电力电子技术第4版第5章交流变换电路ppt课件

1、第第5章章 交流变换电路交流变换电路电力电子技术电力电子技术(第第4版版) 交流变换电路是指把交流电能的参数幅值、频率、相位交流变换电路是指把交流电能的参数幅值、频率、相位加以变换的电路。根据变换参数的不同，交流变换电路可加以变换的电路。根据变换参数的不同，交流变换电路可以分为交流电力控制电路和交交变频电路。以分为交流电力控制电路和交交变频电路。 交流电力控制电路的功能是维持频率不变，仅改变输出电交流电力控制电路的功能是维持频率不变，仅改变输出电压的幅值。压的幅值。 交交变频电路也称为直接变频电路或周波变流器），交交变频电路也称为直接变频电路或周波变流器），它的功能是不通过中间直流环节而把电网

2、频率的交流电直接它的功能是不通过中间直流环节而把电网频率的交流电直接变换成较低频率的交流电的相控直接变频电路。变换成较低频率的交流电的相控直接变频电路。 在直接变频的同时也可实现电压变换，即直接实现降频、在直接变频的同时也可实现电压变换，即直接实现降频、降压变换。降压变换。第第5章章 交流变换电路交流变换电路第第5章章 交流变换电路交流变换电路5.1 交流调压电路交流调压电路5.2 交流调功电路交流调功电路 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关5.4 交交变频电路交交变频电路5.1 交流调压电路交流调压电路 1 1、交流调压电路、交流调压电路: :用来变换交流电压幅值或有效值用来变换交流电

3、压幅值或有效值的电路。的电路。 2 2、交流调压的实现方法：通过控制晶闸管在每一个电源、交流调压的实现方法：通过控制晶闸管在每一个电源周期内的导通角的大小相位控制来调节输出电压的大小。周期内的导通角的大小相位控制来调节输出电压的大小。 3 3、交流调压电路应用：、交流调压电路应用： 电炉的温度控制电炉的温度控制 灯光调节灯光调节 （如舞台灯光控制）（如舞台灯光控制） 异步电机软起动异步电机软起动 异步电机调速异步电机调速 调节整流变压器一次侧电压调节整流变压器一次侧电压工作原理：工作原理： T1 、T2 构成无触点交流开关构成无触点交流开关 电源正半周：电源正半周：T1触发触发 导通，导通，电

4、源的正半周施加到负载上；电源的正半周施加到负载上； 电源负半周：电源负半周：T2触发导通，触发导通，电源负半周便加到负载上；电源负半周便加到负载上； 电源过零：电源过零：T1、T2交替触发交替触发导通，电源电压全部加到负载；导通，电源电压全部加到负载； 关断关断T1、T2：电源电压不能：电源电压不能加到负载上。加到负载上。5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路图图 5.1.1 单向交流调压器电路单向交流调压器电路 单向交流调压电路的工作情况与它的负载性质有关单向交流调压电路的工作情况与它的负载性质有关 电源正半周：晶闸管电源正半周：晶闸管T1承受正向电承受正向电压，当压，当t=时，触发时

5、，触发T1使其导通，使其导通，负载上得到缺负载上得到缺角的正弦半波电压；角的正弦半波电压； 电源电压过零：电源电压过零：T1管电流下降为零管电流下降为零而关断；而关断； 电源电压负半周：晶闸管电源电压负半周：晶闸管T2承受正承受正向电压，当向电压，当t=+时，触发时，触发T2使使其导通，则负载上又得到了缺其导通，则负载上又得到了缺角的角的正弦负半波电压。持续这样控制，正弦负半波电压。持续这样控制，在负载电阻上便得到每半波缺在负载电阻上便得到每半波缺角的角的正弦电压；正弦电压；改变改变角的大小，便改变了输出电压有角的大小，便改变了输出电压有效值的大小。效值的大小。5.1.1 单相交流调压电路单相

6、交流调压电路图图5.1.1 5.1.1 电阻性负载时电阻性负载时单向交流电压电路及单向交流电压电路及输出电压波形输出电压波形 1 1、电阻性负载、电阻性负载5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路 电阻性负载数量关系：电阻性负载数量关系：（5.1.1） 负载电压的有效值负载电压的有效值 负载电流的有效值负载电流的有效值 2sin2100RURUI（5.1.2） 调压器的功率因数调压器的功率因数 （5.1.3） 图图5.1.15.1.1电阻性负载时单电阻性负载时单向交流电压电路及向交流电压电路及输出电压波形输出电压波形 总结：随着总结：随着角的增大，角的增大，U0逐渐减小。当逐渐减小。当 =

