交流调压电路ppt课件
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电力电子应用技术最新版精品课件-第四章交流-交流变换电路
t
不通io过零后， VT2开通， VT2导通角小于π； iG1
➢ 原有的io表达式仍适用，只是α ≤ωt <∞；
O iG2
➢
过渡过程和带R-L负载的单相交流电路在ωt = α (α
O io
iT1
t t
< φ)时合闸的过渡过程相同；
O iT2
t
➢ io由两个分量组成：正弦稳态分量、指数衰减分量； <时阻感负载图交4-流5 调压电路工作波形
交流调功电路：以交流电周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态 周期数的比，调节输出功率平均值的电路。
交流斩波调压电路：改变占空比，调节输出电压有效值。 交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。
■ 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
VD1 V1
i1
斩波控制
u1
V2 VD2
斩波控制
V3
VD4
R
uo
VD3 V4 L
续流通道 续流通道
图4-9 交图流4斩-波7 调压电路图
■ 特性
4.3 交流斩波电压电路
➢ 电源电流的基波分量和电源电压同相位， 即位移因数为1；
➢ 电源电流不含低次谐波，只含和开关周期 T有关的高次谐波；
➢ 功率因数接近1。
图4-7 三相交流调压电路基本形式及输出波形
4.2 交流调功电路
■ 交流调功电路——以交流电源周波数为控制单位 ■ 交流调功电路 VS 交流调压电路
➢ 相同点：电路形式完全相同
➢ 不同点：控制方式不同——将负载与电源接通几个周波，再断开几个周波， 改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均
单相交流调压电路
§6-3单相交流调压电路
一、几种交流调压电路 1、简单双向晶闸 管交流调压电路
RL 1 VD ~220V R C1 Q 2
2、触发二极管 交流调压电路
RLT
VD
u
C1
C2
图B
VT
VD RP ~220V
M
VD1
VD2
C VD3 VD4
3、单结晶体管触发电路
RL
R1 VD1 VD2 R2 R3 V2 VD3 VD4
第四章
单相交流调压电路的分析
A. 反并联电路 B. 混合反并联电路
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-4
第四章
单相交流调压电路的分析（续）
• 电感性负载 a. 电路 b. 电压与电流波形
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-12
第四章 e. 几种典型情况： (1) = 0
(2) 不等于 0 < 180
May 1, 2003 北方交通大学电气工程学院 4-15
第四章 (3) =
(4)
窄脉冲 宽脉冲
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-16
图C
RP
R4 V1
R5
~170V
VD5 TP
VT
C
θ RT
4、程控单结管触发的交流调压电路
RL
L1
VD1 C1 VD2 RP R1 R2 R3 R5
UG
UA C2 VD3 L2 VD4 V
PUT
VT TP C3 VD5
~220V
R4
二、单相交流调压电路分析
1、纯电阻负载 2、感性负载 （1） α ＞φ （2） α =φ （3）α ＜φ A、窄脉冲 B、宽脉冲或脉冲序列
一、几种交流调压电路 1、简单双向晶闸 管交流调压电路
RL 1 VD ~220V R C1 Q 2
2、触发二极管 交流调压电路
RLT
VD
u
C1
C2
图B
VT
VD RP ~220V
M
VD1
VD2
C VD3 VD4
3、单结晶体管触发电路
RL
R1 VD1 VD2 R2 R3 V2 VD3 VD4
第四章
单相交流调压电路的分析
A. 反并联电路 B. 混合反并联电路
May 1, 2003
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4-4
第四章
单相交流调压电路的分析（续）
• 电感性负载 a. 电路 b. 电压与电流波形
May 1, 2003
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4-12
第四章 e. 几种典型情况： (1) = 0
(2) 不等于 0 < 180
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第四章 (3) =
(4)
窄脉冲 宽脉冲
May 1, 2003
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4-16
图C
RP
R4 V1
R5
~170V
VD5 TP
VT
C
θ RT
4、程控单结管触发的交流调压电路
RL
L1
VD1 C1 VD2 RP R1 R2 R3 R5
UG
UA C2 VD3 L2 VD4 V
PUT
VT TP C3 VD5
~220V
R4
二、单相交流调压电路分析
1、纯电阻负载 2、感性负载 （1） α ＞φ （2） α =φ （3）α ＜φ A、窄脉冲 B、宽脉冲或脉冲序列
第十七讲：交流调压电路
(n 3,5,7....)
n次谐波电压幅值Unm为
2 2 U nm a n bn
基波和n次谐波电压有效值、电流有效值
Un 1 2 2 an bn 2 ( n 1,3,5,7,...)
