机电控制工程复习资料第八章电力半导体+整流和逆变+
2024年电力电子学知识点总结
2024年电力电子学知识点总结电力电子学是研究将电力进行控制、转换和处理的一门学科。
它广泛应用于电力系统、电气驱动和电力供应等领域。
随着科技的不断发展和创新，电力电子学也在不断演进。
以下是2024年电力电子学的一些重要知识点总结。
1.功率半导体器件：功率半导体器件是电力电子学的基础。
常见的功率半导体器件包括晶闸管、IGBT、MOSFET等。
这些器件具有耐高电压、高电流和高温等特点，可以实现高效的功率转换和控制。
2.开关电源：开关电源是一种将电能进行高效转换和稳定输出的电源系统。
常见的开关电源拓扑结构包括脉冲宽度调制（PWM）控制的单端和双端开关电源，以及谐振开关电源。
开关电源具有高效率、体积小和重量轻的特点，被广泛应用于计算机、通信和工业控制等领域。
3.交流调压：交流调压是将交流电能转换为直流电能的过程。
常见的交流调压技术包括整流和逆变。
整流将交流电转换为脉动的直流电，而逆变将直流电转换为交流电。
交流调压技术被广泛应用于电力系统的输电和配电、电动车充电和可再生能源发电等领域。
4.电力因数校正：电力因数是交流电中有功功率与视在功率之比。
电力因数校正是通过电力电子技术改善电力系统的功率因数。
常见的电力因数校正技术包括有源功率因数校正和无源功率因数校正。
电力因数校正可以提高电力系统的效率、减少系统的损耗，并符合电力系统的标准和规范。
5.电力质量控制：电力质量是指电力系统中电压、电流和频率等参数的稳定性和纯净度。
电力质量控制是通过电力电子技术实现对电力质量的监测、调节和保护。
常见的电力质量控制技术包括谐波滤波、电压调节和无功补偿。
电力质量控制可以提高电力系统的稳定性，减少电力中的谐波和干扰，并保证电力设备的正常运行。
6.电力电子与可再生能源：可再生能源包括太阳能、风能、水能等，它们是未来能源发展的重要方向。
电力电子技术在可再生能源的发电、转换和集成方面发挥着重要作用。
通过电力电子技术，可以实现可再生能源与电力系统的无缝连接，提高能源的利用效率和系统的稳定性。
电力电子技术知识点
《电力电子技术》课程知识点分布（供学生平时课程学习、复习用，●为重点）第一章绪论1.电力电子技术：信息电子技术----信息处理，包括：模拟电子技术、数字电子技术电力电子技术----电力的变换与控制2. ●电力电子技术是实现电能转换和控制，能进行电压电流的变换、频率的变换及相数的变换。
第二章电力电子器件1.电力电子器件分类：不可控器件：电力二极管可控器件：全控器件----门极可关断晶闸管GTO→电力晶体管GTR →场效应管电力PMOSFET→绝缘栅双极晶体管IGBT→及其他器件☆半控器件----晶闸管●阳极A阴极K 门极G2.晶闸管1）●导通：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触电电流的情况晶闸管才能开通。
●关断：外加电压和外电路作用是流过晶闸管的电流降到接近于零●导通条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流●维持导通条件：阳极电流大于维持电流当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。
当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才会开通。
当晶闸管导通，门极失去作用。
●主要参数：额定电压、额定电流的计算，元件选择第三章●整流电路1.电路分类：单相----单相半波可控整流电路单相整流电路、桥式（全控、半控）、单相全波可控整流电路单相桥式（全控、半控）整流电路三相----半波、●桥式（●全控、半控）2.负载：电阻、电感、●电感+电阻、电容、●反电势3.电路结构不同、负载不同→●输出波形不同→●电压计算公式不同→→单相电路1.●变压器的作用：变压、隔离、抑制高次谐波（三相、原副边→星/三角形接法）2.●不同负载下，整流输出电压波形特点1）电阻→电压、电流波形相同2）电感→电压电流不相同、电流不连续，存在续流问题3）反电势→停止导电角3.●二极管的续流作用1）防止整流输出电压下降2）防止失控4.●保持电流连续→●串续流电抗器，●计算公式5.电压、电流波形绘制，电压、电流参数计算公式→→三相电路1.共阴极接法、共阳极接法2.触发角ā的确定3.宽脉冲、双窄脉冲4.●电压、电流波形绘制→●电压、电流参数计算公式5.变压器漏抗对整流电流的影响→●换相重叠角产生原因→计算方法6.整流电路的谐波和功率因数→→●逆变电路1.●逆变条件→●电路极性→●逆变波形2.●逆变失败原因→器件→触发电路→交流电源→换向裕量3.●防止逆变失败的措施4.●最小逆变角的确定→→触发电路1.●触发电路组成2.工作原理3.触发电路定相第四章逆变电路1.●逆变电路分类：把直流变成交流电称为逆变，当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变2.●换流方式分类：器件（利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流）→电网（由电网提供换流电压称为电网换流，不是用于没有交流电网的无源逆变电路）→负载（有负载提供换流电压称为负载换流）→强迫（设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反压电流的换流方式叫强迫换流，强迫换流通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也叫电容换流）3.