第四章电力电子技术(ACAC)

1、现代电力电子技术 第四章 AC/AC变换交流电的三要素: 电压、频率、相数 用变压器实现AC/AC变换的缺点: 调压不方便，体积大，设备笨重，消耗金属材料（铜和铁）多。 只能改变电压的大小，不能改变频率和相数。 电力电子变流器可以改变交流电的三要素。还可改变交流电输出功率。4.1 交流无触点开关器件 能控制交流电路的通断，使电流双向流通，且能对交流电压的大小进行控制。 器件可以是半控型器件，也可是全控型器件，也可是器件的组合。 特点：无机械触点（因而无电弧）、开关速 度快、寿命长 。4.1.1 晶闸管交流无触点开关晶闸管交流无触点开关 晶闸管存在漏电流，为了让电路断开时把负载和交流电源真正隔离

2、，通常需要在晶闸管开关前设置“机械式有触点开关”来保证用电安全。机械开关应先通后断。仅用于通断控制的交流开关 上述开关特点：在承受正压时触发导通，流过晶闸管的电流过零时自然关断。通过控制小信号开关S的通断实现对交流主电路的通断控制。固态开关非零电压固态继电器 光电三极管耦合的零电压接通和零电流断开的固态继电器 输入端1和2相当于继电器或接触器的线圈；输出端3和4相当于触点，与负载串联后，接至交流电源上。 4.1.2 全控型器件交流无触点开关全控型器件交流无触点开关全控型器件组成的交流无触点开关的形式 逆导元件 逆阻元件 逆导元件 逆阻元件 一个单向开关与 反向串联 反向并联 二极管桥组合4.2

3、 恒频变压交流变换电路恒频变压交流变换电路 恒频变压交流变换电路也称交流调压电路，只改变交流电压的幅值，不改变频率。 包括：相控式、斩控式、周波比控制。 4.2.1 单相相控交流调压电路单相相控交流调压电路 1. 电阻性负载2. 阻感性负载阻感性负载 时调压电路的输出电压和电流波形时调压电路的输出电压和电流波形 阻感负载单相交流调压电路阻感负载单相交流调压电路0窄脉冲窄脉冲触发时的波形触发时的波形 阻感负载单相交流调压电路0宽脉冲触发时的波形 4.2.2 单相斩控式交流调压电路单相斩控式交流调压电路 4.2.3 三相交流调压电路三相交流调压电路 1、三相相控式交流调压电路 有中性线星形接法 无

4、中性线星形接法 支路控制三角形接法 线路控制三角形接法 2、三相斩控式交流调压电路 三相斩控式交流调压电路 三相斩控式交流调压电路负载电压波形4.3 相控式交交变频电路相控式交交变频电路周波变流器周波变流器 4.3.1 单相交交变频电路单相交交变频电路 固定触发角时电路的输出电压波形 触发角按正弦规律变化时电路的输出电压波形 电路的工作状态-以阻感负载为例 在阻感负载输出电压的一个周期内，交交变频电路有四种工作状态：正组整流、正组逆变、反组整流、反组逆变。 哪组变流电路工作取决于负载电流的方向，而该组变流电路的工作状态则取决于负载电压和负载电流的方向是否一致，二者方向一致则工作在整流状态，二者方向相反则工作在逆变状态。单相交交变频电路输出电压和电流波形 如果考虑到无环流工作方式下负载电流过零的死区时间，一个周期内的波形分为6段。第1段: uo0，io0，io0，为正组整流状态；第4段: uo0，为正组逆变状态；第5段: 负载电流过零，为无环流死区时间；第6段: uo0，io/2时的电压 和电流波形 4.7 AC/AC变换电路在电源技术中的应用变换电路在电源技术中的应用 AC/AC变换电路在电源技术方面主要应用于交流