电力电子技术基础参考资料.doc
大二电力电子技术基础知识点总结
大二电力电子技术基础知识点总结如下是大二电力电子技术基础知识点的总结：电力电子技术是电气工程领域的重要分支之一，它主要涉及电力电子器件和电力电子电路的设计与应用。
在大二的学习中，我们接触到了很多电力电子技术的基础知识点，这些知识点对于我们的学习和未来的工作都有着重要的意义。
下面是对这些知识点的总结：1. 电力电子器件电力电子器件是实现电力电子技术的基石，常见的电力电子器件有功率场效应管(MOSFET)、双极型晶体管(BJT)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
这些器件具有不同的特性和应用场景，我们需要掌握它们的工作原理、特性参数以及选型和驱动方法。
2. 电力电子电路电力电子电路是电力电子技术的核心，其中包括直流-直流变换器、直流-交流变换器、交流-交流变换器等。
我们需要了解这些电路的结构和工作原理，掌握它们的控制方法、效率计算以及应用领域。
3. 开关功率器件开关功率器件是电力电子电路的关键组成部分，常见的开关功率器件有晶闸管(SCR)、双向可控硅(Triac)、发光二极管(LED)等。
了解开关功率器件的工作原理、特性和保护方法，能够更好地设计和应用电力电子电路。
4. 电力电子变换器电力电子变换器是实现电能的变换与调控的关键设备，常见的电力电子变换器有直流电压变换器、直流电流变换器、交流电压变换器等。
我们需要了解这些变换器的结构和动作原理，掌握它们的控制策略、效率计算以及在电力系统中的应用。
5. 短路保护与故障诊断在电力电子技术应用中，短路故障是常见的问题。
我们需要学习短路保护的原理和方法，能够设计和应用短路保护电路。
同时，故障诊断技术也十分重要，我们需要了解故障诊断的基本原理和方法，能够快速准确地分析和解决故障问题。
6. 可编程控制器(PLC)在电力电子技术中的应用近年来，可编程控制器在电力电子技术中的应用越来越广泛。
我们需要了解PLC的基本原理和应用技巧，能够利用PLC实现电力电子设备的自动控制和远程监控。
《电力电子技术基础》课程复习(打印版)_图文
第7章 PWM控制技术 PWM控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版）第7章 PWM控制技术 PWM控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版） 7.3 PWM跟踪控制技术滞环比较方式跟踪控制方法: 跟踪控制方法: 不是用信号波对载波进行调制，而是把希望输出的波形作为指令信号，把实际波形作为反馈信号，通过“ 两者的瞬时值比较”来决定逆变电路开关器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号变化。
滞环环宽电抗器L的作用图7-22 采用滞环比较方式电流跟踪控制图7-23 滞环比较方式的指令电流和输出电流常用的（跟踪）比较方式：滞环比较方式、三角波比较方式。
1基本原理 2参数影响①L的影响： L大时，i的变化率小，跟踪慢; L小时，i的变化率大，开关频率过高; ②环宽的影响环宽过宽时：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(损耗大电流跟踪控制应用最多。
第7章 PWM控制技术 PWM控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版）第7章 PWM控制技术 PWM 控制技术河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0 版）河南科大自动化系多媒体教案（WSBU2.0版）三角波比较方式基本原理• 先把i*U、i*V和i*W和实际电流iU、iV、iW进行比较，求出偏差, 通过放大器A放大后, 再去和三角波进行比较，产生PWM波形。
第9章电力电子器件应用的共性问题驱动电路的基本任务：——将控制信号转换为电力电子器件的“开通”或“关断”信号。
• 对半控型器件: 只需提供开通控制信号。
• 对全控型器件: 既要提供开通控制信号, 又要关断控制信号。
驱动电路（的作用）？①主电路与控制电路之间的接口。
是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。
《电力电子技术基础》课程复习(打印版)
1) 电流驱动型 2) 电压驱动型
通过从控制端注入或抽出电流，来实现开通、 关断控制。GTR、GTO
仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电 压信号，就可实现导通或者关断的控制， IGBT，MOSFET。
3、按器件内部参与导电的载流子情况
1) 单极型器件 2) 双极型器件 3) 复合型器件
由一种载流子参与导电的器件，如MOSFET 由电子和空穴两种载流子参与导电，如：GTR 由单极型器件和双极型器件集成混合成，IGBT
尾部
时间
时间
O
¾ 关断过程（与晶闸管不同） ①储存时间ts: 抽取饱和导通时储
存的大量载流子，退出饱和。
