电阻负载时移相控制单相交流调压电路分析
电阻负载的单相交流调压电路及其在移相控制方式下的波形如图3-43所示。其中,α为触发延迟角,且仍设电源电压如式(3-81)所示:
图3-43 电阻负载的单相交流调压电路
a) 电路 b) 波形
(3-81)
显然,负载电压uL为电源电压波形的一部分,而电源电流i(也就是负载电流iL)与负载电压波形相同。因此,为了方便起见,先对负载电压波形进行傅里叶分解。
考虑到波形是半波对称,而且没有直流分量,可将负载电压表示为如下形式:
(3-82)
则由傅里叶分解可得傅里叶系数为
(3-83)
(3-84)
(n=3,5,7,…) (3-85)
(n=3,5,7,…) (3-86)
进一步可得负载电压基波的有效值和初相角分别为
(3-87)
(3-88)
而其各次谐波的有效值可由式(3-84)和式(3-85)按下式求出:
(3-89)
此外,负载电压的总有效值也可求出如下
(3-90)
由式(3-87)~式(3-90)可得电源电流的基波有效值和初相角、各次谐波有效值和电源电流总有效值分别为
(3-91)
(3-92)
(3-93)
(3-94)
根据式(3-91)和式(3-93)的计算结果,绘出电流基波和各次谐波标幺值随α变化的曲线,如图3-44所示,其中,基准电流为α=0°时的基波电流有效值。
(3-95)
分析各表达式和图3-44,可得如下结论:
(1)电源电流中仅含基波和奇次谐波;
(2)谐波的含量随谐波次数的增高而降低;
(3)当电源电压和负载一定时,在α为90°或90°附近,各次谐波的有效值达到其最大。