交流交流變換電路課件

第5章交流-交流變換電路電力電子技術(shù)第5章交流-交流變換電路電力電子技術(shù)

交流-交流變換電路，是把一種形式的交流變成另一種形式交流的電路。在進(jìn)行交流-交流變換時(shí)，可以改變其電壓、電流、頻率和相數(shù)等。只改變電壓、電流或?qū)﹄娐返耐〝噙M(jìn)行控制，而不改變頻率的電路稱為交流電力控制電路。采用相位控制的交流電力控制電路稱為交流調(diào)壓電路；采用通斷控制的交流電力控制電路稱為交流調(diào)功電路；只進(jìn)行交流電路的通斷控制即為交流無觸點(diǎn)開關(guān)。將一種頻率的交流變換成另一種頻率交流的電路稱為交-交變頻電路。變頻電路大多數(shù)不改變相數(shù)。第5章交流-交流變換電路交流-交流變換電路，是把一種形式的交流變成另

變頻電路有交-交變頻電路和交-直-交變頻電路兩種形式。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，也稱為直接變頻電路。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，這種具有直流中間環(huán)節(jié)的變頻電路也稱為間接變頻電路。

5.2節(jié)是目前應(yīng)用較多的大功率晶閘管交-交變頻電路。第5章交流-交流變換電路變頻電路有交-交變頻電路和交-直-交變頻電路第5章交流-交流變換電路本章主要講述

交流-交流變流電路

把一種形式的交流電變成另一種形式的交流的電路交流電力控制電路只改變電壓、電流或控制電路的通斷,而不改變頻率的電路交流調(diào)壓電路相位控制交流調(diào)功電路通斷控制交交變頻電路改變頻率的電路交交變頻

直接交直交變頻

間接第5章交流-交流變換電路本章主要講述 交流-交流變流電路第5章交流-交流變換電路5.1

交流調(diào)壓電路5.2交-交變頻電路5.3矩陣式交-交變頻電路第5章交流-交流變換電路5.1交流調(diào)壓電路5.1交流調(diào)壓電路

交流調(diào)壓電路采用雙向交流開關(guān)進(jìn)行交流電壓的控制，如把兩只反并聯(lián)的普通晶閘管或一只雙向晶閘管串聯(lián)在交流電路中，實(shí)現(xiàn)對交流電正、負(fù)半周的對稱控制，調(diào)節(jié)輸出交流電壓，或?qū)崿F(xiàn)交流電路的通、斷控制。交流調(diào)壓電路：在每半個(gè)周波內(nèi)通過對晶閘管進(jìn)行相位控制，調(diào)節(jié)輸出電壓有效值。交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制、異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)、異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓調(diào)速、供電系統(tǒng)對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)、在變壓器一次側(cè)調(diào)壓并在變壓器二次側(cè)用二極管整流等。5.1交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路采用雙向交流5.1交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路一般有三種控制方式。（1）通斷控制在交流電壓過零時(shí)刻導(dǎo)通或關(guān)斷晶閘管，使負(fù)載電路與交流電源接通幾個(gè)周波，然后再斷開幾個(gè)周波，通過改變導(dǎo)通/關(guān)斷周波數(shù)的比值實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的目的。通斷控制時(shí)輸出電壓波形為正弦。（2）相位控制在交流電壓的正、負(fù)半周觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管，且保持兩只晶閘管的移相角相同，保證向負(fù)載輸出正、負(fù)半周對稱的交流電壓波形。（3）斬波控制利用脈寬調(diào)制PWM技術(shù)將正弦交流電壓波形分割成脈沖列，通過改變脈沖的占空比調(diào)節(jié)輸出電壓。輸出電壓波形為正弦波，但電壓調(diào)節(jié)不連續(xù)。方法簡單，連續(xù)調(diào)節(jié)輸出電壓大小，但輸出電壓波形非正弦輸出電壓大小可以連續(xù)調(diào)節(jié)，波形接近正弦波?；究朔辔豢刂坪屯〝嗫刂频娜秉c(diǎn)5.1交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓電路一般有三種控制方式。輸出電壓5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.1電阻性負(fù)載

