电力电子技术课程总结

电力电子技术课程总结

截止到第十七周，意义非比寻常的电力电子技术课程就要结束了，本人对这门课程开始就是心怀重视态度对待它，奈何一看教学模式竟然是考查，然后又见到旁边那么多的同学都是采取消极的态度，所以本人的态度也是一落千丈，至此就是心情好时就听老师讲，心情不好抑或是有其他比较有趣的事情的时候就干自己的事情去了，虽然偶尔也会忌惮于老师的发威而艰难的将眼睛往黑板上挪，但心中始终想的是自己的事情（呵呵，在此对老师说句sorry），好了，废话不扯了，还是说正事吧，以下就是我本人对电力电子的一些想法和理解以及从网上了解的相关应用，当然这些仅仅只是从我听了课的那几次课来介绍，其他没有介绍的请见谅(原因就不多说了哈)。

首先解释一下，什么是电力电子技术。书本上如是说：电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。我理解是，就是强电模块的电力和弱电模块的电子相结合从而形成的一门新兴技术，主要是由电力学，电子学以及控制理论三个学科相互交叉相互补充而成的，已经成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课程（可惜，本校由于课程改革竟然把本课程放到大四来开，而且还是考查，这就导致本校学生对电力电子技术这门课程的不重视以及对相关技术术语的迷茫不懂，这是一个亟待改进的问题）。

然后就是介绍一些相关的但是比较重要的电力电子器件。首先是种类：

其中器件的典型代表就是晶闸管，谈到晶闸管必须讨论一下这原件的两个主要功能：整流和续流。我只介绍关于整流方面的相关类容（原因就不多说哈）。经过我的听课，整流电路是电路中保证稳定的一个必要因素，也是不可缺少的因素，由于可控元件的不同导致导通角和关断角都会不一样，至于工作原理，波形以及

管压降就请自行查阅相关书本。整流电路中存在几种特殊的状态依次是：逆变（有源/无源）；整流以及无环流（可能由于对术语不熟悉的原因，某些字不是很精确，请见谅）。整流电路又可以分为几种类型分别是：单相半波整流电路、单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流、电路三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路，其中整流电路的负载又有以下三种：电阻、阻感、反电势。下面仅仅附上最简单的单相半波可控整流电路的电路原理图，其他相关波形请查阅书本。

除了整流电路之外，比较重要的电力电子概念就是斩波电路，斩波，顾名思义就是将波形斩断，做到输出可调，其中的直流斩波电路又有升压和降压两种。牵涉到的相关参数有平均电压、电流的计算、占空比a 等等。本课程中对于复合/多重多相斩波电路不作要求。整流电路和斩波电路之外还有逆变电路。所谓逆变电路就是将直流转变为交流的相关电路，同时要区别无源逆变电路和有源逆变电路的异同点，逆变电路的基本工作原理、主要用途、换流方式具体细节参照书本，逆变电路中可以分为电压型逆变电路、电流型逆变电路。具体电路图由于篇幅限制不在此介绍。当然对于某个电路我们要能够区别这是整流电路还是逆变电路，关键就是看电流是有直流变为交流还是由交流变为直流，前者我们称为逆变，后者称为整流。

谈完这些，最后不能落下的就是PWM控制技术，由于本人对这个不是很了解，一下只是简单介绍一下相关事情，PWM控制的基本原理是面积等效原理，而SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。PWM控制方法有计算法、调制法和跟踪法等三种方法。当然我们也必须知道单极性和双极性PWM 调制有什么区别以及了解特定谐波消去法的原理。

以上只是按照书本上的大概内容讲述了一下我所了解到的知识点，下面我将主要从电力电子技术在各个领域尤其是电力系统领域的应用，当然，限于本人的水平，我只能粗浅的谈谈大致的应用，详细的以及相关原理应用请读者自行查询相关书籍。

异步电机变频调速系统、混合动力汽车、不间断电源（UPS）、电池充电器、感应加热炉、变速恒频风力发电等相关设备都是应用了有关的电力电子技术，而电力电子在电力系统中的应用则是可以细分很多方面，简单的说光伏发电接口超导储能、有源电力滤波器（APF）、静止无功补偿（SVC）、静止无功发生器（SVG）、高压直流输电（HVDC）、灵活交流输电系统（FACTS），由于本人在本学期同时选修了电力系统经济技术讲座，在这课程当中，老师着重介绍的柔性发电技术同样是电力电子技术的重要应用方面。比如说高压直流输电（HVDC）、静止无功补偿（SVC）、静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）、晶闸管控制串联电容装置（TCSC、CSC、ASC）、次同步振荡阻尼器（SCR）、晶闸管控制相角调节器（TCPAR、PST）、静止调相机（STACON）、晶闸管控制动态制动器（TCDB）、统一潮流控制器（UPFC）。

