電力機車電力電子技術(shù)第1章緒論第2章電力電子器件第3章整流電路第4章逆變電路第5章直流直流變流電路第6章交流交流變流電路第7章PWM控制技術(shù)第8章電力電子技術(shù)的應(yīng)用第9章電力機車的電子電路第6章交流交流變流電路

6.1交流調(diào)壓電路

6.2其他交流電力控制電路

6.3交交變頻電路本章小結(jié)4/53引言■交流-交流變流電路：把一種形式的交流變成另一種形式交流的電路?！鼋涣?交流變換電路可以分為直接方式（即無中間直流環(huán)節(jié)）和間接方式（有中間直流環(huán)節(jié)）兩種?！鲋苯臃绞?/p>

◆交流電力控制電路：只改變電壓、電流或?qū)﹄娐返耐〝噙M行控制，而不改變頻率的電路。◆變頻電路：改變頻率的電路。5/536.1交流調(diào)壓電路

6.1.1單相交流調(diào)壓電路

6.1.2三相交流調(diào)壓電路6/536.1交流調(diào)壓電路·引言

把兩個晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，通過對晶閘管的控制就可以控制交流輸出?！鼋涣麟娏刂齐娐?/p>

◆交流調(diào)壓電路：在每半個周波內(nèi)通過對晶閘管開通相位的控制，調(diào)節(jié)輸出電壓有效值的電路。

◆交流調(diào)功電路：以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷，改變通態(tài)周期數(shù)和斷態(tài)周期數(shù)的比，調(diào)節(jié)輸出功率平均值的電路?！艚涣麟娏﹄娮娱_關(guān)：串入電路中根據(jù)需要接通或斷開電路的晶閘管?！鰬?yīng)用

◆燈光控制（如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制)。

◆異步電動機軟起動。

◆異步電動機調(diào)速。

◆供用電系統(tǒng)對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。

◆在高壓小電流或低壓大電流直流電源中，用于調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。7/536.1.1單相交流調(diào)壓電路Ou1uoiouVTwtOwtOwtOwt圖6-1電阻負載單相交流調(diào)壓電路及其波形■電阻負載

◆在交流電源u1的正半周和負半周，分別對VT1和VT2的開通角

進行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。

◆基本的數(shù)量關(guān)系?負載電壓有效值Uo

?負載電流有效值Io

?晶閘管電流有效值IT

?功率因數(shù)

(6-1)(6-2)(6-3)(6-4)8/536.1.1單相交流調(diào)壓電路VT1圖6-2阻感負載單相交流調(diào)壓電路及其波形■阻感負載◆工作過程?若晶閘管短接，穩(wěn)態(tài)時負載電流為正弦波，相位滯后于u1的角度為

，當用晶閘管控制時，只能進行滯后控制，使負載電流更為滯后。

?設(shè)負載的阻抗角為，穩(wěn)態(tài)時

的移相范圍應(yīng)為

≤

≤

。

?在

t=

時刻開通晶閘管VT1，可求得導(dǎo)通角

，即◆

的移相范圍為0≤

≤

，隨著

的增大，Uo逐漸降低，

逐漸降低。

(6-7)9/536.1.1單相交流調(diào)壓電路圖6-3單相交流調(diào)壓電路以

為參變量的

和

關(guān)系曲線

以

為參變量，利用式(6-7)可以把

和

的關(guān)系用圖6-3的一簇曲線來表示?！艋镜臄?shù)量關(guān)系

?負載電壓有效值Uo

?晶閘管電流有效值IVT

(6-8)(6-9)10/536.1.1單相交流調(diào)壓電路?負載電流有效值Io

?晶閘管電流IVT的標么值

式中圖6-4單相交流調(diào)壓電路

為參變量時IVTN和

關(guān)系曲線(6-10)(6-11)11/536.1.1單相交流調(diào)壓電路◆

<

時的工作情況

?VT1的導(dǎo)通時間超過

。

?觸發(fā)VT2時，io尚未過零，VT1仍導(dǎo)通，VT2不會導(dǎo)通，io過零后，VT2才可開通，VT2導(dǎo)通角小于

。

?io有指數(shù)衰減分量，在指數(shù)分量衰減過程中，VT1導(dǎo)通時間漸短，VT2的導(dǎo)通時間漸長。圖6-5

<

時阻感負載交流調(diào)壓電路工作波形12/536.1.1單相交流調(diào)壓電路◆例6-1一單相交流調(diào)壓器，輸入交流電壓為220V，50Hz，負載為電阻電感，其中R=8W，XL=6W。試求

=

/6、

/3時的輸出電壓、電流有效值及輸入功率和功率因數(shù)。解：負載阻抗及負載阻抗角分別為：

因此開通角

的變化范圍為：

即①當

=

/6時，由于

<

,因此晶閘管調(diào)壓器全開放，輸出電壓為完整的正弦波，負載電流也為最大，此時輸出功率最大，為

13/536.1.1單相交流調(diào)壓電路功率因數(shù)為實際上，此時的功率因數(shù)也就是負載阻抗角的余弦。②時，先計算晶閘管的導(dǎo)通角，由式（6-7）得

解上式可得晶閘管導(dǎo)通角為：14/536.1.1單相交流調(diào)壓電路15/536.1.1單相交流調(diào)壓電路■單相交流調(diào)壓電路的諧波分析

◆帶電阻負載時，對負載電壓uo進行諧波分析

式中(n=3,5,7,…)(n=3,5,7,…)(6-12)16/536.1.1單相交流調(diào)壓電路基波和各次諧波的有效值可按下式求出負載電流基波和各次諧波的有效值為圖6-6電阻負載單相交流調(diào)壓電路基波和諧波電流含量

(n=1,3,5,7,…)

(6-13)(6-14)◆電流基波和各次諧波標么值隨

變化的曲線，如圖6-6所示，其中基準電流為

=0時的電流有效值?！糇韪胸撦d時

?電流諧波次數(shù)和電阻負載時相同，也只含3、5、7…等次諧波。

?隨著次數(shù)的增加，諧波含量減少。

?和電阻負載時相比，阻感負載時的諧波電流含量少一些。

?當

角相同時，隨著阻抗角

的增大，諧波含量有所減少。17/536.1.1單相交流調(diào)壓電路圖6-7斬控式交流調(diào)壓電路■斬控式交流調(diào)壓電路

◆工作原理?用V1，V2進行斬波控制，用V3，V4給負載電流提供續(xù)流通道。

?設(shè)斬波器件（V1，V2）導(dǎo)通時間為ton，開關(guān)周期為T，則導(dǎo)通比

=t