《电力电子术》第五版第6章交流交流变流电路.ppt

引言 ■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。 ■交流-交流变换电路可以分为直接方式（即无中间直流环节）和间接方式（有中间直流环节）两种。 ■直接方式 ◆交流电力控制电路：只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路。 ◆变频电路：改变频率的电路。 6.1 交流调压电路 6.1.1 单相交流调压电路 6.1.2 三相交流调压电路 6.1 交流调压电路·引言 ■交流电力控制电路：把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以控制交流输出。此电路不改变交流电的频率。 ■交流电力控制电路的类型 ◆交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。 ◆交流调功电路：以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。 ◆交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。 ■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。 6.1.1 单相交流调压电路 6.1.2 三相交流调压电路 6.2 其他交流电力控制电路 6.2.1 交流调功电路 6.2.2 交流电力电子开关 6.2.1 交流调功电路 ?在交流电源接通期间，负载电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。 ?如果以电源周期为基准，电流中不含整数倍频率的谐波，但含有非整数倍频率的谐波，而且在电源频率附近，非整数倍频率谐波的含量较大。 6.2.2 交流电力电子开关 ■交流电力电子开关：把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替电路中的机械开关，起接通和断开电路的作用。 ■优点：响应速度快，没有触点，寿命长，可以频繁控制通断。 ■与交流调功电路的区别 ◆并不控制电路的平均输出功率。 ◆通常没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路的接通和断开。 ◆控制频度通常比交流调功电路低得多。 6.3 交交变频电路 6.3.1 单相交交变频电路 6.3.2 三相交交变频电路 6.3.1 单相交交变频电路 ?输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压段数减少，波形畸变严重，电压波形畸变及其导致的电流波形畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。 ?就输出波形畸变和输出上限频率的关系而言，很难确定一个明确的界限。 ?当采用6脉波三相桥式电路时，一般认为输出上限频率不高于电网频率的1/3~1/2，电网频率为50Hz时，交交变频电路的输出上限频率约为20Hz。 6.3.2 三相交交变频电路 ◆输出上限频率和输出电压谐波与单相交交变频电路是一致的。 ◆输入电流 ?总的输入电流由三个单相电路的同一相输入电流合成而得到。 ?有些谐波相互抵消，谐波种类有所减少，总的谐波幅值也有所降低。 ?谐波频率为 ■交交变频电路是一种直接变频电路。 ◆交交变频电路的优缺点（和交直交变频电路比较） ?只用一次变流，效率较高。 ?可方便地实现四象限工作。 ?低频输出波形接近正弦波。 ?接线复杂，如采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管。 ?受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低；输入功率因数较低。 ?输入电流谐波含量大，频谱复杂。 ◆交交变频电路主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低转速的交流调速电路中，目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合获得了较多的应用，既可用于异步电动机传动，也可用于同步电动机传动。 6.4 矩阵式变频电路 本章小结 ■本章的要点如下 ◆交流—交流变流电路的分类及其基本概念。 ◆单相交流调压电路的电路构成，在电阻负载和阻感负载时的工作原理和电路特性。 ◆三相交流调压电路的基本构成和基本工作原理。 ◆交流调功电路和交流电力电子开关的基本概念。 ◆晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作原理和输入输出特性。 ◆各种交流—交流变流电路的主要应用。 ◆矩阵式交交变频电路的基本概念。 优点 缺点 图6