电力电子技术总结（一）.doc

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1、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。电力电子技术总结 1晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是阳极，门极和阴极。2单向半波可控整流电路中，控制角最大移相范围是0180 3单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始导通到关断之间的角度是导通角4在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为6u25在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控可获得较高的输出电压 6直流斩波电路是将交流电能转化为直流电能的电路 7逆变器分为有源逆变器和无源逆变器8大型同步发电机励磁系统处于灭磁运行时，三相全控桥式变流器工作于有源逆变 9斩波器的时间比控制方式分为

2、点宽调频，定频调宽，调宽调频三种10dc/dc变换的两种主要形式为斩波电路控制型和直交直电路11在三相全控桥式变流电路中，控制角和逆变角的关系为+= 12三相桥式可控整流电路中，整流二极管在每个输入电压基波周期内环流次数为6次13在三相全控桥式整流逆变电路中，直流侧输出电压ud=-2.34u2cos14在大多数工程应用中，一般取最小逆变角的范围是=3015在桥式全控有源逆变电路中，理论上你逆变角的范围是03016单相桥式整流电路能否用于有源逆变电路中是 17改变spwm逆变器中的调制比，可以改变输出电压的幅值电流型逆变器中间直流环节贮能元件是大电感 19三相半波可控整流电路能否用于有源逆变电路

3、中。能 20在三相全控整流电路中交流非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有星型和三角形21抑制过电压的方法之一是用储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗22为了利用功率晶闸管的关断，驱动电流后延应是一个负脉冲 23180导电型电压源型三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上下两个开关元件之间进行 24改变spwm逆变器的调制波频率，可以改变输出电压的基波频率。 25恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是减小器件的存储时间，从而加快关断时间。26在三相全控桥式整流电路单脉冲触发方式中，要求脉冲宽度大于6027整流电路的总的功率因数p/s 28pwm跟踪控制法的常用的有滞环比较方式和三

4、角波比较方式 29单相pwm控制整流电路中，电源isy与us完全相位时，该电路工作在整流状态30pwm控制电路中载波比为载波频率与调制信号之比fc/fr 31电力电子就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。分为电力电子器件制造技术和变流技术 32电力电子系统由主电路，控制电路，检测电路，驱动电路和保护电路组成。33整流电路：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。34逆变电路定义：把直流电逆变为交流电的电路 35有源逆变电路：将交流侧和电网连接时的逆变电路，实质是整流电路形式。36无源逆变电路：将交流侧不与电网连接，而直接接到负载

5、的电路。逆变电路分类： 为电压型逆变电路（直流侧为电压源）和电源型逆变电路（直流侧为电流源）38pwm控制定义：脉冲宽度控制技术39spwm波形：pwm波形脉冲宽度按正弦规律变化，与正弦波等效时。40异步调制：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式，即n值不断变化。 41控制方式：保持载波频率fc固定不变，这样当调制信号频率fr变化时，载波比n试变化的 42同步调制。在逆变器输出变频工作时，使载波与调制信号波保持同步的调制方式，即改变调制信号波频率的同时成正比的改变载波频率，保持载波比n等于常数。 43分段同步调制。把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段，每个频段内保持载波比n为恒定，不同频

6、段内的载波比不同。 扩展阅读： 1、电力电子技术的概念。所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。 2、电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 3、晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。 4、70年代后期，以门极可关断晶闸管（gto）、电力双极型晶体管（bjt）和电力场效应晶体管（power-mosfet）为代表的全控型器件迅速发展。 5、全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。 6、把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在

7、一起，构成电力电子集成电路（pic）。 第二章 1、电力电子器件的特征 所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电子器件。 为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。由信息电子电路来控制，而且需要驱动电路。 自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工作时一般都需要安装散热器2、电力电子器件的功率损耗 通态损耗断态损耗 开通损耗 开关损耗 关断损耗 3、电力电子器件的分类 （1）按照能够被控制电路信号所控制的程度半控型器件：主要是指晶闸管（thyristor）及其大部分派生器件。器件的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的

8、。全控型器件：目前最常用的是igbt和powermosfet。通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断。不可控器件：电力二极管（powerdiode）不能用控制信号来控制其通断。（2）按照驱动信号的性质电流驱动型：通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。电压驱动型仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。（3）按照驱动信号的波形（电力二极管除外）脉冲触发型通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。电平控制型必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状

9、态。 4、几种常用的电力二极管：普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管肖特基二极管优点在于：反向恢复时间很短（1040ns），正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；因此，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高。弱点在于：当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求，因此多用于200v以下的低压场合；反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。 5、晶闸管除门极触发外其他几种可能导通的情况 阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应阳极电压上升率du/dt过高结温较高光触

