電力電子技術(shù)總結(jié)

電力電子技術(shù)總結(jié)

1晶閘管是三端器件，三個引出電極分別是陽極，門極和陰極。2單向半波可控整流電路中，控制角α最大移相范圍是0~180°

3單相半波可控整流電路中，從晶閘管開始導(dǎo)通到關(guān)斷之間的角度是導(dǎo)通角4在電感性負(fù)載三相半波可控整流電路中，晶閘管承受的最大正向電壓為√6U25在輸入相同幅度的交流電壓和相同控制角的條件下，三相可控整流電路與單相可控整流電路比較，三相可控可獲得較高的輸出電壓

6直流斬波電路是將交流電能轉(zhuǎn)化為直流電能的電路

7逆變器分為有源逆變器和無源逆變器8大型同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)處于滅磁運(yùn)行時，三相全控橋式變流器工作于有源逆變

9斬波器的時間比控制方式分為點(diǎn)寬調(diào)頻，定頻調(diào)寬，調(diào)寬調(diào)頻三種10DC/DC變換的兩種主要形式為斬波電路控制型和直交直電路11在三相全控橋式變流電路中，控制角和逆變角的關(guān)系為α+β=π

12三相橋式可控整流電路中，整流二極管在每個輸入電壓基波周期內(nèi)環(huán)流次數(shù)為6次13在三相全控橋式整流逆變電路中，直流側(cè)輸出電壓Ud=-2.34U2cosβ14在大多數(shù)工程應(yīng)用中，一般取最小逆變角β的范圍是β=30°15在橋式全控有源逆變電路中，理論上你逆變角β的范圍是0~30°16單相橋式整流電路能否用于有源逆變電路中是

17改變SPWM逆變器中的調(diào)制比，可以改變輸出電壓的幅值電流型逆變器中間直流環(huán)節(jié)貯能元件是大電感

19三相半波可控整流電路能否用于有源逆變電路中？能

20在三相全控整流電路中交流非線性壓敏電阻過電壓保護(hù)電路的連接方式有星型和三角形21抑制過電壓的方法之一是用儲能元件吸收可能產(chǎn)生過電壓的能量，并用電阻將其消耗22為了利用功率晶閘管的關(guān)斷，驅(qū)動電流后延應(yīng)是一個負(fù)脈沖

23180°導(dǎo)電型電壓源型三相橋式逆變電路，其換相是在同一橋臂的上下兩個開關(guān)元件之間進(jìn)行

24改變SPWM逆變器的調(diào)制波頻率，可以改變輸出電壓的基波頻率。

25恒流驅(qū)動電路中抗飽和電路的主要作用是減小器件的存儲時間，從而加快關(guān)斷時間。26在三相全控橋式整流電路單脈沖觸發(fā)方式中，要求脈沖寬度大于60°27整流電路的總的功率因數(shù)P/S

28PWM跟蹤控制法的常用的有滯環(huán)比較方式和三角波比較方式

29單相PWM控制整流電路中，電源IsY與Us完全相位時，該電路工作在整流狀態(tài)30PWM控制電路中載波比為載波頻率與調(diào)制信號之比Fc/Fr

31電力電子就是使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，主要用于電力變換。分為電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)

32電力電子系統(tǒng)由主電路，控制電路，檢測電路，驅(qū)動電路和保護(hù)電路組成。33整流電路：將交流電能變成直流電能供給直流用電設(shè)備的變流裝置。34逆變電路定義：把直流電逆變?yōu)榻涣麟姷碾娐?/p>

35有源逆變電路：將交流側(cè)和電網(wǎng)連接時的逆變電路，實(shí)質(zhì)是整流電路形式。36無源逆變電路：將交流側(cè)不與電網(wǎng)連接，而直接接到負(fù)載的電路。逆變電路分類：為電壓型逆變電路（直流側(cè)為電壓源）和電源型逆變電路（直流側(cè)為電流源）38PWM控制定義：脈沖寬度控制技術(shù)39SPWM波形：PWM波形脈沖寬度按正弦規(guī)律變化，與正弦波等效時。40異步調(diào)制：載波信號和調(diào)制信號不保持同步的調(diào)制方式，即N值不斷變化。

41控制方式：保持載波頻率Fc固定不變，這樣當(dāng)調(diào)制信號頻率Fr變化時，載波比N試變化的

42同步調(diào)制：在逆變器輸出變頻工作時，使載波與調(diào)制信號波保持同步的調(diào)制方式，即改變調(diào)制信號波頻率的同時成正比的改變載波頻率，保持載波比N等于常數(shù)。

43分段同步調(diào)制：把逆變電路的輸出頻率范圍劃分成若干個頻段，每個頻段內(nèi)保持載波比N為恒定，不同頻段內(nèi)的載波比不同。

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1、電力電子技術(shù)的概念：所謂電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。

