電力電子復(fù)習(xí)指導(dǎo)

1、 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)一、教學(xué)內(nèi)容第一部分：緒論1、電力電子技術(shù)概述定義、與其它學(xué)科的關(guān)系、研究體系、電力變換的類型和電力電子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2、電力電子技術(shù)的發(fā)展史3、電力電子技術(shù)的應(yīng)用重點(diǎn)：掌握電力電子技術(shù)的定義及特征，以及電力電子技術(shù)的知識(shí)體系與其它學(xué)科的關(guān)系，電力變換的基本類型，電力變換的類型和電力電子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。第二部分：電力電子器件的原理與特性1、電力電子器件的分類主要從 3 個(gè)方面進(jìn)行分類（門(mén)級(jí)驅(qū)動(dòng)特性、載流特性和控制特性）2、晶閘管（SCR）的結(jié)構(gòu)、原理、動(dòng)靜態(tài)特性和通斷控制特性3、其它電力電子器件（GTO、GTR、MOSFET、IGBT）的結(jié)構(gòu)、原理、動(dòng)

2、靜態(tài)特性和通斷控制特性。重點(diǎn)：掌握電力電子器件的分類及各種類型電力電子器件的特性，掌握晶閘管導(dǎo)通及關(guān)斷的條件(導(dǎo)通條件：承受正向電壓并施加門(mén)極觸發(fā)信號(hào)；關(guān)斷條件：使流過(guò)晶閘管的電流降低到維持電流以下)，單極型器件和雙極型器件的性能比較。 晶閘管和 GTO 在結(jié)構(gòu)上的的特點(diǎn)及特性的區(qū)別。第三部分：相控整流電路章節(jié)1、相控整流電路概述整流電路的分類、相控整流電路的基本參數(shù)定義2、單相相控整流電路單相半波、單相橋式全控、單相橋式半控、單相全波整流電路在電阻負(fù)載、阻感負(fù)載及反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載下的工作原理、波形特征、基本電氣參數(shù)的計(jì)算。3、三相相控整流電路三相半波、三相橋式全控、三相橋式半控整流電路在電阻

3、負(fù)載、阻感負(fù)載及反電動(dòng)勢(shì)阻感負(fù)載下的工作原理、波形特征、基本電氣參數(shù)的計(jì)算。4、漏抗對(duì)整流電路的影響Copyrigh tby Zhaotao1 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)換相重疊過(guò)程對(duì)整流輸出電壓的影響以及換相重疊角的計(jì)算5、有源逆變電路有源逆變電路實(shí)現(xiàn)的條件，最小逆變角及單相、三相有源逆變電路分析重點(diǎn)：掌握單、三相全控橋式整流電路帶阻感負(fù)載電路分析、關(guān)鍵波形繪制及主要參數(shù)的計(jì)算，以及有源逆變，功率因素的計(jì)算。第四部分：DC-DC 變換1、直流斬波器概述直流斬波器的定義以及直流斬波器的控制方式2、基本直流斬波器基本升壓及降壓直流斬波器的電路結(jié)構(gòu)及工作原理，能夠計(jì)算輸出輸入直流電壓的關(guān)系3、隔離 DC

4、-DC 變換器重點(diǎn)：了解直流斬波器的作用及三種控制方式，掌握降壓和升壓斬波器的電路結(jié)構(gòu)，電路分析及輸入輸出電壓關(guān)系式的推導(dǎo)。掌握正激和反激的電路結(jié)構(gòu)，電路分析及輸入輸出電壓關(guān)系式的推導(dǎo)。分析 buck-boost 電路和 CUK 電路的輸出輸入直流電壓的關(guān)系。第五部分：AC-AC 變換重點(diǎn)：交流調(diào)壓和調(diào)功電路的的相關(guān)電路、控制與計(jì)算，交交變頻器和矩陣變頻器的基本原理。第六部分：無(wú)源逆變1、換流方式2、無(wú)源逆變電路概述無(wú)源逆變電路與有源逆變的區(qū)別，無(wú)源逆變電路的分類3、電壓型無(wú)源逆變電路單相電壓型無(wú)源逆變電路的基本特性，阻感負(fù)載時(shí)輸出電壓及電流波形4、電流型無(wú)源逆變電路重點(diǎn)：掌握換流方式，無(wú)源逆

