电力电子复习

电力电子

我国大容量电力电子技术与应用发展综述 摘要:大容量电力电子技术使用大功率半导体器件，通过信息流对能量流的精确 控制，实现电能的有效变换与传输。大容量电力电子装置广泛应用在电气节能、新能源发电、电力牵引、智能电网以及军工装备等领域的关键环节，对国民经 济发展、工业生产及国家安全起到重要作用。本文综述了我国在大容量电力电 子技术与应用方面的最新进展，比较了国内外大容量电力电子研究现状的差距，并在此基础上展望和讨论了大容量电力电子技术的未来发展趋势及我国应采取 的相应对策。 关键词：大容量电力电子功率半导体器件装置和系统 1引言 大容量电力电子技术是使用大功率半导体器件，通过信息流对能量流的精确控制以实现电能的有效变换与传输的技术，包括大功率电力电子器件、电力电子装置和系统应用三个方面，涉及电力电子器件（上游）和电力电子设备和系统（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）三个领域。与以信息处理为主的微电子技术和常规小容量电力电子技术不同，大容量电力电子技术面对的主要功率等级在几百千瓦乃至几十吉瓦以上，电压等级在千伏乃至几十万伏以上，电流容量在几百安培乃至上万安培以上，在不同应用领域起到重大作用[1]。 近几年来，随着电气节能、新能源发电、电力牵引、智能电网以及军工装备等应用领域的高速发展，对大容量电力电子装置和系统的需求越来越大，无论是传统产业，还是高新技术产业，都迫切需要提供大容量、高质量、可靠及可控的电能。大容量电力电子装置和系统已经成为弱电控制与强电运行之间，信息技术与先进制造技术之间，传统产业实现自动化、智能化、节能化和机电一体化之间的桥梁，被广泛应用于能源、交通、工业制造和航空航天等领域，特别在面向我国新一代电网系统和大型电力牵引系统应用中（如高铁、舰船等），随着中高压直流变换技术、分布式新能源发电技术以及电力传动技术的长足发展，大容量电力电子变换装置和系统正成为大幅提升柔性交直流电网输送能力和电力牵引控制能力的关键装置和核心接口设备。目前大容量电力电子技术和应用正处在快速发展的阶段。从学科发展角度来看，仍存在两个关键问题: 即大功率电力电子器件的功率处理水平与电力电子装置容量和性能需求之间的矛盾问题，电力电子装置的电能变换能力与系统应用需求之间的矛盾问题。需要有不断的技术创新去解决这两个矛盾。目前主要方法为:发展以大功率电力电子器件为核心的装置分析和设计技术，提高装置的电能变换能力；发展以拓扑和控制为核心的组合式电力电子技术，提高系统在不同领域的应用潜力。

电力电子技术知识点

（供学生平时课程学习、复习用，●为重点） 第一章绪论 1.电力电子技术：信息电子技术----信息处理，包括：模拟电子技术、数字电子技术 电力电子技术----电力的变换与控制 2. ●电力电子技术是实现电能转换和控制，能进行电压电流的变换、频率的变换及相 数的变换。 第二章电力电子器件 1.电力电子器件分类：不可控器件：电力二极管 可控器件：全控器件----门极可关断晶闸管GTO电力晶体管GTR 场效应管电力PMOSFET绝缘栅双极晶体管IGBT及其他器件 ☆半控器件----晶闸管●阳极A阴极K 门极G 2.晶闸管 1）●导通：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触电电流的情况晶闸管才能开通。 ●关断：外加电压和外电路作用是流过晶闸管的电流降到接近于零 ●导通条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流 ●维持导通条件：阳极电流大于维持电流 当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才会开通。 当晶闸管导通，门极失去作用。 ●主要参数：额定电压、额定电流的计算，元件选择 第三章 ●整流电路 1.电路分类：单相----单相半波可控整流电路单相整流电路、桥式（全控、半控）、单相全波可控整流电路单相桥式（全控、半控）整流电路 三相----半波、●桥式（●全控、半控） 2.负载：电阻、电感、●电感+电阻、电容、●反电势 3.电路结构不同、负载不同●输出波形不同●电压计算公式不同

