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《电力电子技术》复习资料

《电力电子技术》复习资料

电力电子技术第五版复习资料第1章绪论1 电力电子技术定义: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。

2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC:整流(2)直流变交流DC-AC:逆变(3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。

第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。

(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。

2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。

3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。

(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。

(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。

(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。

4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。

如SCR晶闸管。

(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。

如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT。

(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。

如电力二极管。

根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。

如SCR、GTO、GTR。

(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。

如MOSFET、IGBT。

根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。

《电力电子技术》 ppt课件

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电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言 电力电子器件 电力电子电路 脉宽调制(PWM)技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术? ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构(显示图)
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
(N-IGBT)。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区,形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子,从
而对漂移区电导率进行调制,使得IGBT具有很强的通流 能力。 – 简化等效电路表明,IGBT是GTR与MOSFET组成的达林 顿结构,一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
(1)门极可关断晶闸管 (2)电力晶体管 (3)电力场效应晶体管 (4)绝缘栅双极晶体管

第18页
电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件:栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件(复合型器件)
80年代后期开始,以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)为代 表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得 到迅猛的发展。

第10页
电力电子技术

电力电子技术(完整幻灯片PPT

电力电子技术(完整幻灯片PPT
1-3
2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗
主要损耗 断态损耗 开关损耗
开通损耗 关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时,开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统:由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度:下降时间与
延复迟系时数间,用的S比r表值示tf。/td,或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装,通常螺栓是其阳极,能与散热器紧 密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电力电子技术(完整幻灯片 PPT
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(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件

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实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ,提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
37
新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪(MPPT )技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小,实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波,从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路,提高电路的工作频率和可靠性。例如,选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗;选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计,确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如,采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度;采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管(Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26

电力电子技术-总复习ppt课件

电力电子技术-总复习ppt课件
使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。是研究电 能变换原理及功率变换装置的综合性学科,包括电压、电流、 频率和波形变换,涉及电子学、自动控制原理和计算机技术 等学科。 本质上就是研究大功率可控电源的技术。 电力电子技术与信息电子技术的主要不同就是效率问题。大 功率电力电子装置效率应高于85%。信息电子主要着眼点在于 信号转换,电子器件大都工作在放大区;电力电子着眼于电 能变换,电力电子器件工作在开关区。
研究课题
开关稳压电源电 路设计
锯齿波移相 触发电路 的实验研 究(维修)
三相晶闸管整流 电路数字触 发控制
逆变器及其 驱动电 路设计
绪论
变流技术利用开关器件实现电力变换
利用开关器件 实现电力变换 ④ AC/AC直接变频、变压电路
绪论
和其他课程的关系: 电 动机 基拖础
自动控 + 制原理
电路
+
电力拖动自
电子技术基础
电力电
动控制系统
课程学习要求: 子技术
➢ 掌握典型电力半导体器件的运行特性和应用技术;
➢ 掌握典型电力电子变换器的主电路
拓扑结构、电路原理、工作波形、控制要求;
➢ 掌握常用的电力电子变换电路的分析方法;
➢ 了解电力电子变换器的应用领域;
➢ 了解电力电子变换器的电路仿真软件如MATLAB、
PSPICE、PSIM等的应用;
➢ 电力电子学是一门实践性很强的专业课程,应主动对待
实验,培养实际工作能力。
绪论
课程考核分为三部分:期末闭卷考试(50%)、 平时考勤实验(20%)、专题研究报告(30%)
专题18-变频器电路原理图设计 专题19-带功率因数校正(PFC)的整流电路设计 专题20-谐振软开关电路实验 专题21-单相交流电源自动稳压器 专题22-24V交流单相在线式不间断电源电路设计 专题23-三相交流在线式不间断电源电路设计 专题24-逆变器电路及其数字控制 专题25-三电平逆变电路及其数字控制 专题26-光伏并网发电模拟装置 专题27-PWM整流器分析与控制 专题28-双PWM变换器分析与控制 专题29-三相晶闸管交交变频电路谐波分析 专题30-矩阵变换器分析与控制 专题31-PWM控制芯片及外围电路设计 专题32-电动汽车充电电路设计 专题33-非接触充电电路设计

第19章电力电子技术-PPT课件

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IH: 维持电流 在规定的环境和控制极断路时,晶闸管维持导 通状态所必须的最小电流。
一般IH为几十 ~ 一百多毫安。
UF: 通态平均电压(管压降)
在规定的条件下,通过正弦半波平均电流时, 晶闸管阳、阴极间的电压平均值。 一般为1V左右。 UG、IG:控制极触发电压和电流 室温下,阳极电压为直流6V时,使晶闸管完 全导通所必须的最小控制极直流电压、电流 。 一般UG为1到5V,IG为几十到几百毫安。
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IF:正向平均电流
环境温度为40C及标准散热条件下,晶闸 管处于全导通时可以连续通过的工频正弦 半波电流的平均值。
如果正弦IF半波21 电π流π 0I的m 最s大in 值t为d( Imt,) 则Iπm
i
IF

