電力電子技術(shù)(王兆安)復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1、_第一章電力電子器件1、電力電子技術(shù) 是用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)2、四種電力變換 交流變直流（ AC DC ）、直流變交流（ DC AC ）、直流變直流（ DC DC ）、器件名稱電力二極晶閘管可關(guān)斷晶大功率晶電力場效應(yīng)絕緣柵雙管閘管體管晶體管極晶體管電路圖形文字符號(hào)VDVTGTOGTRMOSFETIGBT按控制程不可控半控度分類全控按控制信電流驅(qū)動(dòng)號(hào)分類電壓驅(qū)動(dòng)交流變交流（ AC AC ）。常用電力電子器件、電路圖形文字符號(hào)和分類：二、晶閘管的導(dǎo)通條件 ：陽極正向電壓、門極正向觸發(fā)電流.三、 晶閘管關(guān)斷條件是 ：晶閘管陽極電流小于維持電流。導(dǎo)通后晶閘管電流由外電路決定實(shí)現(xiàn)方法

2、：加反向陽極電壓。3、晶閘管額定電流 是指：晶閘管在環(huán)境溫度 40 和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下， 穩(wěn)定結(jié)溫時(shí)所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。4、IT(AV) 與其有效值 IVT 的關(guān)系是 IT(AV) =IVT/1.575、晶閘管對觸發(fā)電路脈沖的要求是： 1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通 2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度 3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極電壓，電流和功率額定且在門極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi) 4）應(yīng)有良好的抗干擾性能，溫度穩(wěn)定性與主電路的電氣隔離。第二章：整流電路1、單相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)組成：A 純電阻負(fù)載 ：的移相范圍 0180 o，Ud 和 Id 的計(jì)算公式 ，

3、要求能畫出在角下的 Ud ，Id 及變壓器二次測電流的波形(參圖 3-5);B 阻感負(fù)載 ：R+ 大電感 L 下，的移相范圍 090 o，Ud 和 Id 計(jì)算公式要求能畫出在角下的 Ud ,Id，Uvt1 及 I2 的波形 (參圖 3-6);2、三相半波可控整流電路 ：=0 o 的位置是三相電源自然換相點(diǎn)A）純電阻負(fù)載 的移相范圍 0150 oB）阻感負(fù)載（ R極大電感 L）的移相范圍 090 oUd I d Ivt 計(jì)算公式參圖 3-17 能畫出在角下能 Ud Id Ivt 的波形（ Id 電流波形可認(rèn)為近似恒定）3、三相橋式全控整流電路的工作特點(diǎn)：A）能畫出三相全控電阻負(fù)載整流電路，并標(biāo)出

4、電源相序及VT 器件的編號(hào)。B）純電阻負(fù)載的移相范圍 0120 oC）阻感負(fù)載 RL （極大）的移相范圍090 oUd Id Idvt Ivt 的計(jì)算及晶閘管額定電流It（AV）及額定電壓 Utn 的確定D）三相橋式全控整流電路的工作特點(diǎn)：1）每個(gè)時(shí)刻均需要兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，其中一個(gè)晶閘管是共陰極組的，一個(gè)共陽極組的，且不能為同一相的晶閘管。精品資料_2）對觸發(fā)脈沖的要求：六個(gè)晶閘管的脈沖按 V T1-VT2-V T3-VT4-VT5-V T6 的順序，相位一次差 60 o；共陰極組 VT1,VT3,VT5 的脈沖依次差 120 o，共陰極組 VT4,VT6,VT2 也

5、依次差 120 o；同一相得上下兩個(gè)橋臂，即 VT1 與 VT4，VT3 與 VT6，VT5 與 VT2，脈沖相差 180o3）整流輸出電壓Ud 一周期脈動(dòng)六次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該電路為六脈波整流電路。4）在整流電路合閘啟動(dòng)過程中或電流斷續(xù)時(shí)，為確保電路的正常工作，需保證導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管均有脈沖。 為此可采用兩種方法：一種是使脈沖寬度大于 60o（一般取 80100 o），稱為寬脈沖觸發(fā)；另一種方法是，在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給前一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖，即用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60o，脈寬一般為 2030 o,稱為雙脈沖觸發(fā)。5）=0 o時(shí)晶閘管承受最大正、反向電壓的

6、關(guān)系是根6U4、有源逆變： 當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)稱為有源逆變 。逆變條件： 1）負(fù)載要有直流電動(dòng)勢，其極性和晶閘管的到導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。2）要求晶閘管的控制角大于 /2，使 Ud 為負(fù)值。有源逆變失?。?逆變運(yùn)行時(shí)，一旦發(fā)生換相失敗，外接的直流電源就會(huì)通過晶體管電路形成短路，或者使變流器的輸出平均電壓和直流電動(dòng)勢變成順向串聯(lián)，由于逆變電路的內(nèi)阻很小，形成很大的短路電流，這種情況稱為逆變失敗。有源逆變失敗原因：1）觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)，準(zhǔn)確的給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失，脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相，使交流電源電壓和直流電動(dòng)勢順向串

7、聯(lián)，形成短路。2）晶閘管發(fā)生故障，在應(yīng)該阻斷期間，器件失去阻斷能力，或在應(yīng)該導(dǎo)通時(shí)，器件不能導(dǎo)通，造成逆變失敗。3）在逆變工作時(shí)，交流電源發(fā)生缺相或突然消失，由于直流電動(dòng)勢Em 的存在，晶閘管仍可導(dǎo)通，此時(shí)變流器的交流側(cè)由于失去了同直流電動(dòng)勢極性相反的電壓，因此直流電動(dòng)勢將通過晶閘管使電路短路。4）換相的裕量角不足，引起換相失敗，應(yīng)考慮變壓器漏抗引起重疊角，對逆變電路換相的影響。有源逆變失敗防止： 選用可靠的觸發(fā)器，正確的選擇晶閘管的參數(shù)，不僅防止逆變角 不能等于零，而且不能太小，必須限制在某一允許的最小角度內(nèi)5、同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路有哪幾個(gè)基本環(huán)節(jié)組成？1）脈沖形成環(huán)節(jié)2）鋸齒波的形成

