电力电子技术第5版教学课件作者王兆安刘进军1_第6章节课件幻灯片.pptVIP

09FB4 主编 第6章第7章第5章的直流斩波电路实际上采用的就是PWM技术。这种电路把直流电压“斩”成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需的输出电压。改变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制，只是因为输入电压和所需要的输出电压都是直流电压，因此脉冲既是等幅的，也是等宽的，仅仅是对脉冲的占空比进行控制，这是PWM控制中最为简单的一种情况。 第6章中涉及到PWM控制技术的地方有两处，一处是第6.1节中的斩控式交流调压电路，另一处是第6.4节矩阵式变频电路。斩控式交流调压电路的输入电压和输出电压都是正弦波交流电压，且二者频率相同，只是输出电压的幅值要根据需要来调节。因此，斩控后得到的PWM脉冲的幅值是按正弦波规律变化的，而各脉冲的宽度是相等的，脉冲的占空比根据所需要的输出输入电压比来调节。矩阵式变频电路的情况更为复杂，其输入电压是正弦交流，这就决定了PWM脉冲是不等幅的。 其输出电压也是正弦波交流，但和输入电压频率不等，且输出电压是由不同的输入线电压组合而成的，因此PWM脉冲既不等幅，也不等宽。第6章中在讲述上述电路时，并未涉及PWM控制的基本原理，讲述也很简单。在学过本章7.1节的PWM控制的基本原理后，读者将会对上述电路的控制方法和原理有更深入的理解。 第6章 6.1　交流调压电路6.2　其他交流电力控制电路6.3　交-交变频电路6.4　矩阵式变频电路 6.1　交流调压电路 6.1.1　单相交流调压电路1.电阻负载 图６-１　电阻负载单相交流调压电路及其波形 6.1　交流调压电路 2.阻感负载 图6-2　阻感负载单相交流调压电路及其波形 解该方程得 图6-3　单相交流调压电路以φ为参变量的θ和α关系曲线 图6-4　单相交流调压电路φ为参变量时和α关系曲线 6.1　交流调压电路 图6-5　αφ时阻感负载交流调压电路工作波形 例6-1：一单相交流调压器，输入交流电压为220V，50Hz，为阻感负载，其中R=8Ω，XL=6Ω。试求α＝π/6、α＝π/3时的输出电压、电流有效值及输入功率和功率因数。解：负载阻抗及负载阻抗角分别为① 当α=π/6时，由于αφ,因此晶闸管调压器全开放，输出电压为完整的正弦波，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为② 当α=π/3时，先计算晶闸管的导通角，由式(6-7)得 6.1　交流调压电路 解上式可得晶闸管导通角为3.单相交流调压电路的谐波分析 图6-6　电阻负载单相交流调压电路基波和谐波电流含量 4.斩控式交流调压电路 图6-7　斩控式交流调压电路原理图 6.1　交流调压电路 图6-8　电阻负载时斩控式交流调压电路波形 6.1.2　三相交流调压电路 图6-9　三相交流调压电路a)星形联结　b)支路控制三角形联结　c)中点控制三角形联结 1.星形联结电路1)0°≤α60°范围内，电路处于三个晶闸管导通与两个晶闸管导通的交替状态，每个晶闸管导通角为180°－α。2)60°≤α90°范围内，任一时刻都是两个晶闸管导通，每个晶闸管的导通角为120°。 6.1　交流调压电路 3)90°≤α150°范围内，电路处于两个晶闸管导通与无晶闸管导通的交替状态，每个晶闸管导通角为300°－2α，而且这个导通角被分割为不连续的两部分，在半周波内形成两个断续的波头，各占150°－α。 图6-10　不同α时负载相电压波形及晶闸管导通区间a)α=30°　b)α=60°　c)α=120° 6.1　交流调压电路 2.支路控制三角联结电路 6.2　其他交流电力控制电路 6.2.1　交流调功电路 图6-11　交流调功电路典型波形(M=3、N=2) 6.2　其他交流电力控制电路 图6-12　交流调功电路的电流频谱图(M=3、N=2) 6.2.2　交流电力电子开关 6.3　交-交变频电路 6.3.1　单相交-交变频电路1.电路构成和基本工作原理 图6-13　单相交-交变频电路原理图和输出电压波形 2.整流与逆变工作状态 图6-14　理想化交-交变频电路的整流和逆变工作状态a)电路原理图　b)电流、电压波形 图6-15　单相交-交变频电路输出电压和电流波形 3.输出正弦波电压的调制方法4.输入输出特性(1)输出上限频率　交-交变频电路的输出电压是由许多段电网电压拼接而成的。 6.3　交-交变频电路 图6-16　余弦交点法原理 图6-17　不同γ时α和t的关系 (2)输入功率因数　交-交变频电路采用的是相位控制方式，因此其输入电流的相位总是滞后于输入电压，需要电网提供无功功率。 图6-18　交-交变频电路的输入位移因数 (3)输出电压谐波　交-交变频电路输出电压的谐波频谱是非常复杂的，它既和电网频率fi以及变流电路的脉波数有关，也和输出频率fo有关。 6.3　交-交变频电路 (4)输入电流谐