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1、,Fundamentals of Power Electronics Technology,电力电子技术基础,电力电子技术基础16-交流调压,第三部分 电力电子变换电路,6,第6章 交流调压电路,电力电子技术基础16-交流调压,交流-交流变流电路一种形式的交流变成另一种形式交流的电路，可改变相关的电压、电流、频率和相数等 交流电力控制电路只改变电压、电流或控制电路的通断，不改变频率 交流调压电路相位控制（或斩控式） 交流调功电路及交流无触点开关通断控制 变频电路改变频率，大多不改变相数，也有改变相数的 交交变频电路直接把一种频率的交流变成另一种频率或可变频率的交流，直接变频电路 交交变频电路交
2、直交变频电路先把交流整流成直流，再把直流逆变成另一种频率或可变频率的交流,间接变频电路,交流交流变流电路,电力电子技术基础16-交流调压,交流调压电路每半个周波控制晶闸管开通相位，调节输出电压有效值 交流调功电路以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期数的比，调节输出功率的平均值 交流电力电子开关并不在意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路,交流电力控制电路的结构和类型,两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，控制晶闸管就可控制交流电力,电力电子技术基础16-交流调压,交流调压电路的应用,灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制） 异步电动机软起动 异步电动机调速 供用电系统对无功功率的
3、连续调节 在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一次电压,电力电子技术基础16-交流调压,6.1 相控单相交流调压电路,电力电子技术基础16-交流调压,电阻负载,工作原理： 在 u1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的开通角a进行控制就可以调节输出电压 正负半周a 起始时刻（a =0）均为电压过零时刻，稳态时，正负半周的a 相等 负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同,电力电子技术基础16-交流调压,数量关系,数量关系 负载电压有效值(6-3) 负载电流有效值 (6-4) 晶闸管电流有效值(6-2) 功率因数(6-5),电力电子技术基础
4、16-交流调压,输出电压的调节,输出电压与a的关系: 移相范围为0 a 。 a =0时，输出电压为最大， Uo=U1。随a的增大，Uo降低， a =时， Uo =0。 与a的关系： a =0时，功率因数=1， a增大，输入电流滞后于电压且畸变，降低,电力电子技术基础16-交流调压,阻感负载,负载阻抗角：j = arctan(wL / R),在t = a时刻开通VT1，负载电流满足,解方程得,式中,j = arctan(wL / R),电力电子技术基础16-交流调压,利用边界条件：t = a +时io =0,可求得：,VT2导通时，上述关系完全相同，只是io极性相反，相位差180,电力电子技术基
5、础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,数量关系,负载电压有效值 晶闸管电流有效值,负载电流有效值,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,6.2 相控三相交流调压电路,电力电子技术基础16-交流调压,三相交流调压电路的接法,星形联结,线路控制三角形联结,支路控制三角形联结,中点控制三角形联结,电力电子技术基础16-交流调压,星型连接,星型连接可分为三相三线和三相四线两种情况,三相四线 基本原理：相当于
6、三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120工作。,电力电子技术基础16-交流调压,星型连接,三相三线，电阻负载时的情况 任一相导通须和另一相构成回路 电流通路中至少有两个晶闸管，应采用双脉冲或宽脉冲触发 触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路一样， 为VT1 VT6,依次相差60 相电压过零点定为a的起点， a角移相范围是0150,电力电子技术基础16-交流调压,Y型连接电阻负载工作原理,电力电子技术基础16-交流调压,Y型连接电阻负载工作原理,电力电子技术基础16-交流调压,Y型连接电阻负载工作原理,电力电子技术基础16-交流调压,6.3 其他交流调压电路,电力电子技术基础16-交流调压,6
7、.3.1 交流斩波电路,电力电子技术基础16-交流调压,斩控式交流调压电路带电阻负载,电力电子技术基础16-交流调压,斩控式交流调压电路带阻感负载,一般采用全控型器件作为开关器件,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,电力电子技术基础16-交流调压,6.3.2 交流调功电路,电力电子技术基础16-交流调压,交流调功电路,与交流调压电路的异同 电路形式完全相同 控制方式不同：将负载与电源接通几个周波，再断开几个周波，改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率 应用 常用于电炉的温度控制 因其直接调节对象是电路的平均输出功率，所以称为交流调功电路,控制对象时间常数很大
8、，以周波数为单位控制即可 通常晶闸管导通时刻为电源电压过零的时刻，负载电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染,电力电子技术基础16-交流调压,交流调功的原理,当m=2、n=1时的电路波形负载电压和负载电流（也即电源电流）,重复周期为m+n倍电源周期,电阻负载时的工作情况 控制周期导通m个电源周期，关断n个周期,电力电子技术基础16-交流调压,交流调功的两种方式,全周波连续式,全周波间隔式,电力电子技术基础16-交流调压,6.3.3 交流电子开关,电力电子技术基础16-交流调压,交流电子开关,晶闸管反并联后串入交流电路 作用：代替机械开关，起接通和断开电路的作用 优点：响应速
9、度快，无触点，寿命长，可频繁控制通断 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,电力电子技术基础16-交流调压,交流电子开关电路,S,电力电子技术基础16-交流调压,交流电子开关的应用,晶闸管投切电容器（Thyristor Switched CapacitorTSC） 对无功功率控制，可提高功率因数，稳定电网电压，改善供电质量 性能优于机械开关投切的电容器 结构和原理 基本原理图（单相） 实际常用三相，可三角形联结，也可星形联结,TSC基本原理图 基本单元单相简图 b) 分组投切单相简图,电力电子技术基础16-交流调压,END!,电力电子技术基础16-交流调压,