7、时，时，U0=0。 因而，单相交流电压器对于电阻性负载，其因而，单相交流电压器对于电阻性负载，其电压可调范围为电压可调范围为 0U，控制角，控制角的移相范围为的移相范围为0。tdtUU 20)sin2(1 )2sin(21 aaU 2sin21UUUIIUPFOOOO 单相交流调压电路带电阻负载时，输出电压波形正负半波对称，不单相交流调压电路带电阻负载时，输出电压波形正负半波对称，不含直流分量和偶次谐波含直流分量和偶次谐波5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路 电阻性负载谐波分析：电阻性负载谐波分析：基波和各次谐波有效值：基波和各次谐波有效值：22on21nnbaU负载电流基波和各次谐波

8、有效值：负载电流基波和各次谐波有效值：RUI/onon式中式中 n=1为基波，为基波，n=3,5,7,为奇次谐波。随着谐波次数为奇次谐波。随着谐波次数n的增加，谐的增加，谐波含量减少。波含量减少。 , 5 , 3 , 1o)sincos()(nnntnbtnatu) 12(cos2211Ua)(22sin2211Ub1) 1cos(111) 1cos(1121nnnnUan) 1sin(11) 1sin(1121nnnnUbn(5.1.4)(5.1.4)(n=3,5,7,)（5.1.5）（5.1.6）5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路2 2、阻感性负载、阻感性负载 （R-LR-L负载

9、）负载）图图5.1.2 5.1.2 带阻感负载单向交带阻感负载单向交流调压电路及输出波形流调压电路及输出波形 单相交流电压器带阻感负单相交流电压器带阻感负载时，工作情况同可控整流电载时，工作情况同可控整流电路带电感负载相似；路带电感负载相似； 当电源电压反向过零时，当电源电压反向过零时，负载电感产生感应电动势阻止负载电感产生感应电动势阻止电流的变化，故电流不能立即电流的变化，故电流不能立即为零；为零； 晶闸管的导通角晶闸管的导通角的大小的大小与控制角与控制角a a 、负载阻抗角、负载阻抗角都都有关。有关。5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路 阻感性负载的工作情况分析： 晶闸管晶闸管T1

10、T1导通时，负载电流导通时，负载电流IoIo满满足：足： (5.1.(5.1.7) 7) 式中式中 利用边界条件：利用边界条件： ，i0=0 i0=0 可求得可求得：(5.1.8 ) （为晶闸管的导通角）T2T2导通时，上述关系完全相同，只是导通时，上述关系完全相同，只是iOiO相差相差1800 1800 图图5.1.3)5.1.3)单相交流调压器单相交流调压器以以为参变量时为参变量时与与a a的关的关系曲线系曲线 )sin()sin(2 tgtoetZUi t2122)(LRZ RLtg 1 tge )sin()sin( t 1 1、，导通角，导通角 18001800，正负半波电流断续。，正

11、负半波电流断续。愈大，愈大，愈小，愈小，波形断续愈严重。波形断续愈严重。 负载电压的有效值负载电压的有效值UOUO、晶闸管电流平均值、晶闸管电流平均值IdTIdT、电流有效值、电流有效值ITIT以及以及负负载电流有效值载电流有效值IOIO分别为：分别为： (5.1.9) (5.1.10) (5.1.12) (5.1.11) 5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路调压电路在不同调压电路在不同时的工作情时的工作情况况 )(2sin2sin)sin2(120 UtdtUUtdetItdT )sin()sin(21tan tdetZUItT2tan2)sin()sin()2(21 cos)2co

12、s(sin ZUTOII2 5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路 2 2、 = =可得：可得：=1800 =1800 此时，晶闸管轮流导通，相当于晶闸管被短此时，晶闸管轮流导通，相当于晶闸管被短接。负载电流处于连续状态，为完全的正弦波。接。负载电流处于连续状态，为完全的正弦波。 tge )sin()sin(由由0sin (5.1.8) (5.1.8) 调压电路在不同调压电路在不同时的工作情时的工作情况况5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路 图5.1.4窄脉冲触发时的工作波形 1 1如果采用窄脉冲触发，会出现如果采用窄脉冲触发，会出现先触发的一只晶闸管导通，而另一只先触发的一只晶

