[电力电子技术总结] 电力电子技术800字总结

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#绪论：

1.电子技术的两大分支是什么？信息电子技术与电力电子技术 *2.简单解释电力电子技术。

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。3.要学习的4种电力电子器件是什么？

器件：电力二极管、晶闸管、IGBT、POWER MOSFET 四种。*4.电力变换器有哪几种？

交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流 *5.电力电子技术的应用？

一般工业： 电化学工业；交通运输：电动汽车、航海；电力系统：柔性交流输电、谐波治理、智能电网；电子装置电源；家用电器：变频空调；其他：航天飞行器、发电装置。#第一章：

1.*电力电子器件的分类：

半控型：晶闸管；全控型：电力MOSFET、IGBT；不可控型：电力二极管；电流驱动型：晶闸管；电压驱动型：电力MOSFET、IGBT；2.*应用电力电子器件的系统组成：

由控制电路和驱动电路和电力电子器件为核心的主电路组成。3.电导控制效应：

电导控制效应使得PN结在正向电流较大时压降仍然很低，维持在1v左右，所以正向偏置的PN结表现为低阻态。

5.电力二极管的主要参数：正向平均电流IF(AV)、正向压降UF、反向重复峰值电压URRM、最高工作结温TJM、反向恢复时间trr、浪涌电流IFSM

6.电力二极管的类型：普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管 7.晶闸管的静态特性和动态特性：

A

P

1

A

KK

G

A

AG

a)

b)

J1J2J3

AK

N12

N2K

A

G

P1N1P2N2Kb)

G

G

P2

c)

a)

u

8.晶闸管的主要参数：电压定额、电流定额、动态参数

9.电力MOSFET的基本特征：

G

DD

a)

G

N沟道

P沟道b)

图1-20 电力MOSFET的转移特性和输出特性 a) 转移特性 b) 输出特性

漏极电流ID和栅源间电压UGS的关系称为MOSFET的转移特性

ID较大时，ID与UGS的关系近似线性，曲线的斜

dID率定义为跨导Gfs

Gfs?

dU

GS

ID/A

ID/A

TUGS/V

a)

GSTUDS/Vb)

图1-20

+UuuGuGuT

ib)

图1-21

a）

10.IGBT基本特征：

发射极栅极

a)

b)

IC

G

c)

IGE(th)

a)

GE

(1) 开关速度高，开关损耗小。在电压1000V以上时，开关损耗只有GTR的1/10，与电力MOSFET相当 (2) 相同电压和电流定额时，安全工作区比GTR 大，且具有耐脉冲电流冲击能力 (3) 通态压降比VDMOSFET低，特别是在电流较大的区域 (4) 输入阻抗高，输入特性与MOSFET类似

(5) 与MOSFET和GTR相比，耐压和通流能力还可以进一步提高，同时保持开关频率高的特点

优点：开关速度高，输入阻抗高，为电压驱动，最全面的范文参考写作网站驱动功率小，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，

安全工作区：正偏安全工作区（FBSOA）——最大集电极电流、最大集射极间电压和最大集电极功耗确定

反向偏置安全工作区（RBSOA）——最大集电极电流、最大集射极间电压和最大允许电压上升率duCE/dt确定

11、电力电子器件的驱动基本任务、作用和隔离方法：1.将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号。对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号；2.使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现；3.

一般采用光隔离或磁隔离。

12、晶闸管的触发电路要求：触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通（结合擎住电流的概念）。范文写作触发脉冲应有足够的幅度。不超过门极电压、电流和功率定额，且在可靠触发区域之内。应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。

VDR22

12

3

4

13、过电压的产生原因：外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外因；内因过电压主要来自装置内部器件的开关过程。

14、过电流保护的方法和第一保护措施：电子电路作为第一保护措施。

15、*缓冲电路（吸收电路）及其作用：抑制电力电子器件的内因过电压、du/dt或者过电流、di/dt，减少器件的开关损耗

ui

C

a)

b)

