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电力电子技术-第6章 交流电压电路

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6交流-交流变换电路

6交流-交流变换电路

第6章 交流变换电路将一种形式的交流电能转换成另一种形式的交流电能，称为交流变换。

交流变换电路是对交流电路的幅值、频率、相数等参数进行变换的电路，它利用电力电子器件的开关功能，实现交流开关和交流调压的功能。

本章主要讲述晶闸管交流调压电路的拓扑结构、控制方式和工作原理及应用；晶闸管调功电路的接线形式、工作原理及应用；交-交变频电路的拓扑结构、工作原理。

本章要求掌握晶闸管交流调压电路的控制方式和调功器的应用，交-交变频电路的工作原理。

6.1 交流变换器类型根据变换参数的不同，可将交流变换电路分为交流调压电路和交-交变频电路两大类。

只改变输出电压的幅值而不改变频率的交流变换电路，称为交流电压控制电路，或通称为交流调压电路。

把工频交流电直接变换成频率可调的交流电的交流变换电路，称为交-交变频电路。

交流电压控制电路包括交流调压、交流调功和交流开关三种类型。

其中，采用相位控制的交流电压控制电路，称为交流调压电路；采用通/断控制的交流电压控制电路，称为交流调功电路；如果令交流调压器中的晶闸管在交流电流自然过零时关断或导通，则称之为晶闸管交流开关。

按照控制方式的不同，可将交流电压控制电路分为相控式电路和斩控式电路。

晶闸管相控式调压与相控式整流电路的控制原理相同，都是利用门极脉冲相位的变化来改变输出端电压的幅值。

而斩控式电路是通过改变器件占空比来改变输出端电压有效值。

按照电网相数的不同，可以将交流电压控制电路分为单相电路、三相三线制电路和三相四线制电路；按照电路结构可以分为星形联结电路、三角形联结电路和其他方式联结电路。

直接变频电路按照输出波形不同可以分为近似正弦波的变频电路(电压型电路)和近似方波的变频电路(电流型电路)。

电压型直接变频电路是利用反并联整流电路的工作原理拓广而成。

其特点是输出频率的上限仅为电网频率的1/3，故只适用于低频电源，如水泥窑的低速回转拖动系统，采用这种方案可实现直接传动。

电流型的电路结构也可看成是桥式整流电路的拓广。

电力电子课程设计---单相交流调压电路

电力电子课程设计---单相交流调压电路

课程设计说明书课程设计名称：电力电子技术课程设计题目：单相交流调压电路班级：电气0902班姓名：学号：指导教师：时间：2011年06 月目录第一章前言 (2)第二章单相调压电路设计任务及要求 (3)2．1 设计任务及要求 (3)2．2 设计方案选择 (3)第三章单向调压电路单元电路的设计和主要元器件说明 (5)3. 1 单元电路的设计 (5)3.1.1主电路的设计 (5)3. 2 主要元器件说明及功能模块 (5)第四章驱动电路的设计 (6)4. 1 晶闸管对触发电路的要求 (6)4.1.1触发信号的种类 (6)4.1.2触发电路的要求 (6)4. 2 触发电路 (7)4.2.1单结晶体管的工作原理 (7)4.2.2单结晶体管触发电路 (9)4.2.3单结晶体管自激震荡电路 (9)4.2.4同步电源 (10)第五章保护电路的设计 (11)5.1过电压保护 (12)5.2过电流保护 (13)第六章单相调压电路主电路的原理分析和各主要元器件的选择 (14)6．1 主电路原理分析 (14)6．2 各主要元器件的选择 (17)6.3元器列表 (18)第七章仿真软件7.1仿真软件的介绍 (19)7.2仿真模型、仿真波形及其分析 (20)第八章心得体会 (23)附录参考文献 (24)第一章前言交流变换电路是指把交流电能的参数（幅值、频率、相位）加以转变的电路。