电压型逆变电路：单相、三相4.电流型逆变电路：单相、三相第五章直流-直流变换电路斩波电路→●降压斩波：●工作原理、●计算方法→●升压斩波：●工作原理、●计算方法第六章交流-交流变换电路1.●交流-交流变换电路：→●交流调压电路→●交流调功电路2.交-交变频电路：单相、●三相交-交变频电路→公共交流母线进线方式→输出星形联接方式●交-交变频电路的主要特点●优缺点第七章 PWM控制技术1.基本原理：冲量定理PWM→ SPWM2.●控制方式：计数法：调制法：●调制方法：→●异步调制：→●同步调制：3.●采样方式：→●自然采样：→●规则采样：第八章软开关技术1.软开关与硬软开关2.●零电压开关与零电流开关●零电压开通●零电流关断3.●软开关分类：准谐振电路、零开关PWM电路、零转换PWM电路4.典型的软开关电路5.●软开关技术的发展与趋势第九章电力电子器件应用及共性问题1.器件驱动：电气隔离●晶闸管触发电路典型的触发电路2.器件的保护:→●过电压产生及过电压保护→●过电流产生及过电流保护→●缓冲电路----又称吸收电路3.器件的串、并联串联→解决均压问题→静态、动态并联→解决均流问题→静态、动态第十章电力电子器件应用1.V-M系统中应用→V-M系统的机械特性：●电流连续→机械特性为一组平行线；●电流断续→理想空载转速上升；→机械特性变软；→随着控制角α的增加，进入断续区的电流加大。
电力电子技术知识点知识讲解
电力电子技术知识点《电力电子技术》课程知识点分布（供学生平时课程学习、复习用，●为重点）第一章绪论1.电力电子技术：信息电子技术----信息处理，包括：模拟电子技术、数字电子技术电力电子技术----电力的变换与控制2. ●电力电子技术是实现电能转换和控制，能进行电压电流的变换、频率的变换及相数的变换。
第二章电力电子器件1.电力电子器件分类：不可控器件：电力二极管可控器件：全控器件----门极可关断晶闸管GTO→电力晶体管GTR→场效应管电力PMOSFET→绝缘栅双极晶体管IGBT→及其他器件☆半控器件----晶闸管●阳极A阴极K 门极G2.晶闸管1）●导通：当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触电电流的情况晶闸管才能开通。
●关断：外加电压和外电路作用是流过晶闸管的电流降到接近于零●导通条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流●维持导通条件：阳极电流大于维持电流当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。
当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才会开通。
当晶闸管导通，门极失去作用。
●主要参数：额定电压、额定电流的计算，元件选择第三章●整流电路1.电路分类：单相----单相半波可控整流电路单相整流电路、桥式（全控、半控）、单相全波可控整流电路单相桥式（全控、半控）整流电路三相----半波、●桥式（●全控、半控）2.负载：电阻、电感、●电感+电阻、电容、●反电势3.电路结构不同、负载不同→●输出波形不同→●电压计算公式不同→→单相电路1.●变压器的作用：变压、隔离、抑制高次谐波（三相、原副边→星/三角形接法）2.●不同负载下，整流输出电压波形特点1）电阻→电压、电流波形相同2）电感→电压电流不相同、电流不连续，存在续流问题3）反电势→停止导电角3.●二极管的续流作用1）防止整流输出电压下降2）防止失控4.●保持电流连续→●串续流电抗器，●计算公式5.电压、电流波形绘制，电压、电流参数计算公式→→三相电路1.共阴极接法、共阳极接法2.触发角ā的确定3.宽脉冲、双窄脉冲4.●电压、电流波形绘制→●电压、电流参数计算公式5.变压器漏抗对整流电流的影响→●换相重叠角产生原因→计算方法6.整流电路的谐波和功率因数→→●逆变电路1.●逆变条件→●电路极性→●逆变波形2.●逆变失败原因→器件→触发电路→交流电源→换向裕量3.●防止逆变失败的措施4.●最小逆变角的确定→→触发电路1.●触发电路组成2.工作原理3.触发电路定相第四章逆变电路1.●逆变电路分类：把直流变成交流电称为逆变，当交流侧接在电网上，即交流侧接有电源时，称为有源逆变；当交流侧直接和负载连接时，称为无源逆变2.●换流方式分类：器件（利用全控型器件的自关断能力进行换流称为器件换流）→电网（由电网提供换流电压称为电网换流，不是用于没有交流电网的无源逆变电路）→负载（有负载提供换流电压称为负载换流）→强迫（设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反压电流的换流方式叫强迫换流，强迫换流通常利用附加电容上所储存的能量来实现，因此也叫电容换流）3.电压型逆变电路：单相、三相4.电流型逆变电路：单相、三相第五章直流-直流变换电路斩波电路→●降压斩波：●工作原理、●计算方法→●升压斩波：●工作原理、●计算方法第六章交流-交流变换电路1.●交流-交流变换电路：→●交流调压电路→●交流调功电路2.交-交变频电路：单相、●三相交-交变频电路→公共交流母线进线方式→输出星形联接方式●交-交变频电路的主要特点●优缺点第七章 PWM控制技术1.基本原理：冲量定理PWM→ SPWM2.