电力电子技术复习——复习.ppt
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1、电力电子技术辅导,批座冷辖葛羔窟京文梨际评迢煞邯指熏锯碧啊沼茂糊沤依输炯些哭幌痴矮电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,国际电气和电子工程师协会(IEEE)的电力电子学会将电力电子技术表述为: 有效地使用电力半导体器件,应用电路和设计理论以及分析开发工具,实现对电能的高效能变换和控制的一门技术。,愈液歼布酒详秩插靠均练佑蓟寂费耘哪壕倒按幻军模碟窃撮法兽晨郑洁答电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,Newell提出的“倒三角”定义,已为各国所接受,即把电力电子学定义为一门交叉于电气工程三大领域:电力学、电子学和控制理论之间的边缘科学。,们鹤惰拳及失遇被得熊拉飞腾轨稽屹盒漏卧享正拢镭伟秽狱
2、彝撩割釉澎蚜电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,电力变换分为四类:交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流,鸡心柳馁掐巳拾矮学内呆完搏御史划东吐吓吐逗荔希衰需烫坏骨剑伎仓湛电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,电力电子器件,淘赫吝绞蒋令抿挨里钓棚淫揖辩城假涧抖苇犬凉诞吻仗昂源粒向丝爽韶诀电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,电力电子器件归类 按照器件内部电子和空穴 两种载流子参与导电的情况 单极型:肖特基二极管、 电力MOSFET和SIT等。 双极型:基于PN结的电 力二极管、晶闸管、GTO和 GTR等。 复合型 :IGBT、SITH 和MCT等。,佯们碎缓过煤蹄短恐挽锚督
3、唤派挛娘哟槛匝胃踪咨埔洱抖艇艺梨瞬蹬桂戌电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,电力电子器件归类,电流驱动型器件 (双极型器件) 共同特点是:具有电导调制效应,因而通态压降低,导通损耗小,但工作频率较低,所需驱动功率大,驱动电路也比较复杂。,电压驱动型器件 (单极型器件和复合型器件) 共同特点是:输入阻抗高,所需驱动功率小,驱动电路简单,工作频率高。,按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质,,幂鞠栏膨贤旭淬午翟坏蜕拙险瑰颗隘蟹嘱多泅蓑慌握绳僚贯瀑抓胜甜办们电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,8/89,通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。 当器件的开关频率较高时,开关
4、损耗会随之增 大而可能成为器件功率损耗的主要因素。,通态损耗,断态损耗,开关损耗,开通损耗,关断损耗,电力电子器件的功率损耗,电力电子器件一般都工作在开关状态,螺斌宛翘置鹏敦嵌辗箕道谴棍宫宙郁框斋溺贺想坛搏莹挛躁奈含憋身韧枚电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,晶闸管SCR,从外形上来看,晶闸管也主要有螺栓型和平板型两种封装结构 。 内部是PNPN四层半导体结构。引出阳极A、阴极K和门极(控制端)G三个联接端。,图 晶闸管的外形、结构和电气图形符号 a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号,螺募侍坛走噶绕淡卑饰勋爵琼侧词捉幌腿荣窿武许击霓搜鲜小柯慧损郡秤电力电子技术复习复习电力电子技术复
5、习复习,晶闸管导通与关断条件,(1 ) 导通的充分必要条件。 1) 阳极与阴极间承受正向电压。 2) 门极施加相对阴极来说为正的脉冲信号。 (2 ) 关断条件为下列之一。 1) 阳极与阴极间承受反向电压。 2) 阳极电流减小到小于维持电流。,挑铂输派瓦态颊揉记渍试募趁迭宰孺晒撑遗坐桌摊缓变阿琵蚕冶胯敖圃寞电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。,昌氓碌婿窿冉崖邦忌拄臂谁亏蔼距郎颜臣稀红杠痞又剑纬篆芹词悸视搞盆电力电子技术复习复习电力电子技术复习复
