电力电子技术交流调压共38页文档

度要求不高且热惯性较大的电热负载。当对控温精度要求较
高、较严时，则必须采用闭环控制的自动调节装置。
第5章 交流调压电路
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图5-11 (a) 单结晶闸管产生的锯齿波形；(b) 直流开关B点波形；(c) 直流开关C
(d) 正弦电源波形；(e) 同步电压信号波形；(f) 晶闸管V6 (g) 晶闸管V7触发脉冲；(h)调功电路输出电压波形
第5章 交流调压电路
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图5-2 电阻性负载单相交流调压电路工作波形
第5章 交流调压电路
负载电压的有效值为
负载电流的有效值为
6 (5-1) (5-2)
第5章 交流调压电路
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5.1.2 电感性负载
电感性负载单相交流调压电路及波形如图5-3所示。图中， ug1、ug2为晶闸管V1、V2的宽触发脉冲波形，R、L负载是交 流调压器的最一般的负载。其工作情况同可控整流电路带电
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图5-8 (a) 单相交流调功器；(b) 三相交流调功器
第5章 交流调压电路
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图5-9 单相交流零触发开关电路的工作波形
第5章 交流调压电路
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这样可使负载得到完整的正弦波电压和电流。由于晶闸
管是在电源电压过零的瞬时被触发导通，这就可以保证瞬态
负载浪涌电流和触发导通时的电流变化率(di/dt)大大减小， 从而使晶闸管由于di/dt过大而失效或换相失败的几率大大 减少。
③ 加在晶闸管上正、反向最大电压为电源电压的最大值， 即
第5章 交流调压电路
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(2) 电感性负载的功率因数角为
最小控制角为αmin=f=π/4。
故控制角的范围为π/4≤α≤π。
最大电流发生在αmin=f=π/4，负载电流为正弦波，其有效

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5.2 单相交流调压与调功器 5.2.1 单相交流调压电路
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2024-10-15
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5.2 单相交流调压与调功器
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5.2 单相交流调压与调功器
U R
1
(
2U 2 sin t)2 d (t) U 2
1 sin 2
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5.2 单相交流调压与调功器
5.2.2 KC05、KC06集成移相触发器
1、KC05 (KJ005)集成移相触发器 KC05 (KJ005)适用于双向晶闸管或反并联晶闸管线路的交流相位控制，具有锯 齿波线 性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有交互保护、输出电流 大等优点，是交 流调光、调压的理想电路，同样也适用于半控或全控桥式线路的相 位控制。下表为KC05 (KJ005)的引脚功能。
3）由V2、V3以及R8、R9、VS1组成一个直流开关，当V2的Ube2>0 （0.7V） 时，V2导通，V3的基极电压UBE3接近零电位，V3截止，直流开 关阻断。当UBE2 <0时, V2截止，由R8、VS1和R9组成的分压电路使V3导通，
直流开关导通。
4）由同步变压器TS、整流桥VD1及R10、R11、VS2组成一个削波同步 电源，这个电源与直流开关的输出电压共同去控制V4与V5。只有在直流开 关导通期间，V4、V5集电极和发射极之间才有工作电压，两个管子才能工 作。在此期间，同步电压每次过零时，V4截止, 其集电极输出一个正电压， 使V5由截止转导通，经脉冲变压器输岀触发脉冲，而此脉冲使 晶闸管VT1 （VT2）在需要导通的时刻导通。