单相电路 1.●变压器的作用：变压、隔离、抑制高次谐波（三相、原副边星/三角形接法） 2.●不同负载下，整流输出电压波形特点 1）电阻电压、电流波形相同 2）电感电压电流不相同、电流不连续，存在续流问题 3）反电势停止导电角 3.●二极管的续流作用 1）防止整流输出电压下降 2）防止失控 4.●保持电流连续●串续流电抗器，●计算公式 5.电压、电流波形绘制，电压、电流参数计算公式 三相电路 1.共阴极接法、共阳极接法 2.触发角ā的确定 3.宽脉冲、双窄脉冲 4.●电压、电流波形绘制●电压、电流参数计算公式 5.变压器漏抗对整流电流的影响●换相重叠角产生原因计算方法 6.整流电路的谐波和功率因数 ●逆变电路 1.●逆变条件●电路极性●逆变波形 2.●逆变失败原因器件触发电路交流电源换向裕量 3.●防止逆变失败的措施 4.●最小逆变角的确定 触发电路 1.●触发电路组成 2.工作原理 3.触发电路定相 第四章逆变电路

电力电子技术考试复习资料

一、填空 1.1 电力变换可分为以下四类：交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流。 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 控型器件，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 1.5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，a角的移相范围是0~180，单个晶闸管所所承受的最大反 压为一2上，带阻感负载时，a角的移相范围是0~ 90，单个晶闸管所所承受的最大反压为2u2 2.3三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空，单个晶闸管所承受的最大 反压为..6U2，当带阻感负载时，a角的移相范围是0~ 2 2.4逆变电路中，当交流侧和电网边结时，这种电路称为，欲现实有源逆变，只能采用全_ 控电路，当控制角0 ：：：a ::：—时，电路工作在整流状态，一：:：a ::：二时，电路工作在逆变状态。- 2 2 2.5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a匸门2，使U d为负值。 3.1直流斩波电路完成的是直流到直流的变换。 3.2直流斩波电路中最基本的两种电路是升压和降压。 3.3斩波电路有三种控制方式：脉冲宽度调制、频率调制和混合型。 4.1改变频率的电路称为变频电路，变频电路有交交变频电路和交直交变频电路两种形式，前者又称为直接变频，后者也称为间接变频。 4.2单相调压电路带电阻负载，其导通控制角a的移相范围为0~ n ，随a的增大，U0减少：功率因数 入降低。 4.3晶闸管投切电容器选择晶闸管投入时刻的原则是该时刻交流电源电压就和电容器预先充电的电压相 4.4把电网频率的交流电直接变换成可调频率电流电路称为交交变频电路。 4.5交流调压的有相位调控和斩控式两种控制方式，交流调功电路的采用是通断控制方式。 5.1把直流变成交流电的电路称为逆变，当交流侧有电源时称有源逆变，当交流侧无电源时称无 源逆变。

电力电子技术总结

1、电力电子技术的概念：所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。 2、电力电子技术的诞生是以 1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 3、晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对 晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。4、70年代后期，以门极可关断晶闸管（ GTO ）、电力双极型晶体管（ BJT ）和电力场效应晶 体管（Power-MOSFET ）为代表的全控型器件迅速发展。 5、全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。 6、把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（ PIC ）。 第二章 1、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。 ◆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。 ◆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2、电力电子器件的功率损耗 3、电力电子器件的分类 （1）按照能够被控制电路信号所控制的程度 ◆半控型器件：?主要是指晶闸管（Thyristor ）及其大部分派生器件。 ?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 。 通态损耗断态损耗开关损耗 开通损耗关断损耗

?通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断。 ◆不可控器件：?电力二极管（Power Diode）?不能用控制信号来控制其通断。（2）按照驱动信号的性质 ◆电流驱动型：?通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。 ◆电压驱动型 ?仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控 制。 （3）按照驱动信号的波形（电力二极管除外） ◆脉冲触发型 ?通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控 制。 ◆电平控制型 ?必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件 开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态。 4、几种常用的电力二极管：普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管 肖特基二极管优点在于：反向恢复时间很短（10~40ns），正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；因此， 其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率高。 弱点在于：当所能承受的反向耐压提高时其正向压降也会高得不能满足要求，因此 多用于200V以下的低压场合；反向漏电流较大且对温度敏感，因此反向稳态损耗不能忽略，而且必须更严格地限制其工作温度。 5、晶闸管除门极触发外其他几种可能导通的情况 ◆阳极电压升高至相当高的数值造成雪崩效应◆阳极电压上升率du/dt过高 ◆结温较高◆光触发