②下降时间tf: 双晶体管已退至放
大区，阳极电流逐渐减小。
③尾部时间tt: 残存载流子复合。
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电压和电 流决定的。
4
《电力电子技术基础》课程复习
河南科技大学《电力电子技术》课件
第1章 绪论
1.1 什么是电力电子技术
一、电力电子技术的定义
信息电子技术
用于信息处理; 器件一般工作于放大状态，也可开关状态。
电力电子技术
主要用于电力(电能)变换; 器件处于开关状态。
• 电力电子技术: 使用电力电子器件 对电能进行变换 和控制的技术。即应用于电力领域的电子技术。
5
《电力电子技术基础》课程复习
河南科技大学《电力电子技术》课件
第2章 电力电子器件
2.1 电力电子器件概述
电力电子技术基础.doc
电力电子技术根底
1、晶体管具有电流放大作用的内部条件是基区很薄、集电结面
积大；
2、晶体管放大作用的实质是用一个小电流控制一个大电流；
3、晶体管的击穿电压与温度有关，会发生变化；
4、PNP型与NPN型晶体管都可以看成是反向串联的两个PN结；
5、带阻尼晶体管是将晶体管、阻尼二极管、与保护电阻封装在
一起构成的；
6、差分对管是将两只性能参数相同的晶体管封装在一起构成的；
7、达林顿管的放大系数很高，主要用于高增益放大电路等；
8、场效应晶体管可分为结型和绝缘栅型两大类；
9、结型场效应不仅仅依靠沟道中的自由电子导电；
10、场效应晶体管的输出特性曲线可分为四个区域；
1、半导体的导电能力随温度变化而变化；
2、P型半导体又称为空穴半型半导体；
3、PN结的P区接电源正极、N区接电源负极的接法叫做正偏；
4、PN结的P区接电源正极、N区接电源负极的接法叫做反偏；
5、PN结正向偏值时处于导通状态；
6、PN结反向偏值时处于截止状态；
7、硅二极管的正向电压为0.7V，锗管为0.3V；
8、对于质量良好的二极管，其正向电阻一般为几百欧姆；
9、稳压二极管广泛应用于稳压电源与限幅电路中；
10、变容二极管的反向偏压越大，其结电容越大；。
《电力电子技术》综合复习资料(DOC)
《电力电子技术》综合复习资料一、填空题1、晶闸管在其阳极与阴极之间加上电压的同时，门极上加上电压，晶闸管就导通。
2、只有当阳极电流小于电流时，晶闸管才会由导通转为截止。
3、整流是指将变为的变换。
4、单相桥式可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。
5、逆变角β与控制角α之间的关系为。
6、MOSFET的全称是。
7、功率开关管的损耗包括两方面，一方面是；另一方面是。
8、将直流电源的恒定电压，通过电子器件的开关控制，变换为可调的直流电压的装置称为器。
9、变频电路从变频过程可分为变频和变频两大类。
10、当晶闸管可控整流的负载为大电感负载时，负载两端的直流电压平均值会，解决的办法就是在负载的两端接一个。
11、就无源逆变电路的PWM控制而言，产生SPWM控制信号的常用方法是。
12、在电力电子器件驱动电路的设计中要考虑强弱电隔离的问题，通常主要采取的隔离措施包括：和。
13、IGBT的全称是。
14、为了保证逆变器能正常工作，最小逆变角应为。
15、当电源电压发生瞬时与直流侧电源联，电路中会出现很大的短路电流流过晶闸管与负载，这称为或。
16、脉宽调制变频电路的基本原理是：控制逆变器开关元件的和时间比，即调节来控制逆变电压的大小和频率。
17、型号为KP100-8的元件表示管、它的额定电压为伏、额定电流为安。
二、判断题1、给晶闸管加上正向阳极电压它就会导通。
2、普通晶闸管外部有三个电极，分别是基极、发射极和集电极。
3、在单相桥式半控整流电路中，带大电感负载，不带续流二极管时，输出电压波形中没有负面积。
4、GTO属于双极性器件。
5、电压型逆变电路，为了反馈感性负载上的无功能量，必须在电力开关器件上反并联反馈二极管。
6、对于三相全控桥整流电路，控制角α的计量起点为自然换相点。
7、IGBT属于电压驱动型器件。
8、晶闸管采用“共阴”接法或“共阳”接法都一样。
9、在触发电路中采用脉冲变压器可保障人员和设备的安全。
10、GTO的关断是靠门极加负信号出现门极反向电流来实现的。
《电力电子技术》学习资料
《电力电子技术》学习资料概述本文档旨在提供关于电力电子技术的研究资料，帮助读者了解该领域的基本概念和原理。
1. 电力电子技术简介- 电力电子技术是指利用电子器件和电力技术，将电能进行控制、变换和传输的技术领域。
- 电力电子技术广泛应用于电力系统、工业控制、电动车辆、电力传输等领域。
2. 电力电子技术的重要原理与器件2.1 可控硅器件- 可控硅器件是电力电子技术中最基本的器件之一。
- 可控硅器件可以实现对电能的方向、大小以及周期进行控制，广泛应用于电动机控制、电能变换等领域。
2.2 逆变器与变频器- 逆变器用于将直流电转换为交流电，常用于太阳能发电系统、UPS系统等。
- 变频器用于控制交流电机的转速和转矩，广泛应用于变频空调、工业驱动等领域。
2.3 共模电路- 共模电路用于电力系统的滤波和隔离。
- 共模电路能够有效抑制电力系统中的干扰信号和电磁波。
