西安交通大学：《电力电子技术 Power Electronics》课程教学资源（PPT课件讲稿）第4章 交流电力控制电路和交-交变频电路

Pe第4章交流电力控制电路和交交变频电路 引宣 4.1交流调压电路 4.2其他交流电力控制电路 4.3交交变频电路 44矩阵式变频电路 本章要点 电力电子技术 4-.1 http:/pel-course.xjtu.edu.cn

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Pe第4章交流电力控制电路和交交变频电路 本章主要讲述交流-交流变流电路 把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路 交流电力—→流或控啊电溶∫交流湖压电路相位控制 的通断而不改(交流调功电路通断控制 交交变频直接 变频电路改变频率的电路 交直交变频间接 电力电子技术 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合42

4- 2 本章主要讲述 交流-交流变流电路 把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路 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

Pe41交流调压电路 ●原理 电路图 两个晶闸管反并 联后串联在交流电路 VT1 中,通过对晶闸管的 控制就可控制交流电 T2 力 电力电子技术 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合中43

4- 3 原理 两个晶闸管反并 联后串联在交流电路 中，通过对晶闸管的 控制就可控制交流电 力。 电路图

Pe41交流调压电路 应用 1灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)。 2异步电动机软起动。 3异步电动机调速。 供用电系统对无功功率的连续调节。 5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 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合中44

4- 4 应用 1 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。 2 异步电动机软起动。 3 异步电动机调速。 4 供用电系统对无功功率的连续调节。 5 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

Pe41交流调压电路 4.1.1单相交流调压电路 4.1.2三相交流调压电路 电力电子技术 步支大浮 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合中45

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Pe411单相交流调压电路 1)电阻负载 输出电压与a的关系: u R 移相范围为0≤α≤兀。a =O时,输出电压为最大 U=U1,随α的增大,U降低, a=π时 U=O 与a的关系: a=0时,功率因数入=1, a增大,输入电流滞后于电压 且畸变,λ降低。 图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形 电力电子技术 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合46

4- 6 O u1 uo i o u V T wt O wt O wt O wt 1) 电阻负载 图4-1 电阻负载单相交流调压电路及其波形 输出电压与 α 的关系: 移相范围为0≤ a ≤π。 a =0时，输出电压为最大 。 Uo =U1, 随 a 的增大，Uo降低， a =π时， Uo =0。 λ与 a 的关系: a =0时，功率因数λ =1， a 增大，输入电流滞后于电压 且畸变，λ降低

Pe411单相交流调压电路 1)阻感负载 R 负载阻抗角: L P=arctan(OL/R 若晶闸管短接,稳态时负载 电流为正弦波,相位滞后于1 的角度为φ,当用晶闸管控制时 只能进行滞后控制,使负载电 流更为滞后。 a=0时刻仍定为过零的 时刻,α的移相范围应为q≤ C≤π。 图4-2电阻负载单相交流调压电路及其波形 电力电子技术 步支大浮 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合47

4- 7 若晶闸管短接，稳态时负载 电流为正弦波，相位滞后于u1 的角度为j ，当用晶闸管控制时， 只能进行滞后控制，使负载电 流更为滞后。 a =0时刻仍定为u1过零的 时刻，a 的移相范围应为j ≤ a ≤ π。 1) 阻感负载 0.6 O u11 u u o i o u VT O w t w t O w t O w t u uG1 G1 u G2O O w t w t 图4-2 电阻负载单相交流调压电路及其波形 负载阻抗角： j = arctan(wL / R) VT1

Pe411单相交流调压电路 Ot=a时刻开通晶闸管 VT1,可求得 140 sin(a+6-)=sin(a-o)egp (4-7)100 q时b=兀 当a>φ时日<π 以φ为参变量,利用(4 7)可把a和日的关系表 02060100140180 示成右图。 图4-3单相交流调压电路以a 为参变量的0和a关系曲线 电力电子技术 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合48

4- 8 q 0 20 60 100 140 180 20 100 60 / (°) 180 140 a/(°) j = 90° 75° 6 30 45° 0° 0 15° ° ° 图4-3 单相交流调压电路以a 为参变量的θ和a关系曲线 wt = a 时刻开通晶闸管 VT1，可求得θ （4－7） j q a q j a j tg sin( ) sin( )      e 当 a = j 时 θ = π 当 a > j 时 θ < π 以j 为参变量，利用（4 －7)可把a 和θ 的关系表 示成右图

Pe411单相交流调压电路 负载电流有效值0=√2r (4-10 vr的标么值 IVIN= vt 2U1 (4-11) 0.5 0.4 0 0.3 0.2 0.1 120 160180 a/(°) 图4-4单相交流调压电路a为参变量时ⅠVTN和a关系曲线 电力电子技术 http:/pel-course.xitu.educn 合中49

4- 9 图4-4 单相交流调压电路a为参变量时I VTN和a关系曲线 j = 90° 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 40 80 120 160 180 75° 6 45 0° ° j = 0 a /(°) IV T N 负载电流有效值 (4-10) IVT的标么值 (4-11) 2U1 Z IVTN  IVT I 0  2IVT

Pe411单相交流调压电路 当阻感负载,α<时电 路工作情况 VT的导通时间超过兀。 RL 中触发VT2时,j尚未 过零,VT1仍导通, 图4-2阻感负载单相交流调压电路 VT2不会导通。过零 后,VT2才可开通 t/ot VT2导通角小于兀。 中衰减过程中,VT1导 通时间渐短,VT2的 a+汇 导通时间渐长。 图4-5∝<q时阻感负载交流调压电路工作波形 电力电子技术 大 http:/pel-course.xjtu.edu.cn 合410

4- 10 图4-5 a<j时阻感负载交流调压电路工作波形  wt wt wt wt 图4-5 a a O a q O O O u1 iG1 iG2 i o j iT1 iT2 当阻感负载, a < j 时电 路工作情况。 图4-2 阻感负载单相交流调压电路 VT1的导通时间超过π 。 触发VT2时， io尚未 过零， VT1仍导通， VT2不会导通。io过零 后，VT2才可开通， VT2导通角小于π。 衰减过程中， VT1导 通时间渐短， VT2的 导通时间渐长