基于MATLAB的电力电子技术课程设计报告

《电力电子技术》 课程设计报告 题目：基于MATLAB的电力电子技术 仿真分析 院（系）：机电与自动化学院 专业班级：电气工程及其自动化11XX 学生姓名：XXX 学号：2011113XXXX 指导教师：XXX 2014年1月13日至2014年1月17日 华中科技大学武昌分校

电力电子技术课程设计任务书

目录 第1章 MATLAB软件及仿真集成环境Simulink简介 (1) 1.1 MATLAB及Simulink简介 (1) 1.2 Simulink系统的操作步骤 (1) 1.3 电气元件模块库 (2) 第2章电力电子技术仿真分析 (3) 2.1单相半波可控整流电路仿真 (3) 2.1.1 单相半波可控整流电路基本原理 (3) 2.1.2 电阻负载时仿真分析 (4) 2.1.3 阻感负载仿真分析 (5) 2.2 晶闸管三相桥式整流电路的仿真 (7) 2.2.1电路图及工作原理 (7) 2.2.2 仿真模型及波形 (8) 2.3 Boost变换器的仿真 (11) 2.3.1电路图及工作原理 (11) 2.3.2 仿真模型及波形 (11) 2.4 相位控制的晶闸管单相交流调压器系统的仿真 (12) 2.4.1电路图及工作原理 (12) 2.4.2仿真模型及波形 (13) 第3章总结 (15) 课程设计成绩评定表 (16)

第1章MATLAB软件及仿真集成环境Simulink简介 1.1 MATLAB及Simulink简介 MATLAB软件是美国MathWorks公司在20世纪80年代中期推出的高性能数值计算软件,经过近30年的开发和更新换代,该软件已成为合适多学科功能十分强大的软件系统,成为线性代数、数字信号处理、自动控制系统分析、动态系统仿真等方面的强大工具。MATLAB中含有一个仿真集成环境Simulink,其主要功能是实现各种动态系统建模、仿真与分析。在MATLAB启动后的系统界面中的命令窗口输入”SIMULINK”指令就可以启动SIMULINK仿真环境。启动SIMULINK后就进入了浏览器既模版库，在图中左侧为以目录结构显示的17类模版库名称（因软件版本的不同，库的数量及其他细节可能不同），选中模版库后，即会在右侧窗口出现该模型库中的各种元件或子库。 Simulink支持连续、离散系统以及连续离散混合系统、非线性系统等多种类型系统的仿真分析，本书中将主要介绍和电力电子电路仿真有关的元件模式及仿真方法。对于电力电子电路及系统的仿真，除需使用Simulink中的基本模板外，用到的主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中，该模型库提供了电气系统中常用元件的图形化的图形化元件模型，包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等。图形的元件模型使使用者可以快速并且形象地构建所需仿真系统结构。 1.2 Simulink系统的操作步骤 在Simulink系统中，执行菜单“File”下“New”、“Model”命令即可产生一个新的仿真模型编辑窗口，在窗口中可以采用形象的图形编辑的方法建立仿真对象、编辑元件及系统相关参数，进而完成电路及系统的仿真系统。具体步骤为：建立一个新的仿真模型编辑窗口后，首先从Simulink模块中选择所仿真电路或系统所需要的元件或模块搭建系统，方法为在Simulink模块库中所选元件位置按住鼠标左键将元件拖拽至所建编辑窗口的合适位置，不断重复该过程直至所有元件均放置完毕。 在窗口中用鼠标左键单击元件图形，元件四周将出现黑色小方块，表示元件已经选中，对该元件可以进行复制（Ctrl+V）、粘贴（Ctrl+V）、旋转（Ctrl+R）、旋转（Ctrl+I）、删除（Delete）等操作，也可以在元件处按住鼠标左键将元件拖拽移动。 需要改变元件大小时可以选定该元件，将鼠标移至元件四周的黑色小方块，待鼠标指针变为箭头形状时按住鼠标左键将元件拖拽至合适尺寸。 需要改变元件参数，可以在该元件处双击鼠标左键，即可弹出该元件的参数

