电力电子技术交流调压.

1、第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-1第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-2 掌握交流调压器的基本类型、用途和电路，简掌握交流调压器的基本类型、用途和电路，简要分析单、三相交流调压电路。掌握交交变要分析单、三相交流调压电路。掌握交交变频电路的原理及电路，分析其优缺点，掌握三频电路的原理及电路，分析其优缺点，掌握三相交交变频电路的有环流和无环流运行。相交交变频电路的有环流和无环流运行。 重点：重点： 交流调压电路和交交变频电路的原理及电路。交流调压电路和交交变频电路的原理及电路。第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-3 交流调压器的调压方式：交流调压

2、器的调压方式： 通断控制通断控制 相位控制相位控制 斩波控制斩波控制 交流调压的应用：交流调压的应用： 调温的工频加热和感应加热调温的工频加热和感应加热 灯光调节灯光调节 泵及风机的感应电动机调速泵及风机的感应电动机调速 变压器的初级调压变压器的初级调压第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-4 A. 反并联电路反并联电路 B. 混合反并联电路混合反并联电路第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-5 C. 二极管桥式电路二极管桥式电路 D. 混合桥式电路混合桥式电路第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-6 以反并联交流调压电路为例以反并联交流调压电路为例

3、电阻负载电阻负载 交流电压有效值交流电压有效值 UR 负载的电流有效值负载的电流有效值 2sin2-UtdsinU21U121R）（t 2sin2- 2sin2-RURUI01RIR第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-7 功率因数功率因数 晶闸管的电流平均值晶闸管的电流平均值 晶闸管的电流有效值晶闸管的电流有效值 I及通态平均电流及通态平均电流 IT2sin2-IUIUR1RR视在功率有功功率cos122sin221R1I01IttdUdT42sin)(2sin221I021ItdtRU）（RUI1maxT45. 057. 1I第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9

4、-8 交流调压器交流调压器R负载时的参数与负载时的参数与 关系关系第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-9 电感性负载电感性负载 a. 电路电路 b. 电压与电流波形电压与电流波形第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-10 c. 负载电流表达式负载电流表达式 感性负载电流感性负载电流 iL的两个分量的两个分量 iL1、 iL2 电流表达式电流表达式tan/021sinsin2tLLLetIiii第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-11 d. 控制角控制角 、功率因数角、功率因数角 与导通角的关系与导通角的关系 单相交流调压器单相交流调压器 时的时的

5、= f ( 、 ) 曲线曲线tan/)sin()sin(e第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-12 e. 几种典型情况：几种典型情况： (1) = 0 (2) 不等于不等于 0 0 或或 Ud 0 三相半波整流电路：三相半波整流电路：Ud = 1.17 U2 cos 交交变频器：交交变频器： 在在 0 至至 之间变化，之间变化，输出交流电压输出交流电压 正、负两组整流器反并联，正、负两组整流器反并联，输出交流电流输出交流电流第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-24第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-25 输出电压、电流波形图：输出电压、电流波形图

6、：第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-26 三相零式交交变频器：三相零式交交变频器：第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-27 应用领域：应用领域： 大功率、低速交流传动大功率、低速交流传动 （轧钢机、矿井提升机、造纸、冶炼等）（轧钢机、矿井提升机、造纸、冶炼等） 分类：分类： 单相、三相单相、三相 桥式、零式桥式、零式 有环流、无环流有环流、无环流 高频高频 ( f0 fi )、低频、低频 ( f0 0正组工作，正组工作，UP = Ud = 1.17U2cos P , 0 P ，UP 可正可负。可正可负。 i0 0 时正组工作，封锁负组，时正组工作，封锁负组，

7、i0 0 时负组工作，封锁正组。时负组工作，封锁正组。 优点：优点：无组间环流，成本低，损耗小。无组间环流，成本低，损耗小。 缺点：缺点：需要检测电流过零点，控制复杂，需要检测电流过零点，控制复杂， 控制失败时，造成组间电源短路，控制失败时，造成组间电源短路， 输出电流存在死区，波形畸变。输出电流存在死区，波形畸变。第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-34第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-35 交交变频器输出电压：交交变频器输出电压： 输出电压峰值：输出电压峰值： 输出电压有效值：输出电压有效值： 电压降系数：电压降系数： 改变改变 min ，可调节输出电压，

8、可调节输出电压U0 。 min = 0 时，时， = 1 ，U0 = U0max = 0.83 U2 。min200cos217. 121 UUUP2083. 0UU mincos min20cos17. 1 UUP第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-36 交交变频器输出频率：交交变频器输出频率： f0 / fi = 1/2 时，半周期内有时，半周期内有 6 脉波，谐波大脉波，谐波大 f0 / fi = 1/3 时，半周期内有时，半周期内有 9 脉波，谐波较小脉波，谐波较小 f0 / fi = 1/6 时，半周期内有时，半周期内有 18 脉波，谐波小脉波，谐波小 为了减小谐波含

9、量，为了减小谐波含量， 降低负载转矩脉动，降低负载转矩脉动， 应保证应保证 f0 / fi 1 / 3 ， 即即 f0 16.7 Hz 。第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-37 交交变频器的优点：交交变频器的优点： 无中间直流环节，损耗小，效率高。无中间直流环节，损耗小，效率高。 开关器件采用晶闸管，以利于大功率应用，开关器件采用晶闸管，以利于大功率应用， 采用电源自然换相，不需强迫换流电路。采用电源自然换相，不需强迫换流电路。 可以实现能量反馈，使电机作四象限运行。可以实现能量反馈，使电机作四象限运行。 输出低频时，谐波含量小，负载转矩脉动低。输出低频时，谐波含量小，负载转矩脉动低。 因此适用于大功率、低速交流传动领域。因此适用于大功率、低速交流传动领域。第九章Feb, 2004北京交通大学电气工程学院9-3