2.4 光伏逆变器- 光伏逆变器是将光伏电池所产生的直流电转换为交流电的装置。
- 光伏逆变器广泛应用于太阳能发电系统，为电网注入可再生能源。
3. 电力电子技术的应用3.1 电力系统- 电力电子技术在电力系统中起到重要作用，可以实现电力的传输、分配和控制。
- 电力电子技术能够提高电力系统的稳定性和效率。
3.2 工业控制- 电力电子技术在工业控制中应用广泛，如电动机控制、自动化生产线等。
- 电力电子技术可以实现对电力的精确控制和调节。
3.3 电动车辆- 电力电子技术是电动车辆关键技术之一。
- 电力电子技术可以实现电动车辆的电能转换和控制，提高能源利用效率。
3.4 可再生能源- 电力电子技术在可再生能源的应用中起到重要作用。
- 电力电子技术可以将风能、光能等可再生能源转换为可用的电能，推动可再生能源的开发利用。
总结本文档介绍了电力电子技术的基本概念、重要原理与器件，以及其在电力系统、工业控制、电动车辆和可再生能源中的应用。
通过学习电力电子技术，读者可以更深入了解和应用这一领域的知识。
电力电子技术基础资料
电力电子技术基础资料电力电子技术是现代电力系统的重要组成部分，是将电力转换和控制技术应用于电力系统中的一种新型技术。
其主要特点是高效率、高可靠性、高精度、高灵活性以及非常好的动态性能。
因此在如今的发展中，电力电子技术的应用范围越来越广泛，涉及到了许多领域。
本文将为您介绍电力电子技术的基础知识和资料，帮助您更加深入地了解该行业。
一、电力电子技术的发展史电力电子技术在上世纪50年代开始起步，当时，由于半导体电子器件的发展，如晶体管、场效应管等，为电力电子技术的发展奠定了坚实的基础。
80年代末，随着功率半导体器件的进一步发展、嵌入式控制技术的兴起、数字信号处理技术的应用和计算机技术的快速发展，使得电力电子技术在实际生产应用中获得了快速发展。
现在，电力电子技术被广泛应用于电力系统中，为电力行业的发展注入了新的活力。
二、电力电子技术的基本原理电力电子技术的基本原理是将电力转换和控制技术应用于电力系统中，将电力按照一定的方式进行转换，实现对电力系统的控制。
电力电子技术利用高效的电子器件（如IGBT、MOSFET等），搭载先进的控制算法，实现对电力系统的有效控制。
电力电子技术的基本元件主要包括：1）电阻元件：使用电阻元件能够在电路中增加电阻，使得电路电流得到限制，在某些电路中能够起到稳定电路的作用。
2）电感元件：电感元件能够在电路中产生感应电动势，使得电路中的电流能够得到限制，在某些电路中能够起到存储电流的作用。
3）电容元件：电容元件能够在电路中储存电荷，在某些电路中能够进行谐振或滤波的作用。
4）半导体元件：半导体元件包括半导体二极管、三极管、场效应管等，都能够实现电力到电信号、电信号到电力的相互转换。
三、电力电子技术的主要应用1）交直流变换器交直流变换器是电力电子技术应用于直流电力系统的主要方式之一，其主要作用是将交流电转换为直流电，或将直流电转换为交流电。
这种方式在现代电力系统中广泛应用，可以节省能源消耗，提高电力系统的稳定性。
电力电子技术基础绪论
绪论 1.3 电力电子技术的发展史
史前期 • 1904年电子管问世，开启
了电子技术用于电力领域的 先河；
• 20世纪30～50年代，是水 银整流器时代；
• 1947年晶体管诞生，引发 了电子学的第一次革命，产 生了半导体固态电子学这一 新兴学科。
发展史 • 1957年晶闸管问世，引发电子学的第二
电力电子技术
绪论
1 电力电子技术定义
1
2 电力变换的基本原理 3 电力电子技术的发展史 4 电力电子技术的应用 5 本课程内容介绍
绪论 1.1 电力电子技术的定义
电力电子技术（Power Electronics）， 出现于20世纪60年代， 又名电力电子学或功率电子学。
1974年，美国学者W.E.Newell认 为电力电子学是一门交叉于电气工程 三大学科领域——电力学、电子学和 控制理论之间的边缘学科。
使用电力时固定频率的交流电未必总是最佳选择： 如变频空调，需要改变频率； 如各种直流电源，将交流电变成直流电；
所以，需要电能形式之间的变换。
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绪论 1.1电力电子技术的定义
电力电子技术是以电力为处理对象的电子技术，是使用电力电子 器件对电能进行变换和控制的技术。
电力
电力变换
交流
直流
交流变直流（整流） 直流变交流（逆流） 直流变直流 交流变交流
电力电子技术基础
哈尔滨理工大学
电力电子技术
主要内容
1 绪论 1 2 电力电子器件 3 直流斩波器 4 逆变器 5 整流器 6 交交变换器 7 软开关
电力电子技术
绪论
➢ 1. 什么是电力电子技术 ➢ 2. 电力变换的基本原理 ➢ 3. 电力电子技术的发展历史 ➢ 4. 电力电子技术的应用 ➢ 5. 本课程内容介绍
电力电子技术第一章
5. 最高工作结温TJM
Hale Waihona Puke 6. 浪涌电流IFSM指电力二极管所能承受最大的连续一个或几个工频 周期的过电流。
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四.
