第六章 AC-AC变换.ppt

 第 6 章 交流-交流变换器 6 交流-交流变换器 6.0 引言 6.1 晶闸管交流电压控制器的类型 6.1.1 单相全控 6.1.2 带中线星形联结 6.1.3 无中线的三相连接 6.1.4 三角形联结的控制器 6.2 单相交流电压控制器 6.2.1 电阻负载（续） 基波及谐波分布图 6.2.2 电阻、电感性负载 电流谐波次数和电阻负载时相同，也只含3、5、7…等次谐波。 随着次数的增加，谐波含量减少。 和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些。 当a 角相同时，随着阻抗角j 的增大，谐波含量有所减少。 例题6-1 *6.2.3 PWM交流电压控制器 6.3 三相全波交流电压控制器 6.3.1 三相Y联结电压控制器 三线四相 基本原理：相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120°工作。基波和3倍次以外的谐波在三相之间流动，不流过零线。 问题：三相中3倍次谐波同相位，全部流过零线。零线有很大3倍次谐波电流。 a =90°时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近。 三相三线，主要分析阻负载时的情况 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。 谐波情况 6.3.2 三相开口三角形电压控制器 *6.4 变压器抽头电压控制器 6.5.0 基本工作原理 6.5.1 单相交交变频器 6.5.2 三相交交变频器 6.5.3 交流/交流相控直接变频的优缺点 6.5.0 基本工作原理 6.5.1 单相交交变频器 晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor) 把电网频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路，属于直接变频电路。 广泛用于大功率交流电动机调速传动系统，实际使用的主要是三相输出交交变频电路。 1) 电路构成和基本工作原理 工作原理 P组工作时，负载电流io为正。 N组工作时，io为负。 两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电。 改变两组变流器的切换频率，就可改变输出频率wo 。 改变变流电路的控制角a，就可以改变交流输出电压的幅值。 为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对a 角进行调制。 2) 整流与逆变工作状态 设负载阻抗角为j ，则输出电流滞后输出电压j 角。 两组变流电路采取无环流工作方式，即一组变流电路工作时，封锁另一组变流电路的触发脉冲。 工作状态 t3 ~ t5期间： io负半周，反组工作，正组被封锁。 t3 ~ t4 ：uo和io均为负，反组整流，输出功率为正。 t4 ~ t5 ： uo反向， io仍为负，反组逆变，输出功率为负。 设期望的正弦波输出电压为 使 g 称为输出电压比： u1~u6所对应的同步信号分别用us1~us6表示 us1~us6比相应的u1~u6超前30°，us1~us6的最大值和相应线电压a =0的时刻对应。 以a =0为零时刻，则us1~us6为余弦信号。 希望输出电压为uo，则各晶闸管触发时刻由相应的同步电压us1~us6的下降段和uo的交点来决定。 不同g 时，在uo一周期内， a 随 w ot 变化的情况。图中， g 较小，即输出电压较低时，a只在离90°很近的范围内变化，电路的输入功率因数非常低。 4) 输入输出特性 (3) 输出电压谐波 输出电压的谐波频谱非常复杂，既和电网频率fi以及变流电路的脉波数有关，也和输出频率fo有关。 采用三相桥时，输出电压所含主要谐波的频率为 6fi±fo，6fi±3fo，6fi±5fo，… 12fi±fo，12fi±3fo，12fi±5fo，… 采用无环流控制方式时，由于电流方向改变时死区的影响，将增加5fo、7fo等次谐波。 (4) 输入电流谐波 输入电流波形和可控整流电路的输入波形类似，但其幅值和相位均按正弦规律被调制。 采用三相桥式电路的交交变频电路输入电流谐波频率 和 式中，k=1,2,3,…；l=0,1,2,…。 6.5.2 三相交交变频电路 由三组输出电压相位各差120°的单相交交变频电路组成。 (1)公共交流母线进线方式 2) 输入输出特性 输出上限频率和输出电压谐波和单相交交变频电路是一致的。 谐波频率为 式中k=1,2