第五章交流调压电路

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交流调压及斩波电路课件

交流调压及斩波电路课件
交流调压器的晶闸管控制通常有两种方法:
•交流调压及斩波电路
① 通断控制。即把晶闸管作为开关将负载与交流电 源接通几个周期(工频1周期为20 ms),然后在开断一 定的周期,改变通断时间比值达到调压的目的。这种晶闸 管起到一个通断频率可调的快速开关的作用。这种控制方 式电路简单,功率因数高,适用于有较大的时间常数的负 载,缺点是输出电压或功率调节不平滑。
② 相位控制。它是使晶闸管在电源电压每一周期中、 在选定的时刻内将负载与电源接通,改变选定的时刻可达 到调压的目的。
在交流调压中,相位控制应用较多,下面主要分析 相位控制的交流调压器,先阐述作为基础的单相交流调压 器。单相交流调压器的工•交作流调情压及斩况波电与路 它的负载性质有关。
一、电阻性负载
等于零,因此单相交流调
压器对电阻性负载,其电
I = U /R 压可调范围为0~U1,控制
负载R上的电流有效值 0
0
角α的移项范围为
0≤ α≤ π。
U1为输 入交流 电压的 有效值
功率因数 COS φ = [U0I0] / [U1I0] = U0/U1
•交流调压及斩波电路
二、电阻—电感负载
VT1 i0
•交流调压及斩波电路
二、用三对反并联晶闸管接成的
—— 三相三线交流调压电
路uU
~U
VT1 R
以电阻负载接成星形为例进行分析。由于 没有零线,每相电流必须和另一相构成回路,
uV VT4
N ~V
uW VT6
~W
VT3 R VT5 R
与三相全控桥整流电路一样,应采用宽脉冲或
O
双窄脉冲触发。设U是线电压的有效值,则三 相线电压分别为
U0 = [t1/T]E =

第5章 AC-AC变换

第5章 AC-AC变换

在晶闸管交流调压电路中,每相负载电流为正负对称的缺角 正弦波,它包含有较大的奇次谐波电流,3次谐波电流的相 位是相同的,中性线的电流为一相3次谐波电流的三倍,且 数值较大,这种电路的应用有一定的局限性。
湘潭大学机械工程学院
2、晶闸管与负载连成内三角形的三相交流调压电路
优点:由于晶闸管串接在三 角形内部,流过的是相电流, 在同样线电流情况下,管子 的容量可降低,另外线电流 中无3的倍数次谐波分量。 缺点:只适于负载是三个分 得开的单元的情况,因而其 应用范围也有一定的局限性。
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② 控制角α=30º
以U相为例,uU过零变正 30º 后发出VT1的触发脉冲 ug1,uU过零变负30º 后发出 VT4的触发脉冲ug2 。 归纳α=30º时的导通特点 如下:每管持续导通150º ; 有的区间由两个晶闸管同时 导通构成两相流通回路,也 有的区间三个晶闸管同时导 通构成三相流通回路。
负载上获得负向电压。 如果工作期间α角不变,则输出电压为矩形波交流电 压,如图(b)所示。 改变正反组切换频率可以调节输出交流电的频率, 而改变的α大小即可调节矩形波的幅值。
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(2) 正弦波型交-交变频器
主电路与方波型的主电路相同,但正弦波型交-交变频器输出 电压的平均值按正弦规律变化,克服了方波型交-交变频器输出 波形高次谐波成分大的缺点。 在正组桥整流工作时,使控制角α从 / 2 0 / 2 ,输出的 平均电压由低到高再到低的变化。 在负组桥逆变工作时,使控制角α从 / 2 / 2 ,就可以 获得平均值可变的负向逆变电压。
(2) 斩波控制:利用脉宽调制技术把交流电压波形分割 成脉冲列,改变脉冲的占空比即可达到调接平均输出 电压的目的。

