电力电子装置及系统 考试 知识点 太原理工大学(13届 葬仪落 任影汐整理)

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电力系统自动装置考试重点

电力系统自动装置考试重点

一次系统:由发电机、送电线路、变压器、断路器等,发电、输电、变电、配电等设备组成的系统。

它们是电力系统的主体,其功能是将发电机所发出的电能,经过输变电设备,逐级降压送到配电系统,而后再由配电线路把电能分配到用户。

次设备:直接用于生产和使用电能,比控制回路(二次设备)电压高的电气设备,有发电机(电动机)、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器等二次系统:是由继电保护、安全自动控制、系统通讯、调度自动化、DCS自动控制系统等组成的系统。

二次系统是电力系统不可缺少的重要组成部分,它是实现人与一次系统的联系监视、控制,使一次系统能安全经济地运行。

二次设备:对一次设备进行监察,测量,控制,保护,调节的补助设备,有 1 测量表计2 绝缘监察装置3 控制和信号装置4 继电保护及自动装置,如继电器、自动装置等,用于监视一次系统的运行状况,迅速反应异常和事故,然后作用于断路器,进行保护控制。

5 直流电源设备,如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置等,供给控制保护用的直流电源及用直流负荷和事故照明用电等。

6 高频阻波器7备自投装置等等同步发电机组并列的基本要求1)并列断路器合闸时,冲击电流应尽可能小,其瞬时最大值一般应超过待并发电机额定电流的1~2倍2)发电机组并入电网后,应能迅速进入同步运行状态,其暂态过程要短,以减少对电力系统的扰动发电机的并列操作方式通常分准同期并列和自同期并列两种方法。

一般采用准同期并列。

发电机在并列合闸前已励磁,当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作,这种方式称为准同期(正常并列)。

自同期(紧急并列)的方法是:将未励磁、接近同步转速的发电机投入系统,并同时给发电机加上励磁,在原动机力矩、同步力矩等作用下把发电机拖入同步,完成并列操作。

合闸电压幅值差对并列的影响冲击电流的影响:冲击电流为无功分量,不会加重原动机的负担,但会在电枢绕组中产生很大的冲击力,使电枢绕组端部受冲击力的作用而变形。

电力电子技术考试复习资料

电力电子技术考试复习资料

1.1 电力变换可分为以下四类: 交濡•变盲济.、盲流变交浦.、盲:蛊变盲潇.和交:蛊变交流. 。

1.2电力电子器件一般工作在开关状态。

1.3按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度,可将电力电子器件分为:半控型器件. 全扎型器件,不可控器件等三类。

1-4普通晶闸管有三个电极,分别是阳极、阴极和门极1.6晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时,门极上加上触发电压,晶闸管就导通。

1.6当晶闸管承受反向阳极电压时,不论门极加何种极性解发电压,管子都将工作在截止状态。

1.7在通常情况下,电力电子器件功率损耗主要为通态损耗・而当器件开关频率较高时.功率损耗主要为开关损耗。

1.8电力电子器件组成的系统,一般由控制电路、驱动电路和主电路三部分组成1.9电力二极管的工作特性可概括为单向导电性。

1-10多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题,多个晶闸管相串联时必须考虑均压的问题。

1.11按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,可将电力电子器件分为电流驱动和电压驱动两类。

2.1单相半波可控整流电阻性负载电路中,控制角a的最大移相范围是0〜180。

'2.1单相桥全控整流电路中,带纯阻负载时,3角的移相范围是0〜180 ,单个晶闸管所所承受的最大反压为V;2U2 ,带阻感负载时,&角的移相范围是0~90 ,单个晶闸管所所承受的最大反压为V 2u 22.3三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位相序依次互差120 ,。

单个晶闸管所承受的最大反压为<6u ,当带阻感负载时,a角的移相范围是22.4逆变电路中,当交流侧和电网边结时,这种电路称为有源逆变电路,欲现实有源逆变,只能采用全_生电路,当控制角0 <8 寸,电路工作在整流状态, -<« V7T时,电路工作在逆变状态。

