交流交流变换电路优秀PPT.ppt

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1、交流交流变换电路交流交流变换电路1第1页，本讲稿共55页 本章主要讲述本章主要讲述 交流交流-交流变流电路交流变流电路 把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路变频电路变频电路改变频率的电路改变频率的电路 交交变频交交变频 直接直接 交直交变频交直交变频 间接间接交流电力交流电力控制电路控制电路只改变电压只改变电压,电电流或控制电路流或控制电路的通断的通断,而不改而不改变频率的电路。变频率的电路。交流调压电路交流调压电路 相位控制相位控制交流调功电路交流调功电路 通断控制通断控制交流电力电子开关交流电力电子开关第第6 6章章 交流交流交流变换电路交流变换

2、电路第2页，本讲稿共55页 6.1 交流调压电路交流调压电路 原理原理 两个晶闸管反并两个晶闸管反并联后串联在交流电路联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的中，通过对晶闸管的控制就可控制交流电控制就可控制交流电力。力。电路图电路图第3页，本讲稿共55页 应用应用 1 灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。2 异步电动机软起动。异步电动机软起动。3 异步电动机调速。异步电动机调速。4 供用电系统对无功功率的连续调节。供用电系统对无功功率的连续调节。5 在高压小电流或低压大电流直流电源中，在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一次电压。用于调节变压器一次

3、电压。6.1 交流调压电路交流调压电路第4页，本讲稿共55页 6.1.16.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路单相交流调压电路单相交流调压电路 6.1.26.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路三相交流调压电路三相交流调压电路 6.1 交流调压电路交流调压电路第5页，本讲稿共55页Ou1uoiouVTw wtOw wtOw wtOw wt6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路1)电阻负载电阻负载图图6 6-1 电阻负载单相交流调压电路及其波形电阻负载单相交流调压电路及其波形 输出电压与输出电压与 的关系的关系:移相范围为移相范围为0 0 。=0=0时，输出电压为最大时，输出电压

4、为最大 。U Uo o=U U1 1,随随 的增大，的增大，U Uo o降低，降低，=时，时，U Uo o=0=0。与与 的关系的关系:=0=0时，功率因数时，功率因数=1=1，增大，输入电流滞后于电压且畸变，增大，输入电流滞后于电压且畸变，降低。降低。第6页，本讲稿共55页 若晶闸管短接，稳态时负载若晶闸管短接，稳态时负载电流为正弦波，相位滞后于电流为正弦波，相位滞后于u u1 1的的角度为角度为j j，当用晶闸管控制时，只能，当用晶闸管控制时，只能进行滞后控制，使负载电流更为滞后。进行滞后控制，使负载电流更为滞后。=0=0时刻仍定为时刻仍定为u u1 1过零的时刻，过零的时刻，的移相范围应

5、为的移相范围应为 。1)阻感负载阻感负载 0.6Ou1uoiouVTw wtOw wtOw wtw wtOuG1uG2OOw wtw wt图图6 6-2 电阻负载单相交流调压电路及其波形电阻负载单相交流调压电路及其波形 负载阻抗角：负载阻抗角：=arctan(arctan(w wL /R R)VTVT1 16.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路第7页，本讲稿共55页q q 0 0202010010060601401401801802010060/()180140 /()=9075604530150图图6-3 单相交流调压电路以单相交流调压电路以 为参变量为参变量的的和和 关系曲线关系曲线

6、 w wt=t=时刻开通晶闸管时刻开通晶闸管VTVT1 1，可求得，可求得 当当 =时时 =当当 时时 以以 为参变量，利用上式可为参变量，利用上式可把把 和和 的关系表示成右图。的关系表示成右图。6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路第8页，本讲稿共55页图图6-3 6-3 单相交流调压电路单相交流调压电路 为参变量时为参变量时I I VTNVTN和和 关系曲线关系曲线 =900.10.20.30.40.516018004012080 75 6045 =0 /()IVTN负载电流有效值负载电流有效值 (6-10)IVT的标幺值的标幺值 (6-11)6.1.1 单相交流调压电路单相交流调