●控制方式：计数法：调制法：●调制方法：→●异步调制：→●同步调制：3.●采样方式：→●自然采样：→●规则采样：第八章软开关技术1.软开关与硬软开关2.●零电压开关与零电流开关●零电压开通●零电流关断3.●软开关分类：准谐振电路、零开关PWM电路、零转换PWM电路4.典型的软开关电路5.●软开关技术的发展与趋势第九章电力电子器件应用及共性问题1.器件驱动：电气隔离●晶闸管触发电路典型的触发电路2.器件的保护:→●过电压产生及过电压保护→●过电流产生及过电流保护→●缓冲电路----又称吸收电路3.器件的串、并联串联→解决均压问题→静态、动态并联→解决均流问题→静态、动态第十章电力电子器件应用1.V-M系统中应用→V-M系统的机械特性：●电流连续→机械特性为一组平行线；●电流断续→理想空载转速上升；→机械特性变软；→随着控制角α的增加，进入断续区的电流加大。
电力电子技术知识点总结
电力电子技术知识点总结一、电力电子器件1. 晶闸管：晶闸管是一种具有双向导电性能的电子器件，可以控制大电流、大功率的交流电路。
其结构简单，稳定性好，具有一定的可逆性，可用作直流电压调节元件、交流电压调节元件、静止开关、逆变器等。
2. 可控硅：可控硅是一种具有双向导电性的半导体器件，具有控制开关特性，可用于控制大电流、大功率的交流电路。
可控硅具有可控性强，工作稳定等特点，适用于电力调节、交流电源、逆变器等领域。
3. MOSFET：MOSFET是一种以金属氧化物半导体栅极场效应晶体管为基础的器件，和普通的MOS晶体管相比，MOSFET在导通电阻上有较低的压降、耗散功率小、寄生电容小、开关速度快等优点，适用于开关电路、逆变器、电源调节等领域。
4. IGBT：IGBT是一种继承了MOSFET和双极晶体管的特点的半导体器件，具有高阻塞电压、低导通压降、大电流、耐脉冲电流等特点，适用于高频开关电路、变频器、电源逆变器、电机调速等领域。
5. 二极管：二极管是最基本的电子元件之一，具有正向导通和反向截止的特点，广泛用于整流、短路保护、开关电源等方面。
以上所述的电力电子器件是电力电子技术的基础，掌握了这些器件的特性和应用，对于电力电子技术的学习和应用具有重要的意义。
二、电力电子拓扑结构1. 变流器拓扑结构：变流器是电力电子技术中的一种重要装置，用于将直流电转换为交流电或者改变交流电的频率、电压和相数等。
常见的变流器拓扑结构包括单相全桥变流器、三相全桥变流器、单相半桥变流器、三相半桥变流器等。
2. 逆变器拓扑结构：逆变器是电力电子技术中的一种重要装置，用于将直流电转换为交流电，逆变器可以选择不同的拓扑结构和控制策略，以满足不同的电力系统需求。
常见的逆变器拓扑结构包括单相全桥逆变器、三相全桥逆变器、单相半桥逆变器、三相半桥逆变器等。
3. 母线型柔性直流输电系统：母线型柔性直流输电系统是一种新型电力电子系统，用于将大容量的交流电转换为直流电进行长距离输电。
2020电大开放本科《机电控制工程基础》总复习指导考试参考必考重点【精编版
概述《机电控制工程基础》是以控制理论为基础，密切结合工程实际的一门专业基础课，是机械设计制造及自动化专业必修课。
本课程所讨论的问题，都是在工程实践的基础上抽象出来的问题，是分析和设计控制系统的共性问题，这些问题理论较强，涉及的面也十分广泛。
因此，讨论问题的周期长是本课程特点之一。
为了学好本课程，在学习过程中就应对学过的内容经常复习，明确前后问题的联系，掌握进度。
本课程中应用的数学较多，但是，所讨论的问题都是和工程实践紧密联系着的。
因此，学习本课程要特别重视理论联系实际，重视在物理概念的基础上对问题的理解。
负反馈是构成自动控制系统的基本控制策略。
因此，牢固地掌握反馈在工程系统中的应用是学好本课程的关键。
控制系统分析，就是建立给定系统的数学模型，在规定的工作条件下，对它的数学模型进行分析研究。
其研究的内容就是稳态性能和瞬态（暂态）性能，以及分析某些参数变化对上述性能的影响，决定如何选取合理的参数等。
系统综合设计，就是在给定对系统瞬态和稳态性能要求情况下，根据己知的被控制对象，合理的确定控制器的数学模型，控制规律和参数，并验证所综合的控制系统是否是满足性能指标要求。
机电控制工程基础的基本问题是：建立系统的数学模型；系统分析计算；综合校正确定控制规律。
本课程的基本任务，是使学生获得机电控制系统的基本理论，掌握系统的基本分析方法和计算方法。
为设计机电控制系统及后继课程的学习和进一步研究学习控制理论打下一定的基础。
一、考核说明本课程主要内容包含相关的数学基础；数学模型的建立；时域分析；频域分析；综合校正；采样系统的基本理论及基本分析计算方法。
本课程的任务是使学生掌握控制工程基本理论的基本知识以及系统数学模型的建立、动、静特性的分析计算方法，具有初步分析设计系统的能力。
现将有关考核的几个问题说明如下：考核对象：电大理工科类机械设计制造及其自动化专业本科生。
考核方式：采用形成性考核和终结性考试相结合的方式。
考核依据：本课程所用教学大纲为2001年审定通过并下发执行的、电大理工科类机械设计制造及其自动化专业本科生《机电控制工程基础教学大纲》；所用文字教材为刘恒玉编著的2001年12 月由中央电大出版社出版的《机电控制工程基础》。
机电控制复习提纲课件
无人机控制系统
总结词
无人机控制系统是实现无人机自主飞行和任务执行的关键，它能够提高无人机的机动性和作战能力。
详细描述