Un In R
11
相控单相交流调压电路
谐波次数越低，谐波幅值越大。 3次谐波的最大值出现在 =90°时， 幅值约占基波分量的0.3倍。 5次谐波的最大值出现在 =60°和 =120°的对称位置。
相控三相交流调压电路
=30°电阻性负载为例
区间3(ωt=90°~120°)：
VT1、VT6仍导通， VT2 触发导通，故支路a、b、c 三相通，负载电压为ua
32
相控三相交流调压电路
=30°电阻性负载为例
第十七讲：交流调压电路 1、 交流调压电路原理概述
2、 相控单相交流调压电路 3、 相控三相交流调压电路 4、 斩波交流调压电路 5、 交流调功电路 重点掌握：2、3、4
1
交流调压电路原理概述
——电路结构及原理分析
S一般为两个晶闸管反并联或双向晶闸管
2
交流调压电路工作原理概述
——交流调压电路的控制方式 （1）整周波通断控制
Io
交流电路输入功率因数为：
U P U I o o o S U1 I o U1
1 sin 2 2
8
相控单相交流调压电路
（2）数量关系
ui 2U1 sint
晶闸管电流有效值IVT为：
2
IVT
U1 1 2U1 sin t d t 2 R R
5
交流变换电路ppt课件
u
u
1
o
u1 Oα uo
ug1
θ
ug2
α
O io
O u VT
O
2.参数计算
输出电压有效值Uo：
a a U 01 πa π 2 U 1 s int2d (t) U 12 1 π s in 2 π π
R
输出电流有效值Io：
Io
Uo R
t
晶闸管电流有效值IT：
t
IT2 1 πa π 2 U 1 R sint 2d(t)U R 1 1 2 1a πsin 2π 2 a
抑制冲击电流
I
的小电感
U
a)
Hale Waihona Puke b)TSC图基4本-1原5 理图
•两个反并联的晶闸管起着把C并 入电网或从电网断开的作用。 •串联小电感的作用：抑制电容 器投入电网时出现的冲击电流。 •为避免容量较大的电容器组同 时投入或切断对电网造成较大冲 击，一般需将电容器分组。 •根据电网对无功的需求而改变 投入电容器的容量。
R
基本原理：
将负载与交流电源接通几个整周波，再断开几个整周波，通过改变 通断周波数的比值来调节负载的平均功率。 因调节对象是电路的输出平均功率，故称为交流调功电路。 采用过零触发方式，负载电压、电流都是近似完整的正弦波。
11
交流调功电路
交流调功电路
VT 1 i
o
VT 2
u 1
u o
R
零触发输出电压的两种工作模式
第5章 交流变换电路
5.1 交流电力电子开关电路 5.2 交流调压电路与交流调功电路 5.3 交交变频电路
本章小结
1
概述
第5章 交流调压电路和变频电路讲解
5.2 交—交变频电路
图5-8 公共交流母线接线方式的三相交—交变频电路
图5-9 输出为星形联结方式的三相交—交变频电路
由于变频电路输出端中性点不与负载中性点连接，所以六组桥式
电路中，至少要有不同相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成
回路。与整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保证
同时导通；而两组桥之间则靠各自触发脉冲的宽度保证同时导通。
而且与负载的阻抗角φ（φ=arctanω
L/R）有关。图5⁃3为导通角θ、触
发延迟角α和负载阻抗角φ的关系曲
线。
图5-3 带阻感性负载的单相交流调压电路及其波形图 a)电路图 b)负载阻抗三角形 c)α>φ d)α=φ e)α<φ
5.1 交流调压电路
1)带电阻性负载时，负载得到缺角的正弦电压、电流波形。 2)带阻感性负载时，触发脉冲宽度必须足够，否则当α<φ时一个晶闸 管无法导通，将出现波形丢失现象，使负载带有较大直流分量而烧 坏晶闸管。 3)带阻感性负载时，最小触发延迟角α=φ，所以α的移相范围为φ～18 0°；带电阻性负载时，α的移相范围为0～180°。
5.1 交流调压电路
3. 三相交流调压电路实例 图5⁃5所示为由双向晶闸管
组成的软起动器主电路。软起动 器可用于三相异步电动机的起动 与制动控制，电动机容量可以较 大。采用软起动器可抑制电动机 起动过程中的电流，降低对机械 传动系统的冲击，提高机电系统 寿命，减少故障。软起动器适用 于控制轻载起动的用电设备，如 水泵、风机、压缩机等。
图5-7 三相桥式单相交—交变频电路及其波形图 a)三相桥式单相交—交变频电路图 b)波形图
5.2 交—交变频电路
5.2.2 三相交—交变频电路 1.接线方式
