电力及电子技术教案

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1、电力电子技术教案应用电子技术教研室12电力电子技术教案第1讲：绪论1什么是电力电子技术2电力电子技术发展概况3电力电子技术的应用4课程内容、任务及要求第1章电力电子器件1.1电力电子器件概述讲述电力电子器件的特征、发展以及分类1.2电力二极管1．PN结与电力二极管的工作原理2．电力二极管的基本特征重点掌握动态特性的关断特性和开通特性3．电力二极管的主要参数4．快速恢复二极管第2讲：1.3晶闸管1．晶闸管的结构与工作原理PNPN四层三端结构重点掌握晶闸管的开通、关断条件2．晶闸管的基本特征静态特性和门极伏安特性，重点掌握动态特性的开通和关断过

2、程3．晶闸管的主要参数（1）电压定额（2）电流定额选取SCR电流额定值时，依有效值相等的原则选取（3）动态参数di/dt,dv/dt（4）门极参数4．晶闸管的派生器件12第3讲：1.4典型全控型器件1．门极可关断晶闸管GTO重点掌握与普通晶闸管设计的不同――全控型器件动态特性注意关端过程的储存时间最大可关端阳极电流电流关断增益2．电力晶体管GTR采用达林顿接法――大容量二次击穿问题3．电力场效应晶体管MOSFET用栅极电压来控制漏极电流垂直导电机制体内反并联二极管栅源电压大于20V将导致绝缘层击穿，并联15V稳压管保护4．绝缘栅双极晶体管I

3、GBT体内寄生PNP晶体管带来电导调制机制擎住效应（动态、静态）1.6电力电子器件的驱动分为电流型和电压型器件的驱动晶闸管触发电路的要求电力MOSFET的驱动电路1.7电力电子器件的保护1．过电压保护2．过电流保护3．缓冲电路（吸收电路）第4讲：第2章整流电路本章强调波形分析方法2.1单相可控整流电路2.1.1单相半波可控整流电路存在直流磁化问题，很少应用1．阻性负载电路工作原理与工作波形数量关系（Ud、Id、IVT）2．阻感负载理解关键：电感对电流变化有抗拒作用电路工作原理与工作波形电路特点3．带续流二极管时工作情况2.1.2单相桥式全控

4、整流电路121．阻性负载2．阻感性负载3．反电动势负载电路特点注意停止导电角概念2.1.3单相全波可控整流电路注意与单相桥式全控整流电路的不同点2.1.4单相桥式半控整流电路带续流二极管工作，否则会发生失控现象，相当于单相半波不可控电路第5讲：2.2三相可控整流电路2.2.1三相半波可控整流电路存在直流磁化问题，输出电压波形一周期脉动3次1．阻性负载（1）原理分析与工作波形注意自然换向点，＝30º（2）数量关系移相范围150º，>30º,输出电压、电流断续2．阻感负载（1）原理分析与工作波形由于存在电感，使输出电流连续，输出电压出现负值（2

5、）数量关系移相范围90º第6讲：2.2.2三相桥式全控整流电路不存在直流磁化问题，输出电压波形一周期脉动6次特别注意：输出电压在线电压波形上注意管子排列序号自然换向点在线电压60º处1．阻性负载（1）＝0º、＝30º、＝60º工作波形（2）同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲宽脉冲触发双窄脉冲触发（3）重要分析结论（4）数量关系2．阻感负载（1）原理分析与工作波形由于存在电感，使输出电流连续，输出电压出现负值（2）数量关系移相范围90º12第7讲：2.3变压器漏抗对整流电路的影响1．换向重叠现象2．换向压降3．换向重叠角的计算2.5整流电路的谐

6、波和功率因数2.5.1谐波和无功功率分析基础1．谐波分析的基础2．功率因数的基本概念2.5.2带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波和功率因数分析讲述单相桥式第8讲：2.5.3整流输出电压和电流的谐波分析结论：含有m的倍数次谐波随谐波次数增加，谐波幅值下降增加m,可使谐波含量减少2.6大功率可控整流电路2.6.1带平衡电抗器的双反星形可控整流电路1．电路形式2．平衡电抗器的作用及电路工作原理3．输出电压波形及其平均值4．关于平衡电抗器数值的选取5．结论第9讲：整流电路的有源逆变工作状态2.7.1逆变的概念1．什么是逆变？为什么要逆变？2．直流发

7、电机——电动机系统电能的流转3．有源逆变产生的条件及逆变工作原理2.7.2三相有源逆变电路自然换相点同整流一样，只是在负半周>90º,输出电压为负值，工作于逆变状态1．三相半波逆变工作原理2．三相桥式逆变工作原理从自然换相点向左数角度，画输出电压波形12第10讲：2.7.3逆变失败及最小逆变角限制1．何为逆变失败？原因？脉冲丢失、脉冲延迟晶闸管发生故障交流电源异常换向裕量角不足2．最小逆变角的限制2.8晶闸管直流电动机系统2.8.1工作于整流状态时1．负载电流连续时电动机的机械特性2．负载电流断续时电动机的机械特性2.8.2工作于逆变状态时

8、3．负载电流连续时电动机的机械特性4．负载电流断续时电动机的机械特性第11讲：2.8.3直流可逆电力拖动系统两组变流器的反并联可逆电路每组变流器都有2种工作状态——整流和逆变正反