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5.3 交流电力电子开关5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关电力电子技术电力电子技术( (第第5 5版版) )第第5 5章章 交流变换电路交流变换电路5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关 作用作用将晶闸管反并联后串入交流电路代替机械开关，起将晶闸管反并联后串入交流电路代替机械开关，起接通和断开电路的作用；接通和断开电路的作用； 优点优点 特点（与交流调功电路的区别）特点（与交流调功电路的区别） 只控制通断，并不控制电路的平均输出功率只控制通断，并不控制电路的平均输出功率 没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路的接通和没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路的接通和断开断开 控制频度通常比交流调功电路低控制频度通常比交流调功电路低响应速度快、无触点寿命长、可频繁控制通断；响应速度快、无触点寿命长、可频繁控制通断；控制晶闸管总是在电流过零时关断，在关断时不会控制晶闸管总是在电流过零时关断，在关断时不会因负载或线路电感存储能量而造成过电压和电磁干扰；因负载或线路电感存储能量而造成过电压和电磁干扰； 晶闸管投切电容器（晶闸管投切电容器（Thyristor Switched CapacitorThyristor Switched CapacitorTSCTSC） 图图5.3.1 TSC基本原理图基本原理图 代替机械开关投切电容器，代替机械开关投切电容器，对电网无功进行控制对电网无功进行控制 提高功率因数、稳定电网电提高功率因数、稳定电网电压、改善用电质量压、改善用电质量 是一种很好的无功补偿方式是一种很好的无功补偿方式 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关1 1、电路结构和工作原理（晶闸管反并联）、电路结构和工作原理（晶闸管反并联） 图图5.3.1 TSC基本原理图基本原理图 1 1）实际）实际常用三相常用三相TSCTSC，可三角形联，可三角形联结，也可星形联结结，也可星形联结。 2 2）反并联的晶闸管控制）反并联的晶闸管控制C C并入电网并入电网或从电网断开，如图（或从电网断开，如图（a a）。）。 3 3）串联电感很小，用来抑制电容串联电感很小，用来抑制电容器投入电网时的冲击电流器投入电网时的冲击电流。 4 4）为避免电容器组投切造成较大）为避免电容器组投切造成较大电流冲击，一般把电容器分成几组，如电流冲击，一般把电容器分成几组，如图图5.3.1(b)5.3.1(b)所示所示，可根据电网对无功的，可根据电网对无功的需求而改变投入电容器的容量。需求而改变投入电容器的容量。 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关2 2、晶闸管投切时间的选择、晶闸管投切时间的选择 1）选择原则：）选择原则：投入投入时刻交流电源电压和电容器预充电时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等，防止冲击电流。电压相等，防止冲击电流。 2）理想选择：）理想选择：理想情况下，希望电容器预充电电压为理想情况下，希望电容器预充电电压为电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。 图图5.3.2 TSC理想投切时刻原理说明理想投切时刻原理说明 5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关图图5.3.3 晶闸管和二极管反并联方式的晶闸管和二极管反并联方式的TSC 3) 3)电路特点：电路特点： 由于二极管的作用，在电路不导通时由于二极管的作用，在电路不导通时u uC C总会维持在电源总会维持在电源电压峰值电压峰值； 二极管不可控，响应速度要慢一些，投切电容器的最大二极管不可控，响应速度要慢一些，投切电容器的最大时间滞后为一个周波。时间滞后为一个周波。5.3 交流电力电子开关交流电力电子开关2 2、晶闸管投切时间的选择、晶闸管投切时间的选择