2 22.5整流电路工作在有源逆变状态的条件是要有直流电动势和要求晶闸管的控制角。

电力电子学知识点总结

电力电子学知识点总结

电力电子学知识点总结电力电子学是研究电力系统中的电力变换、控制和调节的学科,主要包括功率半导体器件、电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统以及其工作原理和应用等方面的内容。

下面将对电力电子学的基本知识点进行总结,以便更好地理解和应用电力电子技术。

一、功率半导体器件功率半导体器件是电力电子电路中的核心部件,其主要作用是实现电能的变换和控制。

常见的功率半导体器件有二极管、晶闸管、可控硅、大功率晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等。

这些器件的工作原理、特性和应用有所不同,选择适合的器件对电力电子系统的性能具有重要影响。

1.二极管:二极管是一种具有两个电极的器件,主要用于整流电源电路中。

其工作原理是当正向电压施加在二极管上时,电流可以流过,而反向电压施加时,二极管具有很高的阻抗。

2.晶闸管:晶闸管是一种具有三个电极的器件,主要用于控制高功率交流电流。

其工作原理是通过一个控制电极的信号来控制另外两个电极之间的导通和截止状态。

3.可控硅:可控硅也是一种具有三个电极的器件,其特点是只有在一个特定的触发脉冲下才能开启,一旦开启就可以持续导通。

可控硅主要用于交流电压控制以及电能的调节。

4.大功率晶体管:大功率晶体管是一种可以承受大电流和大功率的晶体管。

它具有高增益和低饱和压降的特点,适用于高频率和高功率的应用。

5.MOSFET:MOSFET是一种依靠电场效应来控制导通的器件。

它具有低导通电阻、高开关速度和优异的抗击穿能力,适用于高频率和高效率的应用。

二、电力电子电路电力电子电路是将功率半导体器件组合成特定功能的电路,用于实现电能的变换、控制和调节。

常见的电力电子电路有整流电路、逆变电路、升压和降压变换器等。

1.整流电路:整流电路是将交流电转换为直流电的电路。

常见的整流电路有单相和三相整流桥电路,可以采用二极管或可控硅进行整流。

2.逆变电路:逆变电路是将直流电转换为交流电的电路。

逆变电路有单相和三相逆变电路,可以采用晶闸管或可控硅进行逆变。

(完整word版)电力电子必备知识点(良心出品必属精品)

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电力电子必背知识点1.电力电子电路中能实现电能的变换和控制的半导体电子器件称为电力电子器件(Power Electronic Device)。

2.电力电子器件的基本特性注:很重要,一定记住(1)电力电子器件一般都工作在开关状态。

(2)电力电子器件的开关状态由(驱动电路)外电路来控制。

(3)在工作中器件的功率损耗(通态、断态、开关损耗)很大。

为保证不至因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏,在其工作时一般都要安装散热器。

3.按器件的开关控制特性可以分为以下三类:① 不可控器件:器件本身没有导通、关断控制功能,而需要根据电路条件决定其导通、关断状态的器件称为不可控器件。

如:电力二极管(Power Diode);②半控型器件:通过控制信号只能控制其导通,不能控制其关断的电力电子器件称为半控型器件。

如:晶闸管(Thyristor)及其大部分派生器件等;③全控型器件:通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断的器件,称为全控型器件。

如:门极可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor )、功率场效应管(Power MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(Insulated-Gate Bipolar Transistor)等。

4.前面已经将电力电子器件分为不可控型、半控型和全控型。

按控制信号的性质不同又可分为两种:① 电流控制型器件:此类器件采用电流信号来实现导通或关断控制。

如:晶闸管、门极可关断晶闸管、功率晶体管、IGCT等;② 电压控制半导体器件:这类器件采用电压控制(场控原理控制)它的通、断,输入控制端基本上不流过控制电流信号,用小功率信号就可驱动它工作。

如:代表性器件为MOSFET管和IGBT管。

5.几点结论(重要)1.晶闸管具有单向导电和可控开通的开关特性。

2.晶闸管由阻断状态转为导通状态时,应具备两个条件:从主电路看,晶闸管应承受正向阳极电压;从控制回路看,应有符合要求的正向门极电流。

电力系统自动装置原理复习资料(完整版!)

