交流交流变换电路要点
交流交流变换电路
1
2
t
t
t
t
u
s
i
C
u
C
VT
1
VT
2
t
t
u
VT
1
u
u
s
i
C
u
C
C
VT
1
VT
2
VT
图6-16 TSC理想投切时刻原理说明
晶闸管的投切 选择晶闸管投入时刻的原则:该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等,这样电容器电压不会产生跃变,就不会产生冲击电流。 理想情况下,希望电容器预充电电压为电源电压峰值,这时电源电压的变化率为零,电容投入过程不但没有冲击电流,电流也没有阶跃变化。
本章主要讲述 交流-交流变流电路 把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路
6.1 交流调压电路
电路图
原理
两个晶闸管反并 联后串联在交流电路 中,通过对晶闸管的 控制就可控制交流电 力。
6.1 交流调压电路
应用
灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)。 异步电动机软起动。 异步电动机调速。 供用电系统对无功功率的连续调节。 在高压小电流或低压大电流直流电源中, 用于调节变压器一次电压。
图6-15 TSC基本原理图 a) 基本单元单相简图 b) 分组投切单相简图
作用 对无功功率控制,可提高功率因数,稳定电网电压,改善供电质量。 性能优于机械开关投切的电容器。 结构和原理 晶闸管反并联后串入交流电路。 实际常用三相,可三角形联结,也可星形联结。
晶闸管投切电容(Thyristor Switched——Capacitor——TSC)
三相三线
6.1.2 三相交流调压电路
6.1.2 三相交流调压电路
三相电路基本知识
三相电路基本知识一、概括三相电路基本知识是电力系统中至关重要的部分,涉及三相交流电的产生、传输、变换和应用。
本文旨在介绍三相电路的基本概念、原理及应用领域。
三相电路具有高效、稳定的特点,广泛应用于工业、商业和家庭等各个领域。
本文将重点介绍三相电源、三相负载、三相线路的接法、三相电路的功率计算,以及三相电路中的电压电流特性等内容,为读者提供三相电路的基本知识和理解,以便更好地应用和维护电力系统。
1. 介绍三相电路的重要性和应用领域三相电路在现代电力系统中占据着举足轻重的地位,其重要性不容忽视。
三相电路是一种能够同时传输三种频率电能的电路系统,其广泛的应用领域涵盖了工业、商业和家庭等各个方面。
了解三相电路的基本知识,对于电气工程师、电力工作者以及广大民众来说都至关重要。
三相电路的重要性体现在其高效稳定的电力传输能力上。
相较于单相电路,三相电路具有更高的输电效率和更大的容量,能够满足大规模电力负载的需求。
三相电路还能提供更为平衡和稳定的电力供应,有助于保障电力系统的整体运行安全。
三相电路的应用领域极为广泛。
在工业领域,三相电路是电动机、发电机、变压器等设备的核心驱动力量,广泛应用于各类机械设备、生产线以及自动化系统中。
在商业领域,三相电路用于照明、空调、电脑等设备,为商业活动的正常进行提供了重要支持。
在家庭领域,三相电路则为家用电器如电视、冰箱、洗衣机等提供了稳定的电力供应。
三相电路还广泛应用于电网建设、能源分配以及电力系统自动化控制等方面。
三相电路在现代电力系统中具有不可或缺的地位。
掌握三相电路的基本知识,对于理解和应用电力系统具有重要意义。
在接下来的文章中,我们将详细介绍三相电路的基本概念、工作原理以及相关的技术要点。
2. 简述三相电路的发展历程及其在现代电力系统中的地位三相电路的发展历程可以追溯到电力工业的早期阶段。
自发电机的发明以来,三相电路技术得到了不断的完善和发展。
随着工业化的进程,三相电路因其高效、稳定的特性,逐渐取代了单相电路,成为电力系统的主要组成部分。
交流电路工作原理
交流电路工作原理交流电路是一种电路,电流方向和大小随着时间的变化而周期性地改变。
它是由交流电源、负载和其他元件组成的。
交流电路工作原理是利用交流电源提供的电压来驱动负载,实现电能的转化和传输。
在交流电路中,电源可以是交流电发生器,它产生正弦波形状的电压信号。
这个信号的频率决定了电流变化的快慢。
负载可以是任何需要电能进行工作的设备,如灯泡、电动机等。
交流电路中常用的元件有电阻、电容和电感。