电力二极管的主要类型
按照正向压降、反向耐压、反向漏电流等性能， 特别是反向恢复特性的不同介绍。
1. 普通二极管（General Purpose Diode）
又称整流二极管（Rectifier Diode） 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路 其反向恢复时间较长5μs 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高
PN结的反向击穿（两种形式)
雪崩击穿
齐纳击穿 均可能导致热击穿
14
二.
1. 静态特性
电力二极管的基本特性
正向 导通
主要指其伏安特性
门槛电压UTO，正向电流IF开始明 显增加所对应的电压。
与IF对应的
电力二极管
反向 击穿 反向截 止状态
两端的电压即为 其正向电压降UF 。
承受反向电压时，只有微小而数 值恒定的反向漏电流。 图1-4 电力二极管的伏安特性
5
一. 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
开通损耗
开关损耗
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。
6
二. 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 和以电力电子器件为核心的主电路组成。 在主电路
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四.
电力二极管的主要类型
简称快速二极管 快恢复外延二极管
2. 快恢复二极管 （Fast Recovery Diode——FRD）
电工电子应用技术电力电子技术基础电力电子技术基础_
电工电子应用技术电力电子技术基础电力电子技术基础_ 487单元十三电力电子技术基础内容提要本单元是在电子技术应用基础上，从工程需要的观点出发，以电力电子器件应用为分析对象，着重讨论电力电子元器件的结构工作原理、电力电子器件组成的整流电路及变频电路原理；并引入变频器的电路组成及运行原理加深电路的原理理解。
学习目标了解电力电子电路的组成、各元件导电特性等基本知识；理解整流电路、逆变电路、变频电路的工作过程；掌握电力电子在变频器中的应用；掌握分析各整流、变频电路的原理分析方法。
应用提示电力电子技术是利用电子器件及技术实现电能变换与控制的技术，被广泛应用于工农业生产、国防、交通、能源等各个领域。
随着高电压、大功率、高频自关断功率半导体器件的不断涌现和发展，功率变换技术的日臻完善，极大地推动了电力电子技术在电气工程中的应用，构成了现代电气工程及其自动化的专业技术基础。
目前所使用的电力电子器件采用半导体制成，故称为电力半导体器件，包括半导体整流器、大功率晶体管、晶闸管及其派生器件、以及其它大功率半导体器件。
本章介绍晶闸管的工作原理、主要参数以及某些特殊晶闸管，然后讨论这些器件在可控整流、逆变、变频、调压等方面的应用。
13.1电力电子器件电力电子器件（powerelectronicdevice），是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。
广义上电力电子器件可分为电真空器件和晶体管器件两类。
自20世纪50年代以来，真空管仅在频率很高（如微波）的大功率高频电源中还在使用，而电力电子器件已取代了汞弧整流器（MercuryArcRectifier）、闸流管（Thyratron）等电真空器件，成为绝对主力。
因此，电力电子器件目前采用的主要材料是硅晶体。
1．同处理信息的电子器件相比，电力电子器件的一般特征：（1）能处理电功率的大小，即承受电压和电流的能力，是最重要的参数；其处理电功率的能力小至毫瓦级，大至兆瓦级，大多都远大于处理信息的电子器件。
电力电子技术_基础知识
电力电子技术_基础知识一、内容简述本文将阐述电力电子技术的定义与发展历程，及其在现代能源系统中的地位和作用。
我们将让读者理解电力电子技术是如何通过半导体器件将电能从源头转换到最终用户的过程。
此外还将介绍电力电子技术在可再生能源、工业控制、交通运输等领域的应用及其发展趋势。
本节将介绍电力电子系统中的主要组成部分——电力电子转换器与变换器。
这些设备是电力电子技术中的核心部件，用于实现交流（AC）和直流（DC）之间的转换，电压和电流的控制以及调整。
本部分将介绍不同类型转换器的工作原理和特性，并探讨其在各种应用场景中的应用。
本节将详细介绍在电力电子系统中使用的半导体器件和功率模块。
包括二极管、晶体管（如IGBT）、场效应晶体管（MOSFET）等的基本工作原理及其在电力转换和控制中的应用。
此外还将探讨这些器件的性能参数、特点及其在高性能电力系统中的应用挑战。
本部分将介绍电力电子系统中的控制技术和调制策略，通过适当的控制方法，可以实现电力电子系统的稳定运行和精确控制。
本部分将讨论不同类型的控制方法（如PWM调制、空间矢量调制等）以及它们在电力电子系统中的应用和实现。
电力电子系统的安全和稳定运行至关重要，本部分将介绍在电力电子系统中使用的保护和故障诊断技术。
这些技术可以确保系统在异常情况下安全运行并避免损坏，本部分将探讨不同类型的保护措施（如过流保护、过电压保护等）以及现代故障诊断技术的应用和发展趋势。
1. 介绍电力电子技术的概念及其在现代社会的重要性电力电子技术是一种结合了电力工程与电子工程的理论和技术的跨学科领域。
它主要研究利用半导体器件进行电能转换、控制和优化的技术。
简单来说电力电子技术就是研究如何将电能从一种形式转换为另一种形式，以满足不同设备和系统的需求。
这种技术在现代社会中扮演着至关重要的角色，涉及到我们日常生活中的方方面面。
随着科技的快速发展，电力电子技术的重要性日益凸显。
