交流-交流变换器.ppt

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1、第3章交流-交流变换器通过电力电子变换装置把一种频率和电压的交流电直接变换成另一种频率和电压的另一种交流电的变换称之为交流-交流直接变换。通过电力电子变换装置把一种交流电直接变成另一种同频率不同电压交流电的变换称之为交流调压。通过电力电子变换装置把一种交流电直接变换成另一种不同频率交流电的变换称之为交-交变频。由于这种交流-交流的变频是不通过中间直流环节的，故也称交-交直接变频，也有称之为周波变换器、周期变换器（Cycloconverter）。3.1交流调压器概述交流调压器的控制方式有三种：①整周

2、波通断控制。②相位控制。③斩波控制。图3-1交流调压三种控制方式的输出电压波形a)整周波通断控制b)相位控制c)斩波控制相位控制交流调压又称相控调压，是交流调压中的基本控制方式，应用最广。交流调压器的输出仍是同频率的交流电，原则上可应用于一切需要调压的交流负载上，也可通过变压器再调压。交流调压器是通过改变电压波形来实现调压的，因此输出的电压波形不再是完整的正弦波，谐波分量较大。从调压器输入端所观察到的调压器及其负载的总体功率因数也随着输出电压的降低而降低。但这种交流调压器控制方便、体积小、投资省，

3、因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电机调速等场合。3.2相控单相交流调压器3.2.1电阻性负载带有电阻性负载的单相交流调压器图3-2单相交流调压器电路及波形图3-3单相交流调压器电阻性负载时的电压谐波3.2.2电感电阻性负载图3-4单相交流调压器电感电阻性负载时的电路及波形①当=时，=0，负载电流只有稳态分量，且可解得导通角，电流连续。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，=。②当<<时，可得到的曲线族如图3-5所示。图3-5③当0且触发脉冲为单窄

4、脉冲时，。由于与的触发脉冲相位相差，故在得到触发时电路中的电流仍为正方向，这时的并不能开通。当电流过零关断后，的触发脉冲已经消失，因此还是不能开通。待第二个脉冲到来后，又将重复导通、正向电流流过负载的过程。这个过程与单相半波整流的情况完全一样，这将使整个回路中有很大的直流分量电流，它会对交流电机类负载及电源变压器的运行带来严重危害。④当0触发脉冲为宽脉冲或脉冲列时，则当负载电流过零、关断后，的触发脉冲依然存在，能接着导通，电流能一直保持连续。首次开通所产生的电流自由分量，在衰减到零以后，电路中

5、也就只存在电流稳态分量。由于电流连续，=，调压器直通。晶闸管的首次触发起了一次“合闸”的作用。综上所述，交流调压器带电感电阻性负载时，控制角能起调压作用的移相范围为，电压有效值调节范围为。为避免时出现电流直流分量，触发脉冲应采用宽脉冲或脉冲列。、不同关系时的输出电压、电流波形见图3-6。图3-6不同、时的输出电压电流波形3.3相控三相交流调压器3.3.1三相交流调压器的几种形式若把三个单相调压器接在对称的三相电源上，让其互差2/3相位工作，则构成了一个三相交流调压器图3-7三相交流调压器电路的

6、联接a)YN联接b)Y联接c)负载与晶闸管的联的三角形联接d)晶闸管三角联接e)三相半控Y联接◤图3-7a）为带有中性线的联结，每个单相交流调压器分别接在自己的相电源上，每相的工作过程与单相交流调压器完全一样。各相电流的所有谐波分量都能经中性线流通而加在负载上。由于三相中的3倍频谐波电流的相位相同，因此它们在中线中将叠加而使中性线流过相当大的三次谐波电流，这会给电源变压器及其他负载带来不利的影响，故很少采用。◢◤图3-7c）为三角形联接，每个带负载的单相交流调压器跨接在线电压上，每相工作时的电压电

7、流波形也与单相交流调压器相同，但三及三倍频的谐波电流在线电流中无法流通而在三角形内自成环流流通，故线电流中将不出现三及三倍频的谐波电流。但负载必须是三个独立的线路，要有6个线头引出才能应用。◢◤图3-7b）为无中性线的Y联接，它的波形正负对称，负载中及线路中都无三次谐波电流，因此得到广泛的应用。◢◤图3-7d）、图3-7e）两种电路的优点是所用的晶闸管只要三只，但其缺点是电压电流的正负半周不对称，谐波分量大。◢3.3.2Y形三相交流调压器(一)对触发信号的要求①相位条件。触发信号应与电源电压同步。

8、与三相可控整流器不同，三相交流调压器控制角是从各自的相电压过零点开始算起。三个正向晶闸管VT1、VT3、VT5的触发信号应互差/3，三个反向晶闸管VT2，VT4，VT6的触发信号也应互差，同一相的两个触发信号应互差。总的触发顺序是VT1，VT2、VT3、VT4，VT5、VT6，其触发信号依次各差/6。图3-8电阻负载Y联结的三相交流调压器②脉宽条件。Y联接时三相中至少要有两相导通才能构成电流通路，因此单窄脉冲是无法“起动”三相交流调压器的。为了保证起始工作电流的流通并在控制角较