1、Summer Vocation Jobs For Yousheng-1-Copy right 2012 电力电子技术：所谓的电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术，电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支（电力电子学技术与信息电子学技术的主要区别是功率的大小）。电力电子器件的一般特性：因为处理的电功率较大，为了减少本身的损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在开关状态（即饱和与截止两种状态）。当器件的开关频率较高时，开关损耗会随之增大而可能成为器件功率损耗的主要因素。电力电子器件的分类：通过控制信号可以控制其导通而不能控制器关断的电力电子器件称为半控型器件。这类器件主要是指晶闸管及其大
2、部分派生器件。通过控制信号既可以控制器导通，又可以控制其关断的电力电子器件称为全控型器件，也称自关断器件。该类器件最常用的是绝缘栅双极型晶体管（IGBT）和电力场效应晶体管（电力 MOSFET）。不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件称为不可控器件。如电力二极管。半控型器件晶闸管的开通与关断 开通方法 关断方法 晶闸管的伏安特性 其伏安特性是阳极电压与阳极电流的关系。UAK0,IG0 阳极电压的变化率（dtdu）足够大 UA大于等于方向击穿电去掉电压源 增大 R（使 IAIH）,IH为阳极维持电流 加偏压电流 UAK90o，其 Ud为负值。充分条件：电路支流回路中必须要有足够大的电感，以保证
3、有源逆变连续进行。有源逆变与无源逆变的区别主要在于交流侧是否接在电网上，如果是则为有源逆变，如果不是，则是无源逆变。换流方式 器件换流逆变电路；电网换流逆变电路；负载换流逆变电路；强迫换流逆变电路。1.器件换流：利用全控型器件的自关断能力进行换流。在采用 IGBT、电力 MOSFET、GTO、GTR 等全控型器件的电路中，其换流方式即器件换流。2.电网换流：由电网提供换流电压称为电网换流。该换流方式不适用于没有交流电网的无源逆变电路。3.负载换流：由负载提供换流电压称为负载换流。凡是负载电流的相位超前于负载电压的场合，都可以实现负载换流，当负载为电容性负载时，就可以实现负载换流。4.强迫换流：
4、设置附加的换流电路，给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或反向电流；强迫换流通常利用附加电容上所储存的能量来实现。电压型逆变电路 主要特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角Summer Vocation Jobs For Yousheng-6-Copy right 2012 无关。而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。当交流侧为阻感性负载时需要提供无功功率，直流侧电容起到缓冲无功能量的作用。为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通路，逆变桥各臂都并联了反馈二
5、极管。半桥逆变电路 输出电压 uo为矩形波，其幅值为 Um=21Ud。输出电流 io波形随负载情况而异。设 t2时刻 以前 V1为通态，V2为断态。t2时刻给 V1关断 信号，给 V2开通信号，则 V1关断，但感性负 载中的电流 io不能立即改变方向，于是 VD2导 通续流。当 t3时刻 io降为零时，VD2截止，V2 开通，io开始反向。同样，在 t4时刻给 V2关断信号，给 V1开通信号后，V2关断，VD1先导通续流，t5时刻 V1才开通。全桥逆变电路 单相桥式逆变电路的移相调压方式 把幅值为 Ud 的矩形波 uo 展开成傅里叶级数得：uo=d4U(sint+31sin3t+51sin5t
6、+)其中，基波的幅值 Uo1m和基波有效值 Uo1分别为：Uo1m=dU4=1.27Ud+-Ud dU21dU21uo Ud uo io Summer Vocation Jobs For Yousheng-7-Copy right 2012 Uo1=dU22=0.9Ud 电流型逆变电路 主要特点：直流侧串联大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。电路中开关器件的作用仅是改变直流电流的流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况的不同而不同。当交流侧为阻感性负载时需要提供无功功率，直流侧电感器缓冲无功能量的作用。因
7、为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不必像电压型逆变电路那样给开关器件反并联二极管。电路图如下：（D1D4 的作用是保护 IGBT）图中 R 和 L 串联即为感应线圈的等效电路，因为功率因数很低，故并联补偿电容 C。电容 C 和 L、R 构成并联谐振回路，故这种逆变电路也被称为并联谐振式逆变电路。负载Ud Id Summer Vocation Jobs For Yousheng-8-Copy right 2012 换流方式要求负载电流超前于电压，因此补偿电容应使负载过补偿，是负载电流总体上工作在容性，并略失谐的情况下。直流-直流变流电路 直流-直流变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压和可
8、调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。直接直流变流电路也称斩波电路。直流斩波电路包括六种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk 斩波电路、Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路。降压斩波电路如下图：负载电压的平均值为：Uo=offonontttE=TtonE=E 式中，ton为 V1处于通态的时间；toff为 V1处于断态的时间；T 为开关周期；为导通 占空比，简称占空比和导通比。由式可知，输出到负载的电压平均值 Uo最大为 E，减少占空比，Uo随之减小。负载电流平均值为：Io=REUmo 在一个周期内，电感的平均值电流等于负载的平均值电流（前提
9、是 L 无穷大）。升压斩波电路 工作原理：假设电路中电感 L 值很大，电容 C 值 也很大。当可控开关 V 处于通态时，电源 E 向电感 L 充电，充电电流基本恒定为 I，同时电容 C 上的电压向负载 R 供电。因 C 值很大，基本保持输出电压 uo为恒值，记 为 Uo。设 V 处于通态的时间为 ton，此阶段电感 L 积蓄的能量为 EI1ton。当 V 处于断态时，E 和 L 共同向电容 C 充电并向负载 R 提供能量。设 V 处于断态的时间为 toff，则在此期间uo io E E uo i1 i2 Summer Vocation Jobs For Yousheng-9-Copy righ
10、t 2012 电感释放的能量为（Uo-E）I1toff。当电路工作于稳态时，一个周期 T 中电感 L 积蓄的能量与释放的能量相等，即 EI1 ton=(Uo-E)I1 toff 化简得：Uo=offoffontttE=offtTE 将升压比的倒数记作，即 =Ttoff,则 和占空比 有：+=1。因此，Uo=1E=11E 输出电流平均值为：Io=RUo=RE1 电流源电流 I1为：I1=EUoIo=21RE 单相交流调压电路 电阻负载，电路如右图所示 该电路在触发延迟角为 时，负载电压有 效值 Uo、负载电流有效值 Io、晶闸管电流有效 值 IVT和电路的功率因数 分别为：Uo=)()sin2(121tdtU =U12sin21 Io=RUo IVT=)()sin2(2121tdtRU=2sin21221RU u1 io uo Summer Vocation Jobs For Yousheng-10-Copy right 2012 =SP=o1ooIUIU=1oUU=2sin21 从以上各式可以看出，移相范围为0 。当=0 时，相当于晶闸管一直导通，输出电压为最大值，Uo=U1。随着的增大，Uo逐渐减小。直到=时，Uo=0.此外，=0 时，功率因数=1，随着的增大，输出电流滞后于电压且发生畸变，也逐渐降低。