第5章 正弦交流电路

第5章  正弦交流电路

j I2 I
I1 +1
O
例2 相量图(三角形) 相量图(三角形)
j I I2
I1 +1
O
§5 – 3 单一参数的正弦交流电路
一、电阻元件 1. u – i 关系 R u i ωt u
i
相量表示
U=RI
I
U
2. 功率关系 p
P i ωt
p 始终 ,R——耗能元件 始终>0, 耗能元件 P = UI = RI2 = U2/R
导纳角 φY = tg-1 (BC –XL )/G ——阻抗角 阻抗角 当 BC >BL 时,φY > 0 ,i 超前于 u ——容性 容性 当 BC <BL 时, φY < 0 ,u 超前于 i ——感性 感性 当 BC= BL 时, φY = 0 ,u 、i 同相 ——纯电导 纯电导
二、相量图——两个三角形 相量图 两个三角形 I= IG + IL + IC I U IG G IL L IC C
G
பைடு நூலகம்
φY
U IG IB I IL IC
φY
y
B
例题
R=30
XL=40
U=120V
求各电流及Y 求各电流及 设U = 120
I
0o V
U
R
IR
IL
L
IR = U/R= 4 A IL = U/jXL = – j3A I = IR+ IL =4 – j3A=5 – 37oA Y=1/R – j/XL=1/30 – j1/40(S) I IR IL U
2. 频率特性 XL=ωL ω U 相量表示 U = j(ωL) I I
3. 功率关系 p ωt

电力电子技术_交流-交流变换技术

电力电子技术_交流-交流变换技术

单窄脉冲控制运行示意
宽脉冲或脉冲列控制运行示意
5.2
单相交流调压电路
参数分析( π)
负载电压有效值:
Uorms 1 sin2 sin2( ) 2 ( 2 U sin t ) d t U rms rms π π
2
负载电流有效值:
5.2
单相交流调压电路
U orms mT Urms Tc
晶闸管交流调功器
输出电压: 输出功率: Po mT P1
Tc
两种工作模式示意
5.2
单相交流调压电路
晶闸管交流无触点开关
5.3
三相交流调压电路
三相交流调压电路常见结构
5.3
三相交流调压电路
Y型联接三相交流调压电路结构
其中:
D ton Tc
n nπD
c 2π / Tc
5.2
单相交流调压电路
常用交流开关电路结构
5.2
单相交流调压电路
常用控制模式
互补控制
uip和uin分别为交流正、负半周对应的同步信号,控制 交流开关导通的参考方向。
当uip有效时,VT1和VT3交替施加驱动信号,当uin有
负载电流等于交流电源电流
5.2
单相交流调压电路
2U rms sint 2 U rms 1 ( ) d ( t ) 2π R R
π
(3)流过晶闸管的电流平均值和有效值:
I VTrms sin2 π 1 I orms 4π 2π 2
(4)电路的功率因数:

