电力电子应用技术第4版王楠第4章节交流电力控制电路和交交变频电路.ppt

交流电力控制电路 和交交变频电路 概述 交流调压电路 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 单相交流调压电路 单相交流调压电路 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 单相交流调压电路 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 (4-5) 解方程得(4-6) 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： (4-7) VT2导通时，上述关系完同，只是io极性相反，相位差180° 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： 单相交流调压电路 负载电流有效值 IVT的标么值 单相交流调压电路 a j 时 单相交流调压电路 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: 单相交流调压电路 基波和各次谐波有效值 负载电流基波和各次谐波有效值 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 单相交流调压电路 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 当a 角相同时，随着阻抗角j 的增大，谐波含量有所减少 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 三相交流调压电路 三相四线 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 三相交流调压电路 三相三线，电阻负载时的情况 任一相导通须和另一相构成回路 电流通路中至少有两个晶闸管，应采用双脉冲或宽脉冲触发 触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路一样，为VT1~ VT6,依次相差60° 相电压过零点定为a的起点， a角移相范围是0°~ 150° 三相交流调压电路 三相交流调压电路 谐波情况 电流谐波次数为6k±1(k=1，2，3，…)，和三相桥式全控整流电路交流侧电流所含谐波的次数完全相同 谐波次数越低，含量越大 和单相交流调压电路相比，没有3倍次谐波，因三相对称时，它们不能流过三相三线电路 三相交流调压电路 2．支路控制三角联结电路 由三个单相交流调压电路组成，分别在不同的 线电压作用下工作 单相交流调压电路的分析方法和结论完全适用 输入线电流（即电源电流）为与该线相连的两个负载相电流之和 谐波情况 3倍次谐波相位和大小相同，在三角形回路中流动，而不 出现在线电流中 线电流中所谐波次数为6k±1(k为正整数) 在相同负载和a角时，线电流中谐波含量少于三相三线 星形电路 三相交流调压电路 典型用例——晶闸管控制电抗器（Thyristor Controlled Reactor—TCR） a移相范围为90°~ 180° 控制a角可连续调节流过电抗器的电流，从而调节无功功率 配以固定电容器，就可在从容性到感性的范围内连续调节无功功率，称为静止无功补偿装置(Static Var Campensator—SVC），用来对无功功率进行动态补偿，以补偿电压波动或闪变 三相交流调压电路 交流调功电路 以交流电源周波数为控制单位 ——交流调功电路 交流调功电路 交流调功电路 负载电压和负载电流（也即电源电流）的重复周期为M倍