7、压电路第9页，本讲稿共55页图图6-4 时阻感负载交流调压电路工作波形时阻感负载交流调压电路工作波形当阻感负载当阻感负载,时电路时电路工作情况。工作情况。图图6-2 6-2 阻感负载单相交流调压电路阻感负载单相交流调压电路VT1的导通时间超过的导通时间超过 。触发触发VT2时，时，i io o尚未过零尚未过零，VT1仍导通，仍导通，VT2不会不会导通。导通。i io o过零后，过零后，VT2才才可可开通，开通，VT2导通角小导通角小于于。衰减过程中，衰减过程中，VT1导通导通时间渐短，时间渐短，VT2的导通的导通时间渐长。时间渐长。6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路第10页，本讲稿共

8、55页6.1.1 单相交流调压电路例例6-1 一单相交流调压器，输入交流电压为一单相交流调压器，输入交流电压为220V，50Hz，负载为电阻电感，其中，负载为电阻电感，其中R=8，XL=6。试求。试求=/6、/3时的输出电压、电流有效值及输入功率和功率因数。时的输出电压、电流有效值及输入功率和功率因数。解：负载阻抗及负载阻抗角分别为：解：负载阻抗及负载阻抗角分别为：因此开通角因此开通角 的变化范围为：的变化范围为：即即当当=/6时，由于时，由于 ,因此晶闸管调压器全开放，输出电压为完整的正弦因此晶闸管调压器全开放，输出电压为完整的正弦波，负载电流也为最大，此时输出功率最大，为波，负载电流也为最

9、大，此时输出功率最大，为 11第11页，本讲稿共55页6.1.1 6.1.1 单相交流调压电路功率因数为功率因数为实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦。实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦。时，先计算晶闸管的导通角，由式（时，先计算晶闸管的导通角，由式（6-7）得）得 解上式可得晶闸管导通角为：解上式可得晶闸管导通角为：12第12页，本讲稿共55页6.1.1 6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路13第13页，本讲稿共55页3)单相交流调压电路的谐波分析单相交流调压电路的谐波分析电阻负载电阻负载由于波形正负半波对称，所以不含直流分由于波形正负半波对称，所以不含直流分量和偶

10、次谐波。量和偶次谐波。(6-12)基波和各次谐波有效值基波和各次谐波有效值 (6-13)负负载电流基波和各次谐波有效值载电流基波和各次谐波有效值 (6-14)电电流流基基波波和和各各次次谐谐波波标标幺幺值值随随 变变化化的的曲曲线线（基准电流为（基准电流为 =0=0时的有效值）如图时的有效值）如图6-56-5所示。所示。图图6-5 电阻负载单相交流调压电路电阻负载单相交流调压电路基波和谐波电流含量基波和谐波电流含量6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路第14页，本讲稿共55页电电流流谐谐波波次次数数和和电电阻阻负负载载时时相相同同，也也只只含含3 3、5 5、7 7等等次次谐谐波。波。随

11、着次数的增加，谐波含量减少。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。和电阻负载时相比，阻感负载时的谐波电流含量少一些。当当 角相同时，随着阻抗角角相同时，随着阻抗角 的增大，谐波含量有所减少。的增大，谐波含量有所减少。阻感负载阻感负载6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路第15页，本讲稿共55页4)斩控式交流调压电路斩控式交流调压电路在交流电源u1的正半周图图6-8 6-8 斩控式交流调压电路斩控式交流调压电路6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路用V1进行斩波控制用V3给负载电流提供续流通道第16页，本讲稿共55页用V2进行斩波控制用V4给

12、负载电流提供续流通道图图6-8 6-8 斩控式交流调压电路斩控式交流调压电路4)斩控式交流调压电路斩控式交流调压电路在交流电源u1的负半周6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路第17页，本讲稿共55页 特性特性图图6-9 电阻负载斩控式交电阻负载斩控式交流调压电路波形流调压电路波形6.1.1 单相交流调压电路单相交流调压电路电源电流的基波分量和电电源电流的基波分量和电源电压同相位，即位移因源电压同相位，即位移因数为数为1 1。电源电流不含低次谐波，电源电流不含低次谐波，只含和开关周期只含和开关周期T T有关的有关的高次谐波。高次谐波。功率因数接近功率因数接近1 1。第18页，本讲稿共55