在现代社会的各个领域，从工业制造、交通运输、通讯设备，到家庭生活、数据中心以及可再生能源系统，几乎无处不在都需要电力电子技术的支持。
考研专业课资料电力电子技术
考研专业课资料电力电子技术电力电子技术是电力系统与电子技术相结合的一门学科，对于电力系统的运行和控制起着至关重要的作用。
作为考研专业课的一部分，学生需要学习掌握电力电子技术的基本理论和实际应用技能。
本文将介绍电力电子技术的基本概念、原理及应用，并提供一些相关的学习资料供考研学生参考。
一、电力电子技术的基本概念电力电子技术是指利用电子器件进行电能的变换、调节和控制的技术。
它通过半导体器件（如二极管、晶闸管、MOSFET等）实现对电流和电压等电能参数的控制，从而实现电力系统的高效运行和优化控制。
电力电子技术在电力系统中有广泛的应用，包括变频调速、无功补偿、电力质量改善等方面。
二、电力电子技术的基本原理1.半导体器件的工作原理电力电子技术中常用的半导体器件包括二极管、晶闸管、MOSFET 等。
这些器件通过控制其导电和截止状态，实现对电流和电压等电能参数的控制。
例如，晶闸管的导通需要通过控制其门极的触发信号，从而实现对电流的开关调节。
2.电力电子电路的基本结构电力电子电路由半导体器件、滤波电容、电感等元件组成。
其中半导体器件负责电能的变换和控制，滤波电容和电感用于平滑输出电流和电压。
常见的电力电子电路有整流电路、逆变电路、升压变换器等。
三、电力电子技术的应用领域1.变频调速技术变频调速技术是电力电子技术的重要应用之一。
通过变频器将电能转换为可变频率和可调电压的交流电，实现电动机的调速控制。
变频调速技术广泛应用于工业生产中的风机、泵和压缩机等设备，具有调速范围广、效率高、控制精度高等优点。
2.无功补偿技术无功补偿技术是电力电子技术的又一重要应用。
通过对电网中的无功功率进行补偿，提高电力系统的功率因数，改善电网的稳定性和经济性。
无功补偿技术广泛应用于高电压输电线路、工矿企业的电力系统中。
3.电力质量改善技术电力质量是指电力系统供电过程中电压、频率等电能参数的稳定性和质量水平。
电力电子技术可以通过对电能的变换和控制，提高电力质量，减少电力系统中的电压波动、谐波等问题。
电力电子技术_基础知识.共26页
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本识.
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律，就难以成功。
3、道德行为训练，不是通过语言影响 ，而是 让儿童 练习良 好道德 行为， 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体，养 成儿童 自觉的 纪律性 ，这是 儿童道 德教育 最重要 的部分 。—— 陈鹤琴
电力电子技术基础与应用指南
电力电子技术基础与应用指南目录1.引言2.电力电子技术的概念与重要性o 2.1 电力电子技术定义o 2.2 电力电子技术的发展历程o 2.3 电力电子技术的重要性1.电力电子元器件o 3.1 二极管o 3.2 晶闸管o 3.3 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）o 3.4 场效应晶体管（MOSFET）1.电力电子电路o 4.1 整流电路o 4.2 逆变电路o 4.3 斩波电路o 4.4 变频电路1.电力电子控制技术o 5.1 PWM控制技术o 5.2 PID控制技术o 5.3 矢量控制技术o 5.4 模糊控制技术1.电力电子技术在能源领域的应用o 6.1 可再生能源发电o 6.2 电动汽车充电o 6.3 智能电网o 6.4 储能系统1.电力电子技术在工业中的应用o7.1 工业自动化o7.2 电机驱动o7.3 电焊设备o7.4 变频器1.电力电子技术在消费电子中的应用o8.1 电源适配器o8.2 不间断电源（UPS）o8.3 LED照明o8.4 家用电器1.电力电子技术的未来发展趋势o9.1 高效能器件o9.2 模块化设计o9.3 数字化控制o9.4 绿色环保1.结论1. 引言电力电子技术是现代电气工程的重要组成部分，它通过对电能的转换、控制和传输，实现各种电气设备的高效运行和智能化控制。
本指南旨在为读者提供全面的电力电子技术基础知识和实际应用，帮助他们更好地理解和应用电力电子技术。
2. 电力电子技术的概念与重要性2.1 电力电子技术定义电力电子技术是指利用电子元器件对电能进行变换和控制的技术，包括整流、逆变、斩波、变频等各种电力电子变换过程。
2.2 电力电子技术的发展历程电力电子技术的发展经历了从电子管到晶闸管，再到现代的IGBT和MOSFET等高效能器件的演进，不断推动电力电子技术的进步。
2.3 电力电子技术的重要性电力电子技术在能源转换、工业控制、消费电子等领域具有广泛的应用，是实现现代化和智能化的关键技术之一。
电力电子技术
《电力电子技术》课程学习指导资料编写：张瑾适用专业：电气工程及其自动化适用层次：专升本（业余）四川大学网络教育学院二00 三年十一月《电力电子技术》课程学习指导资料编写：张瑾审稿：审批：本课程学习指导资料根据该课程教学大纲的要求，参照现行采用教材《电力电子技术》（郭世明，黄念慈主编，西南交通大学出版社，2002年）以及课程学习光盘，并结合远程网络业余教育的教学特点和教学规律进行编写，适用于电气工程及其自动化专业（专升本）学生。
第一部分课程的学习目的及总体要求一、课程性质、地位与学习目的电力电子技术是电类专业本科学生必须掌握的一门重要专业技术基础课程。
电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。
