《电力电子技术》(第四)交流电力控制电路和交交变频电路.ppt

《电力电子技术》（第四版） 第4章交流电力控制电路和交交变频电路 引言 4.1 交流调压电路 4.2 其他交流电力控制电路 4.3 交交变频电路 4.4 矩阵式变频电路 本章要点 第4章 交流电力控制电路和交交变频电路 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 4.1 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。 4.1 交流调压电路 应用 1 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。 2 异步电动机软起动。 3 异步电动机调速。 4 供用电系统对无功功率的连续调节。 5 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。 4.1 交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 4.1.2 三相交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 1) 电阻负载 4.1.1 单相交流调压电路 1) 阻感负载 4.1.1 单相交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 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。 当a 角相同时，随着阻抗角j 的增大，谐波含量有所减少。 4.1.1 单相交流调压电路 4) 斩控式交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 4) 斩控式交流调压电路 4.1.1 单相交流调压电路 特性 4.1.2 三相交流调压电路 根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式 4.1.2 三相交流调压电路 三线四相 基本原理：相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120°工作。基波和3倍次以外的谐波在三相之间流动，不流过零线。 问题：三相中3倍次谐波同相位，全部流过零线。零线有很大3倍次谐波电流。 a =90°时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近。 4.1.2 三相交流调压电路 三相三线，主要分析阻负载时的情况 4.1.2 三相交流调压电路 (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。 4.1.2 三相交流调压电路 4.1.2 三相交流调压电路 (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。 4.1.2 三相交流调压电路 谐波情况 4.1.2 三相交流调压电路 2） 支路控制三角联结电路 4.1.2 三相交流调压电路 4.1.2 三相交流调压电路 典型用例——晶闸管控制电抗器（Thyristor Controlled Reactor—TCR） 4.1.2 三相交流调压电路 4.1.2 三相交流调压电路 仿真波形 仿真工具:可以用MATLAB/PSCAD等软件实现 4.2 其他交流电力控制电路 4.2.1 交流调功电路 交流调功电路与交流调压电路的异同比较 4.2.1 交流调功电路 电阻负载时的工作情况 4.2.1 交流调功电路 谐波情况 4.2.2 交流电力电子开关 概念 把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替电路中的机械开关，起接通和断开电路的作用。 4.2.2 交流电力电子开关 晶闸管投切电容（Thyristor Switched——Capacitor——TSC） 4.2.2 交流电力电子开关 晶闸管的投切 选择晶闸管投入时刻的原则：该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等，这样电容器电压不会产生跃变，就不会产生冲击电流。 理想情况下，希望电容器预充电电压为电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。 4.2.2 交流电力电子开关 TSC电路也可采用晶闸管和二极管反并联的方式 4.3 交交变频电路 4.3.1 单相交交变频器 4.3.2 三相交交变频器 4.3.1 单相交交变频器 晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor) 把电网频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路，属于直接变频电路。 广泛用于大功率交