电力电子课件第六章交流控制电路和交交变频电路

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1、第6章交流电力控制电路和交交变频电路ACtoACConverters(ACControllersandFrequencyConverters)1交流调压电路其它交流电力控制电路交交变频电路本章主要内容2把一种形式的交流变成另一种形式的交流的电路，可改变相关的电压，电流，频率和相数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ACvoltagecontrollerPhasecontrol交流调功电路通断控制ACpowercontrollerIntegralcycle

2、controlACtoACConverters3ClassificationofACtoACConverters4原理Principle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，不改变交流电频率电路图应用Application灯光控制Lightingcontrol（如调光台灯和舞台灯光控制)异步电动机软起动Soft-startofasynchronousmotors异步电动机调速Adjustablespeeddriveofasynchronousmotors供用电系统对无功功率的连续调节Reactivepowercontrol

3、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ACVoltageControllers交流调压电路5电阻负载Resistiveload电路结构：两个晶闸管可用一双向可控硅代替时刻为电源电压过零时刻在交流电源的正负半周，分别控制两个晶闸管开通，正负半周触发角相等负载电压波形是电源电压波形的一部分uSingle-phaseACvoltagecontroller6u电阻负载ResistiveloadSingle-phaseACvoltagecontrolleru移相范围(Thephaseshiftrange)为负载电压有效值RMSvalueofout

4、putvoltage负载电流有效值RMSvalueofoutputcurrent7u电阻负载ResistiveloadSingle-phaseACvoltagecontrolleru电阻负载单相交流调压电路及其波形流过晶闸管的电流有效值RMSvalueofthyristorcurrent电路功率因数Powerfactorofthecircuit8u电阻负载Resistiveload输出电压与α的关系:时，输出电压为最大Uo=U1,随a的增大，Uo降低，a=π时，Uo=0功率因数λ与a的关系: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

5、Single-phaseACvoltagecontrolleru电阻负载单相交流调压电路及其波形9若将晶闸管短接，稳态时负载电流为正弦波，相位滞后于u1的角度为，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的移相范围应为阻感负载Inductiveloadu1uO1uoiouVTwtOwtOwtwtOuuG1G1uG2OOwtwt阻感负载单相交流调压电路及其波形负载阻抗角：VT1Single-phaseACvoltagecontroller10时刻开通晶闸管VT1，负载电流应满足当时当时Single-phaseAC

6、voltagecontroller利用边界条件时可求得θ11q020100601401802010060/(°)180140a/(°)j=90°75°60°45°30°15°0°单相交流调压电路以a为参变量的θ和a关系曲线以阻抗角为参变量a和θ的关系如右图Single-phaseACvoltagecontroller12单相交流调压电路a为参变量时IVTN和a关系曲线j=90°0.10.20.30.40.51601800401208075°60°45°j=0a/(°)IVTN负载电流有效值IVT的标么值Single-phaseACvoltagecontro

7、ller13稳态情况和一样时阻感负载交流调压电路工作波形当阻感负载,时电路工作情况图4-2阻感负载单相交流调压电路VT1的导通时间超过π触发VT2时，io尚未过零，VT1仍导通，VT2不会导通。io过零后，VT2才可开通，VT2导通角小于π衰减过程中，VT1导通时间渐短，VT2的导通时间渐长Single-phaseACvoltagecontroller14谐波分析Harmonicanalysis电阻负载Resistiveload由于波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶次谐波基波和各次谐波有效值负载电流基波和各次谐波有效值图4-6电阻负载单相交流调压电路基

8、波和谐波电流含量Single-phaseACvoltagecont