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电力电子复习.doc- 1- 《电力电子技术》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,也叫斩波电路(4 )交流变交流 AC-AC :可以是电压或电力的变换,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。 4 、相控方式; 对晶闸管的电路的控制方式主要是相控方式 5、斩方式: 与晶闸管电路的相位控制方式对应, 采用全空性器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制方式。相对于相控方式可称之为斩空方式。第1章电力电子器件一、电力电子器件概述 1 电力电子器件与主电路的关系(1 )主电路:电力电子系统中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。广义可分为电真空器件和半导体器件。 2 电力电子器件一般特征:1、处理的电功率小至毫瓦级大至兆瓦级。2、都工作于开关状态, 以减小本身损耗。3、由电力电子电路来控制。 4 、安有散热器 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 )电流驱动型器件: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 )电压驱动型器件: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 。二、不可控器件- 电力二极管电气符号工作原理: 单向导电性- 正向导通,反向截止,反向击穿静态特性(伏安特性) :正向、反向动态特性:导通过程、关断过程- 2- 三、半控型器件—晶闸管— SCR 电气符号晶闸管的关断工作原理承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。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。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。晶闸管正常工作时的静态基本特性(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。晶闸管动态基本特性开通过程关断过程主要参数电压定额、电流定额三、全控型器件 1、门极可关断晶闸管— GTO 电气符号工作原理 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。 GTO 的动态特性: 开通过程、关断过程 2 、电力晶体管— GTR 电气符号工作原理静态特性: 动态特性: 开通过程、关断过程 3 、电力场效应晶体管— MOSFET 电气符号工作原理静态特性:转移特性;伏安特性(输出特性) 动态特性: 开通过程、关断过程注意: (1 )电力 MOSFET 是用栅极电压来控制漏极