电力电子技术备课本4.doc

电力电子技术备课本2005,5,12~2005,5，2Chap.4交流电力控制电路和交交变频电路文俊MainReferences:西安交通大学王兆安、黄俊.电力电子技术（第4版）.北京：机械工业出版社.2000.5.¥20.00.TM7.张一工、肖湘宁.现代电力电子技术原理与应用.北京：科学出版社,1999.3.¥26.00陈坚.电力电子学--电力电子变换和控制技术.北京：高教出版社，2002.8.¥23.00吴小华、李玉忍等.电力电子技术原典型题解析及自测试题（工科课程提高与应试丛书）.北京：西北工业大学出版社.2002.3.¥8.00石玉、粟书贤等.电力电子技术题例与电路设计指导.北京：机械工业出版社.2000.8.¥24.00张涛.电力电子技术—新编21世纪高等职业教育电子信息类规划教材·电气自动化专业技术专业.北京：电子工业出版社.2003.9.¥15.00概述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4.2其他交流电力控制电路4.2.1交流调功电路4.2.2交流电力电子开关4.3交交变频电路4.3.1单相交交变频电路4.3.2三相交交变频电路4.4矩阵式变频电路本章小结第4章交流电力控制电路和交交变频电路概述AC-AC变换电路（AC/ACConverter）：一种形式的AC变成另一种形式AC的电路。可改变相关的电压、电流、频率和相数等。含：AC电力控制电路、变频电路其中，1.AC电力控制电路：交流调压电路--相位控制（或斩控式）(see§4.1)AC调功电路及AC无触点开关--通断控制(see§4.2)特点：只改变电压、电流或控制电路的通断，不改变频率。2.变频电路：（1）交交变频电路[①Thy交交变频电路(see§4.3)；②矩阵式变频电路(see§4.4)]（2）交直交变频电路[①Thy交交变频电路(see§4.3)；②矩阵式变频电路(see§4.4)]特点：改变频率，大多不改变相数（也有改变的）。§4.1AC调压电路AC电力控制电路的结构2个Thy反并联后串联在交流电路中,控制Thy就可控制AC电力。AC电力控制电路的类型交流调压电路每半个T控制Thy开通相位，调节输出电压有效值。AC调功电路及AC无触点开关--通断控制以AC电T为单位控制Thy通断，改变通断T数的比，调节输出功率的平均值。交流PE开关并不着意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路。交流调压电路的应用–灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）–异步电动机软起动–异步电动机调速–供用电系统对无功功率的连续调节–在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一次电压4.1.1单相交流调压电路（see图3-1）1．电阻负载定性分析：在u1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的α进行控制就可以调节输出电压；正负半周α起始时刻（α=0）均为电压过零时刻，稳态时，正负半周的α相等；负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（也即电源电流）和负载电压的波形相同。图4-1电阻负载单相交流调压电路及其波形定量分析：（4-1）(1)负载电压有效值：（4-2）(2)负载电流有效值:(3)Thy电流有效值:（4-3）（4-4）(4)功率因数:输出电压与a的关系:–移相范围为0≤a≤π。a=0时，输出电压为最大，Uo=U1。随a的增大，Uo降低，a=π时，Uo=0。λ与a的关系:-a=0时，功率因数λ=1，a增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低2．感性负载定性分析：a的移相范围（感性负载）：–负载阻抗角：；–若Thy短接，稳态时负载电流为正弦波，相位滞后于u1的角度为，当用Thy控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后；–a=0时刻仍定为u1过零的时刻，a的移相范围应为。图4-2感性负载单相交流调压电路及其波形图4-3单相交流调压电路以为参变量的θ和关系曲线感性负载时的工作过程分析ωt=a时刻开通VT1，负载电流满足（4-5）解方程得（4-6）式中,利用边界条件：ωt=a+θ时io=0,可求得θ：（4-7）VT2导通时，上述关系完全相同，只是io极性相反，相位差180°。定量分析：（4-8）（1）负载电压有效值：（2）Thy电流有效值：（4-9）（4-10）（3）负载电流有效值:（4-11）（4）IVT的标么值：图4-4单相AC调压电路为参变量时，IVTN~曲线图4-5时感性负载AC调压电路工作波形时图4-5的波形分析:–VT1提前通，L被过充电，放电时间延长；VT1的导通角>π。式(4-5)和(4-6)所得io表达式仍适用，只是a≤ωt<∞–过渡过程和带R-L负载的单相AC电路在ωt=a()时合闸的过渡过程相同。io由两个分量组成：正弦稳态分量、指数衰减分量–衰减过程中，VT1导通时间渐短，VT2的导通