
VT
6
还有触发脉冲，由于此时 u
u
>u
v
,VT
1
和 VT
6
承受正压 u
UV
而导通，电流流过,VT
1
,u相负载,v相负载、
VT
6
，一直到 u
u
<u
v
时刻,VT
1
,VT
6
才能同时关断。同样，当 U
g2
到来时,VT
1
的触发脉冲 U
g1
还存在，又由于 u
u
>u
w
，使得 VT
2
和 VT
1
承受正压 u
UW
一起导通，构成
UW相回路,……
归纳 α=90o时的导通特点如下：每个晶闸管通 120o,各区间有两个管子导通。
⑤触 发 角 α=120o
触发脉冲脉宽大于 60o
归纳 α=120o时的导通特点如下：每个晶闸管触发后通
30o，断 30o，再触发导通 30o；各区间要么由两个管子导通构成回路，要么没有管子导通。
图 3-13 三相全波星形无中线调压电路 α=120o时的波形
⑥ 控制角 α ≥ 150o时
α>150o以后，负载上没有交流电压输出。当 U
g1
触发 VT
1
时，尽管
VT
6
的 触 发 脉 冲仍存在，但由于 u
U
<u
V
，即,VT
1
,VT
6
承受反向电压，不可能导通，因此输出电压为零。
输出电压表达式由于输出电压的波形在不同触发角范围内的组成不同，因此输 出 电压表达式也不同。
0 ≤ α ≤ 60o
60o < α ≤ 90o
90o < α ≤ 150o
因此,α = 0o时输出全电压,α 增大则输出电压减小,α = 150o时输出电压为零。
每相负载上的电压已不是正弦波，但正、负半周对称。因此，输出电压中只有奇次谐波，以三次谐波所占比重最大。但由于这种线路没有零线，故无三次谐波通路，减少了三次谐波对电源的影响。
(2) 三相调压电路在电感性负载时的工作情况三相交流调压电路在电感性负载下的情况要比单相电路复杂得多，很难用数学表达式进行描述。从实验可知，当三相交流调压电路带电感性负载时，同样要求触发脉冲为宽脉冲，而脉冲移相范围为：0≤ α≤ 150o 。
随着 α增大则输出电压减小。
3.1.3 晶闸管交流调功器和交流开关
1 晶闸管交流调功器前面介绍移相触发控制，使得电路中 的正 弦波 形出 现缺角，包含较大的高次谐波。为了克 服这 种缺 点,可采用过零触发的通断控制方式。这种 方式 的开 关对 外界的电磁干扰最小。
控制方法如下：在设定的周期内，使 晶闸 管开 关接 通几个周波然后断开几个周波，改变通 断时 间比,改 变了负载上的交流平均电压，可达到调 节负 载功 率的 目的。因此这种装置也称为交流调功器。
图 3-14 过零触发通断控制时的输出电压波形图 3-14为二种通断工作方式，如在设定周期 T
c
内导通的周波数为 n，每个周波的周期为 T，
输出电压有效值是
（ 3-8）
则调功器的输出功率是
（ 3-9）
式中 P
n
—设定周期 T
c
内全部周波导通时，装置输出的功率
U
n
—设定周期 T
c
内全部周波导通时，装置输出的电压有效值
n—在设定周期 T
c
内导通的周波数因此改变导通周波数 n即可改变电压和功率。
n
c
U
T
nT
U =
n
c
P
T
nT
P =
2 晶闸管交流开关晶闸管交流开关是一种快速、理想的 交流 开关 。晶 闸管交流开关总是在电流过零时关断,在关 断时 不会 因负载或线路电感储存能量而造成暂态 过电 压和 电磁 干扰，因此特别适用于操作频繁、可逆 运行 及有 易燃 气体、多粉尘的场合。
过零触发虽然没有移相触发时的高次 谐波 干扰,但 其通断频率比电源频率低，特别当通断 比太 小时,会 出现低频干扰，使照明出现人眼能察觉 到的 闪烁,电 表指针出现摇摆等。所以调功器通常用 于热 惯性 较大 的电热负载。
3.2 交 -交变频电路
3.2.1 单相交 -交变频电路
1 基本结构和工作原理单相交 -交变频电路由两组反并联的晶闸管整流器构成，
和直流可逆调速系统用的四象限变换器完全一样，两者的工作原理也相似。
图 3-23 单相交 -交变频器的主电路及输出电压波形
(1) 方波型交 -交变频器当正组供电时，负载上 获得 正向电压；当反组供电时，
