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第六讲 交流-交流变换电路 第一讲 电力电子基础 Fundamental Power Electronics 第六讲 交流-交流变换电路 东南大学电气工程学院 2010年 交流交流变换电路 概述 交流调压电路 其他交流电力控制电路 交交变频电路 小结 1.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，可改变电压、电流、频率和相数等 1.交流电力控制电路—改变电压、电流或电路的通断，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 2.变频电路——改变频率，多不改变相数，或改变相数 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 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 2.交流调压电路 相控式单相交流调压电路 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?进行控制就可以调节输出电压。?=0为电压过零时刻。 输出电压与?的关系:? 移相范围为0≤?≤?。 ?=0，输出电压为最大，Uo=U1。随?的增大，Uo降低，? =?， Uo =0。 功率因数?与?的关系： ?=0时，功率因数? =1， ?增大，输入电流滞后于电压且畸变，?降低 相控式单相交流调压电路 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 相控式单相交流调压电路 阻感负载 阻感负载时?的移相范围 负载阻抗角： ?= arctan(?L/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? 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 ?=0时刻仍定为u1过零的时刻，?的移相范围应为?≤?≤? 相控式单相交流调压电路 阻感负载 在ωt = ? 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° 相控式单相交流调压电路 相控式单相交流调压电路 负载电压有效值 晶闸管电流有效值 相控式单相交流调压电路 相控式单相交流调压电路 相控式单相交流调压电路 相控式单相交流调压电路 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?角相同时，随着阻抗角?的增大，谐波含量有所减少。 斩控式单相交流调压电路 工作原理 和直流斩波电路类似 u1正半周，用V1进行斩波控制，V3提供续流通道 u1负半周，用V2进行斩波控制，V4提供续流通道 设斩波器件（V1或V2）导通时间为ton，开关周期为T，则导通比? = ton/T，改变a 可调节输出电压 特性 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。 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 星形(Y)联结电路: 三相四线 基本原理：各相可单独控制。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。?=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 星形(Y)联结电路: 三相三线—将三相四线中的零线去掉 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?的起点， ?角移相范围是0?~150° 三相交流调压电路 三相交流调压电路 0?≤?60?： 三管导通与两管导通交替，每管导通180?－? 。但? =0°时一直是三管导通。 三相交流调压电路 60?≤? 90?： 两管导通，每管导通120° 三相交流调压电路 90?≤?150?： 两管导通与无晶闸管导通交替，导通角度为300?－2?。 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。