10、发 6、延迟时间td（0.51.5us）上升时间tr（0.53us）开通时间tgt=td+tr反向阻断恢复时间trr正向阻断恢复时间tgr关断时间tq=trr+tgr 7、gto（门极可关断晶闸管）是晶闸管的一种派生器件，但可以通过在门极施加负的脉冲电流使其关断，因而属于全控型器件。 8、开通时间ton延迟时间与上升时间之和。 关断时间toff一般指储存时间和下降时间之和，而不包括尾部时间。 9、电力场效应晶体管（电力mosfet）特点： 驱动电路简单，需要的驱动功率小。开关速度快，工作频率高。 热稳定性优于gtr。电流容量小，耐压低，多用于功率不超过10kw的电力电子装置。 10、绝缘栅双极

11、晶体管开关特性： 开通过程。开通延迟时间td（on）电流上升时间tr电压下降时间tfv开通时间ton=td（on）+tr+tfvtfv分为tfv1和tfv2两段。 关断过程：关断延迟时间td（off）电压上升时间trv电流下降时间tfi关断时间toff=td（off）+trv+tfitfi分为tfi1和tfi2两段11、硅的禁带宽度为1.12电子伏特（ev） 12、功率集成电路与集成电力电子模块特点：可缩小装置体积，降低成本，提高可靠性。对工作频率高的电路，可大大减小线路电感，从而简化对保护和缓冲电路的要求。功率集成电路与集成电力电子模块发展现状： 功率集成电路的主要技术难点。高低压电路之间的

12、绝缘问题以及温升和散热的处理。以前功率集成电路的开发和研究主要在中小功率应用场合。 智能功率模块在一定程度上回避了上述两个难点，最近几年获得了迅速发展。功率集成电路实现了电能和信息的集成，成为机电一体化的理想接口。 第三章 1、整流电路的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。 2、单相全波与单相全控桥的区别 单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。 单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。 单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。从上述后两点考虑，单相全波电路有利于在低输出电压的

13、场合应用。 3、变压器漏感对整流电路影响的一些结论： 出现换相重叠角，整流输出电压平均值ud降低。整流电路的工作状态增多。 晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通，有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dt。 换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。 换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。 4、无功的危害。导致设备容量增加。使设备和线路的损耗增加。线路压降增大，冲击性负载使电压剧烈波动。 谐波的危害降低发电、输电及用电设备的效率。影响用电设备的正常工作。引起电网局部的谐振，使谐波放大，加剧危害。导致继电保护和自动装置的误动作。对通信系统造

14、成干扰。 5、逆变（invertion）。把直流电转变成交流电的过程。 6、变流电路的交流侧不与电网联接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，称为无源逆变。 7、产生逆变的条件要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。 要求晶闸管的控制角a/2，使ud为负值。两者必须同时具备才能实现有源逆变。 8、半控桥或有续流二极管的电路，因其整流电压ud不能出现负值，也不允许直流侧出现负极性的电动势，故不能实现有源逆变，欲实现有源逆变，只能采用全控电路。 第五章电路正激 优点 电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单 电路非常简单，

15、成本很低，可靠性高，驱动电路简单 缺点 变压器单向激磁，利用率低 功率范围 几百w几kw 应用领域 各种中、小功率电源 反激 难以达到较大的功率，变压器单向激磁，利用率低 几w几十w 全桥 变压器双向励磁，容易达到大功率 结构复杂，成本高，有直几百w几百kw通问题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路 有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路 有偏磁问题 几百w几kw 小功率电子设备、计算机设备、消费电子设备电源。 大功率工业用电源、焊接电源、电解电源等 半桥 变压器双向励磁，没有变压器偏磁问题，开关较少，成本低 变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简单

16、各种工业用电源，计算机电源等 推挽 几百w几kw 低输入电压的电源 第七章 1、pwm（pulsewidthmodulation）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值）。 2、pwm控制技术在逆变电路中的应用最为广泛，对逆变电路的影响也最为深刻 第八章 1、现代电力电子装置的发展趋势是小型化、轻量化，同时对装置的效率和电磁兼容性也提出了更高的要求。 2、软开关电路的分类 根据电路中主要的开关元件是零电压开通还是零电流关断，可以将软开关电路分成零电压电路和零电流电路两大类，个别电路中，有些开关是零电压开通的，另一些开关是零电流关断的。 根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关pwm电路和零转换pwm电路。 第 11 页 共 11 页