第6章晶闸管变流装置

电力电子装置及系统

第６章晶闸管变流装置信息科学技术学院电工自动化系1第六章晶闸管变流装置

§6.1晶闸管交流变换器交流调功器工作原理

*§6.2晶闸管相控调速系统*§6.3交流净化型稳压电源交流净化型稳压电源工作原理§6.4晶闸管谐振型逆变器谐振逆变器主电路结构一个400Hz谐振逆变器实例

26.1晶闸管交流

变换器交流调功器概述

3功能：调节输出功率（对电压、电流波形没有严格要求）应用：主要用于以镍铬或铁铬铝材料为发热元件的电热装置的温度自动控制控制模式：过零触发半周波控制（定周期/变周期）、移相触发控制。定周期过零触发变周期过零触发过零触发半周波控制型调功器46.1晶闸管交流变换器（续）将交流电源每N个电压半周定为一个调节周期T，在该调节周期内调节导通电压半周的个数M来调节输出功率。调相触发调功器特点：负载得到的电压(电流)波形总是完整的正弦波，避免了电流的瞬时冲击，功率因数高，但调节周期较长。调相触发型调功器56.1晶闸管交流变换器（续）以每个交流电压半周为调节周期，通过调节晶闸管的导通相位角进行调功。调节周期仅为0.01s，对于热惯性小的加热系统也适应。调相触发调功器特点：负载的电压(电流)是缺角正弦波，功率因数差，且存在高次谐波，对电网和无线电波会产生射频干扰。。调功器基本原理框图66.1晶闸管交流变换器（续）零脉冲电路导通比电路过流截止电路“与”门电路脉冲变压器调功器主电路基本连接型式76.1晶闸管交流变换器（续）图中双相晶闸管可用两反并联普通晶闸管代替注意双向晶闸管和普通晶闸管额定电流的定义有所不同*6.2晶闸管相控调速系统无论直流电机还是交流电机，在改变它们的输入电压时，电机的转速将随之改变，调节电机的输入电压控制电机转速，称为调压调速。晶闸管相控整流直流电动机调速系统晶闸管相控交流调压调速系统

异步电动机定子供电频率不变时，其电磁转矩与输入电压有效值的平方成正比，利用交流调压电路，可以达到调速目的。线饶式异步电动机串级调速

采用相控有源逆变调节逆变角，改变了回馈至电网的转差功率从而实现调速，调速装置的功率远小于电动机的功率，特别适合大功率应用（几千千瓦）。

8基本工作原理9*6.3交流稳压净化电源对双向晶闸管T进行相控，可改变等效电感L2，从而改变L2、C2并联的等效电抗的大小及性质（感性或容性），也就改变了补偿电压U2的大小和相位，从而达到稳定输出电压目的。6.4晶闸管谐振型逆变器谐振逆变器主电路结构串联谐振逆变电路电容分压电路移相调压一个400Hz谐振逆变器实例主电路控制电路

106.4.1谐振逆变器主电路基本串联谐振逆变电路15谐振频率与工作频率之比为1.35左右时，在谐振电容C1上能得到失真系数小于5%的正弦波。在负载变化时，谐振频率会变化，正弦波的正弦度降低，如果负载过重，谐振频率进一步降低，自然换流点后移，有可能造成桥臂直通。6.4.1谐振逆变器主电路（续）电容分压电路16当负载使得输出等效电容C1*减小，谐振频率增加，输出电压降低，但输出电压在等效电容C1*上的分压比增加，使输出电压基本不变。C2=2C1时，无论是电阻性、电感性或电容性负载，当系统开环工作时，从空载到满载，电压变化不超过3％。

6.4.1谐振逆变器主电路（续）移相调压17为了使逆变电压能随输入电压变化时而被调控，可以采用移相调压的方法实现。T1和T2由一对间隔1800的脉冲交替触发，T3和T4由另一对间隔1800的脉冲交替触发，触发周期相同。T4触发脉冲比T1触发脉冲滞后一个时间上的相位角θ(θ＝ωt)，改变t就改变了两个逆变电压的相位θ

，从而可以调节和控制负载电压的大小。

6.4.2一个400Hz谐振逆变器实例18主电路图6.4.2一个400Hz谐振逆变器实例主电路图（续）

19遥控盒：电压、频率、故障指示；起停按钮；电压调节、频率调节。浪涌抑制电路输入滤波电路移相全桥电路主电压器、反馈变压器桥臂直通保护电路6.4.2一个400Hz谐振逆变器实例控制电路

20控制电路之辅助电源

21控制电路之控制芯片

22UC3524内部结构控制电路之控制芯片（续）

24UC3524外部电路控制电路之控制芯片（续）

25UC3524实现移相调压UC3524的输出A的上升沿触发Q1管下降沿触发Q3管，输出B的上升沿触发Q2管下降沿触发Q4管，脉宽越宽，Q1、Q4之间的触发时间差越大，电压就减少。控制电路之脉冲形成及驱动

26控制电路之脉冲形成及驱动（续）

27Q2Q4Q1Q3BA控制电路之过流保护