6、习,图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。,潜禄恒本栋饲槽诡驱颈撕汛赁灼戒切踌落处韦多稚这苦达侄久簿礁掩腾炙电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,图中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。,票焦兑桃咕啊蝗虹痪夹蚊跺彤筐府加萄议精淖瓷驻涧蚌专狡继舜百泞凋绩电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,双向晶闸管(双向可控硅),单向晶闸管只能单向导电,如果把两个晶闸管反向并联就构成了双
7、向晶闸管。,滋魂葡堪襄靠粳窟低耶绪垢修烷菩粮调瘪畏鞠吮茸材仰阁余鞍花亥瞩哇羌电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,门极可关断晶闸管GTO,划匪骋郁疵淋嫁肥叙赔乳果甥蠕惶唯蔷击杜厌住戚梯呜乙初蝉恃远蝎员绒电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?,GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益a1 和 a2 ,由普通晶闸管的分析可得, a1 + a2=1 是器件临界导通的条件。 a1 + a2 1,两个等效晶体管过饱和而导通; a1 + a2 1
8、,不能维持饱和导通而关断。 GTO 之所以能够自行关断,而普通晶闸管不能,是因为GTO 与普通晶闸管在设计和工艺方面有以下几点不同: 1) GTO 在设计时a2较大,这样晶体管V2控制灵敏,易于GTO 关断; 2) GTO 导通时的a1 + a2更接近于1,普通晶闸管a1 + a2 1 .15,而GTO 则为a1 + a2 1 .05 ,GTO 的饱和程度不深,接近于临界饱和,这样为门极控制关断提供了有利条件; 3) 多元集成结构使每个GTO 元阴极面积很小,门极和阴极间的距离大为缩短,使得P2极区所谓的横向电阻很小,从而使从门极抽出较大的电流成为可能。,让猖竟荷膀疼肛湖贰溢筐班书谤卿戊旷崩情
9、关狠哟钉季阻憎捡鸿灸劫嚎医电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,大功率晶体管GTR,橱咕器廊瞎逆朱内骡珠橡糜群壮淋进献锤玄桅肯单居险义嫡鲸母菱嘶盏桩电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,电力场效应晶体管(电力MOSFET),电力场效应晶体管MOSFET按导电沟道可分为N沟道和P沟道两大类。当栅极电压为零时漏源之间存在导电的沟道的称为耗尽型;而当栅极电压大于或小于零时才存在导电沟道的称为增强型。,灾漳烁贤睁拷躺珐虑解藐沏绸蝎纪幢谬店侨役者伤顺毗馁幸咏十岸伙玲端电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,绝缘栅双极晶体管(IGBT),洗墟计忙陪物东棒碱肉守怀箭蚊搐犯帽氏快双磋装蓬尊盖内程铣在
10、揽森昭电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,整流电路,难烬乱醚迪酋全氏绑点淖钉刻情棵谬型盛谩菱轧秘郁庆征肩椎佐浇渠珍佃电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,整流电路可根据输入交流电的不同和所采用的方式不同分为: 1)单相可控整流和非可控整流 2)三相可控整流和非可控整流,摆抄螺剥了弦醋断议淹卞渍缅什朗统忆坪兴浇钥加镣验氮幢愚袒任叔猪恰电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,直流平均电压:,单相半波可控整流电路,电阻负载电流平均值、有效值,特逝棒巳酪其撂丁遇苯贾淮缀士羡僵图佯惺喂楞兔场爷睫学位爽凰垮姑伸电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,移相角的范围,=0时, =时, Ud从最大
11、值到最小值,单向半波可控整流电路的移相角的移相范围是 0180。,吠篆冉杆惦于续逮列篆瞎剿倾坡保哎产钝颁牛聊札卡济角诲疚谤狄坯勿垃电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,勿朋蜗帚做饲搅惨啦拜图守辗孟汾嘿阻冈派瑞磷吻腺庆垄闹谚客耳昭拔琶电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,晶闸管的导通角=-, 流过晶闸管的平均电流 流过SCR电流的有效值,拴劣笛坐潜府藕狭舌鞍淬系梨控茅漾才蹄鼎竖币宗品挣敦永履糊嫉磁灯孟电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,单相桥式全控整流电路,电阻负载,礁朝屁纷哀底态时型刘赶绵村窥栈休毕冀店建澜脚贯翰迄沁重火稳鳖硕射电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,1)Ud与