电阻用于限制电流,电容用于储存电能,电感用于储存磁能。
这些元件的特性会影响电路的性能和响应。
当交流电路中的电源开始提供电压时,电流会随着时间的变化而周期性地改变方向和大小。
这是因为正弦波形的电压信号会驱动电流来回流动。
在电压为正时,电流方向为正;在电压为负时,电流方向为负。
交流电路中的电流和电压具有相位差,即它们的变化不完全同步。
相位差的大小和方向取决于电路中的元件特性和连接方式。
这种相位差在交流电路的分析和设计中起着重要的作用。
交流电路中的负载会消耗电能,通过变化的电流和电压来进行转化。
例如,灯泡会将电能转化为光能和热能。
电动机会将电能转化为机械能。
交流电路工作原理可以通过分析电路中的电压、电流和功率来理解。
电压和电流是相互关联的,它们遵循欧姆定律和基尔霍夫电流定律。
功率表示电能的转化速率,通过功率可以评估电路的效率和性能。
总而言之,交流电路的工作原理是利用交流电源提供的电压来驱动负载,通过电流的周期性变化实现电能的转化和传输。
了解交流电路的工作原理对于电路设计、分析和维护都是至关重要的。
直流-交流变换电路
组N的逆变。为此,只要降低 U d β 且使 EU dβ(U dα),
则N组产生逆变,流过电流Id2,电机电流Id反向,反组有 源逆变将电势能E通过反组N送回电网,实现回馈制动。 (3)反组整流 N组整流,使电动机反转,其过程与正组整流类似。 (4)正组逆变 P组逆变,产生反向制动转矩,其过程与组反逆变类似。
逆变状态时的控制角称为逆变角β,规定以α=π处作为计量
β角的起点,大小由计量起点向左计算。满足如下关系:
4.2.2 逆变失败与最小逆变角的限制
1、逆变失败
可控整流电路运行在逆变状态时,一旦发生换相失败,电 路又重新工作在整流状态,外接的直流电源就会通过晶闸 管电路形成短路,使变流器的输出平均电压Ud和直流电 动势E变成顺向串联,由于变流电路的内阻很小,将出现 很大的短路电流流过晶闸管和负载,这种情况称为逆变失 败,或称为逆变颠覆。
4.3 无源逆变(变频)电路
4.3.1 变频概述及变频器的种类
将直流电能变换成交流电能供给无源负载的过程称为无逆 变。用于逆变的直流电能通常是由电网提供的交流电整流 得来的。我们把“将电网提供的恒压恒频CVCF(Constant Voltage Constant Frequency)交流电变换为变压变频 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)交流电供给 负载”的过程称为变频,实现变频的装置叫变频器。
造成逆变失败的原因:
(1)触发电路工作不可靠。不能适时、准确地给各晶闸 管分配触发脉冲,如脉冲丢失、脉冲延时等。
(2)晶闸管发生故障。器件失去阻断能力,或器件不能 导通。
(3)交流电源异常。在逆变工作时,电源发生缺相或突 然消失而造成逆变失败。
交流变换电路详解课件
负载电流基波和各次谐波有效值:
I on U on / R
在上面关于谐波的表达式中 n=1为基波,n=3,5,7,…为奇次谐波。随着谐波次数n的增加, 谐波含量减少。
第7页,共43页。
6.1.1 单相交流调压电路
➢感性负载 (R-L负载)
❖ 单相交流电压器带阻感负载时,
工作情况同可控整流电路带电感负 载相似;
2) 采用宽脉冲或脉冲列触发,使第
二个晶闸管的导通角θ<π 。随后T1
导通角逐渐减小,T2逐渐增大,最终
使两个晶闸管的导通角θ=1800达到平
图(6.1.4)
衡。解决失控现象。
窄脉冲触发时的工作波形
第12页,共43页。
6.1.1 单相交流调压电路
总结:
❖ 当 时,并采用宽脉冲触发, 负载电压、电流总是完整的正弦波, 改变控制角 ,负载电压、电流的有
第六章 交流变换电路
➢ 概述
➢ 交流变换电路:把交流电能的参数(幅值、频率、相数)加以转换的 电路。
交流电力控制电路
分
维持频率不变 改变输出电压的幅值。
类
交一交变频电路 (直接变频电路)
将电网频率的交流电直接变换成较低频率的交流电 直接变频的同时也可实现电压变换。
第2页,共43页。
6.1 交流调压电路
第3页,共43页。
6.1.1 单相交流调压电路
➢单相交流调压器主电路特点:
T1 、T2 构成无触点交流开关。
✓ 1)电源正半周:T1触发 导通,电源 的正半周施加到负载上;