图1-38

#第二章

1、整流电路中变压器T的作用：起变换电压和隔离的作用。

2、触发延迟角与导通角： 触发延迟角：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,用a表示,也称触发角或控制角；导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角，用θ表示。3、换相重叠角：换相过程持续的时间用电角度γ表示。4、思想汇报专题变压器漏感对整流电路的影响：

5、电力电子装置消耗无功对公共电网的危害：1、无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加；2、无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加；3、使线路压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动。

6、电力电子装置产生的谐波对公共电网的危害：1、谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。2、谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪音和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏；3、谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，会使上述1）和2）两项的危害大大增加，甚至引起严重事故；4、谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表计量不准确。5、谐

篇二：电力电子教材知识点全书总结

范文TOP100《电力电子技术》 期末复习题

第1章 绪 论

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

2 电力变换的种类

（1）交流变直流AC-DC：整流

（2）直流变交流DC-AC：逆变

（3）直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现

（4）交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制

3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。

第2章 电力电子器件

1 电力电子器件与主电路的关系

（1）主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。

（2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件。

2 电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗。

3 电力电子系统基本组成与工作原理

（1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。

（2）检测主电路中的信号并送入控制电路，根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。

（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。

（4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路，以保证系统正常可靠运行。

4 电力电子器件的分类

根据控制信号所控制的程度分类

（1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。

（2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。

（3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。

根据驱动信号的性质分类

（1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR、GTO、GTR。

（2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET、IGBT。

根据器件内部载流子参与导电的情况分类

（1）单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件。如MOSFET。

（2）双极型器件：由电子和空穴两种载流子参数导电的器件。如SCR、GTO、GTR。

（3）复合型器件：有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件。如IGBT。

5 半控型器件—晶闸管SCR

晶闸管的结构与工作原理

晶闸管的双晶体管模型

将器件N1、P2半导体取倾斜截面，则晶闸管变成V1-PNP和V2-NPN两个晶体管。

晶闸管的导通工作原理

（1）当AK间加正向电压EA，晶闸管不能导通，主要是中间存在反向PN结。

（2）当GK间加正向电压EG，NPN晶体管基极存在驱动电流IG，NPN晶体管导通，产生集电极电流Ic2。

（3）集电极电流Ic2构成PNP的基极驱动电流，PNP(转 载于:www.fwwang.cn :电力电子技术总结)导通，进一步放大产生PNP集电极电流Ic1。

（4）Ic1与IG构成NPN的驱动电流，继续上述过程，形成强烈的负反馈，这样NPN和PNP两个晶体管完全饱和，晶闸管导通。

2.3.1.4.3 晶闸管是半控型器件的原因

（1）晶闸管导通后撤掉外部门极电流IG，但是NPN基极仍然存在电流，由PNP集电极电流Ic1供给，电流已经形成强烈正反馈，因此晶闸管继续维持导通。

（2）因此，晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断。

2.3.1.4.4 晶闸管的关断工作原理

满足下面条件，晶闸管才能关断：

（1）去掉AK间正向电压；

（2）AK间加反向电压；

（3）设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下。

2.3.2.1.1 晶闸管正常工作时的静态特性

（1）当晶闸管承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

（2）当晶闸管承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。

（3）晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用，不论门极触发电流是否还存在，晶闸管都保持导通。

（4）若要使已导通的晶闸管关断，只能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。

2.4.1.1 GTO的结构

（1）GTO与普通晶闸管的相同点：是PNPN四层半导体结构，外部引出阳极、阴极和门极。

（2）GTO与普通晶闸管的不同点：GTO是一种多元的功率集成器件，其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小GTO元，这些GTO元的阴极和门极在器件内部并联在一起，正是这种特殊结构才能实现门极关断作用。

2.4.1.2 GTO的静态特性

（1）当GTO承受反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

（2）当GTO承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通。

（3）GTO导通后，若门极施加反向驱动电流，则GTO关断，也即可以通过门极电流控制GTO导通和关断。

（4）通过AK间施加反向电压同样可以保证GTO关断。

2.4.3 电力场效应晶体管MOSFET

（1）电力MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流的，因此它是电压型器件。

（3）当UGS大于某一电压值UT时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，从而使P型半导体反型成N型半导体，形成反型层。

