第四章 交流电力控制电路和交交变频

第1页,第四章交流电力控制电路和交交变频电路,本章要讲述的内容：交流调压电路交流调功电路交交变频电路本章重点要求的内容移相调压、调功电路原理,第2页,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）。,第3页,4.2交流调压电路,4.2.1单相交流调压电路,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。,应用场合灯光控制异步电动机的软起动和调速等,第4页,负载电压有效值：移相范围0a。,电阻负载,4.2.1单相交流调压电路,第5页,4.2.1单相交流调压电路,功率因数：,第6页,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和电阻性负载时的波形一致晶闸管导通角与电阻性负载时相同,第7页,j0o，=j，=180o不能调压j0o，j，窄脉冲不能正常工作,第8页,负载电压有效值：,j0o，j180o,j0o，j，宽脉冲=180o,不能调压,第9页,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。,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,第10页,过零触发u1过零时刻触发晶闸管导通。两种工作方式,图4.5全周波过零触发输出电压波形,4.3交流调功电路,第11页,调功电路的输出功率：T电源周期Tc控制周期PnTc内全导通时，装置的输出功率P未全导通时输出的平均功率nTc内导通的周波数输出电压有效值Un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,第12页,晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor)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。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,第13页,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,电路构成由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。变流器P和N都是相控整流电路。,第14页,工作原理P组工作时，负载电流io为正。N组工作时，io为负。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。改变两组变流器的切换频率，就可改变输出频率o。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）,第15页,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,第16页,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,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。,第17页,4.5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