第4章 交流电力控制电路和交交变频电路(1).ppt

4-1,引言4.1交流调压电路4.2其他交流电力控制电路4.3交交变频电路本章要点,第4章交流电力控制电路和交交变频电路,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,第4章交流电力控制电路和交交变频电路,4-3,4.1交流调压电路,基本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,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。,4.1交流调压电路,4-5,4.1.1单相交流调压电路4.1.2三相交流调压电路,4.1交流调压电路,4-6,4.1.1单相交流调压电路,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。a0时，输出电压为最大。UoU1,随a的增大，Uo降低，aπ时，Uo0。,λ与a的关系a0时，功率因数λ1，a增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低。,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。,a0时刻仍定为u1过零的时刻，a的移相范围应为j≤a≤π。,2阻感负载,图4-2电阻负载单相交流调压电路及其波形,负载阻抗角jarctanwL/R,VT1,4.1.1单相交流调压电路,4-8,q,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0,20,100,60,140,180,20,100,,,,,,,,,60,/,,,180,140,a,/,,,j,90,75,60,45,30,15,0,图4-3单相交流调压电路以φ为参变量的θ和a关系曲线,wta时刻开通晶闸管VT1，可求得θ（4－7）,当aj时θπ当aj时θ0，uo0，正组逆变,第5段又是无环流死区,第6段io0，uo0，为反组整流,4.3.1单相交交变频器,4-33,4.3.1单相交交变频器,3输出正弦波电压的调制方法,介绍最基本的、广泛使用的余弦交点法。设Ud0为a0时整流电路的理想空载电压，则有4-15每次控制时a角不同，表示每次控制间隔内uo的平均值。,图4-21余弦交点法原理,4-34,设期望的正弦波输出电压为4-16）比较式4-15和4-16，应使4-17g称为输出电压比,图4-21余弦交点法原理,4.3.1单相交交变频器,4-35,图4-21余弦交点法原理,4.3.1单相交交变频器,余弦交点法基本公式4-18,一般，输出上限频率不高于电网频率的1/3～1/2。,4-36,4.3.2三相交交变频电路,由三组输出电压相位各差120的单相交交变频电路组成。,交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，使用的是三相交交变频电路。,4-37,1公共交流母线进线方式,图4-24公共交流母线进线三相交交变频电路（简图）,4.3.2三相交交变频电路,由三组彼此独立的、输出电压相位相互错开120的单相交交变频电路构成。电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线上。因为电源进线端公用，所以三组的输出端必须隔离。为此，交流电动机的三个绕组必须拆开。主要用于中等。容量的交流调速系统。,4-38,2输出星形联结方式三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即可,,图4-25输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图b）详图,三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结。电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即可。,4.3.2三相交交变频电路,4-39,图4-25输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图b）详图,因为三组的输出联接在一起，其电源进线必须隔离，因此分别用三个变压器供电。由于输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，至少要有不同输出相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。,4.3.2三相交交变频电路,4-40,图4-25输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图b）详图,和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保证同时导通。两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保证同时导通。,4.3.2三相交交变频电路,4-41,2输入输出特性输出上限频率和输出电压谐波和单相交交变频电路是一致的。,输入电流总输入电流由三个单相的同一相输入电流合成而得到。有些谐波相互抵消，谐波种类有所减少，总的谐波幅值也有所降低。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,200,t,/,ms,输出电压,单相输出时,U,相输入电流,三相输出时,U,相输入电流,200,t,/,ms,200,t,/,ms,图4-26交交变频电路的输入电流波形,4.3.2三相交交变频电路,4-42,交交变频和交直交变频的比较8.1节中介绍间接变频电路，先把交流变换成直流，再把直流逆变成可变频率的交流，称交直交变频电路。交交变频电路的优点交交变频电路的缺点接线复杂，采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用36只晶闸管。受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低。输入功率因数较低。输入电流谐波含量大，频谱复杂。,效率较高（一次变流）可方便地实现四象限工作低频输出波形接近正弦波,,4.3.2三相交交变频电路,4-43,应用主要用于500kW或1000kW以上的大功率、低转速的交流调速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合应用。既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。,4.3.2三相交交变频电路,4-44,本章小结,本章的要点如下1交流交流变流电路的分类及其基本概念；2单相交流调压电路的电路构成，在电阻负载和阻感负载时的工作原理和电路特性；3交流调功电路基本概念；4晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作原理。,