2.4.4 绝缘栅双极晶体管IGBT

（1）GTR和GTO是双极型电流驱动器件，其优点是通流能力强，耐压及耐电流等级高，但不足是开关速度低，所需驱动功率大，驱动电路复杂。

（2）电力MOSFET是单极型电压驱动器件，其优点是开关速度快、所需驱动功率小，驱动电路简单。

（3）复合型器件：将上述两者器件相互取长补短结合而成，综合两者优点。

（4）绝缘栅双极晶体管IGBT是一种复合型器件，由GTR和MOSFET两个器件复合而成，具有GTR和MOSFET两者的优点，具有良好的特性。

2.4.4.1 IGBT的结构和工作原理

（1）IGBT是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。

（2）IGBT由MOSFET和GTR组合而成。

第3章 整流电路

（1）整流电路定义：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。

3.1.1 单相半波可控整流电路

（4）触发角?：

从晶闸管开始承受正向阳极电压起，到施加触发脉冲为止的电角度，称为触发角或控制角。

（7）几个定义

① “半波”整流：改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，因此称“半波”整流。

② 单相半波可控整流电路：如上半波整流，同时电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，因此为单相半波可控整流电路。

3.1.1.3 电力电子电路的基本特点及分析方法

（1）电力电子器件为非线性特性，因此电力电子电路是非线性电路。

（2）电力电子器件通常工作于通态或断态状态，当忽略器件的开通过程和关断过程时，可以将器件理想化，看作理想开关，即通态时认为开关闭合，其阻抗为零；断态时认为开关断开，其阻抗为无穷大。

3.1.2 单相桥式全控整流电路

3.1.2.1 带电阻负载的工作情况

（1）单相桥式全控整流电路带电阻负载时的原理图

① 由4个晶闸管（VT1~VT4）组成单相桥式全控整流电路。

② VT1 和VT4组成一对桥臂，VT2 和VT3组成一对桥臂。

（2）单相桥式全控整流电路带电阻负载时的波形图

① 0~?：

?VT1~VT4未触发导通，呈现断态，则ud?0、id?0、i2?0。?uVT1?uVT4?u2，uVT1?uVT4?1u2。2

②?~?：

?在?角度时，给VT1 和VT4加触发脉冲，此时a点电压高于b点，VT1 和VT4承受正向电压，因此可靠导通，

uVT1?uVT4?0。

?电流从a点经VT1、R、VT4流回b点。

?ud?u2，i2?id，形状与电压相同。

③?~(???)：

?电源u2过零点，VT1 和VT4承受反向电压而关断，uVT1?uVT4?1。u2（负半周）2?同时，VT2 和VT3未触发导通，因此ud?0、id?0、i2?0。④ (???)~2?：

?在(???)角度时，给VT2 和VT3加触发脉冲，此时b点电压高于a点，VT2 和VT3承受正向电压，因此可靠导

通，uVT2?uVT3?0。

?

?

?VT1 阳极为a点，阴极为b点；VT4 阳极为a点，阴极为b点；因此uVT1?uVT4?u2。电流从b点经VT3、R、VT2流回b点。

ud??u2，i2??id。

（3）全波整流

在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，因此该电路为全波整流。

（4）直流输出电压平均值

1?22U21?cos?1?cos??0.9U2?22??

（5）负载直流电流平均值

Id?Ud??2U2sin?td(?t)?Ud22U21?cos?U1?cos???0.92 R?R2R2

（6）晶闸管参数计算

① 承受最大正向电压：1(2U2) 2

② 承受最大反向电压：2U2

③ 触发角的移相范围：??0时，Ud?0.9U2；??180o时，Ud?0。因此移相范围为180o。④ 晶闸管电流平均值：VT1、VT4与VT2、VT3轮流导电，因此晶闸管电流平均值只有输出直流电流平均值的一半，即IdVT?U1?cos?1。Id?0.452

2R2

3.1.2.2 带阻感负载的工作情况

（1）单相桥式全控整流电路带阻感负载时的原理图

（2）单相桥式全控整流电路带阻感负载时的波形图

?

