电力电子技术中各图总结共63页文档
电力电子技术相关图
_ R9 B 311 C +
VD7 VT 4
E
D
VD5 C3
GTR VT5 R15
VD8
Ui
R5
R7 R 13
e
U CC U CC
VD1 R1 VD2 VT2 R3
U CC
R5
ts, tf ( s ) 10 8
IGBT
T R2
R2 VT1 R4
IGBT 霍尔 传感器 6 4 2 0 20 40 ts, tf
U（控制电压） uSU c 1.5kΩ 5.1kΩ 1μF
u SV
uSW
-15V
2.2kΩ 15kΩ Ub 10kΩ U相
16 15 14 13 12 11 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8
10kΩ 0.01μF 0.47μF 30kΩ
V相
W相
KC04
KC04
0.47μF
30kΩ
+15V
VT1 1号
整形
R5 C4 VD1 VT2 R6
放大
R8 VD2 R9 VT5 VT4 VT3
+ +
5
+5V
GTO
C8 VD3 VD4 R10
VT1 R3 R2
+
R7
C R 20 C11 R19 VT9
C6
C7
D2
R11
C9
R14 VT7
C 10 R 18 VD5 R16
+
+
4
13V +
C 13 C 1 C12 VT10 R22
CM
P-MOSFET
R1 C1
P-MOSFET
《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
电力电子技术中各图总结
wt
Id p-a p+a
I VD R
p
2p a
p a I d (wt ) Id 2p
全控整流电路
1) 带电阻负载
i VT i VT
O u
d
2）带阻感负载
w t
O id O
1,4
w t
Id
Id Id I Id
w t w t w t
d
O
2,3
O i2
ud id 0 u
4.1.2 换流方式分类
■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。 ◆研究换流方式主要是研究如何使器件关断。 ■换流方式分为以下4种 ◆器件换流（Device Commutation） ☞利用全控型器件的自关断能力进行换流。 ☞在采用IGBT 、电力MOSFET 、GTO 、GTR等全控 型器件的电路中的换流方式是器件换流。 ◆电网换流（Line Commutation） ☞电网提供换流电压的换流方式。 ☞将负的电网电压施加在欲关断的晶闸管上即可使其 关断。不需要器件具有门极可关断能力，但不适用于没 有交流电网的无源逆变电路。
14/47
4.1.1 逆变电路的基本工作原理
■以单相桥式逆变电路
uo S1 Ud io 负载 S3 uo S 4 a)
图4-1 逆变电路及其波形举例
io t1 t2 t
S2
b)
◆当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正；当 开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负。 ◆改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率。 ◆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。 15/47
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
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
电力电子期末电路图总结
电力电子期末电路图总结一、整流电路整流电路是将交流电变成直流电的电路，它的主要作用是将电源提供的交流电转换为适合各种电子设备使用的直流电。
整流电路主要有单相半波整流电路、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。
1. 单相半波整流电路单相半波整流电路由一个二极管和一个负载组成，电路连接如下图所示：输入电压：$V_{in}(t)=V_m \sin(\omega t)$输出电压：$V_{o}(t)=V_m |\sin(\omega t)|$输出电压的平均值：$\overline{V_o}=\frac{2V_m}{\pi}$负载电流的平均值：$\overline{I_o}=\frac{2V_m}{\pi R_L}$2. 单相全波整流电路单相全波整流电路由两个二极管和一个负载组成，电路连接如下图所示：输入电压：$V_{in}(t)=V_m \sin(\omega t)$输出电压：$V_{o}(t)=V_m |\sin(\omega t)|$输出电压的平均值：$\overline{V_o}=\frac{2V_m}{\pi}$负载电流的平均值：$\overline{I_o}=\frac{2V_m}{\pi R_L}$3. 三相半波整流电路三相半波整流电路由三个二极管和一个负载组成，电路连接如下图所示：输入电压：$V_{in}(t)=V_m \sin(\omega t)$输出电压：$V_{o}(t)=\frac{3V_m}{\pi} |\sin(\omega t)|$输出电压的平均值：$\overline{V_o}=\frac{3V_m}{\pi}$负载电流的平均值：$\overline{I_o}=\frac{3V_m}{\pi R_L}$4. 三相全波整流电路三相全波整流电路由六个二极管和一个负载组成，电路连接如下图所示：输入电压：$V_{in}(t)=V_m \sin(\omega t)$输出电压：$V_{o}(t)=\frac{3\sqrt{3}V_m}{\pi} |\sin(\omega t)|$输出电压的平均值：$\overline{V_o}=\frac{3\sqrt{3}V_m}{2\pi}$负载电流的平均值：$\overline{I_o}=\frac{3\sqrt{3}V_m}{2\pi R_L}$二、逆变电路逆变电路是将直流电变成交流电的电路，它的主要作用是将电子设备供给的直流电转换为各种频率和波形的交流电。
2024版《电力电子技术》PPT课件
电力电子技术的定义与发展01020304定义晶闸管时代可控硅时代现代电力电子时代用于高压直流输电、无功补偿、有源滤波等，提高电力系统的稳定性和效率。
用于电动汽车、电动自行车、电梯等电机驱动系统，实现高效、节能的电机控制。
用于太阳能、风能等新能源发电系统，实现能源的高效利用和转换。
用于自动化生产线、机器人等工业设备，实现设备的精确控制和高效运行。
电力系统电机驱动新能源工业自动化数字化与智能化随着计算机技术和人工智能的发展，电力电子技术将实现数字化和智能化，提高系统的自适应能力和智能化水平。
