电力电子技术第5-8章.ppt

交流变换电路 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 一、交流调功器 调功器是利用晶闸管的过零控制可以实现交流功率调节，这种装置称为调功器或周波控制器 控制方式有全周波连续式和全周波断续式两种。 如在设定周期Tc内导通的周波数为n，每个周波的周期为T（50Hz，T＝20ms），则调功器的输出功率调功器输出电压有效值Pn、Un为在设定周期Tc内晶闸管全导通时调功器输出的功率与电压有效值。显然，改变导通的周波数n就可改变输出电压或功率。 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。 单相交流调压电路电阻负载电路及波形 （a）电路图 (b)波形图 单相交流调压电路电阻负载电路及波形分析 通过改变a可得到不同的输出电压有效值，从而达到交流调压的目的。由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（a、π＋a）给触发脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。 电阻负载上交流电压有效值为 电流有效值 电路功率因数 电路的移相范围为0—π。 二、电感性负载 电感性负载的交流调压电路。下面分三种情况加以讨论。 （1） ，当时，θ180°，即正负半周电流断续，且越大，θ越小。电流电压波形如图(b)所示。 （2） ，当＝时，θ=180°，即正负半周电流临界连续。相当于晶闸管失去控制，电流电压波形如图(b)所示。 （3） ,若开始给VT1管以触发脉冲，VT1管导通，而且θ180°。如果触发脉冲为窄脉冲，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管关不断，VT2管不能导通。当VT1管电流到零关断时，ug2脉冲已消失，此时VT2管虽已受正压，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。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可采用宽脉冲或脉冲列触发。 单相交流调压电感负载电路 单相交流调压电感负载波形图 单相交流调压的特点： ①电阻负载时，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。否则会出现一个晶闸管无法导通，产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。 ③电感性负载时，最小控制角 。所以的移相范围为阻抗角～180°，电阻负载时移相范围为0～180°。 逆变电路 逆变的概念 逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。 交流侧接电网，为有源逆变。 交流侧接负载，为无源逆变。 有源逆变的工作原理 一、逆变过程的能量关系 如图1所示是直流发电机—电动机系统 (a) (b) (c) 分析结论(从以上分析中可以看出有两点需要注意)： （1）两个电势源同极性相接时，电流总是从高电势源流向低电势源，电流数值取决于两个电势之差和回路总电阻；当两电势反极性相接，回路电阻很小时，即形成电源短路，在工作中必须严防这类事故发生。 （2）电流从电源正极流出，则该电源输出功率，从电源正极流入，则该电源吸收功率。由于电功率为电流与电势的乘积，随着电势或电流方向的改变，电功率的流向也改变。 1）负载换流 由负载谐振电路产生一个电压，在换流时关断已经导通的晶闸管，一般有串联和并联谐振逆变电路，或两者共同组成的串、并联谐振逆变电路。 2）强迫换流 附加换流电路，在换流时产生一个反向电压关断晶闸管。 3）器件换流 利用全控型器件的自关断能力进行换流。 本章小结 将直流电变换为交流电的过程称为逆变，逆变包括有源逆变和无源逆变。有源逆变是将直流电变换为交流电反送到电网，主要用于直流电动机或交流电动机调速过程中的能量回馈制动。而无源逆变则是将直流电变换为频率和电压可调的交流电后供给负载使用，主要应用有不停电电源、中频或高频加热电源和变频器等。 无源逆变电路按直流电源的性质分为电压型和电流型两类，整流电路输出经过大电容滤波的为电压型，