电力电子技术第5章 交流电力控制电路与直流变换电路.pptVIP

1）控制角 α =0°： 与三相整流电路不同，α = 0°是在相应每相电压的过零处给管子施加触发脉冲，此时晶闸管等效于二极管，电路正反向导通，相当于不受控制的三相交流电路，各相的电流为 2）控制角 α =60°： 以U相为例，晶闸管导通情况与电流波形如图5.16所示。ωt1时刻触发VT1导通，VT1与VT6构成电流回路，此时在线电压uUV作用下，有 * 3）控制角α=120°：图5.17为α=120°时的电流波形。注意，当ωt1时刻触发 VT1导通时，VT1与 VT6构成电流回路，导通到ωt2时，由于uUV电压过零反向，迫使VT1关断，VT1先导通30°。当ωt3时刻触发VT2导通时，由于采用脉宽大于60°的宽冲或双脉冲触发，故VT1仍有脉冲触发，此时在线电压uUW作用下，经VT1，VT2构成电流回路，使 VT1又重新导通30°。 * 图 5.16 控制角 α =60°晶闸管导通情况及线电流波形 * 图 5.17 控制角 α =120°时晶闸管导通情况及线电流波形 * 基本直流变换电路通常采用直流斩波电路（DC Chopper）形式，直流斩波电路是一种直接的直流-直流变换器（DC-DC Converter），其功能是将一种直流电源变换成另一种电压可调或固定的直流电源。 5.4.1 降压式直流斩波电路（Buck Chopper） 降压式直流斩波电路的电路原理图及工作波形如 5.18所示，电路中的控制器件 V 采用全控器件 IGBT，如果要使用普通晶闸管器件必须增设辅助关断电路。电路中的二极管 VD 起续流作用，在 V 关断时为电感 L存储的能量提供电流通路。 5.4 基本直流变换电路 * 根据控制器件 V 对输入直流电源调制的方式不同，直流斩波电路可以有三种不同的斩波形式，即： 1）脉冲调宽调制形式（Pulse Width Modulation，缩写为PWM）。斩波开关的调制周期T不变，调节控制开关导通时间ton与关断时间toff的比值。 2）脉冲频率调制形式。斩波开关导通时间ton不变，改变斩波开关的工作周期T。 3）混合控制形式。同时改变斩波开关的工作周期T和开关导通时间ton。 * 出版社 理工分社 电力电子技术 * 第5章 交流电力控制电路与直流变换电路 本章提要 本章主要介绍交流电力控制电路和直流变换电路。交流电力控制电路是只改变交流电的电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电力电子电路。本章前面 4 节介绍常用的交流开关、单相、三相交流调压技术及应用；直流-直流（DC/DC）变换器是指将一种直流电源变换为另一种形式（不同电压或电流）直流电源的电力电子装置。 * 5.1 交流开关及应用 晶闸管交流开关基本原理是将两只反并联的单向晶闸管串入交流电路中，替代传统的机械开关对电路进行通断控制。 5.1.1 晶闸管交流开关 （1）晶闸管交流开关的结构及触发形式 晶闸管交流开关的基本形式如图 5.1所示，图中给出了两种电路连接结构。电路中晶闸管可以在毫安级门极电流的通断触发下，控制几十至几百安培以上的负载电流的通断。交流开关的工作特点是晶闸管在承受正向电压时触发导通，而在电压过零或承受反压时自然关断。 * 图 5.1 晶闸管交流开关的基本电路形式 * * 图 5.3 自动温控电热炉应用电路 * （2）晶闸管交流开关的应用实例 晶闸管交流开关的应用如图 5.3 所示，图中由双向晶闸管替代传统的交流接触器构成了三相自动温控电热炉电路，当开关 Q 拨到“自动”位置时，炉温可以自动保持在给定温度控制范围内。 5.1.2 交流调功及控制 如果使晶闸管交流开关在端电压电压为零时触发，借助于负载电流过零时低于维持电流自然关断，就可以使电路波形为正弦整周期形式，这样可以避免高次谐波的产生，减少开关对电源的电磁干扰，这种触发方式称为过零触发方式。 * * * 图 5.4 单相交流调功基本电路及过零触发电压输出波形 * * 5.1.3 固态交流开关 固态交流开关是一种无触点通断组件，一般采用双向晶闸管作为负载电流控制开关。根据控制容量的不同，也称为固态继电器（Solid State Rlay，简称 SSR），或称为固态接触器（Solid State Con-tactor，简称 SSC）。固态交流开关分为非零压型开关和零压型开关，典型电路如图 5.5 和图 5.6所示。  * * 交流调压电路的工作状态与其控制的负载有很大的关系，按照负载性质的不同可分为电阻负载和电感负载进行讨论。 5.2.1 电