相控转换器

相控转换器将交流电转换为直流电(线路换向)。换句话说，它用于将固定频率和固定电压的交流电转换为可变的直流电压输出。表示为

• 固定输入-电压，频率和交流电源

• 可变输出-直流电压输出

进入转换器的交流输入电压通常为固定的RMS(均方根)和固定的频率。转换器中包含相控晶闸管，可确保获得可变的直流输出电压。通过改变触发晶闸管的相位角，可以做到这一点。结果，获得了负载电流的脉动波形。

在输入电源半周期内，晶闸管处于正向偏置状态，并通过施加足够的栅极脉冲(触发)将其接通。一旦晶闸管已经导通，即在点ωt=α到点ωt=β，电流就开始流动。负载电流降至零时，晶闸管由于线路(自然)换向而关闭。

有许多利用自然换向的功率转换器。这些包括-

• 交流到直流转换器
• 交流到交流转换器
• 交流电压控制器
• 循环转换器

上述电源转换器将在本教程的下一章中进行说明。

2脉冲转换器

2相脉冲转换器(也称为2级脉冲宽度调制器(PWM)生成器)用于生成基于载波的脉冲宽度调制转换器的脉冲。它通过利用二级拓扑来做到这一点。此块控制用于控制目的的开关设备，例如存在于三种类型的转换器中的IGBT和FET，即-

• 1臂(单相半桥)
• 2臂(单相全桥)
• 3臂(三相桥)

将2脉冲转换器中的参考输入信号与载波进行比较。如果参考输入信号大于载波，则对于上位设备，该脉冲等于1；对于下位设备，该脉冲等于0。

为了控制具有单相全桥(2个臂)的设备，必须应用单极性或双极性脉冲宽度调制。在单极调制中，两个臂中的每个臂都是独立控制的。通过将初始参考点偏移180°在内部生成第二参考输入信号

当应用双极性PWM时，第二个单相全桥器件中的下部开关器件的状态类似于第一个单相全桥器件中的上部开关。使用单极性调制可产生平滑的AC波形，而双极性调制可产生较小的电压变化。

3脉冲转换器

考虑一个三相3脉冲转换器，其中每个晶闸管在供电周期的第三个周期处于导通模式。晶闸管被触发导通的最早时间是相对于相电压为30°。

使用三个晶闸管和三个二极管来说明其操作。当晶闸管T1，T2和T3被二极管D1，D2和D3代替时，导通将相对于相电压u _an ，u _bn和u _cn分别以30°角开始。因此，首先以相对于其的相电压在30°处测量点火角α。

电流只能在一个方向上流过晶闸管，这类似于逆变器工作模式，其中功率从DC侧流向AC侧。另外，通过控制触发角来控制晶闸管中的电压。当α= 0(可能在整流器中)时可以实现。因此，三脉冲转换器充当逆变器和整流器。

6脉冲转换器

下图显示了连接到三相电源的六脉冲电桥控制的转换器。在此转换器中，脉冲数是相位的两倍，即p = 2m 。使用相同的转换器配置，可以组合六脉冲的两个电桥以获得十二个或更多脉冲的转换器。

当无法进行换向时，两个二极管将在任何特定时间导通。此外，为了获得负载两端的电压降，必须在电桥的相对两端放置两个二极管。例如，二极管3和6不能同时导通。因此，直流负载两端的电压降是来自三相电源的线电压VL的组合。

重要的是要注意，脉冲数越多，转换器的利用率就越高。另外，脉冲数越少，转换器的利用率越低。