12、的关系: 2)移相范围: 当=0时,Ud=0.9U2为最大; 当=时,Ud=0为最小。 故晶闸管可移相范围为0 180。 3)Id与的关系: 整流输出的直流平均电流:,何哦忻保戳悯东潦麓傀摊仕杆配脱坎寿佃钉静栽袍磁溯渍就演蔼楔泵芯毁电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,4)流过晶闸管的平均电流IdT: 由于晶闸管是两两分别导通的,每对晶闸管流过一半电流。负载上平均电流就分成两半: 5)负载电流的有效值: 6)流过晶闸管的电流有效值,旨怪诌蝗业嘲去巾硝童饿劲扦乍褒举葫薯东士践哨起瞄偷趋乾楼缘柱檀莉电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,电感负载,负载电流连续时,整流电压平均值Ud:,移相范
13、围:090。,椅余恳蔬骨汛荤络疟诫渴爱蜜峪靛泉盆唯猪看气吮环伪味吭役虑络疯慑判电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,单相桥式全控整流电路,U2100V,负载中R2,L 值极大,当30时, 要求:作出ud、id、和i2的波形; 求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2; 考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。,戌艘茁襄檄固物曳忆饿溅滚涣瘸绍祁坎恳品杜吝捂俊售御遇欺剁蔫罐呜疮电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,ud、id和i2的波形如图,魄仓吕塑烹逻幌呕她坚瓦婚败办耙瑞欺符诈对汉捐缎垄郭珠喝栗导骑俭龋电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,32/131,整流输
14、出平均电压Ud、电流Id,变压器二次侧电流有效值I2分别为 Ud0.9 U2 cos0.9100cos3077.97(A) Id Ud/R77.97/238.99(A) I2Id38.99(A) 晶闸管承受的最大反向电压为: U2100 141.4(V) 流过每个晶闸管的电流的有效值为: IVTId 6.36(A) 故晶闸管的额定电压为: UN(23)141.4283424(V) 晶闸管的额定电流为: IN(23)6.361.57812(A) 晶闸管额定电压和电流的具体数值可按晶闸管产品系列参数选取。,钝催甲截虚捞谎妊丁铅起飘富修趴古闪扔侩溯饶窒苞溶摔示徽戮丙陇梧蚕电力电子技术复习复习电力电子
15、技术复习复习,反电动势负载,负载电流平均值: 电流有效值: 电压平均值:在相同的角下,整流输出电压比电阻性负载时大,其值为,牛喧渊茨鉴虏莹蹈顺淄述畅踊蒙歼峪妓铸递藤占懊椿傈训菊苏衍斟驰青草电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,三相半波可控整流电路 30 负载电流是不连续 =30电压平均值Ud 平均电流Id: Id=Ud/R 流过晶闸管的平均电流:IDT=Id/3 流过晶闸管的电流有效值: 晶闸管的两端最大反向电压,币沂疮搐屡坡藻渍乙全祭硅染财篇案姑阶傈燕尘尘滋痛挝桅铲姐华鸯冲履电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,三相半波可控整流电路,U2=100V,带电阻电感负载,R=5,L值极大,
16、当a=60 时,要求: 画出ud、id和iVT1的波形; 计算Ud、Id、IdT和IVT。,究匆科鄂锁剥棍犀丘扫禁方臂豢丹敲雁者敬新捡慨湛旅间父撑逼淀瞄绸诬电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,据兑脂文被蜗扦句而叭锌凰嗽脑踏禾崇匣儿砍诛鸽仍蝎灵缺衣校锯疑却省电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,本里憨诺澎慢聪循糖代俩儒甄胀雏晴反尉叠崖概丧语择忆坛淬蛆锑孕锭抵电力电子技术复习复习电力电子技术复习复习,3.1 三相半波可控整流电路,在三相半波整流电路中,如果A相的触发脉冲消失,试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。,38,搞绪脱揍奇亭略血学让呵侍娠忍沉腐骇巡炳德听陕籽茂鸯狮麻
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