電源電壓u1正、負(fù)半周的過零點(diǎn)即為控制角α的起始時(shí)刻（α=0）。在電源電壓u1的正半周和負(fù)半周，分別觸發(fā)VT1和VT2，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓，電壓過零時(shí)晶閘管關(guān)斷。在穩(wěn)態(tài)情況下，應(yīng)使正、負(fù)半周的α角相等。負(fù)載電壓波形是電源電壓波形的一部分，負(fù)載電流與負(fù)載電壓的波形相同。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.15.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.1電阻性負(fù)載

單相交流調(diào)壓電路帶電阻性負(fù)載，在觸發(fā)角為α?xí)r，負(fù)載電壓有效值Uo、負(fù)載電流有效值Io、晶閘管電流有效值IVT和電路的功率因數(shù)λ分別為5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.15.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.1電阻性負(fù)載輸出電壓與α的關(guān)系

移相范圍為0≤α≤π α=0。

時(shí)，輸出電壓為最大。U0=U1，

隨著α的增大，U0降低 α=π時(shí)，U0=0功率因數(shù)λ與α的關(guān)系： α=0時(shí)，功率因數(shù)λ=1 α增大，λ降低5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.15.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載

由于電感的儲(chǔ)能作用，負(fù)載電流io會(huì)在電源電壓u1過零后延遲一段時(shí)間再過零，其延遲時(shí)間與負(fù)載的功率因數(shù)角φ=arctan(ωL/R)有關(guān)。晶閘管的關(guān)斷是在電流過零時(shí)刻，因此，晶閘管的導(dǎo)通角θ不僅與觸發(fā)控制角α有關(guān)，還與負(fù)載功率因數(shù)角φ有關(guān)。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.15.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載

設(shè)負(fù)載的阻抗角為φ=arctan（ωL/R）。如果用導(dǎo)線把晶閘管完全短接，穩(wěn)態(tài)時(shí)負(fù)載電流io應(yīng)該是正弦波，其相位滯后于電源電壓u1的角度為φ。顯然，在用晶閘管控制時(shí)只能進(jìn)行滯后控制，使負(fù)載電流更為滯后，而無法使其超前。為了分析方便，把α=0的時(shí)刻仍然定在電源電壓過零的時(shí)刻，因此，單相交流調(diào)壓電路帶阻感性負(fù)載時(shí)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行情況下控制角α的移相范圍應(yīng)為φ≤α≤π。輸出交流電壓為缺口正弦波，改變?chǔ)两堑拇笮?，即可改變輸出電壓的有效值，達(dá)到調(diào)壓的目的。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載

由

可得式中，負(fù)載阻抗 ；θ為晶閘管的導(dǎo)通角。利用邊界條件：ωt=α+θ時(shí)，io=0，可求得θ5.1交流調(diào)壓電路當(dāng)在ωt=α?xí)r刻導(dǎo)通晶閘管VT1，負(fù)載電流應(yīng)滿足如下微分方程和初始條件5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載以φ為參變量，可得不同負(fù)載特性下導(dǎo)通角θ=f（α，φ）曲線族5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載以φ5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載

在觸發(fā)角為α?xí)r，負(fù)載電壓有效值Uo、晶閘管電流有效值IVT和負(fù)載電流有效值Io分別為5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載設(shè)晶閘管電流IVT的標(biāo)幺值為5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載設(shè)晶5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載

阻感性負(fù)載時(shí)α的移相范圍為φ≤α＜π。然而，α＜φ時(shí)，并非電路不能工作。當(dāng)α=π時(shí)，θ=0，uo=0；α越小，θ越大；對于任一阻抗角φ的負(fù)載，當(dāng)φ＜α＜π時(shí)，、晶閘管的導(dǎo)通角θ小于π。當(dāng)α從π至φ逐步減小時(shí)（不包括α=φ這一點(diǎn)），θ逐步從零增大到接近π，Uo從零增大到接近U1，io斷續(xù)，uo為缺口正弦波，電路有調(diào)壓功能。α=φ時(shí)，輸出電壓、電流波形為連續(xù)正弦，θ=π。調(diào)壓電路不起調(diào)壓作用，處于“失控”狀態(tài)。此時(shí)θ=f（α，φ）關(guān)系如圖5-5中θ=180°的各點(diǎn)。5.1交流調(diào)壓電路純電阻負(fù)載純電感負(fù)載5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載當(dāng)阻感負(fù)載