无人机控制系统通过导航和控制技术，实现了无人机的自主飞行和任务执行。它能够精确控制无人机 的飞行轨迹、高度、速度等参数，保证无人机按照预定计划飞行和执行任务。无人机控制系统广泛应 用于军事侦察、物资投送、灾害救援等领域，是现代战争和应急救援的重要工具。
执行器
执行器概述
执行器是用于接收控制器的控 制信号，并将其转换为机械运 动或其他物理量变化的装置。
常见执行器类型
包括电动执行器、气动执行器 、液压执行器等，每种执行器 都有其特定的驱动方式和应用 场景。
执行器选择原则
选择合适的执行器需要考虑驱 动能力、精度、可靠性、成本 等因素。
测量元件
测量元件概述
闭环控制系统能够自动 调节和控制系统的输出 ，使其达到预定的目标 值。
闭环控制系统的优点是 抗干扰能力强、系统精 度高、动态性能好。
闭环控制系统的缺点是 结构复杂、调试困难、 稳定性差。
复合控制
01
02
03
04
复合控制是指将开环控制和闭 环控制结合在一起的控制系统 ，即系统中同时存在开环和闭 环两个回路。
复合控制是指将开环控制和闭 环控制结合在一起的控制系统 ，即系统中同时存在开环和闭 环两个回路。
复合控制是指将开环控制和闭 环控制结合在一起的控制系统 ，即系统中同时存在开环和闭 环两个回路。
复合控制是指将开环控制和闭 环控制结合在一起的控制系统 ，即系统中同时存在开环和闭 环两个回路。
04
机电控制系统的设计方法
优化步骤
确定优化目标、选择合适的 优化算法、进行参数优化和 系统性能评估。
《机电控制工程基础》资料整理
一、不定项选择题1. 控制系统的基本要求可归结为 D. 稳定性；准确性和快速性。
2. 反馈控制系统一般是指什么反馈？ B. 负反馈3. 以下控制系统按结构分类正确的是 A. 开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统？4. 以下不属于随动系统的是 D. 恒温控制系统。
5. 自动控制技术可以实现以下 A. 极大地提高劳动生产率B. 提高产品的质量C. 减轻人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来D. 原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导。
6. 自动控制就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使A. 生产过程B.被控对象的某一物理量准确地按照给定的规律运行或变化。
7. 反馈结果有利于加强输入信号的作用时叫 C. 正反馈8. 系统输出全部或部分地返回到输入端，此类系统是 A. 反馈控制系统B.闭环控制系统9. 自动控制系统一般由 A. 控制装置和被控制对象组成。
10. 对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出量的暂态过程可能出现以下A. 单调过程B. 衰减振荡过程C. 持续振荡过程D.发散振荡过程11. 单位斜坡函数的拉氏变换结果是( D. )。
12. 以下属于一阶系统的阶跃响应特点的是 D. 没有超调量？13. 阶跃响应从终值的10％上升到终值的90％所需的时间叫 A. 上升时间14. 劳斯稳定判据能判断什么系统的稳定性？D. 线性定常系统15. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ωn为 C. 216. 已知系统闭环传递函数为：则系统的超调σ％为 D.0.04317. 二阶系统的临界阻尼比是B. 118. 单位阶跃函数的拉普拉斯变换结果是( A. )19. 峰值超出终值的百分比叫 B. 超调量20. 已知系统闭环传递函数为：则系统的ts（5％）是C.2.1s21. 在欠阻尼的情况下，二阶系统的单位阶跃响应为 A. 振幅按指数规律衰减的简谐振荡22. 阶跃响应到达并保持在终值％误差带内所需的最短时间；有时也用终值的％误差带来定义叫D. 调节时间23. 阶跃响应第一次达到终值的50％所需的时间叫B. 延迟时间24. 以下为二阶系统阻尼比，其中一定不稳定的是D. ζ≤025. 某二阶系统的特征根为两个互不相等的实数，则该系统的单位阶跃响应曲线有什么特点？A. 单调上升26. 已知系统闭环传递函数为：则系统的阻尼比ξ为 B.0.70727. 阶跃响应越过稳态值达到第一个峰值所需的时间叫C. 峰值时间28. 时间t满足什么条件时（系统的时间常数为T），一阶系统的阶跃响应值与稳态值之间的当误差为5%～2%。
最新机电与控制技术总复习课件资料课件ppt
转矩折算——等效负载消耗的功率相同 转动惯量、飞轮转矩——与动能有关
2 动态指标 应用于对速度、位置有要求的伺服控制
• 最大超调量 Mp = (nmax-n2)/n2 * 100% • 过渡过程时间 T • 振荡次数
自动调节系统的动态特性
自动调节系统动态性能比较
直流电机的工作原理及特性
基本关系
在额定条件下：
例：UN, φN,是额定值，Ke,Kt,Ra都是常数， 电机铭牌：给出PN,UN,IN,nN 求（估算）：Ra, Keφ,n0,T N 画出n = f(T);
Ra
(0.5 ~ 0.75)(1)UN
IN
(0.5 ~ 0.75)(1 PN )UN UNIN IN
人为机械特性与调速
直流他励电动机的制动特性
交流弦波——可闭环，本质是 趋同于交流伺服，不常用
步距角、转速
S
360 Zrm
n 60 fs f：电脉冲的频率
360
三相步进电机的通电方式
• 通电方式（正向为例）
– A-B-C-...
