电力电子技术第6章 交流变换电路.pptVIP

* 电阻负载时的工作情况 2 p N p M 电源周期 控制周期 = M 倍电源周期 = 2 p 4 p M O 导通段 = M 3 p M 2 p M u o u 1 u o , i o w t U 1 2 交流调功电路典型波形(M =3、N =2) 6.2 交流调功电路 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。 负载电压和负载电流（也即电源电流）的重复周期为M倍电源周期。 * 谐波情况 0 12 14 谐波次数 相对于电源频率的倍数 交流调功电路的 电流频谱图(M =3、N =2) 2 4 6 10 8 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 5 1 2 3 4 I n / I 0m 6.2 交流调功电路 图所示为交流调功电路的频谱图（以控制周期为基准）。In为n次谐波有效值， Io为导通时电路电流幅值。 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。 交流调功电路的优点是控制方式简单，功率因数高；缺点是输出电压调节不平滑。 适用于有较大时间常数的负载中。 * 6.3 交流电力电子开关 概念 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，无触点，寿命长，可频繁控制通断，适合于操作频繁、易燃和多粉尘的场合 。 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 交流电力电子开关 典型应用：晶闸管投切电容器 晶闸管投切电容器（TSC）是一种利用晶闸管交流电力电子开关代替机械开关，实现对电网无功补偿的装置。 基本原理：两个反并联的晶闸管起着把电容器投入电网或者从电网切除的功能，电感L的作用是抑制冲击电流，其电感值很小。 * 6.4 交交变频电路 6.4.1 单相交交变频电路 6.4.2 三相交交变频电路 * 交交变频电路广泛用于大功率、低转速的交流电动机调速传动系统，实际使用的主要是三相输出交交变频电路。 变频电路 交交变频电路 交直交变频电路 把电网频率的交流电直接变成频率可调的交流变换电路 先经过交流变直流，再把直流变交流的变频电路 6.4 交交变频电路 * （1） 电路结构和基本工作原理 6.4.1 单相交交变频电路 电路构成 如图，由P组和N组反并联的晶闸管变流电路构成。 变流器P和N都是相控整流电路。 * 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。 6.4.1 单相交交变频电路 * 为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对a 角进行调制。 6.4.1 单相交交变频电路 如果在一个周期内控制触发延迟角固定不变，则输出波形如图所示，输出电为矩形波。 故在半个周期内让P组 a 角按正弦规律从90°减到0°或某个值，再增加到90°，每个控制间隔内的平均输出电压就按正弦规律从零增至最高，再减到零。另外半个周期可对N组进行同样的控制。 * 为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对a 角进行调制。 6.4.1 单相交交变频电路 从图6.12波形图中可以看出，输出电压并不是平滑的正弦波，而是由若干段电源电压拼接而成的。 在输出电压的一个周期中，所包含的电源电压段数越多，输出电压波形就越接近正弦波 所以交交变频电路中的整流器通常采用桥式整流电路即6脉波整流电路或者12脉波整流电路。 * （2） 单相交交变频电路的工作状态 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态 阻感负载为例，也适用于交流电动机负载。 把交交变频电路理想化，忽略变流电路换相时uo的脉动分量，就可把电路等效成图所示的正弦波交流电源和二极管的串联。 * 6.1 交流调压电路 6.2 交流调功电路 6.3 交流电力电子开关 6.4 交交变频电路 第6章 交流-交流变换电路 * 本章主要讲述 交流-交流变流电路 将一种形式的交流电变成另一种形式交流电的电路，即把交流电能的参数（幅值、相位、频率）进行变换的电路。 变频电路 改变频率的电路 交交变频 直接 交直交变频 间接 交流电力控制电路 只改变电压,电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路。 交流调压电路 相位控制 交流调功电路 通断控制