电力电子技术课件 13 交流电力控制电路.ppt

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1、项目七交流电力控制电路7.1单相交流调压电路7.2三相交流调压电路7.3晶闸管交流开关7.4晶闸管交流调功器7.1交流电力控制电路·引言把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。■交流电力控制电路◆交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。◆交流调功电路：以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。◆交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。■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

2、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。本章主要讲述交流-交流变流电路中的交流电力控制电路把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路变频电路改变频率的电路交交变频直接交直交变频间接交流电力控制电路只改变电压,电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路。交流调压电路相位控制交流调功电路通断控制7.1交流电力控制电路·引言Ou1uoiouVTwtOwtOwtOwt7.1单相交流调压电路电阻负载电阻负载单相交流调压电路及其波形输出电压与α的关系:移相范围为0≤a≤π。a=0时，

3、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。电阻负载上交流电压有效值为改变角α即可调节负载两端的输出电压有效值，达到交流调压的目的。电流有效值和电路功率因数为7.1单相交流调压电路7.1单相交流调压电路电路的移相范围为0－π。由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（α、π＋α）给触发脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。交流调压电路的触发电路完全可以套用整流移相触发电路，但是脉冲的输出必须通过脉冲变压器，其两个二

4、次线圈之间要有足够的绝缘。7.1单相交流调压电路电感性负载图中所示为电感性负载的交流调压电路。由于电感的作用，在电源电压由正向负过零时，负载中电流要滞后一定φ角度才能到零，即管子要继续导通到电源电压的负半周才能关断。负载阻抗角：j=arctan(wL/R)晶闸管的导通角θ不仅与控制角α有关，而且与负载的功率因数角φ有关。控制角越小则导通角越大，负载的功率因数角φ越大，表明负载感抗大，自感电动势使电流过零的时间越长，因而导通角θ越大。单相交流调压电感负载电路图7.1单相交流调压电路下面分三种情况加以讨论。（1）α>φ由图可见，当α>φ时，θ<18

5、0°，即正负半周电流断续，且α越大，θ越小。可见，α在φ~180°范围内，交流电压连续可调。电流电压波形如图所示。7.1单相交流调压电路（2）α=φ由图可知，当α=φ时，θ=180°，即正负半周电流临界连续。相当于晶闸管失去控制，电流电压波形如图所示。7.1单相交流调压电路（3）α<φ如图所示（窄脉冲）此种情况若开始给VT1管以触发脉冲，VT1管导通，而且θ>180°。如果触发脉冲为窄脉冲，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管关不断，VT2管不能导通。当VT1管电流到零关断时，ug2脉冲已消失，此时VT2管虽已受正压，但也无法导通。

6、到第三个半波时，ug1又触发VT1导通。这样负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能正常工作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可采用宽脉冲或脉冲列触发。7.1单相交流调压电路◆<时的工作情况（宽脉冲）☞VT1的导通时间超过。☞触发VT2时，io尚未过零，VT1仍导通，VT2不会导通，io过零后，VT2才可开通，VT2导通角小于。☞io有指数衰减分量，在指数分量衰减过程中，VT1导通时间渐短，VT2的导通时间渐长。<时阻感负载交流调压电路工作波形7.1单相交流调压电路综上所述，单相交流调压有如下特点：①电阻负载时，

7、负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致。改变控制角可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。②电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当α<φ时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。③电感性负载时，最小控制角αmin=φ(阻抗角)。所以的移相范围为φ～180°，电阻负载时移相范围为0～180°。单相交流调压电感负载波形图(a)α>φ(b)α=φ(c)α<φ7.1单相交流调压电路7.1单相交流调压电路■单相交流调压电路的谐波分析◆带电阻负载时，对负载电压uo进行谐波分析式中(n=3,5,7,…)(n=3,5

8、,7,…)7.1单相交流调压电路基波和各次谐波的有效值可按下式求出负载电流基波和各次谐波的有效值为电阻负载单相交流调压电路基波和谐波电流含量(n=1,