电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。
本课程的目的，是使学生在从应用的角度熟悉典型电力电子器件的工作原理、外特性及功能的基础上，熟悉和掌握电力电子技术的基本理论、基础知识，掌握各类电力电子电路的电路结构、工作原理，掌握电力电子变流电路的分析方法，并了解电力电子技术在工程技术领域中的应用。
二、课程的总体要求本课程主要包括器件、电路、应用这三方面的内容，通过对本课程的学习，要求学生：1．电路为主线——在熟悉电力电子器件外特性、额定参数及极限参数的基础上，注重分析研究由各类器件所组成的各种电力电子变流电路；着重掌握主电路的组成和工作原理，不同负载对电路工作特性的影响以及主电路的参数计算与元件选择；熟悉了解典型触发、驱动和缓冲保护电路的组成、工作原理和特点。
2．重视分析方法——波形分析是电力电子电路的基本分析方法，只有画出各种状态下的波形，才能加深对电路原理的定性理解，并在此基础上进行分析。
因此，要把它作为主要学习内容，这样才能抓住各种电力电子电路分析方法的共性。
《电力电子技术》讲义资料
➢ 这种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。
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电力电子技术
2）带阻感负载的工作情况
➢ 阻感负载的特点：
电感对电流变化有抗拒 作用，使得流过电感的电流 不能发生突变
➢ 电力电子电路的一种基本分 析方法
⑴通过器件的理想化，将电路简
电力电子技术
➢晶闸管
1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，这标志着电 力电子技术的诞生。
晶闸管因电气性能和控制性能优越，很快取代了水银整流器 和旋转变流机组，且其应用范围也迅速扩大。工业的迅速发展 也有力地推动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就 是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。
同处理信息的电子器件相比，电力电子器 件的一般特征
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电力电子技术
➢同处理信息的电子器件相比，电力电子 器件的一般特征
1. 能处理电功率的大小，即承受电压和电流 的能力。
2. 电力电子器件一般都工作在开关状态。 3. 实用中，电力电子器件往往需要由信息电子
电路来控制。 4. 为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温
★
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电力电子技术
电力电子器件
➢ 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导 电的情况分为三类： ➢单极型器件——由一种载流子参与导电的 器件。（电力MOSFET和SIT） ➢双极型器件——由电子和空穴两种载流子 参与导电的器件。（电力二极管、晶闸管、 GTO、GTR和SITH ） ➢复合型器件——由单极型器件和双极型器 件集成混合而成的器件。 （ IGBT和MCT ）
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电力电子技术
电力电子器件的分类
1.不可控器件——电力二极管
电力电子技术基础-绪论资料
❖ 国产电力电子装置相对落后，高端产品主要被外国公司占 领；
❖ 国产电力电子产品配套水平差； ❖ 应用基础研究更不上。
五、电力电子电路的仿真分析
❖ 仿真：用模型( 物理、数学) 代替实际系统进行实验和研 究。 ➢ 数字仿真、模拟仿真和混合仿真等多种形式和方法， 现主要指在计算机上完成的数学分析( 数字仿真)。 ➢ 电力电子电路的仿真是对电力电子电路和系统进行分 析和设计的非常有效的方法和工具。
讯发射电源； ❖ 各种精密稳压：稳流电源。
程控交换机
电子装置 微型计算机
2、电力传动
❖ 工艺调速传动：轧钢、榨糖、造纸、化工、炼油； ❖ 节能调速传动：风机、水泵、压缩机； ❖ 牵引调速传动：轨道牵引、城市交通、电梯、矿井卷扬机
等； ❖ 精密调速和特种调速：数控机床主轴和伺服控制、雷达与
火炮跟踪控制、离心机控制等。
2、电力电子技术学
❖ 电力电子技术是一门新兴的交叉学科，“电力电子学”这 一概念在60年代出现。
电力电子系统的组成：
电子学
电力学
电力 电子学
❖ 1974年，美国的W. Newell用倒
连续、离散
三角形对电力电子学进行了描
控制理论
述，被全世界普遍接受。
3、电力电子技术研究任务
❖ 电力电子技术的研究任务： ➢ 电力电子器件的应用； ➢ 电力电子电路的电能变换原理； ➢ 控制技术以及电力电子装置的开发与应用。
3、电力系统
❖ 发电环节：发电机励磁调节控制； ❖ 输电网中：电能质量控制器、直流输电、无功补偿器、有
源滤波器、固态开关； ❖ 配电网中:配电用无功补偿器、有源滤波器； ❖ 储能系统：抽水蓄能电站变频调速、超导磁铁储能。
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思考题与习题1. 独立思考以下各小题，分别从“SCR、GTO、GTR、功率MOSEFT 和IGBT”中选择合适的词填写在各小题的括号里。
（1）（）是半控器件，（）和（）是全控器件。
（2）（）和（）所需驱动电路的静态功耗接近于0。
（3）如果希望导通电流为15A时，器件主回路的导通压降小于220mV，则应选用（）作为主开关器件。
