電力電子總結(jié)

1、電力(dinl)電子總結(jié)序言第一章 電力電子器件第二章 整流及逆變電路(dinl)第三章 斬波電路第四章 交流調(diào)壓第五章 無源逆變共四十一頁斷態(tài)重復(fù)平均電流IDR和反向重復(fù)平均 電流IRR：額定結(jié)溫和門極開路時，對應(yīng)(duyng)于斷態(tài)重復(fù)峰值電壓和反向重復(fù)峰值電壓下的平均漏電流。浪涌電流ITSM ：在規(guī)定條件下，工頻正弦波半周期內(nèi)所允許的最大過載峰值電流。 共四十一頁通態(tài)平均電流（續(xù)） 由于晶閘管的過載能力比一般電機、電器元件小，因而選用晶閘管時，應(yīng)使其通態(tài)平均電流為實際(shj)所需最大電流（折算成正弦半波）的1.5-倍，使其有一定的裕量，即：共四十一頁第一章 電力(dinl)電子器件器件

2、(qjin)個概況：發(fā)展 現(xiàn)狀分類 電流控制 電壓控制 不可控 半控 全控特性 開關(guān)特性 驅(qū)動 壓降 損耗 開關(guān)時間參數(shù) 主要參數(shù) 額定電流 ， 額定電壓 ， 開關(guān)時間，PCM選擇 選擇依據(jù) 共四十一頁阻性負(fù)載假設(shè)條件電路中開關(guān)器件為理想器件，即器件通態(tài)壓降為零，阻斷(z dun)狀態(tài)下電流為零，且動態(tài)響應(yīng)是瞬時的，另外也不考慮變壓器漏抗對電路的影響。變壓器起變換和隔離的作用。共四十一頁控整流電路帶大電感(din n)負(fù)載半波可控整流電路帶大電感負(fù)載時，不管怎樣調(diào)節(jié)控制角，其輸出直流電壓平均值總是很小，平均電流值也很小。所以此電路是無法使用的。為了(wi le)解決這個問題，通常是在整流電路的

3、負(fù)載兩端并聯(lián)一個硅整流二極管DR，稱為續(xù)流二極管。共四十一頁電路在交流電壓的正、負(fù)半周都能實現(xiàn)整流，所以(suy)為全波可控整流電路帶大電感負(fù)載時L 大 電流連續(xù)共四十一頁常用(chn yn)單相可控整流電路比較表共四十一頁三相橋式全控整流(zhngli)電路三相橋式全控整流電路接反電動勢阻感負(fù)載(fzi)時，在負(fù)載(fzi)電感足夠大足以使負(fù)載(fzi)電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與帶感性負(fù)載(fzi)時相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，只在計算負(fù)載(fzi)電流平均值時有所不同，此時為共四十一頁 可控整流(zhngli)電路的外特性 直流輸出(shch)電壓 共四十一頁按照驅(qū)動電路加

4、在電力電子器件控制端和公共端之間信號的性質(zhì)不同分類電流(dinli)控制型 GTR SCR GTO電壓控制型 VMOS IGBT共四十一頁第二章 整流及逆變(n bin)電路整流電路概況單相整流電路三相整流電路不可控整流電路變壓器漏抗的影響有源逆變電路控制(kngzh)諧波分析 功率因數(shù)共四十一頁整流(zhngli)電路整流概念 AC-DC 交流轉(zhuǎn)變成直流控制方式 核心是相位控制 控制相位 達 到輸 出直流電壓控制 分析方法 電路形式 負(fù)載關(guān)系(gun x) 單相整流電路 三相整流電路 共四十一頁單相(dn xin)整流電路單相(dn xin)半控整流電路單相全控整流電路單相橋式全控整流電路

