电力电子复习资料

选择判断填空1.电力电子学由电力学、电子学、控制理论，三个学科交叉而成2.电力电子技术的诞生：1957年美国通用公司研制出第一个晶闸管为标志的3.二极管基本原理：PN节的单向导电性4.电导调制效应可以解决PN结低参杂N区由于掺杂浓度低，而具有的高电阻率对于电力二极管儿的正向导通的不利5.反向击穿按照机理的不同：有雪崩击穿和齐纳击穿当反向击穿发生时，只要外电路中采取了措施，将反向电流限制在一定范围，则当反向电压降低后PN结仍可恢复原来的状态。但如果反向电流未被限制住，使得反向电流和反向电压的乘积超过了PN结允许的的耗散功率，就会因为热量散发不出去，而导致PN节温度上升直至过热而烧毁，这就是热击穿6.电力二极管儿的正向平均电流为IF(av)，即它允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值为1.57IF(av)正弦半波波形的平均值与有效值之比等于1：1.57。所以，电力二极管允许流过的最大电流有效值为1.57IF(av)晶闸管的静态特征:晶闸管承受反向电压，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通晶闸管承受正向电压，仅在门极是有触发电流的情况下，晶闸管才会导通晶闸管一旦道童，门极就失去了控制作用。不论门极触发电流是否纯在，晶闸管都保持导通。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是流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下9.晶闸管一般取额定电压为，正常工作时晶闸管所承受峰值电压的二到三倍10.晶闸管一般取通态平均电流为按该原则计算结果的1.5到二倍11.晶闸管得类别:快速晶闸管

双向晶闸管

逆导晶闸管，光控晶闸管12.整流电路按组成的器件可分为不可控、半控、全控，三种13.单项半波可控整流电路1.带电阻负载的工作情况Ud=0.45U2*（1+cosa)/2【a是触发延时角】随着a的增大，Ud减小，当a=π时Ud=0VT的移相范围为0°到180°电路特点：简单，但输出脉动大，变压器二次电流中含直流分量，造成变压器铁心直流磁化。14.单相桥式全控电路1.带电负载工作情况：a:晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为√2/2U2和√2U2b、a=0°时Ud=U0=0.9U2;a=180°时Ud=0，可见a角的移相范围0到180度2.带阻感负载工作情况：a=0时Ud=0.9U2;a=90°时Ud=0，可见a角的移相范围0°到90°15.三相半波可控整流电路1.电阻负载：自然换相点：各相晶闸管呢刚出发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角a的起点，即a=0°要改变触发角只能在此基础上增大它，即沿时间坐标轴向右移。1.电阻负载：a=30°时，负载电流处于连续和断续的临界状态，；a角的移相范围0°到150°2.阻感负载：a=30°时，负载电流处于连续和断续的临界状态，；a角的移相范围0°到90°16.三相桥式全控整流电路1.带电阻负载：a=60°时，负载电流处于连续和断续的临界状态；a角的移相范围0°到120°2.阻感负载：a=60°时，负载电流处于连续和断续的临界状态；a角的移相范围0°到90°17.变压器中换相重叠角γ随其他参数变化的规律为：1.Id越大γ越大2.XB越大γ越大3.当a≤90，时a越小γ越大18.电容滤波的三相不可控整流电路临界：WRC=√3电流id断续:WRC＞√3连续:WRC＜√319.逆变概念：把直流电转换成交流电的过程。变流电路：即工作在整流状态又工作在逆变状态的整流电路无源逆变：如果把变流电路的交流测不与电网连接，而直接接到负载，即把直流逆变为某一频率或不可调频率的交流电供给负载20.逆变和整流的区别：仅仅是控制角a的不同0＜a＜π/2整流状态π/2＜a＜π逆变状态21.逆变产生的条件：1.要有直流电动势,其极性需和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压2.要求进来管的控制角a大于π/2，使ud为负值22.逆变电路换流方式:器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流电网换流：由电网提供换流电压负载换流：由负载提供换流电压23.纵向换流，因为每次换流是在同一相上下两个桥臂之间进行24.直流—直流交变电路：定义：将直流变为另一固定电压或者可调电压的直流电包括：直接直流变流电路间接直流变流电路直接直流变流电路，也称为斩波电路直流斩波电路，包括六种基本斩波电路三相交流调压电路分类：三相三线三相四线25.升压斩波电路能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：1、电感L储能之后具有使电压泵升的作用2、电容c可将输出电压保持住26.变压器的磁芯复位:励磁电感饱和后，励磁电流会更加迅速的增长，最终损坏电路中的开关元件，因此在s开关断开后，使励磁电流降回0是非常重要的，这一过程称为变压器的磁芯复位27.三相交交变频电路，主要有两种接线方式，一是，公共交流母线进线方式，二是输出星形联结方式28.pwm