P I orms U orms U orms sin2 π S I inrms U inrms U rms 2π π

【学习】第五章信号调理电路

【学习】第五章信号调理电路

一般采用音频交流电压(5~10kHZ)作为电桥电源。 这时,电桥输出将为调制波,外界工频干扰不易从线路 中引入,并且后接交流放大电路简单无零漂。
采用交流电桥时,必须注意影响测量误差的一些因素。
如:电桥中元件之间的互感影响;无感电阻的残余阻抗; 邻近交流电路对电桥的感应作用;泄漏电阻以及元件之间、 元件与地之间的分布电容等。
整理课件
33
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34
§2 调频与解调
(1)调频
调频(频率调制)是利用信号电 压的幅值控制一个振荡器,振荡 器输出的是等幅波,但其振荡频 率偏移量和信号电压成正比。
当信号电压为零时,调频波的频率等于中心频率(载波频 率);信号电压为正值时频率提高,负值时则降低。所以调 频波是随信号而变化的疏密不等的等幅波。
-fm
fm
-f0
f0
时域分析
频域分析
由脉冲函数的卷积性质知:一个函数与单位脉冲函数卷积的结
果,就是将其以坐标原点为中心的频谱平移到该脉冲函数处。
即调制后的结果就相当于把原信号的频谱图形由原点平移至
载波频率 f 0 处,幅值减半。
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24
从调幅原理看,载波频率 f 0 必须高于原 信号中的最高频率 f m 才能使已调波仍 保持原信号的频谱图形,不致重叠。
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27
g(t)1 2x(t)1 2x(t)co4sf0t
据傅里叶变换性质可得:
G (f) 1 2X (f) 1 4X (f 2 f0 ) 1 4X (f 2 f0 )
若用一个低通滤波器滤去中心
频率为 2 f 0 的高频成分,那
么将可以复现原信号的频谱 (幅值减小为一半),若用放 大处理来补偿幅值减小,可得 到原调制信号。

第五章 X线机主机单元电路分析--2

第五章 X线机主机单元电路分析--2

2
一、管电压调节

Jining Medical University


X线的质是由管电压的大小决定的,调节管电压 就能有效地控制X线的质。由于人体各组织部位 密度、厚度的差异很大,要求机器必须有一个调 节范围很宽的电压调节系统。 在实际电路中,通常是通过调整自耦变压器的输 出电压,以调整高压变压器初级电压,进而调整 高压变压器次级电压,最终实现管电压的调整。 中小功率诊断X线机管电压的调节范围为30~90KV( 调节比为3);大功率诊断X线机管电压的调节范围 为30~150KV(调节比为5)。
25
Jining Medical University

我国卫生部规定,管电压精度为7%,mAs值精度为
20%。实验表明,X线管管电压比正常值高10%时, X线胶片感光量将增加60%~70%;管电压比正常值 低10%时,X线胶片感光量减弱40%~50%。可见管 电压的变化对成像的对比度和密度影响都很大, 需准确测量和指示。
(三)初、次级配合控制与三极X线管控制


初、次级配合控制工作原理:在高压初级电路上 串接高压预上闸接触器的控制接点,在高压次级 的正、负端各串接一只高压调整管。在曝光手闸 按下时,高压预上闸接触器先工作,由高压变压 器及高压整流器产生直流高压,但因栅控电路的 作用,高压调整管处于阻断状态,高压次级电路 不通,只有当调整管的栅控电位到达失控电位时 ,高压才能加到X线管两端,产生X线。 优点:完全避免了高压初级电路的电弧放电。高 压调整管除具有开关管的作用外,还具有使kV波 形平稳的稳压调整作用。
用预示的方法,即在X线管未加负载时,预先将本 次曝光X线管两端可能加的实际管电压指示出来, 称管电压的预示。
27

高中物理选修3-2 第五章交流电-4.变压器(课件)(共70张PPT)

高中物理选修3-2 第五章交流电-4.变压器(课件)(共70张PPT)
题目 21
A组能力训练题1 1、一个正常工作的理想变压器的原副线圈中,下列 的哪个物理量不一定相等:( B ) A、交变电流的频率 B、电流的有效值 C、电功率 D、磁通量的变化率
22
A组能力训练题2 2、变压器在使用中,下列说法中正确的是( AC ) A.原线圈中输入的电流,随着副线圈中的输出电流的 增大而增大 B.原线圈输入的电压,随着副线圈中的输出电流的增 大而增大 C.当副线圈空载(断路)时,原线圈中无电流 D.当副线圈空载时,原线圈上电压为零
解析:对于一定的变压器来说,U2由U1决定,I1由I2 决定,P1由P2决定。
27
A组能力训练题7
7. 利用如图所示的电流互感器可以测量被测电路中的电
流,若互感器原副线圈的匝数比n1:n2=1:100, 交流电流表 A的示数是50mA,则被测电路的电流为( B )
A. 0.5A B. 5A C. 0.5mA D. 50mA
16
例1、 一个理想变压器,原线圈和副线圈的匝数分别 为n1和n2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功 率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2,已知n1>n2,则 ( BC ) A.U1>U2,P1<P2 B.P1=P2 ,I1<I2, C.I1<I2,U1>U2 D.P1>P2,I1>I2
解析:本题根据理想变压器电压与匝数的关系进行求解. 因理想变压器电压与匝数的成正比关系,
U1 U2 ΔU n1 n2 Δn 现副线圈电压下降3V,故U1:n1=3:18,
解得:n1=1320匝。
18
例3、 有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原副
线圈电路中,如图所示,若将该电路与交流电源接通,
解见下页 19
解析: 电键接1时,灯均正常发光,表明 I1=I2', I2=4I1,n1/n2=I2/I1=4, 变压器为降压变压器

