點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本電力電子技術第6章AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器電力電子與電力傳動電力電子技術哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院電力電子技術課程講座第6章AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器1.概述2.單相交流調壓電路（電阻式負載、阻感式負載）3.其它交流電力控制電路（三相、斬控、交流調功、交流電力開關）4.交-交變頻電路36.1概述交流-交流變流電路（AC/AC

Converter）即把一種形式的交流變成另一種形式交流的電路。在進行AC-AC變流時，可改變相應的電壓(電流)、頻率和相數等。第6章

AC/AC變換——交交變流電路交流-交流變換電路可以分為直接方式（即無中間直流環節）和間接方式（有中間直流環節）兩種。直接方式：只改變電壓、電流或對電路的通斷進行控制，而不改變頻率的電路稱為交流電力控制電路。改變頻率的電路稱為變頻電路。6.1概述第6章

AC/AC變換——交交變流電路交流電力控制電路交流調壓電路：在每半個周波內通過對晶閘管開通相位的控制，調節輸出電壓有效值的電路。交流調功電路：以交流電的周期為單位控制晶閘管的通斷，改變通態周期數和斷態周期數的比，調節輸出功率平均值的電路。交流電力電子開關：串入電路中根據需要接通或斷開電路的晶閘管。電路分類電路應用燈光控制（如調光臺燈和舞臺燈光控制)。異步電動機軟起動。異步電動機調速。供用電系統對無功功率的連續調節。在高壓小電流或低壓大電流直流電源中，用于調節變壓器一次電壓。電力電子技術哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院電力電子技術課程講座第6章AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器1.概述2.單相交流調壓電路（電阻式負載、阻感式負載）3.其它交流電力控制電路（三相、斬控、交流調功、交流電力開關）4.交-交變頻電路2、單相交流調壓電路（電阻式負載）電路結構分析第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-1單相交流調壓電路（電阻式負載）電路中使用交流電壓源u1，負載使用電阻負載R。使用了兩只反并聯的晶閘管SCR，VT1和VT2。晶閘管為單向導通元件，須用兩只普通晶閘管分別作正負半周的開關，當一個晶閘管導通時，它的管壓降成為另一個晶閘管的反壓使之阻斷。通過觸發延遲角α的變化，可以實現對輸出電壓的控制。穩態時，應該使交流正負半周的α相等。VT1、VT2可以用一個雙向晶閘管代替。2、單相交流調壓電路（電阻式負載）波形與工作原理第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-1單相交流調壓電路波形時刻，開通VT1，此時i1流過負載，u0=u1；

時刻，開通VT2，此時i2流過負載，u0=u1；在期間，無VT通，由相應的VT承擔u0電壓，u0=0。

2、單相交流調壓電路（電阻式負載）定量關系第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器負載電壓有效值：負載電流有效值：輸出功率有效值：2、單相交流調壓電路（電阻式負載）功率因數λ第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器α越大，輸出電壓越低，功率因數也越低。移相范圍：圖中輸出電壓雖是交流，但不是正弦波，沒有偶次諧波,而包含有奇次諧波，使用時要注意負載波形畸變。電流波形與電壓相似，也不是正弦波，無功功率由基波電流相移產生，另一部分則由諧波電流產生。圖6-2單相交流調壓電阻負載輸入功率因數與控制角的關系

2、單相交流調壓電路（阻感式負載）電路結構分析第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-1單相交流調壓電路（電阻式負載）電路中使用交流電壓源u1，負載使用電感L和電阻R串聯作為負載。使用了兩只反并聯的晶閘管SCR，VT1和VT2。負載中有電感，存在負載阻抗角φ

表示的是電流相位滯后電壓的電角度，由此可知阻感負載下的α移相范圍是：

波形與工作原理第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-2阻感負載電路波形2、單相交流調壓電路（阻感式負載）例題6-1如圖所示的單相交流調壓電路，阻感負載，已知輸入交流電壓U1=220V，50Hz，R=8Ω，XL=6Ω。計算α=π/6時的輸出電壓、電流有效值，輸入功率和功率因數。解：負載阻抗為：負載阻抗角為：2、單相交流調壓電路（阻感式負載）可知，當α=π/6時，，此時晶閘管完全開放，輸出電壓為完整的正弦波，負載電流也最大，輸出功率也最大，有：

第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器電力電子技術哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院電力電子技術課程講座第6章AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器1.

