电力电子技术学习指导_集美.docVIP

《电力电子技术》 课 程 学 习 指 导 资 料 集美大学轮机学院 2010年2月 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，熟悉和掌握各类电力电子变流电路的结构、工作原理，掌握电力电子变流电路的分析方法，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变流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，并在此基础上进行定量分析。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。 3、注重实践——本课程是一门理论性和实践性均较强的专业技术基础课，要学会从实际应用的角度去分析和掌握各种典型电路。 三、本课程与相关课程的联系 学习本课程以前应先学习电路、电子技术基础、自动控制原理和电机学等。 学习本课程，必须具备电路的基本概念，掌握电路基本定律和分析计算方法，并能够作暂态分析；熟悉基本放大电路原理和集成运放的应用；熟悉晶体管、MOS管的工作原理，器件的外特性和典型数字集成电路的逻辑功能及外特性。 第二部分 课程学习的基本要求及重点难点内容分析 第一章 电力电子器件 1、本章学习要求 1.1 功率二极管，要求达到“熟悉”层次。 1）功率二极管的结构、工作原理、基本特性、主要参数； 2）功率二极管额定电流的定义。 1.2 晶闸管，要求达到“掌握”层次。 1）晶闸管的结构、工作原理及伏安特性。 2）晶闸管主要参数的定义及其含义。 3）电流波形系数kf的定义及计算方法。 4）晶闸管导通和关断条件 5）能够根据要求选用晶闸管。 1.3 门极可关断晶闸管（GTO），要求达到“熟悉”层次。 1）GTO的结构、工作原理、特点和主要参数。 1.4 电力晶体管（GTR），要求达到“熟悉”层次。 1）GTR的结构、工作原理、特点和主要参数。 1.5 功率场效应管（P-MOSFET），要求达到“熟悉”层次。 1）功率场效应管的特点，基本特性及安全工作区。 1.6 绝缘栅双极型晶体管（IGBT），要求达到“熟悉”层次。 1）IGBT的工作原理、特点、擎住效应及安全工作区。 2、本章重点难点分析 有关晶闸管电流计算的问题： 晶闸管是整流电路中用得比较多的一种电力电子器件，在进行有关晶闸管的电流计算时，针对实际流过晶闸管的不同电流波形，应根据电流有效值相等的原则选择计算公式，即允许流过晶闸管的实际电流有效值应等于额定电流IT对应的电流有效值。 利用公式I = kf×Id = 1.57IT进行晶闸管电流计算时，一般可解决两个方面的问题：一是已知晶闸管的实际工作条件（包括流过的电流波形、幅值等），确定所要选用的晶闸管额定电流值；二是已知晶闸管的额定电流，根据实际工作情况，计算晶闸管的通流能力。前者属于选用晶闸管的问题，后者属于校核晶闸管的问题。 1）计算与选择晶闸管的额定电流 解决这类问题的方法是：首先从题目的已知条件中，找出实际通过晶闸管的电流波形或有关参数（如电流幅值、触发角等），据此算出通过晶闸管的实际电流有效值I，考虑（1.5~2）倍的安全裕量，算得额定电流为IT = (1.5~2) I /1.57，再根据IT值选择相近电流系列的晶闸管。 2）校核或确定晶闸管的通流能力 解决这类问题的方法是：由已知晶闸管的额定电流，计算出该管子允许通过的电流有效值。根据实际电流波形求出电流波形系数，算得晶闸管允许的实际电流平均值为Id = 1.57IT / kf（未考虑安全裕量时）。 3、本章典型例题分析 例1.1 晶闸管导通和关断的条件是什么？ 解：晶闸管导通条件是：1）晶闸管阳极和阴极之间施加正向阳极电压；2）晶闸管门极和阴极之间必须加上适当的正向脉冲电压和电流。 在晶闸管导通后，门极就失去控制作用，欲使其关断，只