✓ 2)电源负半周:T2触发导通,电 源负半周便加到负载上;
✓ 3)电源过零:T1、T2交替触发 导通,电源电压全部加到负载;
AC-AC转换电源电路的设计要点
前言利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术,有时也称为功率电子技术。
一般情况下,它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。
例如,将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能;将工频电源变换为设备所需频率的电源;在正常交流电源中断时,用逆变器(见电力变流器)将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。
应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。
例如,利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。
电力电子技术在如今的社会中有着不可或缺的作用。
(1) 优化电能使用。
通过电力电子技术对电能的处理,使电能的使用达到合理、高效和节约,实现了电能使用最佳化。
(2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。
据发达国家预测,今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用,即工业和民用的各种机电设备中,有95%与电力电子产业有关,特别是,电力电子技术是弱电控制强电的媒体,是机电设备与计算机之间的重要接口,它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件,成为发挥计算机作用的保证和基础。
(3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展,将使机电设备突破工频传统,向高频化方向发展。
实现最佳工作效率,将使机电设备的体积减小几倍、几十倍,响应速度达到高速化,并能适应任何基准信号,实现无噪音且具有全新的功能和用途。
(4) 电力电子智能化的进展,在一定程度上将信息处理与功率处理合一,使微电子技术与电力电子技术一体化,其发展有可能引起电子技术的重大改革。
有人甚至提出,电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域,电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。
目录前言 (1)摘要 (3)1.设计目的 (4)2.主要技术参数 (5)3.主电路图 (6)4.电路各部分工作原理分析 (7)4.1整流电路的设计 (7)4.1.1工作原理 (7)4.1.2主要数量关系 (8)4.2 逆变电路的设计 (9)4.2.1三相电压型桥式逆变电路 (9)4.2.2逆变器主电路设计 (11)4.3 脉宽控制电路的设计 (12)4.3.1 SG3524芯片 (12)4.3.2 利用SG3524生成SPWM信号 (13)4.4 驱动电路的设计 (15)4.5整流变压器的设计 (17)4.6 保护电路原理框图及工作原理 (2)5 系统仿真 (2)5.1 系统仿真电路图 (2)5.2 SPWM设计 (2)6. 设计小结 (19)7.附表:AC/AC转换电源所用元器件 (18)参考文献 (20)摘要本次课程设计题目为AC/AC转换电源设计。
交交变频电路
March 30, 2023
24
交交变频
第五节 电流型交-交变频电路
• 电流型--输出交变电流 • 单相输入,三相输出 • 由两个电流型逆变器
反并联构成。 • f0 / fi < 1 / 3 时,晶闸
管可实现自然换流, 不需逼迫换流电路。
March 30, 2023
• 要点:
– 交-交变频电路(周波变流器)旳原理及电 路。
March 30, 2023
7
交交变频
第四节 三相交-交变频器
• 三相输入、三相输出--应用普遍 • 常用零式及桥式交-交变频器比较:
元件 整流 脉波 输出 谐波 功率 个数 形式 数 电压 含量 等级 零式--18支 半波 少 低 较高 中档 桥式--36支 全波 多 高 较低 大
