03 AC-AC变换器（ACAC Converter）简介

文章目录

0、 杂记1、AC-AC变换器概述2、交流调压电路A 相控交流调压3、交流调压电路B 三相相控交流电压4、交流调压电路C 斩控交流电压5、交流调功电路6、交-交变频电路A 周波变换器7、交-交变频电路B 矩阵变换器8、AC-AC变换器总结

0、 杂记

在复杂的周期性振荡中，包含基波和谐波：

和该振荡最长周期相等的正弦波分量称为基波（比如中国家庭用电，220v，50hz，50hz的正弦震荡即为基波，但因为家庭用电的复杂性，比如大功率家用电器的突然开启，会拉低电压的赋值，对电压产生污染，产生谐波）相应于这个周期的频率称为基本频率，也就是说周期最大（频率最小）且幅度最大的那个就是基波。 （1）在复杂的周期性振荡中,包含基波和谐波。和该振荡最长周期相等的正弦波分量称为基波。相应于这个周期的频率称为基本频率。

频率等于基本频率的整倍数的正弦波分量称为谐波； （2）谐波就是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解，除了得到与基波频率相同的分量，还得到一系列大于基波频率的分量，这部分电量称为谐波。谐波频率与基波频率的比值（n=fn/f1） 称为谐波次数。谐波实际上是一种干扰；（3）法国数学家傅立叶(M．Fourier)分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率，幅度与相角。谐波可以I区分为偶次与奇次性，第3、5、7次编号的为奇次谐波，而2、1 4，6、8等为偶次谐波，如基波为50Hz时，2次谐波为lOOHz，3次谐波则是150Hz。

由傅里叶级数可知任何周期信号可以分解为 a0+a1cosw0t+a2cosw0t+…+b1sinw0t+b2sinw0t+… 的形式a0为直流分量（0次谐波）。基波（一次谐波）：其频率是信号的主要频率(基频)，谐波：其频率比信号的主要频率高，

1、AC-AC变换器概述

交流三要素：幅值、相位、频率 AC-AC变换器将一种交流变换波形转换为另一个交流波形，其中输出电压幅值和频率皆可调节

（1）改变交流电的幅值（改变输出电压）-》交流调压电路（2）改变电路周期通断 -》交流调功电路（3）改变交流电的频率（改变输出频率）-》交交变频电路（交-交直接变频、交-直-交间接变频）

2、交流调压电路A 相控交流调压

单相阻性（相控用SCR控制）

通过调节晶闸管的触发时刻可调节输出电压的大小 单相阻性 + 反并联式连结

有延迟角α，会导致波形缺失一部分。两SCR不能同时导通 单相阻感

3、交流调压电路B 三相相控交流电压

三相阻性（相控用SCR控制）

三相联结形式不同 星形连接（三相四线、三相三线） 三相电路中3的整数倍次谐波式同相位的，将全部流过零线，零线会有很大的3次及3的整数倍谐波，尤其在α=90°最明显 三相三线电路，其交流调压电路工作原理较三相四线工作原理复杂，其中任一相在导通时必须和另一相构成回路。与三相整流电路类似，电流流通路径有两个SCR，meanwhile为避免交流控制中SCR的过零关断，应该用双脉冲活宽脉冲触发。

4、交流调压电路C 斩控交流电压

斩控式 利用“斩波”的原理，同样可以实现对交流电压的调节。 开关S1作为斩波，导通时负载得到电压Vs；开关S2提供续流通道，S1关断时，可为阻感负载提供续流电路 斩控式的优点是输出电压仅包含基波和高次谐波分量，无低次谐波这样在斩波电路的输入和输出配置一定滤波器如C、LC 输入滤波：旁路斩波开关的高次谐波成分，使其不影响输入电源 输出滤波：使负载得到工频正选电压，滤除高频次谐波 用功率半导体器件代替理想开关

5、交流调功电路

交流调压：采用移相或斩波控制对输出电压调节 交流调功：对输出电能通断进行控制（传统继电器、固态继电器SSR）

6、交-交变频电路A 周波变换器

单相交交变频 变频器正组工作时，负载电流为正；负组工作时，负载电流为负。让两相按一定频率交替，则得到该频率的交流电。

根据延迟角α变化的不同： 方波型：其α角不变、谐波成分大、电流单相流通。 正弦波型：其α角按正弦规律变化、谐波成分较小、电流单相流通。原理：正组和反组都是三相半波相控电路（正半轴） 交交变频电路的负载可以是阻性、阻感、阻容或电动机负载

7、交-交变频电路B 矩阵变换器

三输入一输出交交变频 正半周用电压最高相斩波 负半轴用电压最低相斩波 斩波周期内面积相等原则 矩阵变换器

相电压输入矩阵变换器

线电压输入矩阵变换器

三相矩阵变换器

8、AC-AC变换器总结