13、页6.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式根据三相联结形式的不同，三相交流调压电路具有多种形式三相交流调压电路三相交流调压电路a)a)星形联结星形联结b)b)线路控制三角形联结线路控制三角形联结c)支路控制三角形联结支路控制三角形联结d)中点控制三角形联结中点控制三角形联结第19页，本讲稿共55页三三相四相四线线 基本原理：相当于三个单相交基本原理：相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相流调压电路的组合，三相互相错开错开120120工作。基波和工作。基波和3 3倍次以外的谐波在三相之间流倍次以外的谐波在三相之间流动，不流过零线。动，不

14、流过零线。问题：三相中问题：三相中3 3倍次谐波同相倍次谐波同相位，全部流过零线。零线有很位，全部流过零线。零线有很大大3 3倍次谐波电流。倍次谐波电流。=9090时，零线电流甚至时，零线电流甚至和各相电流的有效值接近。和各相电流的有效值接近。1)星形联结电路星形联结电路 可分为三线三相和三可分为三线三相和三相相四四线线图图6-6 6-6 三相交流调压电路三相交流调压电路a)a)星形联结星形联结6.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路第20页，本讲稿共55页三相三线三相三线图图6-6 6-6 三相交流调压电路三相交流调压电路a)a)星形联结星形联结6.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电

15、路任一相导通须和另一相构成回任一相导通须和另一相构成回路。路。电流通路中至少有两个晶闸管，电流通路中至少有两个晶闸管，应采用双脉冲或宽脉冲触发。应采用双脉冲或宽脉冲触发。触发脉冲顺序和三相桥式全触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路一样，为控整流电路一样，为VTVT1 1 VTVT6 6,依次相差依次相差6060。相电压过零点定为相电压过零点定为 的起的起点，点，角移相范围是角移相范围是0 0 150150。第21页，本讲稿共55页谐波情况谐波情况6.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路电电流流谐谐波波次次数数为为6 6k k1(1(k k=1=1，2 2，3 3，)，和和三三相相桥桥式式全控

16、整流电路交流侧电流所含谐波的次数完全相同。全控整流电路交流侧电流所含谐波的次数完全相同。谐波次数越低，含量越大。谐波次数越低，含量越大。和和单单相相交交流流调调压压电电路路相相比比，没没有有3 3倍倍次次谐谐波波，因因三三相相对对称时，它们不能流过三相三线电路。称时，它们不能流过三相三线电路。第22页，本讲稿共55页2）支路控制三角联结电路支路控制三角联结电路 c)支路控制三角形联结支路控制三角形联结6.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路由三个单相交流调压电路组成，由三个单相交流调压电路组成，分别在不同的线电压作用下工作分别在不同的线电压作用下工作。单相交流调压电路的分析单相交流调压电路

17、的分析方法和结论完全适用。方法和结论完全适用。输入线电流（即电源电流）输入线电流（即电源电流）为与该线相连的两个负载为与该线相连的两个负载相电流之和。相电流之和。第23页，本讲稿共55页 谐波情况谐波情况c)支路控制三角形联结支路控制三角形联结6.1.2 三相交流调压电路三相交流调压电路 3 3倍次谐波相位和大小相倍次谐波相位和大小相同，在三角形回路中流动，同，在三角形回路中流动，而不出现在线电流中。而不出现在线电流中。线电流中所谐波次数为线电流中所谐波次数为6 6k k1(1(k k为正整数为正整数)。在相同负载和在相同负载和 角时，线角时，线电流中谐波含量少于三相三电流中谐波含量少于三相三

18、线星形电路。线星形电路。第24页，本讲稿共55页6.2 其他交流电力控制电路其他交流电力控制电路6.2.1 交流调功电路交流调功电路交流调功电路交流调功电路6.2.2 交流电力电子开关交流电力电子开关交流电力电子开关交流电力电子开关第25页，本讲稿共55页6.2.1 交流调功电路交流调功电路 交流调功电路与交流调压电路的异同比较交流调功电路与交流调压电路的异同比较相同点相同点 电路形式电路形式完全相同完全相同不同点不同点 控制方式控制方式不同不同交流调压电路在每个电源交流调压电路在每个电源周期周期都对输出电压波形进行控制。都对输出电压波形进行控制。交流调功电路是将负载与交流电源接通几个周期交流