• 正、负组间留有死区,以使晶闸管可靠关断。
March 30, 2023
22
交交变频
March 30, 2023
23
• 输出频率 谐振频率
交交变频
• 控制措施:
在每一种电流脉冲开始之前:
– 根据所需电流方向决定触发正组或负组
– 根据所需电流大小在三个输入电压中选择, 并触发相应旳晶闸管。
– 电压选择原则:
March 30, 2023
19
• 交-交变频器旳缺陷:
交交变频
– 晶闸管元件数量多,成本高,控制复杂。
– 最高输出频率受限制, f0 / fi < 1 / 3 。 – 输入侧功率因数低,当输出电压较低时,功
率因数更低。
March 30, 2023
20
第二节 倍频电路
一、三倍增频器 • 电阻负载,电压过零
交流-交流变换电路汇总
应用电路:电风扇无极调速器 P172
2、单相调压电路的结构和工作原理(阻-感负载)
(1)电路结构和工作原理波形
i2 VT1
U g1
u2
Ug2 VT2 u
L
R
(a)
图4-3
u2 (ug )
U g1
U g2
0
i
iB i2
0 is
i2
u
U g1 t
i2 t
0
t
是负载电流的稳态分量,它滞后于电压一个功率因数角 ; 为以时间常数
② 带电感性负载时,不能用窄脉冲触发,否则 当α<φ时会发生有一个晶闸管无法导通的现象, 电流出现很大的直流分量。
③ 带电感性负载时,α的移相范围为φ ~180度 , 带电阻性负载时移相范围为0 ~180度。
4.1.2 三相交流调压器
工业中交流电源多为三相系统,交流电机也 多为三相电机,应采用三相交流调
在晶闸管交流调压电路中,每相负载电流为正 负对称的缺角正弦波,它包含有较大的奇次谐波 电流,3次谐波电流的相位是相同的,中性线的电 流为一相3次谐波电流的三倍,且数值较大,这种 电路的应用有一定的局限性。
2、Y型: 这是一种最典型、最常用的三相交流调压电路
图4-10
它的正常工作须满足: ① 三相中至少有两相导通才能构成通路,且其中
第4章 交流-交流变换电路
1. 交流调压:交流电力控制电路只改变交流电 压、电流的幅值或对交流电路进行通断控制 ,而不改变交流电的频率。它包括交流开关 、交流调功和交流调压等。
2. 交-交变频
交流电力控制电路主要采用通断控制或相位控制方式。
交流开关和交流调功主要采用通断控制,而交流调压通常采用 相位控制。 1)通断控制。即把晶闸管作为开关,将负载与交流电源接通
电力总复习
例.单相桥式全控整流电路,U2 =100V,负载 中R=2,L值极大,当a=30°时,要求: 1)作出ud、id和i2的波形; 2)求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器 二次电流有效值I2; 3)考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额 定电流。
解:1)ud、id和i2的波形如右图所示 该波形可参考P26图6作出 2)求整流输出平均电压Ud
返回
1、同处理信息的电子器件相比,电力电子器件的一 般特征: (1) 能处理电功率的大小,即承受电压和电流 的能力, 是最重要的参数 (2) 电力电子器件一般都工作在开关状态 导通时(通态)阻抗很小,接近于短路,管压降 接近于零,而电流由外电路决定 阻断时(断态)阻抗很大,接近于断路,电流几 乎为零,而管子两端电压由外电路决定 电力电子器件的动态特性(也就是开关特性)和 参数,也是电力电子器件特性很重要的方面,有 些时候甚至上升为第一位的重要问题。 作电路分析时,为简单起见往往用理想开关来代 替 返回
Ud 2 2
p
U 2 cosa 0.9U 2 cosa
0.9 *100* cos30 0.9 *100* 0.866 77.94
U d 77.94 Id 38.97 R 2
I 2 I d 38.97
3)晶闸管电流有效值
2 考虑过电流安全储备通常把晶闸管的额定电流放大 1.5~2倍,又晶闸管的额定电流值是通态平均电流 (正弦半波电流平均值),它同有效值的关系是。 因此所选晶闸管的额定电流应为:
考虑过电流安全储备通常把晶闸管的额定电流放大 1.5~2倍,又晶闸管的额定电流值是通态平均电流 (正弦半波电流平均值),它同有效值的关系是
