第4章 交流电力控制电路和交交.ppt

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1、引言4.1交流调压电路4.2其他交流电力控制电路4.3交交变频电路4.4矩阵式变频电路本章要点第4章交流电力控制电路和交交变频电路1本章主要讲述交流-交流变流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2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——以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期

2、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。34.1交流调压电路原理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控制交流电力。电路图4应用1灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。2异步电动机软起动。3异步电动机调速。4供用电系统对无功功率的连续调节。5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。54.1.1单相交流调压电路4.1.2三相交流调压电路6Ou1uoiouVTwtOwtOwtOwt4.1.1单相交流调压电路1)电阻负载图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形工作原理：在u1的

3、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7数量关系负载电压有效值负载电流有效值：晶闸管电流有效值：功率因数：4.1.1单相交流调压电路8Ou1uoiouVTwtOwtOwtOwt4.1.1单相交流调压电路图4-1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，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

4、数λ=1，a增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低。9若晶闸管短接，稳态时负载电流为正弦波，相位滞后于u1的角度为φ，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。2)阻感负载0.6Ou1u1uoiouVTwtOwtOwtwtOuuG1G1uG2OOwtwt图4-2电阻负载单相交流调压电路及其波形负载阻抗角：j=arctan(wL/R)VT110阻感负载时的工作过程分析在ωt=a时刻开通VT1，负载电流满足解方程得式中,θ为晶闸管导通角利用边界条件：ωt=a+θ时io=0,可求得θ：VT2导通时，上述关系完

5、全相同，只是io极性相反，相位差180°11q020100601401802010060/(°)180140a/(°)j=90°75°60°45°30°15°0°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wt=a时刻开通晶闸管VT1，可求得θ（4－7）当a=j时θ=π当a>j时θ<π以j为参变量，利用（4－7)可把a和θ的关系表示成右图。12负载电压有效值晶闸管电流有效值13图4-4单相交流调压电路a为参变量时IVTN和a关系曲线j=90°0.10.20.30.40.51601800401208075°60°45°j=0a/(°)IVTN负载电流有效值(4-10)I

6、VT的标么值(4-11)14图4-5a

7、图4-6电阻负载单相交流调压电路基波和谐波电流含量1617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。阻感负载184)斩控式交流调压电路在交流电源u1的正半周图4-7斩控式交流调压电路用V1进行斩波控制用V3给负载电流提供续流通道19用V2进行斩波控制用V4给负载电流提供续流通道图4-7斩控式交流调压电路在交流电源u1的负半周20特性图4-8电阻负载斩控式交流