【正文】 =1. 0輸入位移因數(shù)負(fù)載功率因數(shù) （ 滯后 ）負(fù)載功率因數(shù) （ 超前 ）圖4 2 301 . 00 . 80 . 60 . 40 . 200 . 80 . 60 . 40 . 20. 80. 60. 40 .2負(fù)載功率因數(shù)（超前）負(fù)載功率因數(shù)（滯后） 圖 623 單相交交 變頻電路的功率因數(shù) 輸入位移因數(shù)即輸入基波因數(shù) 略大于輸入功率因數(shù) (3) 輸出電壓諧波 輸出電壓的諧波頻譜非常復(fù)雜 ， 既和電網(wǎng)頻率 fi以及變流電路的脈波數(shù)有關(guān) ， 也和輸出頻率 fo有關(guān) 。 負(fù)載功率因數(shù)越低，輸入功率因數(shù)也越低。 輸出電壓比 g 越小，半周期內(nèi) a的平均值越靠近 90176。 一周期內(nèi)， a角以 90176。電網(wǎng)頻率為 50Hz時，交交變頻電路的輸出上限頻率約為 20Hz。 就輸出波形畸變和輸出上限頻率的關(guān)系而言，很難確定一個明確的界限。)輸出相位 w 0 t圖4 2 21 2 01 5 01 8 030609000 . 10 . 20 . 30 . 80 . 91 . 00 . 80 . 20 . 30 . 91 . 0? 2 ?2?23 ?圖 622 不同 g 時 a和 wot的關(guān)系 )si n(si n2)si n(c o so1o1ttwg?wga????? 單相交交變頻器 4) 輸入輸出特性 單相交交變頻器 (1) 輸出上限頻率 輸出頻率增高時，輸出電壓一周期所含電網(wǎng)電壓段數(shù)減少，波形畸變嚴(yán)重。很近的范圍內(nèi)變化，電路的輸入功率因數(shù)非常低。 圖 621 余弦交點法原理 圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t 單相交交變頻器 不同 g 時，在 uo一周期內(nèi)， a 隨 w ot 變化的情況。 以 a =0為零時刻 ， 則us1~us6為余弦信號 。 u1~u6所對應(yīng)的同步信號分別用 us1~us6表示 us1~us6 比 相 應(yīng) 的u1~u6 超前 30176。 ac o sd0o Uu ?0u圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t圖 621 余弦交點法原理 單相交交變頻器 設(shè)期望的正弦波輸出電壓為 (616） 比較式 (615)和 (616)，應(yīng)使 (617) g 稱為輸出電壓比： ttUU ood0om s i ns i nc o s wgwa ??)10(0??? ggdomUUtUu oomo s in w?圖 621 余弦交點法原理 圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t 單相交交變頻器 )s in(c o s o1 twga ??圖 621 余弦交點法原理 圖4 2 1u2u3u4u5u6u1us2us3us4us5us6us1uoaP3aP4w tw t 單相交交變頻器 余弦交點法基本公式 (618) 余弦交點法圖解 線電壓 uab、 uac 、 ubc 、 uba 、 uca和ucb依次用 u1 ~ u6表示。 1OO23 456圖4 2 0uoiow tw t圖 420 單相交交變頻電路輸出電壓和電流波形 第 1段 io 0， uo 0， 反組逆變 第 2段 電流過零 ， 為無環(huán)流死區(qū) 第 3段 io 0， uo 0，正組整流 第 4段 io 0， uo ，正組逆變 第 5段 又是無環(huán)流死區(qū) 第 6段 io 0， uo 0，為反組整流 單相交交變頻器 3) 輸出正弦波電壓的調(diào)制方法 介紹最基本的、廣泛使用的余弦交點法。 時，一周期內(nèi)電網(wǎng)向負(fù)載提供能量的平均值為負(fù)，電網(wǎng)吸收能量，電動機(jī)為發(fā)電狀態(tài)。 時，一周期內(nèi)電網(wǎng)向負(fù)載提供能量的平均值為正，電動機(jī)工作在電動狀態(tài)。 工作在整流還是逆變，則根據(jù) uo方向與 io方向是否相同確定。 t4 ~ t5 ： uo反向， io仍為負(fù)，反組逆變，輸出功率為負(fù)。 t3 ~ t5期間： io負(fù)半周，反組工作，正組被封鎖。 t1~ t2： uo和 io均為正，正組整流，輸出功率為正。 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 ， 封鎖另一組變流電路的觸發(fā)脈沖 。 