交流電力控制電路.ppt

1,第七章 交流電力控制電路,第一節(jié) 交流開關(guān)及其應(yīng)用電路 第二節(jié) 單相交流調(diào)壓電路 第三節(jié) 相位控制器 第四節(jié) 三相交流調(diào)壓電路 本章小節(jié),2,第一節(jié) 交流開關(guān)及其應(yīng)用電路,一、晶閘管交流開關(guān)及應(yīng)用 交流開關(guān)可用兩只普通晶閘管或者兩只自關(guān)斷電力電子器件反并聯(lián)組成。由于出現(xiàn)了雙向晶閘管，可以用一只雙向晶閘管代替兩只反并聯(lián)器件，使電路大大簡化。,圖7-1 晶閘管開關(guān)的基本形式,晶閘管開關(guān)的基本形式,3,第一節(jié) 交流開關(guān)及其應(yīng)用電路,光電耦合交流開關(guān),圖7-2 光電耦合交流開關(guān),4,第一節(jié) 交流開關(guān)及其應(yīng)用電路,二、由過零觸發(fā)開關(guān)電路組成的單相交流調(diào)功器 過零觸發(fā)：在電壓過零時給晶閘管以觸發(fā)脈沖，使晶閘管工作狀態(tài)始終處于全導(dǎo)通或全阻斷。 交流零觸發(fā)開關(guān)電路：利用過零觸發(fā)方式來控制晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷，來實(shí)現(xiàn)在設(shè)定的周期范圍內(nèi)，將電路接通幾個周波，然后斷開幾個周波，通過改變晶閘管在設(shè)定周期內(nèi)通斷時間的比例，達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)載兩端交流電壓即負(fù)載功率的目的。因而這種裝置也稱調(diào)功器或周波控制器。,5,第一節(jié) 交流開關(guān)及其應(yīng)用電路,調(diào)功器的輸出功率 調(diào)功器輸出電壓有效值 設(shè)定周期Tc內(nèi)導(dǎo)通的周波數(shù)為n，每個周波的周期為T,圖7-4 過零觸發(fā)調(diào)節(jié)周波電壓的波形,6,三、固態(tài)開關(guān),固態(tài)繼電器是一種無觸點(diǎn)通斷電子開關(guān)。它是一種四端有源器件，其中兩個端子為輸人控制端，另外兩個端子為輸出受控端。為實(shí)現(xiàn)輸人與輸出之間的電氣隔離器件采用了高耐壓的專用光耦合器。當(dāng)施加輸人信號后，其主電路是導(dǎo)通狀態(tài)，無信號時呈阻斷狀態(tài)。整個器件無可動部件及觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)于電磁繼電器一樣的功能。,7,第一節(jié) 交流開關(guān)及其應(yīng)用電路,三、固態(tài)開關(guān),b）,c）,圖7-7 固態(tài)開關(guān)電路圖,8,第二節(jié) 單相交流調(diào)壓電路,電阻負(fù)載 :,圖7-9 單向交流調(diào)壓電阻負(fù)載電路,9,第二節(jié) 單相交流調(diào)壓電路,可調(diào)光臺燈的實(shí)用電路 :,R2、C2阻容電路的作用: 在角較大時，RP阻值較大，C1充電緩慢。電源電壓已過峰值并降得很低，uC1不足以擊穿雙向二極管。增設(shè)R2、C2阻容電路后，在大角時, 電壓uC2給電容C1增加一個充電“電源”，以保證晶閘管VT可靠觸發(fā)導(dǎo)通，增大調(diào)壓范圍,圖7-10 雙向晶閘管調(diào)壓電路,10,二、電感性負(fù)載,圖7-11 單相交流調(diào)壓 電感負(fù)載電路及波形,11,二、電感性負(fù)載,、 由圖a可見，,180，正負(fù)半波電流斷續(xù)。愈大，愈小。即的移相在（180-）范圍內(nèi)，可以得到連續(xù)可調(diào)的交流電壓。 、= 由圖b可見，當(dāng)=時,=180，即正負(fù)半周電流臨界連續(xù)。相當(dāng)于晶閘管失去控制。,12,二、電感性負(fù)載,、 負(fù)載電流只有正半波部分，出現(xiàn)很大直流分量，電路不能正常工作。 采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。這樣即使，則在剛開始觸發(fā)晶閘管的幾個周波內(nèi)，兩管的電流波形還是不對稱的。但經(jīng)幾周波后，負(fù)載電流即成為對稱連續(xù)的正弦波，電流滯后電壓角。,13,第二節(jié) 單相交流調(diào)壓電路,單相交流調(diào)壓有如下特點(diǎn)： 1) 電阻負(fù)載時，負(fù)載電流波形與單相橋式可控整流交流側(cè)電流一致。改變控制角可以連續(xù)改變負(fù)載電壓有效值，達(dá)到交流調(diào)壓的目的。 2) 電感性負(fù)載時，不能用窄脈沖觸發(fā)。否則當(dāng)時，會出現(xiàn)一個晶閘管無法導(dǎo)通，并產(chǎn)生很大直流分量電流，燒毀熔斷器或晶閘管。 3）電感性負(fù)載時，最小控制角min=（阻抗角）。所以的移相范圍為180；電阻負(fù)載時移相范圍為0180。,14,第三節(jié) 相位控制器,單相交流調(diào)壓控制器中的晶閘管用IGBT管取代，它除了實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓應(yīng)用之外，還是一個相位控制器。,圖7-14 相位控 制器及其波形,15,第三節(jié) 相位控制器,如輸入電壓ui=Umsint，電阻性負(fù)載 負(fù)載電壓有效值為 輸出電壓有效值為 輸出電流有效值為,16,第三節(jié) 相位控制器,輸出電流的基波分量如圖7-14 b的虛線所示，它較輸入電壓有一定的相位移。若改變1、出現(xiàn)的時刻與間隔，就可改變輸出電壓的大小和輸出與輸入之間的相差。當(dāng)要求輸出電壓有效值一定時，1和有多種取值，取值不同，輸出與輸入的相位就不同，因此把圖7-14 a的交流電壓控制器稱之為相位控制器。,17,第四節(jié) 三相交流調(diào)壓電路,根據(jù)三相聯(lián)結(jié)形式的不同，三相交流調(diào)壓電路具有多種形式,星形聯(lián)結(jié),線路控制三角形聯(lián)結(jié),支路控制三角形聯(lián)結(jié),中點(diǎn)控制三角形聯(lián)結(jié),18,本章小結(jié),以電力電子器件組成的交流開關(guān)，與傳統(tǒng)的接觸器-繼電器系統(tǒng)相比，沒有觸頭及可動的機(jī)械機(jī)構(gòu)，不存在電弧、觸頭磨損和熔焊等問題。組成交流開關(guān)的電力電子器件可以是單、雙向晶閘管及IGBT、MCT等自關(guān)斷器件。 交流調(diào)壓，即使是使用晶閘管也可以籍負(fù)載過零自然關(guān)斷，不需另加換流電路，所以電路簡單