《交流调压》课件.pptVIP

交流调压电力电子技术的重要分支实现电压精确控制的关键技术

课程目标掌握基本原理理解交流调压基础理论熟悉典型电路分析各种调压电路结构运用设计方法掌握系统设计关键点了解应用实例

交流调压的基本原理调节输入电压幅值通过改变输入电压有效值控制有功功率传输调节负载获得的功率大小保持频率不变维持与电网相同频率实现能量传递控制

交流调压的应用领域工业生产电炉温控电机软启动自动化生产线电力系统输电线路补偿负载平衡电网稳定民用电器照明调光家电控制

交流调压的发展历史120世纪初机械式调压器出现21950年代磁放大器调压技术31970年代晶闸管调压广泛应用421世纪

交流调压的重要性30%能效提升平均节能效果99.9%供电可靠性稳定运行率5倍设备寿命延长使用时间40%维护成本

交流电基础知识回顾正弦波形交流电的基本波形特征频率每秒完成周期的次数幅值波形峰值的大小相位

电压、电流和功率关系1视在功率S电压有效值与电流有效值乘积2有功功率P实际消耗的功率3无功功率Q电感电容元件交换的功率4功率因数cosφ

单相交流电路两根导线一根火线一根零线电压波形220V有效值正弦波常见应用家庭照明和小功率电器功率计算

三相交流电路星形连接三相四线制三角形连接三相三线制工业应用大功率设备供电

交流调压的方法概览变压器调压利用变比原理改变电压晶闸管调压控制导通角调节有效值磁饱和调压利用铁芯饱和特性电力电子调压利用功率半导体器件

自耦变压器调压原理单一绕组结构初级次级共用部分绕组抽头切换改变匝数比调节电压电压变比输出电压与匝数比例成正比

自耦变压器调压优缺点优点体积小重量轻效率高成本低缺点无电气隔离短路危险性大变比范围有限抽头切换有火花

磁饱和电抗器调压原理

磁饱和电抗器调压特点无触点调节无机械磨损可靠性高结构简单坚固响应较慢磁滞现象影响速度体积大重量重需要大型铁芯

晶闸管调压原理相位控制控制导通延迟角改变有效值截取部分正弦波触发控制脉冲信号控制导通电压调节输出电压随导通角变化

晶闸管调压电路结构功率晶闸管主要控制元件触发电路产生脉冲信号滤波电路抑制谐波干扰保护电路防止过流过压

单相晶闸管调压电路导通角(°)输出电压(%)

三相晶闸管调压电路星形连接各相独立控制适合不平衡负载结构简单三角形连接环流问题相互影响控制复杂六脉波桥式全控型调压范围大效率高

晶闸管调压控制策略智能化控制自适应优化数字控制精确触发角控制3模拟控制基本触发电路

相控制技术过零检测识别电压波形过零点延时计算根据设定值计算延迟角脉冲产生在计算时刻产生触发脉冲晶闸管触发器件导通开始传输功率

整周期控制技术正弦波周期识别检测完整周期通/断周期计算确定导通周期数量过零点触发在电压过零点切换状态功率精确控制按周期数调节平均功率

PWM控制技术谐波含量(%)控制精度(%)

交流调压中的电磁兼容性问题电磁干扰影响周围电子设备谐波污染导致电网波形畸变瞬态过程产生电压尖峰传导噪声通过导线传播干扰

谐波产生及其影响23%效率损失能量浪费35°C温度升高设备过热2倍线路损耗导线发热增加15%设备寿命缩短使用时间

谐波抑制方法无源滤波LC滤波器调谐滤波器宽带滤波器有源滤波并联型APF串联型APF混合型APF电路拓扑优化多脉波整流PWM控制多电平技术

功率因数校正技术检测测量电压电流相位差计算确定补偿量补偿加入无功功率优化调整至最佳状态

软启动技术原理降低起动电压减小起动电流电压斜坡上升缓慢增加至额定值平滑过渡避免冲击和振动

软启动器结构及工作原理功率单元背靠背晶闸管控制单元微处理器控制系统操作界面参数设置和状态显示保护单元过载短路保护装置

软启动器应用案例水泵控制防止水锤效应输送带防止物料剧烈晃动空压机延长机械寿命

交流调功技术工业加热照明控制电机控制其他领域

交流调功在电炉中的应用电阻炉相位控制温度精确调节热效率高电弧炉电流稳定控制弧长自动调节功率因数补偿感应炉频率控制功率精确调节快速加热能力

交流调功在照明系统中的应用

交流调压在电机控制中的应用1软启动减小启动电流冲击速度调节改变电压调整转速3转矩控制调整电机输出力矩软停车缓慢减速避免冲击

变频调速原理电压整流交流转直流直流滤波平滑直流电压逆变输出直流转可变频交流频率控制改变频率调节速度

变频器结构及工作原理整流单元将交流电转换为直流电直流母线储能和滤波逆变单元输出可变频率交流电

变频调速系统设计要点系统优化能效与性能平衡保护设计完善的安全保护机制控制算法先进的矢量控制方法功率匹配合理选择变频器容量

交流调压器件：可控硅工作特性单向导通触发后持续导通零流关断主要参数额定电压额定电流临界电流触发电压应用场合大功率调压软启动器交流接触器

交流调压器件：IGBT开关特性高频开关能力性能优势低导通压降高开关速度驱动方式电压控制简单直接适用范围中高频变频器

交流调压器件