三相单三拍
– A-AB-B-BC-C-CA-... 三相六拍
– AB-BC-CA-AC-
三相双三拍
• 步距角、转矩与通电相序的关系
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2 2Leabharlann ( sX20)2K f1
电力电子学考试复习资料
电⼒电⼦学考试复习资料1. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？1、答：通过对门极控制能使其导通不能使其关断。
⑴、导通条件：使晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流。
或：u AK>0且u GK>0。
⑵、维持晶闸管导通条件：晶闸管电流⼤于维持电流。
⑶、关断条件：施加反向电压或使流过晶闸管的电流降到接近于零的某⼀数值以下。
A．触发延迟⾓从晶闸管开始承受正向阳极电压到施加触发脉冲⽌的电⾓度。
B．开关电源先整流滤波、后经⾼频逆变得到⾼频交流电压，然后由⾼频变压器降压、再整流滤波。
◆开关电源在效率、体积和重量等⽅⾯都远远优于线性电源，因此已经基本取代了线型电源，成为电⼦设备供电的主要电源形式C．带续流⼆极管不能有源逆变：整流电压Ud不能出现负值，也不允许直流侧出现负极性电动势。
D.缓冲电路的作⽤：抑制电⼒电⼦器件的过电压、过电流和减⼩开关损耗。
2.驱动电路的基本任务按控制⽬标的要求给器件施加关断或开通的信号。
对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号，⼜要提供关断控制信号提供控制电路与主电路之间的电⽓隔离环节。
3.触发电路应满⾜下列要求脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通；触发脉冲应有⾜够的幅度；不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内；有良好的抗⼲扰性能、温度稳定性及与主电路的电⽓隔离。
4．什么是逆变失败？如何防⽌逆变失败？答：逆变运⾏时，⼀旦发⽣换流失败，外接的直流电源就会通过晶闸管电路形成短路，或者使变流器的输出平均电压和直流电动势变为顺向串联，由于逆变电路内阻很⼩，形成很⼤的短路电流，称为逆变失败或逆变颠覆。
防⽌逆变失败的⽅法有：采⽤精确可靠的触发电路，使⽤性能良好的晶闸管，保证交流电源的质量，留出充⾜的换向裕量⾓β等。
5.交流调压电路和交流调功电路有什么区别？交流电⼦开关交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，⼆者的区别在于控制⽅式不同。
电力电子技术
拓扑结构
常见的升降压型DC/DC变换器拓 扑结构包括Buck-Boost电路、
Zeta电路等。
应用领域
升降压型DC/DC变换器在需要宽 范围电压输入的场合中得到了广 泛应用，如电动汽车充电桩、工
业自动化设备、通信设备等。
2024/1/28
19
05交流-Leabharlann 流变换技术2024/1/28
20
交流调压电路原理及分类
分类
根据控制信号的性质，交流调功电路可分为 模拟控制交流调功电路和数字控制交流调功 电路。
2024/1/28
22
交流电力电子开关及应用
交流电力电子开关
是一种能够控制交流电通断的开关器件，具 有快速、可靠、节能等优点。常见的交流电 力电子开关有晶闸管、双向晶闸管、可关断 晶闸管等。
2024/1/28
拓扑结构
应用领域
升压型DC/DC变换器在太阳能发电、 风力发电等新能源领域，以及电动汽 车、电动自行车等交通工具中得到了 广泛应用。
常见的升压型DC/DC变换器拓扑结构 包括Boost电路、Sepic电路等。
2024/1/28
18
升降压型DC/DC变换器
工作原理
升降压型DC/DC变换器结合了降 压型和升压型变换器的特点，可 以实现输入电压的升降压转换。
电力电子技术
2024/1/28
1
目录 CONTENTS
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 整流与逆变技术 • 直流-直流变换技术 • 交流-交流变换技术 • 电力电子技术应用实例分析
2024/1/28
2
01
电力电子技术概述
2024/1/28
3
定义与发展历程
电力电子复习资料
电力电子复习资料电力电子复习资料电力电子作为一门重要的学科，涉及到电力系统的控制、变换和转换等方面。
它在现代电力工程中发挥着重要的作用，广泛应用于电力变换器、电力调节器、电力传输和配电系统等领域。
本文将从电力电子的基本原理、常见的电力电子器件以及应用案例等方面进行复习资料的整理。
一、电力电子的基本原理电力电子的基本原理主要包括电力电子器件的工作原理、电力电子系统的运行原理以及电力电子的控制原理等。
在电力电子器件的工作原理方面，主要涉及到晶闸管、可控硅、IGBT等常见的电力电子器件。
晶闸管是一种双向导通的开关器件，通过控制晶闸管的触发电压和电流来实现对电路的开关控制。
可控硅是一种单向导通的开关器件，通过控制可控硅的触发角来实现对电路的开关控制。
IGBT是一种结合了晶体管和可控硅的特点的双向导通开关器件，具有高开关速度和低导通压降的特点。
在电力电子系统的运行原理方面，主要涉及到电力电子变换器的工作原理。
电力电子变换器是一种能够将电能从一种形式转换为另一种形式的装置，常见的电力电子变换器包括直流-直流变换器、直流-交流变换器和交流-交流变换器等。
通过控制电力电子变换器的开关状态和开关频率，可以实现对电能的转换和调节。
在电力电子的控制原理方面，主要涉及到电力电子系统的控制方法和控制策略。
电力电子系统的控制方法主要包括开环控制和闭环控制两种方式。
开环控制是指根据系统的输入和输出之间的关系，通过对输入信号进行调节来实现对输出信号的控制。
闭环控制是指通过对系统的反馈信号进行采样和比较，根据误差信号来调节系统的输入信号，从而实现对输出信号的控制。
电力电子系统的控制策略主要包括脉宽调制、频率调制和电压调制等。
二、常见的电力电子器件电力电子器件是电力电子系统中的核心组成部分，常见的电力电子器件包括晶闸管、可控硅、IGBT、MOSFET和二极管等。
晶闸管是一种双向导通的开关器件，具有开关速度快、导通压降低等特点，广泛应用于交流调压、直流调压和交流变频等领域。
电力电子技术复习资料
1-2晶闸管的导通条件、关断条件分别是什么？答：要使晶闸管从阻断态转为导通态，必须同时满足以下条件：1.阳极与阴极之间加正向电压，UAK >0。