13、闸管导通，而另一只管子在电流下降为零时，因其门极脉管子在电流下降为零时，因其门极脉冲已经消失不能导通的失控现象。回冲已经消失不能导通的失控现象。回路中将出现很大的直流电流分量，无路中将出现很大的直流电流分量，无法维持电路的正常工作。法维持电路的正常工作。 2 2采用宽脉冲或脉冲列触发，使采用宽脉冲或脉冲列触发，使第二个晶闸管的导通角第二个晶闸管的导通角 。即可。即可使两个晶闸管的导通角使两个晶闸管的导通角=1800=1800达到达到平衡。解决失控问题。平衡。解决失控问题。3 3、 18001800调压电路在不同调压电路在不同时的工作情时的工作情况况5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路图

14、图5.1.45.1.4窄脉冲触发时窄脉冲触发时的工作波形的工作波形 5.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路 1 1） 电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3 3、5 5、77等次谐波；等次谐波； 2 2） 随着次数的增加，谐波含量减少；随着次数的增加，谐波含量减少； 3 3） 和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些；一些； 4 4） a a 角相同时，随着阻抗角的增大，谐波含量有所角相同时，随着阻抗角的增大，谐波含量有所减少；减少；单相交流电压器带阻感负载时电流谐波分析：单相交流电压器带阻感负载时电

15、流谐波分析： 5.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路 1 1、三相四线制调压电路特点：、三相四线制调压电路特点： 图5.1.5(a) 三相四线制调压电路 1相当于三个独立的单相交流调压电路组合而成的； 2存在中性线，但是3次谐波在中线中的电流大，故中线的导线截面要求与相线一致； 3晶闸管的门极触发脉冲信号，同相间两管的触发脉冲要互差180。 4各晶闸管导通顺序为T1T6，依次滞后间隔60； 5因存在中线，可采用窄脉冲触发； 5.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路 1 1、三相四线制调压电路特点：、三相四线制调压电路特点： 图图5.1.5(a) 5.1.5(a) 三相四三相四线制调压

16、电路线制调压电路 6 6该电路工作时，零线上该电路工作时，零线上谐波电流较大，含有三次谐波，谐波电流较大，含有三次谐波，控制角控制角a=90a=90时，零线电流甚时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近。至和各相电流的有效值接近。若变压器采用三柱式结构，则若变压器采用三柱式结构，则三次谐波磁通不能在铁心中形三次谐波磁通不能在铁心中形成通路，产生较大的漏磁通，成通路，产生较大的漏磁通，引起发热和噪音。引起发热和噪音。 7 7该电路中晶闸管上承受该电路中晶闸管上承受的峰值电压为的峰值电压为 ( ( 为为线电压线电压) )。lU32lU5.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路 2、三相三线制交流调

17、压电路的特点： 图图5.1.5 (b)5.1.5 (b)三相三线制三相三线制交流调压电路交流调压电路 1每相电路必须通过另一相形成回路； 2负载接线灵活，且不用中性线； 3晶闸管的触发电路必须是双脉冲，或者是宽度大于600的单脉冲； 4触发脉冲顺序和三相全控桥一样，为T1T6，依次间隔60； 5电压过零处定为控制角的起点，a角移相范围是0150； 6)输出谐波含量低,无3倍次谐波； 5.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路 图5.1.6 (a) a=30时负载相电压波形 (1) 0a60 时，三个晶时，三个晶闸管导通与两个晶闸管导通交闸管导通与两个晶闸管导通交替，每管导通替，每管导通180

18、a 。但。但a =0时一直是三管导通，图时一直是三管导通，图5.1.6(a)所示所示a=30时的负载电时的负载电压波形。压波形。3 3、三相三线制交流调压电路，改变、三相三线制交流调压电路，改变a a ，电路中晶闸管的导，电路中晶闸管的导电模式：电模式： 5.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路 图5.1.6 (b) a=60时负载相电压波形 (2) 60a90时，两管导时，两管导通，每管导通通，每管导通120；图；图5.1.6(b)所示为所示为a =60时负载电压波形时负载电压波形。 3 3、三相三线制交流调压电路，改变、三相三线制交流调压电路，改变a a ，电路中晶闸管的导，电路中晶闸

