电力电子技术——第六章.ppt

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1、电力电子技术12021/9/17第六章交流电力控制电路和交交变频电路§6.1交流调压电路§6.2其他交流电力控制电路§6.3交交变频电路§6.4矩阵式变频电路电力电子技术22021/9/17概述交—交变流电路：一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。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；1.交流调压电路——相位控制（或斩控式）；2.交流调功电路及交流无触点开关——整周波的通断控制。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

2、频率的交流，直接变频电路；1.晶闸管交交变频电路2.矩阵式变频电路3.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。电力电子技术32021/9/17§6.1交流调压电路交流电力控制电路的结构及类型（图6-50）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

3、均功率，而只是根据需要接通或断开电路。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。电力电子技术42021/9/17§6.1.1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α进行控制就可以调节输出电压；正负半周α起始时刻(α=0)均为电压过零时刻，稳态时，正负半周的α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

4、负载电压的波形相同。图6-1电阻负载单相交流调压电路及其波形电力电子技术52021/9/17数量关系负载电压有效值：负载电流有效值：晶闸管电流有效值：功率因数：（6-1）（6-2）（6-3）（6-4）电力电子技术62021/9/17输出电压与α的关系:移相范围为0≤α≤π。α=0时，输出电压为最大，Uo=U1。随着α的增大，Uo降低，α=π时，Uo=0。λ与α的关系：α=0时，功率因数λ=1，α增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低。电力电子技术72021/9/172、阻感负载阻感负载时α的移相范围负载阻抗角：

5、φ=arctan(ωL/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φ；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；α=0时刻仍定为u1过零的时刻，α的移相范围应为：φ≤α≤π。图6-2阻感负载单相交流调压电路及其波形电力电子技术82021/9/17阻感负载时的工作过程分析在ωt=α时刻开通VT1，负载电流满足解方程得式中，θ为晶闸管导通角利用边界条件：ωt=α+θ时io=0,可求得θ：VT2导通时，上述关系完全相同，只是io极性相反，相位差180°。图6-3单相交流

6、调压电路以α为参变量的θ和α关系曲线（6-5）（6-6）（6-7）电力电子技术92021/9/17对（6-7）式进行讨论：φ=0时，即纯电阻负载，方程右边为零，则有：α+θ=π，晶闸管只能到通到π点；φ≠0，φ<α<π，由图6-3可知，此时随着α从π变化到φ，导通角θ从零逐渐增大到π，加在负载上的电压有效值也从零到π逐渐增大，即可以调压；电流断续，非正弦。一般情况下都是这种工作情况；α=φ时，θ=π，两个晶闸管相当于两个二极管，电路一开通就进入稳态，调压器处于直通状态，不起调压作用，即uo=u1，电流是正弦的；α

7、<φ时，θ>π，由于T1和T2的触发脉冲相位相差π，有下面两种情况：若触发脉冲为单窄脉冲，故在T2得到触发脉冲时电路中的电流仍为正方向，T2并不能开通。当电流过零T1关断后，T2的触发脉冲已经消失，因此T2仍然不能开通。等到T1的第二个触发脉冲到来时，重复T1导通、正向电流流过负载的过程。这个过程与单相半波整流电路的情况完全一致。这将会使整个回路中有很大的直流分量，对交流电机类负载及电源变压器的运行带来严重危害。若触发脉冲为宽脉冲或窄脉冲序列，则当负载电流过零、T1关断后，T2的触发脉冲依然存在，T2能接着导通，

8、电流能一直保持连续，调压器直通。晶闸管的首次触发起了一次“合闸”的作用。由此可见：控制角α能起调压作用的移相范围应为φ≤α≤π，为避免α<φ而出现电流直流分量，触发脉冲应为宽脉冲或窄脉冲序列。电力电子技术102021/9/17图6-5α<φ时阻感负载交流调压电路工作波形电力电子技术112021/9/17数量关系负载电压有效值：晶闸管电流有效值：（6-8）（6-9）电力电子