电力电子技术知识点自己总结

移相范围
PWM技术
特点： 对脉冲的宽度进行调制的技术
150度
α为0到60度，电路处于三个晶闸管与两个晶闸管交 替导通状态
α为60度到90度，任一时刻都是两个晶闸管导通
α为90度到150度，两个晶闸管导通和无晶闸管导通 的交替状态
第七章
PWM波形 SPWM波形
脉冲宽度调制，即占空比可变的脉冲波形。
脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波 形
波形
特点：
输出电压和电流波形与半桥相同，但幅值高出一 倍。
移相调压方式
电路图
三相电压型逆变电路 要考但是不懂
波形
电流型逆变电路
特点：
直流侧串大电感，电流基本无脉动，相当于直流源
交流输出的电流为矩形波
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。
电路图
波形
降压斩波电路
电流连续时
公式
电流断续时
第一、二章
晶闸管导通的条件：
承受正向阳极电压 门极施加触发电流
晶闸管的导通志关断书21页 晶闸管的主要参数书23页
晶闸管的关断条件
电流减小到0 承受反向电压
晶闸管一旦导通，门极就失去的控制作用
什么是电力电子技术：
电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变 换和控制的技术。
一般工作在开关状态
自身的功率一般都远大于处理信息的电子器件
相控方式
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
电路图
电流断续
在一个周期内有部分时间为0的情况，称为电流断 续。
波形
带电阻负载书44页
电流电压公式
移相范围 180度
单相半波可控整流电路
电路图
带阻感负载 波形
相关公式 移相范围
180度
电路图
带阻感负载电路并且并联一个续流二极管 波形
保持开关导通时间不变，改变开关周期称为频率调 制或调频型
开关导通时间与开关周期都可调，使占空比改变称 为混合型
电路图
波形
Uo= 电阻负载
公式
单相交流调压电路
移相范围 180度 电路图
波形 导通角θ
第六章
阻感负载
公式
移相范围 φ<=α<=π
电路图
三相交流调压电路 星型连接电路 单相交流变频电路工作原理
电阻负载
α=60度
α<=30度
负载电流连续 公式
三相半波可控整流电路
α>30度
负载电流断续 公式
移相范围 150度
电路图
三相可控整流电路
阻感负载
波形 公式
α等于60度的波形
移相范围 移相范围
90度 120度
电路图
α=0度
Байду номын сангаас
电阻负载
波形
α=30度 α=60度
三相桥式全控整流电路
α=90度
公式：
当α>60度时
整流电路的工作状态增多
变压器漏感对整流电路的影响
有利于晶闸管的安全开通 换相时晶闸管电压出现缺口，可能使晶闸管误导
通。
4G联 整流电路的有源逆变工作状态
换相使电网电压出现缺口，成为干扰源。
什么是逆变？ 逆变把直流电变为交流电的过程
逆变电路
当交流侧与电网连结时，为有源逆变电路 当交流侧与负载连结时，为无源逆变电路
触发脉冲的宽度应晶闸管可靠导通
晶闸管触发电路应满足下列要求
触发脉冲应有足够的幅度
所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电 流和功率定额。
诮有良好的抗干扰性能
操作过电压
第九章
过电压产生及过电压保护
产生：
雷击过电压 换相过电压
关断过电压
一般采用rc电路保护
过电流保护
电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会 发生过电流过电流分过载和短路两种情况
计算法
PWM的控制方法： 调制法
跟踪法
第八章
软开关电路 零电压开通
通过在开关过程前后引入谐振，使开关开通电压先 降到零，判断前电流先降到零，从而它们的变化 率，大大减小了甚至消除开关损耗和减小开关噪 声。
开关开通前其两端电压为零，就不会产生损耗和噪 声。
零电流关断 开关判断前其电流为零，就不会产生损耗和噪声
关断损耗
当器件的开关频率较高时，开关损耗会参之增大而 可能成为器件功率损耗的主要因素
电力电子器件的系统组成 驱动电路
保护电路
主电路
半控型器件：晶闸管 只能控制其导通不能控制其关断
电力电子器件的分类方法1： 全控型器件：IGBT 既可以控制其导通也可以控制其关断
不可控器件：电力二极管 不能控制其通断
电力电子器件的分类方法2：
存在问题：
优点： 缺点：
电路简单
公式
输出脉动大
移相范围： 180度
