电力电子技术30课件

7.5.1感应加热7.5工业应用（电加热）工业上电加热的种类：

感应加热、电弧焊接、交流调功。感应加热利用电磁感应，在导电工件内产生涡流以加热工件优点是：清洁、快速、高效加热穿透深度：根据应用来选择电源频率f低频（如工频）感应加热用于加热熔化大工件。高频（可达几百KHz）感应加热用于锻造、焊接等感应加热原理和结构通过感应线圈中的电流在工件上产生涡流。逆变器工作于方波方式，控制输出频率即可控制负载的加热功率。谐振电容用于提供正弦电流且补偿电感线圈的功率因数电压源串连谐振感应加热系统等效电路等效负载感应线圈谐振电容7.5.2电弧焊电弧焊对电源的要求原理：在两个电极之间建立电弧，以产生焊接热能电极的一端是要焊接的金属工件，另一端由焊接电源提供电压。焊接电源的输出特点为：低压大电流

（如50V，500A直流）电弧建立后希望输出电流脉动小。（串连电感）电源的输出应与电网输入之间电气隔离。（采用变压器）开关模式的焊接电源的结构形式优点输出频率高，滤波电感小采用高频隔离变压器，体积小，重量轻。整机效率高：80％～90％7.5.3交流调功应用场合：对电阻加热且工件热时间常数远大于工频电周期。电路结构：与交流调压电路完全相同交流调功电路与交流调压电路的控制方式的区别交流调压电路在每个电源周期都对输出电压波形进行控制。

适用场合：对象时间常数较小，如灯光控制。交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周期,再断开几个周期,通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。适用场合：对象时间常数较大，如电阻炉。三相调压电路单相调压电路交流电力电子开关调功电路输出电压调节n/m比值，可控制平均输出功率。7.6电力系统中的应用静态无功补偿的方法（用电力电子开关实现无功补偿）晶闸管控制电抗器（TCR）晶闸管投切电容器（TSC）典型应用有高压直流输电和无功补偿。

本节只介绍无功补偿。无功的危害：导致设备容量增加。使设备和线路的损耗

增加。线路压降增大，冲击性负载使电压剧烈波动。晶闸管投切电容器（ThyristorSwitchedCapacitor——TSC）TSC基本原理图a)基本单元单相简图b)分组投切单相简图7.6.2晶闸管投切电容器作用对无功功率控制，可提高功率因数，稳定电网电压，改善供电质量。性能优于机械开关投切的电容器。结构和原理晶闸管反并联后串入交流电路。实际常用三相投切电路。TSC是交流电力电子开关的一种应用。7.7电力电子系统用电接口的优化电力电子设备会向电网注入谐波电流。由于电源内阻的存在，公共耦合点处的电压波形会发生畸变，由此产生对电网的干扰。用电接口的优化目的：减少电力电子设备对电网的干扰。方法：对电力电子装置进行优化设计，以抑制或减少（在第一位置）其产生的谐波电流。优化设计方法无源滤波器单相功率因数校正（PFC）PWM整流7.7.1无源滤波器电感和电容组成低通滤波器与二极管整流电路相结合。可改善输入电流的波形。并可提高功率因数7.7.2单相功率因数校正功率因数校正PFC（PowerFactorCorrection)是升压斩波器的一种典型应用。工作原理控制整流器输入电流为正弦且与输入电压同相位。控制系统结构外环控制电压内环控制电流带PFC的单相整流器的优点输出电压稳定（可调节）输入电流接近正弦，向电网注入的谐波电流小功率因数接近17.7.3PWM整流器实用的整流电路几乎都是晶闸管整流或二极管整流。晶闸管相控整流电路：输入电流滞后于电压，且其中谐波分量大，因此功率因数很低。二极管整流电路：虽位移因数接近1，但输入电流中谐波分量很大，所以功率因数也很低。把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路，就形成了PWM整流电路。控制PWM整流电路，使其输入电流非常接近正弦波，且和输入电压同相位，功率因数近似为1，也称单位功率因数变流器，或高功率因数整流器。控制系统结构外环控制电压内环控制电流PWM整流器的优点输出电压稳定（可调节）输入电流接近正弦，向电网注入的谐波电流小功率因数接近1本章总结

7.1交流电机驱动