文档介绍：17
可控硅相控交-交变频电路
晶闸管交交变频电路，也称周波变流器(Cycloconvertor),把电网频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路，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，实际使用的主要是三电流波形。
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。
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。
可以看出在阻感负载下，在一个输出电压周期内交交变频
器有4种工作状态。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。
图4-21是单相交交变频电路输出电压和电流的波形图。
考虑无环流工作方式下io过零的死区时间，一周期可分为6段。
第1段io<0,uo>0,反组逆变。第2段电流过零，为无环流死区。
第3段io>0,uo>0，为正组整流。第4段，io>0,uo<0,为正组逆变。
第5段又是无环流死区。第6段，io<0,uo<0,为反组整流。
图4-21 单相交交变频电路输出电压和电流波形
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当uo和io的相位差小于90°时，一周期内电网向负载提供能量的平均值为正，电动机工作在电动状态。当二者相位差大于90°时，一周期内电网向负载提供能量的平均值为负，电网吸收能量，电动机为发电状态。
3、正弦波输出电压的调制方法
通过不断改变控制角a，使交交变频电路的输出电压波形基波为正弦波的调制方法有多种。这里介绍最基本的、广泛使用的余弦交点法。
图4-22 余弦交点法原理
设Ud0为a = 0时整流电路的理想空载电压，则有
(4-20)
每次控制时a角不同，表示每次控制间隔内uo的
平均值。
设要得到的正弦电压为，应使
（4-21）
式中γ称为输出电压比，
因此有 （4-22）
这就是余弦交点法基本公式。
图4-22是对余弦交点法的进一步说明。电网线电压uab、 uac 、 ubc 、 uba 、 uca和ucb依次用u1 ~ u6表示。相邻两个线电压的交点对应于a =0。u1~u6所对应的同步信号分别用us1~us6表示。us1~us6比相应的u1~u6超前30°，us1~us6的最大值和相应线电压a =0的时刻对应。以a =0为零时刻，则us1~us6为余弦信号。希望输出电压为uo，则各晶闸管触发时刻由相应的同步电压us1~us6的下降段和uo的交点
来决定。
图4-23 不同g 时a和wot的关系
图4-23给出了在不同输出电压比γ的情况下，在输出
电压的一个周期内，控制角α随ωot变化的情况，图中
γ较小，即输出电压较低时，a只在离90°很近的范围
内变化，电路的输入功率因数非常低。余弦交接法用模拟
电路来实现线路复杂，且不易实现准确的控制。采用计算
机控制时可以方便准确的实现运算，使整个系统获得很好的性能。
4、输入输出特性
（1）输出上限频率 交交变频电路的输出电压是由许多段电压拼接而成，输出电压一个周期内拼接的电网电压段数越多，就可使输出电压越接近正弦波
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。每段电网电压的持续时间是由交流电路的脉波数决定的。输出频率增高时，输出电压一周期所含电网电压段数减少，波形畸变严重。电压波形畸变及其导致的电流波形畸变和转矩脉动是限制输出频率提高的主要因素。就输出波形畸变和输出上限频率的关系而言，很难确定一个明确的界限。当构成交交变频电路的两组变流电路的脉波数越多，输出上限频率就越高。当采用6脉波三相桥式电路时，输出上限频率不高于电网频率的1/3~1/2。电网频率为50Hz时，交交变频电路的输出上限频率约为20Hz。
（2）输入功率因数 交交变频电路采用相位控制方式，输入电流的相位总是滞后于输入电压，需要电网提供无功功率