交流电力控制电路和交交变频电路

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1、《电力电子技术》第4章交流电力控制电路和交交变频电路第4章交流电力控制电路和交交变频电路概述4.1交流调压电路4.1.1单相交流调压电路4.1.2三相交流调压电路4.2其他交流电力控制电路4.2.1交流调功电路4.2.2交流电力电子开关4.3交交变频电路4.3.1单相交交变频电路4.3.2三相交交变频电路4.4矩阵式变频电路本章小结2概述交流-交流变流电路——一种形式的交流变成另一种形式交流的电路，可改变相关的电压、电流、频率和相数等交流电力控制电路——只改变电压、电流或控制电路的通断，不改变频率交流调压电路——相位控制（或

2、斩控式），4.1节交流调功电路及交流无触点开关——通断控制，4.2节变频电路——改变频率，大多不改变相数，也有改变相数的交交变频电路——直接把一种频率的交流变成另一种频率或可变频率的交流，直接变频电路1.晶闸管交交变频电路，4.3节2.矩阵式变频电路，4.4节交直交变频电路——先把交流整流成直流，再把直流逆变成另一种频率或可变频率的交流,间接变频电路，8.1节■34.1交流调压电路交流电力控制电路的结构及类型两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，控制晶闸管就可控制交流电力交流调压电路——每半个周波控制晶闸管开通相位，调节输出电

3、压有效值交流调功电路——以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期数的比，调节输出功率的平均值交流电力电子开关——并不着意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路，■44.1交流调压电路交流调压电路的应用：灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）异步电动机软起动异步电动机调速供用电系统对无功功率的连续调节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■54.1.1单相交流调压电路1．电阻负载工作原理：在u1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的开通角a进行控制就可以调节输出电压正负半周a起始时刻（a=0）

4、均为电压过零时刻，稳态时，正负半周的a相等负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形(显示放大图）■64.1.1单相交流调压电路数量关系负载电压有效值(4-1)负载电流有效值(4-2)晶闸管电流有效值(4-3)功率因数(4-4)图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形(显示放大图）■74.1.1单相交流调压电路输出电压与a的关系:移相范围为0≤a≤π。a=0时，输出电压为最大，Uo=U1。随a的增大，Uo降低，a=π时，Uo=0。λ与a的关系：-

5、a=0时，功率因数λ=1，a增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低■84.1.1单相交流调压电路2．阻感负载阻感负载时a的移相范围负载阻抗角：j=arctan(wL/R)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j在用晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后，而无法使其超前a=0时刻仍定为u1过零的时刻，a的移相范围应为j≤a≤π图4-2阻感负载单相交流调压电路及其波形显示放大图■94.1.1单相交流调压电路阻感负载时的工作过程分析在ωt=a时刻开通VT1，负载电流满足(4-5)解方程得(4-6)式

6、中,θ为晶闸管导通角利用边界条件：ωt=a+θ时io=0,可求得θ：(4-7)VT2导通时，上述关系完同，只是io极性相反，相位差180°图4-3单相交流调压电路以a为参变量的θ和a关系曲线显示放大图■10数量关系负载电压有效值(4-8)晶闸管电流有效值(4-9)4.1.1单相交流调压电路■11负载电流有效值(4-10)IVT的标么值(4-11)图4-4单相交流调压电路a为参变量时IVTN和a关系曲线(显示放大图）4.1.1单相交流调压电路■12a

7、发VT2时，io尚未过零，VT1仍导通，VT2不通io过零后，VT2开通，VT2导通角小于π方程式(4-5)和(4-6)所得io表达式仍适用，只是a≤ωt<∞过渡过程和带R-L负载的单相交流电路在ωt=a(a

8、波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶次谐波(4-12)式中4.1.1单相交流调压电路■15(n=3,5,7,…)(n=3,5,7,…)基波和各次谐波有效值(n=1,3,5,7,…)(4-13)负载电流基波和各次谐波有效值(4-14)电流基波和各次谐波标么值随a变化的曲线（基准电流为a=0