第四章電力電子技術(shù)(ACAC)

1、現(xiàn)代電力電子技術(shù) 第四章 AC/AC變換交流電的三要素: 電壓、頻率、相數(shù) 用變壓器實(shí)現(xiàn)AC/AC變換的缺點(diǎn): 調(diào)壓不方便，體積大，設(shè)備笨重，消耗金屬材料（銅和鐵）多。 只能改變電壓的大小，不能改變頻率和相數(shù)。 電力電子變流器可以改變交流電的三要素。還可改變交流電輸出功率。4.1 交流無觸點(diǎn)開關(guān)器件 能控制交流電路的通斷，使電流雙向流通，且能對交流電壓的大小進(jìn)行控制。 器件可以是半控型器件，也可是全控型器件，也可是器件的組合。 特點(diǎn)：無機(jī)械觸點(diǎn)（因而無電弧）、開關(guān)速 度快、壽命長 。4.1.1 晶閘管交流無觸點(diǎn)開關(guān)晶閘管交流無觸點(diǎn)開關(guān) 晶閘管存在漏電流，為了讓電路斷開時(shí)把負(fù)載和交流電源真正隔離

2、，通常需要在晶閘管開關(guān)前設(shè)置“機(jī)械式有觸點(diǎn)開關(guān)”來保證用電安全。機(jī)械開關(guān)應(yīng)先通后斷。僅用于通斷控制的交流開關(guān) 上述開關(guān)特點(diǎn)：在承受正壓時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，流過晶閘管的電流過零時(shí)自然關(guān)斷。通過控制小信號開關(guān)S的通斷實(shí)現(xiàn)對交流主電路的通斷控制。固態(tài)開關(guān)非零電壓固態(tài)繼電器 光電三極管耦合的零電壓接通和零電流斷開的固態(tài)繼電器 輸入端1和2相當(dāng)于繼電器或接觸器的線圈；輸出端3和4相當(dāng)于觸點(diǎn)，與負(fù)載串聯(lián)后，接至交流電源上。 4.1.2 全控型器件交流無觸點(diǎn)開關(guān)全控型器件交流無觸點(diǎn)開關(guān)全控型器件組成的交流無觸點(diǎn)開關(guān)的形式 逆導(dǎo)元件 逆阻元件 逆導(dǎo)元件 逆阻元件 一個(gè)單向開關(guān)與 反向串聯(lián) 反向并聯(lián) 二極管橋組合4.2

3、 恒頻變壓交流變換電路恒頻變壓交流變換電路 恒頻變壓交流變換電路也稱交流調(diào)壓電路，只改變交流電壓的幅值，不改變頻率。 包括：相控式、斬控式、周波比控制。 4.2.1 單相相控交流調(diào)壓電路單相相控交流調(diào)壓電路 1. 電阻性負(fù)載2. 阻感性負(fù)載阻感性負(fù)載 時(shí)調(diào)壓電路的輸出電壓和電流波形時(shí)調(diào)壓電路的輸出電壓和電流波形 阻感負(fù)載單相交流調(diào)壓電路阻感負(fù)載單相交流調(diào)壓電路0窄脈沖窄脈沖觸發(fā)時(shí)的波形觸發(fā)時(shí)的波形 阻感負(fù)載單相交流調(diào)壓電路0寬脈沖觸發(fā)時(shí)的波形 4.2.2 單相斬控式交流調(diào)壓電路單相斬控式交流調(diào)壓電路 4.2.3 三相交流調(diào)壓電路三相交流調(diào)壓電路 1、三相相控式交流調(diào)壓電路 有中性線星形接法 無

4、中性線星形接法 支路控制三角形接法 線路控制三角形接法 2、三相斬控式交流調(diào)壓電路 三相斬控式交流調(diào)壓電路 三相斬控式交流調(diào)壓電路負(fù)載電壓波形4.3 相控式交交變頻電路相控式交交變頻電路周波變流器周波變流器 4.3.1 單相交交變頻電路單相交交變頻電路 固定觸發(fā)角時(shí)電路的輸出電壓波形 觸發(fā)角按正弦規(guī)律變化時(shí)電路的輸出電壓波形 電路的工作狀態(tài)-以阻感負(fù)載為例 在阻感負(fù)載輸出電壓的一個(gè)周期內(nèi)，交交變頻電路有四種工作狀態(tài)：正組整流、正組逆變、反組整流、反組逆變。 哪組變流電路工作取決于負(fù)載電流的方向，而該組變流電路的工作狀態(tài)則取決于負(fù)載電壓和負(fù)載電流的方向是否一致，二者方向一致則工作在整流狀態(tài)，二者方向相反則工作在逆變狀態(tài)。單相交交變頻電路輸出電壓和電流波形 如果考慮到無環(huán)流工作方式下負(fù)載電流過零的死區(qū)時(shí)間，一個(gè)周期內(nèi)的波形分為6段。第1段: uo0，io0，io0，為正組整流狀態(tài)；第4段: uo0，為正組逆變狀態(tài)；第5段: 負(fù)載電流過零，為無環(huán)流死區(qū)時(shí)間；第6段: uo0，io/2時(shí)的電壓 和電流波形 4.7 AC/AC變換電路在電源技術(shù)中的應(yīng)用變換電路在電源技術(shù)中的應(yīng)用 AC/AC變換電路在電源技術(shù)方面主要應(yīng)用于交流