电力电子产品介绍

导通顺序：
VT1－VT2 －VT3－ VT4 －VT5－VT6
三相桥式全控整流电路原理图
共 阳 极 组 —— 阳
极连接在一起的 3V个T6晶，闸VT管2）（VT4，
2. 3 三相全控整流电路
阻性负载
uud21 α = 0° ua
ub
uc
O ωt1
ud2 uu2dL
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ uab uac ubc uba uca ucb uab uac
3. 4 电流型逆变电路
电流型三相桥式逆变电路
U
O
Id
t
iV
O
t
iW
O
t
uUV
O
t
电流型三相桥式逆变电路 的输出波形
无换相器电动机的基本电路
U
V
W
O
ωt
Ui
VT 4导通
O iV
VT 1导通VT 3导通
ωt
O i W VT 6导通
VT 5导通
ωt
O u VT 1
VT 2导通
ωt
u
O
dM
ωt
O 无换相器电动机电路工作波形
a)
u2 α =0 ua
ub
uc R
id
b)
O ωt1
ωt2
ω t3
ωt
uG
c)
O
ωt
ud
d)
O
ωt
i VT 1
e)
O f) u VT 1
ωt
O
ωt
u
u
ab
ac
三相半波可控整流电路共阴极接法电阻 负载时的电路及a =0°时的波形
动画
2. 3 三相全控整流电路
共 阴 极 组 —— 阴 极连接在一起的 3V个T3，晶V闸T管5）（VT1，
电力电子系列产品介绍
周立专（18601256126） 广东明阳电气集团有限公司
2013年6月17日
对这堂课期望的什么？
1.获取一种解决问题的思路。 2.电力电子及产品的相关知识。
主要内容
第一部分：电力电子概述 第二部分： 整流电路 第三部分：逆变电路 第四部分：直流斩波电路 第五部分：交流变换电路 第六部分：沟通交流
ud
Oα
ωt
i1
O
ωt
a)
b)
单相全波可控整流电路及波形
2
b) O
ωt
ud α
O
ωt
id
Id
iiVVDTO41 iViVDT3O2 iVDOR
O i2 O
Id
π−α
Id
Id
π−α
α
Id
ωt ωt ωt ωt ωt
I
单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形
2. 3 三相半控整流电路
3. 5 多重逆变电路
电压型逆变电路——输出电压是矩形波， 电流型逆变电路——输出电流是矩形波，含有较多谐 波。 多重逆变电路把几个矩形波组合起来，接近正弦。 多电平逆变电路输出较多电平，使输出接近正弦。
☞抽水储能发电站的大型电动机需要用电力电子技术来起动和 调速。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源 供电，这也离不开电力电子技术。
第二部分： 整流电路
2. 1 整流电路
■ 整流电路： 出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。
■ 整流电路的分类： 按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。 按电路结构可分为桥式电路和零式电路。 按交流输入相数分为单相电路和多相电路。 按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍 电路和双拍电路。
u UN'
a) O
Ud
t
u VN'
2
b) O
t
u WN'
c) O u UV
t
Ud
d) O
t
e) u NNO' u UN
f)
O
iU g) O
id h) O
2Ud 3
Ud 6
t
Ud 3
t t t
电压型三相桥式逆变电路的工作波形
3. 4 电流型逆变电路
■ 直流电源为电流源的逆 变电路称为电流型逆变 电路。
1. 2 电力电子器件
■ 电力电子器件
不可控器件
半控器件
二极管
螺栓型晶闸管
发光二极管 整流二极管
晶闸管模块 平板型晶闸管
全控器件
电力MOSFET IGBT GTO IGCT
1. 3 电力电子系统
■ 电力电子系统
由控制电路、驱动电路、保护电路 和以电力电子器件为核心的主电
路组成。
控
制
控制电路
电
检测 电路
☞在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都 需要电力电子装置。
1. 5 电力电子应用范围
☞新能源、可再生能源发电比如风 力发电、太阳能发电，需要用电力 电子技术来缓冲能量和改善电能质 量。当需要和电力系统联网 时，更 离不开电力电子技术。 ☞核聚变反应堆在产生强大磁场和 注入能量时，需要大容量的脉冲电 源，这种电源就是电力电子装置。 科学实验或某些特殊场合，常常需 要一些特种电源，这也是电力电子 技术的用武之地。
1. 5 电力电子应用范围
☞有些并不特别要求调速的电机为了避免 起动时的电流冲击而采用了软起动装置， 这种软起动装置也是电力电子装置。
☞电化学工业大量使用直流电源，电解铝、 电解食盐水等都需要大容量整流电源。 电镀装置也需要整流电源。
☞电力电子技术还大量用于冶金工业中的 高频或中频感应加热电源、淬火电源及 直流电弧炉电源等场合。
电流型逆变电路主要特点 (1) 直流侧串大电感，电
流基本无脉动，相当于电流源。
电流型三相桥式逆变电路
(2) 交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关。输出电压波形和 相位因负载不同而不同。
(3)直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极 管。 电流型逆变电路中，采用半控型器件的电路仍应用较多。 换流方式有负载换流、强迫换流。
直流斩波 逆变
1. 5 电力电子应用范围
■ 电力电子技术的应用范围十分广泛。它不仅用于一般工业，
也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新 能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广 泛的应用。 ◆一般工业
☞工业中大量应用各种交直流电动机，都是用电力电子装置 进行调速的。
☞一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了 变频装置，以达到节能的目的。
直流电 交流电
3. 2 单相桥式逆变
逆变电路最基本的工作原 理 ——改变两组开关切换 频率，可改变输出交流电 频率。
电阻负载时，负载电流io和 uo的波形相同，相位也相同。
阻感负载时，io相位滞后 于uo，波形也不同。
a) uo
io
t1 t2
t
b)
逆变电路及其波形举例
3. 3 逆变电路的分类
■ 逆变电路的分类 —— 根据直流侧电源性质的不同
第一部分： 电力电子概述
1. 1 电力电子技术
■ 电力电子技术的概念
◆ 可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。 ☞电力电子技术中所变换的“电力” 有区别于“电力系统”所
指的“电力” ，后者特指电力网的“电力” ，前者则更一般些。 ☞电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所
☞直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受 电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置，而轻型直流输电则主要采用全控型的 IGBT器件。近年发展起来的柔性交流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得 以实现的。
☞晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、静止无功发生器 （SVG）、有源电力滤波器（APF）等电力电子装置大量用于电力系统的无功补 偿或谐波抑制。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬 时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。
2. 2单相半波整流电路
T
a)
u
1
u
2
VT
i
u
d
VT
u
d
R
u
2
b)
0
ωt 1
π
2π
ωt
u
g
c)
0
ωt
u
d
d)
0α
θ
ωt
u
VT
e)
0
ωt
单相半波可控整流电路及波形
u (i )
u
dd
d
i
d
b)
0α
πα
ωt
u
VT 1,4
c)
0
ωt
i
2
d)
0
ωt
单相全控桥式 带电阻负载时的电路及波形
2. 2 单相半控整流电路
ud1 α = 30°ua
ub
uc
ωt
O ωt1
ωt
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
ωt
id
O
ωt
iVT1
O
ωt
三相桥式全控整流电路带阻感负载a =0°时的波形
O
ωt
id
O
ωt
ia
O
ωt
三相桥式全控整流电路带阻感负载a =30°时的波形
2. 4 整流电路的应用 高压直流输电系统
3. 4 电流型逆变电路
三相电压型二重逆变电路
UU1(UA1 )
二次侧基波电压合成相量图
U U1 (U A1)