变压器二次侧有直流分量，会造成铁心磁化
缺点：
会出现电流断续 解决方法：在主电路输出侧串联一个电感
电路图
波形
单相桥式全控整流电路
带电阻负载
基本数量关系
晶闸管承受的最大正向电压 晶闸管承受的最大反向电压
公式
单相可控整流
移相范围 180度 电路图
快速熔断器
保护 直流快速断路器
晶闸管串联：均压
过电流继电器
晶闸管并联：均流
第四章
特点
直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无 脉动
输出电压为矩形波，输出电流因负载阻抗的不同而 不同。
阻感负载需提供无功功率
电路图
电压型逆变电路
半桥逆变电路
波形 优点： 缺点：
简单，使用器件少 输出交流电压的幅值仅为Ud的一半 工作时还要控制两个电容器电压的均衡
电路图
直流侧电源性质的不同
全桥逆变电路
单相全波适有利于低输出电压的场合应用。
电路图
第三章
单相桥式半控整电路
波形
优点
简化了电路图
缺点与改进
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小， 易滤波时，应有采用三相整流电路。
容易出现失控的现象
增加一个续流二极管，不仅可以避免失控现象，而 且少了一个管压降，有利于降低损耗。
电路图
α=0度
波形 α=30度
电流驱动型 电压驱动型
单极型器件
电力电子器件的分类方法3 双极型器件
复合型器件
IGBT的特性 参见书，写在本子上吧
交流变直流 整流
电力变换
直流变交流 直流变直流
逆变 斩波
交流变交流 电力控制
触发角与导通角
触发角 导通角
从晶闸管开始承受正向阳极电压起施加触发脉冲为 止的电角度称为触发延迟角
晶闸管在一个电源周期中牌通态的电角度称为导通 角。
对于可控整流电路，既可以工作在逆变状态也可以 工作在整流状态的电路称为变流电路。
外部要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方 向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。
逆变产生的条件：
要求晶闸管的控制角α>π/2，使Ud为负值。 两都条件同时具备才可以实现有源逆变
欲实现有源逆变，只能采用全控电路。
逆变角
一般取30到35度
触发电路工作不可靠
晶闸管发生故障
逆变失败的原因
换相裕量角不足 交流电压缺相或突然消失
换流
电流从一个支路向另一个支路转移的过程，也称为 换相
器件换流 利用全控型器件的自判断能力进行换流
电网换流 电网提供换流电压的换流方式
负载换流 由负载提供换流电压的换流方式
换流的方法：
强迫换流
设置附加的换流电路，通常利用电容上储存的能量 来实现。
电力电子器件的特征： 处理功率的大小一般都远大于处理信息的电子器件
需要由信息电子电路控制而且需要加驱动电路
通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因
通态损耗
晶闸管导通时的损耗 通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因
电力电子器件的三大损耗：
断态损耗
晶闸管关断时的损耗 开通损耗
开关损耗 控制电路 检测电路
带阻感负载
波形
公式
移相范围： 90度
带电阻负载
电路图 波形
单相全波可控整流电路
优点： 不存在直流磁化问题
移相范围 90度以内整流，超过90度逆变
单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多
单相全波与单相控桥的区别
单相全波只有2个晶闸管，门极驱动电路少两个，但 是晶闸管承受的最大是单相全控桥的2倍。
单相全波导电加回路只含一个晶闸管，比单相桥少 一个，因而管压降也小一个。
电路图
基本斩波电路
升压斩波电路
波形 原理：
当晶闸管通态时，电源向电感充电，电容向负载供 电。
当晶闸管断态时，电源与电感同时向负载提供能 量。
公式
第五章
特点：
电感之后具有使电压泵升的作用 电容可将输出电压保持住。
电流可逆斩波电路
电路图 波形
斩波电路的三种控制方式
保持开关周期不变，调节开关导通时间称为脉冲宽 度调制
移相范围 90度 α=0度
阻感负载
波形
α=30度
α=90度
公式
当α<=60度时
电力电子技术知识点
γ随其他参数变化的规律
漏感可能一个集中的电感表示
由于电感的存在，换相过程不能瞬间完成
变压器漏感对整流电路的影响
盟 换相过程持续的时间可用电角度γ表示，称为换相重
叠角
出现换相重叠角γ，整流输出电压平均值Ud降低。