电力电子技术总结与复习

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基本数量关系
五. 三相桥式全控整流电路
1. 带电阻负载时的工作情况
移相范围为120°
2．阻感负载时的工作情况
移相范围为90
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五. 三相桥式全控整流电路
基本数量关系
当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载 ≤60时）的平均值为：
Ud

1 3

2 3
2 3U 2 sin td (t ) 2.34U 2 cos
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8. 在图题1.13中，若要使用单次脉冲触发晶闸管T导通，门极触 发信号（触发电压为脉冲）的宽度最小应为多少微秒（设晶闸管 的擎住电流IL=15mA）？ 解：由题意可得晶闸管导通时的回路方程：
diA L RiA E dt
可解得
iA
图题8.
t
E (1 e ) R

L 1 R
移相范围是0º ～150º 。
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四. 三相半波可控整流电路
2.阻感负载
基本数量关系
特点：阻感负载，L值很大，id波形基本平直。 a ≤30时 整流电压波形与电阻负载时相同 a >30时
Ud Ud0 1.17U 2 cos
阻感负载时的移相范围为90
U RM 2 3U 2 6U 2 2.45U 2
答：正向电压在阻断状态下，反向PN结J2相当的一个电容加在 晶闸管两端，电压上升率过大，就会有过大的充电电流，此电 流流过J3,起到触发电流的作用，易使晶闸管误触发，所以要限 制断态电压上升率du/dt。
3. 为什么要限制晶闸管导通电流上升率di/dt? 答：在晶闸管导通开始时刻，若电流上升过快，会有较大的电 流集中在门极附近的小区域内，虽然平均电流没有超过额定值， 但在小的区域内局部的过热，也会损坏晶闸管的，所以要限制 14 通态电流上升率di/dt。
地点：Ⅰ-102 ；序号５１～９６
5
地点：Ⅰ-105；序号９７～１４６
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地点：Ⅰ-105；序号９７～１４６
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本课程的内容介绍
第一部分：电力电子器件
（第1章-----全书的基础)
第二部分：各种电力电子电路
（第2~5章-----全书的主体)
第三部分：PWM技术和软开关技术
（第6、7两章）
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本课程主要包括器件、电路、应用这三方面的内容
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变压器漏抗对整流电路的影响：
通常整流电路输入端都接有整流变压器，由于整
流变压器存在漏抗，在换相时，对整流电压波形将产
生影响，不仅产生换相压降，而且使相电压和线电压
波形出现缺口，造成电网电压发生畸变。
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一. 单相半波可控整流电路
1. 带电阻负载的工作情况
1 Ud 2
基本数量关系


2U 2 1 cos 2U 2 sin td (t ) (1 cos ) 0.45U 2 2 2
（三）本章难点 波形分析。 （四）本章考点 1、原理分析。 2、数量关系。 3、波形分析。
（五）学习指导 由晶闸管构成的几种可控整流电路，分析和研 究其工作原理、输出的波形、基本数量关系，以及负 载对整流电路的影响。变压器漏抗对整流电路的影响。 整流电路的谐波和功率因数的分析。大功率整流电路 22 的特点。相位控制电路的驱动控制。
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
单相可控整流电路 三相可控整流电路 变压器漏感对整流电路的影响 电容滤波的不可控整流电路 整流电路的谐波和功率因数 大功率可控整流电路 整流电路的有源逆变工作状态 晶闸管滞留电动机系统 相控电路的驱动控制
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重点：
掌握整流电路带阻感负载电路分析、关键波形绘
（2-26）
•
3
带电阻负载且 >60时，整流电压平均值为：
Ud
3