I T 1.57I F ( AV )
因此所选晶闸管的额定电流应为:
交流电路和电压变换
线性稳压器: 通过调整晶体 管的工作状态 实现电压变换
开关电源:通 过开关器件的 开关状态实现
电压变换
电容器:通 过充放电实 现电压变换
电压变换的应用场景
家用电器:如电视、冰箱、洗衣机等, 需要不同的电压等级来满足其工作需 求。
工业设备:如电机、泵、压缩机等, 需要稳定的电压来保证其正常运行。
电力系统:如变电站、配电网等, 需要电压变换来调整电压等级, 以满足不同用户的用电需求。
交流电路和电压 变换
汇报人:XX
目 录
01 交流电路
02 电压变换
1 交流电路
交流电的概念
交流电的定义: 电流方向随时 间周期性变化
的电流
交流电的波 形:正弦波、 方波、三角
波等
交流电的频率: 每秒钟电流方 向变化的次数,
单位为赫兹 (Hz)
交流电的相位: 表示交流电在 某一时刻的状 态,通常用角 度表示,单位
阻抗和导纳的概念
功率因数的概念和意义
交流电路的应用
家用电器:如电视、冰箱、洗衣机等 工业设备:如电动机、变压器等 通信设备:如电话、网络设备等 交通设备:如轨道交通、电动汽车等
2 电压变换
电压变换的概念
电压变换:改变电 压大小的过程
电压变换的目的: 满足不同负载的需 求,提高电源效率
电压变换器:实 现电压变换的电
子设备
电压变换的方法: 线性调制、脉宽调
制、相角控制等
电压变换的原理
直流电压变换:通过开关电 源实现电压的升高或降低
交流电压变换:通过变压 器实现电压的升高或降低
交流电压整流:将交流电 压转换为直流电压
直流电压逆变:将直流电 压转换为交流电压
第6章-交流-交流变换电路要点
6.2.1单相交-交变频电路
2) 整流与逆变工作状态
负载电流正半周, 正组变流电路工作 负载电流负半周, 反组变流电路工作
3) 输出正弦波电压的控制方法
设期望输出的正弦电压: U oU om siwn 0t
整流电路输出平均电压: UdUdocoas
第6章 交流-交流变换电路
前言 6-1 交流电压控制电路 6-2 相控交交变频电路 6-3 矩阵式交交变频器
返回
第6章 交流/交流变换电路
交流/交流变换电路是直接从交流电变换得 到另一种形式的交流电的电力电子电路。
交流电压控制电路
改变电压不对 频率进行变换
交流调压 交流调功
交流变频电路
实现频 率变换
6-1-2 三相交流调压
三相三线联接三相交流调压 电阻负载波形(控制角=30)
6-1-2 三相交流调压
三相三线联接三相交流调压 电阻负载波形(控制角=60)
6-1-3 电力电子开关
和采用通断控制方法控制输出功率相似, 利用晶闸管的开通可控与反向阻断特性,将 反并联的晶闸管串联到电路中,可作为无触 点开关来使用。此时电路的目的不是控制输 出平均功率,而是根据需要接通与断开电路。
在有环流方式下,可以避免出现电流断续现象, 并可消除电流死区,从而使变频电路的输出特 性得以改善,然而控制较无环流方式复杂。
6-2-2 三相交交变频电路
交-交变频器主要用于交流调速系统中, 因此实际使用的主要是三相交-交变频器。
三相交-交变频电路是由三组输出电压相 位各差120的单相交-交变频电路组成的,因 此上一节的许多分析和结论对三相交-交变 频电路也是适用的。
交流串联电路知识点总结
交流串联电路知识点总结一、交流电路概述交流电路是指电流方向和大小在一定时间内不断变化的电路。
与直流电路不同的是,交流电路的电流方向和大小会呈现周期性的变化。
在实际生活中,我们所用的电力大多是交流电,因此了解交流电路的知识对于我们理解电路的工作原理至关重要。
二、交流电的基本概念1. 交流电的周期和频率交流电的周期是指一次完整的正弦波形成所需要的时间,通常用T来表示。
而频率则是指在单位时间内正弦波形成的次数,通常用f来表示,单位为赫兹(Hz)。
频率和周期之间满足以下关系:f=1/T。
2. 交流电的幅值交流电的幅值指的是正弦波的峰值,即电压或电流的最大值。
在交流电路中,我们通常使用峰-峰值(peak-to-peak)或有效值(RMS)来表示电压或电流的大小。
3. 交流电的相位交流电的相位是指正弦波在时间轴上的位置或延迟。
相位通常用角度来表示,以360度为一个周期。
在交流电路中,两个不同的电压或电流之间的相位差对电路的运行状态有重要影响。
