哈尔滨工业大学课件 电力电子技术38.pdf

电力电子技术第38讲

6交流－交流变换器（1）
交流－交流变换器(1)
6交流－交流变换器

本章主要讲述:交流-交流变流电路(AC-AC)
把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路

只改变电压,电
交流调压电路相位控制
交流电力流或控制电路的
控制电路通断,而不改变
频率的电路。交流调功电路通断控制

交交变频直接
变频电路改变频率的电路
交直交变频间接

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术38.2电力电子技术
交流－交流变换器(1)
6.1交流调压电路

原理
两个晶闸管反并联后串联在交
流电路中，通过对晶闸管的控
制就可控制交流电力。

应用
1灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。
2异步电动机软起动。
3异步电动机调速。
4供用电系统对无功功率的连续调节。
5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。
类型:
‰单相交流调压电路
‰三相交流调压电路

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术38.3电力电子技术
交流－交流变换器(1)
VT
6.1.1单相交流调压电路1
io
VT2

1）电阻负载时工作原理分析u1uoR
‰工作原理：
u
€在u1的正半周和负半周，分别对VT1和1

VT2的开通角α进行控制就可以调节输
出电压Oωt

uo
€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
Oωt
相等
io
€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Oωt
u
压的波形相同VT

Oωt

电阻负载单相交流调压电路及其波形

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术38.4电力电子技术
交流－交流变换器(1)

VT1
‹数量关系io
VT
负载电压有效值2
u1uoR
1π21π−α
Uo=2U()1sinωt()ωtd=1Usinα+2(6-1)u
π∫α2ππ1

Oωt
u
负载电流有效值Uo（6-2)o
Io=
ROωt

晶闸管电流有效值io

2
1π⎛2Usinω⎞tU1αsinα2Oωt
⎜1⎟1
IT=d()ωt=(−1+)u
2π∫α⎜R⎟R2π2πVT
⎝⎠(6-3)
功率因数Oωt
电阻负载单相交流调
PUIU1π−α
=λ=oo=o=sinα2+压电路及其波形
SUI1oU12ππ(6-4)

哈尔滨工业大学远程教育文件:技术电力电子38.5电力电子技术
交流－交流变换器(1)

‰输出电压与α的关系:

€移相范围为0≤α≤π。

€α=0时，输出电压为最大，Uo=U1。

€随α的增大，Uo降低，α=π时，Uo=0。
‰λ与α的关系：
α=0时，功率因数λ=1，
α增大，输入电流滞后于电压且畸变，λ降低

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术38.6电力电子技术
交流－交流变换器(1)

VT1
2)阻感负载时工作原理分析

负载阻抗角：

1u
ϕ=arctan(ωL/R)u1

Oωt
0.6
u
uG1G1

若晶闸管短接，稳态时负载电Oωt
u
G2
流为正弦波，相位滞后于u1的角
Oωt
u
度为ϕ，当用晶闸管控制时，只o

能进行滞后控制，使负载电流更Oωt

i
为滞后。o

α时刻仍定为u过零的时刻αOωt
=01，u
的移相范围应为ϕ≤α≤π。VT

Oωt

电阻负载单相交流调压电路及其波形

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术38.7电力电子技术
交流－交流变换器(1)

ωt=α时刻开通晶闸管VT1，可
求得ϕ
θ180
6075=
45
3°°9
−θ10°0
05°°
tgϕ°°
αsin(+θ−)ϕ=sin(α−eϕ)140
（5－7）

)100

当α=ϕ时θ=π(°
/
θ

当α>ϕ时θ<π60

以ϕ为参变量，利用（5－7)可把
20
α和θ的关系表示成右图。
02060100140180
α/(°)
单相交流调压电路以ϕ为参变量
的θ和α关系曲线

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术38.8电力电子技术
交流－交流变换器(1)

‰数量关系
负载电压有效值

α+θ
12(6-8)
Uo=(2U1sinωt)dω(t)
π∫α
θ1
=Usin+2[]α−sin(α+2θ2)
1ππ
晶闸管电流有效值

2
α−ωt
α+θ⎧⎡⎤⎫
1⎪2U1tgϕ⎪
IVT=sin(⎢ω−t)ϕ−sin(α−eϕ)⎥ωt(6-9)d()
∫α⎨⎬
2π⎩⎪Z⎣⎢⎦⎥⎭⎪

Usinθos(c2θαϕ++)
=−1θ
πZcosϕ

哈尔滨工业大学远程教育文件:技术电力电子38.9电力电子技术
交流－交流变换器(1)

负载电流有效值II0=2VT(6-10)

I的标么值Z(6-11)
VTIIVTN=VT
2U