模电数电及电力电子技术知识点

集成运算放大电路 输入级采用高性能的恒流源差动放大电路 要求输入阻抗高、差摸放大倍数大、共模抑制比高、差摸输入电压及共模输入电压范围大且静态电流小 作用减少零点漂移和抑制共模干扰信号 中间级采用共射放大电路 作用提供较高的电压增益 输入级要求其输出电压范围尽可能宽、输出电阻小以便有较强的带负载能力且非线性失真小 采用准互补输出级 偏置电路确定合适的静态工作点 采用准互补输出级 综合高差摸放大倍数、高共模抑制比、高输入阻抗、高输出电压、低输出阻抗的双端输入单端输出的差动放大器交直流反馈的判断电容隔直通交直流：短路交流：开路 串并联反馈的判断输入信号与反馈信号同时加在一个输入端上的是并联，反之 电压电流反馈的判断反馈电路直接从输出端引出的是电压反馈从负载电阻RL的靠近 “地”端引出的是电流反馈 直流脉宽调制PWM变换器 将固定电压的直流电源变换成大小可调的直流电源的DC-DC变换器又称直流斩波器。 它能从固定输入的直流电压产生出经过斩波的负载电。负载电压受斩波器工作率的控制。变 更工作率的方法与脉冲宽度调制（斩波频率f=1/T不变，改变导通时间t on）和频率调制（导 通时间t on或关断时间t off不变，改变斩波周期T即斩波频率f=1/T）两种。 斩波器的基本回落方式有升压（斩波器所产生的输出电压高于输入电压）和降压两种，改变回落元件的连接就可改换回路的方式。 用晶闸管作为开关的斩波器，由于晶闸管无自关断能力，它在直流回路里工作是，必须有一套使其关断的（强迫）换相（流）电路。晶闸管的换流方式有：电源换流、负载换流和 强迫换流。 负载换流缺点主要是电骡的揩振频率与L和C的大小有关，随着负载与频率的变化，换流的裕量也随之改变。 为了可靠换流，换流脉冲的幅值应足以消去晶闸管中的电流，脉冲的宽度应保证大于晶闸管的关断时间。 晶闸管斩波器的缺点是需要庞大的强迫换流电脑，是设备体积增大和损耗增加；而且斩波开关频率也低，致使斩波器电流的脉动幅度大，电源揩波也大，往往需加滤波器。 直流PWM变换器分不可逆、可逆输出两大类。前者输出只有一种极性的电压，而后者可输出正或负极性电压。如果在一个斩波周期中输出电压正、负相间的称为双极式可逆PWM 变换器；如果在一个斩波周期中输出电压只有一种极性电压的称为单极式可逆PWM变换 器。 双极式可逆PWM变换器的输出电压Uab在一个周期正、负相间。单机式可逆PWM变换器只在一个阶段中输出某一极限的脉冲电压+Uab或—Uab，在另一阶段中Uab=0. 无制动作用的不可逆输出PWM变换器电流始终是一个方向，因此不能产生制动作用，电动机只能作单象限运行，又称为受限式脉宽调制电路。 受限单极式可逆PWM变换器与单极式可逆PWM变换器的不同是避免了上下两个开关直通的可能性。 双极式脉宽调制器由三角波振荡器、电压比较器构成，单极式脉宽调制器由两只运算放