5、變電路與有源逆變電路的區(qū)別，電壓型逆變電路與電流型逆變電路的工作特性， 單相、三相逆變電路輸出電壓關(guān)系。輸出電壓諧波規(guī)律。Copyrigh tby Zhaotao 2 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)第七部分 PWM 控制技術(shù)1、脈寬調(diào)制技術(shù)脈寬調(diào)制技術(shù)的基本原理、實(shí)現(xiàn)方式、 PWM 逆變電路的諧波分析2、PWM 整流電路重點(diǎn)：?jiǎn)螛O型調(diào)制和雙極型調(diào)制的區(qū)別，脈寬調(diào)制技術(shù)的基本原理及實(shí)現(xiàn)方式，直流側(cè)電壓利用率的提高、PWM 整流電路的工作原理和控制方式。第八部分 軟開(kāi)關(guān)技術(shù)重點(diǎn)：軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的基本概念和各種軟開(kāi)關(guān)電路的分類。第九部分 電力電子器件的共性技術(shù)重點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)、保護(hù)、電力電子器件的串、并聯(lián)。第十部分 電

6、力電子技術(shù)的應(yīng)用1、交流組合變流電路2、開(kāi)關(guān)電源3、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用重點(diǎn)：各種交流組合變流電路的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，開(kāi)關(guān)電源和線性電源的區(qū)別，優(yōu)點(diǎn)、典型結(jié)構(gòu)和控制方式。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償、諧波抑制、電能質(zhì)量控制等方面的技術(shù)和裝置。說(shuō)明：本復(fù)習(xí)指導(dǎo)是電力電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容的基本概括，難免掛一漏萬(wàn)，本指導(dǎo)僅作為復(fù)習(xí)中的參考。其中的例題不對(duì)應(yīng)考題。Copyrigh tby Zhaotao3 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo).二、習(xí)題講解1、電力電子技術(shù)的定義和作用電力電子技術(shù)是研究利用電力電子器件實(shí)現(xiàn)電能變換和控制的電路，內(nèi)容涉及電力電子器件、功率變換技術(shù)和控制理論，作用是把粗電變成負(fù)載需要的

7、精電。2、電力電子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)電力電子系統(tǒng)包括功率變換主電路和控制電路，功率變換主電路是屬于電路變換的強(qiáng)電電路，控制電路是弱電電路，兩者在控制理論的支持下實(shí)現(xiàn)接口，從而獲得期望性能指標(biāo)的輸出電能。3、電力電子器件的分類（1）從門(mén)極驅(qū)動(dòng)特性可以分為：電壓型和電流型（2）從載流特性可以分為：?jiǎn)螛O型、雙極型和復(fù)合型（3）從門(mén)極控制特性可以分為：不可控、半控及全控型4、晶閘管導(dǎo)通及關(guān)斷的條件導(dǎo)通條件：承受正向陽(yáng)極電壓及門(mén)極施加正的觸發(fā)信號(hào)關(guān)斷條件：流過(guò)晶閘管的電流降低到維持電流以下。5、單極型器件與雙極型器件的性能區(qū)別單極型器件：工作速度快、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)功率小、但是器件容量小；雙極型器件：器件

8、容量大、導(dǎo)通壓降小，但是驅(qū)動(dòng)功率大、驅(qū)動(dòng)電路相對(duì)復(fù)雜。6、有源逆變實(shí)現(xiàn)的條件實(shí)現(xiàn)的條件是基于相控整流電路形式，滿足：（1）負(fù)載側(cè)存在直流電勢(shì)，并且直流電勢(shì)的絕對(duì)值大于整流輸出電壓的絕對(duì)值；（2）晶閘管的觸發(fā)角大于 90 度；7、有源逆變和無(wú)源逆變的區(qū)別有源逆變是把直流電能逆變成交流電能后送給電網(wǎng)；無(wú)源逆變是把直流電能逆變正交流電能后送給負(fù)載；8、半控橋整流電路能夠用于有源逆變：半控橋不能用于有源逆變，因?yàn)榘肟貥蛘鬏敵鲭妷菏冀K大于零。9、直流斬波器的控制方式1）時(shí)間比控制方式（1）定頻調(diào)寬Copyrigh tby Zhaotao 4 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)（2）定寬調(diào)頻（3）調(diào)頻調(diào)寬10、電壓型

