电力电子 AC-AC变换.

两个 反并联 开关器件
通态时： 断态时：
vO (t ) vS (t )
vO (t ) 0
AC/AC
6.1.2 带中线星形联结
三个单相 交流电压 控制器可 组合成带 中线的三 相交流电 压控制器
is
T1 T4
T3 T6 T5
V
T2
（b） 带中线星形联接
缺点 中线电流大
90 时，中线电流约等于相电流
ig4

vO
vs 2Vs sin t

2
D
R
I 0 I S V0 / R
v s 2Vs sin t
A
I T I S / 2 V0 / 2R
P VI V 1 PF 0 0 0 sin 2 S VS I S VS 2
利用傅立叶级数可求出基波及各次谐波。
A
vo


vs
AC/AC
(c)电流连续电感性负载波形
(3)

diT1 dt
]
0
A
iT1
vo

αφ

iT 4
2
v0 vS 2VS sin t RiT1 L
iT 1 2VS [sin( t ) sin(a )e Z





B
u1 O
阻感负载单相交流调压电路
t

iG1 iG2
O
t t t
O io
iT1
j
O
<j时阻感负载交流调压电路工作波形 图4-5
iT2
AC/AC
iT1
T1 ig1

is
（2 ）
L
io

时，
ig4
T4
iT 4
vO
vO vS 2VS sin t
iS iO 2VS sin( t ) Z
AC/AC
6源自文库2 单相交流电压控制器
6.2.1
电阻负载
6.2.2
*6.2.3
电阻、电感性负载
PWM交流电压控制器
AC/AC
6.2.1 电阻负载
输出电压与 α 的关系: 移相范围为0≤ ≤π。 =0时，输出电压为最大 。 Uo=Us, 随 的增大，Uo降低， =π时， Uo =0。 λ 与 的关系:
vs 2Vs sin t

is
R
(a) 电路
vs
Z ( L) 2 R 2
arctan L / R
O
v ,i ,i
O S
均为正弦波


2
iT1
0




t
2

时，同

iT4

is
。
vs
(c)电流连续电感性负载波形
第6章
交流-交流变换器
1
AC/AC
6 交流-交流变换器
6.0 6.1 引言 晶闸管交流电压控制器的类型
6.2 单相交流电压控制器
6.3 三相全波交流电压控制器
*6.4 变压器抽头电压控制器
6.5 *6.6 6.7 交流/交流直接变频器 矩阵式交流/交流变频器 本章小结
6.0 引言
本章主要讲述 交流-交流变流电路
T1
负载阻抗角： j = arctan(L / R) 若晶闸管短接，稳态时负载 电流为正弦波，相位滞后于us 的角度为j ，当用晶闸管控制时， 只能进行滞后控制，使负载电 流更为滞后。
u
us u
1
O 0.6
t
uG1
O
G2
G1
u
t
O u
t
o
O i
o
t
=0时刻仍定为us过零的 时刻， 的移相范围应为j ≤ ≤ π。
AC/AC
6.1.3 无中线的三相连接 is
V'
输入电流中没有3 次及3的倍数次谐 波电流
（c） 无中线的三相联接
AC/AC
6.1.4 三角形联结的控制器
v
AN
i i
A
T
B
Z
A
L
1
N
B
v
T
Z
L
4
T
T
6
2
T
Z
C
L
5
BN
只适用 于允许 断开6根 出线端 子的三 角形负 载
i
v
CN
C
T
3
(d) Δ联接的控制器
vo
0


v0 R

B

vo
C
t
io

0



2
t
AC/AC
6.2.1 电阻负载（续）
表6.1 不同触发角
时基波
V1m 和3~15次谐波电压(电流)的相对值
AC/AC
基波及谐波分布图
电阻负载、不同触发角α时基波及谐波幅值分布图
AC/AC
6.2.2 电阻、电感性负载
us O uo O
t
t
增大，输入电流滞后于电压
且畸变，λ 降低。
=0时，功率因数λ =1，
i
o
u
O
V T
t
O
t
电阻负载单相交流调压电路及其波形
AC/AC
iT1
T1 ig1
is
io
T4
iT 4
1 1 V0 ( 2VS sin t ) 2 d ( t ) VS sin 2a 2
t
1 ( t a ) tg
(d)电流不连续波形
输出电压有效值 VO 、晶闸管电流有效值 I T 、负载电流有效值 I O 为：
VO 1



( 2VS sin t ) 2 d ( t ) VS
1 [sin 2 sin 2( )]

AC/AC
把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路 交流调压电路 相位控制 交流电压 频率不变，仅 控制器 改变电压大小 交流调功电路 通断控制 变频器
交交变频 实现频率变换 亦可改变电压大小 交直交变频 直接 间接
采用晶闸管作开关器件时，依靠交流电源瞬时值过零及反向关断晶闸 管。晶闸管开关器件的开通则可采用移相控制，改变控制角调控变换器输出 电压的大小。 单相电压控制器常用于小功率单相电动机、照明和电加热控制，三相交 流－交流电压控制器的输出是三相恒频变压交流电源，通常给三相交流异步 电动机供电，实现异步电动机的变压调速，或作为异步电动机的启动器使用 。
AC/AC
6.1 晶闸管交流电压控制器的类型
6.1.1 单相全控
6.1.2 带中线星形联结 6.1.3 无中线的三相连接
6.1.4 三角形联结的控制器
AC/AC
6.1.1 单相全控
is
T1
io
vo


T 4
vs 2Vs sin t
（a） 单相全控
R
负载电压、负载 功率的大小由 控制角 确定
O u
VT
t
O
t
图4-2 电阻负载单相交流调压电路及其波形
AC/AC
（1） <
j 时电路工作情况。
T1的导通时间超过π 。 触发T2时， io尚未过 零， T1仍导通， T2 不会导通。io过零后， T2才可开通，T2导通 角小于π。 衰减过程中， T1导通 时间渐短， T2的导通 时间渐长。