19、管的导电模式：电模式：5.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路 图5.1.6 (c) a=120时负载相电压波形 (3) 90a 150时，两管时，两管导通与无晶闸管导通交替，导导通与无晶闸管导通交替，导通角度为通角度为3002a，图，图 5.1.6(c)所示为所示为a=120时时 的负载电压波的负载电压波形。形。 3 3、三相三线制交流调压电路，改变、三相三线制交流调压电路，改变a a ，电路中晶闸管的导，电路中晶闸管的导电模式：电模式：5.2 交流调功电路交流调功电路 1 1、与调压电路的比较：、与调压电路的比较：同同电路形式完全相同电路形式完全相同 异异控制方式不同：以交流电源周波数

20、为控制单控制方式不同：以交流电源周波数为控制单位位, 对电路通断进行控制，改变通断周波数对电路通断进行控制，改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。的比值来调节负载所消耗的平均功率。应用应用 交流调功电路直接调节对象是电路的平均输出功率；交流调功电路直接调节对象是电路的平均输出功率； 控制对象时间常数很大，以周波数为单位控制；控制对象时间常数很大，以周波数为单位控制； 晶闸管导通时刻为电源电压过零的时刻，负载电压电流都晶闸管导通时刻为电源电压过零的时刻，负载电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。 2 2、电阻负载时

21、的工作情况：、电阻负载时的工作情况： 控制周期为M倍电源周期，晶闸管在前N个周期导通，后MN个周期关断； 负载电压和负载电流也即电源电流的重复周期为M倍电源周期； 图图5.2.15.2.1交流调功电路典交流调功电路典型波形型波形M=3、N=2时的电路波形5.2 交流调功电路交流调功电路 3 3、谐波分析：、谐波分析： 图图5.2.2为以控制周期为基准为以控制周期为基准的交流调功电路的频谱图，的交流调功电路的频谱图，In为为n次谐波有效值，次谐波有效值， Io为导通时为导通时电路电流幅值；电路电流幅值； 电流中不含整数倍频率的谐电流中不含整数倍频率的谐波，但含有非整数倍频率的谐波，但含有非整数倍

22、频率的谐波，而且在电源频率附近，非波，而且在电源频率附近，非整数倍频率谐波的含量较大。整数倍频率谐波的含量较大。 图图5.2.2 5.2.2 交流调功电路的电交流调功电路的电流频谱图流频谱图(M =3(M =3、N =2) N =2) 5.2 交流调功电路交流调功电路 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关 作用将晶闸管反并联后串入交流电路代替机械开关，起将晶闸管反并联后串入交流电路代替机械开关，起接通和断开电路的作用；接通和断开电路的作用； 优点优点 特点与交流调功电路的区别）特点与交流调功电路的区别） 只控制通断，并不控制电路的平均输出功率只控制通断，并不控制电路的平均输出功率 没有明确

23、的控制周期，只是根据需要控制电路没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路的接通和断开的接通和断开 控制频度通常比交流调功电路低控制频度通常比交流调功电路低响应速度快、无触点寿命长、可频繁控制通断；控制晶闸管总是在电流过零时关断，在关断时不会因负载或线路电感存储能量而造成过电压和电磁干扰； 晶闸管投切电容器晶闸管投切电容器Thyristor Switched Thyristor Switched CapacitorTSCCapacitorTSC） 图图5.3.1 TSC基本原理图基本原理图 代替机械开关投切电容器，代替机械开关投切电容器，对电网无功进行控制对电网无功进行控制 提高功率因数、稳定电

24、网电提高功率因数、稳定电网电压、改善用电质量压、改善用电质量 是一种很好的无功补偿方式是一种很好的无功补偿方式 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关1 1、电路结构和工作原理晶闸管反并联）、电路结构和工作原理晶闸管反并联） 图图5.3.1 TSC基本原理图基本原理图 1 1实际常用三相实际常用三相TSCTSC，可三角形联，可三角形联结，也可星形联结。结，也可星形联结。 2 2反并联的晶闸管控制反并联的晶闸管控制C C并入电网并入电网或从电网断开，如图或从电网断开，如图5.3.15.3.1a a）。）。 3 3串联电感很小，用来抑制电容串联电感很小，用来抑制电容器投入电网时的冲击电流。器投入

25、电网时的冲击电流。 4 4为避免电容器组投切造成较大为避免电容器组投切造成较大电流冲击，一般把电容器分成几组，如电流冲击，一般把电容器分成几组，如图图5.3.1(b)5.3.1(b)所示，可根据电网对无功的所示，可根据电网对无功的需求而改变投入电容器的容量。需求而改变投入电容器的容量。 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关2 2、晶闸管投切时间的选择、晶闸管投切时间的选择 1选择原则：投入时刻交流电源电压和电容器预充电选择原则：投入时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等，防止冲击电流。电压相等，防止冲击电流。 2理想选择：理想情况下，希望电容器预充电电压为理想选择：理想情况下，希望电容器预

