第十四、十五講交流電力控制電路和交交變頻電路-第十三講交(編輯修改稿)
2025-07-13 17:35 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 來對(duì)無功功率進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，以補(bǔ)償電壓波動(dòng)或閃變圖411 晶閘管控制電抗器(TCR)電路圖412 TCR電路負(fù)載相電流和輸入線電流波形a) a=120176。 b) a=135176。 c) a=160176。? 以交流電源周波數(shù)為控制單位——交流調(diào)功電路? 對(duì)電路通斷進(jìn)行控制——交流電力電子開關(guān)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：將負(fù)載與電源接通幾個(gè)周波，再斷開幾個(gè)周波，改變通斷周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率應(yīng)用： 常用于電爐的溫度控制 因其直接調(diào)節(jié)對(duì)象是電路的平均輸出功率，所以稱為交流調(diào)功電路u 控制對(duì)象時(shí)間常數(shù)很大，以周波數(shù)為單位控制即可u 通常晶閘管導(dǎo)通時(shí)刻為電源電壓過零的時(shí)刻，負(fù)載電壓電流都是正弦波，不對(duì)電網(wǎng)電壓電流造成通常意義的諧波污染216。 電阻負(fù)載時(shí)的工作情況– 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)斷當(dāng)M=N=2時(shí)的電路波形如圖413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倍電源周期圖413 交流調(diào)功電路典型波形(M =N =2)諧波情況圖414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 圖414 交流調(diào)功電路的電流頻譜圖(M =N =2)216。 晶閘管反并聯(lián)后串入交流電路? 作用：代替機(jī)械開關(guān)，起接通和斷開電路的作用? 優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度快，無觸點(diǎn)，壽命長，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– 控制頻度通常比交流調(diào)功電路低得多? 晶閘管投切電容器（Thyristor Switched Capacitor—TSC）– 對(duì)無功功率控制，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)械開關(guān)投切的電容器– 結(jié)構(gòu)和原理– 圖415基本原理圖（單相）– 實(shí)際常用三相，可三角形聯(lián)結(jié)，也可星形聯(lián)結(jié)圖415 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)圖兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管起著把C并入電網(wǎng)或從電網(wǎng)斷開的作用（圖415a）串聯(lián)電感很小，用來抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)的沖擊電流實(shí)際工程中，為避免電容器組投切造成較大沖擊，一般把電容器分成幾組（圖415b），可根據(jù)電網(wǎng)對(duì)無功的需求而改變投入電容器的容量TSC實(shí)際上為斷續(xù)可調(diào)的動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償器圖415 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)圖晶閘管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，電容投入過程不但沒有沖擊電流，電流也沒有階躍變化 圖416 TSC理想投切時(shí)刻原理說明? 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 圖417 晶閘管和二極管反并聯(lián)方式的TSC216。 本節(jié)講述：晶閘管交交變頻電路，也稱周波變流器(Cycloconvertor)216。 交交變頻電路——把電網(wǎng)頻率的交流電變成可調(diào)頻率的交流電，屬于直接變頻電路216。 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)用的主要是三相輸出交交變頻電路 單相交交變頻電路1．電路構(gòu)成和基本工作原理216。 電路構(gòu)成– 如圖418，由P組和N組反并聯(lián)的晶閘管變流電路構(gòu)成，和直流電動(dòng)機(jī)可逆調(diào)速用的四象限變流電路完全相同– 變流器P和N都是相控整流電路 圖4－18 單相交交變頻電路原理圖和輸出電壓波形216。 工作原理178。 P組工作時(shí)，負(fù)載電流io為正178。 N組工作時(shí)，io為負(fù)178。 兩組變流器按一定的頻率交替工作，負(fù)載就得到該頻率的交流電v 改變兩組變流器的切換頻率，就可改變輸出頻率wov 改變變流電路的控制角a，就可以改變交流輸出電壓的幅值178。 為使uo波形接近正弦波，可按正弦規(guī)律對(duì)a角進(jìn)行調(diào)制216。 在半個(gè)周期內(nèi)讓P組a 角按正弦規(guī)律從90176。減到0176?；蚰硞€(gè)值，再增加到90176。，每個(gè)控制間隔內(nèi)的平均輸出電壓就按正弦規(guī)律從零增至最高，再減到零。另外半個(gè)周期可對(duì)N組進(jìn)行同樣的控制216。 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2．整流與逆變工作狀態(tài)178。 阻感負(fù)載為例178。 把交交變頻電路理想化，忽略變流電路換相時(shí)uo的脈動(dòng)分量，就可把電路等效成圖419a所示的正弦波交流電源和二極管的串聯(lián)178。 設(shè)負(fù)載阻抗角為j，則輸出電流滯后輸出電壓j 角178。 兩組變流電路采取無環(huán)流工作方式，即一組變流電路工作時(shí)，封鎖另一組變流電路的觸發(fā)脈沖工作狀態(tài)216。
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