根据变换参数的不同，交流变换电路可分为交流电力控制电路和交-交变频电路。

通过控制晶闸管在每一个电源周期内导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小，可实现交流调压。

它主要由调压电路、控制电路组成。

根据结构的不同，交流调压电路有单相电压控制器和三相电压控制器两种。

单相交流调压电路根据负载性质的不同分为电阻性负载和阻感性负载，电阻性负载的控制角的移向范围为0～π，阻感性负载的控制角的移向范围为φ～1800。

随着电力电子的飞速发展，交流调压电路广泛应用于电炉的温度控制、灯光调节、异步电动机软起动和调速等场合，也可以用作调节整流变压器一次电压。

电力电子技术第6章 交流交流变流电路

电力电子技术第6章 交流交流变流电路

~u
VT1
uo
R
（a） 电阻负载单相交流调压电路 u1 O uo O i
o
α
π +α
t
VT1
VT2
t
u
O
V T
t
t O School of Electronics Science and Technology 7/57 （b）电阻负载单相交流调压工作波形
6.1.1 单相交流调压电路
每个晶闸管均在对应的交流电压 过零点关断，晶闸管的控制触发 角为α，导通角为θ = π-α。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 载电压的波形相同，晶闸管也只 在两个晶闸管均关断时才承受电 压。 定量分析：由此可知，当晶闸管 的控制触发角为α时，负载两端的
ui 0 uo 0
t
t
图6-1 （c）斩控式交流调压方案 6/57
School of Electronics Science and Technology
6.1.1 单相交流调压电路
1 相控式交流调压电路
VT2
相控式交流调压电路的工作情 况和负载性质有很大的关系， 下面就电阻性负载和电感性负 载分别讨论。 （1）电阻性负载 单相相控式 交流调压电路电阻性负载电路 图如图所示，加在该电路输入 端的电源为正弦交流电。在交 流电源的正负半周分别在ωt =α 和ωt =π +α 时刻触发晶闸管VT1 和VT2，从而得到负载两端的电 压、电流以及VT两端电压波形 如图所示。
■直接方式
◆交流电力控制电路：只改变电压、电流或对电路的通 断进行控制，而不改变频率的电路。
◆交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输 出电压有效值的电路。 ◆交流调功电路：以交流电周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数 和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。 ◆交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。

《电力电子技术》(第六七八章)习题答案

《电力电子技术》(第六七八章)习题答案

第6章 PWM 控制技术1．试说明PWM 控制的基本原理。

答：PWM 控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术。

即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。

在采样控制理论中有一条重要的结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲的面积。

效果基本相同是指环节的输出响应波形基本相同。

上述原理称为面积等效原理以正弦PWM 控制为例。

把正弦半波分成N 等份，就可把其看成是N 个彼此相连的脉冲列所组成的波形。

这些脉冲宽度相等，都等于π/N ，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。

如果把上述脉冲列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，就得到PWM 波形。

各PWM 脉冲的幅值相等而宽度是按正弦规律变化的。

根据面积等效原理，PWM 波形和正弦半波是等效的。

对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM 波形。

可见，所得到的PWM 波形和期望得到的正弦波等效。

2．设图6-3中半周期的脉冲数是5，脉冲幅值是相应正弦波幅值的两倍，试按面积等效原理计算脉冲宽度。

解：将各脉冲的宽度用i（i =1, 2, 3, 4, 5）表示，根据面积等效原理可得1=m5m 2d sin U t t U ⎰πωω=502cos πωt - =0.09549(rad)=0.3040(ms)2=m525m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=5252cos ππωt -=0.2500(rad)=0.7958(ms)3=m5352m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=53522cos ππωt -=0.3090(rad)=0.9836(ms)4=m5453m 2d sin U t t U ωϖππ⎰=2=0.2500(rad)=0.7958(ms)5=m54m2d sin U tt Uωϖππ⎰=1=0.0955(rad)=0.3040(ms)3. 单极性和双极性PWM 调制有什么区别？三相桥式PWM 型逆变电路中，输出相电压（输出端相对于直流电源中点的电压）和线电压SPWM 波形各有几种电平？答：三角波载波在信号波正半周期或负半周期里只有单一的极性，所得的PWM 波形在半个周期中也只在单极性范围内变化，称为单极性PWM 控制方式。

