交流电力控制电路课件.ppt

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1、电力电子技术交流电力电路及交—交变频电路交流——交流（AC——AC）变换电路，它是将一种形式的交流电能变换成另外一种形式的交流电能的电路，可以改变交流电的电压、电流、频率或相数等。其中，只改变电压、电流而不改变交流频率的电路称为交流电力控制电路，包括交流调压电路、交流调功电路、交流电力电子开关等。在改变电压、电流的同时，还需要改变其频率的交流——交流变称电路称为交——交变频电路，即直接把一种频率的交流电变换成另一种频率或可变频率的交流电，因此也称为直接变频电路。另外，还有一种交——直——交变频电路，先将交流电整流成为直流电，再将直流电经无源逆变电路变换成频率可调

2、的交流电，这种带有中间直流环节的变频电路也称为间接变频电路。12.1交流电力控制电路基本类型及其应用交流电力控制电路是指通过晶闸管等电力电子器件对输入、输出之间的交流电能进行变换与控制的电路形式，其常用的控制方式有4种：相位控制、周期控制、通断控制和斩波控制。根据不同的控制方法可以将交流电力控制电路分为以下几种基本类型。1、交流调压电路采用相位控制方式，通常是将两个晶闸管反并联后串接在每相交流电源与负载之间，在电源的每个半周期内触发一次晶闸管，使之导通。通过控制晶闸管开通时所对应的相位来调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。2、交流调功电路采用周期控

3、制方式，是一种有规律的通断控制方式，其电路形式与交流调压电路基本相同，但在控制方式上，是使晶闸管连续导通若干个电源电压周期，再断开若干个周期，每次晶闸管的触发时刻均在电源电压的过零点，即通过改变晶闸管的通态周期数和断开周期数之比，来调节交流输出功率的平均值，从而达到交流调功的目的。3、交流电力电子开关采用无规律的通断控制方式，其目的不在于调节负载上的平均输出功率，而只是根据负载或电源的需要接通或断开电路，其作用相当于无触点的交流接触器。由于电源和负载的变化通常是随机发生的，因此交流电力电子开关的这种通断控制方式也是非周期性的。4、交流斩波调压电路随着可关断器件的

4、发展及应用，串联在电源和负载之间的开关器件可在一个电源周期内接通断开若干次，从而把正弦波电压斩成若干个脉冲电压，通过改变开关器件的导通比来实现交流调压的目的，同时还可以提高输入侧的功率因素。12.2　单相交流调压12.2.1单相交流调压电路单相交流调压电路的几种基本形式如图所示。反并联混合反并联桥式混合桥式单相交流调压器主电路单相交流调压电路带电阻负载时的电路图及其工作波形如图所示。通过调节α角就可以控制输出电压的大小。正、负半周α的起始时刻（α=0）均为电压过零点。在稳态情况下，为使输出波形对称，应使正负半周α角相等。电阻性负载公式晶闸管电流平均值晶闸管电流

5、有效值负载电阻电压的有效值电阻性负载负载电阻电流的有效值功率因数控制角的移相范围为0≤a≤π当α=0°时，功率因素COSφ=1，α增大，输入电流滞后电压且畸变，COSφ降低。电感性负载带感性负载的单相调压电路输出电压、电流波形与控制角α、负载阻抗角φ都有关系。单相交流调压带电感性负载电路波形α<φα=φα>φ单相交流调压带电感性负载电路波形（1）α>φ，θ<180°，正负半周电流波形断续，α越大，θ越小。即α的移相范围在（180°-φ）范围内，可以得到连续可调的交流电压。其电流、电压波形如图。单相交流调压带电感性负载电路波形（2）α=φ，θ=180°，正负半周电

6、流临界连续，相当于晶闸管失去控制。其电流、电压波形如图。单相交流调压带电感性负载电路波形（3）α<φ，在这种情况下若VT1管先被导通，而且θ>180°，如果采用窄脉冲触发，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管不能关断，VT2管不能导通，等到VT1管中流过的电流为零并关断时，ug2脉冲已经消失，此时VT2管虽受正压，但也无法导通。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。其电流、电压波形如图。因而带电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可用宽脉冲或脉冲列触发。这样即使α<φ，则在刚开始触发晶

7、闸管的几个周波内，两管的电流波形还是不对称的，但经几个周波后，负载电流即成为对称连续的正弦波。电感性负载单相交流调压电路以a为参变量的θ和a关系曲线单相交流调压特点：1）电阻性负载时，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α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，生成很大直流分量电流，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α的移相范围为φ～180°，电阻性负载时移相范围为0°～180°。可以把θ与α、φ之间的关系用左图

8、所示的一簇曲线来表示。图