最新交流变换电路教学讲义PPT课件

2
= UI (1 - cos2ωt )
p u i RUiI2(1u-2c/oRs2ωt )
iu p
ω t 结论：
1. p 0 （耗能元件）
p 2. 随时间变化
3. p 与 u2、i2 成比例
ωt
2. 平均功率（有功功率）P：一个周期内的平均值
i
i 2 I sin t
UU 2.2
.
U 2
1
U11
.
.
U1 落后于 U2
.
.
或 U2 超前于 U1
例2：同频率正弦波相加 -- 平行四边形法则
u1 2U1 sin t 1
u2 2U2 sin t 2
.
UU2 2
U.
U 同频率正弦波的 相量画在一起，
构成相量图。
U 2
3. 初相位与相位差
i 2I sin t
（t ）：正弦波的相位角或相位。
： t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。
i
t 说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，
常用于描述多个正弦波相互间的关系。
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差)
i1 i2
t
1
2
1 U1.1
UU.
=
UU1.1+U
.
U2 2
注意 ：
1. 只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。 2. 只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上，不同频率
不行。 3.因角频率（）相同，所以以下讨论同频率正弦波时， 可不
考虑，主要研究幅度与初相位的变化。相量只反映了两个要素。 能反映相量间的相互关系，相互角度关系由初始相位决定。

2.线圈平行与磁感线时，φ=0,△φ/△t最大，感应电 动势最大。
三、交变电流的变化规律
设矩形线圈abcd在磁感应强度为 B的匀强磁场中从中性面开始绕
中心轴匀速转动，角速度是 ω． ab、cd宽L1，ad、bc长L2 ， 求时间t时线圈感应电动势的瞬时 值
cd边中的感应电动势就是
e cd
=
BL1V⊥ =
(甲)
没有边切割磁感应线
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面：垂直于磁场的平面
a（b）、d（c）边垂直
(乙)
切割磁感应线，
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向b到a
(丙)
B⊥S， Φ最大， E=0 , I=0 中性面
B∥S，φ=0，E最大，I最大， 感应电流方向a到b
思考与讨论
性味：川贝母苦、甘、微寒；浙贝母苦、寒。 归经：入肺、心经。 功能：清热化痰，散结开郁。 主治及应用： 1．痰热咳嗽，合知母。川贝有甘凉润肺之性，故用
于肺虚之咳，痰少咽燥，与沙参、天冬、麦冬合用。 2．瘰疬、疮痈肿毒、乳痈、肺痈。以浙贝为佳 禁忌：反乌头。寒痰、湿痰不宜用。
苦杏仁
来源：为蔷薇科落叶乔木山杏之成熟种子。 性味；苦、微温，有小毒。 归经：入肺、大肠经。 功能：止咳平喘，润肠通便。 主治与应用： 1．风热咳嗽。配伍用桑叶、薄荷。 2．肺热咳嗽。合用桔梗、黄芩、芦根。 3．喘息多痰。风寒喘咳者合麻黄、甘草；风热咳喘者合
桑叶、菊花；燥热喘热者伍桑草。 4．津枯血少便秘。配火麻仁、桃仁、当归。 用量：3－10。 禁忌：肺虚咳喘者忌用。
百部
来源：百部科草本植物直立百部的块根。
性味：甘、苦、平。
归经：入肺经。
功能：润肺止咳，灭虱杀虫。

◆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。
26
6.2 其他交流电力控制电路
6.2.1 交流调功电路 6.2.2 交流电力电子开关
27
6.2.1 交流调功电路
u1
O
wt
iG 1
O iG 2
O io
i
T
1
wt wt
O
wt
iT2
图6-5 <时阻感负图载4交- 5流调压电路工作波形
10
6.1.1 单相交流调压电路
◆例6-1 一单相交流调压器，输入交流电压为220V，50Hz，负载为电阻电感， 其中R=8W，XL=6 W。试求=/6、/3时的输出电压、电流有效值及输入功率 和功率因数。
不能在流甚至和各相电流
图6-9 a)星形联结
的有效值接近。
◆三相三线
带电阻负载时的工作原理
☞任一相导通须和另一相构成回路，因此
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°。
☞线电流中所谐波次数为6k±1(k为正整
数)。
☞在相同负载和角时，线电流中谐波
图6-9 三相交流调压电路 b)支路控制三角形联结
含量少于三相三线星形电路。
25
6.2 其他交流电力控制电路
◆交流调功电路：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， 调节输出功率平均值的电路。
sin coc2 so(s)
(6-9)
8
6.1.1 单相交流调压电路
☞负载电流有效值Io
Io 2IVT
☞设晶闸管电流IVT的标么值为：

