單相AC電壓控制器的工作原理
單相AC控制器的操作原理
單相AC控制器的工作原理基于晶狀體的角傳導(dǎo)的控制，晶狀體的角度傳導(dǎo)是一個(gè)單控制的整流器（SCR）開關(guān)，僅允許僅在一個(gè)方向上流動(dòng)電流。在開關(guān)電路中，可以平行排列晶閘管以使電流通過載荷的流動(dòng)在任一方向上成為可能。
圖1。電子開關(guān)中的平行晶閘管連接。圖像由鮑勃·奧迪亞姆博（Bob Odhiambo）提供
當(dāng)施加正電壓時(shí)，晶閘管打開，使電流通過門的端子流動(dòng)。晶閘管即使在卸下輸入電壓后仍保持持久，直到達(dá)到一定的當(dāng)前閾值。
單相交流電壓控制器以與半波整流器電路相似的工作原理工作。在電壓源V s的個(gè)正波信號(hào)中，S1進(jìn)行直到達(dá)到零點(diǎn)。在VS的負(fù)半周期期間，S2的開啟時(shí)間晚于S1。 S1的這種切換允許負(fù)載電流的流動(dòng)。
在圖1中，S1和S2都不能同時(shí)打開。因此，流過任一開關(guān)的源電壓V s與流過負(fù)載的一個(gè)開關(guān)相同。由于SCR的單向性質(zhì)，流經(jīng)的平均電流不是零。晶狀體觸發(fā)的相角是傳導(dǎo)角。通過調(diào)節(jié)脈沖門的時(shí)間，可以控制晶桿的傳導(dǎo)角。
電阻負(fù)載的電壓
單相AC電壓控制器的電壓波形在相角控制中具有電阻載荷，如圖2所示。AC電壓波形可以在白熾燈調(diào)光器電路中看到。 AC電壓源的波形由V s表示，而開關(guān)的電壓為V SW。晶閘管的射擊角由。
圖2。 具有電阻載荷的單相AC電壓控制器的電壓波形。圖像由鮑勃·奧迪亞姆博（Bob Odhiambo）提供
要確定流過電阻載荷（RL）的輸出電壓VO，需要考慮一些計(jì)算。 RL中的電壓可以表示如下：
\ [v_ {o（\ omega t）} = vm \，sin \，\ omega t \]
該方程是對(duì)正弦交流電壓波形的評(píng)估，其中電壓的變化時(shí)間變化。在方程式中，VM是瞬時(shí)電壓V s的峰值振幅 ，而ωt是時(shí)間，其中波的角頻率是每秒弧度的角度頻率，而t表示為秒的時(shí)間。
根平方負(fù)載電壓
可以通過確定負(fù)載電壓的根平方（RMS）來評(píng)估波形的半個(gè)周期。因此，我們可以表達(dá)RMS負(fù)載電壓如下：
\ [v_ {o（rms）} = \ sqrt {\ frac {1} {\ pi} \ int \ limits^{\ pi} _ {a} _ {a} [vm \，sin（sin（sin（\ omega t）] d（\ omega t）} = \ frac {v_ {s}}} {\ sqrt {2}}} \ times \ sqrt {\ frac {（1-cos \，cos \，cos（a））}
其中v s是電壓源，是晶閘管的發(fā)射角。
示例計(jì)算
AC電壓波形的峰值電壓為100 V，點(diǎn)火度為60度，平均電壓為50V。計(jì)算整個(gè)負(fù)載的RMS電壓。
\ [v_ {o（rms）} = \ frac {v_ {v_ {s}} {\ sqrt {2}}} \ times \ sqrt {\ frac {\ frac {（1-cos \，cos \，cos（cos（a））這是給出的
代替公式中電壓源V的峰值電壓
\ [v_ {o（rms）} = \ frac {100v} {\ sqrt {2}}} \ times \ sqrt {\ frac {（1-cos \，cos \，cos（60））}} {2}}}}}} \]
\ [\ frac {（1-cos \，cos \，（60））} {2} = 0.25 \]
\ [v_ {o（rms）} = \ frac {100v} {\ sqrt {2}} \ times \ sqrt {0.25} \]
\ [v_ {o（rms）} = 70.7 \ times0.5 \]
\ [v_ {o（rms）} = 35.4V \]
因此，整個(gè)負(fù)載的RMS大約為35.4 V.重要的是要注意，在RMS計(jì)算過程中有一些假設(shè)。假設(shè)負(fù)載電流與跨載荷的電壓相同，并且跨晶圓的電壓下降為零。
單相AC電壓控制器中的保護(hù)電路
