电力电子技术教学教材.ppt

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1、电力电子技术交流调压电路交流电力控制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电力控制电路的类型交流调压电路: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，而只是根据需要接通或断开电路。4.1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交流调压电路4.1单相交流调压电路1．电阻负载

2、原理分析在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）均为电压过零时刻，稳态时，正负半周的a相等4.1.1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=0时，功率因数λ=1，a增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低单相交流调压电路4.1.12．阻感负载阻感负载时a的移相范围负载阻抗角：j=arctan(wL/R)若晶闸管短接，稳态时负载电流

3、为正弦波，相位滞后于u1的角度为j，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j≤a≤π单相交流调压电路4.1.1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4.1.1数量关系负载电压有效值：晶闸管电流有效值：(4-8)(4-9)单相交流调压电路4.1.1单相交流调

4、压电路负载电流有效值(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4.1.1单相交流调压电路a

5、1导通时间渐短，VT2的导通时间渐长稳态的工作情况和a=j时完全相同3.单相交流调压电路的谐波分析电阻负载的情况波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶次谐波(4-12)式中:(n=3,5,7,…)(n=3,5,7,…)单相交流调压电路4.1.1单相交流调压电路基波和各次谐波有效值(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时的有效值）如图4-6所示图4-6电阻负载单相交流调压电路基波和谐波电流含量4.1.1阻感负载的情况电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、5、7…等次谐波随着次数的增加，谐波含量减少和电阻负

6、载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些当a角相同时，随着阻抗角j的增大，谐波含量有所减少单相交流调压电路4.1.1图4-7斩控式交流调压电路4．斩控式交流调压电路一般采用全控型器件作为开关器件原理分析基本原理和直流斩波电路有类似之处u1正半周u1负半周设斩波器件（V1或V2）导通时间为ton，开关周期为T，则导通比a=ton/T，改变a可调节输出电压斩波控制斩波控制续流通道续流通道单相交流调压电路4.1.1特性电源电流的基波分量和电源电压同相位，即位移因数为1电源电流不含低次谐波，只含和开关周期T有关的高次谐波功率因数接近1图4-8电阻负载斩控式交流调压电路波形单相交流调

7、压电路4.1.1三相交流调压电路根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式图4-9三相交流调压电路a)星形联结b)线路控制三角形联结c)支路控制三角形联结d)中点控制三角形联结4.1.2三相四线基本原理：相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120°工作。基波和3倍次以外的谐波在三相之间流动，不流过零线问题：三相中3倍次谐波同相位，全部流过零线。零线有很大3倍次谐波电流。a=90°时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近三相三线三相四线1．星形联结电路三相交流调压电路4.1.2三相三线，电阻负载时的