2
t
普通晶闸管IF为1A — 1000A。
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(2)电压u 为负半周时
a
T2和D1承受正向
+
T1
电压。 T2控制极加触 发电压, 则T2和D1导 通,电流的通路为
u

D1
b
b
T2
RL
D1
a
此时,T1和D2均承受反向电压而截止。
io
T2 RL
++uo

D2
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3. 工作波形
晶闸管导通的条件: 1. 晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向
电压。 2. 晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向
电压或正向脉冲(正向触发电压)。 晶闸管导通后,控制极便失去作用。 依靠正反

电力电子技术总复习 PPT

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第2章 电力电子器件
■电力电子器件的概念 ◆电力电子器件(Power Electronic Device)是指可直接 用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电 子器件。
■ PN结正偏时呈现低阻状态,反偏时呈现状态■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。 ◆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。 ◆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。
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
第9章 电力电子器件应用的共性问题
■驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口。 ■驱动电路的基本任务
◆将信息电子电路传来的控制信号按照控制目标的要求,转 换为加在电力电子器件控制端和公共端之间,可以使其开通 或关断的信号。 ☞ 对半控型器件只需提供开通控制信号; ☞ 对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关断控 制信号。 ◆驱动电路还要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节。 ☞ 一般采用光隔离或磁隔离。
晶闸管的主要参数
■维持电流IH:在室温下且门极开路时,晶闸管中的电流 从较大的通态电流开始下降,当降至刚好使晶闸管维持 导通所必需的最小电流。
■擎住电流IL:晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号 后, 能维持导通所需的最小电流。 要使晶闸管触发导通,必须使阳极电流上升到擎住电流 以上。
■对同一晶闸管来说,通常IL约为IH的2~4倍。
第3章 整流电路
➢ 几个重要的基本概念:
◆触发角():从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加
触发脉冲止的电角度称为触发延迟角,也称触发角或控制角。

