電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16交流調(diào)壓課件

1、fundamentals of power electronics technology 電力電子技術(shù)基礎(chǔ)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓第三部分 電力電子變換電路6 6第6章 交流調(diào)壓電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓 交流交流- -交流變流電路交流變流電路一種形式的交流變成另一種形式交流一種形式的交流變成另一種形式交流的電路，可改變相關(guān)的電壓、電流、頻率和相數(shù)等的電路，可改變相關(guān)的電壓、電流、頻率和相數(shù)等交流電力控制電路只改變電壓、電流或控制電路的通斷，不改變頻率交流調(diào)壓電路相位控制（或斬控式）交流調(diào)功電路及交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)通斷控制變頻電路改變頻率，大多不改變相數(shù)，也有改變相數(shù)

2、的交交變頻電路直接把一種頻率的交流變成另一種頻率或可變頻率的交流，直接變頻電路交交變頻電路交直交變頻電路先把交流整流成直流，再把直流逆變成另一種頻率或可變頻率的交流,間接變頻電路交流交流變流電路交流交流變流電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓交流調(diào)壓電路每半個(gè)周波控制晶閘管開(kāi)通相位，調(diào)節(jié)輸出電壓有效值交流調(diào)功電路以交流電周期為單位控制晶閘管通斷，改變通斷周期數(shù)的比，調(diào)節(jié)輸出功率的平均值交流電力電子開(kāi)關(guān)并不在意調(diào)節(jié)輸出平均功率，而只是根據(jù)需要接通或斷開(kāi)電路交流電力控制電路的結(jié)構(gòu)和類型交流電力控制電路的結(jié)構(gòu)和類型兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，控制晶兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，控制晶閘管

3、就可控制交流電力閘管就可控制交流電力電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓交流調(diào)壓電路的應(yīng)用交流調(diào)壓電路的應(yīng)用燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制）異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速供用電系統(tǒng)對(duì)無(wú)功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)在高壓小電流或低壓大電流直流電源中，用于調(diào)節(jié)變壓器一次電壓電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓6.1 相控單相交流調(diào)壓電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓電阻負(fù)載電阻負(fù)載工作原理：在 u1的正半周和負(fù)半周，分別對(duì)vt1和vt2的開(kāi)通角a進(jìn)行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓正負(fù)半周a 起始時(shí)刻（a =0）均為電壓過(guò)零時(shí)刻，穩(wěn)態(tài)時(shí)，正負(fù)半周的a 相等負(fù)載電壓波形是電源電壓波形的一部分，負(fù)載電流（也即電源電流）和負(fù)載電壓的

4、波形相同電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系 數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系 負(fù)載電壓有效值(6-3) 負(fù)載電流有效值 (6-4) 晶閘管電流有效值(6-2) 功率因數(shù)(6-5)aaa=2sin21dsin21121outtuuruioo=)22sin1(21sin221121aaa=rutdrtuitaa=2sin211oo1oouuiuiusp電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓輸出電壓的調(diào)節(jié)輸出電壓的調(diào)節(jié)輸出電壓與輸出電壓與a的關(guān)系的關(guān)系: :移相范圍為0 a 。 a =0時(shí)，輸出電壓為最大， uo=u1。隨a的增大，uo降低， a =時(shí)， uo =0。與與a的關(guān)系的關(guān)系： a =0時(shí)，功率因數(shù)=

5、1， a增大，輸入電流滯后于電壓且畸變，降低電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓阻感負(fù)載阻感負(fù)載 負(fù)載阻抗角：j = arctan(l / r) 0sin2ddo1oo=atituritil在t = a時(shí)刻開(kāi)通vt1，負(fù)載電流滿足解方程得0121122sin()sin()tiiiuutezzajaj=式中22)( lrz=/l r=j = arctan(l / r) 電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓利用邊界條件：t = a +時(shí)io =0,可求得： jjajatg)sin()sin(=evt2導(dǎo)通時(shí)，上述關(guān)系完全相同，只是io極性相反，相位差1800201006014018020100圖4-360 /

6、( )180140a /( )j = 9075604530150電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓0201006014018020100圖4-360 /( )180140a /( )j = 9075604530150電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系負(fù)載電壓有效值 晶閘管電流有效值 )22sin(2sin1)()sin2(1121oaaaa=utdtuujjacos)2cos(sin21=zu=aajajaj)d()sin()sin(2212tg1vttetzuit負(fù)載電流有效值 to2ii =電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓電

