《电力电子技术》第4章 交流电力控制电路和交-交变频电路-教学课件（非AI生成）.pptx

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;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;交流电力控制电路;4.1交流调压电路;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。;

一.单相交流调压电路

二.三相交流调压电路;1)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a进行控制就可以调节输出电压；

正负半周a起始时刻（a=0）均为电压过零时刻，稳态时，正负半周的a相等；

负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同。

;图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形;数量关系

负载电压有效值(4-1)

负载电流有效值： (4-2)

晶闸管电流有效值(4-3)：

功率因数(4-4):

;输出电压与a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。;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。;阻感负载时的工作过程分析

在ωt=a时刻开通VT1，负载电流满足

(4-5)

解方程得(4-6)

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：

(4-7)

VT2导通时，上述关系完全相同，只是io极性相反，相位差180°;q;数量关系

负载电压有效值

(4-8)

晶闸管电流有效值

(4-9)

;图4-4单相交流调压电路a为参变量时IVTN和a关系曲线;图4-5aj时阻感负载交流调压电路工作波形;如图(a)所示为α?情况下的电流波形，io既不连续，又非正弦。当α?时，分两种情况(b)(c).;

综上所述，单相交流调压可归纳为以下三点：

①带电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角α可以改变负载电压有效值。

②带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当αφ时会发生有一个晶闸管无法导通的现象，电流出现很大的直流分量。

③带电感性负载时，α的移相范围为φ~180，带电阻性负载时移相范围为0~180。;3)单相交流调压电路的谐波分析 ;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。;4)斩控式交流调压电路

;用V2进行斩波控制; 一般采用全控型器件作为开关器件

工作原理

基本原理和直流斩波电路有类似之处

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a=ton/T，改变a可调节输出电压

;特性;;三线四相

基本原理：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。a=90°时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近。;三相三线，主要分析阻负载时的情况;