α＜φ時(shí)電路工作情況VT1提前開通，負(fù)載L被過充電，其放電時(shí)間也將延長，使得VT1的導(dǎo)通角大于πωt=π+α?xí)r刻觸發(fā)VT2時(shí)，io尚未過零，VT1仍在導(dǎo)通，VT2不通。io過零后，VT1關(guān)斷，VT2的觸發(fā)寬脈沖尚未消失，VT2就會(huì)正常開通。VT2導(dǎo)通角小于π若采用窄脈沖觸發(fā)，VT2的觸發(fā)脈沖消失，VT2不能導(dǎo)通，造成每個(gè)周期內(nèi)只有一只晶閘管導(dǎo)通的“單管整流”狀態(tài)，輸出電流為單向缺口半波，含有很大的直流分量，因此必須改用寬脈沖觸發(fā)。

5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載當(dāng)阻5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載

因?yàn)棣粒鸡?，VT1提前開通，負(fù)載L被過充電，其放電時(shí)間也將延長，使得VT1的導(dǎo)通角大于π，并使VT2推遲開通，VT2的導(dǎo)通角自然小于π。在這種情況下，式5-5和式5-6所解得的io表達(dá)式仍是適用的，只是ωt的適用范圍不再是α≤ωt≤α+θ，而是擴(kuò)展到α≤ωt＜∞。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載

因?yàn)檫@種情況下io已不存在斷流區(qū)，其過渡過程和帶R-L負(fù)載的單相交流電路在ωt=α（α＜φ）時(shí)合閘所發(fā)生的過渡過程完全相同。負(fù)載電流io由兩個(gè)分量組成，第一項(xiàng)為正弦穩(wěn)態(tài)分量，第二項(xiàng)為指數(shù)衰減分量。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載衰減過程中，VT1的導(dǎo)通時(shí)間逐漸縮短，VT2的導(dǎo)通時(shí)間逐漸延長。最后，VT1和VT2的導(dǎo)通時(shí)間都趨近到π，其穩(wěn)態(tài)的工作情況和α=φ時(shí)完全相同。晶閘管在ωt=φ處才開始導(dǎo)通，電流連續(xù)，uo=u1，無電壓調(diào)節(jié)功能，所以也處于“失控”狀態(tài)。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.2阻感性負(fù)載衰減5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.3單相交流調(diào)壓電路的諧波分析

控制角α越接近90°，波形畸變越嚴(yán)重，諧波含量也越大。

負(fù)載電壓和負(fù)載電流（即電源電流）均不是正弦波，其中含有大量的諧波成分。

以電阻性負(fù)載為例，對負(fù)載電壓uo進(jìn)行諧波分析。結(jié)果如圖5-8所示。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.3單相交流調(diào)壓電5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.4斬控式交流調(diào)壓電路

斬控式交流調(diào)壓電路一般采用全控型器件作為開關(guān)元件，其基本原理和直流斬波電路有類似之處，只是直流斬波電路的輸入是直流電壓，而斬控式交流調(diào)壓電路的輸入是正弦交流電壓。在交流電源電壓u1的正半周，用V1進(jìn)行斬波控制，用V3給負(fù)載電流提供續(xù)流通路；在u1的負(fù)半周，用V2進(jìn)行斬波控制，用V4給負(fù)載電流提供續(xù)流通路。設(shè)斬波器件（V1或V2）導(dǎo)通時(shí)間為ton，開關(guān)周期為T，則導(dǎo)通比為D=ton/T。和直流斬波電路一樣，也可以通過改變D來調(diào)節(jié)輸出電壓。5.1交流調(diào)壓電路5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.4斬控式交流調(diào)壓5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.4斬控式交流調(diào)壓電路5.1交流調(diào)壓電路