第五章直流交流(DCAC)变换.

第五章直流交流(DCAC)变换.

第五章直流一交流(DC—AC变换5.1 逆变电路概述5.1.1 晶闸管逆变电路的换流问题DC—AC变换原理可用图5-1所示单相逆变电路来说明,其中晶闸管元件VT1、VT4,VT2、VT3成对导通。

当VT、VT4导通时,直流电源E通过VT1、VE向负载送出电流,形成输出电压%左(+)、右(-),如图5-1 (a)所示。

当VT2、VT3导通时,设法将VT1、VT4关断,实现负载电流从VT1、VT4向VT a、VT3的转移,即换流。

换流完成后,由VT a、VT3向负载输出电流,形成左(-)、右(+)的输出电压%,如图5-1 (b)所示。

这两对晶闸管轮流切换导通,则负载上便可得到交流电压呦,如图5-1(c)波形所示。

控制两对晶闸管的切换导通频率就可调节输出交流频率,改变直流电压E的大小就可调节输出电压幅值。

输出电流的波形、相位则决定于交流负载的性质。

f;图5-1 DC —AC变换原理要使逆变电路稳定工作,必须解决导通晶闸管的关断问题,器件,在承受正向电压条件下只要门极施加正向触发脉冲即可导通。

作用,只有使阳极电流衰减至维持电流以下才能关断。

常用的晶闸管换流方法有:(1)电网换流(2)负载谐振式换流(3)强迫换流即换流问题。

晶闸管为半控但导通后门极失去控制5.1.2 逆变电路的类型逆变器的交流负载中包含有电感、电容等无源元件,它们与外电路间必然有能量的交换,这就是无功。

由于逆变器的直流输入与交流输出间有无功功率的流动,所以必须在直流输入端设置储能元件来缓冲无功的需求。

在交一直一交变频电路中,直流环节的储能元件往往被当作滤波元件来看待,但它更有向交流负载提供无功功率的重要作用。

根据直流输入储能元件类型的不同,逆变电路可分为两种类型:1.电压源型逆变器电压源型逆变器是采用电容作储能元件,图电压源型逆变器有如下特点:1)直流输入侧并联大电容C用作无功功率缓冲环节(滤波环节),构成逆变器低阻抗的电源内阻特性(电压源特性),即输出电压确定,其波形接近矩形,电流波形与负载有关,接近正弦。