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绪论1、葛洲坝水电厂,输送容量达120万科kW;大亚湾核电厂单机容量达90万kW;上海外高桥火电厂装机容量320万kW,最大单机容量90万kW。

我国交流输电最高电压等级达500kV。

2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。

3、发电厂转换生产电能,按一次能源的不同又分为火电厂,水电厂,核电厂3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析,按控制要求发出控制信息即控制指令,以实现其预定的控制目标。

3、电力系统自动监视和控制,其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。

4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置,是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。

5、同步发电机是转换产生电能的机械,它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。

6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。

7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置,是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。

8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。

9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。

10、电力系统自动装置有两种类型:自动调节装置和自动操作装置11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用,有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。

12、频率是电能质量的重要指标。

有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。

13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置:按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。

第一章14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机,即数据采集和模拟信号的数字化。

15、自动装置的结构形式主要有三种,微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。

16、(简答)微型计算机系统的主要部件1)传感器 2)模拟多路开关 3)采样/保持器 4)A/D转换器 5)存储器 6)通信单元 7)CPU16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。

电力电子考试重点最终版

电力电子考试重点最终版

电力电子器件1 半控型器件和全控型器件的导通条件半控型器件(主要是指晶闸管(Thyristor)及其大部分派生器件)的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。

全控型器件(目前最常用的是IGBT和Power MOSFET)通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断1.1使晶闸管导通的条件是什么?使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。

或:u AK >0 且u GK >0。

1.2维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断?维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。

要使晶闸管由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。

2 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么?试分析RCD 缓冲电路中各元件的作用。

全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压,du/dt 或过电流和di/dt,减小器件的开关损耗。

RCD 缓冲电路中,各元件的作用是:开通时,C s 经R s 放电,R s 起到限制放电电流的作用;关断时,负载电流经VD s 从 C s 分流,使du/dt 减小,抑制过电压。

(老师版:关断时,吸收器件关断过电压和换相过电压,抑制du/dt,减少关断损耗;开通时,抑制器件开通时的过电流,减少开通损耗。

)3 各全控型器件的优缺点IGBT (绝缘栅双极型晶体管)开关速度高,开关损耗小,具有耐脉冲电流冲击的能力,通态压降较低,输入阻抗高,为电压驱动,驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压,电流容量不及GTOGTR (电力晶体管) 耐压高,电流大,开关特性好,通流能力强,饱和压降低开关速度低,为电流驱动,所需驱动功率大,驱动电路复杂,存在二次击穿问题GTO (门极可关断晶闸管)电压、电流容量大,适用于大功率场合,具有电导调制效应,其通流能力很强电流关断增益很小,关断时门极负脉冲电流大,开关速度低,驱动功率大,驱动电路复杂,开关频率低POWERMOSFET(电力场效应晶体管) 开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小且驱动电路简单,工作频率高,不存在二次击穿问题电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置4 器件的符号表示及特性(非重点)电力二极管晶闸管晶闸管阳极A、阴极K和门极(控制端)GGTO GTR电力场效应管 IGBT逆变电路5什么是电压式逆变电路特点反馈二极管作用反馈二极管作用:在电压型逆变电路中,当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

电力电子考试重点整理版

电力电子考试重点整理版

电力电子考试重点整理版2-1 与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样压为0;π+α 2π期间,单相全波电路中VT 2 导通,单的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力?相全控桥电路中VT 2 、VT 3 导通,输出电压等于u 2 。

对于电感负答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过(α π+α)期间,单相全波电路中VT 1 导通,单相全载:电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。

