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1、第3章交流-交流變換器通過電力電子變換裝置把一種頻率和電壓的交流電直接變換成另一種頻率和電壓的另一種交流電的變換稱之為交流-交流直接變換。通過電力電子變換裝置把一種交流電直接變成另一種同頻率不同電壓交流電的變換稱之為交流調(diào)壓。通過電力電子變換裝置把一種交流電直接變換成另一種不同頻率交流電的變換稱之為交-交變頻。由于這種交流-交流的變頻是不通過中間直流環(huán)節(jié)的，故也稱交-交直接變頻，也有稱之為周波變換器、周期變換器（Cycloconverter）。3.1交流調(diào)壓器概述交流調(diào)壓器的控制方式有三種：①整周波通斷控制。②相位控制。③斬波控制。圖
2、3-1交流調(diào)壓三種控制方式的輸出電壓波形a)整周波通斷控制b)相位控制c)斬波控制相位控制交流調(diào)壓又稱相控調(diào)壓，是交流調(diào)壓中的基本控制方式，應(yīng)用最廣。交流調(diào)壓器的輸出仍是同頻率的交流電，原則上可應(yīng)用于一切需要調(diào)壓的交流負(fù)載上，也可通過變壓器再調(diào)壓。交流調(diào)壓器是通過改變電壓波形來實現(xiàn)調(diào)壓的，因此輸出的電壓波形不再是完整的正弦波，諧波分量較大。從調(diào)壓器輸入端所觀察到的調(diào)壓器及其負(fù)載的總體功率因數(shù)也隨著輸出電壓的降低而降低。但這種交流調(diào)壓器控制方便、體積小、投資省，因此廣泛應(yīng)用于需調(diào)溫的工頻加熱、燈光調(diào)節(jié)及風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的異步電機(jī)調(diào)速等場合
3、。3.2相控單相交流調(diào)壓器3.2.1電阻性負(fù)載帶有電阻性負(fù)載的單相交流調(diào)壓器圖3-2單相交流調(diào)壓器電路及波形圖3-3單相交流調(diào)壓器電阻性負(fù)載時的電壓諧波3.2.2電感電阻性負(fù)載圖3-4單相交流調(diào)壓器電感電阻性負(fù)載時的電路及波形①當(dāng)=時，=0，負(fù)載電流只有穩(wěn)態(tài)分量，且可解得導(dǎo)通角，電流連續(xù)。電路一開通就進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，調(diào)壓器處于直通狀態(tài)，不起調(diào)壓作用，=。②當(dāng)<<時，可得到的曲線族如圖3-5所示。圖3-5③當(dāng)0??且觸發(fā)脈沖為單窄脈沖時，。由于與的觸發(fā)脈沖相位相差，故在得到觸發(fā)時電路中的電流仍為正方向，這時的并不能開通。當(dāng)電流過零關(guān)斷后，的觸
4、發(fā)脈沖已經(jīng)消失，因此還是不能開通。待第二個脈沖到來后，又將重復(fù)導(dǎo)通、正向電流流過負(fù)載的過程。這個過程與單相半波整流的情況完全一樣，這將使整個回路中有很大的直流分量電流，它會對交流電機(jī)類負(fù)載及電源變壓器的運(yùn)行帶來嚴(yán)重危害。④當(dāng)0??觸發(fā)脈沖為寬脈沖或脈沖列時，則當(dāng)負(fù)載電流過零、關(guān)斷后，的觸發(fā)脈沖依然存在，能接著導(dǎo)通，電流能一直保持連續(xù)。首次開通所產(chǎn)生的電流自由分量，在衰減到零以后，電路中也就只存在電流穩(wěn)態(tài)分量。由于電流連續(xù)，=，調(diào)壓器直通。晶閘管的首次觸發(fā)起了一次“合閘”的作用。綜上所述，交流調(diào)壓器帶電感電阻性負(fù)載時，控制角能起調(diào)壓作用
5、的移相范圍為，電壓有效值調(diào)節(jié)范圍為。為避免?時出現(xiàn)電流直流分量，觸發(fā)脈沖應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列。、不同關(guān)系時的輸出電壓、電流波形見圖3-6。圖3-6不同、時的輸出電壓電流波形3.3相控三相交流調(diào)壓器3.3.1三相交流調(diào)壓器的幾種形式若把三個單相調(diào)壓器接在對稱的三相電源上，讓其互差2?/3相位工作，則構(gòu)成了一個三相交流調(diào)壓器圖3-7三相交流調(diào)壓器電路的聯(lián)接a)YN聯(lián)接b)Y聯(lián)接c)負(fù)載與晶閘管的聯(lián)的三角形聯(lián)接d)晶閘管三角聯(lián)接e)三相半控Y聯(lián)接◤圖3-7a）為帶有中性線的聯(lián)結(jié)，每個單相交流調(diào)壓器分別接在自己的相電源上，每相的工作過程與單相
6、交流調(diào)壓器完全一樣。各相電流的所有諧波分量都能經(jīng)中性線流通而加在負(fù)載上。由于三相中的3倍頻諧波電流的相位相同，因此它們在中線中將疊加而使中性線流過相當(dāng)大的三次諧波電流，這會給電源變壓器及其他負(fù)載帶來不利的影響，故很少采用。◢◤圖3-7c）為三角形聯(lián)接，每個帶負(fù)載的單相交流調(diào)壓器跨接在線電壓上，每相工作時的電壓電流波形也與單相交流調(diào)壓器相同，但三及三倍頻的諧波電流在線電流中無法流通而在三角形內(nèi)自成環(huán)流流通，故線電流中將不出現(xiàn)三及三倍頻的諧波電流。但負(fù)載必須是三個獨(dú)立的線路，要有6個線頭引出才能應(yīng)用。◢◤圖3-7b）為無中性線的Y聯(lián)接，它
7、的波形正負(fù)對稱，負(fù)載中及線路中都無三次諧波電流，因此得到廣泛的應(yīng)用。◢◤圖3-7d）、圖3-7e）兩種電路的優(yōu)點(diǎn)是所用的晶閘管只要三只，但其缺點(diǎn)是電壓電流的正負(fù)半周不對稱，諧波分量大。◢3.3.2Y形三相交流調(diào)壓器(一)對觸發(fā)信號的要求①相位條件。觸發(fā)信號應(yīng)與電源電壓同步。與三相可控整流器不同，三相交流調(diào)壓器控制角是從各自的相電壓過零點(diǎn)開始算起。三個正向晶閘管VT1、VT3、VT5的觸發(fā)信號應(yīng)互差?/3，三個反向晶閘管VT2，VT4，VT6的觸發(fā)信號也應(yīng)互差，同一相的兩個觸發(fā)信號應(yīng)互差?？偟挠|發(fā)順序是VT1，VT2、VT3、VT4，V
8、T5、VT6，其觸發(fā)信號依次各差?/6。圖3-8電阻負(fù)載Y聯(lián)結(jié)的三相交流調(diào)壓器②脈寬條件。Y聯(lián)接時三相中至少要有兩相導(dǎo)通才能構(gòu)成電流通路，因此單窄脈沖是無法“起動”三相交流調(diào)壓器的。為了保證起始工作電流的流通并在控制角較