电力电子技术复习资料

电力电子技术 复习资料 一、名词解释 (每小题2分，共10分) 1.自然换相点 2.GTR 3.换相重叠角γ 4.同步 5.脉宽调制法 二、填空题(每空1分，共20分) 1.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt 和通态电流临界上升率等，若du/dt 过大，就会使晶闸管出现________，若di/dt 过大，会导致晶闸管________。 2.单相全控桥可控整流电路中功率因数cos φ 比单相半波可控整流电路的功率因数提高了________倍。各管上承受的最大反向电压为________。 3.三相零式可控整流电路带电阻性负载工作时，在控制角α>30°时，负载电流出现________。晶闸管所承受的最大反向电压为________。 4.在单相全控桥整流电路带反电势负载时，若交流电源有效值为U 2，反电势为E 时，不导电角δ=________，若晶闸管不导通时，输出电压应为______。 5.三相零式可控整流电路，在电阻性负载时，当控制角α≤30°，每个晶闸管的导通角θ=________。此电路的移相范围为________。 6.三相全控桥可控整流，其输出电压的脉动频率为________，十二相可控整流，其输出电压的脉动频率为________。 7.在晶闸管触发脉冲产生电路中，常用的同步电压有________和________两种。 8.单结晶体管又称为________，利用它伏安特性的________，可作成弛张振荡器。 9.在晶闸管触发脉冲产生的电路中，为满足不会产生逆变失败所需的最小逆变角 βmin 值，常将________和________相叠加，从而有效地限制了逆变角β的大小。 10.在逆变器中，晶闸管的自然关断法，是利用负载回路中的电感L 和________在产生振荡时，电路中的电流具有________的特点，从而使晶闸管发生自然关断。 三、画图题(6分) 说明下面斩波电路的类型及其工作原理，画出输出电压o u 、输出电流o i 波形 四、问答题(第1小题6分，第2小题8分，共14分) 1.对整流电路的输出电压进行谐波分析后，能得出什么结论?

电力电子总结完美版

一、填空题 1、对SCR 、TRIAC 、GTO 、GTR 、Power MOSFET 、这六种电力电子器件，其中要用交流 电压相位控制的有SCR TRIAC 。可以用PWM 控制的有GTO GTR Power MOSFET IGBT;要用电流驱动的有SCR TRIAC GTO GTR (准确地讲SCR 、TRIAC 为电流触发型 器件)，要用电压驱动的有Power MOSFET IGBT ；其中工作频率最高的一个是Power MOSFET ，功率容量最大的两个器件是SCR GTR;属于单极性的是Power MOSFET;可能发生 二次击穿的器件是GTR,可能会发生擎住效应的器件是IGBT ；属于多元集成结构的是Power MOSFET IGBT GTO GTR 。 2、SCR 导通原理可以用双晶体管模型来解释，其触发导通条件是阳极加正电压并且门极有触发电流，其关断条件是阳极电流小于维持电流。 3、GTO 要用门极负脉冲电流关断，其关断增益定义为最大可关断阳极电流与门极负脉冲电流最大值的比即off β=ATO GM I I ，其值约为5左右,其关断时会出现特殊的拖尾 电流。 4、Power MOSFET 通态电阻为正温度系数；其定义式为= |DS DS U GS I ≥0，比较特殊的是器件体内有寄生的反向二极管，此外，应防止其栅源极间发生擎住效应。 5、电力二极管额定电流是指最大工频正弦半波波形条件下测得值，对于应用于高频电力电子电路的电力二极管要用快恢复型二极管，但要求其反向恢复特性要软。 6、在电力电子电路中，半导体器件总是工作在开关状态，分析这类电路可以用理想开关等效电路；电力电子技术的基础是电力电子器件制造技术，追求的目标是高效地处理电力。 7、硬开关电路的电力电子器件在换流过程中会产生较大的开关损耗，主要原因是其电压波形与电流波形发生重叠，为了解决该缺陷，最好使电力电子器件工作在零电压开通，零电流关断状态；也可采用由无源元件构成的缓冲技术，但它们一般是有损耗 的。 8、电力电子电路对功率因数的定义与线性电路理论的定义在本质上的差别是有基波因数。 9、交流调压电路采用由两个SCR 反并联接法组成交流开关作为控制，若交流电路的大感性 负载阻抗角为80度，则SCR 开通角的移相范围80度到180度。 10、SCR 三相全控变流电路带直流电动机负载时，其处于整流状态时触发角应满足小于90度 条件；其处于有源逆变状态时触发角应满足大于90度 条件；SCR 的换流方式都为电网 换流。 11、有源逆变与无源逆变的差异是交流侧接在电网上还是接在负载上；加有续流二极管的任何整流电路都不能实现有源逆变的原因是负载被二极管短路不能产生负电压。逆变角的定义是α>90度时的控制角βπα=- 12、电压源逆变器的输出电压是交流方 波；其逆变桥各臂都要反并联 二极管。 13、SPWM 的全部中文意思是正弦脉冲宽度调制，这种技术可以控制输出交流的大小；产 生SPWM 波的模拟法用自然采样法。而计算机则采用规则采样法。 14、单端正激式DC/DC 变换电路要求在变压器上附加一个复位 绕组，构成磁复位 电路； 反激式DC/DC 变换电路与Buck-Boost 直流斩波器类似。 15、肖特基二极管具有工作频率高 ，耐压低 的应用特点。肖特基二极管具有反向恢复时间短，正向压降小，耐压低，效率高等特点。 16、GTR 关断是工作点应在 截止 区，导通时工作点应在 饱和 区；它有可能因存在 二 次击穿而永久失效的缺陷。

