GHR_电力电子技术课件_7
电力电子技术说课稿PPT课件精选全文
说课内容
1 课程性质与作用
2 课程整体设计
3
教学内容
4 教学方法与手段
2
课程性质与作用
课程性质
自动化专业基 础课
针对岗位
企业生产第一线 产品装配、调试、 检验、维修、生 产管理、产品后 服务岗位
能力培养
识别电力电子器件 能力 掌握器件使用与保 护技术 相控整流电路分析 能力 单相相控整流电路 设计安装能力 故障排除能力
24
教学内容
教材
❖ 主教材：《电力电子技术》黄家善主编
机械工业出版社， 2005年1月第二版；
❖ 教学辅助教材：《电力电子器件及其应用》，李序葆.赵永健编， 机械工业出版社，2004年6月
动化系编
《可控整流装置》北京电机修理厂、清华大学自
科学出版社， 1971年6月
25
教学方法与手段
多媒体教学
课堂板书讲解
9
课程整体设计
课程教学实施思路： ❖ 理论教学主要结合在项目实验中进行。 ❖ 课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授，
每一个项目分解为若干个工作任务，通过每一个工 作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。 ❖ 大部分内容在实验室中进行理论实践一体化教学， 可先讲再实践，或先实践再分析理论知识，或边讲 边练，讲练结合，工学交替，理论教学与实践教学 同步进行。
“设计实验”根据敖教与学的客观实际并结会现有条件设计 一实用电路，以实现简单的调压或调速。
6
课程整体设计
项目设计（课程设计）
❖ 在项目实训中鼓励学生将课外活动或生活见到的 应用纳入教学设计活动中来，课内外学习相互结 合，使学生视野开阔、能力增强。
7
课程整体设计
电力电子技术课件 第7章
电力电子技术的发展及其在电力系统中的应用，将使 用晶闸管的静止无功补偿装置推上了无功补偿的舞台， 并逐渐占据了静止无功补偿的主导地位。 随着电力电子技术的进一步发展，20世纪80年代以来， 出现了一种更为先进的静止型无功补偿装置，这就是 采用自换相变流电路的静止无功补偿装置——静止同 步补偿器(Static Synchronous Compensator— STATCOM)，也有人称之为新型静止无功发生器 (Advanced Static Var Generator—ASVG)，或者轻型 SVC(SVC-Light)。
与并联电容器配合使用的TCR
当TCR与固定电容器配 合使用时，被称为 TCR+FC型SVC，有时 也简称为TCR，其电 压—电流特性如图所示。 这种类型补偿器的缺陷 是：当补偿器工作在吸 收很小的容性或感性无 功功率的状态时，其电 抗器和电容器实际上都 已吸收了很大的无功功 率，因此都有很大的电 流流过，只是相互对消 而已，这显然降低了 TCR的使用效率。
(2)控制方法 开环控制的策略相对较简单，多用于负载补偿。这 种控制方式已经成功地应用在减少电弧炉引起的电 压闪烁方面。 闭环控制的方法较为复杂，实际系统中应用也较多， 下面以改善电压质量调整的功能为例，介绍具体的 闭环控制方法。
电压闭环的控制方法示意图
带电流内环的电压反馈控制方法示意图
为了改善控制性能，可以在此基础上再引入补偿电流 ISVC的反馈，如图所示。通过在电压反馈构成的外闭 环之内再引入电流环的负反馈控制，以提高控制精度。 这样，控制系统中就有两个调节器——电压调节器和 电流调节器。
TSC的基本原理 7.3.1 TSC的基本原理
TSC的基本原理 (a)单相结构简图；(b)分组投切的TSC单相简图；(c)电压—电流特性
《电力电子技术》PPT 第7章
图7-14为三相PWM逆变器输出波形的例子。线电压的 波形是三电平形式。
图7-14 三相PWM逆变器的输出波形
7.4 逆变器的主回路和控制电路
由于单相逆变器是三相逆变器的一部分，故重点是讲 述三相逆变器。以下用一个具体的例子来说明，该小 型逆变器的功率为6.5kw，选用IGBT元件30A，600V， 现给出一个可实际应用的电路，以供学生课程设计作 参考。
保护主回路之间绝缘性能好。
4）驱动电路
图7-20 IGBT驱动电路
7.4.3 PWM逆变器的控制电路
图7-21给出PWM逆变器波形发生器的模拟电路一例。
图7-21 三相逆变器控制电路（模拟）
本章要点
1 理解逆变器工作原理 2 理解单相和三相逆变器的工作过程和原理 3 了解逆变器的主回路和控制电路
i i
0 0
VT1导通 VD1导通
e
E
设 VT2 导通（ VT1
关断）
i i
0 0
VD
导通
2
VT1导通
e
E
（7-1）
图7-5 单相半桥逆变器电路及其波形
7.2 单相和三相逆变器
7.2.1 单相逆变器
1）单相半桥逆变器 图7-5(a)为其电路，(b)为其波形， 该电路和图7-4十分相似。由于 和VT1 在V一T2 定周期下交 互导通，使负荷上产生矩形交流电压，由于 和VT1 是VT2 在不同回路分别控制其导通，无需再专门设置。e的电 压波形有两个电平即+E和-E，故称为两电平逆变器。
