機車電力電子技術(shù)教學(xué)課件

時間反復(fù)無常，鼓著翅膀飛逝機車電力電子技術(shù)機車電力電子技術(shù)第一章緒論第一節(jié)概述電子技術(shù)包括:信息電子技術(shù)、電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)包括:電力電子器件、電力電子變流技術(shù)、控制技術(shù)電力電子技術(shù)的任務(wù):實現(xiàn)電力變換。電力變換通?？煞炙拇箢怉C-DC變換,即將交流電變換為直流電,稱為整流2.DC-AC變換,即將直流電變換為交流電,稱為逆變3.DC-DC變換,即將一種電壓的直流變?yōu)榱硪环N電壓的直流可用直流斬波器實現(xiàn)。4.AC-AC變換,即把交流電的參數(shù)(幅值、頻率)加以轉(zhuǎn)換,稱為交流變換第二節(jié)電力電子技術(shù)的應(yīng)用電力電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、電力系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、家電等行業(yè)1.工業(yè)生產(chǎn):用于電力拖動中的水泵、風(fēng)機、壓縮機,變頻技術(shù)的交直流調(diào)速,整流電源的電解、電鍍。2.交通運輸:用于電氣化鐵路中的直流傳動電力機車整流或斬波裝置,交流傳動電力機車變頻調(diào)速裝置,城市電車的斬波或變頻裝置等。3.電力系統(tǒng):用于直流輸電的送電端整流,受電端的逆變,晶閘管控制無功補償?shù)取?.新能源:用于太陽能、風(fēng)力發(fā)電裝置與電力系統(tǒng)連接。5通訊計算機:UPS與開關(guān)穩(wěn)壓電源直流源系統(tǒng)。6.醫(yī)療設(shè)備:激光、超聲波、掃描機的高壓電源。7.家用電器:變頻空調(diào)、冰箱、電子節(jié)能燈等。第三節(jié)電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢電力電子器件具有高電壓、大電流、大功率器件的特點未來發(fā)展主要在以下方面1.由半控型器件向全控型器件轉(zhuǎn)移2向高頻快速方向發(fā)展。3.大功率電力電子器件采用模塊化封裝。4.采用數(shù)字化控制方式5.采用新型半導(dǎo)體材料制造新型功率器件第二章電力電子器件第一節(jié)電力電子器件概述電力電子器件的發(fā)展概況自1947年美國貝爾實驗室發(fā)明晶體管半導(dǎo)體固態(tài)電子學(xué)誕生。50年代后以硅二極管為代表的電力平等體器件及相應(yīng)的變流技未裝置迅速發(fā)展,1957年美國通用電氣研制第一只可控型電力電子器件一晶閘管(SCR)半導(dǎo)體固態(tài)電子學(xué)有兩個發(fā)展方向一是以晶體管集成電路為核心的對信息處理的微電子技術(shù)是以晶閘管為核心的對電能變換與控制的電力電子技術(shù)從90年代起,電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)進一步結(jié)合使電子器件朝著大容量、智能化方向發(fā)展。如國產(chǎn)藍箭列車的主變流器采用單個容量為4500V/1500A的PM模塊。在GTO、lGBT基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型大功率電力電子器件,如集成門極換流晶閘管(lGCτ)、發(fā)射極關(guān)斷晶閘管(ET○)、電子注入増強型門極晶體管等,容量達到4500V/3000A,有的達到6000V/6000A、電力電子器件的分類1.根據(jù)不同的開關(guān)特性,電力電子器件可分三大類(1)不可控器件:通常為兩端器件,具有整流作用,無控制功能。如PN結(jié)整流管等(2)半控型器件:通常為三端器件,控制信號只能控制開通,不能控制關(guān)斷。如:普通晶閘管(SCR)快速晶閘管、雙向晶閘管、逆導(dǎo)型晶閘管、光控晶閘管。(3)全控器件:也為三端器件,控制信號可控制開通,也可控制關(guān)斷。如可關(guān)斷晶閘管(GT)、電力晶體管(GTR)三端場控器件(絕緣柵極晶體管IGBT、靜電感應(yīng)晶體管S|T)等2根據(jù)體內(nèi)電子和空穴兩種載流子參入導(dǎo)電情況,電力電子器件可分三種類(1)單極型:一種載流子參入導(dǎo)電的器件。