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E. 形负载内接 三个可控元件 电路
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
5-8
第五章
5.2 单相交流调压电路的分析
• 以反并联交流调压电路为例
• 电阻负载
– 交流电压有效值 UR
U Rπ 1 ( 2 U 1 s it) n 2 d tU 1π π - s2 π in2
– 负载的电流有效值
第五章
第五章 交流调压电路
May 1, 2000
北方交通大学电气工程系
5-1
第五章
第五章
第五章
单相调压器的基本电路
A. 反并联电路
B. 混合反并联电路
May 1, 2000
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5-4
第五章
单相调压器的基本电路(续)
C. 二极管桥式电路 D. 混合桥式电路
May 1, 2000
– 晶闸管的电流有效值 I及通态平均电流 IT
I2 1 ( 2 R U 1 sit) n 2 dt I02 ( 4 ) s2 in
IT1I.m 5a7x0.45U R1
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5-10
• 交流调压器R负载时的参数与关系
第五章
May 1, 2000
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5-19
第五章
• 三相交流调压器正常工作的基本条件
– 在三相电路中至少有一相正向晶闸管与另一 相反向晶闸管同时导通。
– 为了保证电路起始工作时两个晶闸管能同时 导通,并且在感性负载和控制角较大时,也 能使不同相的正、反两个晶闸管同时导通, 要求采用宽脉冲,或者双窄触发脉冲电路。
May 1, 2000
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5-13
第五章 d. 控制角、功率因数角与导通角的关系
si n ( ) si n ) e ( /ta n
– 单相交流调压器 时的 = f (、 ) 曲线
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5-14
e. 几种典型情况: (1) = 0
– 各触发信号应与相应的交流电源电压相序一 致,并且与电压同步。
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5-20
第五章 • 三相交流调压电路在电阻负载下的波形与参数
– 波形(见图)
– 输出电压 有效值 Ua
Ua
1
ii1u2d t
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5-21
– 电阻负载三相调压电路输出电压
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第五章
5-26
• 交流斩波调压电路 GTR交流斩波器
第五章 GTO交流斩波器
May 1, 2000
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5-27
用GTR构成的三相交流斩波器
第五章
May 1, 2000
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5-28
式中 I* ---晶闸管的标幺电流有效值
I* I 2I 0
– 晶闸管电流有效值
IL 2I0I*
May 1, 2000
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5-17
第五章 – 晶闸管标幺电流有效值 I*与 、的关系
May 1, 2000
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5-18
第五章
5.3 三相交流调压电路的分析
• 分析举例电路
第五章
(a) 晶闸管反 并联电路
(b) 晶闸管与 二极管反 并联电路
May 1, 2000
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5-22
第五章
• 三相交流调压电路在感性负载下的工况 – 三相交流调压电路的 I*与 、 的关系
May 1, 2000
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5-23
第五章
– 感性负载( = 45)下三相调压电路 的电流波形
May 1, 2000
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5-24
第五章
5.4 交流斩波调压电路
• 交流斩波调压的原理与基本性能 – 原理图
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5-25
– 交流斩波电路输出电压 (a) 电阻负载 (b) 感性负载 (d) 改善cos 的斩波调压
导通比:
t on
T
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5-5
第五章
三相调压器的基本电路
A. 反并联电路
B. 混合反并联电路
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5-6
第五章
三相调压器的基本电路(续)
C. 形负载内接 反并联电路
D. 形负载内接 形反并联电路
May 1, 2000
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5-7
第五章
三相调压器的基本电路(续)
5-11
第五章
单相交流调压电路的分析(续)
• 电感性负载 a. 电路
b. 电压与电流波形
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5-12
c. 负载电流表达式 – 感性负载电流 iL的两个分量 iL1、 iL2
第五章
– 电流表达式
iL iL 1 iL 2
2 I0sitn si ne t/ta n
IRU R RU R 1π π - s2 π in I0 2π π - s2 π in2
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5-9
第五章 – 功率因数
视 有在 功 U U 功 功 R 1 I IR R = 率 率 π π - s2 π in2
– 晶闸管的电流平均值
Id TR 1 2 1 2 U 1 sitn d t 2 2 I0 1 co s
(2) 不等于 0 < 180
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第五章
5-15
(3) =
(4)
窄脉冲
第五章
宽脉冲
May 1, 2000
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5-16
第五章
单相交流调压电路的分析(续)
• 感性负载时晶闸管电流和负载电流的有效值
– 晶闸管电流有效值
I 2I0I*
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