高频化与高效化随着半导体材料和器件的发展，电力电子技术将实现更高频率和更高效率的电能转换。
绿色化与环保化随着环保意识的提高，电力电子技术将更加注重绿色、环保的设计理念，降低能耗和减少对环境的影响。
工作原理特点应用整流电路、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、交流调压等工作原理特点应用工作原理特点应用逆变器、斩波器、电机驱动等工作原理特点应用工作原理开关速度快、耐压高、电流大、热稳定性好应用逆变器、斩波器、电机驱动等高端应用领域特点VS整流电路的作用整流电路的分类整流电路的工作原理整流电路的应用整流电路逆变电路逆变电路的作用逆变电路的分类逆变电路的工作原理逆变电路的应用直流-直流变流电路直流-直流变流电路的作用直流-直流变流电路的分类直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路交流-交流变流电路的作用交流-交流变流电路的工作原理A B C D交流-交流变流电路的分类交流-交流变流电路的应用电机驱动照明控制加热与焊接030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引航空电源电力系统应用高压直流输电柔性交流输电通过电力电子技术可实现高压直流输电，减少输电损耗和占地面积。
智能电网风能发电通过电力电子技术可实现风能发电系统的变速恒频控制和并网运行。
电力电子技术总结
总结——晶闸管•晶闸管结构、电气符号及工作原理•晶闸管静态伏安特性，电压数量关系•了解SCR动态特性，掌握上升时间和下降时间的定义与影响•掌握SCR正常导通条件，维持导通条件与关断条件，SCR非正常导通的情况•掌握电流定额，定义、计算•维持电流与擎住电流关系•掌握SCR动态参数du/dt与di/dt1. 处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极，且在门极加正向触发电压时，才能使其开通。
2. 造成在不加门极触发控制信号，即能使晶闸管从阻断状态转为导通状态的非正常转折有二种因素。
一是阳极的电压上升率du/dt太快，二是。
3. 晶闸管变流器主电路要求触发电路的触发脉冲应具有一定的宽度，且前沿尽可能。
4．晶闸管，若断态du/dt过大，就会使晶闸管出现________，若通态di/dt过大，会导致晶闸管________。
5．对于同一晶闸管，维持电流IH与擎住电流IL的关系是( )6.试简述晶闸管导通的条件？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？6.比较晶闸管几个电压参数的大小，反向击穿电压URO 反向断态不重复峰值电压URSM，反向断态不重复峰值电压URSM 反向断态重复峰值电压URRM。
7.已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流（）GTO——总结•了解GTO的结构构成•了解GTO的工作原理•电流关断增益βoff 定义• 1.可关断晶闸管，（GTO）的电流关断增益βoff的定义式为（）GTR——总结•了解GTR的结构与工作原理•了解GTR的静态与动态特性•掌握GTR的二次击穿现象（会画曲线）与安全工作区SOA•1.功率晶体管的安全工作区由以下四条曲线限定:集电极-发射级允许最高击穿电压线，集电极最大允许直流功率线，集电极最大允许电流线和( )①基极最大允许直流功率线②基极最大允许电压线③临界饱和线④二次击穿触发功率线2. 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( )A.一次击穿B.二次击穿C.临界饱和D.反向截止3.功率晶体管缓冲保护电路中的二极管要求采用快恢复二极管，以便与功率晶体管的开关时间相配合。
电工学-第11章电力电子技术
11
第 11 章 电 力 电 子 技 术
3. 工作波形
u2 + u2 a
－ ＋
uG
－ ＋
uG RL
T1
T2 D2
iO + uO
+
O
uG
t
b
D1
-
负载 RL 上得到不完整 的全波脉动电压 。
t
O
uO
O
+
2 t
河南工业大学电气工程学院
12
第 11 章 电 力 电 子 技 术
河南工业大学电气工程学院
17
第 11 章 电 力 电 子 技 术
(4) 晶闸管电流有效值的变化范围 当α = 0o 时，
1 U2 π 1 I sin2 2 RL π π 1 100 π0 1 sin( 2 0) 5 A 2 10 π π 当α = 120o 时， 1 U2 π 1 I sin2 2 RL π π 1 100 π 0.75π 1 sin( 2 120 ) 1.67 A 2 10 π π
河南工业大学电气工程学院
7
第 11 章 电 力 电 子 技 术
*二、双向晶闸管
相当于两个反向晶闸管并联， 两者共用一个控制极。
A2
G
A1
*三、可关断晶闸管
uA＞0 时，uG＞0，管子导通； uA＞0 时，uG＜0，管子截止。
A
G
K
河南工业大学电气工程学院
8
第 11 章 电 力 电 子 技 术
11.2 可控整流电路
ＵI
S3
－
S4
O
T/2
T
t
电力电子技术
docin/sundae_meng
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
3 . 伏安特性 (I f (U)曲线)
正向平均电流
I IF
+_
维持电流
UBR URRM
IH
反向转折电压
o U _+
反向特性
IG2 > IG1 > IG0 IG2 IG1 IG0
UFRM UBO U
正向转折电压
共九级, 用字母A~I表示0.4~1.2V
额定电压,用百位或千位数表示
取UFRM或URRM较小者
额定正向平均电流(IF)
普通型 （晶闸管类型）
P--普通晶闸管
S --双向晶闸管
晶闸管
如KP5-7表示额定正向平均电流为5A,额定电压为700V。
docin/sundae_meng
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
T2
EA
+ _
iB2 iG
iC2 2iG iB1
iC1 β 1iC 2 12iG iB2
在极短时间内使两 个三极管均饱和导通，
K EA > 0、EG > 0
此过程称触发导通。
docin/sundae_meng
总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2. 工作原理
形成正反馈过程
T1和D2承受正向 电压。 T1控制极加触 发电压, 则T1和D2导 通，电流的通路为
a
T1
RL
D2
io
a
+
u
T1
T2 RL
++uo
–
–
D1
D2 –
b