2.门极与阴极之间加正向电压， UGK>0。
要使晶闸管从导通态转为阻断状态，需满足以下条件之一：1.使阳极电流接近0，IA =0。
2.在阳极与阴极之间加反向电压，UAK<0。
1-3目前常用的全控型电力电子器件有哪些？答：门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管1-4有一功率二极管，其通态平均电流为100A，问最大允许通过的电流有效值是多少？该有效值与电流波形是否有关系？答：电流的有效值I=1.57ITa=1.57*100=157A.与波形没有关系。
1-5试分析IGBT和电力MOSFET在内部结构和开关特性上的相似与不同之处.答：IGBT比电力MOSFET在背面多一个P型层，IGBT开关速度小，开关损耗少具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小。
开关速度低于电力MOSFET。
电力MOSFET开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好。
所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题。
2-1单相桥式全控整流电路，U=100V，负载中R=2Ω，L值极大，当α=30︒时要求：①作出u d、i d的波形和电路图；②求整流输出平均电压U d、电流I d，变压器二次侧电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。
②整流输出平均电压U d、电流I d，变压器二次侧电流有效值I2分别为Ud＝0.9 U2 cosα＝0.9×100×cos30°＝77.97(A)Id＝U d/R＝77.97/2＝38.99(A)I2＝I d＝38.99 (A)③晶闸管承受的最大反向电压为：U2＝100＝141.4（V）流过每个晶闸管的电流的有效值为：IVT＝I d∕＝27.57（A）故晶闸管的额定电压为：UN＝(2~3)×141.4＝283~424（V）晶闸管的额定电流为：IN＝(1.5~2)×27.57∕1.57＝26~35（A）晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。
电气工程及其自动化期末考试资料(专升本)电力电子技术复习资料
电力电子技术复习资料1一、填空题1、电力变换又称为功率变换，其基本变换类型有整流、逆变、和斩波四种变换形式。
2、在整流电路中，续流二极管的作用为、减轻晶闸管的负担和消除失控事故。
3、对斩波电路的一个要求是，当负载或输入电压波动时，平均输出电压控制在一定的范围内。
控制输出电压的方式主要有、定宽调频控制方式以及二者混合控制方式。
4、当α=0°时，单相桥式整流电路的功率因素为。
5、电流型逆变电路的直流侧为电流源，一般情况下在直流供电回路串联一个。
6、逆变电路的SPWM控制方法有计算法和。
7、高压直流输电系统的关键设备是换流器，其主要元件是和换流变压器。
8、高压直流输电系统中，12脉波换流桥交流侧线电流含有次谐波分量。
9、FATCS即，就是在输电系统的主要部位，采用具有单独或综合功能的电力电子装置，对输电系统的主要参数进行调整控制，使输电系统更加可靠。
10、由于只能提供感性的无功功率，因此往往与并联电容器配合使用。
二、选择题1、绝缘栅双极晶体管（IGBT）是一种（）。
A.半控型器件B.全控型器件C.电流驱动型器件D.不可控型器件2、下列（）是双极型器件。
A.功率MOSFETB.MOS控制晶闸管MCTC.晶闸管D.静电感应晶体管SIT3、GTO的结构是（）。
A. 三层半导体结构的二端器件B. 四层半导体结构的三端器件C. 三层半导体结构的三端器件D. 四层半导体结构的二端器件4、电力晶体管GTR集电极电压U CE逐渐增至某一数值时集电极电流I C急剧增加，如果不加限制地让I C继续增加，则电力晶体管上的电压突然下降，此时GTR（）。
A. 一次击穿B. 雪崩击穿C. 工作在安全范围D. 二次击穿5、三相桥式全控整流电路带阻感性负载时，α的最大移相范围是（）。
A.0~π/2B. 0~2π/3C. 0~5π/6D. 0~2π6、三相半波可控整流电路中整流变压器采用的接法是（）。
A.Y-YB. Y-ΔC. Δ-YD. Δ-Δ7、下列电路不是隔离型电路的是（）。
电力电子技术期末复习资料汇总
电力电子技术复习题库第二章：1.使晶闸管导通的条件是什么？①加正向阳极电压；②加上足够大的正向门极电压。
备注：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流。
2.由于通过其门极能控制其开通，但是不能控制其关断，晶闸管才被称为（半控型）器件。
3.在电力电子系统中，电力MOSFET通常工作在（ A ）状态。
A. 开关B. 放大C. 截止D. 饱和4.肖特基二极管（SBD）是（ A ）型器件。
A. 单极B. 双极C. 混合5.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度可以分为：①不可控器件；②半控型器件；③全控型器件6.下列电力电子器件中，（C）不属于双极型电力电子器件。
A. SCRB. 基于PN结的电力二极管C. 电力MOSFETD. GTR7.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质，可以将电力电子器件（电力二极管除外）分为（电流驱动型）和（电压驱动型）两类。
8.同处理信息的电子器件类似，电力电子器件还可以按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为（单极性器件）、（双极型器件）和（复合型器件）。
9.（通态）损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。
当器件的开关频率较高时，（开关）损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。
（填“通态”、“断态”或“开关”）10.电力电子器件在实际应用中，一般是由（控制电路）、（驱动电路）和以电力电子器件为核心的（主电路）组成一个系统。
11. 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，肖特基二极管（SBD）属于（不可控）型器件。
12.型号为“KS100-8”的晶闸管是（双向晶闸管）晶闸管，其中“100”表示（额定有效电流为100A ），“8”表示（额定电压为800V）。