•
U
220
45V？
42si(nωt30)A ？
2
有效值
j45
U m22e405V ？
瞬时值
4.已知：
U 10 015V
2.已知： I1060A U10V 0？负号
？ i1s0i(n ω t60 )A ？ 最大值
U 100ej15V
例1: 将 u1、u2 用相量表示
u 1 2 2 02sin(ω t 2 0 )V
A a j b r co jr si n r e jψ rψ
相量: 表示正弦量的复数称相量
设正弦量: uU m si(ω ntψ )
相量表示:
U Ujψ eUψ相量的模=正弦量的有效值
相量辐角=正弦量的初相角
电压的有效值相量
或：U mU m ejψU mψ相相量量辐的角模==正正弦弦量量的的初最相大角值
iIm sin(ω tψ 2)
(t 1 ) (t 2 )
ψ1 ψ2
ui u i
若 ψ1ψ20
O
电压超前电流
ωt
ψ1ψ20
电流超前电压
ui i
u
O

ωt
电压与ψ 电1 流ψ 同2相0
ui u
i
O
ωt
ψ 1ψ 290
电流超前电压90
ui u i
O
ωt
90°
ψ1ψ2180
电压与电流反相
ui u i
O
ωt
3.2 正弦量的相量表示法
１.正弦量的表示方法
u
波形图
O
ωt
瞬时值表达式 uU m si n t ()
相量 U Uψ
必须 小写

4.1.2 三相交流调压电路
a 移相范围为90°~ 180°。 控制a 角可连续调节流过电抗器的电流，从而调节无功功率。
4- *
图4-11 晶闸管控制电抗器(TCR)电路
a)
b)
c)
图4-12 TCR电路负载相电流和输入线电流波形 a) α=120° b) α=135° c) α=160°
4- *
电阻负载时的工作情况
2
p
N
p
M
电源周期
控制周期
=
M
倍电源周期
=
2
p
4
p
M
O
导通段
=
M
3
p
M
2
p
M
u
o
u
1
u
o
,
i
o
w
t
U
1
2
图4-13 交流调功电路典型波形(M =3、N =2)
图4－1电阻负载单相交流调压电路
4.2.1 交流调功电路
控制周期为M倍电源周期，晶闸管在前N个周期导通，后M－N个周期关断。 负载电压和负载电流（也即电源电流）的重复周期为M倍电源周期。
4- *
(1)0°≤ a <60°：三管导通与两管导通交替，每管导通180°－a 。但a =0°时一直是三管导通。
图4-10 不同a角时负载相电压波形 a) a =30°
4.1.2 三相交流调压电路
4- *
60°≤ a <90°：两管导 通，每管导通120°。
(2)
图4-10 不同a角时负载相电压波形 b) a =60°
4- *
谐波情况
0
12
14
谐波次数

驱动信号
0 V g 2 ,V g 3 2 2
2
22
2
t
0
v ab
Vd
0
V d
2
输 出 电 压 3
T1T4导 通
2
2
2
22
T2T3导 通
2 t 2
t
D3
b
D4
4-3-1 单脉冲脉宽调制(续1)
1.0
V1m
0.9
4V d
0.8
Vd
Vab22 22Vd2d(t)12Vd
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3
v an
1 2 V d 驱动 T1
0
T0 驱动 T2 T 0
2
3T0 2
(b)电 压 波 形
vann1, 3,5,2nVDsin t
基波 va1
2VD
sint
t
V1
2VD
2
0.45VD
ia(t)
2V1 sint() R2(L)2
id
T1
Vd
a
T2
vab
D1 T3 ia Z
D 2 T4
(a)电 路
V3m 4V d
0 1 2
2
2
V5m
4V d
V7m
4V d
vab(t)
4Vd
n1,3,5,7,n
si
n
n 2
n1
(1) 2
si nt
4
V1m Vd sin 2
0.2
V nm
4V d n
sin
n 2
0.1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 度

用正弦定理求角：
U sin
=
U2 sin
= 1+
u= 2U sint
注意 ：
1. 只有正弦量才能用相量表示，非正弦量不可以。
2. 只有同频率的正弦量才能画在一张相量图上， 不同频率不行。
小结：正弦波的三种表示法
波形图 瞬时值
相量图
i
Im
t
T
u U m s itn
U
I
符号说明
瞬时值 --- 小写
： t = 0 时的相位，称为初相位或初相角。
i
t
说明： 给出了观察正弦波的起点或参考点，
常用于描述多个正弦波相互间的关系。
两个同频率正弦量间的相位差( 初相差)
i1 i2
t
1
2 i1Im1si nt1 i2Im2si nt2 >0
t 1- t 2 1-2 =0
<0
两种正弦信号的相位关系
一、电流、电压的瞬时关系
i
R uR uuR uL uC
u L uL iRLdi 1 idt
C
uC
dt C
u uR uL uC
若 i 2Isint iRLd dtiC 1 idt
u 2IRsint 2IXLsin(t90o) 2IXCsin(t-90o)
2IRsint(XL -XC)cost
2I Zsin(t) 2Usin(t)
提高功率因数的措施:
并电容
u
i
R uR C
L uL
并联电容值的计算
设原电路的功率因数为 cos L，要求补偿到
cos 须并联多大电容？（设 U、P、 为已知）
i
IC