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电力电子技术重点王兆安第五 版 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：普通通过直流斩 波电路实现 (4) 交流变交流 AC-AC：普通称作交流电 力控制 3 电力电子技术分类： 分为电力电子器件 创造技术和变流技术。 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 或者控制任务的电路。 (2)电力电子器件：指应用于主电路中， 能够实现电能变换或者控制的电子器件。 2 电力电子器件普通都工作于开关状态， 以减小本身损耗。 3 电力电子系统基本组成与工作原理 (1)普通由主电路、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者关断。 (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者 (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。 (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， 称为触发角或者 控制角。 (7)几个定义 d d① “半波”整流：改变触发时刻， u d d 波形随之改变， 直流输出电压u 为极性不 d 变但瞬时值变化的脉动直流， 其波形只在 u 正半周内浮现，因此称“半波”整流。 2 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者断 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， 看做理想开关， 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(VT ~VT )组成单相桥 1 4 式全控整流电路。 4 2 3② VT1 和 VT 组成一对桥臂， VT 4 2 3 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 ~ ： VT ~VT 未触发导通，呈现断态， 1 4 则 u = 0 、i = 0 、i = 0。 d d 2 1 uVT1 + uVT4 = u 2 ，uVT1 = uVT4 = 2 u 2 。 1 ② ~ ： 在 角度时，给 VT1 和 VT4 加触发 脉冲， 此时 a 点电压高于b 点，VT 1 和 VT 承受正向电压，因此可靠导 4 通， u = u = 0。 VT1 VT4 电流从 a 点经 VT 、R、VT 流回 b 1 4 点。 u = u ，i