交流电力控制电路和交交变频.ppt

第四章 交流电力控制电路 和交交变频电路 n 本章要讲述的内容： 1)1)交流调压电路交流调压电路 2)2)交流调功电路交流调功电路 3)3)交交变频电路交交变频电路 n本章重点要求的内容 移相调压、调功电路原理移相调压、调功电路原理 1 4.1 基本概念 交流-交流变流电路 把一种形式的交流电变成另 一种形式交流电的电路（AC-AC变换电路）。 变频电路改变频率的电路 交交变频 直接 交直交变频 间接 交流电力 控制电路 只改变电压,电 流或控制电路的 通断,而不改变 频率的电路 交流调压电路 相位控制 交流调功电路 通断控制 2 4.2 交流调压电路 4.2.1 单相交流调压电路 n原理两个晶闸管反 并联后串联在交流电路 中，通过对晶闸管开通 相位的控制就可调节输 出电压的有效值。 R u 1 u o i o VT1 VT2 n应用场合 l灯光控制 l异步电动机的软起动和调速等 3 负载电压有效值： 移相范围 0 a 。 电阻负载 4.2.1 单相交流调压电路 R u 1 u o i o VT 1 VT 2 图4.1 电阻负载单相交流 调压电路及其波形 （P113 图4.1） O u1 uo io uVT wt Owt Owt Owt 4 4.2.1 单相交流调压电路 功率因数： R u 1 u o i o VT 1 VT 2 图4.1 电阻负载单相交流 调压电路及其波形 （P113 图4.1） O u1 uo io uVT wt Owt Owt Owt 5 负载阻抗角： j = arctan(wL/R ) 阻感负载 4.2.1 单相交流调压电路 =180o- 几种情况 j =0o l和电阻性负载时的波形一致 l晶闸管导通角与电阻性负载 时相同 6 nj 0o，=j，=180o 不能调压 nj 0o，j， 窄脉冲 不能正常工作 7 负载电压有效值： nj 0o，j 180o nj 0o，j， 宽脉冲 =180o,不能调压 8 调功电路与调压电路的比较： 相同点 电路形式完全相同 不同点 控制方式不同 4.3 交流调功电路 交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周期（过零触发）, 再断开几个周期,通过改变通断周波数的比值来调节负载所消耗 的平均功率。 图4.4 单相交流调功电路 交流调压电路在每个电源周期都对 输出电压波形进行控制。 优点：交流电源接通期间，负载电压电流都是正弦波，减小了 对电网造的谐波污染。 应用场合：一般用于热惯性较大的电热负载，比如电炉的温度 控制 9 n 过零触发u1过零时刻触发晶闸管导通。 n 两种工作方式 图4.5 全周波过零触发输出电压波形 TC TT TC t t t t t t t t 0 0 0 0 0 0 0 0 u u u u u u u u 12.5% 25% 50% 100% a）b） 4.3 交流调功电路 10 调功电路的输出功率： lT电源周期 lTc控制周期 lPnTc内全导通时，装置的输 出功率 lP未全导通时输出的平均功 率 lnTc内导通的周波数 输出电压有效值 lUn控制周期Tc内全导通时， 装置的输出功率 4.3 交流调功电路 11 晶闸管交交变频电路，也称周波变流器 (Cycloconvertor) u把电网频率的交流电变成频率可调、电压可调的 交流电的变流电路，属于直接变频电路。 u广泛用于大功率交流电动机调速传动系统，实际 使用的主要是三相输出交交变频电路。 4.4 交交变频电路 12 4.4.1 单相交交变频电路 图4.6 单相交交变频电路原理图 和输出电压波形 4.4 交交变频电路 Z P N 输出电压平均输出电压 O uo uo aP=0 aP= p 2 aP= p 2 wt 电路构成 v 由P组和N组反并联的 晶闸管变流电路构成， 和直流电动机可逆调速 用的四象限变流电路完 全相同。 v 变流器P和N都是相控 整流电路。 13 工作原理 P组工作时，负载电流io 为正。 N组工作时，io为负。 n两组变流器按一定的频 率交替工作，负载就得 到该频率的交流电。 v改变两组变流器的切 换频率，就可改变输 出频率o 。 v改变变流电路的控制 角，就可以改变交 流输出电压的幅值。 4.4.1 单相交交变频电路 图4.6 单相交交变频电路原理图 和输出电压波形 （P111 图4.18） Z P N 输出电压平均输出电压 O uo uo aP=0 aP= p 2 aP= p 2 wt 14 n为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对a角进 行调制。 在半个周期内让P组 a 角按正弦规律从90减到0或某 个值，再增加到90，每个控制间隔内的平均输出电压 就按正弦规律从零增至最高，再减到零。另外半个周 期可对N组进行同样的控制。 uo由若干段电源电压拼接而成，在uo的一个周期内， 包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。 4.4.1 单相交交变频电路 15 4.4.2 三相交交变频电路 图4.7 输出星形联结方式三相交交变频电路 （P125 图4.25） 三相变频的特点 n 由三组输出电压相位各 差120的单相交交变频 电路组成。 n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。 16 4.5 本章小结 本章的要点如下