第四章 交流电力控制电路和交交变频电路.ppt

第四章交流电力控制电路和交交变频电路,1-102,7-8节200-400,11-12节600-800,目录,4．1交流调压电路4．2交流调功电路4．3交流电子开关4．4矩阵式变频电路,,,,4．1交流调压电路,1.单相电阻负载,用途调光台灯，舞台灯，电机软启动及调速,用途调光台灯，舞台灯，电机软启动及调速,用途调光台灯，舞台灯，电机软启动及调速,用途调光台灯，舞台灯，电机软启动及调速,4．1交流调压电路,负载电压有效值U0,,,可以证明,当a0时，,当a0时，,负载电流有效值,4．1交流调压电路,晶闸管电流有效值,,,功率因数,,注意在交流调压电路中，纯电阻负载的功率因数小于等于1而在交流电路中，纯电阻负载的功率因数为1,4．1交流调压电路,,,,当0时,,当,,时,当时,,当〉0功率因数小于1。,,为什么物理本质是什么电压利用率小于等于1,导通角与开通角的关系,2、单相阻感负载,,a.,,图4-2阻感负载单相交流调压电路及其波形,设负载阻抗角,,由于电流滞后电压，通常采用滞后控制。,,1起始电流不突变，2u0为0时,I不为0，续流,理论分析,,,,经推导得,θ和a关系曲线,图4-3单相交流调压电路以j为参变量的θ和a关系曲线,利用,时,对纯感性负载,对纯阻性负载,晶闸管电流有效值,负载电压有效值U0,负载电压有效值U0,书上公式有误,IVT的标幺值IVTN和a关系曲线,,图4-4单相交流调压电路j为参变量时ITN和a关系曲线,IVTN最大为负载电流峰值的一半。,,,,,,,,,,由两项组成,第一项稳态值，,第二项暂态值,当时,a机械开关,,晶闸管投切电容器（ThyristorSwitchedCapacitorTSC）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,4.3交流电力电子开关,,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,实际常用三相，可三角形联结，也可星形联结两个反并联的晶闸管起着把C并入电网或从电网断开的作用（图4-15a）串联电感很小，用来抑制电容器投入时的冲击电流实际工程中，为避免电容器组投切造成较大冲击，一般把电容器分成几组（图4-15b），可根据电网需求而改变投入电容器的容量,4.3交流电力电子开关,,书上方向错，应向左。,4.3交流电力电子开关,,书上方向错，应向左。,TSC电路也可采用晶闸管和二极管反并联的方式由于二极管的作用，在电路不导通时uC维持在电源电压峰值成本稍低，但响应速度稍慢，最大投切时间滞后为一个周波,4.4矩阵式变频电路,图4-28矩阵式变频电路的主电路拓扑及其开关单元a矩阵式变频电路的主电路拓扑b一种常用的开关单元,AC-AC（Ac主要参数是幅值和频率），本节强调变频率。电路如图,三相输入电压为ua、ub和uc三相输出电压为uu、uv和uw9个开关器件组成33矩阵，因此被称为矩阵式变频电路MatrixConverterMC或矩阵变换器图中每个开关都是矩阵中的一个元素，采用双向可控开关，图4-28b,4.4矩阵式变频电路,,,,,缩写为,为调制矩阵,,,4.4矩阵式变频电路,,输入电流,,4.4矩阵式变频电路,对实际系统来说，三相输入电压为ua、ub和uc和所需要的输出电流iu、iv和iw是已知的。,4.4矩阵式变频电路,图4-29构造输出电压时可利用的输入电压部分a单相输入b三相输入构造输出相电压c三相输出构造输出线电压,4.4矩阵式变频电路,对实际系统来说，三相输入电压为ua、ub和uc和所需要的输出电流iu、iv和iw是已知的。,,Uim、Iom输入电压和输出电流的幅值；wi、wo输入电压和输出电流的角频率；jo相应于输出频率的负载阻抗角。,