电力电子简明教程.pdf

《电力电子简明教程.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、绪论电力电子技术（powerelectronics）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。IEEE(美国电气和电子工程师协会)给出的定义：有效的使用电力半导体器件，应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的一门技术。电力电子技术的主要内容电力电子电路按照器件能够被控制的程度，分为3类：Ø不可控器件Ø半控型器件Ø全控型器件1.1普通晶闸管Ø门极没有控制信号时，无论正偏、反偏，均阻断。Ø正偏时，门极信号可使其导通。一旦导通，即使失去门极信号，仍然保

2、持导通。Ø反偏时，即使存在门极电流，也不能使其导通。一种可控的单向导电开关1.1普通晶闸管ApØp-n-p-n四层结构j1nØ三个p-n结：j1、j2、j3。j2GpØ三个引出端：j3nK晶闸管的主要参数额定电压IAØ额定电压取U（正向正向DRM导通重复峰值电压）和URRM（反向重复峰值电压）中URBDURRMUFBO较小的值（为峰值电压）OUDRMUAKUDSMURSMØ额定电压必须比使用时的正常工作电压（峰值）有2～3倍的储备。-IA晶闸管的主要参数通态平均电流ITØ也即额定电流iit()wIm

3、ITp2pwt一般，所选用元件的额定电流需要有2倍左右的储备。1.2晶闸管器件的串并联所要求装置的容量很大，以至单个器件难以满足时，用器件的串并联来解决。v电压不能满足，用串联v电流不能满足，用并联v需要同时采用串联和并联时，通常先串后并。可控整流电路的一般结构Ø单相半波Ø单相桥Ø三相半波Ø三相桥负载Ø电阻负载Ø感性负载Ø容性负载各有什么特点？几个重要概念Ø自然换流点（自然换相点）Ø移相范围Ø延迟角Ø导通角Ø波形连续、断续的分界点Ø输出电压脉动频率与电源频率的关系几个重点Ø波形Ø计算Ø电流、电压额定

4、值的计算1.7反电势负载的特点有源负载：被充电的蓄电池反电势负载Ø当晶闸管全部阻断时，输出平均电压为反电势E。Ø反电势负载能使电路导电角减小。电流断续。2变流器运行理想2.1.3其他整流电路的换流重叠角在换流过程中，波形在两个电压（即一个是原提供负载电流的电压，另一个是将要提供负载电流的电压）波形的中间。u值为d两个电压的平均值。2.1.3其他整流电路的换流重叠角当考虑换流重叠角时，输出电压平均值要减小。2.2.1有源逆变产生的条件对于晶闸管IudaE注意：晶闸管I只能单向导整流状态电，故而电流I方

5、向不可能改udbE变。I逆变状态一个问题为何带有续流二极管的全控电路或半控电路均不能工作在有源逆变状态？IudbEii1VTHIuAKiVD逆变状态2.2.2三相半波可控整流电路的有源逆变逆变失败逆变失败（逆变颠覆）——指逆变时，一旦换相失败，外接直流电源就会通过晶闸管电路短路，或使变流器的输出平均电压和直流电动势变成顺向串联，形成很大短路电流，造成器件和变压器损坏。可能原因（1）触发电路工作不可靠，不能适时、准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失、脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相；（2）晶闸管发生

6、故障，该断时不断，或该通时不通；（3）交流电源缺相或突然消失；（4）换相的裕量角不足，引起换相失败。2.2.2三相半波可控整流电路的有源逆变逆变失败d最小超前角b>+gdminØ还有安全裕量d:恢复角Ø一般的角度晶闸管对门极触发电路的要求Ø触发脉冲应有一定的幅值和功率Ø触发脉冲要有一定的宽度Ø触发脉冲前沿要陡Ø要与主电路同步并有一定的移相范围uGIGFMIGT0ttt12t33.2晶体管触发电路触发电路的组成部分Ø同步与移相电路Ø脉冲形成电路Ø脉冲输出电路等正弦波同步、锯齿波移相的晶体管触发电路交流

7、调压Ø4.1.1单相交流调压Ø4.1.2三相交流调压单相交流调压电路：两只反并联的晶闸管组成。v输出电压非标准正弦波，有谐波。三相交流调压4.1.3异步电动机的软起动交流调压电路很少用于异步电动机调速三相调压电路用于异步电动机的起动越来越普遍软起动Ø采用交流调压电路对电动机供电（可变电压）交流调压与交流调功12.5%Ot25%Ot50%Ot100%调压OtTTC调功4.1.5双向晶闸管Ø额定通态电流不用平均值表示，而是以交流电流有效值表示（与普通晶闸管不同）Ø使用时，会依次承受正反两个半波的电压和电

8、流，du/dt能力差，关断时间toff长Ø最好采用强触发第5章全控型电力半导体器件Ø5.1门极可关断晶闸管（GTO）Ø5.2电力晶体管（GTR、PRT）Ø5.3电力场效应晶体管（P-MOSFET）Ø5.4绝缘栅双极晶体管（IGBT）6.2直流变换器的基本电路Ø降压式Ø升压式Ø升/降压式Ø为什么能够实现各自的功能？6.3.1单象限斩波器单象限斩波器（一般降压式斩波器）Ø只能使电动机运行于电动状态，调速Ø电压、电流不能反向，无法产生制动转矩6.3.2两象限斩波器两象限斩波