电力电子技术第五章解析.ppt

《电力电子技术》 第五章 AC-AC变换技术 主讲：李 善 寿 电话: 0551-3513140 电邮:xlisq79@163.com 第5章 AC-AC变换技术 概述 5.1 交流调压电路 5.1.1 单相交流调压电路 5.1.2 三相交流调压电路 5.2 其他交流电力控制电路 4.2.1 交流调功电路 4.2.2 交流电力电子开关 5.3 交交变频电路 5.3.1 单相交交变频电路 5.3.2 三相交交变频电路 5.4 矩阵式变频电路 本章小结 概 述 交流-交流变流电路——一种形式的交流变成另一种形式交流的电路，可改变相关的电压、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 交流调压电路——相位控制（或斩控式）， 交流调功电路及交流无触点开关——通断控制， 变频电路——改变频率，大多不改变相数，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，直接变频电路 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,间接变频电路， 5.1 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， 5.1 交流调压电路 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 5.1.1 单相交流调压电路 1．电阻负载 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的一部分，负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同 5.1.1 单相交流调压电路 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 5.1.1 单相交流调压电路 输出电压与a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，功率因数λ=1， a增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低 5.1.1 单相交流调压电路 2．阻感负载 阻感负载时a的移相范围 负载阻抗角：j = arctan(wL / 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j 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 a =0时刻仍定为u1过零的时刻，a的移相范围应为j ≤ a ≤π 5.1.1 单相交流调压电路 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，上述关系完同，只是io极性相反，相位差180° 5.1.1 单相交流调压电路 数量关系 负载电压有效值 晶闸管电流有效值 5.1.1 单相交流调压电路 负载电流有效值 IVT的标么值 5.1.1 单相交流调压电路 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