第3章电力电子技术王云亮第三版.ppt

单相交流调压电路 (1)0°≤ a 60°：三管导通与两管导通交替，每管导通180°－a 。但a =0°时一直是三管导通。 (3)90°≤ a 150°：两管导通与无晶闸管导通交替，导通角度为300°－2 a。 ⑥ 控制角α ≥ 150o时 α150o以后，负载上没有交流电压输出。当Ug1触发VT1时，尽管VT6的触发脉冲仍存在，但由于uuuv，即，VT1、VT6承受反向电压，不可能导通，因此输出电压为零。 输出电压表达式 由于输出电压的波形在不同触发角范围内的组成不同，因此输出电压表达式也不同。 0 ≤ α≤ 60o 60o α≤ 90o 90o α≤ 150o 因此，α = 0o时输出全电压， α 增大则输出电压减小， α = 150o时输出电压为零。 每相负载上的电压已不是正弦波，但正、负半周对称。因此，输出电压中只有奇次谐波，以三次谐波所占比重最大。但由于这种线路没有零线，故无三次谐波通路，减少了三次谐波对电源的影响。 第3章 交-交变换器 3.1 简介 晶闸管单相和三相交流调压器 交-交变频器 交-交(AC-AC)变换器的应用 交流调压电路是将固定的交流电变换成输出电压有效值变化的交流电的装置。 控制方法： (1) 相位控制 它是使晶闸管在电源电压每一周期中、在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。 (2)通断控制 即把晶闸管作为开关，通过改变通断时间比值达到调压的目的。这种控制方式电路简单，功率因数高，适用于有较大时间常数的负载；缺点是输出电压或功率调节不平滑。 (3) 斩波控制 利用开关管的开关作用，以远高于交流电频率的频率，通过改变导通比，改变输出的交流电有效值，达到调压的目的。开关管应采用全控型电力电子器件。 3.2 相控交流调压电路 3.2.1 单相交流调压电路 1 电阻性负载的工作情况 正半周时刻触发管1，负半周时刻触发管2，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波。 负载上交流电压有效值U与控制角α的关系为 电流有效值 电路功率因数 电路的移相范围为0 ~ π 。 2 电感性负载的工作情况 当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角θ的大小，不但与控制角α有关，而且与负载阻抗角?有关。两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是 。 单相交流调压器电感性负载时的主电路和输出波形 当取不同的?角时， θ=f(α)的曲线如图所示， (1) 当α ? 时 稳定分量iB与自由分量is如图(b)所示，叠加后电流波形i2的导通角θ 180，正负半波电流断续， α愈大θ愈小，波形断续愈严重。 (2) 当α ?时 如果触发脉冲为窄脉冲，则当Ug2出现时，VT1的电流还未到零， VT2管受反压不能触发导通；待VT1中电流变到零关断， VT2承受正压时，脉冲已消失， 无法导通。这样使负载只有正半波，电流出现很大的直流分量，电路不能正常工作。 所以，带电感性负载时，晶闸管应当采用宽脉冲，这样在α ?时，虽然在刚开始触发晶闸管的几个周期内，两管的电流波形是不对称的，但当负载电流中的自由分量衰减后，负载电流即能得到完全对称连续的波形，电流滞后电源电压?角。 图4-5 aj时阻感负载交流调压电路工作波形 当阻感负载, a j 时电路工作情况。 图4-2 阻感负载单相交流调压电路 VT1的导通时间超过π 。 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π。 衰减过程中， VT1导通时间渐短， VT2的导通时间渐长。 (3) 当α = ?时 电流自由分量is=0，i2=iB；θ=180。正负半周电流处于临界连续状态，相当于晶闸管失去控制，负载上获得最大功率，此时电流波形滞后电压α = ?角。 相当于晶闸管是不可控的。所以晶闸管的移相范围 综上所述，单相交流调压可归纳为以下三点： ① 带电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角α可以改变负载电压有效值。 ② 带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当α ?时会发生有一个晶闸管无法导通的现象，电流出现很大的直流分量。 ③ 带电感性负载时，α的移相范围为? ～180o ，带电阻性负载时移相范围为0～180o。 3.2.2 相位控制的三相交