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![[工学]电力电子技术_王兆安第6章](https://uimg.taocdn.com/051007ed360cba1aa811da9f.webp)
第六章交流—交流（AC—AC）变换AC—AC变换是一种可以改变电压大小、频率、相数的交流—交流电力变换技术。
只改变电压大小或仅对电路实现通断控制而不改变频率的电路，称为交流调压电路和交流调功电路、或交流无触点开关。
从一种频率交流变换成另一种频率交流的电路则称为交—交变频器，它有别于交—直—交二次变换的间接变频，是一种直接变频电路。
为了解决相控式晶闸管型交—交变频器输入、输出波形差、谐波严重的弊病，在基于双向自关断功率开关的基础上目前正在研究一种所谓的矩阵式变换器，它是一种具有十分优良输入、输出特性的特殊形式交—交变频器。
本章将分节介绍交流调压（交流调功或交流无触点开关）、交—交变频及矩阵式变换器的相关内容。
6.1 交流调压电路交流调压电路采用两单向晶闸管反并联（图6-1(a)）或双向晶闸（图6-1（b）），实现对交流电正、负半周的对称控制，达到方便地调节输出交流电压大小的目的，或实现交流电路的通、断控制。
因此交流调压电路可用于异步电动机的调压调速、恒流软起动，交流负载的功率调节，灯光调节，供电系统无功调节，用作交流无触点开关、固态继电器等，应用领域十分广泛。
图6-1 交流调压电路交流调压电路一般有三种控制方式，其原理如图6-2所示。
图6-2 交流调压电路控制方式（1）通断控制通断控制是在交流电压过零时刻导通或关断晶闸管，使负载电路与交流电源接通几个周波，然后再断开几个周波，通过改变导通周波数与关断周波数的比值，实现调节交流电压大小的目的。
通断控制时输出电压波形基本正弦，无低次谐波，但由于输出电压时有时无，电压调节不连续，会分解出分数次谐波。
如用于异步电机调压调速，会因电机经常处于重合闸过程而出现大电流冲击，因此很少采用。
一般用于电炉调温等交流功率调节的场合。
（2）相位控制与可控整流的移相触发控制相似，在交流的正半周时触发导通正向晶闸管、负半周时触发导通反向晶闸管，且保持两晶闸的移相角相同，以保证向负载输出正、负半周对称的交流电压波形。
第6章交流—交流变换电路课后复习题及答案第1部分：填空题1.改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频电路，后者也称为间接变频电路。
2.单相调压电路带电阻负载，其导通控制角α的移相范围为0~180O，随 α 的增大，U o 减小，功率因数λ减小。
3.单相交流调压电路带阻感负载，当控制角α＜ϕ(ϕ=arctan(ωL/R) )时,VT1的导通时间越来越短 ,VT2的导通时间越来越长。
4.根据三相联接形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式，TCR属于支路控制三角形联结方式，TCR的控制角 α 的移相范围为90°~ 180°，线电流中所含谐波的次数为k。
6=±k,2,1,15.晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是：该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等。
第2部分：简答题1.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？二者各运用于什么样的负载？为什么？答：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。
以交流电的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，可以方便地调节输出功率的平均值，这种电路称为交流调功电路。
交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软起动，也用于异步电动机调速。
交流调功电路常用于电炉的温度控制，像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制，只要以周波数为单位进行控制就足够了。
2.简述交流电力电子开关与交流调功电路的区别。
答：交流调功电路和交流电力电子开关都是控制电路的接通和断开，但交流调功电路是以控制电路的平均输出功率为目的，其控制手段是改变控制周期内电路导通周波数和断开周波数的比。
而交流电力电子开关并不去控制电路的平均输出功率，通常也没有明确的控制周期，而只是根据需要控制电路的开通和断开。
第6章 交流电力控制电路1.关于单相交流调压电路带电阻性负载，以下叙述正确的是：A.为保证输出无直流成份，要求输出给负载的电压波形o u 正负半周对称，平均值为零；B.两只晶闸管都是在电源电压1u 过零时关断，并且一只晶闸管导通时的通态压降，对另一只晶闸管为反向偏压；C.由双向晶闸管组成的单相交流调压电路门极触发脉冲为高频脉冲列，并且在电压1u 过零点之前，应留出一定裕量角提前停止触发脉冲；D.负载电压有效值o U 、电路功率因数λ分别为：παπαπ-+=2sin 211U U o ，παπαπλ-+=2sin 212.关于单相交流调压电路带电感性负载(负载阻抗角()R L /arctan ωϕ=)，以下叙述正确的是：A.只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后，而无法使其超前；B.当ϕα>时，导通角︒<180θ，正负半波电流断续。
α越大，θ越小，波形断续越严重。
但此时交流电压可调；C.当ϕα=时，两只晶闸管的导通角θ均为︒180，电流o i 比电压1u 滞后ϕ角。
晶闸管对交流电压失去控制作用；D.当ϕα<时：若采用宽脉冲触发，输出电压、电流波形与ϕα=时相同，导通角θ恒为︒180，电流o i 比电压1u 滞后ϕ角。
晶闸管对交流电压失去控制作用；若采用窄脉冲触发，因为电感电压作用面积较大，L 被过充电，放电时间延长，使另一个晶闸管无法正常导通。
3.关于单相交流调压电路，以下叙述中不正确的是：A.输出电压可控时负载电压和负载电流均不是正弦波，含有大量谐波；B.能使输出电压可调的正常移相范围：︒=180~ϕα。
输出电流为正负半波断续(︒<180θ)的非正弦波形，α越大，则θ越小，电流波形断续加重；C.当ϕα≤时，若采用宽脉冲或高频脉冲列触发，则作用效果与交流开关完全短路的情况相图 单相交流调压电路同，不具备可控调压作用，1u u o =，o i 为连续正弦波(︒=180θ)；D.在电感性负载下，不能用窄脉冲触发，否则当ϕα<时会发生一只SCR 无法导通现象，输出电流出现很大的直流成份，会烧毁晶闸管和交流负载。