电力电子技术课后答案精简版

电力电子技术课后答案精简版
Id＝Ud∕R＝117∕5＝23.4（A）
IDVT＝Id∕3＝23.4∕3＝7.8（A）
IVT＝Id∕ ＝23.4∕ ＝13.51（A）
14．单相全控桥，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞，E=40V，U2=100V，LB=0.5mH，当=60时求Ud、Id与的数值，并画出整流电压ud的波形。
解：考虑LB时，有：
解：ud、id、iVT、iD的波形如下图：
负载电压的平均值为：
＝67.5（V）
负载电流的平均值为：
Id＝Ud∕R＝67.52∕2＝33.75（A）
流过晶闸管VT1、VT2的电流有效值为：
IVT＝ Id＝19.49（A）
流过二极管VD3、VD4的电流有效值为：
IVD＝ Id＝27.56（A）
11．三相半波可控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当=60时，要求：
24．整流电路多重化的主要目的是什么？
答：整流电路多重化的目的主要包括两个方面，一是可以使装置总体的功率容量大，二是能够减少整流装置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。
25．12脉波、24脉波整流电路的整流输出电压和交流输入电流中各含哪些次数的谐波？
答：12脉波电路整流电路的交流输入电流中含有11次、13次、23次、25次等即12k1、（k=1，2，3···）次谐波，整流输出电压中含有12、24等即12k（k=1，2，3···）次谐波。
《电力电子技术》第五版机械工业出版社
课后习题答案
第二章电力电子器件
1.使晶闸管导通的条件是什么？
答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：uAK>0且uGK>0。
2.维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？

电力电子技术(第四版)课后答案

电力电子技术(第四版)课后答案

第5章逆变电路5.l.无源逆变电路和有源逆变电路有何不同?答:两种电路的不同主要是:有源逆变电路的交流侧接电阿,即交流侧接有电源。

而无源逆变电路的交流侧直接和负载联接。

5.2.换流方式各有那儿种?各有什么特点?答:换流方式有4种:器件换流:利用全控器件的自关断能力进行换流。

全控型器件采用此换流方式。

电网换流:由电网提供换流电压,只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。

负载换流:由负载提供换流电压,当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时,可实现负载换流。

强迫换流:设置附加换流电路,给欲关断的晶闸管强追施加反向电压换流称为强迫换流。

通常是利用附加电容上的能量实现,也称电容换流。

晶闸管电路不能采用器件换流,根据电路形式的不同采用电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。

5.3.什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?二者各有什么特点？答:按照逆变电路直流测电源性质分类,直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路,直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要持点是:①直流侧为电压源,或并联有大电容,相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动,直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压波形为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路的主要特点是:①直流侧串联有大电感,相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动,直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径,因此交流侧输出电流为矩形波,并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流测电惑起缓冲无功能量的作用。

因为反馈无功能量时直流电流并不反向,因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

电力电子技术【王兆安第五版】第6章PWM控制补充技术PPT课件


6.4 电压空间矢量脉宽调制方法
引言 6.4.1 180o导通模式下的逆变器电压空间矢量 6.4.2 三相对称交流量空间矢量定义 6.4.3 电机磁链空间矢量与电压矢量的关系 6.4.4 六拍阶梯波逆变器与正六边形空间旋转磁场 6.4.5 电压空间矢量的线性组合与SVPWM控制 小结 本节习题
6.4 电压空间矢量脉宽调制方法• 引言
如果定义电压空间矢量 U s 为：
为何有此 定义？
U s2 3(U U NU V Nej2 3U W Nej4 3)
则根据前述六拍阶梯波工作模式下的6种工作状态， 可以分别推导得出6个电压空间矢量： Us1, Us2, Us3, Us4, Us5和Us6； Us7和Us8幅值为零，称为零电压矢量，简称零矢量
☺如果对准这一目标，把逆变器和交流电动机视为一体，
按照跟踪圆形旋转磁场来控制逆变器的工作，其效果应 该更好。这种控制方法称作“磁链跟踪控制”，接下来 的讨论将表明，磁链的轨迹是交替使用不同的电压空间 矢量得到的，所以又称“电压空间矢量PWM（SVPWM， Space Vector PWM）控制”。这是一种在80年代提出， 现在得到广泛应用的三相逆变器PWM控制方法。
开关状态表
序号
开关状态
1 VT6 VT1 VT2
2
VT1 VT2 VT3
2
VT2 VT3 VT4
4
VT3 VT4 VT5
5
VT4 VT5 VT6
6
VT5 VT6 VT1
7
VT2 VT4 VT6
8
VT1 VT3 VT5
开关代码 100 110 010 011 001 101 000 111
开关代码：表示三相桥臂输出状态； 1—上管导通，下管关断，桥臂输出高电平 0—下管导通，上管关断，桥臂输出低电平