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；
单相交流调压电路
uu0oD1DUUnUGm1NuNmssmi isinsnininnnsttts[iDnU[(Nnm2c11ssinins)tcsoinns][((1cct
)] si)nt n s
n
单相电路 按输出相数分
三相电路 半控型电路 按变流器件分 全控型电路
相控式电路、相频控制电路 按控制方式分
斩控式电路、斩频控制电路
6.1 单相交流调压电路
一、单相交流调压电路的理想模型
1、电路：
内阻为零
理想电源：电压波形无畸变
ui U m sin st
无损耗 理想开关： 无惯性
6.1 单相交流调压电路（续8）
这种控制要求器件开关时间变化小，器件驱动信号准确以及附加相应 的缓冲电路。在无缓冲电路的理想条件下， Ts和Tp的开关时间必须保持始 终一致，否则便会导致共态导通或共态关断，而这是不允许的，因为一旦 产生共态导通，电源沿Ts和Tp短路；相反，若出现共态关断，则负载电流 会将瞬间切断，在感性负载下，器件将会因关断过电压被击穿。附加缓冲 电路是一种有效的方法，由于采用单器件型电路，可以采用单极性缓冲电 路。由图c）可见若电路出现共态导通，电源沿两支缓流LK短路，若电路 出现断态（设此前是Ts导通而Tp关断），由于关断缓冲电路的存在，原先 流经器件Ts的电流，在Ts关断时将改向Cs流过，从而保证负载电流连续， 避免由于共态关断所引起的关断电压。
i]n[(snin[(cc s)t)tn
]
]
令令uuo011=DUDNUmsminsωint：s输t：入输信入号信的频号率的分频量率，分uo量1的，幅u值01的为幅Uo值1m=为DUU0N1mm DUm
改变D，可以改变输出电压的u01分量，实现了调压目的。
交流调速系统之调压调速_课件
异步电动机调压调速系统
设VT1的导通角为 ，则有约束条件：
将此约束条件代入电流表达式，得到由阻抗角和触发角计算 角的
方程式：
该方程为超越方程，难于求解，结果已被作成曲线，实用中可以
查曲线求 。
22
异步电动机调压调速系统
f (,)
对该曲线说明如下：
23
异步电动机调压调速系统
24
2）带零线的三相全波星形联接 调压电路
9
异步电动机调压调速系统
3）三相半控星形联接的调压电路
5）晶闸管三角形联接的调压电路
4）晶闸管与负载接成内三角形的 调压电路
10
异步电动机调压调速系统
二. 三相交流调压电路的工作原理
原理分析使用下图的三相全波星形连接调压电路：
* 触发脉冲要求：双脉冲或宽脉冲，与电源电压同步。
交流调速系统之调压调速_课件
交流调速系统之调压调速_课件
异步电动机调压调速系统
第一节 调压调速的原理与方法
一. 异步电动机调压调速原理 二. 异步电动机调压调速方法
3
异步电动机调压调速系统
一. 异步电动机调压调速原理
调压调速即通过调节通入异步电动机的三相交流电压大 小来调节转子转速的方法。
理论依据来自异步电动机的机械特性方程式：
因异步电动机的拖动转矩与供电电压的平方成正比，因 此降低供电电压，拖动转矩就减小，电机就会降到较低的运 行速度。
不同供电电压对应的机械特性曲线如图所示。图中垂直 虚线为恒转矩负载线，可以看出调压调速对于恒转矩负载， 调速范围很小（A-B-C），而对于风机类负载调速范围则较大 （F-E-D）。
4
异步电动机调压调速系统
16
异步电动机调压调速系统
单相交流调压电路PPT课件
(c)脉冲信号： 在晶闸管门极触发电路中使用脉冲信号，不仅便于
控制脉冲出现时刻，降低晶闸管门极功耗，还可以通过变 压器的双绕组或多绕组输出，实现信号的隔离输出。因此， 触发信号多采用脉冲形式。
二 触发电路的要求
(a)触发信号应有足够的功率(触发电压、触发电流) (b)触发脉冲信号应有一定的宽度
第二节 触发电路
• 综合两种方案：电阻性负载和阻感性负载 都具有调压功能，都能调压到设计电压调 压范围内，但是电阻性负载谐波电流含量 要多些，当α相同时，阻感负载阻抗角增大， 谐波含量也有所减少。考虑到性能指标、 输出电压的稳定性、对电网的影响，所以 选择方案二阻感性负载。
单元电路的设计
电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如4.1所示， 在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2相连。
并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因