如:功率MOSFET、靜電感應(yīng)晶體管等。(2)雙極型:電子和空穴兩種載流子參入導(dǎo)電的器件。如:PN結(jié)整流管普通晶閘管、電力晶體管。(3)混合型:由單極型和雙極型兩種器件組成的復(fù)合型器件,如:絕緣柵雙極晶體管(lGBT)和MOS控制晶閘管(MCT)等3.根據(jù)控制信號不同,電力電子器件可分二種類型(1)電流控制型電力電子器件由PN結(jié)組成的電力電子器件電子和空穴都參入導(dǎo)電。為了控制器件的開通與關(guān)斷,必須給器件體內(nèi)注入電流或從體內(nèi)抽出電流電流控制型器件可分二類是晶體管類,如:電力晶體管及模塊是晶閘管類,如:普通晶閘管、可關(guān)斷晶閘管電流控制器件的共同特點1)器件內(nèi)有電子和空穴兩種載流子導(dǎo)電2)具有導(dǎo)電調(diào)制效應(yīng),3)控制極輸入阻抗低,控制電流、控制功率大(2)電壓控制型器件(場效應(yīng)電力電子器件)器件內(nèi)主電極(漏極、源極或陽極、陰極)傳導(dǎo)的工作電流是通過加在第極(柵極或門極)上的電壓在主電極間產(chǎn)生可控電場來改變其大小和斷通狀態(tài)的。加在第三極為電壓信號,故稱電壓控制型器件。因為主電極間產(chǎn)生的電場控制電流,也稱場控器件或場效應(yīng)器件電壓控制型器件的共同特點1)輸入阻抗高。2)工作頻率高。3)工作溫度高第二節(jié)電力二極電力二極管的工作原理電力二極管由一個大面積PN結(jié)和兩端引(線及封裝組成PN結(jié)具有單向?qū)щ娦浴?(正向電壓(正向偏置):二極管陽極(A極電力二極管極接電源正極,陰極(K極)接電源負極反向電壓(反向偏置):二極管陽極(A極極接電源負極,陰極(K極)接電源正極。正向?qū)顟B(tài):電力二極管PN結(jié)處于正向偏置狀態(tài),電流從P流向N,PN結(jié)為低電阻。反向截止狀態(tài):電力二極管PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài),PN結(jié)為高電阻。有較小的反向漏電流流過PN結(jié)。PN結(jié)具有一定的反向耐壓能力:如反向電壓過大,PN結(jié)反向截止狀態(tài)破壞,反向電流急增,發(fā)生反向擊穿電力二極管的特性與數(shù)1.電力二極管的伏安特性(圖222電力二極管的開關(guān)特性(圖2-3):電力二極管在零偏置、正向偏置、反向偏置三種狀態(tài)轉(zhuǎn)換時呈現(xiàn)的動態(tài)特性(1)關(guān)斷特性:電力二極管由正向偏置的通態(tài)轉(zhuǎn)換為反向偏置的斷態(tài)過程中電壓、電流隨時間變化的關(guān)系(圖2-3a)(2)開通特性:電力二極管由零偏置轉(zhuǎn)換為正向偏置的通態(tài)過程的電壓電流隨時間變化的關(guān)系(圖23b)正向轉(zhuǎn)為坂向置)零偏置轉(zhuǎn)為正向置配22電極管的伐特性圖3電力二橫管開關(guān)程3電力二極管的主要參數(shù)(1)額度正向平均電流:IF(AV:器件長期運行時,允許流過的最大交流電流平均值(2)正向電壓U:在指定溫度下,器件流過某一指定穩(wěn)定正向電流時,管子兩端的電壓。(3)反向重復(fù)峰值電壓∪RRM:器件能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓(c為擊穿電壓UB的2/3)。(4)反向漏電流IRR:器件對應(yīng)于反向峰值電壓時,流過的反向電流(5)最高工作結(jié)溫TJM∶器件的PN結(jié)不損壞前提下能承受的最高平均溫度通常:125-175C)(6)浪涌電流lFSM:器件能承受的最大的一個或連續(xù)幾個工頻周期的過電流4.電力二極管的主要類型(1)普通二極管:用于KHz以下整流電路。(2)快恢復(fù)二極管:用于高頻整流和逆變電路(3)肖特基二極管:用于200V以下低壓電路電力二極管作用:在整流電路中作整流,在感性負載電路中做續(xù)流,在變流電路中做電壓隔離、箝位、保護。常見電力二極管主要性能參數(shù)見教材表2-1謝謝！21、要知道對好事的稱頌過于夸大，也會招來人們的反感輕蔑和嫉妒?！喔?/p>

22、業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨?！n愈

23、一切節(jié)省，歸根到底都