电力电子复习资料

湖北理工学院电气学院电力电子复习课

第一章绪论

BY 12自动化张一鸣

1、电力电子技术的概念

定义:电力电子技术——应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术.电力电子技术主要用于电力变换。

分为信息电子技术（信息处理）和电力电子技术（电力变换）。

2、电力变换通常可分为哪四大类？

电力变换通常可分为四大类：交流变直流（整流）、直流变交流（逆变）、交流变交流（变频、变压）、直流变直流（斩波）。

第2章电力电子器件

1、电力电子器件的概念

电力电子器件：是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。

2、电力电子器件的分类

按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类：

1.半控型器件，例如晶闸管;

2.全控型器件，例如GTO(门极可关断晶闸管)、GTR(电力晶体管)，MOSFET(电力场效应晶体管)、IGBT(绝缘栅双极晶体管);

3.不可控器件，例如电力二极管;

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分类：

1.电压驱动型器件，例如IGBT、MOSFET、SIT(静电感应晶闸管);

2.电流驱动型器件，例如晶闸管、GTO、GTR;

根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类：

1.脉冲触发型，例如晶闸管、GTO;

2.电子控制型，例如GTR、MOSFET、IGBT;

按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类：

1.单极型器件，例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR;

2.双极型器件，例如MOSFET、IGBT;

3.复合型器件，例如MCT(MOS控制晶闸管);

3、晶闸管的导通条件、关断条件、维持导通条件

使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：uAK>0且uGK>0。

使导通了的晶闸管关断的条件是使流过晶闸管的电流减小至一个小的数值，即维持电流IH一下。

维持晶闸管导通的条件是，晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。

4、关断晶闸管的方法

要使晶闸管由导通变为关断，可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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

5、晶闸管的符号、英文缩写与引脚

符号SCR A: 阳极G：门极K: 阴极

uAK>0且uGK>0

6、常用的全控型器件有哪些？P-MOSFET、SIT、GTO、GTR 、IGBT是哪些全控型器件的英文缩写，这些器件中哪些是电流控制型器件？哪些是电压控制型器件？

电流型：门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）

电压型：电力场效应晶体管（P-MOSFET）、静电感应晶闸管（SIT）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）

7、IGBT的结构

第3章整流电路

1、什么是整流电路？整流电路的主要分类方法。

整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。

1、按组成的器件可分为不可控电路、半控电路、全控电路三种

2按电路结构可分为零式电路和桥式电路

3按电网交流输进相数分为单相电路、三相电路和多相电路

4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。其中所有半波整流电路都是单拍电路，所有全波整流电路都是双拍电路。

5按控制方式可分为相控式电路和斩波式电路（斩波器）

6按引出方式的不同分中点引出整流电路，桥式整流电路，带平衡电抗器整流电路，环形整流电路，十二相整流电路。

2、控制角（触发角、触发延迟角）、导通角？

输入电压从0开始直到晶闸管触发脉冲到来的瞬间的电角度，称作控制角α；每半个周期晶闸管导通时间的电角度，称作导通角θ。从定义来说α+θ=180°。这俩者用来表示晶闸管在承受正向电压的半个周期的导通或阻断范围。所以导通角越大控制角越小。

3、单相半控桥电感性负载电路中，在负载两端并联一个续流二极管的作用。

防止失控现象的产生。

4、晶闸管的换相重叠角与电路的哪些参数有关？

晶闸管的换相重叠角与电路的触发角α；变压器漏抗XB；平均电流Id；电源相电压U2。等到参数有关。

5、三相半波相控整流电路和三相桥式全控整流电路三相半

波相控整流电路对触发脉冲有什么要求？ 三相半波相控整流电路晶闸管相位相差120度，三相半波相控整流电路六个晶闸管相位依次相差60度。

6、三相全控桥整流电路中，输出电压的脉动频率是多少？ 300Hz 。全波整流输出的脉动频率是100Hz ，半波整流输出电压的脉动频率就是50Hz ，三相半波的就是150Hz 了。

7、产生有源逆变的条件？在所学电路中哪些电路能产生有源逆变？哪些不能产生有源逆变？

条件：（1）变流电路直流侧必须外接与直流电流Id 同方向的直流电源Ed,其值要略大于Ud （|d E |>|d U |），才能提供逆变能量；（2）变流电路必须工作在β＜90°（即α＞90°）区域，使Ud ＜0,才能把直流功率逆变成为交流功率。上了述两个条件，缺一不可，逆变电路需接平波电抗器。

能产生：三相半波可控整流电路、单相全控桥可控整流电路

不能产生：三相半控桥整流桥电路、单相全控桥接续流二极管电路、单相半控桥整流电路

8、P95 第3题、第11题、第13题。

3．单相桥式全控整流电路，U2＝100V ，负载中R ＝2Ω，L 值极大，当α＝30°时，要求：①作出ud 、id 、和i2的波形；

②求整流输出平均电压Ud 、电流Id ，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

解：①ud 、id 、和i2的波形如下图：

②输出平均电压Ud 、电流Id ，变压器二次电流有效值I2分别为

Ud ＝0.9U2cos α＝0.9×100×cos30°＝77.97（V ）