電力電子器件2

電力電子技術(shù)1.電力電子技術(shù)的內(nèi)容電力電子學(xué),又稱功率電子學(xué)(PowerElectronics)。它主要研究各種電力電子器件，以及由這些電力電子器件所構(gòu)成的各式各樣的電路或裝置，以完成對(duì)電能的變換和控制。它既是電子學(xué)在強(qiáng)電(高電壓、大電流)或電工領(lǐng)域的一個(gè)分支，又是電工學(xué)在弱電(低電壓、小電流)或電子領(lǐng)域的一個(gè)分支，或者說(shuō)是強(qiáng)弱電相結(jié)合的新科學(xué)。電力電子學(xué)是橫跨“電子”、“電力”和“控制”三個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)新興工程技術(shù)學(xué)科。變換器共有四種類型：交流-直流(AC-DC)變換：將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。直流-交流(DC-AC)變換：將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。這是與整流相反的變換，也稱為逆變。當(dāng)輸出接電網(wǎng)時(shí)，稱之為有源逆變；當(dāng)輸出接負(fù)載時(shí)，稱之為無(wú)源逆變。交-交(AC-AC)變換，將交流電能的參數(shù)(幅值或頻率)加以變換。其中：改變交流電壓有效值稱為交流調(diào)壓；將工頻交流電直接轉(zhuǎn)換成其他頻率的交流電，稱為交-交變頻。直流-直流(DC-DC)變換，將恒定直流變成斷續(xù)脈沖輸出，以改變其平均值。根據(jù)開(kāi)關(guān)器件是否可控分類

(1)不可控器件：二極管VD是不可控器件。(2)半控器件：普通晶閘管SCR是半控器件。(3)全控器件：GTO、BJT、功率MOSFET、IGBT等。2.根據(jù)門(mén)極(柵極)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的不同

(1)電流控制器件：驅(qū)動(dòng)功率大，驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，工作頻率低。該類器件有SCR、GTO、BJT。(2)電壓控制器件：驅(qū)動(dòng)功率小，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單可靠，工作頻率高。該類器件有功率MOSEET、IGBT。3.根據(jù)載流子參與導(dǎo)電情況之不同，開(kāi)關(guān)器件又可分為單極型器件、雙極型器件和復(fù)合型器件。(1)單極型器件功率MOSFET。(2)雙極型器件二極管、SCR、GTO、BJT。(3)復(fù)合型器件IGBT，是電力電子器件發(fā)展方向。電力電子器件中電壓，電流額定值從高往低的器件是SCR、GTO、IGBT、BJT和功率MOSFET。工作頻率從高往低的器件是功率MOSFET、IGBT、BJT、GTO和SCR。1.1功率二極管1.功率二極管的結(jié)構(gòu)2.功率二極管的工作原理由于PN結(jié)具有單向?qū)щ娦?，所以二極管是一個(gè)正方向單向?qū)щ?、反方向阻斷的電力電子器件。功率二極管的伏安特性1.2晶閘管晶閘管(Thyristor)就是硅晶體閘流管，普通晶閘管也稱為可控硅SCR,普通晶閘管是一種具有開(kāi)關(guān)作用的大功率半導(dǎo)體器件。目前，晶閘管的容量水平已達(dá)8kV／6kA。1.晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管是具有四層PNPN結(jié)構(gòu)、三端引出線(A、K、G)的器件。常見(jiàn)晶閘管的外形有兩種：螺栓型和平板型。晶閘管的結(jié)構(gòu)和等效電路如圖1-4所示，晶閘管的管芯是P1N1P2N2四層半導(dǎo)體，形成3個(gè)PN結(jié)J1、J2和J3。欲使晶閘管管導(dǎo)通需具具備兩個(gè)條條件：①應(yīng)在在晶閘管的的陽(yáng)極與陰陰極之間加加上正向電電壓。②應(yīng)在在晶閘管的的門(mén)極與陰陰極之間也也加上正向向電壓和電電流。(2)晶晶閘管一旦旦導(dǎo)通，門(mén)門(mén)極即失去去控制作用用，故晶閘閘管為半控控型器件。。(3)為為使晶閘管管關(guān)斷，必必須使其陽(yáng)陽(yáng)極電流減減小到一定定數(shù)值以下下，這只有有用使陽(yáng)極極電壓減小小到零或反反向的方法法來(lái)實(shí)現(xiàn)。。2.雙向向晶閘管雙向晶閘管管不論從結(jié)結(jié)構(gòu)還是從從特性方面面來(lái)說(shuō)，都都可以看成成是一對(duì)反反向并聯(lián)的的普通晶閘閘管。在主主電極的正正、反兩個(gè)個(gè)方向均可可用交流或或直流電流流觸發(fā)導(dǎo)通通。第三節(jié)晶晶閘管電路路應(yīng)用實(shí)例例晶閘管在電工設(shè)備中中的應(yīng)用，，大致分為為可控整流流、無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)開(kāi)關(guān)、交交流調(diào)壓、、逆變與變變頻幾大類類。無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)關(guān)讓晶閘管工工作在全導(dǎo)導(dǎo)通和截止止兩種極限限狀態(tài)，用用微弱信號(hào)號(hào)去迅速接接通和切斷斷大電流胡胡電子開(kāi)關(guān)關(guān)。用在交流電電路中的叫叫做交流無(wú)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)關(guān)，用在直直流電中的的叫做直流流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)開(kāi)關(guān)或直流流斷續(xù)器。。工頻可控整整流器單相半波可可控整流器器圖和工作作波形(電電阻性負(fù)載載)2.2單單相半波波可控整流流器2.基本本數(shù)量關(guān)系系(1)直直流輸出電電壓平均值值Ud與輸出電流流平均值Id直流輸出電電壓平均值值Ud:輸出電流平平均值Id:(2)輸輸出電壓有有效值U與輸出電流流有效值I輸出電壓有有效值U:輸出電流有有效值I:(3)晶晶閘管電流流有效值和和變壓器二二次側(cè)電流流有效值單相半波可可控整流器器中，負(fù)載載、晶閘管管和變壓器器二次側(cè)流流過(guò)相同的的電流，故故其有效值值相等，即即：22、晶閘閘管具有（（））性。A.單向?qū)?dǎo)電B.可控單單向?qū)щ奀.電流放放大D.負(fù)負(fù)阻效應(yīng)23、單向向半波可控控整流電路路，若負(fù)載載平均電流流為10mA,則實(shí)實(shí)際通過(guò)整整流晶閘管管的平均電電流為（））。A.5mAB.0C.10mAD.20mA24、型號(hào)是是KP100—12G的的晶閘管，其其額定電流和和額定電壓應(yīng)應(yīng)用是（））。A.100A1200VB.100A12VC.12A100VD.1200A12V中級(jí)維修電工工試題謝謝觀看/歡迎下載BYF