第四章電力電子技術(ACAC)

1、現(xiàn)代電力電子技術 第四章 AC/AC變換交流電的三要素: 電壓、頻率、相數(shù) 用變壓器實現(xiàn)AC/AC變換的缺點: 調壓不方便，體積大，設備笨重，消耗金屬材料（銅和鐵）多。 只能改變電壓的大小，不能改變頻率和相數(shù)。 電力電子變流器可以改變交流電的三要素。還可改變交流電輸出功率。4.1 交流無觸點開關器件 能控制交流電路的通斷，使電流雙向流通，且能對交流電壓的大小進行控制。 器件可以是半控型器件，也可是全控型器件，也可是器件的組合。 特點：無機械觸點（因而無電弧）、開關速 度快、壽命長 。4.1.1 晶閘管交流無觸點開關晶閘管交流無觸點開關 晶閘管存在漏電流，為了讓電路斷開時把負載和交流電源真正隔離

2、，通常需要在晶閘管開關前設置“機械式有觸點開關”來保證用電安全。機械開關應先通后斷。僅用于通斷控制的交流開關 上述開關特點：在承受正壓時觸發(fā)導通，流過晶閘管的電流過零時自然關斷。通過控制小信號開關S的通斷實現(xiàn)對交流主電路的通斷控制。固態(tài)開關非零電壓固態(tài)繼電器 光電三極管耦合的零電壓接通和零電流斷開的固態(tài)繼電器 輸入端1和2相當于繼電器或接觸器的線圈；輸出端3和4相當于觸點，與負載串聯(lián)后，接至交流電源上。 4.1.2 全控型器件交流無觸點開關全控型器件交流無觸點開關全控型器件組成的交流無觸點開關的形式 逆導元件 逆阻元件 逆導元件 逆阻元件 一個單向開關與 反向串聯(lián) 反向并聯(lián) 二極管橋組合4.2

3、 恒頻變壓交流變換電路恒頻變壓交流變換電路 恒頻變壓交流變換電路也稱交流調壓電路，只改變交流電壓的幅值，不改變頻率。 包括：相控式、斬控式、周波比控制。 4.2.1 單相相控交流調壓電路單相相控交流調壓電路 1. 電阻性負載2. 阻感性負載阻感性負載 時調壓電路的輸出電壓和電流波形時調壓電路的輸出電壓和電流波形 阻感負載單相交流調壓電路阻感負載單相交流調壓電路0窄脈沖窄脈沖觸發(fā)時的波形觸發(fā)時的波形 阻感負載單相交流調壓電路0寬脈沖觸發(fā)時的波形 4.2.2 單相斬控式交流調壓電路單相斬控式交流調壓電路 4.2.3 三相交流調壓電路三相交流調壓電路 1、三相相控式交流調壓電路 有中性線星形接法 無

4、中性線星形接法 支路控制三角形接法 線路控制三角形接法 2、三相斬控式交流調壓電路 三相斬控式交流調壓電路 三相斬控式交流調壓電路負載電壓波形4.3 相控式交交變頻電路相控式交交變頻電路周波變流器周波變流器 4.3.1 單相交交變頻電路單相交交變頻電路 固定觸發(fā)角時電路的輸出電壓波形 觸發(fā)角按正弦規(guī)律變化時電路的輸出電壓波形 電路的工作狀態(tài)-以阻感負載為例 在阻感負載輸出電壓的一個周期內，交交變頻電路有四種工作狀態(tài)：正組整流、正組逆變、反組整流、反組逆變。 哪組變流電路工作取決于負載電流的方向，而該組變流電路的工作狀態(tài)則取決于負載電壓和負載電流的方向是否一致，二者方向一致則工作在整流狀態(tài)，二者方向相反則工作在逆變狀態(tài)。單相交交變頻電路輸出電壓和電流波形 如果考慮到無環(huán)流工作方式下負載電流過零的死區(qū)時間，一個周期內的波形分為6段。第1段: uo0，io0，io0，為正組整流狀態(tài)；第4段: uo0，為正組逆變狀態(tài)；第5段: 負載電流過零，為無環(huán)流死區(qū)時間；第6段: uo0，io/2時的電壓 和電流波形 4.7 AC/AC變換電路在電源技術中的應用變換電路在電源技術中的應用 AC/AC變換電路在電源技術方面主要應用于交流