波中不含有低次谐波只含有角频率为wc及附近的谐波以及2wc3wc等附近的谐波1.晶闸管导通的条件：晶闸管阳极承受正向电压，且在门极有触发电流（脉冲）时才能导通。2、维持晶闸管导通的条件：晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极出发信号是否还存在，晶闸管都保持导通，只需保持阳极电流在维持电流以上。3、使晶闸管由导通变为关断的方法：1.去掉阳极所加的正向电压；2.给阳极施加反压；3.利用外加电压和外加电路的作用下使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。4、无源逆变电路和有源逆变电路有何不同？答、有源逆变电路的交流侧接电网，即交流侧接有电源；而无源逆变电路的交流侧直接和负载连接。换流方式有哪几种？各有什么不同？器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流。全控型器件的电路中的换流方式是器件换流。电网换流：由电网提供换流电压。将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可负载换流：由负载提供换流电压。负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可实现负载换流强迫换流：设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反压或反电流的换流。通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也称为电容换流。晶闸管电路不能采用器件换流，根据电路形式不同，采用以下三种换流方式3. 什么是电压型逆变电路？电流型逆变电路？二者各有什么特点。答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源的称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要特点是：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。③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。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。电流型逆变电路的主要特点是：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。②电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。4. 电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？答：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。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管。当输出交流电压和电流的极性相同时，电流经电路中的可控开关器件流通，而当输出电压电流极性相反时，由反馈二极管提供电流通道。在电流型逆变电路中，直流电流极性是一定的，无功能量由直流侧电感来缓冲。当需要从交流侧向直流侧反馈无功能量时，电流并不反向，依然经电路中的可控开关器件流通，因此不需要并联反馈二极管。并联谐振式逆变电路利用负载电压进行换相，为保证换相应满足什么条件？5.什么是异步调制？什么是同步调制？两者各有何特点？分段同步调制有什么优点？答：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为异步调制。在异步调制方式中，通常保持载波频率fc固定不变，因而当信号波频率fr变化时，载波比N是变化的。异步调制的特点：在信号波的半个周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。这样，当信号波频率较低时，载波比N较大，一周期内的脉冲数较多，正负半周期脉冲不对称和半周期内前后1/4周期脉冲不对称产生的不利影响都较小，PWM波形接近正弦波。而当信号波频率增高时，载波比N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不对称的影响就变大，有时信号波的微小变化还会产生PWM脉冲的跳动。这就使得输出PWM波和正弦波的差异变大。对于三相PWM型逆变电路来说，三相输出的对称性也变差。载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式称为同步调制。同步调制的特点：同步调制方式中，信号波频率变化时载波比N不变，信号波一个周期内输出的脉冲数是固定的，脉冲相位也是固定的。当逆变电路输出频率很低时，同步调制时的载波频率fc也很低。fc过低时由调制带来的谐小组不易滤除。当负载为电动机时也会带来较大的转矩脉动和噪声。当逆变电路输出频率很高时，同步调制时的载波频率fc会过高。使开关器件难以承受。大题一、上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流，相应的电流最大值为多少？解：额定电流IT(AV)=100A的晶闸管，允许的电流有效值I=157A，由上题计算结果知Ia)Im1329.35，Id10.2717Im189.480.4767Ib)Im2232.90,Id20.5434Im2126.560.6741c)Im3=2I=314,Id3=1Im3=78.54二、在下图中，电源电压有效值为220V。（1）晶闸管承受的正反向电压最高是多少？（2）考虑安全裕量为2，其额定电压应如何选择？解：晶闸管所承受的正、反向电压最大值为输入正弦交流电源电压的峰值：1.414ｘ220=311V；取晶闸管的安全裕量为2，则晶闸管的额定电压不低于2ｘ311=622V。3333单相桥式全控整流电路，U2=100V，负载中R=2Ω，L值极大，反电势E=60V，当=30时，要求：①作出ud、id和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次侧电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。解：①ud、id和i2的波形如图②整流输出平均电压Ud、电流Id变压器二次侧电流有效值I2分别为Ud＝0.9U2cos＝0.9×100×cos30°＝77.97(V)Id＝(Ud－E)/R＝(77.97－60)/2＝9(A)I2＝Id＝9(A)③晶闸管承受的最大反向电压为：U2＝100＝141.4（V）流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝Id∕＝6.36（A）故晶闸管的额定电压为：UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）晶闸管的额定电流为：IN＝(1.5~2)×6.36∕1.57＝6~8（A）晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。例6-1一单相交流调压器，输入交流电压为220V，50Hz，负载为电阻电感，其中R=8W，XL=6W。试求=/6、/3时的输出电压、电流有效值及输入功率