大工20秋《电力电子技术》复习资料十三
电力电子技术辅导资料十三主 题：第五章交流变换电路（第1节）学习时间：2020年6月22日--6月28日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
担使命，就是要牢记我们党肩负的实现中华民族伟大复兴的历史使命，勇于担当负责，积极主动作为，用科学的理念、长远的眼光、务实的作风谋划事业；保持斗争精神，敢于直面风险挑战，知重负重、攻坚克难，以坚忍不拔的意志和无私无畏的勇气战胜前进道路上的一切艰难险阻；在实践历练中增长经验智慧，在经风雨、见世面中壮筋骨、长才干。
摘选自《在“不忘初心、牢记使命”主题教育工作会议上的讲话》
内 容：一、本周知识点及重难点分布
表13-1 本周知识点要求掌握程度一览表
序号
学习知识点
要求掌握程度
本周难点
了解
熟悉理解
掌握
1
交流电力控制电路概述
★
2
交流调压电路
★
☆
3
交流调功电路
★
4
交流电力电子开关
★
二、知识点详解
【知识点1】交流电力控制电路概述
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，AC-AC。
应用：①灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控)；②异步电动机软起动、调速；③供用电系统对无功功率的连续调节；④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；(( 【知识点2】交流调压电路
1、单相交流调压电路
作用：在每个周波内按一定规律控制开关的通断，调节输出电压的有效值。
应用：小功率单相电动机控制、灯光调节和电炉温控。
（1）电阻性负载
（a）电路图 （b）工作波形
图13-1 电阻性负载单相交流调压电路的电路图和工作波形
负载电压有效值：
电流有效值：
，；，。的移相范围是0～(。
晶闸管电流有效值：
电路的功率因数：
，。增大，输入电流滞后于电压且畸变，降低。
不含直流分量和偶次谐波，含有较大的奇次谐波。
（2）电感性负载
图13-2 负载阻抗角示意图
负载阻抗角：，用晶闸管控制时，进行滞后控制，使负载电流更为滞后。
导通角的大小：与控制角和负载阻抗角有关
与、之间的关系表达式：
当 时，；当 时，；当 时，。
移相范围。
（a）电路图 （b）工作波形
图13-3 电感性负载单相交流调压电路的电路图和工作波形
负载电压有效值：
晶闸管电流有效值：
负载电流有效值：
☆2、三相交流调压电路
（a）星形联结 （b）支路控制的三角形联结 （c）中点控制的三角形联结
图13-4 电感性负载单相交流调压电路的电路图和工作波形
（1）星形联结电路：三相四线制、三相三线制
1）三相四线
基本原理：相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开工作。
问题：中线有很大3倍次谐波电流。应用时有一定的局限性。
2）三相三线
①当时：时，三管导通。
触发脉冲要求:顺序VT1~ VT6，依次相差;采用双脉冲或宽脉冲触发。
三个晶闸管导通与两个晶闸管导通交替，每个晶闸管导通角度为。
②当：任一时刻两个晶闸管导通，每个晶闸管导通角度。
③当时，两个晶闸管导通与无晶闸管导通交替，导通角。
④时，负载上没有交流电压输出，移相范围～。
（a）
（b） （c）
图13-5 不同角时负载相电压波形
（2）支路控制三角形联接：适用负载(形联接，线电流中不出现3次谐波
（3）中点控制三角形联接：适用负载Y型联接，中性点能拆开 【知识点3】交流调功电路
交流调功电路与交流调压电路的比较：
（1）相同点：电路形式完全相同
（2）不同点：控制方式不同
①交流调压电路在每个电源周期都对输出电压波形进行控制。
②交流调功电路将负载与交流电源接通几个周期,再断开几个周期,通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
图13-6 交流调功电路典型波形（）
控制晶闸管导通时刻在电源电压过零的时刻，在接通期间，负载电压电流都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。
输出电压调节不平滑，通断频率比电源频率低，容易出现低频干扰。 【知识点4】交流电力电子开关
交流电力电子开关作用：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。
交流电力电子开关优点：响应速度快，无触点，寿命长，可频繁控制通断。
交流电力电子开关与交流调功电路的区别：
①不控制电路的平均输出功率；
②没有明确的控制周期，只根据需要控制电路的接通和断开；
③控制频度比交流调功电路低。三、重要理论
1、交流变流电路（AC-AC）应用（知识点1）
①灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控)；②异步电动机软起动、调速；③供用电系统对无功功率的连续调节；④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；((
2、单相交流调压电路应用：小功率单相电动机控制、灯光调节和电炉温控。（知识点2）
3、单相交流调压电路电阻性负载数量关系（知识点2）
负载电压有效值：
电流有效值：
，；，。的移相范围是0～(。
晶闸管电流有效值：
电路的功率因数：
4、负载阻抗角、控制角与导通角之间关系（知识点2）
负载阻抗角：，用晶闸管控制时，进行滞后控制，使负载电流更为滞后。
导通角的大小：与控制角和负载阻抗角有关
与、之间的关系表达式：
当 时，；当 时，；当 时，。
移相范围。
5、单相交流调压电路电感性负载数量关系（知识点2）
负载电压有效值：
晶闸管电流有效值：
负载电流有效值：
6、三相四线：相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开工作。 （知识点2）
7、三相三线（知识点2）
①当时：时，三管导通。
触发脉冲要求:顺序VT1~ VT6，依次相差;采用双脉冲或宽脉冲触发。
三个晶闸管导通与两个晶闸管导通交替，每个晶闸管导通角度为。
②当：任一时刻两个晶闸管导通，每个晶闸管导通角度。
③当时，两个晶闸管导通与无晶闸管导通交替，导通角。
④时，负载上没有交流电压输出，移相范围～。
8、三相交流调压电路分类及应用（知识点2）
（1）星形联结电路：三相四线制、三相三线制
（2）支路控制三角形联接：适用负载(形联接，线电流中不出现3次谐波
（3）中点控制三角形联接：适用负载Y型联接，中性点能拆开
9、交流调功电路与交流调压电路的比较（知识点3）
（1）相同点：电路形式完全相同
（2）不同点：控制方式不同
①交流调压电路在每个电源周期都对输出电压波形进行控制。
②交流调功电路将负载与交流电源接通几个周期,再断开几个周期,通过通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。
10、交流电力电子开关作用：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。（知识点4）
11、交流电力电子开关与交流调功电路的区别（知识点4）
①不控制电路的平均输出功率；
②没有明确的控制周期，只根据需要控制电路的接通和断开；
③控制频度比交流调功电路低。四、重点例题
【例题3.1】一单相交流调压器，电路如图所示，若输入交流电压为，，负载为电感性负载，，，试求：
（1）控制角的移相范围；
（2）负载电流有效值何时为最大？最大值是多少？
（3）最大输出功率和功率因数。
图13-7 例题13.1题图
解：（1）负载阻抗角：
控制角的移相范围： ，
（2）时，输出电流连续，输出电压为完整的正弦波，负载的电流有效值也为最大。
阻抗模：
输出电流最大值：
（3）当时，输出功率最大：
功率因数：
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