控桥电路中VT 1 、 4 导通,VT 输出电压均与电源电压u 2 相等;(π2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区,也称+α 2π+α)期间,单相全波电路中VT 2 导通,单相全控漂移区。

低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半桥电路中VT 2 、VT 3 导通,输出波形等于u 2 。

可见,两者的导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N 区就可输出电压相同,加到同样的负载上时,则输出电流也相同。

以承受很高的电压而不被击穿。

23.带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构为什么GTO 能够自整流电路相比有何主要异同?①三相桥式电路是两组三相半关断而普通晶闸管不能结构为什么能够自关断而普通波电路串联,而双反星形电路是两组三相半波电路并联,且晶闸管不能而普通晶闸管不能后者需要用平衡电抗器;答:GTO 和普通晶闸管同为PNPN结构由P1N1P2 和②当变压器二次电压有效值U 2 相等时,双反星形电路的整流N1P2N2 构成两个晶体管V1、V2 分别具有共基极电流增益电压平均值U d 是三相桥式电路的1/2,而整流电流平均值I dα1 和α2,由普通晶闸管的分析可得,α1 α 2 1 是是三相桥式电路的 2 倍。

③在两种电路中,晶闸管的导通及器件临界导通的条件。

α1 α 2>1 两个等效晶体管过触发脉冲的分配关系是一样的,整流电压u d 和整流电流i d 的饱和而导通;α1 α 2<1 不能维持饱和导通而关断。

电力电子装置及系统重点

电力电子装置及系统重点

第1章绪论1.图1.1电力电子装置及其控制系统2.电力电子装置的主要类型:整流器、直流斩波器、逆变器、交流调压器、静态开关。

3.电力电子装置的应用概况:A.直流电源装置;通信电源,充电电源,电解、电镀直流电源,开关电源。

B.交流电源装置;交流稳压电源,通用逆变电源,不间断电源UPS。

C.特种电源装置:静电除尘用高压电源,超声波电源,感应加热电源,焊接电源。

4.半导体电力电子开关器件:电力二极管:晶闸管:图1.2半导体二极管图1.3晶闸管符号及接法图1.4GTO的符号电力晶体三极管:电力场效应晶体管:图1.5BJT的符号图1.7 P-MOSFET的符号和等效电容绝缘门极双极型晶体管IGBT:图1.8IGBT等效电路及其符号图1.9IGBT管擎住效应原理图5.从不同角度对电力电子器件进行分类A.按照器件能够被控制的程度,分为以下三类:(1)半控型器件:晶闸管及其派生器件(2)全控型器件:IGBT,MOSFET,GTO,GTR(3)不可控器件:电力二极管B.按照驱动信号的波形(电力二极管除外)(1)脉冲触发型:晶闸管及其派生器件(2)电平控制型:(全控型器件)IGBT,MOSFET,GTO,GTRC.按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类:(1)单极型器件:电力MOSFET,功率SIT,肖特基二极管(2)双极型器件:GTR,GTO,晶闸管,电力二极管等(3)复合型器件:IGBT,MCT,IGCT等D.按照驱动电路信号的性质,分为两类:(1)电流驱动型:晶闸管,GTO,GTR等(2)电压驱动型:电力MOSFET,IGBT等6.MCT和IGCT:在晶闸管结构中引进一对MOSFET管,通过这一对MOSFET管来控制晶闸管的开通和关断就组成了MCT。

集成门极换流晶闸管IGCT又称为发射极关断晶闸管ETO,实际上IGCT就是把MCT 中的MOSFET管从半导体器件内部移到外部来,即在晶闸管壳的外部装设环状的门极,再配以外加集成MOSFET实现体外MCT的功能。

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第一章绪论1、电力电子技术的核心是电能形式的变换和控制,并通过电力电子装置实现其应用。

2、电力电子装置定义:以满足用电要求为目标,以电力半导体器件为核心,通过合理的电路拓扑和控制方式,采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。