采用全控型器件作為開關(guān)元件輸入是正弦交流電壓交流電源電壓u1的正半周，用V1進(jìn)行斬波控制，用V3給負(fù)載電流提供續(xù)流通路在u1的負(fù)半周，用V2進(jìn)行斬波控制，用V4給負(fù)載電流提供續(xù)流通路。斬控式交流調(diào)壓電路帶電阻性負(fù)載時(shí)，電路的功率因數(shù)接近1。5.1.1單相交流調(diào)壓電路5.1.1.4斬控式交流調(diào)壓5.1交流調(diào)壓電路5.1.2三相交流調(diào)壓電路根據(jù)聯(lián)結(jié)形式的不同三相Y形聯(lián)結(jié)三相負(fù)載Δ形聯(lián)結(jié)三相晶閘管控制Δ形聯(lián)結(jié)三相半控Y形聯(lián)結(jié)5.1交流調(diào)壓電路5.1.2三相交流調(diào)壓電路根據(jù)聯(lián)結(jié)形5.1交流調(diào)壓電路5.1.2.1Y形三相交流調(diào)壓電路Y形三相交流調(diào)壓電路可分為三相三線制（Y形）三相四線制（YO形）：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120°工作，單相交流調(diào)壓電路的工作原理和分析方法均適用于這種電路。5.1交流調(diào)壓電路5.1.2.1Y形三相交流調(diào)壓電路Y5.1交流調(diào)壓電路5.1.2三相交流調(diào)壓電路5.1.2.1Y形三相交流調(diào)壓電路

在單相交流調(diào)壓電路中，電流中含有基波和各奇次諧波。組成三相電路后，基波和3的整數(shù)倍次以外的諧波在三相之間流動(dòng)，不流過零線。而3的整數(shù)倍次諧波是同相位的，不能在各相之間流動(dòng)，要全部流過零線，因此零線中會(huì)有很大的3次諧波電流及其他3的整數(shù)倍次諧波電流。當(dāng)α=90°時(shí)，零線電流的大小甚至與各相電流的有效值接近。在選擇線徑和變壓器時(shí)必須注意這一問題。5.1交流調(diào)壓電路5.1.2三相交流調(diào)壓電路5.1.25.1交流調(diào)壓電路5.1.2三相交流調(diào)壓電路5.1.2.1Y形三相交流調(diào)壓電路

最典型、最常用的三相交流調(diào)壓電路，它正常工作時(shí)必須滿足：（1）三相中至少有兩相導(dǎo)通才能構(gòu)成通路，且其中一相為正向晶閘管導(dǎo)通，另一相為反向晶閘管導(dǎo)通；（2）為保證任何情況下的兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，應(yīng)采用寬度大于60°的寬脈沖（列）或雙窄脈沖觸發(fā)；（3）從VT1到VT6，相鄰的觸發(fā)脈沖相位應(yīng)互差60°。結(jié)論：Y形三相交流調(diào)壓電路控制角α的移相范圍為：0°~150°5.1交流調(diào)壓電路5.1.2三相交流調(diào)壓電路5.1.25.1交流調(diào)壓電路5.1.3其他交流電力控制電路5.1.3.1交流調(diào)功電路電路形式：交流調(diào)功電路和交流調(diào)壓電路完全相同控制方式：交流調(diào)壓電路：在每個(gè)交流電源周期都對輸出電壓波形進(jìn)行控制交流調(diào)功電路：通斷控制，將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)整周波，再斷開幾個(gè)整周波，通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率?？刂凭чl管導(dǎo)通的時(shí)刻為：電源電壓過零的時(shí)刻5.1交流調(diào)壓電路5.1.3其他交流電力控制電路5.15.1交流調(diào)壓電路5.1.3其他交流電力控制電路5.1.3.1交流調(diào)功電路