（4）除功率MOSFET外，（）的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似。
（5）（）在导通电流为500A条件下，为了将它关断，它的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值需超过100A。
（6）（）的输入特性与双极型三极管的输入特性类似。
（7）如果希望制做一个升压型DC-DC变换电路，将450V直流电源升高为650V直流电源，最大输出电流为200A，斩波频率为15KHz，则应选用（）作为主开关器件。
（8）（）如果已经导通，在主回路电流大于10A条件下，即使控制信号变为负值，它也不能关断。
2. 分析比较SCR（普通晶闸管）、双向SCR（双向晶闸管）、GTO（可关断晶闸管）、GTR（电力双极型晶体管）、功率MOSFET和IGBT等电力电子器件的性能，回答下列问题：（1）哪种器件的工作频率最高？（2）哪种器件的容量较小？（3）哪种器件既可由控制信号正向开通，也可由控制信号反向开通？（4）哪些是半控器件？（5）哪些是全控器件？（6）Ron是哪种器件的参数？（7）哪种器件的输入特性与功率MOSFET的输入特性类似，而且它的输出特性与GTR的输出特性类似？（8）在器件的通态电流与300A条件下，为了将它关断，哪种器件的控制极所需反向关断电流之峰值的绝对值应超过60A？（9）如果在静态（电流、电压、控制信号的幅值和电路参数保持不变）条件下，测得一个器件的控制极电压为+10V，主电路的电流为20A，主回路的管压降为200mV。
问：它属于哪种器件？（10）如果希望在每个工作周期内，器件导通和关断的持续时间各为约10ms,那么，哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间必须大于5ms？而另外哪些可控器件相应的控制信号为高电平的持续时间可小于5ms？3. 普通晶闸管（SCR）与负载电阻串联接单相交流市电，其标称值为220V（有效值），电网电压波动不超过20%。
试计算晶闸管实际承受的最高反向电压是多少？若考虑晶闸管的安全裕量电压（安全裕量可按2.5倍考虑），则应选用额定电压不少于多少伏的晶闸管？4. 设上题中晶闸管的通态平均电流为100A，若晶闸管的电流安全裕量按1.5或2倍考虑，试分别计算导通角为180°和90°时，允许流过晶闸管的峰值电流各是多少？5. 设①单相桥式②单相双半波③三相桥式二极管整流电路④单相桥式全控⑤单相桥式半控⑥三相桥式可控整流电路的交流输入相电压之有效值为U IN，频率为50Hz，负载为R L，试分析比较这6种整流电路（不包括电流变压器和滤波元件）的性能，回答下列问题：（1）哪几种整流电路输出电压的纹波因数最小？（2）哪几种整流电路输出电压的纹波因数最大？（3）哪几种整流电路最简单？（4）哪几种整流电路最复杂？（5）哪几种整流电路的效率最高？（6）哪几种整流电路输出电压的最低次谐波的频率最高？它是多少Hz？（7）哪几种整流电路输出电压的平均值最高？（8）哪几种整流电路输出电压的平均值可调（设U IN和R L不变）？（9）当U IN变化20%时，哪几种整流电路输出电压平均值的变化可小于3%？（10）哪几种整流电路的功率因数低？（11）哪几种整流电路的对交流输入电源造成的干扰小？（12）如果在整流电路的输出与R L之间串接平波电感L，并希望在I RL 达100A时R L两端电压的纹波因数小于1%，问：选用哪种整流电路所需L 的电感量最小？6. 单相桥式二极管整流电路的交流输入电压有效值为220V，分别计算下列两种不同负载条件下整流输出电压的平均值U d、负载电流的平均值I d、每只整流二极管电流的平均值I DT和有效值I T：（1）负载为纯阻性，R=10Ω。
（2）负载为电阻与电感相串联，R=10Ω，L可视为无穷大。
7. 由晶闸管构成的单相桥式全控整流电路的交流输入电压之有效值为100V，负载R=2Ω，L可视为无穷大，反电动势E=50V。
试求α=30°时整流输出电流的平均值I d、每只晶闸管电流的平均值I dT和有效值I T。
8. 设晶闸管三相桥式可控整流电路输出带阻感负载，R=10Ω，L可视为∞？，它的三相交流输入线电压之有效值和全控整流输出电压之平均值分别为U lL和U d，U lL随电网电压波动的变化范围是320V至420V，晶闸管的导通压降可视为0，试求：（1）若α=0，U d的变化范围是什么？（2）若希望通过调节α，使U d稳定在400V，那么α应在什么范围内调节？在这种情况下下流过每只晶闸管的电流之最大有效值是多少？（4）设控制器通过恰当调节T1和T2的控制角α使u的平均值等于d150V不变，则T1的额定电流临界值（不包括安全裕量）约为何值？9. 电力电子技术中的逆变器和变频器的基本功能各是什么？它们主电路的基本原理各是什么？它们具有什么共同的理论基础？10. 变频可分为哪两大类？各有何特点？第一章填空题：1.电力电子器件一般工作在________状态。
2.在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为________，而当器件开关频率较高时，功率损耗主要为________。
3.电力电子器件组成的系统，一般由________、________、________三部分组成，由于电路中存在电压和电流的过冲，往往需添加________。
4.按内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况，电力电子器件可分为________、________、________三类。
5.晶闸管的基本工作特性可概括为 ____ 正向有触发则导通、反向截止 ____ 。