13.型号为“KK200-9”的晶闸管是（快速晶闸管）晶闸管，其中“200”表示（额定有效电流为200A），“9”表示（额定电压为900V ）。
14.单极型器件和复合型器件都是（电压驱动）型器件，而双极型器件均为（电流驱动）型器件。
电力电子教材重点知识点总结
《电力电子技术》复习题第1章绪论1 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。
2 电力变换的种类（1）交流变直流AC-DC：整流（2）直流变交流DC-AC：逆变（3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现，也叫斩波电路（4）交流变交流AC-AC：可以是电压或电力的变换，一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。
4、相控方式;对晶闸管的电路的控制方式主要是相控方式5、斩空方式：与晶闸管电路的相位控制方式对应，采用全空性器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制方式。
相对于相控方式可称之为斩空方式。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系（1）主电路：电力电子系统中指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。
（2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。
广义可分为电真空器件和半导体器件。
2 电力电子器件一般特征：1、处理的电功率小至毫瓦级大至兆瓦级。
2、都工作于开关状态，以减小本身损耗。
3、由电力电子电路来控制。
4、安有散热器3 电力电子系统基本组成与工作原理（1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
（2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
（4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。
4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类（1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。
如SCR晶闸管。
（2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。
（3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
电力电子知识点总结
第一章电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，也就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
电子技术包括信息技术和电力电子技术两大分支。
电力电子器件：半控器件：晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）。
全控器件：电力晶体管（GTR）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）、电力场效应晶体管（电力MOSFET）。
不可控器件：电力二极管（整流二极管）电力电子器件的分类：按照驱动电路信号的性质，分为两类：电流驱动型：晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR电压驱动型：电力场效应晶体管MOSFET、绝缘栅双极晶体管IGBT 按照器件内部参与导电的情况分为两类：单极型器件：电力MOSFET双极型器件：电力二极管、晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR混合型器件：绝缘栅双极晶体管IGBT晶闸管正常工作时的特性：承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。
承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。
晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用。
若要使已导通的晶闸管关断，只能利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
关断时间大于晶闸管的电路换向关断时间，才能可靠关断。
GTO能够通过门极关断的原因是其与普通晶闸管有如下区别：设计α2较大，使晶体管V2控制灵敏，易于GTO 关断。
导通时接近临界饱和，有利门极控制关断，但导通时管压降增大。
多元集成结构，使得P2基区横向电阻很小，能从门极抽出较大电流。
晶闸管非正常导通的几种情况：阳极电压升高至相当高的数值照成雪崩现象；阳极电压上升率过高；结温较高；光直接照射硅片，即光触发；第二章单向可控整流电路：单向半波可控整流电路：A电阻负载：相关概念：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发角或控制角。
晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。
θπα=-通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。
电力电子复试知识点总结
电力电子复试知识点总结一、基本理论1. 电力电子的基本概念和发展历史电力电子是指利用电子器件和电磁器件来实现对电力的转换和控制的技术领域。
它主要包括了电力电子器件、电力电子系统、电力电子技术和应用、电力电子工程设计等多个方面。
而电力电子的发展历史可以追溯到二十世纪初，但是它的真正兴起并成为一个独立的学科领域，是在二战结束之后。
从那时起，电力电子技术成为了电力系统工程中的一个重要分支，它的研究和应用得到了快速的发展。
2. 电力电子的基本原理和特点电力电子技术是利用各种电子器件和电磁器件来实现对电能的控制和转换的技术。
它有着以下几个特点：（1）高效率、高可靠性、快速的动态响应能力；（2）它能够实现电力的高效转换和稳定控制，同时可以应用在各种电力系统和电力设备中；（3）电力电子技术对环境友好，可以减少电力系统的能耗和对环境的影响；（4）它对于电力系统的工作稳定性和可靠性有着重要意义。