5、單相全波整流電路單相橋式半控整流電路單相橋式不可控整流電路 電路特點 輸出特性 計算共四十一頁三相整流(zhngli)電路三相半控整流電路三相橋式全控整流電路 三相橋式半控整流電路 電路特點(tdin) 輸出特性 計算 輸出電壓 器件承受電流 器件承受電壓 共四十一頁不可控整流(zhngli)電路單相橋式不可控整流(zhngli)電路單相全波不可控整流電路三相橋式不可控整流電路共四十一頁變壓器漏抗的影響(yngxing)變壓器漏抗對換流的影響變壓器漏抗對輸出電壓的影響重疊(chngdi)角的定義重疊角的大小與那西因素有關(guān)共四十一頁有源逆變電路(dinl)控制有源逆變(n bin)的概念 條件控

6、制角 90-180有源逆變電路逆變失敗最小逆變角共四十一頁諧波分析 功率因數(shù)(n l yn sh)諧波分析 概念 基本方法 功率因數(shù) 定義 與控制(kngzh)角的關(guān)系 共四十一頁斬波電路(dinl)斬波電路概念 DC-DC基本(jbn)斬波電路降壓斬波電路升壓斬波電路升降壓斬波電路CUK斬波電路共四十一頁電壓(diny)的紋波因數(shù)電壓(diny)的紋波因數(shù) 即諧波電壓有效值與整流電壓平均值之比。共四十一頁斬波電路(dinl)1）理解降壓斬波電路和升壓斬波電路的工作原理，掌握這兩種電路的輸入輸出關(guān)系、電路分析方法、工作特點。2）了解(lioji)斬波電路的控制方式。3）了解晶閘管斬波器的兩種換

7、流電路結(jié)構(gòu)和工作原理。共四十一頁斬波電路(dinl)（1）定頻調(diào)寬控制(脈沖(michng)寬度調(diào)制) 保持?jǐn)夭ㄖ芷赥不變，只改變斬波器的導(dǎo)通時間ton。脈沖寬度ton越寬，ULD越大。（2）定寬調(diào)制(脈沖頻率調(diào)制) 保持導(dǎo)通時間ton不變，只改變斬波周期T。（3）調(diào)頻調(diào)寬混合控制 同時改變斬波周期T和導(dǎo)通時間ton，從而大幅度改變輸出電壓。共四十一頁斬波電路(dinl)分析斬波電路控制方式(fngsh)占空比定義 1）理解降壓斬波電路和升壓斬波電路的工作原理，掌握這兩種電路的輸入輸出關(guān)系、電路分析方法、工作特點。2）了解斬波電路的控制方式。共四十一頁1 降壓(jin y)斬波器降壓斬波器的原

8、理電路及電壓、電流波形分析(fnx)。輸出電壓平均值ULD=Us，由于1， 所以ULDUs，稱為降壓斬波器或Buck斬波電路。共四十一頁 升壓(shn y)斬波器升壓斬波器的原理電路及電壓、電流波形(b xn)分析。共四十一頁 升壓(shn y)斬波器2）輸出電壓(diny)平均值ULD的計算 斬波器導(dǎo)通期間電感儲存的電能為 斬波器關(guān)斷期間電感釋放的電能為 在無損系統(tǒng)中有 因為1，所以ULDUS，稱為升壓斬波器或Boost變換器。共四十一頁斬波電路(dinl)3 CUK斬波電路(dinl)4 復(fù)合展波電路5 隔離型斬波電路共四十一頁無源逆變(n bin)電路 無源逆變(n bin)電路的原理1

9、）逆變的基本概念2）逆變電路的應(yīng)用領(lǐng)域3）逆變電路的分類共四十一頁逆變(n bin)電路分類（有源逆變電路 無源逆變電路）無源逆變單相逆變電路 三相逆變電路電流(dinli)型 電壓型單波 PWM共四十一頁逆變(n bin)電路逆變電路(dinl)的分類 逆變電路可以從不同的角度進行分類。如可以按換流方式分，按輸出的相數(shù)分，也可按直流電源的性質(zhì)分。比如，按直流電源的性質(zhì)，可以把逆變電路分為電壓型和電流型逆變電路。 共四十一頁 逆變電路(dinl)的基本工作原理 以單相(dn xin)橋式逆變電路為例來說明逆變電路最基本的工作原理。當(dāng)T1T3閉合，T2T4斷開時，uo為正；當(dāng)T2T4閉合，T1T