2、電力電子技術(shù)的誕生是以1957年美國通用電氣公司研制出第一個晶閘管為標(biāo)志的。3、晶閘管是通過對門極的控制能夠使其導(dǎo)通而不能使其關(guān)斷的器件，屬于半控型器件。對晶閘管電路的控制方式主要是相位控制方式，簡稱相控方式。4、70年代后期，以門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）和電力場效應(yīng)晶體管（Power-MOSFET）為代表的全控型器件迅速發(fā)展。

5、全控型器件的特點(diǎn)是，通過對門極（基極、柵極）的控制既可使其開通又可使其關(guān)斷。6、把驅(qū)動、控制、保護(hù)電路和電力電子器件集成在一起，構(gòu)成電力電子集成電路（PIC）。

第二章

1、電力電子器件的特征

◆所能處理電功率的大小，也就是其承受電壓和電流的能力，是其最重要的參數(shù)，一般都遠(yuǎn)大于處理信息的電子器件。

◆為了減小本身的損耗，提高效率，一般都工作在開關(guān)狀態(tài)�！粲尚畔㈦娮与娐穪砜刂�,而且需要驅(qū)動電路。

◆自身的功率損耗通常仍遠(yuǎn)大于信息電子器件，在其工作時一般都需要安裝散熱器2、電力電子器件的功率損耗

通態(tài)損耗斷態(tài)損耗

開通損耗

開關(guān)損耗

關(guān)斷損耗

3、電力電子器件的分類

（1）按照能夠被控制電路信號所控制的程度◆半控型器件：主要是指晶閘管（Thyristor）及其大部分派生器件。器件的關(guān)斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的�！羧�控型器件：目前最常用的是IGBT和PowerMOSFET。通過控制信號既可以控制其導(dǎo)通，又可以控制其關(guān)斷�！舨豢煽仄骷�：電力二極管（PowerDiode）不能用控制信號來控制其通斷。（2）按照驅(qū)動信號的性質(zhì)◆電流驅(qū)動型：通過從控制端注入或者抽出電流來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制�！綦妷候�(qū)動型僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。（3）按照驅(qū)動信號的波形（電力二極管除外）◆脈沖觸發(fā)型通過在控制端施加一個電壓或電流的脈沖信號來實(shí)現(xiàn)器件的開通或者關(guān)斷的控制�！綦娖娇刂菩捅仨毻ㄟ^持續(xù)在控制端和公共端之間施加一定電平的電壓或電流信號來使器件開通并維持在導(dǎo)通狀態(tài)或者關(guān)斷并維持在阻斷狀態(tài)。

4、幾種常用的電力二極管：普通二極管、快恢復(fù)二極管、肖特基二極管肖特基二極管優(yōu)點(diǎn)在于：反向恢復(fù)時間很短（10~40ns），正向恢復(fù)過程中也不會有明顯的電壓過沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管；因此，其開關(guān)損耗和正向?qū)�通損耗都比快速二極管還要小，效率高。弱點(diǎn)在于：當(dāng)所能承受的反向耐壓提高時其正向壓降也會高得不能滿足要求，因此多用于200V以下的低壓場合；反向漏電流較大且對溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度。

5、晶閘管除門極觸發(fā)外其他幾種可能導(dǎo)通的情況

◆陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng)◆陽極電壓上升率du/dt過高◆結(jié)溫較高◆光觸發(fā)

6、延遲時間td(0.5~1.5us)上升時間tr(0.5~3us)開通時間tgt=td+tr反向阻斷恢復(fù)時間trr正向阻斷恢復(fù)時間tgr關(guān)斷時間tq=trr+tgr

7、GTO（門極可關(guān)斷晶閘管）是晶閘管的一種派生器件，但可以通過在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷，因而屬于全控型器件。

8、◆開通時間ton延遲時間與上升時間之和。

◆關(guān)斷時間toff一般指儲存時間和下降時間之和，而不包括尾部時間。9、電力場效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）特點(diǎn)：

◆驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小�！糸_關(guān)速度快，工作頻率高。

◆熱穩(wěn)定性優(yōu)于GTR�！綦娏魅萘啃。�耐壓低，多用于功率不超過10kW的電力電子裝置。10、絕緣柵雙極晶體管開關(guān)特性：

開通過程：開通延遲時間td(on)電流上升時間tr電壓下降時間tfv開通時間ton=td(on)+tr+tfvtfv分為tfv1和tfv2兩段。

關(guān)斷過程：關(guān)斷延遲時間td(off)電壓上升時間trv電流下降時間tfi關(guān)斷時間toff=td(off)+trv+tfitfi分為tfi1和tfi2兩段11、硅的禁帶寬度為1.12電子伏特（eV）