設(shè)控制周期為M倍電源周期，其中晶閘管在前N個(gè)周期導(dǎo)通，后M-N個(gè)周期關(guān)斷。當(dāng)M=3、N=2時(shí)的電路波形如圖5-13所示。負(fù)載電壓和負(fù)載電流（電源電流）的重復(fù)周期為M倍電源周期。在負(fù)載為電阻性時(shí)，負(fù)載電流波形與負(fù)載電壓波形相同。5.1交流調(diào)壓電路5.1.3其他交流電力控制電路5.15.1交流調(diào)壓電路5.1.3其他交流電力控制電路5.1.3.2交流電力電子開關(guān)略5.1交流調(diào)壓電路5.1.3其他交流電力控制電路5.15.2交-交變頻電路晶閘管交交變頻電路也稱周波變流器（Cycloconvertor）將電網(wǎng)頻率的交流電直接交換成可調(diào)頻率交流電的變流電路，因?yàn)闆]有中間環(huán)節(jié)，因此屬于直接變頻電路交-交變頻電路比交-直-交間接變頻電路提高變換效率由于整個(gè)變頻電路直接與電網(wǎng)相連接，各晶閘管元件上承受的是交流電壓，提高了換流能力。廣泛應(yīng)用于大功率低轉(zhuǎn)速的交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)和交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源。實(shí)際使用：三相輸入-三相輸出電路，三相輸入-單相輸出電路是基礎(chǔ)電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、觸發(fā)控制方法、四象限運(yùn)行性能和輸入輸出特性5.2交-交變頻電路晶閘管交交變頻電路也稱周波變流器（Cy5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.1電路構(gòu)成和基本工作原理

三相輸入-單相輸出交-交變頻電路是由兩組反并聯(lián)的晶閘管變流電路和單相負(fù)載組成的，與直流電動(dòng)機(jī)反并聯(lián)可逆調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完全相同。

5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.1電路構(gòu)成和基本工作原理a在正、反兩組變流器的輸入側(cè)接有足夠大的輸入濾波電感，使輸入電流近似為矩形波，稱為電流型電路；b則為電壓型電路，其輸出電壓可為矩形波,亦可通過控制成為正弦波。變流器正組P和反組N都是相控變流電路5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.1電路構(gòu)成和基本工作原理工作原理當(dāng)正組變流器工作在整流狀態(tài)時(shí)，封鎖反組，負(fù)載Z上的電壓uo為上正下負(fù)；當(dāng)反組變流器工作在整流狀態(tài)而正組封鎖時(shí)，負(fù)載電壓uo為下正上負(fù)。若以一定的頻率控制正、反兩組變流器交替工作，則負(fù)載上交流電壓的頻率fo就等于兩組變流器的切換頻率。輸出電壓uo的大小決定于晶閘管的觸發(fā)角α。5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變控制方法無環(huán)流控制---由于一組變流器工作時(shí)，另一組變流器被封鎖，所以在正、反兩組變流器之間沒有電流流過。根據(jù)輸出電壓波形的不同方波型--電路控制簡單，工作時(shí)觸發(fā)角α恒定不變，輸出矩形波，不好基本不用正弦波型—工作時(shí)按正弦規(guī)律控制觸發(fā)角α，輸出波形近似正弦波，常用5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.1電路構(gòu)成和基本工作原理控制方法5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.1電路構(gòu)成和基本工作原理控制方法--無環(huán)流控制：由于一組變流器工作時(shí)，另一組變流器被封鎖，所以在正、反兩組變流器之間沒有電流流過。交-交變頻電路根據(jù)輸出電壓波形的不同可分為方波型和正弦波型兩種。方波型交-交變頻電路控制簡單，正、反兩組變流器工作時(shí)維持晶閘管的觸發(fā)角α恒定不變，但其輸出波形不好，低次諧波大，用于交流電機(jī)調(diào)速傳動(dòng)時(shí)會(huì)增大電機(jī)的損耗，增大轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，降低運(yùn)行效率，因此很少被采用。以下僅討論正弦波型交-交變頻電路。5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.2整流與逆變工作狀態(tài)電路由兩組三相橋式全控變流電路構(gòu)成為了使輸出電壓uo的波形接近正弦波，可以在輸出電壓的半個(gè)周期內(nèi)對導(dǎo)通組變流器的晶閘管按正弦規(guī)律對α角進(jìn)行調(diào)制，從α=90°逐漸減小到α=0°，然后再逐漸增大到α=90°，輸出形成平均意義上的正弦電壓波形。輸出電壓的瞬時(shí)值波形不是平滑的正弦波，而是由若干段電源電壓波形拼接而成。在輸出電壓的一個(gè)周期中所包含的電源電壓段數(shù)越多，其波形就越接近正弦，通常要采用六脈波的三相橋式變流電路或十二脈波變流電路來構(gòu)成交-交變頻器。5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路工作狀態(tài)i0正半周：電壓電流同向，正組整流