26、充电电压为电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。 图图5.3.2 TSC理想投切时刻原理说明理想投切时刻原理说明 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关图图5.3.3 晶闸管和二极管反并联方式的晶闸管和二极管反并联方式的TSC 3) 3)电路特点：电路特点： 由于二极管的作用，在电路不导通时由于二极管的作用，在电路不导通时uCuC总会维持在电源总会维持在电源电压峰值；电压峰值； 二极管不可控，响应速度要慢一些，投切电容器的最大二极管不可控，响应速度要慢

27、一些，投切电容器的最大时间滞后为一个周波。时间滞后为一个周波。5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关2 2、晶闸管投切时间的选择、晶闸管投切时间的选择 5.4 交交变频电路交交变频电路 交交变频电路是不通交交变频电路是不通过中间直流环节而把电网过中间直流环节而把电网频率的交流电直接变换成频率的交流电直接变换成不同频率低于交流电源不同频率低于交流电源频率交流电的变流电路。频率交流电的变流电路。 主要用于大功率交流电动机调速系统。 1 1定义定义 2 2应用应用图图5.4.2 5.4.2 单相交流输入时交单相交流输入时交交变频电路的波形图交变频电路的波形图 5.4.1 单相输出交交变频电路单相输

28、出交交变频电路 1 1、电路结构和工作原理、电路结构和工作原理 电路结构：由具有相同特征电路结构：由具有相同特征的两组晶闸管整流电路正组的两组晶闸管整流电路正组整流器和反组整流器整流器和反组整流器 ）反并）反并联构成；联构成； 工作原理工作原理 正组整流器工作，反组整正组整流器工作，反组整流器被封锁，负载端输出电压流器被封锁，负载端输出电压为上正下负；为上正下负； 负组整流器工作，正组整负组整流器工作，正组整流器被封锁，负载端得到输出流器被封锁，负载端得到输出电压上负下正；电压上负下正； 以低于电源的频率切换正以低于电源的频率切换正反组整流器的工作状态反组整流器的工作状态, ,在负在负载端就可

29、获得交变的输出电压；载端就可获得交变的输出电压；（如图（如图5.4.2 5.4.2 ） 晶闸管的开通与关断必须晶闸管的开通与关断必须采用无环流控制方式，防止两采用无环流控制方式，防止两组晶闸管桥同时导通；组晶闸管桥同时导通； 图图5.4.1 5.4.1 单相输出交交变频电路单相输出交交变频电路 图图5.4.2 5.4.2 单相交流输入时交单相交流输入时交交变频电路的波形图交变频电路的波形图 电路控制特点：电路控制特点： （1 1一个周期内控制角一个周期内控制角a a固定不变时，输出电压为含有大量的谐波矩固定不变时，输出电压为含有大量的谐波矩形波形波,(,(如图如图5.4.2) 5.4.2) 对

30、电机的工作很不利。对电机的工作很不利。 （2 2为了让输出电压波形接近正弦波，可按正弦规律对为了让输出电压波形接近正弦波，可按正弦规律对a a进行调制。进行调制。 正组工作的半个周期内让控制角正组工作的半个周期内让控制角a a按正弦规律从按正弦规律从9090逐渐减小到逐渐减小到0 0，然后逐渐增加到然后逐渐增加到9090。正组整流电流的输出电压的平均值就按正弦规律。正组整流电流的输出电压的平均值就按正弦规律变化，从零增大到最大变化，从零增大到最大, ,然后从最大减小到零。然后从最大减小到零。 反组工作的半个周期内采用上述同样的控制方法，反组工作的半个周期内采用上述同样的控制方法， 就可以得到就

31、可以得到接近正弦波的输出电压。如图接近正弦波的输出电压。如图5.4.35.4.3图图5.4.35.4.3交交变频电路的波形图交交变频电路的波形图a a变化）变化） 5.4.1 单相输出交交变频电路单相输出交交变频电路 2、变频电路的工作过程电感性负载） 对于电感性负载，输出电压超前电流。一个周期可以分对于电感性负载，输出电压超前电流。一个周期可以分为六个阶段为六个阶段 第一阶段：输出电压过零，第一阶段：输出电压过零， u0 u0为正，为正，i00i00i00，u00u00。正组整流器工作在整流状。正组整流器工作在整流状态，反组整流器被封锁。态，反组整流器被封锁。 2、变频电路的工作过程电感性负