电力电子技术基础 第6章 AC-AC变换-交流调压和交交变频器


图6-1 单相交流调压电路（电阻式负载）
第6章 AC/AC变换——交流调压和交交变频器
u1
2、单相交流调压电路 （阻感式负载）
0j a
p
2p
wt
波形与工作原理
VT1
i0
VT2
R i2
~u1
u0
L
uG uG1
uG2
0
wt
u0
0j a
p
p+ a
wt
i00wtqFra bibliotekuVT
0
wt
图6-2 阻感负载电路波形
第6章 AC/AC变换——交流调压和交交变频器
电力电子技术课程讲座
第6章 AC/AC变换——交交变流电路 6.1 概述
交流-交流变流电路（AC/AC Converter）即把一种形式的交流变成另一种形式 交流的电路。在进行AC-AC变流时，可改变相应的电压(电流)、频率和相数等。
交流-交流变换电路可以分为直接方式（即无中间直流环节）和间接方式（有中 间直流环节）两种。
+
p
a p
第6章 AC/AC变换——交流调压和交交变频器
2、单相交流调压电路 （电阻式负载）
1.0
功率因数 λ
0.8
P U0I0 U0 sin 2a + p a
S U1I0 US
2p
p
✓ α越大，输出电压越低，功率因数也越低。 ✓ 移相范围： ✓ 图中输出电压虽是交流，但不是正弦波，没有偶次谐
O
✓
时刻，开通VT2，此时i2流过负载，u0 = u1；
✓在
期间，无VT通，由相应的VT承担u0电压，u0 = 0。
p+a

电力电子技术(含实验)第1章_绪论


1-4
课程内容简介
1-1 电力电子技术概述
电力电子技术（power electronics）：指利用电力 电子器件对电能进行变换和控制，把从电网获取的“ 粗电”变换成负载所需要的“精电”的技术。
电子技术包括：
信息电子技术 和 电力电子技术。
信息电子技术——模拟电子技术和数字电子技术。
电力电子技术主要用于电力变换，而信息电子技术
电力电子器件
①分立器件
②模块
③IGBT单管
④IGBT模块
电力电子器件的发展趋势
高频化：提高开关频率，降低设备体积，节约资源
模块化：功率部分、控制、驱动、保护集成一体
数字化：数字控制技术广泛应用 绿色化：谐波污染小、功率因数高、电磁辐射小
1-3 电力电子技术应用
电力电子技术广泛用于一般工业、交通运输、 电力系统、不间断电源和开关电源、家用电器、以 及新能源的开发及应用领域。在解决全球能源危机、 资源危机和环境污染方面发挥着重要作用。经过至 少一次电力电子装置处理以后使用的电能所占比例 已经成为一个国家经济发展水平的重要指标。
导通和关断控制的有效信号。
3.电力电子技术的研究分支及特点
研究分支:
电 力 电 子 器 件 （ element) 技 术 、 变 流 技 术 (power conversion)和控制技术（Control)三个分支。 特点:

电力电子器件是整个电力电子技术的基础，电力电子技术 的发展集中体现在电力电子器件的发展上，器件一般均工 作在开关状态，这是重要特征； 变流技术是电力电子技术的主体，控制技术是电力电力电 子技术的灵魂；
５.家用电器
照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电 子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源， 通常被称为“节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯 和日光灯。

电力电子技术复习题四到九章知识点

第四章课后题：1、无源逆变和有源逆变电路有什么不同？答：与整流相对应，把直流电变成交流电称为逆变。

当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有缘逆变。

当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变。

2、换流方式有哪几种？各有什么特点？答：器件换流:利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流。

电网换流:由电网提供换流电压称为电网换流。

负载换流:由负载提供换流电压称为负载换流。

凡是负载电流的相位超前于负载电压的场合,都可以实现负载换流.当负载为电容性负载时,就可实现负载换流。

3、什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点？电压型逆变电路：直流侧是电压源或直流侧并联一个大电容。

特点:①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电流型逆变电路：直流侧是电流源或直流侧串联一个大电感。

特点：①直流侧串联大电感，相当于电流源。

直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。

而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。

③当交流侧为阻抗负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。

因为反馈无功能量时直流电流并不方向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。

4、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？答：1）在电压型逆变电路中，当交流侧为阻感负载时，需要提供无功功率。

直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管，当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。