由于技术讲座这门课程同样是选修课程，我们只是对其有了一个大概的了解而已，读者若想深入研究，请参考相关资料。

第二篇：电力电子技术自我总结

1.晶闸管的基本结构：螺栓型和平板型晶闸管的三个极名称：阳极A、阴极K和门极G 晶闸管导通的条件：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。或：＞0且＞0。

2.维持电流：室温下门极断开，元件从较大的通态电流降至刚好能维持晶闸管导通所必须的最小阳极电流。擎住电流：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。同一晶闸管，通常约为的2~4倍。

4.硬开通：当晶闸管的正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo，则漏电流急剧增大，器件开通。控制角：从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用α表示,也称触发延迟角。导通角：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度，用θ表示。

5.双向晶闸管结构：是一对反并联的普通晶闸管的集成，有两个主电极和，一个门极G。额定电流：用有效值来表示。

6.常用的保护：过电压保护、过电流保护、缓冲电路。

7.晶闸管常用的过电压保护方式：一般用RC吸收电路。抑制外因过电压的措施中，用RC过电压抑制电路。对大容量的电力电子装置，用反向阻断式RC电路。

8.晶闸管的串联：①晶闸管的额定电压小于实际要求时，可用两个以上同型号器件串联。②理想的串联希望各器件承受的电压相等。为了静态均压，应选用静态参数和特性尽量一致的器件，采用电阻均压（小电阻）；为了动态均压，应选用动态参数和特性尽量一致的器件，采用RC并联支路，采用门极强脉冲触发可以显著减小器件开通时间上的差异。

晶闸管的并联：①多个器件并联来承担较大的电流。②晶闸管并联时会分别因静态和动态特性参数的差异而电流分配不均匀。为了静态均流，应选用静态参数和特性尽量一致的器件，采用电阻均流（大电阻）；为了动态均流，应选用动态参数和特性尽量一致的器件，采用均流电抗器，采用门极强脉冲。

当需要同时串联和并联晶闸管时，通常采用先串后并的方法联接。

9.三相半波可控的自然换相点在30^o处。三相桥式全控在60^o处。

10.三相全控桥晶闸管的触发方式：宽脉冲触发和双脉冲触发。

11.触发脉冲顺序：VT₁→VT₂→VT₃→ VT₄→VT₅→VT₆

12.变压器漏抗对电路的电压的影响：整流输出电压平均值U_d降低。

13.整流状态，E_M>0、I_d>0，正组工作；逆变状态，E_M>0、I_d<0，反组工作；

整流状态，E_M<0、I_d<0，反组工作；逆变状态，E_M<0、I_d>0，正组工作。

14.锯齿波移相电路移相范围: 180°-240°。15.三相变压器接法：共有24种。

16.不能实现有源逆变的电路：半控桥或有续流二极管的电路，(因其整流电压U_d不能出现负值，故不能实现有源逆变。欲实现有源逆变，只能采用全控电路。)

17.按逆变后能量馈送去向不同来分类，逆变分为：有源逆变和无源逆变。

18.电流型逆变电路的特点：①直流侧串联有大电感，相当于电流源。直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻态。 ②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锯齿波，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。 ③当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。

19.直流斩波电路的作用：将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。

20.换流方式：器件换流、电网换流、负载换流、强迫换流。

21.单相交流调压带不同负载时的移相范围：①电阻负载0≤α≤π；②阻感负载φ≤α≤π。

22.变频器的作用：直接把一种频率的交流（或先整流成直流）变成另一种频率或可变频率的交流。

23.PWM逆变电路控制方式：计算法和调制法。 SPWM波的宽度按正弦规律变化。

1.为何单相半控桥整流电路带大电感负载时还需加接续流二极管？

答：带电感性负载的半控桥式整流电路加接续流二极管是为了避免发生失控现象。所谓失控，就是当控制角增大到180°以上或突然切断触发电路时，会发生正在导通的晶闸管一直导通而两个二极管轮导通的失控现象。此时触发信号对输出电压失去了控制作用，失控在使用中是不允许的。

2.PWM逆变电路的控制方法主要有哪几种？简述异步调制与同步调制的定义？

答:计算法和调制法。异步：载波信号和调制信号不保持同步、载波比N变化的调制方式。同步：载波比N等于常数，并在变频时使载波和信号波保持同步的方式。

3.什么叫逆变失败？逆变失败的原因是什么？逆变的最小角是多少？

答：逆变失败：逆变过程中因某种原因使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。

原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。逆变的最小角β一般取30°~35°。