32、载）5.4.1 单相输出交交变频电路单相输出交交变频电路 图图5.4.4 5.4.4 交交- -交变频电路电感性负载时的输出电压和电流波形交变频电路电感性负载时的输出电压和电流波形 第四阶段：第四阶段：i00i00，u00u00。正组整流器工作有源逆变状态，。正组整流器工作有源逆变状态，反组整流器仍被封锁；反组整流器仍被封锁； 第五阶段：电流为零，为无环流死区；第五阶段：电流为零，为无环流死区； 第六阶段：第六阶段： i00,u00 i00,u00，反组整流器工作在整流状，反组整流器工作在整流状态，正组整流器被封锁；态，正组整流器被封锁； 2、变频电路的工作过程电感性负载）5.4.1 单相输出

33、交交变频电路单相输出交交变频电路 图图5.4.4 5.4.4 交交- -交变频电路电感性负载时的输出电压和电流波形交变频电路电感性负载时的输出电压和电流波形 总结：总结： 哪组整流器电路工作是由输出电流决定，而与输出电压极性无关；哪组整流器电路工作是由输出电流决定，而与输出电压极性无关； 变流电路是工作在整流状态还是逆变状态，则是由输出电压方向变流电路是工作在整流状态还是逆变状态，则是由输出电压方向和输出电流方向的异同决定；和输出电流方向的异同决定； 2、变频电路的工作过程电感性负载）5.4.1单相输出交交变频电路单相输出交交变频电路 3、输出正弦波电压的控制方法（、输出正弦波电压的控制方法（

34、“余弦波交点法余弦波交点法”） 设Ud0为a = 0时整流电路的理想空载电压，则有： （5.4.1） （5.4.2） 每次控制时每次控制时a a不同，不同，u0u0为每个控制间隔输出的平均电压，为每个控制间隔输出的平均电压，希望输出的正弦波电压为希望输出的正弦波电压为 比较式比较式5.4.15.4.1与与5.4.25.4.2），则使），则使 （5.4.4） g g 称为输出电压比：称为输出电压比： cos0doUu tUuomo sin0 ttUUodoom0sinsincos g g )sin(cos1to g g doomUU g g)10( g g式式5.4.45.4.4为余弦交点法求为

35、余弦交点法求 角的基本公式。角的基本公式。 5.4.1 单相输出交交变频电路单相输出交交变频电路 图图5.4.55.4.5余弦交点法原理余弦交点法原理 2相邻两个线电压的交点对应于相邻两个线电压的交点对应于a=0； 3u1-u6所对应的同步信号分别用所对应的同步信号分别用us1-us6表示表示 ； 4us1-us6比相应的比相应的u1-u6超前超前30， us1-us6的最大值和相应线电压的最大值和相应线电压a=0的的时刻对应；时刻对应； 4、余弦交点法图解 6各晶闸管触发时刻由相应的同步电压各晶闸管触发时刻由相应的同步电压us1-us6的下降段和的下降段和输出电压输出电压uo的交点来决定；的

36、交点来决定； 1线电压线电压uAB、 uAC 、 uBC 、 uBA 、 uCA和和uCB依次用依次用u1-u6表示；表示； 5） a =0为零时刻，则为零时刻，则us1-us6为余弦信号；为余弦信号；5.4.1 单相输出交交变频电路单相输出交交变频电路 不同g 时，在u0一周期内，a 随变化的情况如图5.4.6，图中 图图5.4.6 5.4.6 不同不同g g 时时a a 和和w0t w0t 变化的情况变化的情况 g 较小，即输出电压较低时，a只在离90很近的范围内变化，电路的输入功率因数非常低； )sin(sin2/)sin(coso1o1tt g g g g 5.4.1 单相输出交交变频电路单相输出交交变频电路 5.4.2 三相输出交交变频电路三相输出交交变频电路 交交变频器主要用于交流调速系统中，交交变频器主要用于交流调速系统中， 实实际使用的主要是三相交交变频器。际使用的主要是三相交交变频器。 由三组输出电压相位各相差由三组输出电压相位各相差12001200的单相交的单相交交变频电路组成。交变频电路组成。 电路接线形式主要：电路接线形式主要： 1 1公共交流母线进线方式公共交流母线进线方式 2 2输出星形联结方式输