3
6U 2 sin td (t ) 2.34U 2 1 cos( ) 3
2、晶闸管的工作状态有正向 状态和反向 状态。
阻断、导通、阻断。
3、触发电路送出的触发脉冲信号必须与晶闸管阳极电 压 ，保证在管子阳极电压每个正半周内以相同 的 被触发，才能得到稳定的直流电压。
同步、时刻。
4、在晶闸管两端并联的RC回路是用来防止 坏晶闸管的。
关断过电压。
损
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5、GTO的全称是 ，图形符号为 ；GTR的全 称是 ，图形符号为 ；P-MOSFET的全称 是 ，图形符号为 ；IGBT的全称是 ， 图形符号为 。
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7. 型号为KP100-3，维持电流IH=4mA的晶闸管，使用在 图题7. 所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕 量)
答：（a）因为
IA
图题1.7
100V 2mA I H 50 K
，所以不合理。
(b) 因为
IA
200V 20 A 10
KP100的电流额定值为100Ａ，裕量达５倍，太大了。
3. 为什么要限制晶闸管导通电流上升率di/dt? 答：在晶闸管导通开始时刻，若电流上升过快，会有较大的电 流集中在门极附近的小区域内，虽然平均电流没有超过额定值， 但在小的区域内局部的过热，也会损坏晶闸管的，所以要限制 15 通态电流上升率di/dt。
6. 缓冲电路的作用是什么？关断缓冲与开通缓冲在电路形 式上有何区别，各自的功能是什么？
答：缓冲电路的作用是抑制电力电子器件的内因过电压 du/dt或者过电流di/dt,减少器件的开关损耗。缓冲电路分为 关断缓冲电路和开通缓冲电路。关断缓冲电路是对du/dt抑制 的电路，用于抑制器件的关断过电压和换相过电压，抑制 du/dt，减小关断损耗。开通缓冲电路是对di/dt抑制的电路， 用于抑制器件开通时的电流过冲和di/dt，减小器件的开通损 耗。
制及主要参数的计算，以及有源逆变实现的条件。 难点 波形分析、移相范围分析。
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波形分析法，是指根据电源电压和控制角以及负载性质，作 出负载电压、负载电流、整流元件的电压和电流等波形图，再 由波形图推导出该电路基本电量的计算公式和数量关系。具体 来说，分析方法和步骤如下： 1）绘出主电路原理图，包括标明交流电压、各整流元 件序号和负载性质。 2）画出各相电压或线电压波形图，并确定整流元件的 自然换相点。 3）根据控制角在相应位置上绘出触发脉冲，并标明相 应序号。 4）根据可控整流电路的工作原理，绘出负载电压、负 载电流、晶闸管电流以及晶闸管两端电压的波形， 5）根据波形图推导出基本电量的计算公式。
（三）本章考点 1、晶闸管的导通条件、主要参数。 2、晶闸管的驱动。
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重点：各种电力电子器件原理、特性上的不同点，各 自的主要参数。晶闸管(SCR)导通和关断条件 。
晶闸管电流计算的问题 ： IT = (1.5~2) I /1.57
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1. 什么是晶闸管的额定电流？ 答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规定：是晶 闸管在环境温度为40°C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过 额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。 2. 为什么要限制晶闸管断态电压上升率du/dt?
i 要维持晶闸管导通， A (t ) 必须在擎住电流IL以上，即
50 (1 e t ) 15 10 3 0. 5
t 150106 150s
所以脉冲宽度必须大于150µ s。
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填空题 1、普通晶闸管内部有 是 PN结，外部有三个电极，分别
极、
极、和
极。
状态，正向
三个、阳极A、阴极K、门极G。
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VT的a 移相范围为180°。
二. 单相桥式全控整流电路
1 .带电阻负载的工作情况
基本数量关系
2 2U2 1 cos 1 1 cos Ud 2U2 sin td(t ) 0.9U2 2 2
a 角的移相范围为180 2 .带阻感负载的工作情况
2.带阻感负载的工作情况
1 Ud ud d (t ) 2π 2U 2 2 sin sin π 2 2
近似认为id为一条水平线，恒为Id 并联续流二极管时
Ud 1 2


2U 2 sin td (t )
2U 2 1 cos (1 cos ) 0.45U 2 2 2
• 考试时间： • 6月9日晚7：00——9：00 • （15周三第五大节） • 地点：Ⅰ-101；102；105. • 请按下安排参加考试，并记住 每人在教室和序号（在试卷上 填写该序号）。
1
地点：Ⅰ-101；序号１～５０
2
地点：Ⅰ-101
；序号１～５０
3
地点：Ⅰ-102 ；序号５１～９６
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绪论
１、电力电子技术概述
定义、与其它学科的关系、研究体系、电力变换
的类型和电力电子系统的基本结构
２、电力电子技术的发展史
３、电力电子技术的应用 重点：掌握电力电子技术的定义及特征，以及电力电 子技术的知识体系与其它学科的关系，电力变换的类
型和电力电子系统的基本结构。
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第1章
电力电子器件
• 电力电子器件特征 大功率、开关状态、弱电控制、散热
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第2章
整流电路(AC/DC变换）
（一）内容 常用几种可控整流电路，分析和研究其工作原理、 基本数量关系，以及负载对整流电路的影响。变压器 漏抗对整流电路的影响。整流电路的谐波和功率因数 的分析。大功率整流电路的特点。有源逆变产生的条 件。 （二）本章重点 1、可控整流电路原理分析 2、基本数量关系。 3、负载对整流电路的影响。 4、有源逆变的概念。 21
1. 什么是晶闸管的额定电流？ 答：晶闸管的额定电流就是它的通态平均电流，国标规定：是晶 闸管在环境温度为40°C和规定的冷却状态下，稳定结温不超过 额定结温所允许的最大工频正弦半波电流的平均值。 2. 为什么要限制晶闸管断态电压上升率du/dt?