电力电子应用技术莫正康版主编.ppt

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1、第一节双向晶闸管第六章交流调压电路第二节晶闸管交流开关第三节单相和三相调压电路第四节交流斩波调压电路交交变频电路(直接变频电路)交直交变频电路(间接变频电路)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、频率和相数等交流调压电路只改变电压、电流或控制电路的通断，不改变频率变频电路改变频率，大多不改变相数，也有改变相数的交流调压电路——相位控制（或斩控式）交流调功电路及交流无触点开关——通断控制交流调压电路的结构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的类型交流调压电

2、路:交流调功电路:交流电力电子开关:每半个周波控制晶闸管开通相位，调节输出电压有效值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并不着意调节输出平均功率，根据需要接通或断开电路。交流调功电路与交流电力电子开关的区别：以交流电源周波数为控制单位——交流调功电路对电路通断进行控制——交流电力电子开关交流调功电路异与交流调压电路的电路形式完全相同控制方式不同：将负载与电源接通几个周波，再断开几个周波，改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均同应用常用于电炉的温度控制因其直接调节对象是电路的平均输出功率,所以称为交

3、流调功电路控制对象时间常数很大，以周波数为单位控制即可通常晶闸管导通时刻为电源电压过零的时刻，负载电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染交流电力电子开关作用：优点：代替机械开关，起接通和断开电路的作用响应速度快，无触点，寿命长，可频繁控制通断与交流调功电路的区别并不控制电路的平均输出功率通常没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路的接通和断开控制频度通常比交流调功电路低得多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

4、中，用于调节变压器一次电压交流调压电路4.1双向晶闸管是晶闸管系列中的主要派生元件，在交流电路中代替一组反并联的普通晶闸管，是一种比较理想的交流交流控制元件。第一节双向晶闸管、结构与特征双向晶闸管与普通晶闸管一样，也有塑料封装、螺旋型与平板型三种，其核心部分是五层三端半导体结构，结构与符号如图所示。双向晶闸管的伏安特性如图所示。二、双向晶闸管的触发方式双向晶闸管正反二个方向都能导通，门极加正负信号都能触发，因此有四种触发方式。四种触发方式的特性如表三、双向晶闸管主要参数选择为了保证交流的可靠运行，必须根据开关的工作条件，合理选择双向晶闸管

5、的额定通电电流、断态重复峰值电压以及换向电压上升率。晶闸管交流开关是一种快速、较理想的交流开关。一、简单交流开关a为普通晶闸管反并联的交流开关。第二节晶闸管交流开关b采用双向晶闸管反并联的交流开关。c只用一只普通晶闸管，管子不受反压。双向晶闸管控制三相自动控温电热炉的电路如图。二、过零触发开关电路与交流调功器前面介绍的各种可控整流都采用移相触发控制，这种触发方式使电路中的正弦波形出现缺角，包含较大的高次谐波。为设定周期Tc内零触发输出波形的两种工作方式。四、固态开关简称:SSS或SSR。a为光电双向晶闸管耦合器非零电压开关。固态开关一般采

6、用环氧树脂封装，具有体积小、工作频率高的特点，适用与频繁工作或潮湿、有腐蚀性以及易燃的环境中。b为光电晶闸管耦合的零电压开关。c为零电压接通与零电流断开的理想无触电开关。交流调压广泛用于工业加热、灯光控制、感应电动机调压调速以及电焊、点解、电镀交流侧调压等场合。单向交流调压用于小功率调压，广泛用于民用电气控制。一、几种交流调压的触发电路1.简单双向晶闸管调压电路，图为简单有级交流调压电路。第三节单相和三相调压电路2.触发二级管交流调压电路图3.单结晶体管触发电路图4.KC06触发器组成的晶闸管移向交流调压电路。5.程控单结晶体管组成的触发

7、电路，PUT实质上是一个N型门极晶闸管，它的门级从N1区引出，而普通晶闸管从P2区引出。它具备晶闸管功能又可作为单结晶体管使用。PUC触发的晶闸管交流调压电路如图所示。电路图a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组成主电路。以反并联电路进行分析，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图b所示。二、单向交流调压电路分析1.电阻性负载数量关系负载电压有效值(6.1)负载电流有效值(6.2)晶闸管电流有效值功率因数图4.1电阻负载单相交流调压电路及其波形4.1ROu1uoio

8、VT1VT2u1uoiouVTwtOwtOwtOwt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:a=