教学课件电力电子技术5青岛科技大学.pptVIP

第四章;交流电力控制电路和交交变频电路;概 述;概 述;4.1 交流调压电路AC voltage controllers ;4.1 交流调压电路 AC voltage controllers ;交流调压电路的应用： 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）（ Lighting control ） 异步电动机软起动（Soft- start of asynchronous motors ） 异步电动机调速(Adjustable speed drive of asynchronous motors ） 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 ;4.1.1 单相交流调压电路Single-phase AC voltage controller ;图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形;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;2．阻感负载Inductive (Inductor- resistor) load 阻感负载时a的移相范围 负载阻抗角：j = arctan(wL / R) 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;a j 时;4．斩控式交流调压电路;特性 电源电流的基波分量和电源电压同相位。 电源电流不含低次谐波，只含和开关周期T有关的高次谐波 功率因数接近1;4.1.2 三相交流调压电路;典型用例——晶闸管控制电抗器 (Thyristor Controlled Reactor—TCR） 控制a角可连续调节流过电抗器 的电流，从而调节无功功率 配以固定电容器，就可在从容性到感性的范围内连续调节无功功率，称为静止无功补偿装置(Static Var Campensator—SVC），用来对无功功率进行动态补偿，以补偿电压波动或闪变. ;4.2 其他交流电力控制电路Other AC controllers ;4.2.1 交流调功电路(AC power controller );4.2.1 交流调功电路;电阻负载时的工作情况 控制周期为M倍电源周期，晶闸管在前N个周期导通，后M－N个周期关断;4.2.2交流电力电子开关Electronic AC switch ; 晶闸管投切电容器（TSC） 对无功功率控制，可提高功 率因数，稳定电网电压，改 善供电质量 性能优于机械开关投切的电 容器;两??反并联的晶闸管起着把C并入电网或从电网断开的作用（图4-15a） 串联电感很小，用来抑制电容器投入电网时的冲击电流 实际工程中，为避免电容器组投切造成较大冲击，一般把电容器分成几组（图4-15b），可根据电网对无功的需求而改变投入电容器的容量 TSC实际上为断续可调的动态无功功率补偿器 ;4.3 交交变频电路;1．电路构成和基本工作原理;工作原理 P组工作时，负载电流io为正，N组工作时，io为负 两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电 改变两组变流器的切换频率，就可改变输出频率wo 改变变流电路的控制角a，就可以改变交流输出电压的幅值 ;为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对a角进行调制 ;图4-20 单相交交变频电路输出电压和电流波形;2.输入输出特性 1) 输出上限频率 ;4.3.1 单相交交变频电路;2) 输入功率因数 输入电流相位滞后于输入电压，需要电网提供无功功率 负载功率因数越低，输入功率因数也越低 不论负载功率因数是滞后的还是超前的，输入的无功电流总是滞后 ;3) 输出电压谐波 输出电压的谐波频谱非常复杂，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 采用三相桥时，输出电压所含主要谐波的频率为 6fi±fo，6fi±3fo，6fi±5fo，… 12fi±fo，12fi±3fo，12fi±5fo，… 采用无环流控制方式时，由于电流方向改变时死区的影响，将增加5fo、7fo等次谐波;4) 输入电流谐波 输入电流波形和可控整流电路的输入波形类似，但其幅值和相位均按正弦规律被调制 采用三相桥式电路的交交变频电路输入电流谐波频率 (4-19) 和 (4-2