第6章交交变换2016讲述.ppt

30-1 第6章 交流-交流变流电路 ■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。包括电压、电流、频率、相数等。 ■交流-交流变换电路可以分为直接方式（即无中间直流环节）和间接方式（有中间直流环节）两种。 ■直接方式 ◆交流电力控制电路：只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路。 ◆变频电路：改变频率的电路。 6.2 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——并不着意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路， 6.2.1 单相交流调压电路 负载电流有效值 IVT的标么值 数量关系 负载电压有效值 晶闸管电流有效值 a j 时的工作情况 VT1提前通，L被过充电，放电时间延长， VT1的导通角超过π 触发VT2时， io尚未过零， VT1仍导通， VT2不通 io过零后， VT2开通， VT2导通角小于π 方程式(4-5)和(4-6)所得io表达式仍适用，只是a≤ωt ∞ 过渡过程和带R-L负载的单相交流电路在ωt =a (a j)时合闸的过渡过程相同 io由两个分量组成：正弦稳态分量、指数衰减分量 衰减过程中， VT1导通时间渐短， VT2的导通时间渐长 稳态的工作情况和a =j时完全相同 3．单相交流调压电路的谐波分析 电阻负载的情况 波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶次谐波 式中 (n=3,5,7,…) (n=3,5,7,…) 基波和各次谐波有效值 (n=1,3,5,7,…) (4-13) 负载电流基波和各次谐波有效值 (4-14) 电流基波和各次谐波标么值随 a 变化的曲线（基准电流为a =0时 的有效值）如图4-6所示 阻感负载的情况 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 a 角相同时，随着阻抗角j 的增大，谐波含量有所减少 4．斩控式交流调压电路 一般采用全控型器件作为开关器件 工作原理 基本原理和直流斩波电路有类似之处 u1正半周，用V1进行斩波控制，V3提供续流通道 u1负半周，用V2进行斩波控制，V4提供续流通道 设斩波器件（V1或V2）导通时间为ton，开关周期为T，则导通比a = ton/T，改变a 可调节输出电压 特性 电源电流的基波分量和电源电压同相位，即位移因数为1 电源电流不含低次谐波，只含和开关周期T有关的高次谐波 功率因数接近1 1. 了解三相交流调压电路结构 2. 了解输出电压的组成：根据不同触发延迟角形成的不同相电压和1/2的线电压组成的分段电压 以交流电源周波数为控制单位——交流调功电路 对电路通断进行控制——交流电力电子开关 与交流调压电路的异同 电路形式完全相同 控制方式不同：将负载与电源接通几个周波，再断开几个周波，改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率 应用 常用于电炉的温度控制 因其直接调节对象是电路的平均输出功率，所以称为交流调功电路 控制对象时间常数很大，以周波数为单位控制即可 通常晶闸管导通时刻为电源电压过零的时刻，负载电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染 电阻负载时的工作情况 控制周期为M倍电源周期，晶闸管在前N个周期导通，后M－N个周期关断 当M=3、N=2时的电路波形如图6-10 负载电压和负载电流（也即电源电流）的重复周期为M倍电源周期 谐波情况 图6-11的频谱图（以控制周期为基准）。In为n次谐波有效值， Io为导通时电路电流幅值 以电源周期为基准，电流中不含整数倍频率的谐波，但含有非整数倍频率的谐波 而且在电源频率附近，非整数倍频率谐波的含量较大 晶闸管反并联后串入交流电路 作用：代替机械开关，起接通和断开电路的作用 优点：响应速度快，无触点，寿命长，可频繁控制通断 与交流调功