广东海洋大学电力电子复习纲要DOC.docx
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广东海洋大学电力电子复习纲要DOC
《电力电子技术》课程学习纲要
1器件
晶闸管SCR:
正常导通关断条件:
1.正向电压,门极有触发电流。
2.反向电压关断;利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到近于零的某一数值以下。
晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用
电流定额:
I(有效值)=1.57IT(AV)(IT(AV)--------通态平均电流)
全控型GTOIGBTMOSFET基本特点:
导通关断控制方式,工作频率,容量。
GTOIGBTMOSFET
导通:
正压门极触发UGE>UGE(th)UGS>UT
关断:
门极负脉冲UGE=0或反压UGS=0或反压
开关器件串联:
1.目的:
增大电压容量
2.问题:
均压
3.解决方法:
选件同参;并阻均压;强脉冲触发
开关器件并联:
1.目的:
增大电流容量
2.问题:
均流
3.解决方法:
选件同参;串均流电抗器;强脉冲触发
设备/器件保护:
过压:
阻容,压敏电阻,避雷器,静电屏蔽层
过流:
熔断器,过流继电器,断路器,电子电路
触发电路:
有足够的幅度、陡度、宽度及良好的可靠性、抗扰性、电气隔离性。
2.整流电路
单相全控整流电路R,RLE负载整流计算波形
R:
Ud=0.9U2[cosα+1]/2
Id=Ud/R
加串L:
Ud=0.9U2cosα
Id=Ud/R
I2=Id
RLE:
Ud=0.9U2cosα
Id=(Ud-E)/r
三相全控整流电路RLE负载整流逆变计算波形
Ud=2.34U2cosα
Id=(Ud-E)/(R+Rx)U*
U*=Ud-Rx*Id
P=U*Id
λ=0.955cosα
轻载断流影响:
平均值Ud增大;断流升压对电机调速不利----相当出现电压扰动。
控制角α输出Ud与功率因数关系:
α越小,Ud越高,功率因数λ越高。
单相三相全波整流器时交直流侧谐波(次数)
单相:
交流侧-----n=2k+1=3,5,7…谐波
直流侧-----2倍次谐波(=0)
三相:
交流测-----n=6k±1=5,7,11...次谐波
直流侧-----6倍次谐波(=0)
不为0-------越近90谐波幅值越大
交流漏感影响:
出现换相重叠角γ,整流输出电压平均值Ud降低。
(可等效为内阻电路)。
多重化整流电路作用
多重---多组串并联
目的:
减小交直流谐波;
提高功率因数。
整流电路的有源逆变
整流器输出负电压(电流恒正)->输出负功率
直流功率->交流功率。
逆变——直流->交流。
无源逆变—变流侧为负载。
有源逆变—交流侧为电网。
电路:
可输出负电压的整流电路。
逆变的条件
(1)有直流电动势E,其极性和晶闸管导通方向一致
(2)有足够大的平波电抗
(3)α>90°,使Ud为负值。
β=180°-α=0~90°时,称逆变角
逆变失败的原因
1.触发电路工作不可靠,如脉冲丢失、脉冲延时等,致使晶闸管不能正常换相。
2.晶闸管发生故障,该断时不断,或该通时不通。
3.交流电源缺相或突然消失。
。
4.换相的裕量角不足,引起换相失败。
逆变失败(颠覆)
逆变时,由于换相失败,Ud升高使Id急剧升高。
有源逆变在直流输电、新能源发电的应用
直流可逆调速,交流绕线机调速,高压直流输电。
晶闸管直流电动机系统:
RΣ较小,id大变化只引起n的小变化----硬特性。
电流断续时特性变软,Id小变化引起n大变化。
等效:
Udo增加(几倍),RΣ大增(十几,几十倍),不利于调速。
3.斩波器
基本降压、升压斩波器电路;αβ电流路径,电压电流波形
降压斩波器电路升压斩波电路
升、降、升降压型斩波器基本计算公式
降压斩波电路:
输出电压平均值Uo=αE+δEm(io不连续)
=αE(io连续)
负载电流平均值:
Io=(Uo-Em)/R
升压斩波电路:
电路---利用L电势升压
电压:
Uo=E/β=E/(1-α)
电流:
Io=Uo/R
E*IL≈Uo*Io
IL≈(Uo/E)Io=Io/β
注意:
如负载开路,C将充电至很高电压
升降压斩波电路:
Uo=(α/β)E=αE/(1-α)
α=0~0.5:
Uo α=0.5~1: Uo>E 断流影响: 电流断续则Uo被抬高 实验四象限斩波器电压电流波形 多重化斩波器作用 脉波频率升高,有利滤波平稳电流 可增大输出容量 可冗余备用,提高抗故障能力。 4交交变流 相控调压电路α、输出电压功率与功率因数关系 输出电压与a的关系: a↑→U0↓ 与a的关系: a=0→功率因数=1 a↑,输入电流滞后↑且畸变↑→↓。 单相调压电阻负载基本波形,计算(α=60°90°) α: 0°60°90° P/Pm: 100%80%50% I/Im=U0/Ui100%90%70.7% Pm为全导通功率,Im为全导通电流 Pm=U2/RP=I2/R 三相Y/Y交流调压基本特点: 器件导通数,输出电压波形与谐波 1.VT1、3、5导通,a,b,c正压 VT2、4、6导通,a,b,c反压 2.触发脉冲: 双脉冲或宽脉冲触发 顺序1,2,3,4,5,6...间隔60o 3.初始靠线电压导通,其0压点超前相电压30o,故0°≤α<150°(以相压0点为α的0点) 注: 负载相电压=电源相电压----三(管)相导通 负载相电压=电源线电压/2----二(管)相导通
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