第四章 交流电力控制电路和交交变频电路.ppt

《电力电子技术》
第4章交流电力控制电路和交交变频电路
第4章交流电力控制电路和交交变频电路
概述
交流调压电路
单相交流调压电路
三相交流调压电路
其他交流电力控制电路
交流调功电路
交流电力电子开关
交交变频电路
单相交交变频电路
三相交交变频电路
矩阵式变频电路
本章小结
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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
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,
变频电路——改变频率,大多不改变相数
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频率的交流,直接变频电路
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,
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,
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交流调压电路
交流电力控制电路的结构及类型
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——以交流电的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均功率,而只是根据需要接通或断开电路.
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交流调压电路
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
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单相交流调压电路

工作原理:
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
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
图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形
(显示放大图)
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单相交流调压电路
数量关系
负载电压有效值(4-1)


负载电流有效值(4-2)

晶闸管电流有效值(4-3)


功率因数(4-4)
图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形
(显示放大图)
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单相交流调压电路
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
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单相交流调压电路

阻感负载时a的移相范围
负载阻抗角:j = arctan(wL / 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j
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
a =0时刻仍定为u1过零的时刻,a 的移相范围应为j ≤ a ≤π
图4-2 阻感负载单相交流调压电路及其波形
显示放大图
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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,上述关系完全相同,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
显示放大图
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