（2）额定电压UTn的选择 电压裕量通常取2倍，380V线路用的交流开关，一般 应选1000~1200V的双向晶闸管。
（3）换向能力du/dt的选择 电压上升率du/dt是重要参数，一些双向晶闸管的交流 开关经常发生短路事故，主要原因之一是元件允许的du/dt太小。通常解决的方法 是：①在交流开关的主电路中串入空心电抗器，抑制电路中的换向电压上升率， 降低对双向晶闸管换向能力的要求；②选用du/dt值高的元件，一般选du/dt为 200V/μs。
图4-21（a） 晶闸管交流开关 的基本形式
图4-21(b)为双向晶闸管交 流开关，双向晶闸管工作于I+、 Ⅲ–触发方式，这种线路比较 简单，但其工作频率低于反并 联电路。
4.3交流电力电子开关
1．晶闸管交流开关的基本形式
图4-21(a)是普通晶闸管反向并联形式。当 开关S闭合时，两只晶闸管均以管子本身的 阳极电压作为触发电压进行触发，这种触 发属于强触发，对要求大触发电流的晶闸 管也能可靠触发。随着交流电源的正负交 变，两管轮流导通，在负载上得到基本为 正弦波的电压。当S闭合时，两只晶闸管均 以管子本身的阳极电压作为触发电压进行 触发，具有强触发性质，即使对触发电流 很大的管子也能可靠触发。随着交流电源 的交变，两个晶闸管轮流导通，负载上得 到的基本上是正弦电压。
图4-5（c）（d） 双向晶闸管 的简易触发电路
2．单结晶体管触发
图4-6 用单结晶体管组成的触发电路
3．集成触发器
（1）KC05集成触发器
图4-7 KC05内部结构及工作原理示意图
KC05的应用电路
图4-8 KC05应用电路
R1 10k R2、R3 30k R4 27 RP 22 k C1 0.47μF C2 0.047μF VD1、VD2 2CZ82C VT KS50A

交流控制电路
电力电子技术
• 交－交变频器控制方法： 交变频器控制方法： – 余弦交点法：给定输出曲线与一余弦曲线相交，在交点处产生各晶闸 余弦交点法：给定输出曲线与一余弦曲线相交， 管的触发脉冲。 管的触发脉冲。 – 改变给定曲线的频率和幅值，可控制输出电压的频率和大小。 改变给定曲线的频率和幅值，可控制输出电压的频率和大小。 每次控制间隔内输出电压的平均值： 每次控制间隔内输出电压的平均值： uo =Udo cosα 输出电 要得到的正弦波输出电压为： 要得到的正弦波输出电压为： 压比 u2 u3 uo = Uom sinωot
u1 O iG1 O α π
ωt ωt ωt ωt
iG2
O io
α iT1 +π
ϕ
O α θ
iT2
带电感负载时, 最小控制角α=φ,此时 O最大 所以 的移相范围为 此时U 所以α的移相范围为 的移相范围为φ~180°。 带电感负载时 最小控制角 此时 °
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三、斩控式交流调压电路 在交流电源u1的正半周
uo
O
ωt
io
O 1 2 3 4 5 6
ωt
第4段 i >0， 又是无环流死区 第6段 o < 单相交交变频电路输出电压和电流波形 第2段 图4-200，第5段 uo <0，正组逆变 电流过零，为无环流死区 第1段 io <0， uoi第3段oiouo <0，为反组整流 >0，反组逆变uo >0，正组整流 >0，
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• 无环流运行方式： 无环流运行方式： – 目的：取消电抗器，降低成本及损耗。 目的：取消电抗器，降低成本及损耗。 – 特点： i0 > 0 时正组工作，封锁负组，i0 < 0 时负组工作，封锁正组优点 特点： 时正组工作，封锁负组， 时负组工作，封锁正组优点 ：无组间环流，成本低，损耗小。 无组间环流，成本低，损耗小。 – 缺点：需要检测电流过零点，控制复杂，控制失败时，造成组间电源短路 缺点：需要检测电流过零点，控制复杂，控制失败时， ，输出电流存在死区，波形畸变。 输出电流存在死区，波形畸变。 • 有环流运行方式： 有环流运行方式： – 目的：使正、负组输出电流平滑过渡。 目的：使正、负组输出电流平滑过渡。 – 特点：正、负组同时工作。采用环流电抗器抑制组间环流。 特点： 负组同时工作。采用环流电抗器抑制组间环流。 – 优点：正、负组自动切换，输出电流连续、平滑、无死区，系统 优点： 负组自动切换，输出电流连续、平滑、无死区， 动态性能高， 动态性能高，稳定性好 – 缺点：增加电抗器，成本高，损耗大。 缺点：增加电抗器，成本高，损耗大。