基于Simulink电力电子课设-正文

电力电子系统计算机仿真 第四组 说 明 书 学院：电信学院 班级： 学号： 姓名： 日期：2010年12月2日

目录 前言-----------------------------------------------------3 摘要-----------------------------------------------------3 第一章电力电子常用的仿真软件介绍----------------------4 1.1 MATLAB----------------------------------------------4 1.2 SPICE-----------------------------------------------4 1.3 PSIM------------------------------------------------4 1.4 Saber-----------------------------------------------4 1.5 Simulink--------------------------------------------4 第二章电力电子器件的概念和特征-------------------------6 2.1概念--------------------------------------------------------------------------------6 2.2电力电子器件基本模型-----------------------------------------------------6 2.3 电力电子器件的一般特征--------------------------------------------------6 第三章常见的几种电力器件-------------------------------8 3.1 电力二极管----------------------------------------------------------------------8 3.2 晶闸管-----------------------------------------------9 3.3 门极可关断晶闸管------------------------------------10 3.4 电力晶体管------------------------------------------11 第四章电力电子元件仿真介绍----------------------------12 4.1电力二极管仿真--------------------------------------------------------------12 4.2晶闸管仿真----------------------------------------------------------------------14

电力电子技术课程重点知识点总结

1.解释GTO、GTR、电力MOSFET、BJT、IGBT，以及这些元件的应用范围、基本特性。 2.解释什么是整流、什么是逆变。 3.解释PN结的特性，以及正向偏置、反向偏置时会有什么样的电流通过。 4.肖特基二极管的结构，和普通二极管有什么不同 5.画出单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相整流电路、单相桥式半控整流电路电路图。 6.如何选配二极管（选用二极管时考虑的电压电流裕量） 7.单相半波可控整流的输出电压计算（P44） 8.可控整流和不可控整流电路的区别在哪 9.当负载串联电感线圈时输出电压有什么变化（P45） 10.单相桥式全控整流电路中，元件承受的最大正向电压和反向电压。 11.保证电流连续所需电感量计算。 12.单相全波可控整流电路中元件承受的最大正向、反向电压（思考题，书上没答案，自己试着算） 13.什么是自然换相点，为什么会有自然换相点。 14.会画三相桥式全控整流电路电路图，波形图（P56、57、P58、P59、P60，对比着记忆），以及这些管子的导通顺序。

15.三相桥式全控整流输出电压、电流计算。 16.为什么会有换相重叠角换相压降和换相重叠角计算。 17.什么是无源逆变什么是有源逆变 18.逆变产生的条件。 19.逆变失败原因、最小逆变角如何确定公式。 做题：P95：1 3 5 13 16 17，重点会做 27 28，非常重要。 20.四种换流方式，实现的原理。 21.电压型、电流型逆变电路有什么区别这两个图要会画。 22.单相全桥逆变电路的电压计算。P102 23.会画buck、boost电路，以及这两种电路的输出电压计算。 24.这两种电路的电压、电流连续性有什么特点 做题，P138 2 3题，非常重要。 25.什么是PWM,SPWM。 26.什么是同步调制什么是异步调制什么是载波比，如何计算 27.载波频率过大过小有什么影响 28.会画同步调制单相PWM波形。 29.软开关技术实现原理。