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电力电子技术
POWER ELECTRONICS
扬州职业大学汽车与电气工程系 ** Tel：*** Email:***
第六讲 交流-交流变换电路 1
绪
论 电力电子器件 晶闸管可控整流电路 相控电路驱动控制及保护电路
第1章 第2章 第3章
第4章
第5章 第6章 第7章 第8章 第9章
有源逆变电路
无源逆变电路 交流调压电路 直流变换电路 电力电子技术的应用 电力电子装置的计算


第六讲 交流-交流变换电路
28
1.控制角α=0°

在电源的正半波时，晶闸管VT1 承受正向电压；当ωt=α时,触 发VT1导通，则负载上得到缺α 角的正弦半波电压;
u1 O uo O i
o

当ωt=π时，电源电压过零, VT1电流下降为零而关断。 在电源的负半波时，VT2承受正
wt

向电压;当ωt=π+α时，触发
VT2使其导通，则负载上又得到 缺α角的正弦负半波电压。

u
wt
O
VT
wt
当ωt=2π时，电压过零,VT2
电流下降为零而关断。第六讲 交流-交流变换电路
O
wt
8
输出电压与 α 的关系:
移相范围为0≤ a ≤π。
a =0时，u0电压为最大 。
随 a 的增大， u0降低；
u1 O uo O i
o
a =π时， u0 =0。
λ与 a 的关系:
wt
a =0时，功率因数λ =1，
6
6.1 单相交流调压电路 单相交流调压电路采用移相控制，即在电压的 每一个周期中控制晶闸管的导通时刻，以达到控制
输出电压的目的。
电路如图所示，采用相控调 压，即通过改变晶闸管触发脉冲 的控制角α来控制交流电压的输 出幅值。
图6-1 单相交流调压器主电路
第六讲 交流-交流变换电路 7
6.1.1 电阻性负载
图6-8 三相三线交流调压电路
第六讲 交流-交流变换电路 27
三相三线—将三相四线中的零线去掉


任一相导通须和另一相构成回路
电流通路中至少有两个晶闸管，应采用 双脉冲或宽脉冲触发 触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路 一样，为VT1~ VT6,依次相差60° 相电压过零点定为a的起点， a角移相范围是 0~150°
第六讲 交流-交流变换电路
零线
24
工作原理和波形分析与单相 交流调压完全相同。 晶闸管的导通顺序，为VT1、 VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。 触发脉冲间隔为60°。 其触发电路可以套用三相全 控桥式整流电路的触发电路。
由于有中线，故不一定要采用
宽脉冲或双窄脉冲触发， 触发移相范围为180°。
o
O i
o
w t
a的移相范围应为j
O
VT
w t
O
w t
第六讲 交流-交流变换电路
11
☞在wt=a时刻开通晶闸管VT1，可求得导通角，即
sin(a j ) sin(a j )e
tgj
以j为参变量，利用上
式可以把a 和 的关系
用图6-3的一簇曲线来
表示。
（ < 180 )
第六讲 交流-交流变换电路 14
分析α< j 时触发情况： 宽脉冲触发（0<a< j时）
☞VT1的导通时间超过。 ☞触发VT2时，io尚未过零，VT1仍导通，VT2不会导通，io 过零后，VT2才可开通，VT2导通角小于。 ☞io有指数衰减分量，在指数分量衰减过程中，VT1导通时 间渐短，VT2的导通时间渐长。
第六讲 交流-交流变换电路 2
交流调压电路
§6-1 单相交流调压电路 §6-2 三相交流调压电路 §6-3 交流过零调功电路 §6-4 交流调压电路的应用
第六讲 交流-交流变换电路
3
1.概述 交流-交流变流电路
一种形式的交流变成另一种形式交流的电路， 可改变相关的电压、电流、频率和相数等
第六讲 交流-交流变换电路 21
6.2 三相交流调压电路
三相交流调压电路的工作条件：
假设负载为三相对称电阻； 对于三相调压电路，任一相导通须和另一相构成回路，
电流通路中至少有两个晶闸管，应采用双脉冲或宽脉冲 触发； 触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路一样，为VT1~ VT6,依次相差60° ； 相电压过零点定为a的起点， a角移相范围是0°~150°

于两个晶闸管轮流被短接，负载电流处于连续状态，输
出完整的正弦波.