10、3斷開時，uo為負(fù)。共四十一頁 逆變電路(dinl)的基本工作原理 當(dāng)負(fù)載為電阻時，負(fù)載電流io和電壓uo的波形相同，相位(xingwi)也相同；當(dāng)負(fù)載為感性時，負(fù)載電流io將滯后電壓uo一個相位角，所以，在逆變電路兩組開關(guān)進行換流時，必須給電流提供一條續(xù)流通路。這時，采用有無功反饋二極管的逆變電路。共四十一頁單相(dn xin)逆變電路半橋 全橋 推挽(tu wn)共四十一頁 三相電壓型逆變電路的結(jié)構(gòu)與工作(gngzu)原理1）電路結(jié)構(gòu)直流電源側(cè)實際上只需要一個直流電壓源，但為了分析方便(fngbin)，可將該電源看成是兩個電源的串聯(lián)，并有一個假想的中點“o”。共四十一頁 脈沖寬度(kund

11、)調(diào)制（PWM控制）3）PWM控制的基本原理 在采樣控制理論中有一個(y )重要的結(jié)論：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。這也被稱為面積等效原理。 PWM控制技術(shù)的理論基礎(chǔ)正是基于面積等效原理。共四十一頁 脈沖(michng)寬度調(diào)制（PWM控制）1）脈沖幅值調(diào)制（PAM）控制方式 在傳統(tǒng)的逆變電路中，對于輸出電壓的控制多采用脈沖幅值調(diào)制（PAM）的控制方式，即電壓控制與頻率控制分開進行，通過調(diào)節(jié)直流電源電壓來改變逆變器的輸出電壓的大小。 采用PAM控制存在的一些問題主要包括：輸出電壓為矩形波，其諧波含量(hnling)大；電壓或電流的改變所需時間長，動態(tài)響應(yīng)特

12、性差；電壓和頻率分開控制，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜，電路效率低。共四十一頁4.1.1 單相(dn xin)交流調(diào)壓電路帶阻性負(fù)載1）電路結(jié)構(gòu)(jigu)： 交流電源 ； 一對反并聯(lián)晶閘管T1、T2； 也可以用一個雙向晶閘管代替； 阻性負(fù)載R。共四十一頁4.1.1 單相交流(jioli)調(diào)壓電路帶阻性負(fù)載4）電路(dinl)綜合評價的移相范圍為0。 =0時，相當(dāng)于晶閘管一直接通，輸出電壓為最大值，U0=U1； =時，U0=0。 =0時，功率因數(shù)=1，隨著的增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸變， 也逐漸降低。共四十一頁單相交流調(diào)壓電路(dinl)帶感性負(fù)載二）的取值范圍分析：1）當(dāng)=時，導(dǎo)通角=，電流連續(xù)，調(diào)壓器處于(chy)直通狀態(tài)，不起調(diào)壓作用，u0=u1。2）當(dāng)時，導(dǎo)通角在(0，)的范圍內(nèi)變化。當(dāng)=時，=0，u0=0；當(dāng)=時，=， u0=u1；當(dāng)從變化到時，從0逐漸增大到，負(fù)載電壓有效值也隨之從0逐漸增大到U1。這就是帶感性負(fù)載的交流調(diào)壓器的調(diào)壓原理。即帶感性負(fù)載的交流調(diào)壓器能起調(diào)壓作用的控制角的移相范圍是。共四十一頁內(nèi)容摘要電力電子總結(jié)。浪涌電流ITSM ：在規(guī)定條件下，工頻正弦波半周期內(nèi)所允許的最大過載峰值電流。帶大電感負(fù)載時L 大 電流連續(xù)。有源逆變電路逆變失敗。即諧波電壓有效值與整流電壓平均值之比。（2）