交流电力控制电路和交-交变频电路PPT.ppt

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- * 1 2 t t t t u s i C u C VT 1 VT 2 t t u VT 1 u u s i C u C C VT 1 VT 2 VT 1 图4-16 TSC理想投切时刻原理说明 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- * 由于二极管的作用，在电路不导通时uC总会维持在电源电压峰值。 成本稍低，但响应速度稍慢，投切电容器的最大时间滞后为一个周波。 1 2 t t t t u s i C u C VT 1 VT 2 t t u VT 1 u u s i C u C C VT 1 VT 2 VT 1 图4-16 TSC理想投切时刻原理说明 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- * 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。 4- * 4.3.1 单相交交变频器 1) 电路构成和基本工作原理 4- * 图4-18 单相交交变频电路原理图和输出电压波形 电路构成 如图4-18，由P组和N组反并联的晶闸管变流电路构成，和直流电动机可逆调速用的四象限变流电路完全相同。 变流器P和N都是相控整流电路。 4.3.1 单相交交变频器 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wo 。 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。 4- * 图4-18 单相交交变频电路原理图和输出电压波形 4.3.1 单相交交变频器 为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对a 角进行调制。 4- * 在半个周期内让P组 a 角按正弦规律从90°减到0°或某个值，再增加到90°，每个控制间隔内的平均输出电压就按正弦规律从零增至最高，再减到零。另外半个周期可对N组进行同样的控制。 uo由若干段电源电压拼接而成，在uo的一个周期内，包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。 4.3.1 单相交交变频器 2) 整流与逆变工作状态 4- * 图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 阻感负载为例，也适用于交流电动机负载。 把交交变频电路理想化，忽略变流电路换相时uo的脉动分量，就可把电路等效成图4-19a所示的正弦波交流电源和二极管的串联。 4.3.1 单相交交变频器 设负载阻抗角为j ，则输出电流滞后输出电压j 角。 两组变流电路采取无环流工作方式，即一组变流电路工作时，封锁另一组变流电路的触发脉冲。 4- * 图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 4.3.1 单相交交变频器 工作状态 4- * 图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 t1~t3期间：io正半周，正组工作，反组被封锁。 t1~ t2： uo和io均为正，正组整流，输出功率为正。 t2 ~ t3 ： uo反向， io仍为正，正组逆变，输出功率为负。 4.3.1 单相交交变频器 t3 ~ t5期间： io负半周，反组工作，正组被封锁。 t3 ~ t4 ：uo和io均为负，反组整流，输出功率为正。 t4 ~ t5 ： uo反向， io仍为负，反组逆变，输出功率为负。 4- * 图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 小结： 哪一组工作由io方向决定，与uo极性无关。 工作在整流还是逆变，则根据uo方向与io方向是否相同确定。 4.3.1 单相交交变频器 4- * 当uo和io的相位差小于90°时，一周期内电网向负载提供能量的平均值为正，电动机工作在电动状态。 当二者相位差大于90°时，一周期内电网向负载提供能量的平均值为负，电网吸收能量，电动机为发电状态。 考虑无环流工作方式下io过零的死区时间，一周期可分为6段。 图4-20 单相交交变频电路输出电压和电流波形 第1段 io 0， uo 0，反组逆变 第2段 电流过零，为无环流死区 第3