電力電子總結(jié)

電力電子總結(jié)序言第一章電力電子器件第二章整流及逆變電路第三章斬波電路第四章交流調(diào)壓第五章無(wú)源逆變斷態(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(shí)，對(duì)應(yīng)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(guò)載峰值電流。通態(tài)平均電流（續(xù)）由于晶閘管的過(guò)載能力比一般電機(jī)、電器元件小，因而選用晶閘管時(shí)，應(yīng)使其通態(tài)平均電流為實(shí)際所需最大電流（折算成正弦半波）的1.5-２倍，使其有一定的裕量，即：第一章電力電子器件器件個(gè)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(dòng)壓降損耗開關(guān)時(shí)間參數(shù)主要參數(shù)額定電流，額定電壓，開關(guān)時(shí)間，PCM選擇選擇依據(jù)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，阻斷狀態(tài)下電流為零，且動(dòng)態(tài)響應(yīng)是瞬時(shí)的，另外也不考慮變壓器漏抗對(duì)電路的影響。變壓器起變換和隔離的作用?？卣麟娐穾Т箅姼胸?fù)載半波可控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)，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(wú)法使用的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常是在整流電路的負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)硅整流二極管DR，稱為續(xù)流二極管。電路在交流電壓的正、負(fù)半周都能實(shí)現(xiàn)整流，所以為全波可控整流電路帶大電感負(fù)載時(shí)L大電流連續(xù)常用單相可控整流電路比較表三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與帶感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，只在計(jì)算負(fù)載電流平均值時(shí)有所不同，此時(shí)為可控整流電路的外特性

直流輸出電壓

按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號(hào)的性質(zhì)不同分類電流控制型GTRSCRGTO電壓控制型VMOSIGBT第二章整流及逆變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諧波分析功率因數(shù)整流電路整流概念A(yù)C---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(dá)到輸出直流電壓控制分析方法電路形式負(fù)載關(guān)系單相整流電路三相整流電路

單相整流電路單相半控整流電路單相全控整流電路單相橋式全控整流電路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(diǎn)輸出特性計(jì)算三相整流電路

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(diǎn)輸出特性計(jì)算輸出電壓器件承受電流器件承受電壓

不可控整流電路單相橋式不可控整流電路單相全波不可控整流電路三相橋式不可控整流電路變壓器漏抗的影響變壓器漏抗對(duì)換流的影響變壓器漏抗對(duì)輸出電壓的影響重疊角的定義重疊角的大小與那西因素有關(guān)有源逆變電路控制

有源逆變的概念條件控制角90---180有源逆變電路逆變失敗最小逆變角諧波分析功率因數(shù)諧波分析概念基本方法

功率因數(shù)定義與控制角的關(guān)系斬波電路斬波電路概念DC---DC基本斬波電路降壓斬波電路升壓斬波電路升降壓斬波電路CUK斬波電路斬波電路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(diǎn)。2）了解斬波電路的控制方式。3）了解晶閘管斬波器的兩種換流電路結(jié)構(gòu)和工作原理。（1）定頻調(diào)寬控制(脈沖寬度調(diào)制)保持?jǐn)夭ㄖ芷赥不變，只改變斬波器的導(dǎo)通時(shí)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(shí)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(shí)改變斬波周期T和導(dǎo)通時(shí)間ton，從而大幅度改變輸出電壓。斬波電路分析斬波電路控制方式占空比定義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(diǎn)。2）了解斬波電路的控制方式。3.2.1降壓斬波器1）降壓斬波器的原理電路及電壓、電流波形分析。2）輸出電壓平均值ULD=αUs，由于α＜1，所以ULD＜Us，稱為降壓斬波器或Buck變換器。3）電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍為零到額定轉(zhuǎn)速。3.2.2升壓斬波器1）升壓斬波器的原理電路及電壓、電流波形分析。升壓斬波器2）輸出電壓平均值ULD的計(jì)算斬波器導(dǎo)通期間電感儲(chǔ)存的電能為斬波器關(guān)斷期間電感釋放的電能為在無(wú)損系統(tǒng)中有

因?yàn)棣粒?，所以ULD＞US，稱為升壓斬波器或Boost變換器。無(wú)源逆變電路無(wú)源逆變電路的原理1）逆變的基本概念2）逆變電路的應(yīng)用領(lǐng)域3）逆變電路的分類逆變電路的分類逆變電路可以從不同的角度進(jìn)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。

逆變電路的基本工作原理以單相橋式逆變電路為例來(lái)說(shuō)明逆變電路最基本的工作原理。當(dāng)T1T3閉合，T2T4斷開時(shí)，uo為正；當(dāng)T2T4閉合，T1T3斷開時(shí)，uo為負(fù)。逆變電路的基本工作原理當(dāng)負(fù)載為電阻時(shí)，負(fù)載電流io和電壓uo的波形相同，相位也相同；當(dāng)負(fù)載為感性時(shí)，負(fù)載電流io將滯后電壓uo一個(gè)相位角，所以，在逆變電路兩組開關(guān)進(jìn)行換流時(shí)，必須給電流提供一條續(xù)流通路。這時(shí)，采用有無(wú)功反饋二極管的逆變電路。三相電壓型逆變電路的結(jié)構(gòu)與工作原理1）電路結(jié)構(gòu)①直流電源側(cè)實(shí)際上只需要一個(gè)直流電壓源，但為了分析方便，可將該電源看成是兩個(gè)電源的串聯(lián)，并有一個(gè)假想的中點(diǎn)“o”。脈沖寬度調(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(duì)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(jìn)行，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電源電壓來(lái)改變逆變器的輸出電壓的大小。采用PAM控制存在的一些問(wèn)題主要包括：①輸出電壓為矩形波，其諧波含量大；②電壓或電流的改變所需時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性差；③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。脈沖寬度調(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(gè)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(shí)，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。4.1.1單相交流調(diào)壓電路帶阻性負(fù)載1）電路結(jié)構(gòu)：①交流電源；②一對(duì)反并聯(lián)晶閘管T1、T2；也可以用一個(gè)雙向晶閘管代替；③阻性負(fù)載R。4.1.1單相交流調(diào)壓電路帶阻性負(fù)載4）電路綜合評(píng)價(jià)①α的移相范圍為0≤α≤π。

α=0時(shí)，相當(dāng)于晶閘管一直接通，輸出電壓為最大值，U0=U1；

α=π時(shí)，U0=0。②α=0時(shí)，功率因數(shù)λ=1，隨著α的增大，輸入電流滯后于電壓且發(fā)生畸變，λ也逐漸降低。單相交流調(diào)壓電路帶感性負(fù)載二）α的取值范圍分析：1）當(dāng)α=φ時(shí)，導(dǎo)通角θ=π，電流連續(xù)，調(diào)壓器處于直通狀態(tài)，不起調(diào)壓作用，u0=u1。2）當(dāng)φ＜α＜π時(shí)，導(dǎo)通角