电力电子技术课件：第6章 交流交流变流电路 .pdf

电力电子技术是现代电气工程中的一个重要分支，主要研究如何通过电子设备实现电能的转换、控制和调节。在第6章“交流交流变流电路”中，主要探讨了将一种交流电能转换成另一种形式的交流电能的技术，涵盖了交流调压电路、其他交流电力控制电路、交交变频电路以及矩阵式变频电路。 交流调压电路是其中的基础，它通过改变电压或电流的幅度来控制输出，但不改变频率。这一章首先介绍了单相和三相交流调压电路。在单相交流调压电路中，常用的方法是使用反并联的两个晶闸管串联在交流电路中，通过控制晶闸管的开通相位来调整输出电压的有效值。交流调压电路适用于照明控制、电机软启动、电机调速等多种应用场景。 交流调压电路有两种类型：交流调压电路和交流调功电路。前者通过改变晶闸管的开通相位来调节输出电压，而后者则以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，从而改变输出功率的平均值。此外，交流电力电子开关，即晶闸管，可以按照需要接通或断开电路，实现对电路的直接控制。 对于单相交流调压电路，当负载为纯电阻时，负载电压、电流和晶闸管电流的有效值可以通过简单的三角函数关系来确定。而当负载包含阻感成分时，由于相位差的存在，晶闸管的控制只能使负载电流更加滞后，此时的控制策略和计算会相对复杂，涉及到相位角的限制和导通角的计算。 例如，如果负载阻抗角为φ，晶闸管的导通角θ可以通过特定的数学关系式与φ关联，并且可以通过绘制曲线来直观地表示这种关系。负载电压和电流的有效值、晶闸管电流以及功率因数等关键参数，都可以根据电路的数学模型和控制角的变化来计算。 在实际应用中，例如当控制角α小于负载阻抗角φ时，会出现一个特殊的情况，此时晶闸管VT1的导通时间会超过π，导致VT2的导通角小于π。这种情况下，负载电流会有指数衰减分量，随着过程的进行，VT1的导通时间缩短，VT2的导通时间延长。 章节中还提供了具体的计算示例，如一单相交流调压器的分析，输入电压220V，50Hz，负载为电阻电感。通过计算不同控制角下的输出电压、电流有效值、输入功率和功率因数，可以深入理解交流调压电路的工作原理和性能特点。 第六章“交流交流变流电路”详细阐述了交流电能转换的各种方法，尤其是交流调压电路的理论与实践，为理解和应用电力电子技术提供了重要的理论基础。