第十四、十五讲交流电力控制电路和交交变频电路-第十三讲交 下载本文

和单相交流调压电路相比,没有3倍次谐波,因三相对称时,它们不能流过三相三线电路

2.支路控制三角联结电路

? 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

– 单相交流调压电路的分析方法和结论完全适用

– 输入线电流(即电源电流)为与该线相连的两个负载相电流之和

? 谐波情况

– 3倍次谐波相位和大小相同,在三角形回路中流动,而不出现在线电流中

– 线电流中所谐波次数为6k±1(k为正整数)

– 在相同负载和a角时,线电流中谐波含量少于三相三线星形电路

典型用例——晶闸管控制电抗器(Thyristor Controlled Reactor—TCR)

a移相范围为90°~180°

控制a角可连续调节流过电抗器的电流,从而调节无功功率

配以固定电容器,就可在从容性到感性的范围内连续调节无功功率,称为静止无功补偿装置(Static Var Campensator—SVC),用来对无功功率进行动态补偿,以补偿电压波动或闪变

uaia负载anbubc图4-11 晶闸管控制电抗器(TCR)电路

图4-11

uc a)b)c)

图4-12 TCR电路负载相电流和输入线电流波形

图4-12a) a=120° b) a=135° c) a=160°

13.2其他交流电力控制电路

? 以交流电源周波数为控制单位——交流调功电路

? 对电路通断进行控制——交流电力电子开关

13.2.1交流调功电路

与交流调压电路的异同:

电路形式完全相同

控制方式不同:将负载与电源接通几个周波,再断开几个周波,改变通断周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率 应用:

常用于电炉的温度控制

因其直接调节对象是电路的平均输出功率,所以称为交流调功电路

? 控制对象时间常数很大,以周波数为单位控制即可

? 通常晶闸管导通时刻为电源电压过零的时刻,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

? 电阻负载时的工作情况

– 控制周期为M倍电源周期,晶闸管在前N个周期导通,后M-N个周期关断

当M=3、N=2时的电路波形如图4-13

负载电压和负载电流(也即电源电流)的重复周期为M倍电源周期

uo2U1O2?N导通段=Mu1uo,io2?M?3?4?MMM电源周期控制周期=M倍电源周期=2??t图4-13 交流调功电路典型波形(M =3、N =2) 图4-13

谐波情况

图4-14的频谱图(以控制周期为基准)。In为n次谐波有效值, Io为导通时电路电流幅值

以电源周期为基准,电流中不含整数倍频率的谐波,但含有非整数倍频率的谐波

而且在电源频率附近,非整数倍频率谐波的含量较大

0.60.5In/I0m0.40.30.20.1002468101214谐波次数23451相对于电源频率的次数

图4-14图4-14 交流调功电路的电流频谱图(M =3、N =2)

13.2.2交流电力电子开关

? 晶闸管反并联后串入交流电路

? 作用:代替机械开关,起接通和断开电路的作用

? 优点:响应速度快,无触点,寿命长,可频繁控制通断 ? 与交流调功电路的区别

– 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的接通和断开 – 控制频度通常比交流调功电路低得多

? 晶闸管投切电容器(Thyristor Switched Capacitor—TSC)

– 对无功功率控制,可提高功率因数,稳定电网电压,改善供电质量 – 性能优于机械开关投切的电容器 – 结构和原理

– 图4-15基本原理图(单相)

– 实际常用三相,可三角形联结,也可星形联结