3.当α< j 时，电源接通后，在电源的正半周，如果先触 发VT1 ，则根据式（6-6）可判断出其导通角θ>180°。
第六讲 交流-交流变换电路 13
分析α< j 时触发情况：
窄脉冲触发（0<a< j时） VT1持续导通时，VT2不通; VT1关断后，ug2消失，VT2 仍不通。 输出电压不对称，含直流分量
最大功率时晶闸管电流的平均值和有效值。
（2）如果负载为感性负载，R=2.3Ω，ωL=2.3Ω，求控制角范 围和最大输出电流的有效值。
解:（1） ①当R=2.3Ω时，如果触发角α=0°，
负载电流的有效值为 此时，最大输出功率 Po =Io2R=10002×2.3=2300kW，满足要求。
第六讲 交感性负载的功率因数角为
j =arctan(ωL/R) =arctan2.3/2.3=π/4
最小控制角为
αmin = j =π/4
故控制角的范围为π/4≤α≤π。 最大电流发生在α= j =π/4 处，负载电流为正弦波，
其有效值为
U I0 2 [ R (w t )2 ]1/ 2 707 A
并不着意调节输出平均功率，而只是根据需要接通或断开电路。
第六讲 交流-交流变换电路 5

交流调压电路的应用：
灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）； 异步电动机软起动； 异步电动机调速；
供用电系统对无功功率的连续调节；
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。
第六讲 交流-交流变换电路
第六讲 交流-交流变换电路
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交流电力控制电路的结构
两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，控制晶闸管 就可控制交流电力
交流电力控制电路的类型
交流调压电路:
每半个周波控制晶闸管开通相位，调节输出电压有效值
交流调功电路:
以交流电周期为单位控制晶闸管通断，改变通断周期数 的比，调节输出功率的平均值
交流电力电子开关:
第六讲 交流-交流变换电路
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6.1.2 电感性负载
VT1
阻感负载时a的移相范围
负载阻抗角：
u1 u
1
j = arctan(wL / R)


O u 0.6
w t
稳态时负载电流为正弦波， 相位滞后于u1的角度为j
uG1
O
G2
G1
u
w t
a =0时刻仍定为u1过零的时
刻
≤ a ≤π
u
O u
w t
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第六讲 交流-交流变换电路
6.2.2 晶闸管与负载连接成内三角形的三相交流调压电路 实际上也是三个单相交流调压
电路的组合。 优点:由于晶闸管串接在三角 形内部，流过晶闸管的电流 是相电流，故在同样线电流 情况下，晶闸管电流容量可 以降低。其线电流三次谐波 分量为零，触发移相范围为 180°。
a 增大，输入电流滞后于电
压且畸变， λ降低。
u
wt
O
VT
wt
O
第六讲 交流-交流变换电路
wt
图4-1 电阻负载单相交流调压电路及其波形 9

负载电压有效值
Uo

1
a
2U 1 sin w t d w t U 1
2

1 a sin 2a 2

负载电流有效值
Uo Io R

晶闸管电流有效值
I VT U Z 1 2
a
a

2U Z
a w t tg j sin(w t j ) sin(a j )e
d(w t )
2
sin cos(2a j ) cos j
负载电流有效值
带大电感性负载时，amin = j，所以j <a <
第六讲 交流-交流变换电路
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[例6-1 ] 由晶闸管反并联组成的单相交流调压器，电源电压有效
值Uo =2300V。
（1）电阻负载时，阻值在1.15～2.3Ω之间变化，预期最大的 输出功率为2300kW，计算晶闸管所承受的电压的最大值以及输出
Io = Uo/R = 2300/2.3 =1000A
流过晶闸管电流的有效值IVT为 IVT =Io/2=1000/2=500A 输出最大功率时，由于α=0，θ=180°，负载电流连续，所以 负载电流的瞬时值为
2US i0 sin wt R
此时晶闸管电流的平均值为
1 I VT 2


0
2U S sin w t d(w t ) R
I0
2 IVT
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第六讲 交流-交流变换电路
单相交流调压电路的特点
带电阻性负载，电压、电流波形一致，改变控 制角a 即可调节负载电压的有效值。 带电感性负载时，电流滞后于电压，不能使用 窄脉冲触发，否则当a < j时，会使得一个晶闸 管不能导通，烧毁晶闸管。 采用宽度大于60的宽脉冲或后沿固定、前沿可 调、最大宽度180的脉冲触发序列