图7-3 逆变器工作原理
（2）换流
图7-4所示的逆变器电路为图7-3原理图的实际电路。图中含有 直流电源和构成一相的上下两个桥臂（arm）。图中，开关用 实际的晶体管表示，桥臂则由一对由二极管和晶体管反并联 单元组成，称为上桥臂和下桥臂。若为三相逆变器则由三个 桥臂构成。
《电力电子技术》 ppt课件
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言 电力电子器件 电力电子电路 脉宽调制（PWM）技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构（显示图）
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
（N-IGBT）。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子，从
而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流 能力。 – 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林 顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
（1）门极可关断晶闸管 （2）电力晶体管 （3）电力场效应晶体管 （4）绝缘栅双极晶体管
★
第18页
电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件：栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件（复合型器件）
80年代后期开始，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代 表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得 到迅猛的发展。
★
第10页
电力电子技术
电力电子技术(完整幻灯片PPT
2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗
主要损耗 断态损耗 开关损耗
开通损耗 关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度：下降时间与
延复迟系时数间，用的S比r表值示tf。/td，或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电力电子技术(完整幻灯片 PPT
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(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
37
新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
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03
整流与滤波技术
2024/3/26
《电力电子技术》PPT课件-2024鲜版
34
设置仿真参数
设置仿真时间、步长等参数，以满足仿真精度和速度的要求。
运行仿真并分析结果
运行仿真，观察仿真波形和数据，分析电力电子技术的性能。
2024/3/27
32
实验与仿真的比较与选择
实验的优点
实验的缺点
仿真的优点
仿真的缺点
选择依据
实验结果真实可靠，能 够反映实际电路的性能 。
2024/3/27
实验成本高，操作复杂 ，受实验条件和人为因 素影响较大。
变频电路、变压电路等。
交流-交流变流电路的应用
电机调速、风力发电、太阳能发电并网等。
21
一般工业应用
01
02
03
电机驱动
电力电子技术可用于控制 电机的速度和转矩，提高 电机的效率和性能。
2024/3/27
照明控制
通过电力电子技术可实现 对照明设备的调光和调色 ，提高照明质量和节能效 果。
加热与焊接
2024/3/27
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02
电力电子器件
2024/3/27
7
不可控器件
工作原理
利用PN结的单向导电性
特点
结构简单、价格低廉、耐高压、耐大电流
2024/3/27
8
不可控器件
应用
整流电路、续流电路等
工作原理
通过门极触发导通，无法自行关断
2024/3/27
9
不可控器件
特点
耐压高、电流大、开关速度快
应用
直流电机调速、交流调压等
2024/3/27
10
半控型器件
工作原理
门极可关断，但需要较大的关断电流
特点
开关速度快、耐压高、可关断
《电力电子技术 》课件
主要器件和电路拓扑