6.对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流I L在数值大小上有I L________I H。
7.晶闸管断态不重复电压U DRM与转折电压U bo数值大小上应为，U DRM________Ubo。
8.逆导晶闸管是将________与晶闸管________（如何连接）在同一管芯上的功率集成器件。
9.GTO的________结构是为了便于实现门极控制关断而设计的。
10.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为________。
11.MOSFET的漏极伏安特性中的三个区域与GTR共发射极接法时的输出特性中的三个区域有对应关系，其中前者的截止区对应后者的________、前者的饱和区对应后者的________、前者的非饱和区对应后者的________。
12.电力MOSFET的通态电阻具有________温度系数。
13.IGBT 的开启电压U GE（th）随温度升高而________，开关速度________电力MOSFET 。
14.按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为________和________两类。
15.在如下器件：电力二极管（Power Diode）、晶闸管（SCR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应管（电力MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）中，属于不可控器件的是________，属于半控型器件的是________，属于全控型器件的是________；属于单极型电力电子器件的有________，属于双极型器件的有________，属于复合型电力电子器件得有________；在可控的器件中，容量最大的是________，工作频率最高的是________，属于电压驱动的是________，属于电流驱动的是________。
简答题：16.使晶闸管导通的条件是什么？17.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？18.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？19.GTR的安全工作区是如何定义的？如题图1-33所示，GTR带电感性负载时，如果不接二极管VD会产生什么问题？有了二极管VD是否还要加缓冲电路呢？计算题：20.晶闸管在单相正弦有效值电压220V时工作,若考虑晶闸管的安全裕量,其电压定额应选多大 ?21.流经晶闸管的电流波形如题图1－41所示。
试计算电流波形的平均值、有效值及波形系数。
若取安全裕量为2，问额定电流为100A的晶闸管，其允许通过的电流平均值和最大值为多少？22.题图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
23.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少 ?第二章填空题：1.电阻负载的特点是________，在单相半波可控整流电阻性负载电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________。
2.阻感负载的特点是________，在单相半波可控整流带阻感负载并联续流二极管的电路中，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，其承受的最大正反向电压均为________，续流二极管承受的最大反向电压为________（设U2为相电压有效值）。
3.单相桥式全控整流电路中，带纯电阻负载时，α角移相范围为________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；带阻感负载时，α角移相范围为________，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分别为________和________；带反电动势负载时，欲使电阻上的电流不出现断续现象，可在主电路中直流输出侧串联一个________。
4.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角α大于不导电角δ时，晶闸管的导通角θ =________; 当控制角α小于不导电角 δ 时，晶闸管的导通角 θ =________。
5.从输入输出上看，单相桥式全控整流电路的波形与________的波形基本相同，只是后者适用于________输出电压的场合。
6.电阻性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管所承受的最大正向电压U Fm等于________，晶闸管控制角α的最大移相范围是________，使负载电流连续的条件为________(U2为相电压有效值)。
7.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差________，当它带阻感负载时，α的移相范围为________。
8.三相桥式全控整流电路带电阻负载工作中，共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是________的相电压，而共阳极组中处于导通的晶闸管对应的是________的相电压；这种电路 α 角的移相范围是________，u d波形连续得条件是________。