8、和脈沖移相環(huán)節(jié)3）同步環(huán)節(jié) 4）雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)6、晶閘管整流電路其輸出直流電壓 Ud 的大小都與那些因素有關(guān)？與整流電路的結(jié)構(gòu)（即整流參數(shù)） U2 和角的大小及負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。第三章直流直流變流電路1、直接直流變流的電流的電路稱為斬波電路直流斬波電路有哪三種控制方式？1）保持開關(guān)周期T 不變，調(diào)節(jié)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton ，稱為脈沖寬度調(diào)制或脈沖調(diào)寬型2）保持開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton 不變，改變開關(guān)周期T，稱為頻率調(diào)制或調(diào)頻型3）Ton 和 T 都可調(diào)，使占空比改變，稱為混合型。2、降壓斬波電路（ 120 頁），升壓斬波電路（ 123124 頁），升降壓斬波電路（ 126127 頁）負(fù)載上的 Uo ，Io

9、 的計(jì)算方法第四章交流電力控制電路和交交變頻電路1. 單相調(diào)壓電路純電路結(jié)構(gòu)組成：電阻負(fù)載，阻感負(fù)載2. 單相調(diào)壓電路純電路負(fù)載的移相范圍為 0，阻感負(fù)載的移相范圍3. -見圖書146（A）第五章逆變電路1. 與整流相對應(yīng)，把直流電變成交流電稱為逆變。當(dāng)交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)接有電源時(shí)，稱為有源精品資料_逆變；當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載連接時(shí)，稱為無源逆變 。2. 逆變電路基本工作原理。答：如圖，當(dāng)開關(guān) S1S4 閉合， s2s3 斷開時(shí)，負(fù)載電壓 u0 為正；當(dāng)開關(guān) s1s4 斷開， s2 s3 閉合時(shí)， u0 為負(fù)。這樣，就把直流電變成了交流電，改變兩組開關(guān)的切換頻率，即可改變輸出交流電的頻率

10、。這就是逆變電路最基本的工作原理。3. 電流從一個(gè)支路向另一個(gè)支路轉(zhuǎn)移的過程稱為換流（換相） ，換流方式有哪四種 ？答：器件換流 電網(wǎng)換流 負(fù)載換流 強(qiáng)迫換流4. 什么是電壓型逆變電路 ？什么是 電流型逆變電路 ？二者各有什么特點(diǎn)？答：逆變電路根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同可分為兩種：直流側(cè)是電壓源的稱為電壓型逆變電路 ；直流側(cè)是電流源的稱為 電流型逆變電路 。電壓型逆變電路有以下主要特點(diǎn)：聯(lián)了反饋二極管。1） 直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電電流型逆變電路有以下主要特點(diǎn)：壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)低阻1） 直流側(cè)串聯(lián)大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電抗。流基本無脈動(dòng)，直流回路呈現(xiàn)

11、高阻抗。2） 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓2） 電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流波形為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負(fù)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗的不同而不同。載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因3） 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直負(fù)載阻抗情況的不同而不同。流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向3） 當(dāng)交流側(cè)為阻抗負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用5.三相電壓型逆變電路的基本工作方式是 180 °導(dǎo)電方式，即每個(gè)橋臂的導(dǎo)電角度為

12、 180 °，同單一相上下兩個(gè)臂（器件）交替導(dǎo)電，因此稱為 縱向換流 。第六章PWM 控制技術(shù)1、何為 PWM 脈寬調(diào)制技術(shù)？PWM 控制就是對對脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制技術(shù)。即通過這一系列脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，來等效地獲得所需波形（含形狀和幅值）2、 PWM 控制的重要理論基礎(chǔ)是什么？面積等效原理3、通過脈寬調(diào)制控制輸出的 PWM 波若等效正弦波，則成為 SPWM 控制其 PWM 波形成為 SPWM 波形，若 SPWM 波為雙極性則這種調(diào)制方法也稱為雙極性 SPWM 調(diào)制。4、電壓型逆變電路進(jìn)行SPWM 控制調(diào)制方法 通常是怎樣實(shí)現(xiàn)的？通常采用等腰三角波或鋸齒波作為載波（其中三角波最多）因?yàn)榈妊遣軌蜃⒁庖稽c(diǎn)水平寬度和高度或線性關(guān)系且左右對稱，當(dāng)他和任意一個(gè)平緩變化的調(diào)制信號(hào)波相交時(shí)，如果在交點(diǎn)時(shí)刻對電路開關(guān)器件通斷進(jìn)行控制就可以得到寬度正比于信號(hào)波幅值的脈沖，這樣正好符合PWM 控制要求。5、何為單極性和雙極性PWM 控制？單極性 PWM 控制：在 Ur 的半個(gè)周期三角波載波只在正極性或負(fù)極性一種極性范圍內(nèi)變化。精品資料_采用雙極性方式時(shí)，在 Ur 的半個(gè)周期內(nèi)，三角波載波既在正極性又在負(fù)極性兩種范圍內(nèi)變化得到的PWM波形有正有負(fù)。6、何為載波比 ?何為異步調(diào)制？各有什么缺點(diǎn)？載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不保持同步的調(diào)制方式稱為異步調(diào)制。在 PWM 控制電路中，載波頻率 fc 與