在电力电子领域中，存在各种各样的器件和电路拓扑。我们将研究和比较这 些器件，如晶闸管、IGBT和MOSFET，并了解它们在不同电力电子应用中的使 用情况。此外，我们还将探讨各种电路拓扑，如半桥、全桥和谐振转换器。
电力电子转换技术
电力电子转换技术是将电能从一种形式转换为另一种形式的过程。我们将学 习不同类型的转换技术，如直流-直流转换器、直流-交流逆变器和交流-交流 变频器。通过研究这些技术，我们可以更好地理解电力电子在能源转换和控 制中的作用。
学习目标
通过学习《电力电子技术》，我们的目标是：
1 掌握电力电子的基础概念和原理。 3 熟悉电力电子转换技术及其应用。
2 了解主要的电力电子器件和电路拓
扑。
4 通过案例分析深入了解电力电子技
术。
电力电子基础概念
电力电子是一门研究电能的转换和控制的学科。它涉及到将电力从一种形式 转换为另一种形式的技术。我们将学习不同类型的电力电子器件和它们的工 作原理，例如功率变换器、逆变器和整流器。
总结和讨论
在这门课程的最后，我们将回顾所学的内容，并进行总结和讨论。我们将强调电力电子技术的重要性，并展望 未来的发展方向。通过本课程，我们希望能够激发学生对电力电子技术的兴趣，并为将来从事相关领域的研究 和工作打下坚实的基础。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
《电力电子技术 》PPT课 件
欢迎来到《电力电子技术》课程的PPT课件。在本次课程中，我们将介绍电力 电子的基础概念、主要器件和电路拓扑、电力电子转换技术以及其应用领域。 通过案例分析，我们将更深入地了解这一领域。最后，我们将总结和讨论所 学内容。
课程介绍
这门课程旨在帮助学生掌握电力电子技术的基本概念和原理。我们将深入研 究不同种类的电力电子器件和电路，并了解它们在各个领域中的应用。通过 这门课程，学生将获得实际应用和解决问题的技能。
电力电子技术课件第7章
在发电环节，电力电子技术主要用于控制发电机组的励磁和变速恒频技术，提高发电效率；在输电环节，电力电 子技术主要用于高压直流输电和灵活交流输电技术，实现远距离大容量输电和改善电网稳定性；在配电环节，电 力电子技术主要用于无功补偿和谐波抑制技术，提高配电网的供电质量和可靠性。
新能源系统
要点一
总结词
工业自动化系统
总结词
电力电子技术在工业自动化系统中广泛应用，为工业 生产提供高效、稳定、可靠的动力和控制。
详细描述
在电机驱动中，电力电子技术用于控制电机的启动、 停止、正反转和调速等操作，实现自动化生产线的精 准控制；在能源管理中，电力电子技术用于实现能耗 监测、能源调度和节能控制等功能，提高工业生产的 能源利用效率和降低能耗成本；在自动化生产线中， 电力电子技术用于实现生产设备的联动控制和数据采 集等功能，提高生产效率和产品质量。
电流等优点，适用于中小功率的开关电源、电机控制等场合。
03
电力晶体管（GTR）
一种电流控制型大功率器件，具有较低的饱和压降和较高的工作电流，
但开关速度较慢。
不可控型器件
电力二极管
一种单向导电的半导体器件，具 有正向导通、反向截止的特性， 常用于整流和续流。
快恢复二极管
一种高速恢复的整流二极管，适 用于高频整流和续流电路。
AC/DC转换电路是指将交流电转换为直流电的电路，是电力电子技术中常见的 一种转换电路。
详Hale Waihona Puke 描述AC/DC转换电路通常采用整流器实现，利用二极管的单向导电性将交流电转换 为直流电。整流器可以分为半波整流器和全波整流器，根据不同的需求选择不 同的整流方式。
DC/AC转换电路
总结词
DC/AC转换电路是指将直流电转换为交流电的电路，也称为 逆变电路。
电力电子技术chapter07课件
Space Vector PWM (SVPWM or SVM)
Vector Space of 3-phase Line-to-Line Variables
• Phase variables (a, b and c) produce line-to-line variables (ab, bc and ca) in plane-
Asynchronous Modulation Synchronous Modulation
Harmonics in the PWM inverter output voltages
Spectrum of 1-phase bridge PWM inverter output voltage
No lower order harmonics
Synthesis of Vref using Switching State Vectors
p
idc
ia ib ic
va vb vc
Outline
7.1 Basic principles 7.2 Some major PWM techniques in DC/AC inverters 7.3 PWM techniques with feedback control 7.4 PWM rectifiers
7.1 Basic principles of PWM