而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，
该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感
应出过电压。
•
(b) 关断过电压：全控型器件关断时，正向
电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过
电压。
S F
T
C
D
RC1 RC2
SDC
LB
M
U
RV RC3 RC4
第一节 过电压的产生与保护 第二节 过电流的产生与保护
第一节 过电压的产生与保护
•
电力电子装置可能的过电压有外因过电压和内
因过电压两种。外因过电压主要来自雷击和系统中
的操作过程（由分闸、合闸等开关操作引起）等。
内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关
过程，它包括：
•
(a) 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反
电力电子技术课件第6章交流交流变流电路
√60°≤<90°范围内，任一时刻都是 两个晶闸管导通，每个晶闸管的导通角 度为120°。
图6-10 不同角时负载相电压波形 a)=30° b)=60°
16
6.1.2 三相交流调压电路
√90°≤<150°范围内，电路处于两个晶
闸管导通与无晶闸管导通的交替状态，每个
晶闸管导通角度为300°-2，而且这个导通
☞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。
25
6.3.1 单相交交变频电路
图6-14 理想化交交变频电 路的整流和逆变工作状态
■整流与逆变工作状态 ◆以阻感负载为例，把电路等效成图6-
14a，二极管体现了交流电流的单方向性。
◆设负载阻抗角为，则输出电流滞后 输出电压角，两组变流电路采取无环流
Pin 29370.697
U1Io 22019 .16
12
6.1.1 单相交流调压电路
■斩控式交流调压电路
VD1 V1 i1
◆工作原理
u1
☞用V1，V2进行斩波控制，用V3，V4给
V2 VD2
V3
VD4
R
uo
VD3 V4 L
负载电流提供续流通道。
图6-7 斩控式图4交-7流调压电路
☞设斩波器件（V1，V2）导通时间为ton，
√ t3~t4阶段：uo和io均为负，反组整 流，输出功率为正。
√ t4~t5阶段：uo反向，io仍为负，反 组逆变，输出功率为负。 ◆结论
☞哪组变流电路工作由io方向决定， 与uo极性无关。
流过零线，3的整数倍次谐波是同相位的，不能在 各相之间流动，全部流过零线。
◆三相三线带电阻负载时的工作原理 ☞任一相导通须和另一相构成回路，因此电流
图6-10 不同角时负载相电压波形 a)=30° b)=60°
16
6.1.2 三相交流调压电路
√90°≤<150°范围内，电路处于两个晶
闸管导通与无晶闸管导通的交替状态，每个
晶闸管导通角度为300°-2，而且这个导通
☞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。
25
6.3.1 单相交交变频电路
图6-14 理想化交交变频电 路的整流和逆变工作状态
■整流与逆变工作状态 ◆以阻感负载为例，把电路等效成图6-
14a，二极管体现了交流电流的单方向性。
◆设负载阻抗角为，则输出电流滞后 输出电压角，两组变流电路采取无环流
Pin 29370.697
U1Io 22019 .16
12
6.1.1 单相交流调压电路
■斩控式交流调压电路
VD1 V1 i1
◆工作原理
u1
☞用V1，V2进行斩波控制，用V3，V4给
V2 VD2
V3
VD4
R
uo
VD3 V4 L
负载电流提供续流通道。
图6-7 斩控式图4交-7流调压电路
☞设斩波器件（V1，V2）导通时间为ton，
√ t3~t4阶段：uo和io均为负，反组整 流，输出功率为正。
√ t4~t5阶段：uo反向，io仍为负，反 组逆变，输出功率为负。 ◆结论
☞哪组变流电路工作由io方向决定， 与uo极性无关。
流过零线，3的整数倍次谐波是同相位的，不能在 各相之间流动，全部流过零线。
◆三相三线带电阻负载时的工作原理 ☞任一相导通须和另一相构成回路，因此电流
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交流电力控制电路的类型
交流调压电路:
每半个周波控制晶闸管开通相位，调节输出电压有效值
交流调功电路:
以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期数 的比，调节输出功率的平均值
交流电力电子开关:
并不着意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路。
3
交流调压电路
交流调压电路的应用：
– 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
只改变电压、1电.晶流闸或管控交制交电变路频的电通路断，，不改变频率 交交变频电路 2.矩阵式变频电路节 变频电路 交直交变频电路，
改先变把频交率流，整流大成多直不流改，变再相把数直，流也逆变有成改另变一相种数频的率或
可变频率的交流,间接变频电路，
2
交流调压电路
交流电力控制电路的结构
两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，控制晶闸管 就可控制交流电力
2 Z
cosj
(4-9)
10
单相交流调压电路
– 负载电流有效值
– IVT的标么值
(4-10) (4-11)
j = 90°
7650°° 45°
IVTN
0.5
0.4 j = 0
0.3 0.2 0.1
0
40
80
120
160 180
a /(°)
图4 单相交流调图压4电-4路a为参变量时IVTN
和a关系曲线
的有效值）如图4-6所示
In/I*/%
100
80
基波
60
40
3次
20
5次
7次
0 60 120 180
触发延迟角a/( °)
图4-6
图6 电阻负载单相交流调压电 路基波和谐波电流含量
14
单相交流调压电路
阻感负载的情况
– 电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、5、7…等次谐 波
– 随着次数的增加，谐波含量减少 – 和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些
11
单相交流调压电路
a < j 时 u1
O
t
iG 1
Oa
iG 2
O io
iT1a
t t j
Oa
t
iT2
图5 a<j时阻感图负4载-交5 流调压电路工作波形
图5的波形分析:
––过方触–(–零–程a过VVi衰时发稳<o后式TT渡由减间jV态，11()过T两提的4时过渐的2-V5程个前导时合程长工)T和和分通通2，闸中作开(带量，角4的，i情通-o6R组L超尚过况V)-被，所L成过未T渡和负过1得V：π过过导a载T充i正o零2程=通的表电导j弦，相时时单达，通稳同间V完相式放角态T渐全交仍电小1分仍短相流适时于量导，同电用间π、通路V，延指，T在只长2数的Vω是，衰Tt导a=2减≤不a通ω分通t <量i∞o 12
压且畸变，λ降低
7
单相交流调压电路
2．阻感负载
u1
阻感负载时a的移相范围
u1
O
– 负载阻抗角：j = arctan(L / R) uG1
–
若晶闸管短接，稳态时负载电流为
u
O
G2
正弦波，相位滞后于u1的角度为j，
当用晶闸管控制时，只能进行滞后
O uo
控制，使负载电流更为滞后
O
io
– a =0时刻仍定为u1过零的时刻，a 的移相范围应为j ≤ a ≤π
一次电压
4
单相交流调压电路
1．电阻负载
原
VT1 io
VT2
VT1 io
VT2
理
u1
uo R
u1
uo R
分 析
u1 O
在V以T调u1和1节的V输正T2出半负压电的电周载波流开压和电形（通t负压的也角半波一即a进周形部电u行O，是分源1 控分电，电制别源负流就对电载）可
t
uo
和负载电压的u波o 形相同
当a 角相同时，随着阻抗角j 的增大，谐波含量有所减少
15
单相交流调压电路
4．斩控式交流调压电路
原 理
•T设，斩则波导•基器通本件比原（a理V=1和t或o••nuu直/VT11正负2，流）半半改斩导周周变波通a电时可路间调有为节类to输n似，出之开电处关压周期为
分 析
i1
VD 1 V1 斩波控制
单相交流调压电路
3.单相交流调压电路的谐波分析
电阻负载的情况
– 波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶次谐波 式中:
(n=3,5,7,…) (n=3,5,7,…)
13
单相交流调压电路
– 基波和各次谐波有效值
– 负载电流基波和各次谐波有效值
电流基波和各次谐波标么值随 a 变化的曲线（基准电流为a =0时
交流电力控制电路和交交变频电路
概述 交流调压电路
单相交流调压电路 三相交流调压电路 其他交流电力控制电路 交流调功电路 交流电力电子开关
