浙江宁波大学-电力电子技术总复习

电力电子技术总复习

12-13学年第一学期第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章脉宽调制（PWM）技术

电力电子器件电力电子器件的名称(英文名称、简称、全称、缩写)；电路符号；主要参数；工作特性、开关条件；各元器件的使用区别(频率、容量、单双极型);晶闸管的触发电路的要求；电力电子器件的保护方式：过压、过流、缓冲电路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

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返回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。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出器件的端子。

返回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返回(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。(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，形成通态损耗返回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返回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；单相半波、三相半波、单相全控桥式和三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、各种负载(电阻、阻感、反电势)对整流电路工作情况的影响；与整流电路相关的一些问题，包括：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；

掌握相关的计算，熟悉漏抗对整流电路工作情况的影响，了解各种整流电路的功率因数分析。

见课后作业!单相半波整流电路a)TVTRu1u2uVTudidwwwwt0wt1p2ptttuguduVTaq000u2idiVTIdIdwtwtOOp-ap+aiVDR单相半波整流电阻负载电感负载无续流二极管有续流二极管UdIdUVTmax反向正反向反向IdVTIVTIdVDIVD移相范围180180180单相桥式整流电路u(i)pwtwtwt000i2udidddaauVT1,4uu2OwtOwtOwtudidi2OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4b)idOEudwtIdOwtaqd单相桥式全控整流电阻负载大电感负载UdIdUVTmax反向正向正反向IdVTIVTI2Id移相范围18090udOudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDR单相桥式半控整流电阻负载大电感负载UdIdUVTmax反向正向正反向IdVTIVTI2导通角180-a180-a例．单相桥式全控整流电路，U2=50V，负载中R=2

，L值极大，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：1）ud、id和i2的波形如右图所示 该波形可参考P47图作出2）求整流输出平均电压Ud3）晶闸管电流有效值考虑过电流安全储备通常把晶闸管的额定电流放大1.5～2倍，又晶闸管的额定电流值是通态平均电流（正弦半波电流平均值），它同有效值的关系是。因此所选晶闸管的额定电流应为：为此可选25A的晶闸管。为了对过电压有安全储备，通常把晶闸管的额定电压也放大2～3倍，因此所选晶闸管的电压额定值应为V，为此可选200V的晶闸管。三相可控整流电路电阻负载：a=30

的波形特点：负载电流处于连续和断续之间的临界状态。晶闸管导通角为120

a>30

的情况特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于150-a

。a=30°u2uaubucOwtOwtOwtOwtOwtuGuduabuacwt1iVT1uVT1uacwwwa=60°ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaⅠⅡⅢⅣⅤⅥubucOtwt1OtOtuVT1阻感负载：a=60

的波形特点：负载电流处于连续和断续之间的临界状态。晶闸管导通角120

a>60

的情况特点：负载电流断续，晶闸管导通角2(120-a)

。电路名称三相半波三相桥式全控输出平均电压范围0～1.17U20～2.34U2脉动频率3f=150Hz6f=300Hz电阻性负载移相范围150°120°晶闸管最大正向电压晶闸管最大反向电压晶闸管导通角120°（

≤30°）120°（

≤60°）

（

＞30°）

（

＞60°）不同

时Ud

（

≤30°）

（

≤60°）（30°＜

≤150°）（60°≤

≤120°）电感性负载移相范围90°90°晶闸管导通角120°120°晶闸管电流平均值晶闸管电流有效值晶闸管最大正向电压晶闸管最大反向电压不同

时Ud变压器漏抗对整流电路的影响主要是对输出电压的影响②电路形式单相全波单相全控桥三相半波三相全控桥m脉波整流电路①第4章逆变电路什么是逆变？逆变的分类？依据是什么？有源逆变的条件，波形分析，输出电压的大小即基本数量关系，逆变颠覆和最小逆变角的限制。有源逆变的应用：直流电动机在晶闸管整流电路控制下的机械特性的特点——分连续时和断续时；四象限运行——整流与逆变的转换。什么是无源逆变？有哪些换流方式？原理是什么？无源逆变按照直流电源的性质分为电压型逆变电路和电流型逆变电路。分别介绍了单相和三相两种情况。单相半桥、单相全桥电压型逆变电路的工作方式及波形、基本数量关系以及特点。单相电流型逆变电路的换流方式、工作方式及特点。例：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？解：对于电压型逆变电路，考虑到大部分负载是电感性负载，当改变导通的器件时，由于电感两端的电流不能突变，因而要靠反馈二极管提供续流通路，同时在能量上电感储存的能量通过反馈二极管向电源侧反馈。对于电流型逆变电路，为了使其能够进行负载换相，往往在负载两端并联补偿电容器使负载略呈容性，对于容性负载而言，其两端的电流允许突变，所以不需要反馈二极管，事实上负载中电感的续流靠补偿电容器维持。第5章直流斩波电路降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路，cuk斩波电路的电路结构、工作原理、基本数量关系、控制方式。（见书中例题）例：下图所示的降压斩波电路中，E＝100V，L＝100mH，R＝0.5Ω，EM＝10V，采用脉宽调制控制方式，T＝20μs，当Ton＝4μs时。求：（1）输出电压平均值Uo；（2）输出电流平均值Io；（3）计算输出电流的最大和最小瞬时值，并判断负载电流是否连续。第7章脉宽调制技术脉宽调制的基本原理单极性和双极性控制方式；异步调制和同步调制的概念；规则采样法的基本原理。异步调制和同步调制根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况，PWM调制方式分为异步调制和同步调制。载波比载波频率fc与调制信号频率fr之比，N=fc/fr1）异步调制载波信号和调制信号不同步的调制方式2）

同步调制——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时使载波与信号波保持同步，即N等于常数。异步调制和同步调制通常保持fc固定不变，当fr变化时，载波比N是变化的在信号波的半周期内，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当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影响都较小当fr增高时，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1）异步调制载波信号和调制信号不同步的调制方式2）

同步调制——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时使载波与信号波保持同步，即N等于常数。基本同步调制方式，fr变化时N不变，信号波一周期内输出脉冲数固定。三相电路中公用一个三角波载波，且取N为3的整数倍，使三相输出对称。为使一相的PWM波正负半周镜对称，N应取奇数。fr很低时，fc也很低，由调制带来的谐波不易滤除。fr很高时，fc会过高，使开关器件难以承受。2）

同步调制——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时使载波与信号波保持同步，即N等于常数。ucurUurVurWuuUN'uVN'OttttOOOuWN'