阻感负载时单相交流调压电路的计算
根据定义,由式(3-91)~式(3-94)还可计算出基波因数、位移因数和功率因数,如图3-45所示。由此图可以看出,这三项指标均随α角的增大而减小。
图3-44 电阻负载的单相交流调压 图3-45 电阻负载的单相交流
电路电流基波和谐波的含量 调压电路各项性能指标
阻感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3-46所示。同样,α为触发延迟角,而电源电压仍如式(3-81)所示。
图3-46 阻感负载的单相交流调压电路
a) 电路 b) 波形
由参考文献[97]的分析可知,电路的工作情况由触发延迟角α与负载的功率因数角φL的关系决定。其中
(3-96)
在这种情况下,α角的移相范围为φL~180°。
根据电路图,可列出如下电路方程:
(3-97)
设初始条件为
即可求得电源电流i的表达式
(3-98)
设导通角为δ,则有
将上式代入式(3-98)中,得
(3-99)
此式给出了α、φL和δ这三个角度之间的关系。当α和φL已知时,即可由此式确定δ角,从而确定式(3-98)所示的电源电流表达式成立的时间区域。为便于查阅,现将α、φL和δ之间的关系绘成曲线如图3-47所示。
图3-47
根据电源电流表达式,可对其波形进行傅里叶分解,即
(3-100)
式中的傅里叶系数分别为
(3-101)
(3-102)
(3-103)
(3-104)
于是按下式可得电流基波的有效值和初相角:
(3-105)
(3-106)
而各次谐波电流有效值可按下式求得:
(3-107)
另外,电源电流的总有效值也可按下式求出:
(3-108)