十四交流电力控制.pptx
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1、合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组概概述述u交交流流-交交流流变流流电路路一种形式的交流变成另一种形式交流的电路,可改变相关的电压、电流、频率和相数等交流电力控制电路只改变电压,电流或控制电路的通断,而不改变频率的电路。交流调压电路 相位控制交流调功电路 通断控制变频电路改变频率的电路 交交变频 直接 交直交变频 间接合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组概概述述交流交流电力控制力控制电路的路的结构及构及类型型两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,控制晶闸管就可控制交流电力交流调压电路每半个周波控制晶闸管开通相位,调节输出电压有效值交流调功电路以交流电周期为单位控制晶闸管
2、通断,改变通断周期数的比,调节输出功率的平均值交流电力电子开关并不着意调节输出平均功率,而只是根据需要接通或断开电路合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组交流交流调压u交流交流调压电路的路的应用:用:灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)异步电动机软起动异步电动机调速供用电系统对无功功率的连续调节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合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路1电阻阻负载工作原理:在 u1的正半周和负半周,分别对VT1和VT2的开通角a进行控制就可以调节输出电压正负半周a 起始时刻(a=0)均为电压过零时刻,稳态时,正负
3、半周的a 相等负载电压波形是电源电压波形的一部分,负载电流(也即电源电流)和负载电压的波形相同右图为图4-1:电阻负载单相交流 调压电路及其波形合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路数量关系数量关系负载电压有效值(4-1)负载电流有效值晶闸管电流有效值(4-3)功率因数(4-4)(4-1)(4-2)(4-3)(4-4)合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路输出出电压与与的关系的关系:移相范围为0。=0时,输出电压为最大,Uo=U1。随的增大,Uo降低,=时,Uo=0。与与的关系的关系:=0时,功率因数=1,增大,输入电流滞后于
4、电压且畸变,降低合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路2阻感阻感负载阻感负载时的移相范围 负载阻抗角:=arctan(L/R)晶闸管短接,稳态时负载电流io为正弦波,相位滞后于u1的角度为 在用晶闸管控制时,只能进行滞后控制,使负载电流更为滞后,而无法使其超前=0时刻仍定为u1过零的时刻,的移相范围应为 右图为图4-2:阻感负载单相交流调压电路及其波形VT1合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路当控制角为时(设坐标原点为t=0),即晶闸管导通时电压波形相位角为,这时通过晶闸管的电流有两个分量,即稳定分量i1和自由分量i2i=i
5、1+i2=0i=i1+i2=0(4-6)合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路图4-3 单相交流调压电路以为参变量的和关系曲线 各曲线上=180的点都对应于a=;负载电流成为完整的正弦波,负载电路这时获得最大功率,相当于晶闸管此时已被短接。负载电流处于连续状态。合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组 数量关系数量关系负载电压有效值 晶闸管电流有效值单相交流相交流调压电路路(4-9)(4-8)合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路P131第2题:一单相交流调压器,电源为工频220V,阻感负载,其中R=0.5,L=2mH
6、,求1)开通角的变化范围;2)负载电流的最大有效值;3)最大输出功率及此时电源侧的功率因数负载阻抗角为:开通角的变化范围为:0.899当=0.899时,输出电压最大,负载电流最大,此时输出功率最大此时功率因数为:合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路a 时的工作情况(用窄脉冲触发)v VT1提前导通,L被过充电,放电时间延长,VT1的导通角超过;v触发VT2时,io尚未过零,VT1仍导通,VT2不导通;合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组单相交流相交流调压电路路a 时的工作情况(用宽脉冲触发)v VT1提前导通,L被过充电,放电时间延长,VT1的导
7、通角超过;v触发VT2时,io尚未过零,VT1仍导通,VT2不导通;vio过零后,VT2开通,VT2导通角小于;v从第2个周期开始,VT1的导通角逐渐减小,VT2的导通角逐渐增大,直到两个晶闸管的导通角均为。vVT1被首次触发后,电路的工作过程和两只晶闸管被短接一样,过渡过程和带R-L负载的单相交流电路在t=a时合闸的过渡过程相同;合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组在交流电源u1的正半周图4-7 斩控式交流调压电路单相交流相交流调压电路路用V1进行斩波控制用V3给负载电流提供续流通道斩控式交流调压电路斩控式交流调压电路合肥工业大学电气工程学院电力电子与电力传动教研组用V2进行斩波
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