Hysteretic control Space Vector Modulation (SVM, or SVPWM) Random PWM
7.2 Some major PWM techniques
Natural sampling Uniform sampling Selective harmonics elimination Some practical issues
电力电子技术完整版全套PPT电子课件
contents
目录
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 电力电子电路 • 电力电子技术的控制策略 • 电力电子技术的实验与仿真
01
电力电子技术概述
电力电子技术的定义与发展
定义
电力电子技术是一门研究利用半 导体器件对电能进行变换和控制 的科学。
发展历程
饱和压降等特性
05
广泛应用于电机控制、电源转
换等领域
06
03
电力电子电路
整流电路
整流电路的工作原理
介绍整流电路的基本工作原理，包括 半波整流、全波整流和桥式整流等。
整流电路的应用
列举整流电路在电力电子领域的应用 ，如电源供应器、电池充电器和电机 驱动器等。
整流电路的类型
详细阐述不同类型的整流电路，如单 相半波整流电路、单相全波整流电路 、三相半波整流电路和三相全波整流 电路等。
光调光器和电加热温度控制器等。
一般工业应用
01
02
03
电动机控制
利用电力电子技术实现对 电动机的启动、调速、制 动等控制，提高工业生产 效率。
电热控制
通过电力电子技术对电热 设备进行控制，实现精确 的温度控制和节能效果。
照明控制
利用电力电子技术研发的 照明控制系统，可实现对 照明设备的智能控制和节 能管理。
。
应用领域
适用于对控制精度要求不高、成 本敏感的场合，如某些电源管理
、电机驱动等。
优缺点分析
优点在于实现简单、成本低；缺 点在于控制精度低、易受干扰、
调试困难。
数字控制技术
原理与特点
基于数字电路和微处理器实现控制，具有控制精度高、灵活性好 、易于实现复杂控制算法等特点。
电力电子技术课件07
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第六章 PWM控制技术
掌握内容
• PWM的基本原理 • PWM控制方式 • PWM在逆变电路中的应用（电压型） • PWM调制方式
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7.1 PWM控制的基本原理
当fr较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产 生的不利影响都较小
当fr增高时，N减小，一周期内的脉冲数减少，PWM脉冲不 对称的影响就变大
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7.2.3 异步调制和同步调制
返回
2） 同步调制
——载波信号和调制信号保持同步的调制方式，当变频时
uu
SPWM波 u
OO
ωω>>tt
O
ω> t
u
等幅 面积（冲量)相等，中点重
合，宽度按正弦规律变化。
O
ω>t
若要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变 各脉冲宽度即可。
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7.1 PWM控制的基本原理
返回
对于正弦波的负半周，采取同样的方法，得到PWM 波形，因此正弦波一个完整周期的等效PWM波为：
返回
※电路的实现： 因为目前实际应用的PWM逆变电路几乎全为电压型逆 变电路，所以这里我们以电压型逆变电路为例，结合 PWM在逆变电路中的应用体现电路的实现。
关 键 在 于 调 制 电 路
（单向全桥PWM逆变电路） 金品质•高追求 我们让你更放心！
《电力电子技术 》课件
电机控制
电机控制是指通过电力电子技术实现对电机速度 、方向和位置的精确控制。
电机控制广泛应用于工业自动化、交通运输、家 用电器等领域，如变频空调、电动汽车等。
电机控制有助于提高能源利用效率，降低能耗， 实现更智能化的生产和制造。
新能源发电系统
新能源发电系统是指利用可再生能源进行发电 的系统，如太阳能、风能等。
、更高可靠性和更小体积的方向发展。
系统集成和智能化的发展
系统集成
随着电力电子系统规模的不断扩大，系统集成成为了一个重要的研究方向，通过将多个电力电子模块集成在一个系统 中，可以实现更高的功率密度和更小的体积。
智能化
智能化是电力电子技术的另一个重要发展方向，通过引入人工智能和机器学习等技术，可以实现电力电子系统的自适 应控制和智能管理，提高系统的稳定性和可靠性。
针对高效能转换的挑战，需要不断研 究和开发新的电力电子器件、电路拓 扑和控制策略，以实现更高的转换效 率和更低的能耗。
技术瓶颈
目前电力电子技术面临的主要挑战是 如何进一步提高转换效率，降低能耗 ，以满足不断增长的高效能转换需求 。
新材料和新技术的发展