电力电子复习资料

湖北理工学院电气学院电力电子复习课 第一章绪论 BY 12自动化张一鸣 1、电力电子技术的概念 定义:电力电子技术——应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术.电力电子技术主要用于电力变换。 分为信息电子技术（信息处理）和电力电子技术（电力变换）。 2、电力变换通常可分为哪四大类？ 电力变换通常可分为四大类：交流变直流（整流）、直流变交流（逆变）、交流变交流（变频、变压）、直流变直流（斩波）。 第2章电力电子器件 1、电力电子器件的概念 电力电子器件：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。 2、电力电子器件的分类 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类： 1.半控型器件，例如晶闸管; 2.全控型器件，例如GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管)，MOSFET(电力场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管); 3.不可控器件，例如电力二极管; 按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类： 1.电压驱动型器件，例如IGBT、MOSFET、SIT(静电感应晶闸管); 2.电流驱动型器件，例如晶闸管、GTO、GTR; 根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类： 1.脉冲触发型，例如晶闸管、GTO; 2.电子控制型，例如GTR、MOSFET、IGBT; 按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类：

1.单极型器件，例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR; 2.双极型器件，例如MOSFET、IGBT; 3.复合型器件，例如MCT(MOS控制晶闸管); 3、晶闸管的导通条件、关断条件、维持导通条件 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：uAK>0且uGK>0。 使导通了的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至一个小的数值，即维持电流IH一下。 维持晶闸管导通的条件是，晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。 4、关断晶闸管的方法 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。 5、晶闸管的符号、英文缩写与引脚 符号SCR A: 阳极G：门极K: 阴极 uAK>0且uGK>0 6、常用的全控型器件有哪些？P-MOSFET、SIT、GTO、GTR 、IGBT是哪些全控型器件的英文缩写，这些器件中哪些是电流控制型器件？哪些是电压控制型器件？ 电流型：门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR） 电压型：电力场效应晶体管（P-MOSFET）、静电感应晶闸管（SIT）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 7、IGBT的结构

电力电子技术总结

电力电子技术总结标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

1、电力电子技术的概念：所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。 2、电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 3、晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。 4、70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO ）、电力双极型晶体管（BJT ）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET ）为代表的全控型器件迅速发展。 5、全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。 6、把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（PIC ）。 第二章 1、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。 ◆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。 ◆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 2、电力电子器件的功率损耗 3、电力电子器件的分类 （1）按照能够被控制电路信号所控制的程度 ◆半控型器件：主要是指晶闸管（Thyristor ）及其大部分派生器件。 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。 ◆不可控器件： 电力二极管（Power Diode ） 不能用控制信号来控制其通断。 （2）按照驱动信号的性质 ◆电流驱动型 ：通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。 ◆电压驱动型 仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。 （3）按照驱动信号的波形（电力二极管除外 ） ◆脉冲触发型 通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。 ◆电平控制型 必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态。 4、几种常用的电力二极管：普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管 通态损耗 断态损耗 开关损耗 开通损耗 关断损耗

电力电子的应用

电力电子的应用 电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代，柔性交流输电(FACTS)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。 二、电力电子技术的应用 自20世纪80年代，柔性交流输电(FACTS)概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。 (一)在发电环节中的应用 电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。 1大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。 2水力、风力发电机的变速恒频励磁 水力发电的有效功率取决于水头压力和流量，当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组)，机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比，风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。 3发电厂风机水泵的变频调速 发电厂的厂用电率平均为8%，风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有众多的生产厂家，并不完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多，国内有不少院校和企业正抓紧联 合开发。 (二)在输电环节中的应用 电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。 1、直流输电(HVDC)和轻型直流输电(HVDC Light)技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点，对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网，高压直流输电拥有独特的优势。1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。

电力电子必备知识点

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。 3.晶闸管导通后，只要具备维持导通的主回路条件，晶闸管就维持导通状态，门极便失去控制作用，其阳极电流由外电路决定。 4.欲使晶闸管关断，必须从主电路采取措施，使晶闸管阳极电流下降至维持电流之下，通常还要施加一定时间的反向阳极电压。 6.晶闸管的正向特性 IG=0时，器件两端施加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低。导通后的晶闸管特性和二极管的正向特性相仿。晶闸管本身的压降很小，在1V 左右。导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，则晶闸管又回到正向阻断状态。Ih称为维持电流。 7.晶闸管的反向特性 晶闸管上施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性。晶闸管处于反向阻断状态时，只有极小的反相漏电流流过。当反向电压超过一定限度，到反向击穿电压后，外电路如无限制措施，则反向漏电流急剧增加，导致晶闸管发热损坏。 1）维持电流ＩＨ： 在室温下门极断开时，元件从较