负载上获得负向电压。
如果在各组工作期间 α角不变，则输出电压为矩形波交流电压，如图 3-23(b)所示。改变正反组切换频率可以调节输出交流电的频率，而改变的 α大小即可调节矩形波的幅值。
(2) 正弦波型交 -交变频器正弦 波型交-交变频器的主电路与方波型的主电路相同，
但正 弦波 型交-交变频器输出电压的平均值按正弦规律变化,克 服了方波型交-交变频器输出波形高次谐波成分大的缺点。
在正组桥整流工作时，使控制角 α从，
输出的平均电压由低到 高再 到低的变化。而在正组桥逆变工作时，使控制角 α从,就可以获得平均值可变的负向逆变电压。
2/02/ ππ →→
2/2/ πππ →→
图 3-24 正弦型交-交变频器的输出电压波形
① 输出正弦波形的获得方法最常用的方法是余弦交点法，该方法 的原 则是,触 发角的变化和切换应使得整流输出电压 的瞬 时值 与理 想正弦电压的瞬时值误差最小。
正弦 波型 交-交变频器适合于低频大功率的电气传动系统，最高输出频率是输入频率的1/3或1/2。
② 输出电压有效值和频率的调节交 -交变频电路的输出电压是由 若干 段电 源电 压 拼 接 而成的。在输出电压的一个周期内，所 包含 的电 源电 压段数越多，其波形就越接近正弦波。
使控制角从,改 变 α
0
，就改变了输出电压的峰值，也就改变了输出电压的 有效 值； 改变 α
变化的速率，也就改变了输出电压的频率。
2/2/
0
παπ →→
2 无环流控制及有环流控制为保 证负 载电 流反向时无环流，系统必须留有一定的死区时 间,这就 使得输出电压的波形畸变增大。为了减小死区 的影 响,应在确保无环流的前提下尽量缩短死区时间。另外，在 负载 电流 发生 断续 时,相同 α角时的输出电压 被抬 高,这也造成输出波形的畸变。电流死区和电流断续的影响限制了输出频率的提高。
有环 流控 制方 式和直流可逆调速系统中的有环流方式类似,在正 反两 组变换器之间设置环流电抗器。运行时，
两组变换器都施加触发脉 冲,并 使 正 组 触 发 角 α
1
和反组触发角 α
2
保持 α
1
+α
2
=180o的关系。该方式使输出波形的畸变 得以 改善,还可提高输出上限频率。但在运行时，
有环 流方 式的 输入功率比无环流方式略有增加，使效率有所降低。
交-交变频器的特点交-交变频器由于其直接变换的特点，效率较高，可方便地进行可逆运行。
主要缺点是：①功率因数低。②主电路使用晶闸管元件数目多，控制电路复杂。③变频器输出频率受到其电网频率的限制，最大变频范围在电网二分之一以下。
交-交变频器一般只适用于球磨机、矿井提升机、电动车辆、大型轧钢设备等低速大容量拖动场合。
3 单相交-交变频电路将两组三相可逆整流器 反并 联即可构成单相变频电路。
图 3-25 三相半波 -单相交 -交变频电路 图 3-26 三相桥式 -单相交 -交变频电路
3.2.2 三相交 -交变频电路三相交 -交变频器电路是由三组 输出 电压 相位 互 差 的 单相交 -交变频电路组成的。
(1) 公共交流母线进线方式
(2) 输出星形连接方式由于变频器输出端中点不和负载中点相连接，所以在构成三相变频器的六组桥式电路中，至少要有不同相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。
小结改变 反并 联晶闸管的控制角，就可方便地实现交流调压。
当带 电感 性负 载时，必须防止由于控制角小于阻抗角造成的输出交流电压中出现直流分量的情况。
过零 触发 是在 电压零点附近触发晶闸管使其导通，改变晶闸 管的 通断 比，以实现交流调压或调功。过零触发克服了移相触发有谐波干扰的不足。
交 -交变频不通过中间直流环节而把工频交流电直接变换成 不同 频率 的交流电。根据控制角变化方式的不同，
有方波型交 -交变频器、正弦波型交 -交变频器之分。
交 -交变频器的电流控制方式有,无环流控制,及,有环流控制,两种；交 -交变频器效率较高；但输出电压的频率较低。
