acac電路ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-02 12:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 交流電力電子開(kāi)關(guān) 對(duì)電路通斷進(jìn)行控制 第六講 交流 交流變換電路 28 與交流調(diào)壓電路的異同 ? 電路形式完全相同 ? 控制方式不同： ?交流調(diào)壓電路 在每個(gè)電源 周期 都對(duì)輸出電壓波形進(jìn)行控制。 ?交流調(diào)功電路 將負(fù)載與電源接通幾個(gè)周波，再斷開(kāi)幾個(gè)周波，改變通斷周波數(shù)的比值來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。因其直接調(diào)節(jié)電路的平均輸出功率，故稱(chēng)為 交流調(diào)功電路 應(yīng)用 ? 常用于電爐的溫度控制 第六講 交流 交流變換電路 29 交流調(diào)功電路 電阻負(fù)載時(shí) ? 控制周期為 M倍電源周期，晶閘管在前 N個(gè)周期導(dǎo)通，后 M－N個(gè)周期關(guān)斷。 ? 負(fù)載電壓和負(fù)載電流（也即電源電流）的重復(fù)周期為 M倍電源周期。 2 ? N ? M 電源周期 控制周期 = M 倍電源周期 = 2 ? 4 ? M O 導(dǎo)通段 = M 3 ? M 2 ? M u o u 1 u o , i o ? t U 1 2 交流調(diào)功電路典型波形(M = N =2) 第六講 交流 交流變換電路 30 交流調(diào)功電路 諧波情況 ? 右圖的頻譜圖（ 以控制周期為基準(zhǔn) ）。 In為 n次諧波有效值， Io為導(dǎo)通時(shí)電路電流幅值。 ? 以電源周期為基準(zhǔn) ，電流中不含整數(shù)倍頻率的諧波，但含有非整數(shù)倍頻率的諧波。 ? 而且在電源頻率附近，非整數(shù)倍頻率諧波的含量較大。 0 12 14 諧波次數(shù) 控制周期的倍數(shù) 交流調(diào)功電路的 電流頻譜圖 (M = N =2) 2 4 6 10 8 0 5 1 2 3 4 I n / I 0m 第六講 交流 交流變換電路 31 晶閘管反并聯(lián)后串入交流電路 ?作用： 代替機(jī)械開(kāi)關(guān)，起接通和斷開(kāi)電路的作用 ?優(yōu)點(diǎn)： 響應(yīng)速度快，無(wú)觸點(diǎn)，壽命長(zhǎng)，可頻繁控制通斷 ?與交流調(diào)功電路的區(qū)別 ?并不控制電路的平均輸出功率 ?通常沒(méi)有明確的控制周期，只是根據(jù)需要控制電路的接通和斷開(kāi) ?控制頻度通常比交流調(diào)功電路低得多 第六講 交流 交流變換電路 32 交流電力電子開(kāi)關(guān) 晶閘管投切電容 (Thyristor Switched Capacitor— TSC) ? 作用 ?對(duì)無(wú)功功率控制，可提高功率因數(shù)，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，改善供電質(zhì)量。 ?性能優(yōu)于機(jī)械開(kāi)關(guān)投切的電容器。 ? 結(jié)構(gòu)和原理 ?晶閘管反并聯(lián)后串入交流電路。 ?實(shí)際常用三相，可三角形聯(lián)結(jié)，也可星形聯(lián)結(jié)。 TSC基本原理圖 a) 基本單元單相簡(jiǎn)圖 b) 分組投切單相簡(jiǎn)圖 第六講 交流 交流變換電路 33 交流電力電子開(kāi)關(guān) 晶閘管的投切 ? 選擇晶閘管投入時(shí)刻的原則： 該時(shí)刻交流電源電壓和電容器預(yù)充電電壓相等，這樣電容器電壓不會(huì)產(chǎn)生躍變，就不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流。理想情況下，希望電容器預(yù)充電電壓為電源電壓峰值，這時(shí)電源電壓的變化率為零，電容投入過(guò)程不但沒(méi)有沖擊電流，電流也沒(méi)有階躍變化 ? TSC電路也可采用晶閘管和二極管反并聯(lián)的方式 ?由于二極管的作用，在電路不導(dǎo)通時(shí) uC總會(huì)維持在電源電壓峰值。 ?成本稍低，但響應(yīng)速度稍慢，投切電容器的最大時(shí)間滯后為一個(gè)周波。 1 2 t t t t u s i C u C VT 1 VT 2 t t u VT 1 u u s i C u C C VT 1 VT 2 VT 1 TSC理想投切時(shí)刻原理說(shuō)明 第六講 交流 交流變換電路 34 ?晶閘管交交變頻電路，也稱(chēng) 周波變流器(Cycloconvertor)： 把電網(wǎng)頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電的變流電路， 屬于直接變頻電路 。 ?特點(diǎn) ： 一次變換、效率 η↑、可采用電網(wǎng)換流 ?廣泛用于大功率交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)際使用的主要是三相輸出交交變頻電路。 第六講 交流 交流變換電路 35 單相交交變頻器 工作原理 ? 由正、反兩組反并聯(lián)的晶閘管相控整流電路構(gòu)成，和直流電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速用四象限變流電路相同。 ? 正 組工作時(shí)，負(fù)載電流 io為正 。N組工作時(shí)， io為 負(fù) 。 ? 兩組變流器按一定的頻率交替工作 ， 負(fù)載就得到該頻率的輸出交流電 。 改變兩組變流器的切換頻率 ，就可改變輸出頻率 fo 。 ? 改變變流電路的控制角 ?，就可以改變交流輸出電壓的幅值 。 ZP N輸出電壓 平均輸出電壓Ou ou o ? P = 0? P = ?2? P = ?2? t單相交交變頻電路原理圖和輸出電壓波形 第六講 交流 交流變換電路 36 單相交交變頻器 ?為使 uo波形接近正弦 ， 按正弦規(guī)律對(duì) ?角進(jìn)行調(diào)制 。 ?在每半個(gè)周期內(nèi) 導(dǎo)通組控制角 ?不是固定值 ， 而是按 正弦規(guī)律從 90??0??90?， 每個(gè)控制間隔內(nèi)的平均輸出電壓就按從零增至最高 ， 再減到零 ,近似正弦波 。 ?uo由若干段電源電壓拼接而成 ， 在 uo的一個(gè)周期內(nèi) ， 包含的電源電壓段數(shù)越多 ， 其波形就越接近正弦波 。 用于直流電機(jī)調(diào)速輸出可調(diào)直流電壓 用于交交變頻器時(shí)輸出正弦交流電壓 第六講 交流 交流變換電路 37 單相交交變頻器 輸出正弦波電壓的調(diào)制方法 (余弦交點(diǎn)法 ) ? 設(shè) Ud0為 ?= 0時(shí)整流電路的理想空載電壓，則有 ? 每次控制時(shí) ?角不同， 表示每次控制間隔內(nèi) uo的平均值。 設(shè)期望的正弦波輸出電壓為 ， 于是有 ，以及 ，其中 ? 稱(chēng)為輸出電壓比 ? 余弦交點(diǎn)法基本公式 ?c o sd0o Uu ?0u0 ( 0 1 )omdUU??? ? ?ttUUood0om s i ns i nc o s ???? ??tUu oomo s i n ??)s i n(c o s o1 t??? ??第六講 交流 交流變換電路 38 單相交交變頻器 余弦交點(diǎn)法圖解 ? 實(shí)際整流輸出瞬時(shí)電壓為 線(xiàn)電壓 uab, uac ,…, ucb之一。
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