19、调功电路是将负载与交流电源接通几个周期,在断在断开几个周期开几个周期,通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。平均功率。第26页，本讲稿共55页 电阻负载时的工作情况电阻负载时的工作情况2p pNp pM电源周期电源周期控制周期控制周期=M倍电源周期倍电源周期=2p p4p pMO导通段导通段=M3p pM2p pMuou1uo,iow wtU12图图6-13 6-13 交流调功电路典交流调功电路典型波形型波形(M M=3=3、N N=2)=2)图图6 61 1电阻负载单相交流调压电路电阻负载单相交流调压电路6.2.1 交流调功电路交流调功电路控控

20、制制周周期期为为M倍倍电电源源周周期期，晶晶闸闸管管在在前前N个个周周期期导导通通，后后MN个周期关断。个周期关断。负载电压和负载电流负载电压和负载电流（也即电源电流）的重（也即电源电流）的重复周期为复周期为MM倍电源周期。倍电源周期。第27页，本讲稿共55页6.2.2 交流电力电子开关交流电力电子开关概念概念 把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替电路中的机把晶闸管反并联后串入交流电路中，代替电路中的机械开关，起接通和断开电路的作用。械开关，起接通和断开电路的作用。优点优点 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。与交流调功电路的与交流调功电路的

21、区别区别并不控制电路的平均输出功率。并不控制电路的平均输出功率。通常没有明确的控制周期，只是根据需要控制电路通常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。的接通和断开。控制频度通常比交流调功电路低得多。控制频度通常比交流调功电路低得多。第28页，本讲稿共55页晶闸管投切电容晶闸管投切电容（Thyristor SwitchedCapacitorTSC）图图6-15 TSC6-15 TSC基本原理图基本原理图a)a)基本单元单相简图基本单元单相简图 b)b)分组投切单相简图分组投切单相简图6.2.2 交流电力电子开关交流电力电子开关作用作用对无功功率控制，可提高功对无功功率控制，可提高

22、功率因数，稳定电网电压，改率因数，稳定电网电压，改善供电质量。善供电质量。性能优于机械开关投切的性能优于机械开关投切的电容器。电容器。结构和原理结构和原理晶闸管反并联后串入交流晶闸管反并联后串入交流电路。电路。实际常用三相，可三角形实际常用三相，可三角形联结，也可星形联结。联结，也可星形联结。第29页，本讲稿共55页晶闸管的投切晶闸管的投切选择晶闸管投入时刻的原则：选择晶闸管投入时刻的原则：该时刻交流电源电压和电容该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等，这样电器预充电电压相等，这样电容器电压不会产生跃变，就容器电压不会产生跃变，就不会产生冲击电流。不会产生冲击电流。理想情况下，希望电容器预理

23、想情况下，希望电容器预充电电压为电源电压峰值，充电电压为电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，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容投入过程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。电流，电流也没有阶跃变化。12ttttusiCuCVT1VT2ttuVT1uusiCuCCVT1VT2VT1图图6-16 TSC6-16 TSC理想投切时刻原理说明理想投切时刻原理说明6.2.2 交流电力电子开关交流电力电子开关第30页，本讲稿共55页6.3 交交变频电路交交变频电路 6.3.16.3.1 单相交交变频器单相交交变频器 6.3.2 三相交交变频器三相交交变频器三相交交变频器三相交交变频

24、器第31页，本讲稿共55页6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器晶闸管交交变频电路，也称周波变流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，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。是三相输出交交变频电路。第32页，本讲稿共55页1 电路构成和基本工作原理电路构成和基本工作原理图图6-11 6-11 单相交交变频电路原单相交交变频电路原理图和输出电压波