把交交變頻電路理想化 ， 忽略變流電路換相時 uo的脈動分量 ， 就可把電路等效成圖619a所示的正弦波交流電源和二極管的串聯(lián) 。 uo由若干段電源電壓拼接而成 ， 在 uo的一個周期內(nèi) ， 包含的電源電壓段數(shù)越多 ， 其波形就越接近正弦波 。 ， 每個控制間隔內(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 。 減到 0176。 ZP N輸出電壓 平均輸出電壓圖4 18OuouoaP=0aP=?2aP=?2w t圖 618 單相交交變頻電路原理圖和輸出電壓波形 單相交交變頻器 為使 uo波形接近正弦波 ， 可按正弦規(guī)律對 a 角進(jìn)行調(diào)制 。 改變兩組變流器的切換頻率 ， 就可改變輸出頻率 wo 。 N組工作時 ， io為 負(fù) 。 變流器 P和 N都是相控整流電路。 廣泛用于大功率交流電動機(jī)調(diào)速傳動系統(tǒng)，實際使用的主要是三相輸出交交變頻電路。 成本稍低，但響應(yīng)速度稍慢，投切電容器的最大時間滯后為一個周波。 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。 為避免同時投入或切斷對電網(wǎng)造成較大的沖擊， 一般采用分組投切。 結(jié)構(gòu)和原理 晶閘管反并聯(lián)后接入交流電路。 晶閘管投切電容 （ Thyristor Switched—— Capacitor—— TSC） 圖 615 TSC基本原理圖 a) 基本單元單相簡圖 b) 分組投切單相簡圖 交流電力電子開關(guān) 作用 對無功功率控制，可提高功率因數(shù)，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，改善供電質(zhì)量。 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。 優(yōu)點 響應(yīng)速度快，無觸點，壽命長，可頻繁控制通斷。 而且在電源頻率附近，非整數(shù)倍頻率諧波的含量較大。 In為 n次諧波有效值， Io為導(dǎo)通時電路電流幅值。 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。 交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個周期 ,在斷開幾個周期 ,通過通斷周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。 c) α=160176。 ?aj ??圖 611 晶閘管控制電抗器 (TCR)電路 a) b) c) 圖 612 TCR電路負(fù)載相電流和輸入線電流波形 a) α=120176。 。 圖 611 晶閘管控制電抗器 (TCR)電路 三相交流調(diào)壓電路 由于 ， a 移相范圍為 90176。 在相同負(fù)載和 a 角時，線電流中諧波含量少于三相三線星形電路。 線電流中所諧波次數(shù)為 6k177。 輸入線電流（即電源電流）為與該線相連的兩個負(fù)載相電流之和。 2） 支路控制三角聯(lián)結(jié)電路 圖 6－ 9三相交流調(diào)壓電路 c)支路控制三角形聯(lián)結(jié) 三相交流調(diào)壓電路 由三個單相交流調(diào)壓電路組成，分別在不同的線電壓作用下工作 。 諧波次數(shù)越低 ， 含量越大 。 三相交流調(diào)壓電路 諧波情況 三相交流調(diào)壓電路 電流諧波次數(shù)為 6k177。 － 2 a。 ≤ a 150176。 (2) 圖 610 不同 a角時負(fù)載相電壓波形 b) a =60176。 ：兩管導(dǎo) 通，每管導(dǎo)通 120176。 60176。 圖 610 不同 a角時負(fù)載相電壓波形 a) a =30176。但 a =0176。 ：三管導(dǎo)通與兩管導(dǎo)通交替，每管導(dǎo)通 180176。 (1)0176。 ~ 150176。 相電壓過零點定為 a 的起點，由于線電壓超前相電壓 30176。 觸發(fā)脈沖順序和三相橋式全控整流電路一樣，為VT1~ VT6,依次相差 60176。 1) 星形聯(lián)結(jié)電路 可分為 三相三線和三相四線 圖 69 三相交流調(diào)壓電路 a) 星形聯(lián)結(jié) 三相交流調(diào)壓電路 三相三線，主要分析阻負(fù)載時的情況 圖 69 三相交流調(diào)壓電路 a) 星形聯(lián)結(jié) 三相交流調(diào)壓電路 任一相導(dǎo)通須和另一相構(gòu)成回路。 a =90176。 問題： 三相中 3倍次諧波同相位，