12、功率集成電路與集成電力電子模塊特點(diǎn)：可縮小裝置體積，降低成本，提高可靠性。對工作頻率高的電路，可大大減小線路電感，從而簡化對保護(hù)和緩沖電路的要求。功率集成電路與集成電力電子模塊發(fā)展現(xiàn)狀：

◆功率集成電路的主要技術(shù)難點(diǎn)：高低壓電路之間的絕緣問題以及溫升和散熱的處理。◆以前功率集成電路的開發(fā)和研究主要在中小功率應(yīng)用場合。

◆智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩個難點(diǎn),最近幾年獲得了迅速發(fā)展�！艄β始�成電路實(shí)現(xiàn)了電能和信息的集成，成為機(jī)電一體化的理想接口。

第三章

1、整流電路的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟娔芄┙o直流用電設(shè)備。2、◆單相全波與單相全控橋的區(qū)別

單相全波中變壓器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，材料的消耗多。

單相全波只用2個晶閘管，比單相全控橋少2個，相應(yīng)地，門極驅(qū)動電路也少2個；但是晶閘管承受的最大電壓是單相全控橋的2倍。

單相全波導(dǎo)電回路只含1個晶閘管，比單相橋少1個，因而管壓降也少1個。從上述后兩點(diǎn)考慮，單相全波電路有利于在低輸出電壓的場合應(yīng)用。3、變壓器漏感對整流電路影響的一些結(jié)論:

出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低。整流電路的工作狀態(tài)增多。

晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通，有時人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。

換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正的du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加吸收電路。

換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。

4、無功的危害：◆導(dǎo)致設(shè)備容量增加�！羰乖O(shè)備和線路的損耗增加�！艟�路壓降增大，沖擊性負(fù)載使電壓劇烈波動。

諧波的危害◆降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率�！粲绊懹秒娫O(shè)備的正常工作�！粢�起電網(wǎng)局部的諧振，使諧波放大，加劇危害�！魧�(dǎo)致繼電保護(hù)和自動裝置的誤動作�！魧νㄐ畔到y(tǒng)造成干擾。5、逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過程。

6、變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，即把直流電逆變?yōu)槟骋活l率或可調(diào)頻率的交流電供給負(fù)載，稱為無源逆變。7、產(chǎn)生逆變的條件要有直流電動勢，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。

要求晶閘管的控制角a>π/2，使Ud為負(fù)值。兩者必須同時具備才能實(shí)現(xiàn)有源逆變。

8、半控橋或有續(xù)流二極管的電路，因其整流電壓ud不能出現(xiàn)負(fù)值，也不允許直流側(cè)出現(xiàn)負(fù)極性的電動勢，故不能實(shí)現(xiàn)有源逆變，欲實(shí)現(xiàn)有源逆變，只能采用全控電路。

第五章電路正激

優(yōu)點(diǎn)

電路較簡單，成本低，可靠性高，驅(qū)動電路簡單

電路非常簡單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動電路簡單

缺點(diǎn)

變壓器單向激磁，利用率低

功率范圍

幾百W~幾kW

應(yīng)用領(lǐng)域

各種中、小功率電源

反激

難以達(dá)到較大的功率，變壓器單向激磁，利用率低

幾W~幾十W

全橋

變壓器雙向勵磁，容易達(dá)到大功率

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，有直幾百W~幾百kW通問題，可靠性低，需要復(fù)雜的多組隔離驅(qū)動電路

有直通問題，可靠性低，需要復(fù)雜的隔離驅(qū)動電路

有偏磁問題

幾百W~幾kW

小功率電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、消費(fèi)電子設(shè)備電源。

大功率工業(yè)用電源、焊接電源、電解電源等

半橋

變壓器雙向勵磁，沒有變壓器偏磁問題，開關(guān)較少，成本低

變壓器雙向勵磁，變壓器一次側(cè)電流回路中只有一個開關(guān)，通態(tài)損耗較小，驅(qū)動簡單

各種工業(yè)用電源，計(jì)算機(jī)電源等

推挽

幾百W~幾kW

低輸入電壓的電源

第七章

1、PWM（PulseWidthModulation）控制就是對脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過對一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）。

2、PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應(yīng)用最為廣泛，對逆變電路的影響也最為深刻

第八章

1、現(xiàn)代電力電子裝置的發(fā)展趨勢是小型化、輕量化，同時對裝置的效率和電磁兼容性也提出了更高的要求。2、軟開關(guān)電路的分類

◆根據(jù)電路中主要的開關(guān)元件是零電壓開通還是零電流關(guān)斷，可以將軟開關(guān)電路分成零電壓電路和零電流電路兩大類，個別電路中，有些開關(guān)是零電壓開通的，另一些開關(guān)是零電流關(guān)斷的。

◆根據(jù)軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的歷程可以將軟開關(guān)電路分成準(zhǔn)諧振電路、零開關(guān)PWM電路和零轉(zhuǎn)換PWM電路。

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