01
新材料的应用
随着新材料技术的不断发展，新型半导体材料如碳化硅（SiC）和氮化
电力电子技术的应用实例
不间断电源（UPS）
不间断电源（UPS）是一种能够提供持续电力供应的电源设备，主要用于保护重要 设备和数据免受电力中断的影响。
UPS通过使用电力电子转换技术，将电池或其他形式的储能装置与电网连接，确保 在电网故障或停电时，能够继续为设备提供稳定的电力。
UPS在医疗、金融、通信等领域有广泛应用，对于保证关键设备和服务的正常运行 至关重要。
详细描述
电力电子技术全套课件
整流电路具有将交流电转换为直流电的功能，是电力电子设备中不可或缺的组成部分。同时，整流电 路的性能直接影响到电力电子设备的整体性能。因此，在设计整流电路时，需要根据实际需求选择合 适的电路类型和器件，并进行合理的布局和走线，以确保整流电路的稳定性和可靠性。
04
逆变电路
逆变电路的工作原理与分类
技术特点与优势
分析高压直流输电的技术特点和优势，如远距离输电损耗 小、系统稳定性高等。
工程应用与发展趋 势
介绍高压直流输电在国内外的典型工程应用，并探讨其未 来发展趋势和技术挑战。
THANKS
感谢观看
制。
逆变电路的应用与特点
应用
逆变电路广泛应用于电力电子变换器、不间断电源、变频调 速系统、新能源发电系统等领域。
特点
逆变电路具有高效率、高功率因数、低谐波污染等优点，能 够实现能量的双向流动和电网的并网运行。同时，随着电力 电子技术的发展，逆变电路的性能和可靠性也在不断提高。
05
直流-直流变流电路
升压型直流-直流变流电路
工作原理
升压型直流-直流变流电路通过开关管的导通和关断，控制电感的 充放电过程，从而实现输入电压到输出电压的升压转换。
电路组成
升压型直流-直流变流电路主要由开关管、电感、电容、二极管等 元件组成，与降压型电路类似，但元件的连接方式和参数有所不同 。
应用场景
升压型直流-直流变流电路广泛应用于各种需要升压的电子设备中， 如电动汽车、太阳能发电系统等。
02
电力电子器件
不可控器件
电力二极管（Power Diode） 工作原理及特性
主要参数与选型
不可控器件
01
晶闸管（Thyristor）
精品课件-电力电子技术(曾方)-第7章
第7章 变频电路
＋
A
B
Za
Zb
N U
D
Zc
－ C
图 7-11 V1、V2、V3导通时的等效电路
第7章 变频电路
UAB＝0 UBC＝UD UCA＝-UD 式中UD为变频电路输入的直流电压。
第7章 变频电路
负载的相电压为
U AN
UD 3
U BN
UD 3
U CN
2UD 3
第7章 变频电路
在 ωt ＝ π/3 时 ， 关 断 V1 ， 控 制 导 通 V4 ， 即 在 π/3 ＜ ωt≤2π/3区域有V2、V3、V4同时导通，此时AC两点通过导通的 V4、V2相当于同时接在电源的负极，而B点通过导通的V3接于电 源的正极，所以该时区变频桥的等效电路如图7-12所示。
io
R
L
A
＋
uo
C
B －
V3
VD2
V4
VD4
－
图 7-7 串联谐振式变频电路
第7章 变频u 电路 g1 ,4
0
t
ug2 ,3
0
tr
t
uAB
U D
0
UD
t
i
o
t3 t4
0
t1
t2
t
导通器 V
件
1
V
4
VD V VD V
1
2
2
1
VD V VD V
4
3
3
4
图7-8 串联谐振式逆变电路工作波形
第7章 变频电路
第7章 变频电路
7.2 谐振式变频电路
7.2.1
图7-4所示电路即为并联谐振变频电路的主电路。L为负 载， 换流电容C与之并联，L1～L4为四只电感量很小的电感，用于 限制晶闸管电流上升率di/dt；由三相可控整流电路获得电压连续 可调的直流电源UD，经过大电感LD滤波，加到由四个晶闸管组成的 变频桥两端，通过该变频电路的相应工作，将直流电变换为所需 频率的交流电供给负载。
电力电子技术第七次课
2019/12/28
当a≤60时， a>60时，
2019/12/28
带大电感负载的三相桥式半控整流电 路，也会发生导通晶闸管不关断而三 个整流管轮流导通的现象，为了避免 失控，也应接上续流二极管
2019/12/28
2019/12/28
（2）对触发脉冲的要求：
按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组 VT4、VT6、VT2也依次差120。 同 一 相 的 上 下 两 个 桥 臂 ， 即 VT1 与 VT4 ， VT3 与 VT6 ， VT5与VT2，脉冲相差180。
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac
O
wt
u VT1
u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac
O
wt
ia
u ab
u ac
O
wt
2019/12/28
图2-20 电阻负载a= 60 时的波形
ud1 a = 60°ua
a >60时（ a =90图2－24）
阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。
电阻负载时，ud波形不会出现负的部分。 阻感负载时，ud波形会出现负的部分。
带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a角移相
范围为90 。
2019/12/28
图2-22 带阻感负载a= 0 时的波形
uud21 a= 0°ua
VT3
VT2
ub-uc =ubc
GHR_电力电子技术课件_7
引言回顾第4章（电压型）（方波）逆变电路基本原理……引言◇调节Ud相控整流——交流输入侧的谐波和功率因数问题方波逆变器输出电压调节方式：引言PWM 控制技术首先是在直流斩波变换中形成的在逆变电路控制中得到应用、发展、成熟！PWM ——Pulse Width Modulation ——脉冲宽度调制7.1PWM 控制的基本原理7.2 PWM 逆变电路及其控制方法引言1、PWM控制的理论支持——面积等效原理7.1 PWM控制的基本原理1、PWM控制的理论支持——面积等效原理7.1 PWM控制的基本原理7.2 PWM 逆变电路及其控制方法7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法1、计算法7.2 PWM 逆变电路及其控制方法7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法4. 单极性调制和双极性调制(1) 单极性调制方式下的工作原理在u r 的正半周：(1) 单极性调制方式下的工作原理在u r 的正半周：(1) 单极性调制方式下的工作原理完整一个周期的工作波形：(2) 双极性调制方式下的工作原理完整一个周期的工作波形：7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法5. 三相桥式PWM 逆变电路7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法5. 三相桥式PWM 逆变电路7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法5. 三相桥式PWM 逆变电路NN 'UN 'VN 'WN '1()3u u u u =++UN UN 'NN 'u u u =−UV UN 'VN 'u u u =−7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法6. 特定谐波消去法（Selected Harmonic Elimination PWM —SHEPWM ）——一种特殊的PWM 波生成方法，属于计算法。
——目的：使输出波形中不含特定次谐波（尤其低次谐波）考察下图所示1/4周期对称的波形：关于原点镜像对称：正半周内前后周期关于轴线对称：2π14)()(πωω±−=t u t u ()()u t u t ωπω=−7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法6. 特定谐波消去法（Selected Harmonic Elimination PWM —SHEPWM ）结论：一般地，如果在输出电压半个周期内开关器件通、断各k7.2.2同步调制和异步调制（1）载波比：载波频率f c 与调制信号频率f r 之比，N =f c / f r 。
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引言回顾第4章（电压型）（方波）逆变电路基本原理……
引
言
◇调节Ud
相控整流——交流输入侧的谐波和功率因数问题方波逆变器输出电压调节方式：
引
言
PWM 控制技术首先是在直流斩波变换中形成的
在逆变电路控制中得到应用、发展、成熟！PWM ——Pulse Width Modulation ——脉冲宽度调制
7.1PWM 控制的基本原理
7.2 PWM 逆变电路及其控制方法
引言
1、PWM控制的理论支持——面积等效原理7.1 PWM
控制的基本原理
1、PWM控制的理论支持——面积等效原理7.1 PWM
控制的基本原理
7.2 PWM 逆变电路及其控制方法
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法
1、计算法
7.2 PWM 逆变电路及其控制方法
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法
4. 单极性调制和双极性调制
(1) 单极性调制方式下的工作原理
在u r 的正半周：
(1) 单极性调制方式下的工作原理
在u r 的正半周：
(1) 单极性调制方式下的工作原理完整一个周期的工作波形：
(2) 双极性调制方式下的工作原理完整一个周期的工作波形：
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方
法
