《电力电子技术》复习资料

《电力电子技术》复习资料一 电力电子器件1. 要点：① 半控器件：晶闸管（SCR ）全控器件：绝缘栅双极型晶体管（IGBT ）、电力晶体管（GTR ）、 门极关断晶闸管（GTO ）、电力场效应管（MOSEFT ） 不可控器件：电力二极管各器件的导通条件、关断方法、电气符号及特点。

②注意电流有效值与电流平均值的区别： 平均值：整流后得到的直流电压、电流。

有效值：直流电压、电流所对应的交流值。

波形系数：K f =有效值/平均值 。

③电力电子技术器件的保护、串并联及缓冲电路： du /dt ：关断时，采用阻容电路（RC ）。

di/dt ：导通时，采用电感电路。

二 整流电路1. 单相半波电路：① 注意电阻负载、电感负载的区别： ② 有效值与平均值的计算：平均值：整流后得到的直流电压、电流。

21cos 0.452d U U α+=d d U I R=有效值：直流电压、电流所对应的交流值。

U U =U I R = 波形系数：电流有效值与平均值之比。

f dIk I =② 注意计算功率、容量、功率因数时要用有效值。

③ 晶闸管的选型计算：Ⅰ求额度电压：2TM U =，再取1.5~2倍的裕量。

Ⅱ 求额度电流（通态平均电流I T （AV ）） 先求出负载电流的有效值（f d I k I =）； →求晶闸管的电流有效值（I T =I ）；→求晶闸管的电流平均值（()/T AV T f I I k =），再取1.5~2倍裕量。

2. 单相全桥电路负载：①注意电阻负载、电感负载和反电动势负载的区别： ② 电阻负载的计算：α移相范围：0~π负载平均值：整流后得到的直流电压、电流。

（半波的2倍）21cos 0.92d U U α+=d d U I R=负载有效值：直流电压、电流所对应的交流值。

U U =U I R = 晶闸管:电流平均值I dT 、电流有效值I T :dT d12I I =T I =③ 电感负载的计算：Ⅰ加续流二极管时，与电阻负载相同。

Ⅱ不加续流二极管时，α移相范围：0~π/2 平均值：整流后得到的直流电压、电流。

20.9d U U = ,d d UI R=近似一条直线有效值：直流电压、电流所对应的交流值。

2U U = U I R=② 反电动势负载的计算：当u 2 > E 时，晶闸管才能触发导通。

d d d U E i R =+ d d du EI R -=④ 注意计算功率、容量、功率因数时要用有效值。

⑤ 晶闸管的选型计算：Ⅰ求额度电压：2TM U =，再取1.5~2倍的裕量。

Ⅱ 求额度电流（通态平均电流I T （AV ））：与半波类似，注意T I I =Ⅲ 注意：计算负载电流时，k f =1.11；计算晶闸管电流时，k f =1.57。

3. 三相半波电路：自然换相点：各相相电压在正半周的交点；也是α起算点u 、v 、w 相电压轮流向负载供电； 输出脉动直流电的频率为150Hz① 电阻性负载Ⅰ α在0 ~ 300 ，电压连续；α的移相范围0 ~ 1500RⅡ 晶闸管：额定电压：22TM U (线电压峰值)流过晶闸管的电流平均值：/3dT d I I = ② 电感性负载Ⅰ α的移相范围0 ~ 900 ；每只晶闸管导通1200平均值：21.17cos d U U α= d d U I R=Ⅱ 晶闸管：额度电压：22TM U流过晶闸管的电流有效值：20.577T d I I I == 流过晶闸管的电流平均值：()0.368T AV d I I =4. 三相桥式电路：自然换相点：各相相电压在正半周的交点；也是α起算点 u 、v 、w 线电压轮流向负载供电；按T1~T6的顺序，分六次，间隔600，每次均有二个管子导通； T1、T2→T2、T3→T3、T4→T4、T5→T5、T6→T6、T1 采用双窄脉冲或宽脉冲触发 输出脉动直流电的频率为300Hz① 电阻性负载α在0 ~ 600 ，电压连续；α的移相范围0 ~ 1200 平均值：22.34cos d U U α= d d U I R=Ⅱ 晶闸管额度电压：22TM U ② 电感性负载 α的移相范围0 ~ 900 ；R6. 反电动势负载： α的移相范围0 ~ 900 ；平均值：22.34cos d d U U E I R α==+ d d U E I R -=三 有源逆变电路注意区别有源逆变与无源逆变 1. 逆变条件：P251① 注意逆变电路的计算公式与整流电路相同，仅将α换为β： ② 注意电流均按反电动势负载计算：dd E U I R-=③ 整流与逆变时的电压极性相反：④ 逆变失败：只要U d 与E 顺极性相连（串联），则电路短路，称为逆变失败。

原因：P252最小逆变角βmin =25~300，βmin <β<900 2. 逆变电路类型： ① 有源逆变电路：♦ 将直流电能转化为同频率的交流电能回馈电网； ♦ 交流电能频率不变；♦ 如果整流电路中含有二极管VD ，则不能逆变。