25、形理图和输出电压波形6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器电路构成电路构成如图如图6-186-18，由，由P P组和组和N N组组反并联的晶闸管变流电反并联的晶闸管变流电路构成，和直流电动机路构成，和直流电动机可逆调速用的四象限变可逆调速用的四象限变流电路完全相同。流电路完全相同。变流器变流器P P和和N N都是相控整都是相控整流电路。流电路。第33页，本讲稿共55页工作原理工作原理P P组组工工作作时时，负负载载电电流流i io o为为正正。N N组工作时，组工作时，i io o为为负负。两两组组变变流流器器按按一一定定的的频频率率交交替替工工作作，负负载载就就得得到到该该频频率率的交流电

26、。的交流电。改改变变两两组组变变流流器器的的切切换换频频率率，就就可可改改变输出频率变输出频率w wo o。改改变变变变流流电电路路的的控控制制角角，就就可可以以改改变变交交流流输输出出电电压压的的幅幅值。值。图图6-11 6-11 单相交交变频电路单相交交变频电路原理图和输出电压波形原理图和输出电压波形6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器第34页，本讲稿共55页为为使使u uo o波波形形接接近近正正弦弦波波，可可按按正正弦弦规规律律对对 角角进进行行调制。调制。6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器在在半半个个周周期期内内让让P P组组 角角按按正正弦弦规规律律从从9090减减到到0

27、0或或某某个个值值，再再增增加加到到9090，每每个个控控制制间间隔隔内内的的平平均均输输出出电电压压就就按按正正弦弦规规律律从从零零增增至至最最高高，再再减减到到零零。另另外外半半个个周周期可对期可对N N组进行同样的控制。组进行同样的控制。u uo o由由若若干干段段电电源源电电压压拼拼接接而而成成，在在u uo o的的一一个个周周期期内内，包包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。第35页，本讲稿共55页 2 整流与逆变工作状态整流与逆变工作状态理想化交交变频电路的整流和逆变工作理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态状态6.3.1 单相交

28、交变频器单相交交变频器阻阻感感负负载载为为例例，也也适适用用于于交交流流电电动机负载。动机负载。把把交交交交变变频频电电路路理理想想化化，忽忽略略变变流流电电路路换换相相时时u uo o的的脉脉动动分分量量，就就可可把把电电路路等等效效成成图图6-19a6-19a所所示示的的正正弦弦波波交交流流电电源源和和二二极极管管的串联。的串联。第36页，本讲稿共55页设设负负载载阻阻抗抗角角为为 ，则则输输出电流滞后输出电压出电流滞后输出电压 角。角。两两组组变变流流电电路路采采取取无无环环流流工工作作方方式式，即即一一组组变变流流电电路路工工作作时时，封封锁锁另另一一组组变变流电路的触发脉冲。流电路的

29、触发脉冲。理想化交交变频电路的整流和逆变工理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态作状态6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器第37页，本讲稿共55页3 输出正弦波电压的调输出正弦波电压的调制方法制方法 介绍最基本的、广泛使用的介绍最基本的、广泛使用的余弦交点法。余弦交点法。设设U Ud0d0为为 =0=0时整流时整流电路的理想空载电压，电路的理想空载电压，则有则有 每次控制时每次控制时 角不同，角不同，表示每次控制间表示每次控制间隔内隔内u uo o的平均值。的平均值。图图6-13 余弦交点法原理余弦交点法原理6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器第38页，本讲稿共55页设期望的正弦波输出

30、电设期望的正弦波输出电压为压为 (6-16(6-16）比较式比较式(6-15)(6-15)和和(6-16)(6-16)，应使应使 (6-17)(6-17)g g 称为输出电压比：称为输出电压比：图图6-13 余弦交点法原理余弦交点法原理6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器第39页，本讲稿共55页图图6-13 余弦交点法原理余弦交点法原理6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器余弦交点法基本公式余弦交点法基本公式 (6-18)余弦交点法图解余弦交点法图解线电压线电压u uabab、u uacac 、u ubcbc 、u ubaba 、u ucaca和和u ucbcb依次依次用用u u1 1

