柔性电力技术第2章电力变换电路与控制.pptx

电力变换技术是现代电力系统和电气工程中的核心组成部分，它主要涉及将电力从一种形式转换为另一种形式。在本文中，我们将深入探讨柔性电力技术的第二章——电力变换电路与控制，重点关注交流到直流（AC/DC）、直流到直流（DC/DC）、直流到交流（DC/AC）和交流到交流（AC/AC）四种基本变换。 我们讨论交流到直流变换，也称为整流。单相可控整流电路分为半波可控整流和全控桥式整流。单相半波可控整流电路在带阻感负载时，输出平均电压会随着控制角α的增大而减小。当负载为直流电动机时，平均电压公式为20.9cosdUUα=，其中2arcsin2EUδ=表示停止导电角。而三相可控整流电路，如三相桥式全控整流电路，其波形和控制角度α的关系更为复杂，当α=0时，输出电压是二次侧线电压有效值的21.35倍。 在有源逆变状态下，三相桥式整流电路可以将直流电逆变为交流电，这在某些应用中，如电机驱动或能源回收系统中至关重要。此时，电路的电压波形呈现负向。 整流电路的功率因数和谐波是重要的考虑因素。虽然并联补偿电容器可以改善相移功率因数，但减少谐波含量以提高功率因数主要依赖于减小谐波含有率。交流电感对换相的影响也不容忽视，它会改变电流波形，从而影响功率因数和谐波注入。 直流到直流变换，即斩波器，通过开关器件的周期性“斩切”来改变输入电压。主要有降压型（Buck）、升压型（Boost）、升降压（Buck-Boost，也称Cuk变换器）和全桥直-直变换器。降压变换器在连续电流工作模式下，通过调节占空比来控制输出电压，而在间断电流方式下，根据输入电压是否固定，有不同的应用场景。选择适当的低通滤波器截止频率可以有效地减少输出电压的纹波。 电力变换电路与控制是电力电子技术的核心，涉及多种电路拓扑和控制策略。理解这些基本概念对于设计高效、可靠的电力系统至关重要。在实际应用中，必须考虑功率因数、谐波影响、工作效率以及动态响应等因素，以确保电力变换的稳定性和效率。