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(gè)引出電極分別是陽(yáng)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(kāi)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(wú)源逆變器8大型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)處于滅磁運(yùn)行時(shí)，三相全控橋式變流器工作于有源逆變

9斬波器的時(shí)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(gè)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(guò)電壓保護(hù)電路的連接方式有星型和三角形21抑制過(guò)電壓的方法之一是用儲(chǔ)能元件吸收可能產(chǎn)生過(guò)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(dòng)電流后延應(yīng)是一個(gè)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(gè)開(kāi)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(dòng)電路中抗飽和電路的主要作用是減小器件的存儲(chǔ)時(shí)間，從而加快關(guān)斷時(shí)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(shí)，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(hào)之比Fc/Fr

31電力電子就是使用電力電子器件對(duì)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(cè)電路，驅(qū)動(dòng)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(shí)的逆變電路，實(shí)質(zhì)是整流電路形式。36無(wú)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(shí)。40異步調(diào)制：載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)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(hào)頻率Fr變化時(shí)，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(shí)，使載波與調(diào)制信號(hào)波保持同步的調(diào)制方式，即改變調(diào)制信號(hào)波頻率的同時(shí)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(gè)頻段，每個(gè)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(guó)通用電氣公司研制出第一個(gè)晶閘管為標(biāo)志的。3、晶閘管是通過(guò)對(duì)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(duì)晶閘管電路的控制方式主要是相位控制方式，簡(jiǎn)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(chǎng)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(guò)對(duì)門極（基極、柵極）的控制既可使其開(kāi)通又可使其關(guān)斷。6、把驅(qū)動(dòng)、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(kāi)關(guān)狀態(tài)�！粲尚畔㈦娮与娐穪�(lái)控制,而且需要驅(qū)動(dòng)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(shí)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(kāi)通損耗

開(kāi)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(hào)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(guò)控制信號(hào)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(hào)來(lái)控制其通斷。（2）按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的性質(zhì)◆電流驅(qū)動(dòng)型：通過(guò)從控制端注入或者抽出電流來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制�！綦妷候�(qū)動(dòng)型僅通過(guò)在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號(hào)就可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。（3）按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形（電力二極管除外）◆脈沖觸發(fā)型通過(guò)在控制端施加一個(gè)電壓或電流的脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)器件的開(kāi)通或者關(guān)斷的控制�！綦娖娇刂菩捅仨毻ㄟ^(guò)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(hào)來(lái)使器件開(kāi)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(shí)間很短（10~40ns），正向恢復(fù)過(guò)程中也不會(huì)有明顯的電壓過(guò)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(kāi)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(shí)其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求，因此多用于200V以下的低壓場(chǎng)合；反向漏電流較大且對(duì)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(yáng)極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng)◆陽(yáng)極電壓上升率du/dt過(guò)高◆結(jié)溫較高◆光觸發(fā)

6、延遲時(shí)間td(0.5~1.5us)上升時(shí)間tr(0.5~3us)開(kāi)通時(shí)間tgt=td+tr反向阻斷恢復(fù)時(shí)間trr正向阻斷恢復(fù)時(shí)間tgr關(guān)斷時(shí)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(guò)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(kāi)通時(shí)間ton延遲時(shí)間與上升時(shí)間之和。

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

◆驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，需要的驅(qū)動(dòng)功率小�！糸_(kāi)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(guò)10kW的電力電子裝置。10、絕緣柵雙極晶體管開(kāi)關(guān)特性：

開(kāi)通過(guò)程：開(kāi)通延遲時(shí)間td(on)電流上升時(shí)間tr電壓下降時(shí)間tfv開(kāi)通時(shí)間ton=td(on)+tr+tfvtfv分為tfv1和tfv2兩段。

關(guān)斷過(guò)程：關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)電壓上升時(shí)間trv電流下降時(shí)間tfi關(guān)斷時(shí)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(duì)工作頻率高的電路，可大大減小線路電感，從而簡(jiǎn)化對(duì)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(wèn)題以及溫升和散熱的處理�！粢郧肮β始�成電路的開(kāi)發(fā)和研究主要在中小功率應(yīng)用場(chǎng)合。

◆智能功率模塊在一定程度上回避了上述兩個(gè)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(gè)晶閘管，比單相全控橋少2個(gè)，相應(yīng)地，門極驅(qū)動(dòng)電路也少2個(gè)；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(gè)晶閘管，比單相橋少1個(gè)，因而管壓降也少1個(gè)。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(chǎng)合應(yīng)用。3、變壓器漏感對(duì)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(kāi)通，有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的di/dt。

換相時(shí)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(wú)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(dòng)。

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(dòng)裝置的誤動(dòng)作�！魧�(duì)通信系統(tǒng)造成干擾。5、逆變（invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的過(guò)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(wú)源逆變。7、產(chǎn)生逆變的條件要有直流電動(dòng)勢(shì)，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(shí)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(dòng)勢(shì)，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(jiǎn)單，成本低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單

電路非常簡(jiǎn)單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)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(lì)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(wèn)題，可靠性低，需要復(fù)雜的多組隔離驅(qū)動(dòng)電路

有直通問(wèn)題，可靠性低，需要復(fù)雜的隔離驅(qū)動(dòng)電路

有偏磁問(wèn)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(lì)磁，沒(méi)有變壓器偏磁問(wèn)題，開(kāi)關(guān)較少，成本低

變壓器雙向勵(lì)磁，變壓器一次側(cè)電流回路中只有一個(gè)開(kāi)關(guān)，通態(tài)損耗較小，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)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(duì)脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制的技術(shù)，即通過(guò)對(duì)一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來(lái)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(duì)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(shì)是小型化、輕量化，同時(shí)對(duì)裝置的效率和電磁兼容性也提出了更高的要求。2、軟開(kāi)關(guān)電路的分類

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

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

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