31、u u6 6表示。表示。相邻两个线电压的交点对相邻两个线电压的交点对应于应于 =0=0。第40页，本讲稿共55页u u1 1 u u6 6所所对对应应的的同同步步信信号号分别用分别用u us1s1 u us6s6表示表示u us1s1 u us6s6比比相相应应的的u u1 1 u u6 6超超前前3030，u us1s1 u us6s6的的最最大大值值和和相相应应线线电电压压 =0=0的时刻对应。的时刻对应。以以 =0=0为为零零时时刻刻，则则u us1s1 u us6s6为余弦信号。为余弦信号。希希望望输输出出电电压压为为u uo o，则则各各晶晶闸闸管管触触发发时时刻刻由由相相应应的的同

32、同步步电电压压u us1s1 u us6s6的的下降段和下降段和u uo o的交点来决定。的交点来决定。图图6-13 余弦交点法原理余弦交点法原理6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器第41页，本讲稿共55页不同不同g g 时，在时，在u uo o一周期一周期内，内，随随 w w o ot t 变化的情变化的情况。图中，况。图中，g g 较小，即输出电压较低较小，即输出电压较低时，时，只在离只在离9090很近很近的范围内变化，电路的输的范围内变化，电路的输入功率因数非常低。入功率因数非常低。图图6-22 6-22 不同不同g g 时时 和和w wo ot t的关系的关系6.3.1 单相交交变

33、频器单相交交变频器第42页，本讲稿共55页4 输入输出特性输入输出特性6.3.1 单相交交变频器单相交交变频器 输出上限频率输出上限频率 输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压段数减输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压段数减少，波形畸变严重。少，波形畸变严重。电压波形畸变及其导致的电流波形畸变和转矩脉动是电压波形畸变及其导致的电流波形畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。限制输出频率提高的主要因素。就输出波形畸变和输出上限频率的关系而言，很难确定就输出波形畸变和输出上限频率的关系而言，很难确定一个明确的界限。一个明确的界限。当采用当采用6 6脉波三相桥式电路时，输出上限频率不高

34、于电网频率脉波三相桥式电路时，输出上限频率不高于电网频率的的1/31/21/31/2。电网频率为。电网频率为50Hz50Hz时，交交变频电路的输出时，交交变频电路的输出上限频率约为上限频率约为20Hz20Hz。第43页，本讲稿共55页6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路 由三组输出电压相位各差由三组输出电压相位各差120的单相交交变频电路组的单相交交变频电路组成。成。1 电路接线方式电路接线方式公共交流母线进线方式公共交流母线进线方式输出星形联结方式输出星形联结方式交交变频电路主要应用于大功率交流电机交交变频电路主要应用于大功率交流电机调速系统，使用的是三相交交变频电路。调速系统，使用

35、的是三相交交变频电路。第44页，本讲稿共55页(1)公共交流母线进线方式公共交流母线进线方式图图6-24 6-24 公共交流母线进线三公共交流母线进线三相交交变频电路（简图相交交变频电路（简图）6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路由三组彼此独立的、输出电压相由三组彼此独立的、输出电压相位相互错开位相互错开120的单相交交变的单相交交变频电路构成。频电路构成。电源进线通过进线电抗器接电源进线通过进线电抗器接在公共的交流母线上。在公共的交流母线上。因为电源进线端公用，所以三因为电源进线端公用，所以三组的输出端必须隔离。为此，组的输出端必须隔离。为此，交流电动机的三个绕组必须拆交流电动机的三

36、个绕组必须拆开。开。主要用于中等。容量的交流调主要用于中等。容量的交流调速系统。速系统。第45页，本讲稿共55页(2)输出星形联结方式输出星形联结方式三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结联结电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即可可 图图6-25 输出星形联结方式三相交交变频电路输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图）简图 b）详图）详图三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联三组的输出端是星形联结，电动机的三个绕组也是星形联结。结。电动机中点不和变

37、频器中点接在一起，电动机只引出三电动机中点不和变频器中点接在一起，电动机只引出三根线即可。根线即可。6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路第46页，本讲稿共55页图图6-25 输出星形联结方式三相交交变频电路输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图）简图 b）详图）详图因为三组的输出联接在一起，其电源进线必须隔离，因此分别因为三组的输出联接在一起，其电源进线必须隔离，因此分别用三个变压器供电。用三个变压器供电。由于输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路由于输出端中点不和负载中点相联接，所以在构成三相变频电路的六组桥式电路中，至少要有不同输出相的两组桥中的四个晶闸管的六组桥式

