交流電力控制電路和交-交變頻電路

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1、引言4.1交流調(diào)壓電路4.2其他交流電力控制電路4.3交交變頻電路4.4矩陣式變頻電路本章要點(diǎn)第4章交流電力控制電路和交交變頻電路本章學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求了解交流變流電路的分類及其基本概念。理解單相交流調(diào)壓電路的電路構(gòu)成，兩種負(fù)載時(shí)的工作原理和電路特性；掌握三相交流調(diào)壓電路的基本構(gòu)成和基本工作原理；理解交流調(diào)功電路和交流電力電子開關(guān)的基本概念；掌握晶閘管相位控制交交變頻電路的電路構(gòu)成、工作原理和輸入輸出特性。掌握各種交流—交流變流電路的主要應(yīng)用。本章重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：交流調(diào)壓電路、交流調(diào)功電路、交交變頻電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析。難點(diǎn)

2、：交交變頻電路的工作原理與波形分析。本章主要講述交流-交流變流電路把一種形式的交流變成另一種形式交流的電路變頻電路改變頻率的電路交交變頻直接交直交變頻間接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)功電路通斷控制第4章交流電力控制電路和交交變頻電路4.1交流調(diào)壓電路原理兩個(gè)晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，通過對(duì)晶閘管的控制就可控制交流電力。電路圖應(yīng)用1燈光控制（如調(diào)光臺(tái)燈和舞臺(tái)燈光控制)。2異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)。3異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速。4供用電系統(tǒng)對(duì)無(wú)功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。5在高壓小電流或低壓大電

3、流直流電源中，用于調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。4.1交流調(diào)壓電路4.1.1單相交流調(diào)壓電路4.1.2三相交流調(diào)壓電路4.1交流調(diào)壓電路Ou1uoiouVTwtOwtOwtOwt4.1.1單相交流調(diào)壓電路1)電阻負(fù)載輸出電壓與α的關(guān)系:移相范圍為0≤a≤π。a=0時(shí)，輸出電壓為最大。Uo=U1;隨a的增大，Uo降低，a=π時(shí)，Uo=0。λ與a的關(guān)系:a=0時(shí)，功率因數(shù)λ=1，a增大，輸入電流滯后于電壓且畸變，λ降低。若晶閘管短接，穩(wěn)態(tài)時(shí)負(fù)載電流為正弦波，相位滯后于u1的角度為j，當(dāng)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。a=0時(shí)刻

4、仍定為u1過零的時(shí)刻，a的移相范圍應(yīng)為j≤a≤π。2)阻感負(fù)載0.6Ou1u1uoiouVTwtOwtOwtwtOuuG1G1uG2OOwtwt負(fù)載阻抗角：j=arctan(wL/R)VT14.1.1單相交流調(diào)壓電路q020100601401802010060/(°)180140a/(°)j=90°75°60°45°30°15°0°圖4-3單相交流調(diào)壓電路以a為參變量的θ和a關(guān)系曲線wt=a時(shí)刻開通晶閘管VT1，可求得θ當(dāng)a=j時(shí)θ=π當(dāng)a>j時(shí)θ<π以j為參變量，利用（4－7)可把a(bǔ)和θ的關(guān)系表示成右圖。4.1.1單相交流調(diào)壓電路圖

5、4-4單相交流調(diào)壓電路a為參變量時(shí)IVTN和a關(guān)系曲線j=90°0.10.20.30.40.51601800401208075°60°45°j=0a/(°)IVTN負(fù)載電流有效值(4-10)IVT的標(biāo)么值(4-11)4.1.1單相交流調(diào)壓電路圖4-5a

6、1.1單相交流調(diào)壓電路3)單相交流調(diào)壓電路的諧波分析電阻負(fù)載由于波形正負(fù)半波對(duì)稱，所以不含直流分量和偶次諧波?；ê透鞔沃C波有效值負(fù)載電流基波和各次諧波有效值電流基波和各次諧波標(biāo)么值隨a變化的曲線（基準(zhǔn)電流為a=0時(shí)的有效值）如圖4-6所示。圖4-6電阻負(fù)載單相交流調(diào)壓電路基波和諧波電流含量4.1.1單相交流調(diào)壓電路電流諧波次數(shù)和電阻負(fù)載時(shí)相同，也只含3、5、7…等次諧波。隨著次數(shù)的增加，諧波含量減少。和電阻負(fù)載時(shí)相比，阻感負(fù)載時(shí)的諧波電流含量少一些。當(dāng)a角相同時(shí)，隨著阻抗角j的增大，諧波含量有所減少。阻感負(fù)載4.1.1單相交流調(diào)壓電

7、路4)斬控式交流調(diào)壓電路在交流電源u1的正半周圖4-7斬控式交流調(diào)壓電路4.1.1單相交流調(diào)壓電路用V1進(jìn)行斬波控制用V3給負(fù)載電流提供續(xù)流通道用V2進(jìn)行斬波控制用V4給負(fù)載電流提供續(xù)流通道圖4-7斬控式交流調(diào)壓電路4)斬控式交流調(diào)壓電路在交流電源u1的負(fù)半周4.1.1單相交流調(diào)壓電路特性圖4-8電阻負(fù)載斬控式交流調(diào)壓電路波形4.1.1單相交流調(diào)壓電路電源電流的基波分量和電源電壓同相位，即位移因數(shù)為1。電源電流不含低次諧波，只含和開關(guān)周期T有關(guān)的高次諧波。功率因數(shù)接近1。4.1.2三相交流調(diào)壓電路根據(jù)三相聯(lián)結(jié)形式的不同，三相交流調(diào)壓電

8、路具有多種形式圖4-9三相交流調(diào)壓電路a)星形聯(lián)結(jié)b)線路控制三角形聯(lián)結(jié)c)支路控制三角形聯(lián)結(jié)d)中點(diǎn)控制三角形聯(lián)結(jié)三相四線基本原理：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?；ê?倍次以外的諧波在三