3、电力电子控制系统:电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统。

4、电力电子装置的主要类型:AC/DC变换器(整流器)DC/DC变换器(采用PWM控制的变换器也叫直流斩波器)AC/AC变换器(输入输出频率相同叫做交流调压器,频率变化叫变频器)DC/AC变换器(逆变器)静态开关(静态开关通、断时没有触点动作,从而消除了电弧的危害。

且静态开关由电子电路控制,自动化程度高。

)5、电力电子装置的应用(1)直流电源装置:通信电源、充电电源、电解电镀直流电源、开关电源(2)交流电源装置:交流稳压电源、通用逆变电源、不间断电源UPS(3)特种电源装置:静电除尘用高压电源、超声波电源、感应加热电源、焊接电源(4)电力系统用装置:高压直流输电、无功功率补偿装置和电力有源滤波器、电力开关(5)电机调速用电力电子装置:直流、交流(6)其他实用装置:电子整流器和电子变压器、空调电源、微波炉、应急灯等电源6、电力电子装置的发展前景:交流变频调速、绿色电力电子装置、电动车、新能源发电、信息来源7、半导体电力电子开关器件:电力二极管、晶闸管、电力晶体三极管、电力场效应晶体管、绝缘门极双极型晶体管IGBT8、电力转换模块:把同类或不同类的一个或多个开关器件按一定的拓扑结构及转换功能连接并封装在一起的开关器件组合体。

功率集成电路PIC:将电力电子开关器件与电力电子变换器控制系统中的某些环节制作在一个整体上,就叫功率集成电路。

电源管理集成电路:可以提供各种方式来控制电源转换并管理各种器件的集成电路。

9、散热:(1)为什么要散热?答:PN结是电力电子器件的核心,PN结的性能与温度密切相关,因而每种器件都规定最高允许结温,器件运行不得超过这个温度,否则许多特性参数改变,甚至使器件永久性烧坏,不散热,100A的二极管长时间流过50A也可能被烧坏。

(2)散热的原理。

散热途径有三种,但电力电子器件采用热传导和热对流两种方式。

(3)散热措施:减少器件损耗:采用软开关电路,增加缓冲电路等措施。

散热措施:提高接触面光洁度,涂导热硅脂,施加合适安装压力。

选择有效散热面积大的散热器。

结构设计注意风道的形成,可以用水、油等介质管道帮助冷却。

10、缓冲电路:(1)作用:抑制开关器件的di/dt、du/dt,改变开关轨迹,减少开关损耗,使之工作在安全工作区域内。

(2)普通晶闸管用无极性缓冲电路,GTO、BJT、IGBT等自关断器件,工作频率比SCR高得多,用有极性缓冲电路。

11、保护技术(1)过电流保护:防止过电流:互锁:桥臂中一开关器件有驱动信号时,绝对不允许另一开关器件有驱动信号,可以利用门电路将桥臂中两个驱动信号进行互锁。

死区:桥臂中两个开关器件都不允许开通的时间。

时间为器件关断时间的1.5-2倍过电流保护方法:①利用参数状态识别对单个器件进行自适应保护。

当饱和压降超过限定值的时候,器件驱动电路自动封锁脉冲。

②利用常规办法进行最终保护。

晶闸管用快速熔断器,高频开关器件用电流检测,过流时限制电流,必要时封锁驱动脉冲。

(2)电流信号检测慢速型电流检测元件:电流互感器。

注意:互感器二次绕组不能开路。

快速型电流检测元件:霍尔元件、霍尔电流传感器模块。

(3)输出过压保护封锁驱动信号,为了不出现误保护,应具有反延时特性(过压越多,保护延时越短)。

(4)输入瞬态电压抑制(MOV器件)(5)输入欠电压保护(6)过温保护(7)器件控制极保护(8)自锁式保护电路第二章高频开关电源1、线性稳压电源:工作在线性放大区域的稳压电源。

