单相AC控制器的操作原理

单相AC控制器的工作原理基于晶状体的角传导的控制，晶状体的角度传导是一个单控制的整流器（SCR）开关，仅允许仅在一个方向上流动电流。在开关电路中，可以平行排列晶闸管以使电流通过载荷的流动在任一方向上成为可能。

图1。电子开关中的平行晶闸管连接。图像由鲍勃·奥迪亚姆博（Bob Odhiambo）提供

当施加正电压时，晶闸管打开，使电流通过门的端子流动。晶闸管即使在卸下输入电压后仍保持持久，直到达到一定的当前阈值。

单相交流电压控制器以与半波整流器电路相似的工作原理工作。在电压源V s的个正波信号中，S1进行直到达到零点。在VS的负半周期期间，S2的开启时间晚于S1。 S1的这种切换允许负载电流的流动。

在图1中，S1和S2都不能同时打开。因此，流过任一开关的源电压V s与流过负载的一个开关相同。由于SCR的单向性质，流经的平均电流不是零。晶状体触发的相角是传导角。通过调节脉冲门的时间，可以控制晶杆的传导角。

电阻负载的电压

单相AC电压控制器的电压波形在相角控制中具有电阻载荷，如图2所示。AC电压波形可以在白炽灯调光器电路中看到。 AC电压源的波形由V s表示，而开关的电压为V SW。晶闸管的射击角由。

图2。 具有电阻载荷的单相AC电压控制器的电压波形。图像由鲍勃·奥迪亚姆博（Bob Odhiambo）提供

要确定流过电阻载荷（RL）的输出电压VO，需要考虑一些计算。 RL中的电压可以表示如下：

/ [v_ {o（/ omega t）} = vm /，sin /，/ omega t /]

该方程是对正弦交流电压波形的评估，其中电压的变化时间变化。在方程式中，VM是瞬时电压V s的峰值振幅 ，而ωt是时间，其中波的角频率是每秒弧度的角度频率，而t表示为秒的时间。

根平方负载电压

可以通过确定负载电压的根平方（RMS）来评估波形的半个周期。因此，我们可以表达RMS负载电压如下：

/ [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是电压源，是晶闸管的发射角。

示例计算

AC电压波形的峰值电压为100 V，点火度为60度，平均电压为50V。计算整个负载的RMS电压。

/ [v_ {o（rms）} = / frac {v_ {v_ {s}} {/ sqrt {2}}} / times / sqrt {/ frac {/ frac {（1-cos /，cos /，cos（cos（a））这是给出的

代替公式中电压源V的峰值电压

/ [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，整个负载的RMS大约为35.4 V.重要的是要注意，在RMS计算过程中有一些假设。假设负载电流与跨载荷的电压相同，并且跨晶圆的电压下降为零。

单相AC电压控制器中的保护电路

交流电压控制器应在状态下工作时能够提供的控制。为了使其实用，使用保护电路来防止故障和可能损坏控制器和负载的故障。

保护电路的类型

以下是AC电压控制器的一些保护电路的一些变体。

过电压保护：此方法将电压流过RL到更安全的水平。如果没有过电压保护，电压的上升升高可能会损坏它。可以使用齐纳二极管或与负载并联连接的可变电阻器进行这种保护形式。

热保护：这可以确保控制器免受多余的热量屏蔽。过热会导致电流过多，从而损坏控制器。如果超过额定值，则这种保护使用热开关来中断电流流量。

Snubber电路：该电路用于抑制在晶闸管控制器开关过程中发生的高频电压瞬变。该电路由与晶闸管并联连接的电阻和电容器组成，在该电压瞬变中，电容器用于抑制电压瞬变，并且电阻器用于控制电阻跨电阻升高的速率。

过电流保护：这种类型的保护限制了控制器中流动的电流。过电流是由负载或短路的过载条件引起的问题。为了保护控制器免受过电流的侵害，如果超过额定值，则使用断路器或与控制器额定值的保险丝中断流量。

单相AC电压控制器的应用

单相电压控制器可通过调节系统中流动的电压来调节光系统。灯的强度随着系统中电压的降低而降低，使其适合在礼堂和剧院等区域使用。

加热应用（例如熨烫）通常需要调节其加热温度。这是电压控制器来调节加热元件中流动的电压以控制温度并允许加热系统有效操作的地方。

在电动机中，电压控制器可用于控制电动机通过控制流过绕组的电压来旋转的速度。这使变化的运动速度变得容易。控制器也可以应用于各种家用电器，包括冰箱和空调。

单相AC电压控制器的优点

单相电压控制器对于允许在需要在电气系统中使用大量应用的系统中的电压控制灵活性至关重要。在这些控制器的设计中，负载特性和评级被认为提供了一种有效稳定的操作，可在其状态下起作用。控制器的设计应耐用电压波动，以提供具有一致性和光滑度的输出。

单相AC电压控制器在现代电气系统中的重要性不能被夸大。随着对能源效率和可再生能源的需求不断增长，控制和调节电压水平的能力变得越来越重要。单相AC电压控制器也是智能电网系统中的重要组成部分，该系统依靠控制技术来管理电力流并提高电源的稳定性和可靠性。

交流电压控制器的要点

晶闸管调节器，也称为单相AC电压调节器，控制着负载的力电压，并广泛用于运动控制，加热，功率调节和照明。

单相AC调节器的工作原理基于晶闸管的角传导的控制。

RMS负载电压可以使用公式计算；

/ [v_ {o（rms）} = / frac {v_ {v_ {s}} {/ sqrt {2}}} / times / sqrt {/ frac {/ frac {（1-cos /，cos /，cos（cos（a））这是给出的

可以使用公式来评估单相AC控制器中电阻载荷的电压：

/ [v_ {o（/ omega t）} = vm /，sin /，/ omega t /]

AC电压调节器的保护电路用于防止故障和可能损坏调节器和负载的故障。

保护电路的类型包括过电压保护，热保护和电流保护。