電壓電流反向，正組逆變i0負(fù)半周：電壓電流同向，反組整流

電壓電流反向，反組逆變結(jié)論：在一個(gè)輸出電壓周期內(nèi)正、反組變流電路的導(dǎo)通與否由輸出電流的方向決定，與輸出電壓極性無關(guān)；每組變流器的工作狀態(tài)則由輸出電壓的方向與輸出電流的方向是否相同來決定5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路輸出電壓波形

圖5-22a表示正組變流器P工作，αP＜π/2，半周內(nèi)平均輸出電壓如圖中虛線所示，為正弦半波，正組變流器P工作在整流狀態(tài)。圖5-22b仍為正組變流器P工作，αP＞π/2，變流器輸出平均電壓為負(fù)值，正組變流器P工作在逆變狀態(tài)。圖5-22c、d為反組變流器N工作。當(dāng)其觸發(fā)角αN＜π/2時(shí)，反組變流器N處于整流狀態(tài)；當(dāng)αN＞π/2時(shí)，反組變流器N處于逆變狀態(tài)。5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.3輸出電壓波形圖5-24三相輸入-單相輸出正弦型交-交變頻電路輸出電壓和電流波形5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變圖5-24三相輸入-單相輸出正弦型交-交變頻電路輸出電壓和電流波形第1段i0<0,u0>0,反組逆變第2段電流過零為無環(huán)流死區(qū)第3段i0>0,u0>0,正組整流第4段i0>0,u0<0,正組逆變第5段電流過零為無環(huán)流死區(qū)第6段i0<0,u0<0,反組整流變5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路輸出電壓、電流波形圖5-24三相輸入-單相輸出正弦型交-交變頻電路輸出電壓和5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.4輸出正弦波電壓的調(diào)制方法要實(shí)現(xiàn)交-交變頻電路輸出電壓波形正弦化，必須不斷改變晶閘管的觸發(fā)角α。應(yīng)用最為廣泛的方法：余弦交點(diǎn)控制法

基本思想-使構(gòu)成交-交變頻電路的各可控交流器輸出的電壓盡可能接近理想正弦波形，使實(shí)際輸出電壓波形與理想正弦波形之間的偏差最小。5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變第5章-交流-交流變換電路課件第5章-交流-交流變換電路課件5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變頻電路5.2.1.5輸入輸出特性略5.2交-交變頻電路5.2.1三相輸入-單相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.2三相輸入-三相輸出交-交變頻電路5.2.2.1電路接線方式

交-交變頻電路主要應(yīng)用于低速、大功率交流電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，這種系統(tǒng)使用的是三相交-交變頻電路。三相交-交變頻電路是由三組輸出電壓相位互差120°的單相交-交變頻電路組成的。

三相交-交變頻電路主要有兩種接線方式公共交流母線進(jìn)線方式輸出Y形聯(lián)結(jié)方式5.2交-交變頻電路5.2.2三相輸入-三相輸出交-交變5.2交-交變頻電路5.2.2三相輸入-三相輸出交-交變頻電路5.2.2.1電路接線方式公共交流母線進(jìn)線三相交-交變頻電路

公共交流母線進(jìn)線方式的三相交-交變頻電路由三組彼此獨(dú)立、輸出電壓相位相互錯(cuò)開120°的單相交-交變頻電路構(gòu)成，其電源進(jìn)線通過交流進(jìn)線電抗器接在公共的交流母