线性电源:电力电子器件工作在线性放大区域。

开关电源:电力电子器件工作在开关模式,一般指小功率AC-DC、DC-DC 。

线性稳压电源的工作原理:依靠调节大功率晶体管T的基极电流的大小改变负载R上的电流,来调节输出电压,T上有一定的电压和电流,功率损耗较大。

2、开关电源发展状况:(1)高频化(2)电源电路的模块化、集成化(3)绿色化3、高频开关电源的基本组成:(1)输入环节:输入浪涌电流抑制、瞬态电压抑制、线路滤波器、输入整流滤波浪涌电流:在合闸的瞬间,由于输入滤波电容的充电,交流电源端阻抗低,产生浪涌电流。

抑制方法:限流电阻加开关(将限流电阻串接于交流线路或整流桥后的直流母线上,开关与电阻并联)、采用负温度系数热敏电阻NTC、功率很小的开关电源直接在线路中串接电阻限制浪涌电流。

瞬态电压:在交流线路间并联压敏电阻或者瞬态电压抑制二极管(TVS)抑制输入瞬态电压(2)功率变换电路(Buck变换、Boost变换、Buck/Boost变换、正激、反激、推挽、半桥、全桥)(3)控制驱动保护电路:PWM电压控制模式、PWM峰值电流控制模式4、单端反激式开关电源(1)工作模式:不连续工作模式(DCM)、临界工作模式、连续工作模式(CCM)连续:不连续:(2)工作原理:变压器PT既是变压器也是一个线性电感,T饱和导通时其等效阻抗近似为零,如果外加电压Ui恒定,流过绕组N1的电流i1线性增长,由于绕组N1、N2是反极性的,二极管D截止,副边没有电流,导通期间的能量储存在初级电感里;当开关截止时,副边绕组感应电势使二极管导通,通过输出电容和负载释放磁场能量。

反激变换器:开关管导通时电源将电能转为磁能储存在电感(变压器)中,当开关管关断时再将磁能变为电能传送到负载单端变换器:变压器磁通仅在单方向变化①自激型单端反激开关电源RCC:ib→T通,i1流过N1→U1、Uf (Nf)→ib增加→i1 增加→T 饱和,i1线性上升,→Czcd的存在,→ib随时间下降→T进入放大区,i1 受控减小→Uf 反向→ib进一步减小→使T很快截止。

临界工作状态:②他激型单端反激开关电源(UC3842)振荡器的振荡频率由外接的电阻RT和电容CT决定,而外接电容同时还决定死区时间的长短。

死区时间、开关频率同RT和电容CT的关系如下所示:设计时可先根据所需的死区时间用式(8-2)计算CT值,然后再根据式(8-3)计算RT值。

驱动电路的结构为推挽结构的跟随电路,其输出峰值电流可达500mA,可以直接驱动主电路的开关器件。

欠电压保护电路对集成PWM控制器的电源实施监控。

电路初上电时,电源电压低于启动电压(典型值约为16V),欠电压保护电路封锁PWM信号的输出,输出端(引脚6)为低电平。

只有当电源电压大于启动电压后,经过一次软启动过程,UC3842的内部电路才开始工作,输出端才有PWM信号输出。

工作过程中,如果电源电压跌落至保护闭位(典型值为10V)以下时,输出PWM信号被封锁,避免输出混乱的脉冲信号,以保护主电路开关器件。

只有当电源电压再次大于启动电压后,再经过一次软启动过程,UC3842的内部电路才重新开始工作,恢复PWM信号输出。

(1)无源功率因数校正:在电源输入端加入电感量很大的低频电感,以便减少滤波电容充电电流的尖峰。

缺点:校正效果不理想,功率因数只能达到0.85左右,电感体积大,增加了设备的体积和重量,系统成本提高。

(2)有源功率因数校正(APFC):功率因数可以达到1。

①采用有源滤波器进行无功和谐波补偿②采用功率因数校正电路(单相有源功率因数校正装置的控制方法分为不连续电流模式DCM和连续电流CCM模式,采取Boost电路拓扑,三相大容量整流用PWM高频整流器)有源功率因数校正控制技术原理有源功率因数校正技术主要采用一个变换器串入整流滤波与变换器之间, 通过特殊的控制, 一方面强迫输入电流跟随输入电压, 从而实现单位功率因数,另一方面反馈输出电压使之稳定, 从而使变换器的输入实现预稳。

