通断控制交流调压电路的功率因数和谐波分析

通断控制交流调压电路的功率因数和谐波分析

 

    通断控制交流调压电路的电路结构与移相控制交流调压电路的完全一样，只是控制方式不同。通断控制的触发脉冲始终位于电源电压的过零处。它是将晶闸管作为开关，将负载与交流电源接通几个整周波，然后再断开几个整周波，通过改变接通周波数与断开周波数的相对比值来达到调节负载所获得的平均电压或平均功率的目的。图3-62示出了负载为电阻时的典型波形。由于采用这种特殊的控制方式，使得其电流谐波的情况与本章前面已分析过的其他电路情况有很大的不同。最明显的地方，就是在通断控制交流调压电路中将出现分数次的特征谐波。下面将以单相电阻负载的情况为例作简要介绍。

                                           
                                         图3-62  通断控制交流调压电路的典型波形(M=3,N=2)

                                         (3-138)
    以M个电源电压周波为一个控制周期，其中前N个周波为导通段，后M-N个周波为关断段。这样，从图中可看出，负载电压和负载电流（也即电源电流）的重复周期应为电源周期的M倍，因而其重复角频率为电源角频率的1/M。设其重复角频率为ω，则

                                                                (3-139)
    所以，在导通期间内，电源电流可以表示为

                                             (3-140)
    因为波形的重复频率为ω，故进行傅里叶分析时也必须以ω为基准频率。可得傅里叶系数为

                                (3-141)

                                    (3-142)
 

                   (3-143)
    注意，当用式（3-143）计算出负值时应取其绝对值。图3-63给出了根据此式绘出的M=3、N=2时电源电流频谱图。