電力電子技術交流交流變換

電力電子技術交流交流變換第1頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路交流調壓電路VT1、VT2——兩單向晶閘管反并聯VT——雙向晶閘管第2頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路控制方式：（a）通斷控制（b）相位控制（c）斬波控制第3頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路單相交流調壓電路1.電阻性負載工作原理:u1正半波時觸發(fā)VT1導通、過零自然關斷；u1負半波時觸發(fā)VT2導通，過零自然關斷。通過改變滯后觸發(fā)角α控制輸出值。輸出電壓有效值：特點：輸出波形為“缺塊”正弦波

存在諧波，α↑諧波↑，但不含直流與偶次諧波。第4頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路單相交流調壓電路2.電感－電阻性負載工作原理:VT1、VT2分別在u1正、負半波內觸發(fā)導通，但要到電感電流降到0時才能關斷

關斷時刻滯后u1過零點，延遲時間與φ=arctan(ωL/R)有關。保證正常工作條件:1.φ≤α≤π；2.采用寬脈沖（≥60°）觸發(fā)或后延固定、前沿可調、最大寬度可達180°的脈沖列觸發(fā)。第5頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路單相交流調壓電路2.電感－電阻性負載特點：VT1、VT2導通角θ與α、φ有關；α與φ的關系不同，導致電路性能不同： 1）φ＜α＜π：有調壓功能 2）α＝φ：不起調壓作用

失控 3）0＜α＜φ(窄脈沖觸發(fā))：單管整流， 輸出直流分量大危害大 4）0＜α＜φ(寬脈沖觸發(fā))：晶閘管總是在ωt=φ處導通，且輸出 電壓、電流正弦、連續(xù)，uo=u1，因此也不起調壓作用

失控第6頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路三相交流調壓電路1.Y型三相交流調壓電路正常工作需滿足的條件：1）三相中至少有兩相導通，且其中一相為正向管導通，另一相為反相管導通；2）采用大于60o的寬脈沖或雙窄脈沖觸發(fā)；3）相鄰觸發(fā)脈沖相位互差60o。第7頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路三相交流調壓電路1.Y型三相交流調壓電路（0o＜α＜150o）不同控制角α下的電壓波形第8頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路其他交流電力控制電路1.交流調功電路Ik—k次諧波有效值；Iom—導通時負載電流幅值；特點：不含整數次諧波，但含有非整數次諧波（也叫分數次諧波或間諧波）。用途：主要用于電爐的溫度控制。

第9頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交流調壓電路其他交流電力控制電路2.交流無觸點開關特點：1.開關過程無電弧、響應快、工作頻率高2.導通時存在管壓降，關斷時存在陽極漏電流第10頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交－交變頻電路三相輸入－單相輸出交－交變頻電路工作原理：固定頻率交流輸入直接變換成可調頻率的交流輸出，無需中間直流環(huán)節(jié)；有兩組(直流側)反并聯的整流電路： 正組整流，反組封鎖，u上(+)下(-) 反組整流，正組封鎖，u上(-)下(+)正組電路工作時反組電路閉鎖，反之亦然。若以f0切換它們交替工作，即可獲得頻率為f0的交流輸出，輸出電壓大小取決于觸發(fā)角α。大電感大電感電流型電壓型第11頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交－交變頻電路三相輸入－單相輸出交－交變頻電路輸出電壓波形可分為方波與正弦波兩種。方波輸出控制簡單，正、反兩橋工作時維持α角不變，但其輸出富含低次諧波；正弦波輸出控制復雜，兩橋工作時控制α角按正弦值規(guī)律變化(90°

0

90°)，因此可有效降低輸出諧波。第12頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交－交變頻電路三相輸入－單相輸出交－交變頻電路a）正組變流器 整流：α=90°

0

90° 逆變：α=90°

180°

90°b）反組變流器 整流：α=90°

0

90° 逆變：α=90°

180°

90°正弦型交——交變頻器第13頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月交－交變頻電路三相輸入－單相輸出交－交變頻電路余弦交點控制法：基本思想是使構成交-交變頻器的各可控整流器輸出電壓盡可能接近理想正弦波，即盡可能降低實際輸出電壓波形與理想正弦波形之間的偏差。第14頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月1）輸出頻率上限：≤電網頻率的1/3—1/22）輸入功率因數：總是滯后，隨α改變3）輸出電壓諧波：

4）輸入電流諧諧波：交－交變頻電路三相輸入－單相輸出交－交變頻電路輸入、輸出特性：不同γ下，α和ω1t關系輸入、輸出功率因數間關系第15頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月1）輸出頻率上限：與單相輸出同2）輸入功率因數：有所改善3）輸出電壓諧波：與單相輸出同4）輸入電流諧諧波：交－交變頻電路三相輸入－三相輸出交－交變頻電路輸入、輸出特性：改善輸入功率因數與提高輸出電壓的措施：(1)直流偏置法：可減小α角，提高輸入功率因數(2)交流偏置法：Udo、輸出功率可提高15%第16頁，課件共17頁，創(chuàng)作于2023年2月矩陣變換電路優(yōu)點：1）輸出電壓正弦，輸出頻率不受