三、交流电路的基本元件1. 电阻在交流电路中,电阻是一种阻碍电流流动的元件。
电阻的阻值即为交流电流通过电阻时所遇到的阻力。
2. 电感电感是一种存储能量的元件,通常表现为线圈或者线圈的一部分。
电感的主要特点是储存能量,并且对交流电流有一定的阻碍作用。
3. 电容电容是一种存储能量的元件,通常表现为两块导电板之间通过绝缘介质分隔开,可以储存电荷。
电容器对交流电会产生一个滞后电流。
四、交流电路中的重要概念1. 阻抗阻抗是交流电路中的一个重要概念,它表示电路对交流电流的阻碍程度。
阻抗可以分为电阻、电感和电容三种,分别分别用R、L和C来表示。
2. 相位差在交流电路中,两个不同元件之间的电压或电流之间存在相位差。
相位差的大小和正负决定了电路中各元件的协同工作模式。
3. 交流电路的分析方法交流电路的分析方法主要有两种:瞬态分析和稳态分析。
瞬态分析用于描述电路在启动瞬间的动态特性,而稳态分析则用于描述电路在长时间内的稳定工作状态。
交流直流变换电路
滤波电路
01
02
03
04
滤波
去除整流后直流电中的脉动成 分,使输出电压更加平滑。
电容滤波
利用电容的储能作用,平滑输 出电压。
电感滤波
利用电感的储能作用,平滑输 出电压。
复合滤波
同时使用电容和电感,进一步 减小输出电压的脉动。
稳压电路
稳压
保持输出电压的稳定,不受输 入电压、负载和温度等因素的
详细描述
半波整流电路通常由一个整流二极管和一个负载电阻组成。在半个周期内,交流电的正半部分通过二极管和负载 电阻,形成正向的直流输出;而在负半部分,交流电被二极管阻挡,没有电流通过负载电阻。因此,输出波形只 有半个周期的直流电。
全波整流电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要点一
总结词
全波整流电路利用一个桥式整流器将交流电的负半部分也 转化为直流电。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
交流直流变换电路的定义
交流直流变换电路
交流直流变换电路的组成
一种将交流(AC)电源转换为直流 (DC)电源的电路。
输入滤波器、整流器、滤波器、稳压 器等。
交流直流变换电路的作用
提供稳定的直流电源,满足各种电子 设备和电器的需求。
07
总结与展望
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
交流直流变换电路的优缺点总结
高效节能
交流直流变换电路能够有效地将交流 电转换为直流电,提高能源利用率, 降低能源消耗。
稳定性好
由于采用了全控型器件,交流直流变 换电路的稳定性较好,能够有效地抑 制电网的波动和干扰。
交流-交流变换电路课件
当io过零后,VT1关断,VT2的触发宽脉冲尚未消失(参 见图5-7),VT2就会正常开通。
5.1 交流调压电路
5.1.1 单相交流调压电路 5.1.1.2 阻感性负载
因为α<φ,VT1提前 开通,负载L被过充电,其 放电时间也将延长,使得 VT1的导通角大于π,并使 VT2推迟开通,VT2的导通 角自然小于π。 在这种情况下,式5-5 和式5-6所解得的io表达式 仍是适用的,只是ωt的适 用范围不再是α≤ωt≤α+θ, 而是扩展到α≤ωt<∞。
5.1 交流调压电路
5.1.1 单相交流调压电路 5.1.1.2 阻感性负载
α=φ时,io电流中只有稳态分量io1,uo=u1,输出电压、电 流波形为连续正弦,θ=π。 调压电路不起调压作用,处于“失控”状态。此时θ=f(α, φ)关系如图5-5中θ=180°的各点。
5.1 交流调压电路
5.1.1 单相交流调压电路 5.1.1.2 阻感性负载
如上所述,阻感性负载时α的移相范围为φ≤α<π。 然而,α<φ时,并非电路不能工作。 对于任一阻抗角φ的负载,当φ<α<π时,晶闸管的导通角 θ小于π,如图5-5所示。 当α=π时,θ=0,uo=0;α越小,θ越大; 当α从π至φ逐步减小时(不包括α=φ这一点),θ逐步从零 增大到接近π,负载上的电压有效值Uo也从零增大到接近U1, 负载电流io断续,输出电压uo为缺口正弦波,电路有调压功能。
I VT
U1 1 1 1 2U1 sin t π- sin 2 d(t ) 2π R R 2 2π π
π
2
5.1 交流调压电路