概述2.

單相交流調壓電路（電阻式負載、阻感式負載）3.其它交流電力控制電路（斬控、三相、交流調功、交流電力開關）4.交-交變頻電路1、斬控式單相交流調壓電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器斬控式交流調壓也稱交流PWM調壓。在交流電源u1的正半周，S1中的V1作PWM通斷控制;在交流電源u1的負半周,S1中的V2作PWM通斷控制,如果電路中的負載是阻感負載，控制方式與純電阻負載一樣，但則存在基波阻抗角φ，負載波形的電流滯后于電壓。斬控式交流調壓器2、三相交流調壓電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-8三相交流調壓電路三相交流調壓電路有帶中線星形、無中線星形、支路控制和中點控制內三角等多種聯接方式。若圖(b)中Y負載為電容器，便構成晶閘管接切電容器。若圖(c)的負載為電抗器，便構成晶閘管控制電抗器。當晶閘管接切電容器和電抗器配合使用，就可以從容性到感性的范圍內連續調節無功功率。3、交流調功電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-10調功器的兩種工作方式交流調功電路主電路與交流調壓一樣，采用的控制方式不是相位控制，而是通斷控制。在設定的周期范圍內,將電路接通幾個周波,然后斷開幾個周波,通過改變晶閘管在設定周期內通斷周波的比例,來調節負載兩端的功率。這種方式相當于相位控制時的α=0，也稱為“零觸發”方式。調節的是在設定周期內的通斷比(亦稱占空比)。控制方式典型應用電爐溫度控制4交流電力電子開關第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器交流電力電子開關指：把晶閘管反并聯后串入交流電路中，代替電路中的機械開關，起接通和斷開電路的作用。定義特點和機械開關相比，這種開關響應速度快，沒有觸點，壽命長，可以頻繁控制通斷。應用需要頻繁開啟的場合，例如TSC，晶閘管投切電容器。電力電子技術哈爾濱理工大學電氣與電子工程學院電力電子技術課程講座第6章AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器1.

概述2.

單相交流調壓電路（電阻式負載、阻感式負載）3.其它交流電力控制電路（斬控、三相、交流調功、交流電力開關）4.交-交變頻電路1、交交變頻電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器定義把電網頻率（一般指50Hz）的交流電直接變換成可調頻率的交流電的變流電路。采用晶閘管的交-交變頻電路，這種電路也稱為周波變流器。分類按采用的器件分：相位控制的交交變頻矩陣式交交變頻（矩陣變換器）按輸出分：單相交交變頻三相交交變頻周波變流器結構示意1、單相交交變頻電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器電路由P組和N組反并聯的晶閘管變流電路構成，且都是相控整流電路。

兩組變流器按一定的頻率交替工作，負載就得到該頻率的交流電。改變兩組變流器的切換頻率，就可以改變輸出頻率ω。改變變流電路工作時的觸發延遲角α，就可以改變交流輸出電壓的幅值。圖6-12交交變頻電路的主電路1、單相交交變頻電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-12交交變頻電路的主電路和波形控制方式在輸出電流的正半周：控制P組（正組）工作；在輸出電流的負半周：控制N組（反組）工作；控制角α按正弦規律變化(90°

0°90°)，使得輸出的交流信號也按正弦規律變化；輸出電壓是由若干段電網電壓拼接而成，只要改變P、N組的切換頻率，就可以改變輸出電壓。1、單相交交變頻電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器圖6-12交交變頻電路的主電路和波形控制規律哪組工作取決于電流的方向；電流與電壓方向相同，相應組工作在整流狀態；電流與電壓方向相反，相應組工作在逆變狀態（輸出功率為負）；輸出上限頻率不高于電網頻率的1/3~1/2；電網頻率為50Hz，交交變頻電路的輸出上限頻率約為20Hz。1、單相交交變頻電路第6章

AC/AC變換——交流調壓和交交變頻器輸出正弦波電壓的方法

余弦交點法：通過不斷改變觸發延遲角α，使交-交變頻電路的輸出電壓波形基本為正弦被的調制方法。（1）表示實際輸出電壓，其中Ud0是α=0時的空載電壓；（2）