第6章 AC-AC变换电路ppt课件.ppt

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1、第六章AC-AC变换电路第五节矩阵变换器第四节交-交变频电路第三节三相交流调压电路第二节单相交流调压电路第一节交流开关及应用引言第六节单相交流调压电路的仿真引言交-交变流电路：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；1.交流无触点开关、交流调功电路——通断控制；2.交流调压电路——相位控制方式或斩控方式。变频电路：改变频率，大多不改变相数，当然也有改变相数的。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电，称为直接变频电路

2、（AC-AC）。1.晶闸管交-交变频电路2.矩阵式变频电路交-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，称为间接变频电路（AC-DC-AC）。内容提要与目的要求掌握交流调压器的基本类型、用途和电路，简要分析单、三相交流调压电路。理解和掌握交流斩波调压的原理与基本性能，掌握交－交变频电路（周波变换器）的电路及原理，分析其优缺点。重点：交－交变频电路（周波变流器）的电路及原理。第一节交流开关及应用一、交流电力电子开关交流开关及应用二、交流调功电路一、交流电力电子开关将晶闸管反并联串入交流电路如图所示，代替电

3、路中的机械开关，起接通和断开电路的作用，称为交流电力电子开关，也称为无触点开关。当触发信号送至晶闸管时可使电路在一个周期的任何时刻接通，但采用相位控制触发方式，会使电路中的正弦波出现缺角，而含有较大的高次皆波。与机械开关相比，它具有开关响应速度快，无触点（无电弧火花），寿命长，可频繁控制通断的优点。所以常用的是过零触发，即晶闸管在电压为零或零附近的瞬间接通，利用电流小于维持电流关断，这时开关对外界的电磁干扰最小。将电力电子开关（多为双向晶闸管）和其控制电路封装在一起构成无触点通断组件称为固态开关（SolidStateSuitch）,简称SS

4、S，它包括固态继电器（SolidStateRelay，SSR）和固态接触器（SolidStateCantactor，SSC）。固态开关一般采用环氧树脂封装，具有体积小，工作频率高的特点，适用于频繁操作或有腐蚀性易燃，多粉尘的场合。二、交流调功电路交流调动电路的形式和图6-1相同，控制方式也是通断控制，不过其控制目的是为了控制电路的平均输出功率。而交流电力电子开关并不去控制电路的平均输出功率，通常也没有明确的控制周期，交流电力电子开关只是根据需要接通或断开电路。交流调动电路将负载和交流电源接通几个整周期，再断开几个整周期，通过改变接通周期数和

5、断开周期数的比例来调节负载上的平均功率通常控制晶闸管的导通时刻都是在电源电压过零的时刻，这样，在交流电源接通期间，负载电压为正弦波，不会对电网电压造成谐波污染。图6-2为交流调功电路的典型波形，设控制周期为M倍的电源周期，其中晶闸管在前N个周期导通，在后M-N个周期关断。第二节单相交流调压电路1一、电阻负载2二、阻感负载3三、单相交流调压电路的谐波分析4四、斩控式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

6、路——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；交流电力电子开关——并不在意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路。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。一、电阻负载1.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

7、的一部分，负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同。2.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：输出电压与α的关系:移相范围为0≤α≤π。α=0时，输出电压为最大，Uo=U1。随着α的增大，Uo降低，α=π时，Uo=0。λ与α的关系：α=0时，功率因数λ=1，α增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低。1、工作原理负载阻抗角：Φ=arctan(ωL/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Φ；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；α=0时刻仍定为u1过零

8、的时刻，α的移相范围应为Φ≤α≤π。二、阻感负载阻感负载时的工作过程分析在ωt=α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=α+θ时i0