5. 三相桥式PWM 逆变电路
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法
5. 三相桥式PWM 逆变电路
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方
法5. 三相桥式PWM 逆变电路
NN '
UN 'VN 'WN '1
()3
u u u u =++UN UN 'NN '
u u u =−UV UN 'VN '
u u u =
−
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方
法
6. 特定谐波消去法（Selected Harmonic Elimination PWM —SHEPWM ）
——一种特殊的PWM 波生成方法，属于计算法。
——目的：使输出波形中不含特定次谐波（尤其低次谐波）考察下图所示1/4周期对称的波形：
关于原点镜像对称：正半周内前后周期关于轴线对称：2
π
14
)
()(πωω±−=t u t u ()()
u t u t ωπω=−
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方
法
7.2.1计算法和调制法——PWM 波的生成方法
6. 特定谐波消去法（Selected Harmonic Elimination PWM —SHEPWM ）
结论：
一般地，如果在输出电压半个周期内开关器件通、断各k
7.2.2同步调制和异步调制
（1）载波比：载波频率f c 与调制信号频率f r 之比，N =f c / f r 。
（2）异步调制：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式，即N 值不断变化，称为异步调制。
特点：保持载波频率f c 固定不变，这样当调制信号频率f r 变化时，载波比N 是变化的。
1. 同步调制——N 固定值：例当f r →2f r 时，N ≡14
变频输出——改变调制波频率——载波频率同时成正比改变——N 不变
1. 异步调制——f C 固定但N 不确定：例当f r →2f r 时，N=14→N=7
变频输出——改变调制波频率——但载波频率不变——N 将不断变化
7.2.4PWM 电路的谐波分
析
单相逆变电路、双极性调制方式下，
输出电压波形中所含谐波频率：式中：n =1,3,5,…时，k =0,2,4,…
n =2,4,6,…时，k =1,3,5,…
r
k n ωω⋅±⋅c 不含频率为整数倍ωc 的谐波
7.3PWM 跟踪控制技术
7.3.1 滞环比较
方式
■把期望输出波形作为指令
信号i*，把实际输出的波形
作为反馈信号i ，通过两者
7.3PWM 跟踪控制技术
7.3.1 滞环比较
方式
电抗器L 的作用：滞环环宽对跟踪性能的影响：
环宽过宽时，开关频率低，
跟踪误差大；
环宽过窄时，跟踪误差小，
但开关频率过高，开关损耗增大。
7.3PWM 跟踪控制技术
7.3.1 滞环比较
方式
◆采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM 控制的特点：
7.3PWM 跟踪控制技术
7.3.2 三角波比较方式
◆求出指令电流i*U 、i*V 、i*W
和实际输出的电流i U 、i V 、i W
的偏差，通过放大器A 放大后
再去和三角波进行比较，产生PWM 波形。
7.3PWM 跟踪7.3.3 定时
比
7.3PWM 跟踪7.3.3 定时
比
知识扩展：★SPWM 逆变电路应用示例——光伏并网逆变器
补充：7.5SPWM 逆变电路应用示例——光伏并网逆变器
1. 主系统典型结构
图
补充：7.5SPWM 逆变电路应用示例——光伏并网逆变器
2. 典型控制框图
补充：7.5SPWM 逆变电路应用示例——光伏并网逆变器
3. 实验波形选示
i L : 5A /d i v i L : 5A /d i v
补充：7.5SPWM 逆变电路应用示例——光伏并网逆变器
3. 实验波形选示
补充：7.5SPWM 逆变电路应用示例——光伏并网逆变器
3. 实验波形选示
7.4PWM 整流电路及其
控制方式
■晶闸管相控整流电路的缺点：
◆随着触发延迟角α的增大，功率因数（位移因数cos φ1）降低。
◆输入电流中谐波分量相当大，功率因数（畸变因数γ）很低。
PWM 逆变控制技术应用于整流，是PWM 技术向整流电路的延伸。
7.4PWM 整流电路及其控制方式
7.4.1 PWM 整流电路的工作原理
7.4PWM 整流电路及其控制方式
7.4.1 PWM 整流电路的工作原理
工作原理——以单相PWM 整流电路为例：
7.4PWM 整流电路及其控制方式
7.4.1 PWM 整流电路的工作原理
工作原理——以单相PWM 整流电路为例：
7.4PWM 整流电路及其控制方式
7.4.1 PWM 整流电路的工作
原理
7.4PWM 整流电路及其
7.4.1 PWM 整流电路的简化等效：谐波阻抗ωh L S 很大！。