第四章交流调压课件.ppt

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 三、斩控式交流调压电路 特性 交流调功电路与交流调压电路的异同比较 电阻负载时的工作情况 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。 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。 广泛用于大功率交流电动机调速传动系统，实际使用的主要是三相输出交交变频电路。 1) 电路构成和基本工作原理 工作原理 P组工作时，负载电流io为正。 N组工作时，io为负。 两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电。 改变两组变流器的切换频率，就可改变输出频率ωo 。 改变变流电路的控制角a ，就可以改变交流输出电压的幅值。 * 电力电子技术 交 流 控 制 电 路 变频电路 改变频率的电路 交交变频 直接 交直交变频 间接 交流电力控制电路 只改变电压、电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路。 交流调压电路 相位控制 交流调功电路 通断控制 第四章 交流电力控制电路和交交变频电路 4.1 交流调压电路 交流调压电路的调压方式： 通断控制：改变晶闸管通断时间比值达到调压的目的。 相位控制：使晶闸管在电源电压每一周期中，选定的时刻内将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。 斩波控制：一般用于全控型器件。 交流调压的应用： 调温的工频加热和感应加热 灯光调节 泵及风机的感应电动机调速 变压器的初级调压 4.1.1 单相交流调压电路 一. 电阻性负载 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。 移相范围为： 0≤ a ≤π。 a =0时，Uo=U1。a =π时， Uo =0。 O u 1 u o i o u VT w t O w t O w t O w t 二. 电感性负载 负载阻抗角：j = arctan(wL / R) αφ时, i0的导通角θ180°, 正负半波电流间断, 且α越大, θ越小, 波形间断越严重。 α = φ时,波形为正弦波，且导通角θ=180°, 正负半周电流处于临界连续状态, 负载上获得最大功率,电流滞后电压φ角。 α φ时, θ180° ，窄脉冲时:当uG2出现时,VT1的电流还未到零,VT2不能导通,出现很大的直流分量。 晶闸管短接时，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。 当阻感负载, a j 时电路工作情况。 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。 宽脉冲触发： 带电感负载时, 最小控制角α=φ,此时UO最大 所以α的移相范围为φ~180°。 电路达到稳态时相当于α=φ的状态。 在交流电源u1的正半周 斩控式交流调压电路 用V1进行斩波控制 用V3给负载电流提供续流通道 用V2进行斩波控制 用V4给负载电流提供续流通道 在交流电源u1的负半周 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，和直流斩波电路一样，通过改变a 可调节输出电压。 电阻负载斩控式交流调压电路波形 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。 相同点 电路形式完全相同 不同点 控制方式不同 交流调压电路在每个电源周期都对输出电压波形进行控制。 交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周期,在断开几个周期,通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。 4.2 其他交流电力控制电路 4.2.1交流调功电路: 以交流电源周波数为控制单位。 2 p N p M 电源周期 控制周期 = M 倍电源周期 = 2 p 4 p M O 导通段 = M 3 p M 2 p M u o u 1 u o , i o w t U 1 2 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。 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。 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。 优点 响应速度快，无触点，寿命长