[信息与通信]第4章 交流电力控制电路和交-交变频电路.ppt

4- 1 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 4- 2 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 第4章 交流电力控制电路和交交变频电路 4- 3 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。 电路图 4- 4 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- 5 4.1.1 单相交流调压电路 4.1.2 三相交流调压电路 4.1 交流调压电路 4- 6 4.1.1 单相交流调压电路 1) 电阻负载 图4-1 电阻负载单相交流调压电路及其波形 输出电压与 α 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。 4- 7 若晶闸管短接，稳态时负载电流为正弦波，相位滞后于u1的角度为j ，当用晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后。 a =0时刻仍定为u1过零的时刻，a 的移相范围应为j ≤ a ≤ π。 1) 阻感负载 图4-2 电阻负载单相交流调压电路及其波形 负载阻抗角： j = arctan(wL / R) 4.1.1 单相交流调压电路 4- 8 q 0 20 100 60 140 180 20 100 60 / (° ) 180 140 a / (° ) j = 90° 75° 60° 45° 30° 15° 0° 图4-3 单相交流调压电路以a为参变量的θ和a关系曲线 当 a = j 时 θ = π 当 a j 时 θ π 以j 为参变量，利用（4－7)可把a 和θ 的关系表示成右图。 4.1.1 单相交流调压电路 4- 9 图4-4 单相交流调压电路a为参变量时I VTN和a关系曲线 j = 90° 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 160 180 0 40 120 80 75° 60° 45° j = 0 a / (° ) I VTN 负载电流有效值 (4-10) IVT的标么值 (4-11) 4.1.1 单相交流调压电路 4- 10 当阻感负载, a j 时电路工作情况。 图4-2 阻感负载单相交流调压电路 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。 4.1.1 单相交流调压电路 4- 11 3) 单相交流调压电路的谐波分析 电阻负载 图4-6 电阻负载单相交流调压电路基波和谐波电流含量 4.1.1 单相交流调压电路 4- 12 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。 阻感负载 4.1.1 单相交流调压电路 4- 13 4) 斩控式交流调压电路 在交流电源u1的正半周 4.1.1 单相交流调压电路 用V1进行斩波控制 用V3给负载电流提供续流通道 4- 14 用V2进行斩波控制 用V4给负载电流提供续流通道 图4-7 斩控式交流调压电路 4) 斩控式交流调压电路 在交流电源u1的负半周 4.1.1 单相交流调压电路 4- 15 特性 图4-8 电阻负载斩控式交流调压电路波形 4.1.1 单相交流调压电路 电源电流的基波分