38、电路中，至少要有不同输出相的两组桥中的四个晶闸管同时导通才能构成回路，形成电流。同时导通才能构成回路，形成电流。6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路第47页，本讲稿共55页图图6-25 输出星形联结方式三相交交变频电路输出星形联结方式三相交交变频电路a）简图）简图 b）详图）详图和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保和整流电路一样，同一组桥内的两个晶闸管靠双触发脉冲保证同时导通。证同时导通。两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保两组桥之间则是靠各自的触发脉冲有足够的宽度，以保证同时导通。证同时导通。6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路第48页，本讲稿共5

39、5页交交变频和交直交变频的比较交交变频和交直交变频的比较间接变频电路，先把交流变换成直流，再把直流逆变成可变间接变频电路，先把交流变换成直流，再把直流逆变成可变频率的交流，称交直交变频电路。频率的交流，称交直交变频电路。交交变频电路的交交变频电路的优点优点：交交变频电路的交交变频电路的缺点缺点：接线复杂，采用三相桥式电路的三相交交变频器至接线复杂，采用三相桥式电路的三相交交变频器至少要用少要用3636只晶闸管。只晶闸管。受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较受电网频率和变流电路脉波数的限制，输出频率较低。低。输入功率因数较低。输入功率因数较低。输入电流谐波含量大，频谱复杂。输入电流谐波含

40、量大，频谱复杂。效率较高（一次变流）效率较高（一次变流）可方便地实现四象限工作可方便地实现四象限工作低频输出波形接近正弦波低频输出波形接近正弦波6.3.2 三相交交变频电路三相交交变频电路第49页，本讲稿共55页 应用应用主要用于主要用于500kW500kW或或1000kW1000kW以上的大功率、低转速的交流调以上的大功率、低转速的交流调速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石破碎机、速电路中。目前已在轧机主传动装置、鼓风机、矿石破碎机、球磨机、卷扬机等场合应用。球磨机、卷扬机等场合应用。既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。既可用于异步电动机，也可用于同步电动机传动。6.3.2

41、 三相交交变频电路三相交交变频电路第50页，本讲稿共55页本章小结本章小结本章的要点如下本章的要点如下：(1)交流交流交流变流电路的分类及其基本概念；交流变流电路的分类及其基本概念；(2)单相交流调压电路的电路构成，在电阻负载和阻感负载单相交流调压电路的电路构成，在电阻负载和阻感负载 时的工作原理和电路特性；时的工作原理和电路特性；(3)三相交流调压电路的基本构成和基本工作原理；三相交流调压电路的基本构成和基本工作原理；(4)交流调功电路和交流电力电子开关的基本概念；交流调功电路和交流电力电子开关的基本概念；(5)晶闸管相位控制交交变频电路的电路构成、工作原理和晶闸管相位控制交交变频电路的电路

42、构成、工作原理和 输入输出特性；输入输出特性；(6)各种交流各种交流交流变流电路的主要应用；交流变流电路的主要应用；第51页，本讲稿共55页标幺值标幺值per-unit valueper-unit value定义:基准值的选取：以各自量的额定值为基准值实际值基准值实际值基准值Z，r，xZN单相值单相额定值P，Q，SSN三相值三相额定值相值额定相值一次侧量一次侧量额定值线值额定线值二次侧量二次侧量额定值52第52页，本讲稿共55页标幺值标幺值per-unit valueper-unit value优点：1）额定值的标幺值为1。2）折算前、后标幺值相等（不需折算）。3）线值标幺值和相值标幺值相等。4）单相的标幺值和三相的标幺值相等。6）电压等级差别大，但标幺值表示的参数变化范围不大。5）百分值=标幺值100（%）53第53页，本讲稿共55页标幺值标幺值per-unit value例例：8）物理意义不同的量，标幺值相等。7）标幺值表示的电压和电流，能反映设备运行情况。54第54页，本讲稿共55页标幺值标幺值per-unit value缺点：1）标幺值无单位，物理概念模糊。2）物理意义不同的量，标幺值相等。55第55页，本讲稿共55页