电力电子技术考试复习资料PPT课件

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电阻负载: 1.������ ≤ 30。时电流连续,������ > 30。时电流存在断续。 2.移相范围是������ ≤ 150。 3.晶闸管两端最大正压为 2������2,最大反压为 6������2。
公式:
1.������ ≤ 30。时,������������ = 1.17������2cos������
������������
=
������������ ������
,
������������������������ = 0.5 × ������������
, ������������������
=
������������ 2
������2 = 2������������������
2020/2/16
电力电子复习
电气11 石巍
2020/2/16
1
电力变换通常分为四大类: 交流变直流 直流变交流 直流变直流 交流变交流
2020/2/16
2
第二章
电力电子器件的特征:
1.能处理电功率的能力,一般远大于处理信息
的电子器件。
2.电力电子器件处理的电功率较大,为了减少
本身的损耗,提高效率,一般都工作在开关
30 < ������ ≤ 150。时, ������������ = 0.675������2(1 + cos(���6��� + ������))
2.������������
=
������������ ������
3.������������������ = ������2 =
1 3
������������
, ������������������ =
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pa IdVT 2p Id
I V T
1 2p
t )
p a 2p Id
pa IdVDR 2p Id
p a IVDR 2p Id
180
单相桥式整流电路
u d
Oa q d
i d
u2 uidO
ud(id)
d
0uda
pa
O
uV1T,4id
iVT1,O4
Id
E iVT20,O3
uVi2Twi102t,OO4
➢ 对某些器件来讲,驱动电路向其注入的功率也是造 成器件发热的原因之一
➢ 通常电力电子器件的断态漏电流极小,因而通态损 耗是器件功率损耗的主要成因
➢ 器件开关频率较高时,开关损耗会随之增大而可能 成为器件功率损耗的主要因素
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整流电路
• 可控整流电路,重点掌握:电力电子电路作为 分段线性电路进行分析的基本思想、单相全控 桥式整流电路和三相全控桥式整流电路的原理 分析与计算、各种负载对整流电路工作情况的 影响;
(4) 为 保 证 不 致 于 因 损 耗 散 发 的 热 量 导 致 器 件 温 度过高而损坏,不仅在器件封装上讲究散热设计, 在其工作时一般都要安装散热器。
➢导通时器件上有一定的通态压降,形成通态损 耗
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➢ 阻断时器件上有微小的断态漏电流流过,形成断态 损耗
➢ 在器件开通或关断的转换过程中产生开通损耗和关 断损耗,总称开关损耗
10-11学年第一学期
电力电子技术总复习
自动化09.1-5
第2章 电力电子器件 第3章 整流电路 第4章 逆变电路 第5章直流斩波电路 第6章交流—交流电力变换电路 第7章 脉宽调制(PWM)技术
1. 同处理信息的电子器件相比,电力电子器 件的一般特征。
2. 电力电子系统的组成及各部分的作用 3. 电力电子器件的分类 4. 学习要点
Id
IO d
w
wt
wt wt
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Id
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Id
wt
wt
wt wt
Ud Id UVTmax IdVT IVT I2
移相范围
单相桥式全控整流
电阻负载
0.9U2
1cosa
2
0.9U2 1cosa
R2
反向 2U 2
正向 ( 2 2)U2
0.45U2 1cosa
R2
IVT
1 2
I2
大电感负载 0.9U2 cosa 0.9 U 2 cosa
• 与整流电路相关的一些问题,包括: (1)变压器漏抗对整流电路的影响,重点建立换相 压降、重叠角等概念,并掌握相关的计算,熟悉 漏抗对整流电路工作情况的影响。 (2)整流电路的谐波和功率因数分析,重点掌握谐 波的概念、各种整流电路产生谐波情况的定性分 析,功率因数分析的特点、各种整流电路的功率 因数分析。
➢电力电子器件的动态特性(也就是开关特性)和 参数,也是电力电子器件特性很重要的方面,有 些时候甚至上升为第一位的重要问题。
➢作电路分析时,为简单起见往往用理想开关来代 替
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(3) 实用中,电力电子器件往往需要由信息电子电路 来控制。
➢在主电路和控制电路之间,需要一定的中间电 路对控制电路的信号进行放大,这就是电力电 子器件的驱动电路。
V2 主电路
➢控制电路按系统的工作要求形成控制信号,通过 驱动电路去控制主电路中电力电子器件的通或断,
来完成整个系统的功能
➢ 有的电力电子系统中,还需要有检测电路。广义上 往往其和驱动电路等主电路之外的电路都归为控制 电路,从而粗略地说电力电子系统是由主电路和控 制电路组成的。
➢ 主电路中的电压和电流一般都较大,而控制电路的 元器件只能承受较小的电压和电流,因此在主电路 和控制电路连接的路径上,如驱动电路与主电路的 连接处,或者驱动电路与控制信号的连接处,以及 主电路与检测电路的连接处,一般需要进行电气隔 离,而通过其它手段如光、磁等来传递信号。
出器件的端子。
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1、同处理信息的电子器件相比,电力电子器件的一 般特征:
(1) 能处理电功率的大小,即承受电压和电流 的能力, 是最重要的参数
(2) 电力电子器件一般都工作在开关状态 ➢导通时(通态)阻抗很小,接近于短路,管压降 接近于零,而电流由外电路决定
➢阻断时(断态)阻抗很大,接近于断路,电流几 乎为零,而管子两端电压由外电路决定
1cosa
0.45U2 2
0.45U2 1cosa
R2
反向 2U 2
0.45U2 1cosa
R2
正反向 2U 2
IVT
1
p
(
2U2 sinwt)2 dwt
2p a R
U2 1 sin 2a p a
R 4p
2p
IVD
移相范围
180
180
0.45U2
1cosa
2
0.45U2 1cosa
R2
反向 2U 2
见课后作业!
单相半波整流电路
VT T
i
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u1
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0 wt1 p
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p-a
p+a
wt
0
wt
单相半波 电阻负载 整流
电感负载 无续流二极管 有续流二极管
Ud Id UVTmax IdVT IVT
IdVD
返回
➢ 由于主电路中往往有电压和电流的过冲,而电力电 子器件一般比主电路中普通的元器件要昂贵,但承 受过电压和过电流的能力却要差一些,因此,在主 电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证电力 电子器件和整个电力电子系统正常可靠运行,也往 往是非常必要的。
➢ 器件一般有三个端子(或称极或管角),其中两个 联结在主电路中,而第三端被称为控制端(或控制 极)。器件通断是通过在其控制端和一个主电路端 子之间加一定的信号来控制的,这个主电路端子是 驱动电路和主电路的公共端,一般是主电路电流流
➢ 介绍各种器件的符号、简称、工作原理、基本特性、 主要参数以及选择和使用中应注意的一些问题,然 后集中讲述电力电子器件的驱动、保护和串、并联 使用这三个问题。
➢ 最重要的是掌握其基本特性
➢ 掌握电力电子器件的型号命名法,以及其参数和特 性曲线的使用方法,这是在实际中正确应用电力电 子器件的两个基本要求
➢ 由于电力电子电路的工作特点和具体情况的不同, 可能会对与电力电子器件用于同一主电路的其它电 路元件,如变压器、电感、电容、电阻等,有不同 于普通电路的要求
应用电力电子器件的系统组成 ➢电力电子系统:由控制电路、驱动电路和以电力 电子器件为核心的主电路组成

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检测
电路



驱动 电路
V1 LR
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