5.1.1 单相交流调压电路 5.1.1.2 阻感性负载
交流电路的特性
交流电路的特性
交流电路有以下几个特性:
1. 相位差:交流电路中,电压和电流存在着一定的相位差,即电压和电流的变化时间不一致。
相位差可以用角度来表示,常用单位是度或弧度。
2. 频率:交流电路中的电压和电流是周期性变化的,它们的变化速度称为频率,通常用赫兹(Hz)来表示。
3. 阻抗:交流电路中电流和电压之间的关系可以用阻抗来描述。
阻抗是一个复数,包括电阻和电抗两个分量。
电阻代表电流通过电路时产生的能量损耗,电抗则代表电流在电路中的能量储存和释放。
4. 电感和电容:交流电路中常见的两种电抗元件是电感和电容。
电感具有储存和释放磁能的特性,当电流变化时,电感会阻碍电流的变化。
电容则具有储存和释放电能的特性,当电压变化时,电容会尝试保持电压的稳定。
5. 幅值和峰值:交流电路中的电流和电压是周期性变化的,它们的最大值称为幅值,通常用伏特(V)来表示。
峰值则是幅值的一半。
这些特性共同决定了交流电路的性能和行为,对于电路的设计和分析非常重要。
交流电路的基本知识讲解
交流电路的基本知识讲解交流电路是指电流方向和大小随时间变化的电路。
在交流电路中,电流和电压都是随时间变化的,因此需要使用复数来描述电流和电压的大小和相位。
交流电路的基本知识包括交流电的特点、交流电路中的电阻、电感和电容等元件的特性、交流电路中的电流和电压的关系等。
交流电的特点是电流和电压随时间变化,并且可以正负交替。
交流电的形式可以是正弦波、方波、三角波等。
正弦波是交流电中最常见的形式,它具有周期性、对称性和连续性的特点。
交流电的频率指的是正弦波中单位时间内完成的周期数,单位是赫兹(Hz)。
在交流电路中,电阻是最简单的元件。
电阻的特性是电流和电压成正比,符合欧姆定律。
电阻对交流电的特点没有影响,只会使电流和电压的幅值减小。
电感是交流电路中常见的元件之一,它的特性是对交流电有阻抗,即电流和电压不再成正比,而是存在相位差。
电感对交流电的频率有一定的限制,当频率过高时,电感对电流的阻抗将变得很大,阻碍电流的通过。
电容也是交流电路中常见的元件之一,它的特性是对交流电有阻抗,与电感相反。
电容对交流电的频率也有一定的限制,当频率过低时,电容对电流的阻抗将变得很大,阻碍电流的通过。
在交流电路中,电流和电压的关系可以使用复数来表示。
复数是由实部和虚部组成的,实部表示电流或电压的幅值,虚部表示电流或电压的相位差。
通过复数的运算和相量图的表示,可以方便地计算交流电路中电流和电压的数值。
交流电路中的电流和电压可以通过欧姆定律、基尔霍夫定律和电压-电流关系等来求解。
在实际应用中,交流电路有很多种类,如电源电路、滤波电路、放大电路等。
电源电路是将交流电转换为直流电的电路,常见的电源电路有整流电路和稳压电路。
滤波电路是对交流电进行滤波处理的电路,常见的滤波电路有低通滤波器和高通滤波器。
放大电路是对交流信号进行放大的电路,常见的放大电路有放大器和运放电路。
交流电路的基本知识对于理解和设计交流电路是非常重要的。
了解交流电的特点、电阻、电感、电容的特性以及电流和电压的关系,可以帮助我们分析和解决交流电路中的问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
6-1-1 单相交流调压
2.相位控制
u1
wt
uo
wt
a
输出电压有效值:
Uo
2
(
2U sin w t)2 dw t U
2 a
1 ( a sin 2a )
2
6-1-2 三相交流调压
主要接线形式有
三相四线联接(YN 联接)
三相三线联接(Y 联接)
三角形联接(D 联接)等
通常用于小功率电机调速\温 度控制等场合
6-1-2 三相交流调压
三相三线联接三相交流调压 电阻负载波形(控制角=60)
6-1-3 电力电子开关
和采用通断控制方法控制输出功率相似, 利用晶闸管的开通可控与反向阻断特性,将 反并联的晶闸管串联到电路中,可作为无触 点开关来使用。此时电路的目的不是控制输 出平均功率,而是根据需要接通与断开电路。
6-1-2 三相交流调压
三相四线联接(YN联接) 三角形联接(D 联接)
三相四线联接、三角形联接三相交流调压 可看作是三个单相交流调压电路的组合,可 仿照单相交流调压方法进行控制.
6-1-2 三相交流调压
中线上 是否存 在电流?