3. 电力电子的应用领域电力电子技术在电力系统工程中有着广泛的应用领域，主要包括了：（1）电力转换和控制技术，这是电力电子技术最主要的应用领域。
它包括了各种电力转换器、逆变器、整流器、变压器等设备的应用和设计；（2）电力系统的调节和稳定控制，电力电子技术可以用来实现对电力系统的调节和稳定控制；（3）可再生能源系统，包括太阳能、风能、生物质能等各种可再生能源系统的变流器和逆变器设计等。
4. 电力电子技术的发展趋势随着电力系统工程的发展和可再生能源技术的快速发展，电力电子技术也在不断的发展和完善。
未来电力电子技术的发展趋势可能包括：（1）更高效率的电力转换和控制技术，像GaN、SiC等新型半导体材料的应用将会大大提高电力转换和控制技术的效率；（2）大容量、高性能的电力电子器件的研发和应用，这对于可再生能源系统和大型电力设备来说有着重要的意义；（3）智能化的电力电子系统设计和应用，包括了智能控制、智能监测、智能保护和故障诊断等方面的技术。
电力电子技术-复习(讲解)
T ik
a LB ia b LB ib c LB ic
R
L
ud
ub
uc
O
id ic
ia
ib
ic
ia
Id
O
21
第三章 有源逆变
掌握有源逆变的工作条件 （注意与第二章学习的电路相结合，掌握电路的
可逆变工作条件） 掌握三相半波及三相桥式有源逆变电路的工作
原理、注意哪些电路不能进行有源逆变 掌握逆变失败概念、最小逆变角的限制条件
uVT
1,4
d) 0 i2
e) 0
t t
t 14 t
单相桥式全控整流电路感性负载小结
负载电流id连续且波形近似为一水平线。
u1
• u2过零变负时，由于电感的作用晶
闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并
不关断。
u2
• 至ωt=π+a 时刻，流过VT1和VT4的 O
电流转移到VT2和VT3上－－换相
伏安特性曲线：正向特性；反向特性。
电压：额定电压等
电流： IT(AV) ★、IH、 IL
动态：断态电压临界上升率、通态电
流临界上升率、 tOF、 tON
三个区域：不可触发、不可靠触发、 可靠触发区域
4
晶闸管的结构与工作原理
G
KK
A A G
a)
A
P1
N1
J1
G
P2 N2
J2 J3
K b)
K G
A c)
26
逆变颠覆概念
在逆变电路中，如触发不可靠，将使换相失败， 形成交流与直流两电源的顺极性串联，造成短
路而使逆变失败，称“逆变颠覆”。
机电传动控制课件第八章
多相多重斩波电路 —— 相同结构基本斩波电路组 合。
8.4.1 基本斩波电路
一. 降压斩波电路 二. 升压斩波电路 三.PWM控制技术
一、 降压斩波电路（Buck Chopper)
全控型器件若为 晶闸管，须有辅助 关断电路。
电路结构
续流二极管
负载 出现 的反 电动 势
典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。
2U 2
晶闸管承受的最大正反向电压：
二、带电感性负载的可控整流电路
单相半波可控整流电路用于大电感性负载时，如果不采取措施，负载上就 得不到所需要的电压和电流。
三、加续流二极管的电路 为了提高大电感负载时的单相 半波可控整流电路整流输出平均电 压，可采取负载两端并联一只二极 管的措施。
输入电压： u2 2U 2 sinwt
2U 2 sinwtd (wt ) 0.9U 2 p a
2U 2
1 p
1 cosa 2
晶闸管承受的最大正反向电压： 流过每只晶闸管平均电流： 流过续流二极管的平均电流：
q Id 2p
p q Id p
半控桥式整流电路在电感性负载时，可以不 加续流二极管。 这是因为在电源电压过零时，电感中的电流 通过V1和V2形成续流，确保VS1或VS2可靠关断， 这样也就不会出现失控现象。 负载电压： Ud
第8章 电力电子学基础
学习要求: • 掌握电力半导体器件的基本工作原理、特性和 主要参数的含义； • 掌握几种单相和三相基本可控整流电路的工作 原理及特点；
• 熟悉逆变器的基本工作原理、用途和控制；
• 了解晶闸管工作时对触发电路的要求和触发电 路的基本工作原理。
前
言
集成电路 微（弱）电子学 半导体器件 电力半导体器件 电力（强）电子学 电力电子学的任务：
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8.2 单相可控整流电路
• 可控整流电路是一种把交流电源电压变换 成大小可调的直流电压的电路。 • 由晶闸管组成的可控整流电路，依所用交 流电源的相数(单相、三相、多相等)、整流 主电路的结构形式（半波、桥式等）以及 负载的类型（电阻负载、电感负载、反电 势负载等） ，构成多种形式的电路。
一、单相半波可控整流电路
2．带电感性负载的可控整流电路
二、 单相桥式可控整流电路 1．单相半控桥式整流电路
8.4 逆变器
• 利用晶闸管电路把直流电变成交流电，这种对应 于整流的逆向过程，称之为逆变，把直流电变成 交流电的装置，叫做逆变器。 • 有源逆变——如果把逆变器的交流侧接到交流电 源上， 把直流电逆变为同频率的交流电反馈到电 网的电路。有源逆变器应用于直流电动机的可逆 调速、线绕式异步电动机的串级调速等方面。 • 无源逆变——如果逆变器交流侧接到负载， 把直 流电逆变为某一频率或可变频率的交流电供给负 载的电路。无源逆变器通常用于变频器、交流电 动机的变频调速等方面。
一、无源逆变电路的工作原理
2.单相晶闸管桥式逆变器
• 电路中的二极管有两个作用， 一是起反馈 作用， 即把负载中的无功能量反馈回直流 电源，二是防止逆变器的输出峰值过分地 超过直流电源电压，以维持输出电压为恒 定值。
三、无源逆变器的换相（换流）
8.5 晶闸管的触发电路
• 略
第八章 电力电子学——可控硅 及其基本电路
8.1 晶闸管
结论
• （1）正常情况下，若控制极不加正向电压，则不论阳极 加正向电压还是反向电压，晶闸管均不导通，这说明晶闸 管具有正、反向阻断能力； • （2）晶闸管的阳极和控制极同时加正向电压时才能使晶 闸管导通，这是晶闸管导通必须同时具备的两个条件； • （3）在晶闸管导通之后，其控制极就失去控制作用，欲 使晶闸管恢复阻断状态，必须把阳极正向电压降低到一定 值（或断开，或反向） 。 • （4）晶闸管导通后，两只三极管饱和导通，阳极与阴极 间的管压降为 1V 左右，而电源电压几乎全部分配在负载 电阻 R L 上。晶闸管的 PN结可通过几十安~几千安的电流。 晶闸管触发导通的时间为几微秒。