1
概述
交流-交流变流电路
一种形式的交流变成另一种形式交流的电路， 可改变相关的电压、电流、频率和相数等
交流调压电路——相位控制（或斩控式）， 交流电力控制电路 交流调功电路及交流无触点开关——通断控制，
一般采用全控型器 件作为开关器件
=0,
可求得θ：
➢ VT2导通时，上述关系完同，只
20
0 20 60 100 140 180 a /(°)
图3 单相图交4-3流调压电路以a 为参变量的θ和a关系曲线
9
单相交流调压电路
数量关系 – 负载电压有效值：
– 晶闸管电流有效值：
(4-8)
= U1 - sin cos(2a j )
t
io
➢ 功率因数(4-4)
O
t
u VT
O
t
图1电阻负载单相交流 调压电路及其波形
6
单相交流调压电路
输出电压与a的关系:
– 移相范围为0≤ a ≤π。 a =0时，输出电压为最大， Uo=U1。随a的增大，Uo降低， a =π时， Uo =0。
λ与a的关系:
-a =0时，功率因数λ=1， a增大，输入电流滞后于电
O u VT
VT1
VT2
io
R
uo
L
t
0.6
t t t
t
O
t
图2 阻感图负4-2载单相交流 调压电路及其波形 8
单相交流调压电路
j
阻感负载时的工作过程分析
➢
在ωt =
流满足
a时刻开通VT1，负载电
180
140
= 90° 76540°35°01°°50°°
/(°)
解方程得
100
60
式中Z = R2 (L)2 ,θ为晶闸管导通角 利用边界条件：ωt = a +θ时io
O 正负半周a 起始t 时刻 O
t
io （a =0）均为电压过 io
零时刻，稳态时，正
O 负半周的a 相等t
O
t
uVT
uVT
O
t
O
t
5
单相交流调压电路
数量关系
➢ 负载电压有效值(4-1)
VT 1 io
VT 2
u1
uo
R
u1
➢ ➢
负载电流有效值 Io
晶闸管电流有效值(4-3)
=
Uo R
O uo
t
OБайду номын сангаас
交流调压电路:
每半个周波控制晶闸管开通相位，调节输出电压有效值
交流调功电路:
以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期数 的比，调节输出功率的平均值
交流电力电子开关:
并不着意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路。
3
交流调压电路
交流调压电路的应用：
– 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
只改变电压、1电.晶流闸或管控交制交电变路频的电通路断，，不改变频率 交交变频电路 2.矩阵式变频电路节 变频电路 交直交变频电路，
改先变把频交率流，整流大成多直不流改，变再相把数直，流也逆变有成改另变一相种数频的率或
可变频率的交流,间接变频电路，
2
交流调压电路
交流电力控制电路的结构
两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，控制晶闸管 就可控制交流电力
2 Z
cosj
(4-9)
10
单相交流调压电路
– 负载电流有效值
– IVT的标么值
(4-10) (4-11)
j = 90°
7650°° 45°
IVTN
0.5
0.4 j = 0
0.3 0.2 0.1
0
40
80
120
160 180
a /(°)
图4 单相交流调图压4电-4路a为参变量时IVTN
和a关系曲线
的有效值）如图4-6所示
In/I*/%
100
80
基波
60
40
3次
20
5次
7次
0 60 120 180
触发延迟角a/( °)
图4-6
图6 电阻负载单相交流调压电 路基波和谐波电流含量
14
单相交流调压电路
阻感负载的情况
– 电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、5、7…等次谐 波
– 随着次数的增加，谐波含量减少 – 和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些
11
单相交流调压电路
a < j 时 u1
O
t
iG 1
Oa
iG 2
O io
iT1a
t t j
Oa
t
iT2
图5 a<j时阻感图负4载-交5 流调压电路工作波形
图5的波形分析:
––过方触–(–零–程a过VVi衰时发稳<o后式TT渡由减间jV态，11()过T两提的4时过渐的2-V5程个前导时合程长工)T和和分通通2，闸中作开(带量，角4的，i情通-o6R组L超尚过况V)-被，所L成过未T渡和负过1得V：π过过导a载T充i正o零2程=通的表电导j弦，相时时单达，通稳同间V完相式放角态T渐全交仍电小1分仍短相流适时于量导，同电用间π、通路V，延指，T在只长2数的Vω是，衰Tt导a=2减≤不a通ω分通t <量i∞o 12
压且畸变，λ降低
7
单相交流调压电路
2．阻感负载
u1
阻感负载时a的移相范围
u1
O
– 负载阻抗角：j = arctan(L / R) uG1
–
若晶闸管短接，稳态时负载电流为
u
O
G2
正弦波，相位滞后于u1的角度为j，
当用晶闸管控制时，只能进行滞后
O uo
控制，使负载电流更为滞后
O
io
– a =0时刻仍定为u1过零的时刻，a 的移相范围应为j ≤ a ≤π
一次电压
4
单相交流调压电路
1．电阻负载
原
VT1 io
VT2
VT1 io
VT2
理
u1
uo R
u1
uo R
分 析
u1 O
在V以T调u1和1节的V输正T2出半负压电的电周载波流开压和电形（通t负压的也角半波一即a进周形部电u行O，是分源1 控分电，电制别源负流就对电载）可
t
uo
和负载电压的u波o 形相同
当a 角相同时，随着阻抗角j 的增大，谐波含量有所减少
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单相交流调压电路
4．斩控式交流调压电路
原 理
•T设，斩则波导•基器通本件比原（a理V=1和t或o••nuu直/VT11正负2，流）半半改斩导周周变波通a电时可路间调有为节类to输n似，出之开电处关压周期为
分 析
i1
VD 1 V1 斩波控制
单相交流调压电路
3.单相交流调压电路的谐波分析
电阻负载的情况
– 波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶次谐波 式中:
(n=3,5,7,…) (n=3,5,7,…)
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单相交流调压电路
– 基波和各次谐波有效值
– 负载电流基波和各次谐波有效值
电流基波和各次谐波标么值随 a 变化的曲线（基准电流为a =0时
交流电力控制电路和交交变频电路
概述 交流调压电路
单相交流调压电路 三相交流调压电路 其他交流电力控制电路 交流调功电路 交流电力电子开关
1
概述
交流-交流变流电路
一种形式的交流变成另一种形式交流的电路， 可改变相关的电压、电流、频率和相数等
交流调压电路——相位控制（或斩控式）， 交流电力控制电路 交流调功电路及交流无触点开关——通断控制，
一般采用全控型器 件作为开关器件
=0,
可求得θ：
➢ VT2导通时，上述关系完同，只
20
0 20 60 100 140 180 a /(°)
图3 单相图交4-3流调压电路以a 为参变量的θ和a关系曲线
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单相交流调压电路
数量关系 – 负载电压有效值：
– 晶闸管电流有效值：
(4-8)
= U1 - sin cos(2a j )
t
io
➢ 功率因数(4-4)
O
t
u VT
O
t
图1电阻负载单相交流 调压电路及其波形
6
单相交流调压电路
输出电压与a的关系:
– 移相范围为0≤ a ≤π。 a =0时，输出电压为最大， Uo=U1。随a的增大，Uo降低， a =π时， Uo =0。
λ与a的关系:
-a =0时，功率因数λ=1， a增大，输入电流滞后于电
O u VT
VT1
VT2
io
R
uo
L
t
0.6
t t t
t
O
t
图2 阻感图负4-2载单相交流 调压电路及其波形 8
单相交流调压电路
j
阻感负载时的工作过程分析
➢
在ωt =
流满足
a时刻开通VT1，负载电
180
140
= 90° 76540°35°01°°50°°
/(°)
解方程得
100
60
式中Z = R2 (L)2 ,θ为晶闸管导通角 利用边界条件：ωt = a +θ时io
O 正负半周a 起始t 时刻 O
t
io （a =0）均为电压过 io
零时刻，稳态时，正
O 负半周的a 相等t
O
t
uVT
uVT
O
t
O
t
5
单相交流调压电路
数量关系
➢ 负载电压有效值(4-1)
VT 1 io
VT 2
u1
uo
R
u1
➢ ➢
负载电流有效值 Io
晶闸管电流有效值(4-3)
=
Uo R
O uo
t
OБайду номын сангаас