电力电子技术材料(DOC)

第二章 1、电力电子器件，同信息电子器件相比，它具有如下特征 （1）、所能处理电功率的大小，也就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。 （2）、为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。 （3）、由信息电子电路来控制,而且需要驱动电路。 （4）、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。 2、电力电子器件分为半控型器件、全控型器件、不可控器件。 3、电力二极管（不可控器件）的静态特性——伏安特性 （1）正向电压大到一定值（门槛电压U TO），正向电流才开始明显增加，处于稳定导通状态。 （2）与I F对应的电力二极管两端的电压即为其正向电压降U F。 （3）承受反向电压时，只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。 晶闸管电力二极管的伏安特性 4、晶闸管(半控型器件)阳极A、阴极K 和门极（控制端）G 静态特性 （1）、当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。（2）、当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。（3）、晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管保持导通。 （4）、若要使已导通的晶闸管关断，只能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。 如:使晶闸管导通的条件是什么？答：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。 5、（P23）需要某晶闸管实际承担的某波形电路有效值为400V，则可选取额定电流（通态平均电流I T(A V)）为400A/1.57=255A的晶闸管（根据正弦半波波形电流有效值I F(A V)与有效

电力电子技术第二章总结

2016 电力电子技术 作业：第二章总结 班级：XXXXXX学号：XXXXXXX姓名：XXXXXX

第二章电力电子器件总结 1.概述 不可控器件——电力二极管(Power Diode) GPD FRD SBD 半控型器件——晶闸管(Thyristor) FST TRIAC LTT 典型全控型器件GTO GTR MOSFET IGBT 其他新型电力电子器件MCT SIT SITH IGCT 功率集成电路与集成电力电子模块HVIC SPIC IPM 1.1相关概念 主电路(Main Power Circuit):在电气设备或电力系统中,直接承担电能的变换或控制任务的电路? 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? 1.2特点 电功率大,一般都远大于处理信息的电子器件? 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(主要对控制信号进行放大)? 功率损耗大,工作时一般都需要安装散热器? 通态损耗,断态损耗,开关损耗(开通损耗关断损耗) 开关频率较高时,可能成为器件功率损耗的主要因素? 电力电子器件在实际应用中的系统组成 一般是由控制电路?驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统? 关键词电力电子系统电气隔离检测电路保护电路三个端子 1.3电力电子器件的分类 按能够被控制电路信号控制的程度不同可分为半控型器件(开通可控,关断不可控) 全控型器件(开通,关断都可控) 不可控器件(开通,关断都不可控) 按照驱动信号的性质不同可分为电流驱动型电压驱动型 按照驱动信号的波形(电力二极管除外)不同可分为脉冲触发型电平控制型 按照载流子参与导电的情况不同可分为单极型器件(由一种载流子参与导电) 双极型器件(由电子和空穴两种载流子参与导电)复合型器件(由单极型器件和双极型器件集成混合而成,也称混合型器件) 关键词控制的程度驱动信号的性质?波形载流子参与导电的情况工作原理基本特性主要参数2不可控器件——电力二极管(Power Diode) 2.1结构与工作原理 电力二极管实际上是由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成的? PN节(PN junction):采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结? N型半导体(N为Negative的字头,由于电子带负电荷而得此名):即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体? P型半导体(P为Positive的字头,由于空穴带正电而得此名):即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体? 正向电流IF :当PN结外加正向电压(正向偏置)时,在外电路上则形成自P区流入而从N区流出的电流? 反向截止状态:当PN结外加反向电压时(反向偏置)时,反向偏置的PN结表现为高阻态,几乎没有电流流过的状态? 反向击穿:PN结具有一定的反向耐压能力,但当施加的反向电压过大,反向电流将会急剧增大,破坏PN 结反向偏置为截止的工作状态?雪崩击穿齐纳击穿(可以恢复) 热击穿(不可恢复) P-i-N结构