第6章 晶闸管变流装置

i2
C2=2C1时，无论是电阻
L2
性、电感性或电容性负
载，当系统开环工作时，
从空载到满载，电压变
T2
D2
化不超过3％。
(b) 19
6.4.1 谐振逆变器主电路（续）
移相调压
为了使逆变电压能随输入电
T1
D1
压变化时而被调控，可以采
T3
D3 用移相调压的方法实现。
E
L1
R
T1和T2由一对间隔1800的
交流调功器概述
功能：调节输出功率 （对电压、电流波形 没有严格要求）
应用：主要用于以镍 铬或铁铬铝材料为发 热元件的电热装置的 温度自动控制
控制模式：过零触发 半周波控制（定周期/ 变周期）、调相触发 控制。
0
0
0 0
电源电压 0
过零脉冲 0
控制信号
触发脉冲 0
负载电压 0
t
t
Tc1
Tc2
t
t t
无论直流电机还是交流电机，在改变它们的输入电压时，电机 的转速将随之改变，调节电机的输入电压控制电机转速，称为调 压调速。
晶闸管相控整流直流电动机调速系统 晶闸管相控交流调压调速系统
异步电动机定子供电频率不变时，其电磁转矩与输入电压有效 值的平方成正比，利用交流调压电路，可以达到调速目的。
绕线式异步电动机串级调速
Q1
R91
R93
11
12 12
14 CT1
9
81 L1
C2 1 C1 3
C3 0
2
C4
70
DE L2
18
82
16
CT2
QE
74
19
RE
85
1 .3
71 B1
6 6T B2
72
35
36
C92
C94
主电路设计思想（应包含的功能部分） 遥控盒/面板：电压、频率、故障指示；起停按
钮；电压调节、频率调节。 浪涌抑制电路 输入滤波电路 移相全桥电路 主变压器、反馈变压器 桥臂直通保护电路
21
6.4.2 一个400Hz谐振逆变器实例
主电路图（续）
电源开关
+
JC
41
5
控制盒
41
R97
A2
N1 * IL2
C4
N3
* IC 4
* I2
* U3
* Uo
*
L2
C2
UX
T
* IC 2
对双向晶闸管T进行相控，可改变等效电感L2，从而改变L2、 C2并联的等效电抗的大小及性质（感性或容性），也就改变 了补偿电压U2的大小和相位，从而达到稳定输出电压目的。
16
6.4 晶闸管谐振型逆变器
谐振逆变器主电路结构
串联谐振逆变电路 电容分压电路 移相调压
一个400Hz谐振逆变器实例
主电路 控制电路
17
6.4.1 谐振逆变器主电路 基本串联谐振逆变电路
g1
g2
i1
0
i2
0
T/2
i uC
0
g1
g2
t
t
T
t
t
谐振频率与工作频率之比为1.35左右，等效负载电阻与谐振阻抗比为 3~5时，在谐振电容C1上能得到失真系数小于5%的正弦波。
在负载变化时，谐振频率会变化，正弦波的正弦度降低，如果负载过 重，谐振频率进一步降低，自然换流点后移，有可能造成桥臂直通。18
6.4.1 谐振逆变器主电路（续） 电容分压电路
1
E C1
R E
2
当负载使得输出等效电
T1
D1 容C1* 减小，谐振频率增
加时，输出电压降低，
L1
C2
i1
但输出电压在等效电容 C1*上的分压比增加，使 输出电压基本不变。
6.2.2晶闸管相控交流调压调速系统
异步电动机定子供电频率不变时，其电磁转矩与输入电压有 效值的平方成正比，利用交流调压电路，可以达到调速目的。
1）零位启动保护
1）缺相保护
6.2.3绕线式异步电动机串级调速
*6.3 交流稳压净化电源
基本工作原理
* U2
* * I1 U1
N2
* * IX U in
A1
43 43
JC30
R95 42 42
L01
9
LA1
电源指示
40
74
JC10
VFra Baidu bibliotek
f
遥控盒 72 工作指示 LA2
36
R01 C01 R03 C03
D R96
35
Rv 38
1K 电压调节
35
Rf 57
1K 频率调节
90
LA3 故障指示
80
R02 C02
R04 C04
JC
40
6
接触器
L01 10
C91
C93
率因数高，但负载电流存在频率低于基频的次谐 波分量，应用范围受限制，且调节周期较长。 4
6.1 晶闸管交流变换器（续）
调相触发型调功器
以每个交流电压半周为 调节周期，通过调节晶 闸管的导通相位角进行 调功。
调节周期仅为0.01s， 对于热惯性小的加热系 统也适应。
调相触发调功器特点：负载的电压(电流)是缺角正 弦波，功率因数差，且存在高次谐波，对电网和 无线电波会产生射频干扰。。
定周期过零触发
t
t
Tc1
Tc2
t
t
t
变周期过零触发 3
6.1 晶闸管交流变换器（续）
过零触发半周波控制型调功器
将交流电源每N个电压 半周定为一个调节周期 T，在该调节周期内调 节导通电压半周的个数 M来调节输出功率。
U0
U in
M N
过零触发调功器特点：负载得到的电压(电流)波形 总是完整的正弦波，避免了电流的瞬时冲击，功
5
6.1 晶闸管交流变换器（续）
调功器基本原理框图
零脉冲电路 导通比电路 过流截止电路 “与”门电路 脉冲变压器
6
6.1 晶闸管交流变换器（续）
调功器主电路基本连接型式（设计考虑）
图中双 向晶闸 管可用 两反并 联普通 晶闸管 代替
单相电路
三相四 线电路
7
*6.2 晶闸管相控调速系统
脉冲交替触发，T3和T4由
L3
另一对间隔1800的脉冲交替
1
0
3
4
2
C1 C2 C3 C4
触发，触发周期相同。 T4触发脉冲比T1触发脉冲
L2
L4
滞后一个时间上的相位角θ
E
T2
D2
(θ＝ωt)，改变t就改变了两
D4 个逆变电压的相位θ ，从而
T4
可以调节和控制负载电压的
大小。
(c)
20
6.4.2 一个400Hz谐振逆变器实例
电力电子装置及控制
第６章 晶闸管变流装置
自动化学院
第六章 晶闸管变流装置
§6.1 晶闸管交流变换器
交流调功器工作原理
*§6.2 晶闸管相控调速系统 *§6.3 交流净化型稳压电源
交流净化型稳压电源工作原理
§6.4 晶闸管谐振型逆变器
谐振逆变器主电路结构 一个400Hz谐振逆变器实例
2
6.1 晶闸管交流 变换器
采用相控有源逆变调节逆变角，改变了回馈至电网的转差功率 从而实现调速，调速装置的功率远小于电动机的功率，特别适合 大功率应用（几千千瓦）。
8
6.2.1晶闸管相控整流直流电动机调速系统 1、主电路及系统原理
2.控制电路 包括触发器、控制器、速度调节器、电流调 节器、检测电路
1）触发器
2）输入器