交流電壓控制器應(yīng)在狀態(tài)下工作時(shí)能夠提供的控制。為了使其實(shí)用，使用保護(hù)電路來防止故障和可能損壞控制器和負(fù)載的故障。
保護(hù)電路的類型
以下是AC電壓控制器的一些保護(hù)電路的一些變體。
過電壓保護(hù)：此方法將電壓流過RL到更安全的水平。如果沒有過電壓保護(hù)，電壓的上升升高可能會(huì)損壞它?？梢允褂谬R納二極管或與負(fù)載并聯(lián)連接的可變電阻器進(jìn)行這種保護(hù)形式。
熱保護(hù)：這可以確保控制器免受多余的熱量屏蔽。過熱會(huì)導(dǎo)致電流過多，從而損壞控制器。如果超過額定值，則這種保護(hù)使用熱開關(guān)來中斷電流流量。
Snubber電路：該電路用于抑制在晶閘管控制器開關(guān)過程中發(fā)生的高頻電壓瞬變。該電路由與晶閘管并聯(lián)連接的電阻和電容器組成，在該電壓瞬變中，電容器用于抑制電壓瞬變，并且電阻器用于控制電阻跨電阻升高的速率。
過電流保護(hù)：這種類型的保護(hù)限制了控制器中流動(dòng)的電流。過電流是由負(fù)載或短路的過載條件引起的問題。為了保護(hù)控制器免受過電流的侵害，如果超過額定值，則使用斷路器或與控制器額定值的保險(xiǎn)絲中斷流量。
單相AC電壓控制器的應(yīng)用
單相電壓控制器可通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)中流動(dòng)的電壓來調(diào)節(jié)光系統(tǒng)。燈的強(qiáng)度隨著系統(tǒng)中電壓的降低而降低，使其適合在禮堂和劇院等區(qū)域使用。
加熱應(yīng)用（例如熨燙）通常需要調(diào)節(jié)其加熱溫度。這是電壓控制器來調(diào)節(jié)加熱元件中流動(dòng)的電壓以控制溫度并允許加熱系統(tǒng)有效操作的地方。
在電動(dòng)機(jī)中，電壓控制器可用于控制電動(dòng)機(jī)通過控制流過繞組的電壓來旋轉(zhuǎn)的速度。這使變化的運(yùn)動(dòng)速度變得容易?？刂破饕部梢詰?yīng)用于各種家用電器，包括冰箱和空調(diào)。
單相AC電壓控制器的優(yōu)點(diǎn)
單相電壓控制器對(duì)于允許在需要在電氣系統(tǒng)中使用大量應(yīng)用的系統(tǒng)中的電壓控制靈活性至關(guān)重要。在這些控制器的設(shè)計(jì)中，負(fù)載特性和評(píng)級(jí)被認(rèn)為提供了一種有效穩(wěn)定的操作，可在其狀態(tài)下起作用?？刂破鞯脑O(shè)計(jì)應(yīng)耐用電壓波動(dòng)，以提供具有一致性和光滑度的輸出。
單相AC電壓控制器在現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中的重要性不能被夸大。隨著對(duì)能源效率和可再生能源的需求不斷增長(zhǎng)，控制和調(diào)節(jié)電壓水平的能力變得越來越重要。單相AC電壓控制器也是智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，該系統(tǒng)依靠控制技術(shù)來管理電力流并提高電源的穩(wěn)定性和可靠性。
交流電壓控制器的要點(diǎn)
晶閘管調(diào)節(jié)器，也稱為單相AC電壓調(diào)節(jié)器，控制著負(fù)載的力電壓，并廣泛用于運(yùn)動(dòng)控制，加熱，功率調(diào)節(jié)和照明。
單相AC調(diào)節(jié)器的工作原理基于晶閘管的角傳導(dǎo)的控制。
RMS負(fù)載電壓可以使用公式計(jì)算；
\ [v_ {o（rms）} = \ frac {v_ {v_ {s}} {\ sqrt {2}}} \ times \ sqrt {\ frac {\ frac {（1-cos \，cos \，cos（cos（a））這是給出的
可以使用公式來評(píng)估單相AC控制器中電阻載荷的電壓：
\ [v_ {o（\ omega t）} = vm \，sin \，\ omega t \]
AC電壓調(diào)節(jié)器的保護(hù)電路用于防止故障和可能損壞調(diào)節(jié)器和負(fù)載的故障。
保護(hù)電路的類型包括過電壓保護(hù)，熱保護(hù)和電流保護(hù)。
