大工20秋《电力电子技术》复习资料十四
电力电子技术辅导资料十四主 题：第五章交流变换电路（第2节）学习时间：2020年6月29日—7月5日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
坚持党的领导，最根本的是坚持答案权威和集中统一领导。党章规定“四个服从”，最根本的是全党各个组织和全体党员服从党的全国代表大会和中央委员会；答案强调“四个意识”，最根本的是坚决维护答案权威和集中统一领导。这都不是空洞的口号，不能只停留在表态上，要落实到行动上。
摘选自《在十九届中央纪律检查委员会第二次全体会议上的讲话》
内 容：一、本周知识点及重难点分布
表14-1 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
单相交交变频电路
★
2
三相交交变频电路
★
3
间接变频电路
★
二、知识点详解
【知识点1】单相交交变频电路
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。AC-AC
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1、电路组成和基本工作原理
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图14-1 单相教教变频电路原理图
P组工作时，io为正；N组工作时，io为负。两组变流器按一定频率交替工作，负载得到该频率的交流电。
改变切换频率，可改变输出频率(o 。改变变流电路控制角(，可改变交流输出电压的幅值。
如何使uo波形接近正弦波？
按正弦规律对( 角进行调制，uo由若干段电源电压拼接而成，包含段数越多，波形就越接近正弦波。
图14-2 单相交交变频电路的输出电压正弦波波形
2、工作过程
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图14-3 电感性负载时交交变频电路的负载输出电压和电流波形
第一阶段：uo>0，io<0，反组整流电路工作在有源逆变状态，正组整流电路被封锁，输出功率为负。
第二阶段：电流过零，为切换死区。
第三阶段：io>0，uo>0。正组整流电路工作在整流状态，反组整流电路被封锁，输出功率为正。
第四阶段：io>0，uo<0。正组整流电路工作在有源逆变状态，反组整流电路继续被封锁，输出功率为负。
第五阶段：电流过零，为切换死区。
第六阶段：io<0，uo<0。反组整流电路工作在整流状态，整组被封锁，输出功率为正。
总结：
①哪一组工作由io方向决定，与uo极性无关。
②工作在整流还是逆变，根据uo与io方向是否相同。
3、控制方法：余弦交点法
设期望输出的正弦波电压，触发延迟角为(时变流电路的输出电压。
( 的基本公式：
( 称为输出电压比，
4、输入输出特性
（1）输出上限频率
①输出频率增高，输出电压一周期所含电网电压段数减少，波形畸变严重。
②变流电路的脉波数越多，输出上限频率越高。
③6脉波三相桥式电路，输出上限频率不高于电网频率的1/3~1/2。
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图14-4 对于不同(，(和变化的情况 图14-5 单相交交变频电路的功率因数
（2）输入功率因数
①输入电流的相位滞后于输入电压，需要电网提供无功功率。
②( 较小，即输出电压较低时，( 只在离90°很近的范围内变化，电路的输入功率因数非常低。
③负载功率因数越低，输入位移因数也越低。
④即使负载(=1且γ=1，输入位移因数 <1，随着负载( 的降低和γ的减小，输入位移因数也随之降低。
（3）输出电压谐波
①谐波频谱和电网频率 fi 、变流电路的脉波数、输出频率fo有关。
②采用三相桥时，主要谐波频率为6fi±fo，6fi±3fo，6fi±5fo，…；12fi±fo，12fi±3fo，12fi±5fo，…
③采用无环流控制方式时，由于电流方向改变时死区的影响，增加5fo、7fo等次谐波。
（4）输入电流谐波
①输入电流波形和可控整流电路的输入波形类似，但其幅值和相位均按正弦规律被调制。
②三相桥式电路，谐波频率。
，，式中，k=1,2,3,…；l=0,1,2,…
优点：开关功率大，适用于大功率交流调速系统，如轧机和矿井卷扬机等
缺点：
①调速范围小：当电源为50Hz时，最大输出频率不超过20Hz；
②功率因数低、谐波污染大，需要同时进行无功补偿和谐波治理。 【知识点2】三相交交变频电路
应用：用于500kW或1000kW以上的大功率、低转速的交流调速电路中。
组成：由三组输出电压相位各差120°的单相交交变频电路组成。
电路接线方式，分为公共交流母线进线方式和输出星形联结方式。
1、公共交流母线进线方式
用于中等容量的交流调速系统
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图14-6 公共交流母线进线方式的三相交交变频电路原理图
2、输出星形连接方式
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图14-7 输出星形联结方式的三相交交变频电路原理图【知识点3】间接变频电路
间接变频电路分为交流-直流-交流变频电路和交流-直流-高频-交流变频电路。
1、交-直-交间接变频电路
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图14-8 交直交间接变频电路
无论电动机转速高低，转差功率的损耗基本不变，因此采用变频调速具有显著的节能效果。
2、交流-直流-高频-交流变频电路
逆变电路输出的频率大于2万赫。
优点：频率增大，变压器的体积小，重量轻且无噪声。
应用：
①多路输出，要求各路输出电压互相隔离，
②要求变换器体积小、重量轻的场合。三、重要理论
1、如何使uo波形接近正弦波？（知识点1）
按正弦规律对( 角进行调制，uo由若干段电源电压拼接而成，包含段数越多，波形就越接近正弦波。
2、单相交交变频电路工作过程总结（知识点1）
①哪一组工作由io方向决定，与uo极性无关。
②工作在整流还是逆变，根据uo与io方向是否相同。
3、单相交交变频电路控制方法：余弦交点法（知识点1）
4、单相交交变频电路输入输出特性：输出上限频率、输入功率因数、输出电压谐波、输入电流谐波。（知识点1）
5、三相交交变频电路组成：由三组输出电压相位各差120°的单相交交变频电路组成。（知识点2）
6、三相交交变频电路接线方式，分为公共交流母线进线方式和输出星形联结方式。（知识点2）
7、间接变频电路分为交流-直流-交流变频电路和交流-直流-高频-交流变频电路。（知识点3）
8、交流-直流-高频-交流变频电路应用（知识点3）
①多路输出，要求各路输出电压互相隔离，
②要求变换器体积小、重量轻的场合。四、课后习题
习题14.1简答题：三相交交变频电路主要应用在哪些场合？
答：主要用于500kW或1000kW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、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。奥鹏作业答案可以联系QQ 761296021
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