7、力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓0201006014018020100圖4-360 /( )180140a /( )j = 9075604530150電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓jjajatg)sin()sin(=e電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓6.2 相控三相交流調(diào)壓電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓三相交流調(diào)壓電路的接法三相交流調(diào)壓電路的接法n負(fù)載acn負(fù)載abca)b)負(fù)載abcc)負(fù)載bd) 圖4-9abcuaubuciaua0nuaubucianuaubucianuaubuciavt1vt3vt4vt5vt6vt2星形聯(lián)結(jié)線路控制三角形聯(lián)結(jié)支路控制三角形聯(lián)

8、結(jié)中點(diǎn)控制三角形聯(lián)結(jié)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓星型連接星型連接星型連接可分為三相三線和三相四線兩種情況三相四線基本原理：相當(dāng)于三個(gè)單相交流調(diào)壓電路的組合，三相互相錯(cuò)開(kāi)120工作。電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓星型連接星型連接 三相三線，電阻負(fù)載時(shí)的情況 任一相導(dǎo)通須和另一相構(gòu)成回路 電流通路中至少有兩個(gè)晶閘管，應(yīng)采用雙脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā) 觸發(fā)脈沖順序和三相橋式全控整流電路一樣， 為vt1 vt6,依次相差60 相電壓過(guò)零點(diǎn)定為a的起點(diǎn)， a角移相范圍是0150電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓yy型連接電阻負(fù)載工作原理型連接電阻負(fù)載工作原理電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓yy型連接電阻負(fù)載工作原理

9、型連接電阻負(fù)載工作原理電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓yy型連接電阻負(fù)載工作原理型連接電阻負(fù)載工作原理電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓6.3 其他交流調(diào)壓電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓6.3.1 交流斬波電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓rl圖4-7u1i1uov1v2vd1vd2v3v4vd4vd3斬控式交流調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載斬控式交流調(diào)壓電路帶電阻負(fù)載電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓斬控式交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載斬控式交流調(diào)壓電路帶阻感負(fù)載rl圖4-7u1i1uov1v2vd1vd2v3v4vd4vd3一般采用全控型器件作為開(kāi)關(guān)器件電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓電

10、力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓6.3.2 交流調(diào)功電路電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓交流調(diào)功電路交流調(diào)功電路 與交流調(diào)壓電路的異同電路形式完全相同控制方式不同：將負(fù)載與電源接通幾個(gè)周波，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，改變通斷周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率改變通斷周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率 應(yīng)用 常用于電爐的溫度控制 因其直接調(diào)節(jié)對(duì)象是電路的平均輸出功率，所以稱為交流調(diào)功電路控制對(duì)象時(shí)間常數(shù)很大，以周波數(shù)為單位控制即可通常晶閘管導(dǎo)通時(shí)刻為電源電壓過(guò)零的時(shí)刻，負(fù)載電壓電流都是正弦波，不對(duì)電網(wǎng)電壓電流造成通常意義的諧波污染電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓交流調(diào)功的原理交流調(diào)功的原理 當(dāng)m=2、n=

11、1時(shí)的電路波形負(fù)載電壓和負(fù)載電流（也即電源電流）,重復(fù)周期為m+n倍電源周期電阻負(fù)載時(shí)的工作情電阻負(fù)載時(shí)的工作情況況控制周期導(dǎo)通m個(gè)電源周期，關(guān)斷n個(gè)周期電源周期控制周期=m+n倍電源周期o導(dǎo)通段=m+nuotm2201()2()momuu dtudumnmn=idio=duipo=電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓交流調(diào)功的兩種方式交流調(diào)功的兩種方式全周波連續(xù)式全周波間隔式電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓6.3.3 交流電子開(kāi)關(guān)電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓交流電子開(kāi)關(guān)交流電子開(kāi)關(guān) 晶閘管反并聯(lián)后串入交流電路 作用：代替機(jī)械開(kāi)關(guān)，起接通和斷開(kāi)電路的作用 優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快，無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，可頻繁控制通斷 與交流調(diào)功電路的區(qū)別并不控制電路的平均輸出功率通常沒(méi)有明確的控制周期，只是根據(jù)需要控制電路的接通和斷開(kāi)控制頻度通常比交流調(diào)功電路低得多電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓rlvd1vd2vt1vt2.交流電子開(kāi)關(guān)電路交流電子開(kāi)關(guān)電路s電力電子技術(shù)基礎(chǔ)16-交流調(diào)壓交流電子開(kāi)關(guān)的應(yīng)用交流電子開(kāi)關(guān)的應(yīng)用 晶閘管投切電容器（thyristor swit