② 无源逆变电路：♦ 将直流电能转化为频率可调的交流电能供负载使用； ♦ 交流电能频率可调；一般用于交-直-交变频电路。

四 直流斩波电路1. 计算占空比D ： ons T D T =s o no f T T T =+ 2. 判断电路类型及计算：① 电感L 与电力器件VT 均在上，则为降压器：（P255）o d U DU = 1/o d I DI =② 电感L 在上，电力器件VT 在下，则为升压器：（P257）11o d U U D =- (1)oo d U I D I R=-=③ 电感L 在下，电力器件VT 在上，则为升降压器：（P258）1o dDU U D =--注意：Ⅰ 输出电压与输入电压极性相反：Ⅱ 0≤D ≤0.5，降压变换；0.5≤D ≤1，升压变换。

3. 电路特点：① 均是在器件VT 接通期间，电感L 储能；器件VT 关断期间， 电感L 释能续流；②电感大于最小电感值，电流连续；电感小于最小值，电流断流； 4. 复合直流斩波电路： ① 电流可逆斩波电路⏹ VT1、VD1构成降压器，电机工作于第一象限，运行； ⏹ VT2、VD2构成升压器，电机工作于第二象限，制动； ⏹ 电压E 可以直接换向，但电流i 不能直接换向，必须连续五无源逆变电路无源逆变电路：♦将直流电能转化为频率可调的交流电能供负载使用；♦交流电能频率可调；一般用于交-直-交变频1.电压型逆变电路：♦电源侧（直流侧）并联大电容（或者是电压源）♦器件一般并联反馈二极管♦三相电压逆变器：1800导电型：即按VT1~VT6依次顺序导通，每次导通3个管子T1T2T3→T2T3T4→T3T4T5→T4T5T6→T5T6T1→T6T1T2 输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波2.电流型逆变电路：♦电源侧（直流侧）串联大电感（或者是电流源）♦三相电流逆变器：1200导电型：即按VT1~VT6依次顺序导通，每次导通2个管子T1、T2→T2、T3→T3、T4→T4、T5→T5、T6→T6、T1 输出电流为矩形波，输出电压近似正弦波3. SPWM逆变电路：♦采用面积等效原则，将正弦波用一组面积与其相等，等幅不等宽的脉冲代替，且脉冲宽度符合正弦规律分布♦调制方法：调制信号为正弦波u r；载波信号为等腰三角波u C在u r与u C的相交点改变器件VT的通断♦ 单极性SPWM 控制方法：在u r 正半周，VT1保持接通，使VT4交替通断： 当u r ＞u C 时，VT4接通，u 0 = U d ；当u r ≤ u C 时，VT4关断，u 0 =0，负载电流通过VD3续流。

在u r 负半周，VT2保持接通，使VT3交替通断： 当u r ＜u C 时，VT3接通，u 0 =－U d ；当u r ≥ u C 时，VT3关断，u 0 =0，负载电流通过VD4续流。

输出的PWM 脉冲波在正半周为正，负半周为负 ♦ 双极性SPWM 控制方法：在u r 正负半周，控制方式一样当u r ＞u C 时，VT1、VT4接通，u 0 = U d ； 当u r ≤ u C 时，VT2、VT3接通，u 0 =－U d输出的PWM 脉冲波为±U d六 交流调压电路1. 电阻负载：α调节范围为0~ π ： ① 输出电压为：o U U =o oU I R = 2. 电感负载： α调节范围： φ ≤ α ≤ π ： ① φ为阻抗角：()Larctg R ωϕ=② α=φ时，负载电流最大。

o I =练习题一、填空题1、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。

2、晶闸管对触发脉冲的要求是要有足够的驱动功率、触发脉冲前沿要陡幅值要高和触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。

3、多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题，解决的方法是串专用均流电抗器；多个晶闸管相串联时必须考虑均压的问题，解决的方法是并联RC电路。

4、在电流型逆变器中，直流侧串接大电感L d；输出电压波形为正弦波，输出电流波形为方波；在电流型逆变器中，直流侧并联大电容；输出电压波形为矩形波，输出电流波形接近正弦波。

5、型号为KS100-8的元件表示双向晶闸管晶闸管、它的额定电压为800V伏、额定有效电流为100A安。

6、180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_同一桥臂上的上、下二个元件之间进行；而120º导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在_不同桥臂上的元件之间进行的。

7、当温度降低时，晶闸管的触发电流会增加、正反向漏电流会下降；当温度升高时，晶闸管的触发电流会下降、正反向漏电流会增加。

8、在有环流逆变系统中，环流指的是只流经两组变流器之间而不流经负载的电流。

9、常用的过电流保护措施有快速熔断器、交流进线串电抗器、过电流继电器、直流断路器、交流侧串电流检测装置。

10、逆变器按直流侧提供的电源的性质来分，可分为电压型逆变器和电流型型逆变器。

电压型逆变器直流侧是电压源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧用电容器进行滤波，电压型三相桥式逆变电路的换流是在桥路的本桥元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是180º；而电流型逆变器直流侧是电流源，通常由可控整流输出在最靠近逆变桥侧是用电感滤波，电流型三相桥式逆变电路换流是在异桥元件之间换流，每只晶闸管导电的角度是120º。

11、直流斩波电路按照输入电压与输出电压的高低变化来分类有降压变换电路；升压变换电路；升降压变换电路；库克变换电路；全桥直流变换电路。

12、按逆变后能量馈送去向不同来分类，电力电子元件构成的逆变器可分为有源逆变器与无源逆变器两大类。