电力电子技术第四章课件

图4-6 电阻图负4载- 单6 相交流调
压电路基波和谐波电流含量
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4.1.1 单相交流调压电路
阻感负载
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。
当a 角相同时，随着阻抗角j 的增大，谐波含量有所
基波和各次谐波有效值
Uon
1 2
an2 bn2
负载电流基波和各次谐波有效值
(4-13)
IonUon/R
(4-14)
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时的有效值）
如图4-6所示。
In/I*/%
80
基波
60
40
3次
20
5次
7次
0 60 120 180
触 发 延 迟 角 a / ( °)
用于调节变压器一次电压。
4
4.1 交流调压电路
4.1.1 单相交流调压电路 4.1.2 三相交流调压电路
5
4.1.1 单相交流调压电路
1) 电阻负载
输出电压与 α 的关系:
移相范围为0≤ a ≤π。 a
=0时，输出电压为最大 。
u1
Uo=U1, 随 a 的增大，Uo降低，
O
wt
a =π时， Uo =0。
三线四相
基本原理：相当于三个单 相交流调压电路的组合， 三相互相错开120°工作。 基波和3倍次以外的谐波 在三相之间流动，不流过 零线。
问题：三相中3倍次谐波
同相位，全部流过零线。
零线有很大3倍次谐波电
流。 a =90°时，零线电
流甚至和各相电流的有效
图4-9 三相交流调压电路 a) 星形联结
值接近。
7
4.1.1 单相交流调压电路
wt = a 时刻开通晶闸管
180
VT1，可求得θ
q
sia n(qj)sia n(j)etg j 140
（4－7） 100
q/(°)
当a=j时 θ =π
60
当a>j时 θ <π
以j 为参变量，利用（4 －7)可把a 和θ 的关系表
示成右图。
20
0 20 60 100 140 180
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4.1.2 三相交流调压电路
三相三线，主要分析阻负载时的情况
任一相导通须和另一相构 成回路。
电流通路中至少有两个晶 闸管，应采用双脉冲或宽 脉 冲触发。
a /(°)
图4-3 单相交流调压电路以a 为参变量的θ和a关系曲线
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4.1.1 单相交流调压电路
IVTN
负载电流有效值 IVT的标么值
I0 2IVT Z
IVTN IVT 2U1
(4-10) (4-11)
0.5
0.4 j = 0
0.3
0.2 0.1
0
40
80
120
160 180
a /(°)
图4-4 单相交流调压电路a为参变量时I VTN和a关系曲线
在交流电源u1的负半周
VD1 V1 i1
用V4给负载电流 提供续流通道
u1
V2 VD2
用V2进行斩波控制
V3 VD4 R uo
VD3 V4 L
图4-7 斩控式交流调压电路
图4-7 14
4.1.1 单相交流调压电路
特性
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。
第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
引言 4.1 交流调压电路 4.2 其他交流电力控制电路 4.3 交交变频电路 4.4 矩阵式变频电路 本章要点
1
第4章 交流电力控制电路和交交变频电路
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
交流电力 控制电路
只改变电压,电 流或控制电路
交流调压电路 相位控制
的通断,而不改 变频率的电路。
交流调功电路
通断控制
变频电路
交交变频 直接
改变频率的电路 交直交变频 间接
2
4.1 交流调压电路
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。
电路图
3
4.1 交流调压电路
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 异步电动机调速。 4 供用电系统对无功功率的连续调节。 5 在高压小电流或低压大电流直流电源中，
Oa iG2
O io
i
T
a
1
wt wt j
Oa q
wt
iT2
图4-5 a<j时阻感负图 载4 -交5 流调压电路工作波形
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4.1.1 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
100
由于波形正负半波对称，所以不含直流分
量和偶次谐波。
w w w uo( t)n 1,3,5,( anco nstbnsin (4n -1t)2)
图4-8 电阻负载斩控 式交流调压电路波形
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4.1.2 三相交流调压电路
根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式
a) 星形联结
b) 线路控制三角形联结
c) 支路控制三角形联结
d) 中点控制三角形联结
图4-9 三相交流调压电路
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4.1.2 三相交流调压电路
1) 星形联结电路 可分为三线三相和三线四相
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4.1.1 单相交流调压电路
当阻感负载, a < j 时电
路工作情况。
VT1的导通时间超过π 。
触发VT2时， io尚未
过零， VT1仍导通，
u 1 图 阻感负载单相交流调压电路
VT2不会导通。io过零
后，VT2才可开通，
O iG1
wt
VT2导通角小于π。
衰减过程中， VT1导 通时间渐短， VT2的 导通时间渐长。
电流为正弦波，相位滞后于u1
u
uG1 G1
O u
的角度为j ，当用晶闸管控制时， G2
O
只能进行滞后控制，使负载电
u o
流更为滞后。
O
i o
a =0时刻仍定为u1过零的
O
时刻，a 的移相范围应为j ≤
u VT
a ≤ π。 O
wt 0.6
wt wt wt
wt
wt
图4-2 电阻负载单相交流调压电路及其波形
uo
λ与 a 的关系:
O
wt
io
a =0时，功率因数λ =1， O
wt
a 增大，输入电流滞后于电压
u
V
且畸变，λ降低。
T
O
wt
图4-1 电阻负载单相交流调压电路及其波形
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4.1.1 单相交流调压电路
VT1
1) 阻感负载
负载阻抗角：
j = arctan(wL / R)
u11 u
O
若晶闸管短接，稳态时负载
减少。
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4.1.1 单相交流调压电路
4) 斩控式交流调压电路
在交流电源u1的正半周
VD1 V1 i1
用V3给负载电流 提供续流通道
u1
V2
用V1进行斩波控制
VD2
V3 VD4 R uo
VD3 V4 L
图4-7 斩控式交流调压电路
图4-7 13
4.1.1 单相交流调压电路
4) 斩控式交流调压电路