I抑制冲击电流的小电感Ua)b)图4-15 TSC基本原理图 图4-15a) 基本单元单相简图 b) 分组投切单相简图

两个反并联的晶闸管起着把C并入电网或从电网断开的作用（图4-15a）

串联电感很小，用来抑制电容器投入电网时的冲击电流

实际工程中，为避免电容器组投切造成较大冲击，一般把电容器分成几组（图4-15b），可根据电网对无功的需求而改变投入电容器的容量

TSC实际上为断续可调的动态无功功率补偿器

抑制冲击电流的小电感I

Ua)图4-15 TSC基本原理图 图4-15a) 基本单元单相简图 b) 分组投切单相简图

b)

晶闸管投切

选择晶闸管投入时刻的原则：该时刻交流电源电压和电容器预充电电压相等，这样电容器电压不会产生跃变，就不会产生冲击电流

理想情况下，希望电容器预充电电压为电源电压峰值，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流，电流也没有阶跃变化

uVTiCus1uCCusuCuVT1ttVT1VT2t1t2tt

VT1VT2iC 图4-16 TSC理想投切时刻原理说明 图4-16

? TSC电路也可采用晶闸管和二极管反并联的方式

– 由于二极管的作用，在电路不导通时uC总会维持在电源电压峰值 – 成本稍低，但响应速度稍慢，投切电容器的最大时间滞后为一个周波

uVTiCVTusCVDuCusuCuVTiCVDVTtt12t3t4tttt

图4-17 晶闸管和二极管反并联方式的TSC

图4-17

13.3交交变频电路

? 本节讲述：晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor)

? 交交变频电路——把电网频率的交流电变成可调频率的交流电，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，实用的主要是三相输出交交变频电路

13.3.1 单相交交变频电路 1．电路构成和基本工作原理 ? 电路构成

– 如图4-18，由P组和N组反并联的晶闸管变流电路构成，和直流电动机可逆调速用的四象限变流电路完全相同 – 变流器P和N都是相控整流电路

PuoZNuo?P=?2输出电压?P=0?平均输出电压?P=2O?t

图4-－18 单相交交变频电路原理图和输出电压波形

图4-18? 工作原理

? P组工作时，负载电流io为正 ? N组工作时，io为负

? 两组变流器按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电

? 改变两组变流器的切换频率，就可改变输出频率wo

? 改变变流电路的控制角a，就可以改变交流输出电压的幅值 ? 为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对a角进行调制

? 在半个周期内让P组a 角按正弦规律从90°减到0°或某个值，再增加到90°，每个控制间隔内的平均输出电压就按正弦规律从零增至最高，再减到零。另外半个周期可对N组进行同样的控制

? uo由若干段电源电压拼接而成，在uo的一个周期内，包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波 2．整流与逆变工作状态

? 阻感负载为例

? 把交交变频电路理想化，忽略变流电路换相时uo的脉动分量，就可把电路等效成图4-19a所示的正弦波交流电源和二极管的串联 ? 设负载阻抗角为j，则输出电流滞后输出电压j 角

? 两组变流电路采取无环流工作方式，即一组变流电路工作时，封锁另一组变流电路的触发脉冲

工作状态

? t1~t3期间：io正半周，正组工作，反组被封锁

? t1~ t2： uo和io均为正，正组整流，输出功率为正

? t2 ~ t3 ： uo反向， io仍为正，正组逆变，输出功率为负

iPa)uPuoioiNuNuo,ioOt1uPuot2uoiot3t4t5tOuNb)OiPOiNOPN整流逆变阻断整流逆变阻断uotttt

图4-19 理想化交交变频电路的整流和逆变工作状态

图4-19? t3 ~ t5期间： io负半周，反组工作，正组被封锁

? t3 ~ t4 ：uo和io均为负，反组整流，输出功率为正

? t4 ~ t5 ： uo反向， io仍为负，反组逆变，输出功率为负

? 哪一组工作由io方向决定，与uo极性无关

? 工作在整流还是逆变，则根据uo方向与io方向是否相同确定