交流电压变换电路.ppt

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1、——梁南丁电力电子技术第4章交流电压变换电路1第4章交流电压变换电路4.1交流调压电路4.2交流调功电路和交流电力电子开关4.3交-交变频电路4.4晶闸管交-交变换器的应用本章小结习题及思考题2本章主要讲述交流-交流变换电路把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路变频电路改变频率的电路交交变频直接交直交变频间接交流电力控制电路只改变电压,电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路。交流调压电路相位控制交流调功电路通断控制概述:34.1交流调压电路原理两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可控制交流电力。电路图应用1灯光控制（如调光台灯

2、和舞台灯光控制)。2异步电动机软起动。3异步电动机调速。4供用电系统对无功功率的连续调节。5在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一次电压。44.1.1相位控制的单相交流调压电路1．电阻性负载的工作情况图4.1单相交流调压器电阻性负载时的主电路和输出波形电路如图4.1（a）所示，它用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与电阻负载RL串联组成主电路。以反并联电路为例进行分析，正半周α时刻触发VT1管，负半周α时刻触发VT2管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波，如图4.1（b）所示。5负载上交流电压有效值U与控制角α的关系为电流有效值电路

3、功率因数电路的移相范围为0~π。62．电感性负载的工作情况图4.2单相交流调压器械电感性负载时的主电路和输出电压、电流波形若晶闸管短接，稳态时负载电流为正弦波，相位滞后于u1的角度为φ，当用晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后。a=0时刻仍定为u1过零的时刻，a的移相范围应为φ≤a≤π。负载阻抗角：φ=arctan(wL/R)7当α＞φ时，电压、电流波形如图4.2（b）所示。随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感存储的能量释放完毕，电流到零，VT1管才关断。wt=a时刻开通晶闸管VT1，ωt=θ时管子关断可求得θ当取不同的φ角时，θ=

4、f（a）的曲线如图4.3所示，由图可见：当α＞φ时，θ＜180°，其负载电路处于电流断续状态；当α=φ时，θ=180°，电流处于临界连续状态；当α＜φ，θ仍维持180°，电路已不起调压作用。图4.3导通角θ、控制角α及阻抗角φ的关系8（（1）当α＞φ时θ＜180°，正负半波电流断续，α愈大，θ愈小，波形断续愈严重。（2）当α=φ时θ=180°，正负半周电流处于临界连续状态，相当于晶闸管失去控制，负载上获得最大功率，此时电流波形滞后电压φ（=α）角。（3）当α＜φ时θ＞180°，如果触发脉冲为如图4.4所示的窄脉冲，则当Ug2出现时，VT1的电流还未到零，

5、VT2管受反压不能触发导通；待VT1中电流变到零关断，VT2开始承受正压时，Ug2脉冲已消失，所以VT2无法导通。第三个半周Ug1又触发VT1管，这样使负载只有正半波，电流出现很大的直流分量，电路不能正常工作。图4.4α＜φ窄脉冲时的电流波形9综上所述，单相交流调压可归纳为以下3点。①带电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角α，可以改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。单相交流调压的触发电路完全可以套用整流触发电路。②带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则，当α＜φ时会出现有一个晶闸管无法导通的现象，电流出现很大的直

6、流分量。③带电感性负载时，最小控制角为αmin=φ（负载阻抗角），所以α的移相范围为φ～180°，而带电阻性负载时移相范围为0～180°。104.1.2交流斩波调压电路1．交流斩波调压原理利用S交流开关的斩波作用，在负载R上获得可调的交流电压u。图中开关S2是续流器件，为负载提供续流回路，交流开关S1受控制信号G的控制，其中，G定义为：S1闭合，S2打开时，G=1；S1打开，S2闭合时，G=0。G随时间变化的波形如图4.5（b）所示，设交流开关S1接通时间为ton，关断时间为toff，则交流斩波器的导通比ρ为改变脉冲宽度ton或者改变斩波周期TC就可改变

7、导通比，从而实现交流调压。图4.5交流斩波调压电路原理及其波形图112．交流斩波控制用VT2进行斩波控制用VT1n给负载电流提供续流通道在交流电源u1的负半周图4.6交流斩波调压电路图4.7交流斩波时的输出电压、电流波形纯电阻负载，负载电流i的基波波形与负载电压波形同相。且有电压脉冲时电流产生，当电压脉冲为零时电流也为零。波形如图4.7（a）所示。电感性负载，负载电流i滞后电源电压，且有电压脉冲时电流缓慢上升，当电压脉冲为零时电流缓慢下降，形成锯齿。波形如图4.7（b）所示。12在正半周期间，晶体管VT1按斩波方式工作，VT1n关断，VT2和VT2n给予

8、导通信号。在负半周期间，VT2进行斩波工作，VT2n关断，VT1和VT1n给予信