9、無(wú)源逆變電路的特性電壓型無(wú)源逆變電路輸入為恒定的直流電壓，輸出電壓為方波交流電壓，輸出電流波形與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，阻感需要在功率電子器件旁邊反并聯(lián)二極管，以提供滯后電流的續(xù)流回路。11、電力變換的基本類型包括四種變換類型： （1）整流 ACDC（2）逆變 DCAC（3）斬波 DCDC（4）交交電力變換 ACAC12、正弦脈寬調(diào)制技術(shù)的基本原理及實(shí)現(xiàn)方式正弦脈寬調(diào)制技術(shù)是把正弦波調(diào)制成一系列幅值相等，寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖列，實(shí)現(xiàn)的方式有計(jì)算法和調(diào)制法兩種，調(diào)制法分為單極型調(diào)制和雙極型調(diào)制。三、例題1某電阻性負(fù)載要求 024V直流電壓，最大負(fù)載電流I =30A，如采用由 220V交流直接供d電（

10、選擇合適的整流電路）? 試計(jì)算晶閘管的導(dǎo)通角、額定電壓、額定電流、電路的功率因數(shù)，對(duì)電源容量的要求，并畫(huà)出輸出電壓為 24V時(shí)的，輸出電壓和晶閘管兩端的壓降。2、三相全控橋式整流電路帶大電感負(fù)載，負(fù)載電阻R =4，要求U 從 0220V之間變化。dd試求：(1)不考慮控制角裕量時(shí)，整流變壓器二次線電壓。(2)計(jì)算晶閘管電壓、電流值，如電壓、電流取 2 倍裕量，選擇晶閘管型號(hào)。3、有一開(kāi)關(guān)頻率為 25kHz的Buck變換電路工作在電感電流連續(xù)的情況下，L=0.05mH，輸入電壓U =15V，輸出電壓U =10Vd0(1) 求占空比的大??；(2) 求電感中電流的峰-峰值I；(3) 若允許輸出電壓的

11、紋波U /U =5%，求濾波電容C的最小值。004、單相交流調(diào)壓電，如果負(fù)載為電阻性負(fù)載，U2 sin u =22t ，開(kāi)通角為，試求：Copyrigh tby Zhaotao5 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)1）負(fù)載電壓的有效值；2）負(fù)載功率3）電源功率因數(shù)5、三相橋式電壓型逆變電路采用 1801)求輸出相電壓基波幅值和有效值2)求輸出線電壓基波幅值和有效值u23548X電方式3)輸出線電壓中五歡諧波的有效值。1 解：（1）采用半波整流電路供電時(shí)+U 1 cos，=U20.45d2U =24V時(shí) 120o120 180dooU = 2U = 311T2VUI24R = 0.8d30d311 212U1

12、t d t0.83 86A=sin(2 ) +I =VT22sin2232R286II=54.7ATT AV1.57()1.57考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為 700V 和 110A。Kp110-7電源提供有功功率= 86 0.8 =5916.8W18.92kVA22P= I R2電源提供視在功率電源側(cè)功率因數(shù)=S U I 86 220 =2 2P = 0.312SCopyrigh tby Zhaotao6 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)（1）采用橋式全控整流電路供電時(shí)+1 cos ，U =U2d0.92U =24V時(shí) 139o139 180doo31113918011U = 0.8si

13、n(2 139)51.4 A=+I22sint d tVT2R22251.4I=IVT AV32.7 AT1.5772.7 A()1.57I = 2I 2VT考慮安全裕量，晶閘管的額定電壓、額定電流分別為 700V 和 70A。取 KP70-7電源提供有功功率= 72.7 0.8 = 4228.222WPS= I R2= U I = 15.994kVA電源提供視在功率2 2PS 7 電力電子技術(shù)復(fù)習(xí)指導(dǎo)2、解：（1）因?yàn)閁 =2.34U cos ；不考慮控制角裕量， = 0 時(shí)od2U= 94V2.34U =d2168.2=3 =U U2l2V230.36 =2）晶閘管承受最大電壓為 U2（V取 2 倍的裕量,U =460.6VRM1晶閘管承受的平均電流為I = IdTd3UR220V=又因?yàn)?I =55A= d4dd所以I =18.33A，取