功率因数为1的高频整流器:非连续电流模式、连续电流模式功率因数校正器,三相高频整流器。

第三章逆变器1.常见单相逆变器主电路拓扑逆变器有单相和三相两种,三相逆变器可由三相半桥组成,也可由3个相位互差120°的单相逆变器组成。

半桥电路缺点:输出端电压波形幅值仅为直流母线电压值的一半,电压利用率低优点:可以利用两个大电容自动补偿不对称波形全桥电路缺点:变压器直流不平衡(中大容量逆变器)优点:电压利用率与推挽一样,为半桥两倍推挽电路缺点:变压器直流不平衡(适合低压输入场合)优点:电压损失小,直流母线电压只有一个开关管管压降损失,驱动电路简单2、驱动电路:主电路与控制电路之间的接口电路。

3、逆变器控制方法:(1)直流脉宽调制(定义:利用直流调制信号和三角波比较,可以得到单脉波信号;改变直流调制信号,就可改变单脉波的脉冲宽度,调节电压基波分量的有效值,实现电压控制目的)方波输出电路简单,易于闭环控制,电压输出稳定度也比较高,具有成本低的优点。

但是方波输出含有大量的低次谐波,波形畸变严重。

(2)正弦波脉宽调制(SPWM技术,利用面积冲量等效原理获得谐波含量很小的正弦电压输出)单极性SPWM 调制模式 双极性SPWM 调制模式4.逆变器直流不平衡(直流偏磁)直流偏磁:由于逆变电压中出现直流分量,使变压器磁芯的工作磁滞回线中心偏离了坐标原点,正反向脉冲磁过程中工作状态不对称,使得变压器正负半周传输的能量不平衡。

原因:主开关器件及驱动电路特性不一致,一个正弦周波中,正负半波控制波形不对称,元件参数的分散性引起死区不一致,主电路同一桥臂上、下两个开关器件的开通、关断时间不等 ,饱和压降不同 ,缓冲电路参数有差异等 。

危害:变压器铁芯“偏磁”单方向饱和,输出电压波形畸变率增加,变压器原边绕组出现极大励磁电流,威胁器件安全运行。

抗直流偏磁措施:增加变压器磁心气隙,改善磁导率的线性度,增大抗偏磁能力;变压器设计时,最大磁密比较小;限制最大脉冲宽度,在一个周期内尽量使正负脉冲宽度一致,特别是在动态工作状况下;检测通过开关管的电流,当此电流连续几个周波超过设定值,则切断控制脉冲,使变压器有足够的时间去磁,然后再开通控制脉冲;在变压器原边串联隔直电容,提高变压器抗不平衡的能力;严格挑选开关特性一致的功率管用于全桥逆变电路;采用反馈进行直流补偿。

5.SPWM 控制电路框图(电压调节为了稳压,电流调节为了限制输出电流)u r u c u O ω tO ω t u o uo u o U d - U d u r u c u O ω t O ω t u o u o f u o U d - U d6.三相SPWM系统框图7.交流电动机变频调速系统异步电动机转速fs定子电压频率8.感应加热电源(高频谐振逆变器:将市电整流,再逆变成高频交流给感应线圈供电)感应加热是利用电磁感应原理对工件进行加热,工件中功率密度的分布可以方便的予以控制和调节,因而可以提高加热工件的质量、并联谐振式逆变电路市电整流后串联一个大电感L1,属电流源逆变器,逆变桥输出电流近似方波,LCR是逆变桥的谐振负载逆变器工作频率接近于并联谐振负载电路的谐振点,因此负载电压接近于正弦波,每个开关管增加串联二极管,增大每臂的导通压降和通态损耗。

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