?分析时，假设电路已经工作于稳态下。假设负载电感很大，负载电流不能突变，使负载电流id连续且波形近似为一水平线。①?~?：

?在?角度时，给VT1 和VT4加触发脉冲，此时a点电压高于b点，VT1 和VT4承受正向电压，因此可靠导通，

uVT1?uVT4?0。

?

?

?电流从a点经VT1、L、R、VT4流回b点，ud?u2。id为一水平线，iVT1,4?id?i2。VT2 和VT3为断态，iVT2,3?0

篇三：电力电子技术总结

电力电子技术总结

1晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是阳极，门极和阴极。

2单向半波可控整流电路中，控制角α最大移相范围是0~180°

3单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始导通到关断之间的角度是导通角

4在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为√6U2

5在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控可获得较高的输出电压

6直流斩波电路是将交流电能转化为直流电能的电路

7逆变器分为有源逆变器和无源逆变器8大型同步发电机励磁系统处于灭磁运行时，三相全控桥式变流器工作于有源逆变

9斩波器的时间比控制方式分为点宽调频，定频调宽，调宽调频三种

10 DC/DC变换的两种主要形式为斩波电路控制型和直交直电路

11在三相全控桥式变流电路中，控制角和逆变角的关系为α+β=π

12三相桥式可控整流电路中，整流二极管在每个输入电压基波周期内环流次数为6次 13在三相全控桥式整流逆变电路中，直流侧输出电压Ud=-2.34U2cosβ

14在大多数工程应用中，一般取最小逆变角β的范围是β=30°

15在桥式全控有源逆变电路中，理论上你逆变角β的范围是0~30°

16单相桥式整流电路能否用于有源逆变电路中是

17改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变输出电压的幅值

电流型逆变器中间直流环节贮能元件是大电感

19三相半波可控整流电路能否用于有源逆变电路中？能

20在三相全控整流电路中交流非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有星型和三角形 21抑制过电压的方法之一是用储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗 22为了利用功率晶闸管的关断，驱动电流后延应是一个负脉冲

23 180°导电型电压源型三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上下两个开关元件之间进行

24改变SPWM逆变器的调制波频率，可以改变输出电压的基波频率。

25恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是减小器件的存储时间，从而加快关断时间。26在三相全控桥式整流电路单脉冲触发方式中，要求脉冲宽度大于60°

27整流电路的总的功率因数P/S

28 PWM跟踪控制法的常用的有滞环比较方式和三角波比较方式

29单相PWM控制整流电路中，电源IsY与Us完全相位时，该电路工作在整流状态 30 PWM控制电路中载波比为载波频率与调制信号之比 Fc/Fr

31电力电子就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。分为电力电子器件制造技术和变流技术

32电力电子系统由主电路，控制电路，检测电路，驱动电路和保护电路组成。

33整流电路：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。

34逆变电路定义：把直流电逆变为交流电的电路

35有源逆变电路：将交流侧和电网连接时的逆变电路，实质是整流电路形式。

36无源逆变电路：将交流侧不与电网连接，而直接接到负载的电路。

逆变电路分类：为电压型逆变电路（直流侧为电压源）和电源型逆变电路（直流侧为电流源） 38 PWM控制定义：脉冲宽度控制技术39 SPWM波形：PWM波形脉冲宽度按正弦规律变化，与正弦波等效时。

40异步调制：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式，即N值不断变化。

41控制方式：保持载波频率Fc固定不变，这样当调制信号频率Fr变化时，载波比N试变化的

42同步调制：在逆变器输出变频工作时，使载波与调制信号波保持同步的调制方式，即改变调制信号波频率的同时成正比的改变载波频率，保持载波比N等于常数。

43分段同步调制：把逆变电路的输出频率范围划分成若干个频段，每个频段内保持载波比N为恒定，不同频段内的载波比不同。

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