电力电子技术复习要点

第一章

1.电力电子技术：使用电力电子器件对电能进行变换和控制（能量的处理）

2.电力电子器件：处理电功率的能力高；

一般工作在开关状态；

由信息电子电路来控制；

功率损耗较大，需要安装散热器。

3.电力变换四大类：整流、逆变、直流斩波、交流变频调压

第二章电力电子器件

1.电力二极管（不可控器件）

（1）组成：一个PN结+两个电极

（2）静态特性：单向导电性

门槛电压U

TO

正向压降U F

（3）动态特性：

开通过程：正向压降先出现一个过冲U FP,经过一段时间才趋于接近稳态压降的某个值。关断过程：须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断能力，进入截止状态。

关断之前有较大的反向电流出现，并伴随有明显的反向电压过冲。

（4）正向平均电流I F(AV)

指允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值

平均电流I d和正向平均电流是不一样的

（5）电力二极管工艺特点：垂直导电结构（电流通过的有效面积增大）、多一次低掺杂N 区（承受很高的反压）、电导调制效应（增大电导率，正向压降保持很低）

（6）标识

2.晶闸管（半控器件—可开不可关的单向开关）

（1）反向电压——不会导通

正向电压+门极触发电流——导通——一旦导通门极失去控制作用

晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下——关断

（2）静态特性

I G=0时，AK间加正向电压，正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过转折电压U bo，器件开通。门极电流增大，转折电压降低。

导通期间，如果门极电流为0并且AK间电流降至接近于零的某一数值维持电流I H以下，器件关断。

（3）动态特性

延迟时间t d：0—10%；上升时间t r：10%--90%；开通时间t gt：t d+t r

（4）

（5）标识

（6）参数计算

3.性能对比

第三章 整流电路

1.单相可控整流电路

（1）电阻负载

导通角θ：一个电源周期中处于通态的电角度。

触发延迟角α：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度。 VT 的α相移范围为0---180度。

U d =12π∫π

αU 2sinωtd (ωt )=0.45U 21+cosα2

（2）阻感负载

移相范围：0—90度

续流二极管的作用：保证i d 流通 移相范围：0—180度

2.单相桥式全控整流电路

（1）电阻负载

U d =0.9U 2

1+cosα2

I d =

U d

R

I dVT =12

I d I VT =

α角相移范围为0—180度 电压与电流波形相同

（2）阻感负载

U d =0.9U 2cosα

I d =U d

R

I dVT =

12I d I VT =1

d

I 2=I d

α角相移范围为0—90度

（3）带反电动势负载：电阻负载波形相当于x 轴上移E ，要串联一个平波电抗器 阻感负载波形与原来一样 （4）单相桥式半控整流电路：

每个导电回路中一个晶闸管用二极管代替。

正半轴1.4通，过零变负1.3续流，负半轴2.3导通，过零变正2.4续流。 需要并联一个续流二极管 例题

① 当增大晶闸管可控整流的控制角α，负载上得到的直流电压平均值会减小。

② 按负载的性质不同，晶闸管可控整流电路的负载分为电阻负载、阻感负载、反电动势负载。

③ 电阻负载的特点是电压与电流成正比，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180度。

④

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降低，解决的

办法就是负载的两端并联接一个续流二极管。

⑤工作于反电动势负载的晶闸管在每一个周期中的导通角小、电流波形不连续、呈脉冲状、

电流平均值小。要求管子的额定电流值要大些。

⑥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0—180度，单个晶闸管

U2和√2U2。带阻感负载时，α角移相范围为所承受的最大正向电压和反向电压分为√2

2

0—90度，单个晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压分为√2和√2。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测串联一个平波电抗器。

3.三相半波可控整流电路

①电源侧三角形接法，负载侧星形接法。

②左图晶闸管为共阴极接法

③当某一相晶闸管触发导通时，共阴极的一端电

位为该相相电压，另两个晶闸管承受线电压，负

载获得的是相电压.

④自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α

的起点，即α=0度

（1）电阻负载

α=0°

晶闸管导通角为120度

α=30°

晶闸管导通角为120度

负载电流处于连续与断续的临界状态。

α=60°

晶闸管导通角小于120度 负载电流断续

电阻负载移相范围为0—150° α≤30°时 U d =1.17U 2cosα

α＞30°时U d =0.675U 2[1+cos (π

6+α)] I d =

U d

R

晶闸管承受最大反向电压U RM =2.45U 2 阳极与阴极间的最大电压U FM =√2U 2 （2）阻感负载

特点：L 值很大，id 波形基本平直。 α≤30°时，波形与电阻负载相同。 α＞30°时

阻感负载移相范围为0—90°