6-1-2 三相交流调压
三相三线联接(Y联接) 工作原理
1 由于没有零线,每相 电流必须和另一相构成 回路.与三相全控桥整 流电路一样,应采用宽 脉冲或双窄脉冲触发。
6-3 矩阵式交交变频器
相控交交变频电路具有输入功率因数低、 输入电流谐波严重、输出频率低(低于输入 频率)等缺陷,使其应用受到限制。
6-2-2 三相交交变频电路
1) 三相交--交变频主电路
1) 三相交--交变频主电路
1) 三相交--交变频主电路
6-2-2 三相交交变频电路
2 输入输出特性 输出频率上限:约为输入频率的1/3
输入功率因数 P
S
总的表观功率应比三组单相变频电路表观功率 之和小。因此,三相交-交变电路的总输入功交流-交流变换电路
前言 6-1 交流电压控制电路 6-2 相控交交变频电路 6-3 矩阵式交交变频器
返回
第6章 交流/交流变换电路
交流/交流变换电路是直接从交流电变换得 到另一种形式的交流电的电力电子电路。
交流电压控制电路
改变电压不对 频率进行变换
交流调压 交流调功
交流变频电路
实现频 率变换
输出电压谐波/输入电流谐波较大
3 交-交变频器和交-直-交变频器的比较
交-交变频器优点:
只用一次变流,提高了变流效率
可以方便地实现四象限工作。相控整流装 置既可整流,也可以实现有源逆变,因此交 -交变频器容易实现能量的双向流动。
低频时输出波形接近正弦波
6-2-2 三相交交变频电路
交-交变频器主要缺点: 接线复杂,使用的晶闸管较多
2 a 0的点应定在各相电压过零点
3 触发相位自 T1 至 T6 ,依次滞后间隔为60
6-1-2 三相交流调压
4 存在两种不同的工作状态
1类工作状态同一时刻,每一 相均有一晶闸管导电
2类工作状态同一时刻,有一 相两只晶闸管都不导电, 另两相各有一只晶闸管 导电
6-1-2 三相交流调压
三相三线联接三相交流调压 电阻负载波形(控制角=30)
受电网频率和变流电路脉波数的限制 输出频率较低,输出电压谐波成分大 采用相控方式,输入功率因数较低
交-交变频器主要用于500kW以上,转速在 600r/min以下的大功率、低转速的交流调 速装置中。它既可用于异步电动机传动,也 可用于同步电动机传动。
6-2-2 三相交交变频电路
6-2-2 三相交交变频电路 返回
为获得期望输出电压,应使每次控制角改变的 间隔内整流输出电压平均值和期望电压相等.
Ud Uo
a cos1( sin w0t)
其中 U om U do
4) 无环流控制及有环流控制
无环流控制方式
控制电路保证两个反并联的相控整流电路 不同时工作,从而两个整流电路之间不存在电 流同时通过。
在无环流方式下,由于在负载电流换向、在整 流器之间切换工作时为保证无环流而必须留一 定的死区时间,使得输出电压的波形畸变增大。
6-2-2 三相交交变频电路
交-交变频器主要用于交流调速系统中, 因此实际使用的主要是三相交-交变频器。
三相交-交变频电路是由三组输出电压相 位各差120的单相交-交变频电路组成的,因 此上一节的许多分析和结论对三相交-交变 频电路也是适用的。
三相交-交变频电路形式: 公共交流母线进线、三相半波整流器构成的方式 公共交流母线进线、三相桥式整流器构成的方式 输入隔离输出星形联结的桥式整流器方式
和机械开关相比,这种电力电子开关响应 速度快,不存在触点氧化等问题,因而寿命长。
电力电子开关应用例
无功补偿装置—晶闸管投切电容器(TSC: Thyristor Switched Capcitor)中利用晶闸管实 现补偿电容的投入与切除,实现输入功率因 数在期望值附近。
TSC单相主电路
返回
6-2 相控交交变频电路 6.2.1单相交-交变频电路 1) 基本结构与工作原理
将两个相控整流电路反并联并控制它们分 时向负载供电,则可在负载上获得交流电
6.2.1单相交-交变频电路
2) 整流与逆变工作状态
负载电流正半周, 正组变流电路工作 负载电流负半周, 反组变流电路工作
3) 输出正弦波电压的控制方法
设期望输出的正弦电压: Uo Uom sin w0t
整流电路输出平均电压: Ud Udo cosa U do :整流器理想空载电压
周波变换器
6-1 交流电压控制电路 典型应用
1 灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制) 2 异步电动机软起动 3 小型异步电动机调压调速 4 供用电系统对无功功率的连续调节 5 加热炉温度控制
6-1 交流电压控制电路 6-1-1 单相交流调压
控制方式: 1.通断控制 2.相位控制
6-1-1 单相交流调压 控制方式: 1.通断控制
4) 无环流控制及有环流控制
有环流控制方式
正反两组变流电路之间设置环流电抗器。运行 时,两组变流电路都施加触发脉冲,正组触发 角 a p和反组触发角a N 保持的关系aP aN 180。此 时由于正反组输出电压瞬时值不等,两组变流电 路之间存在环流。
在有环流方式下,可以避免出现电流断续现象, 并可消除电流死区,从而使变频电路的输出特 性得以改善,然而控制较无环流方式复杂。