太原理工大学电力电子技术.doc

一 电力电子器件的分类（按照被控电路信号所控制的程度）：1半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断2全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断3不可控器件：不能用控制信号来控制其通断二、名词解释1.通态平均电流IT(AV)：晶闸管在环境温度为40℃和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值2.维持电流IH：维持电流是指使晶闸管维持导通所必须的最小电流3.擎住电流IL：擎住电流是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三、晶闸管导通的条件：a阳极阴极间加正向电压b门极与阴极间加正向电压c、Ia达到擎位电流以上四、晶闸管关断的条件a、阳极与阴极间电压降为零b、Ia减小到维持电流以下五、称触发角或控制角：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称为触发延迟角，用a表示，也称触发角或控制角六、则当a突然增大至180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使Ud成为正弦半波，即半周期Ud为正弦，其平均值保持恒定，出现失控现象 有续流二极管VDR时，续流过程由VDR完成，在续流阶段晶闸管关断，这避免了某一个晶闸管持续导通从而导致失控的现象。

七、电阻负载时α角的移相范围为0°～150°可见阻感负载时的移相范围为0°～90°八、从触发角α=0°时的情况可总结三相桥式全控整流电路的特点： ①每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管 ②对触发脉冲的要求：6个晶闸管的脉冲按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的顺序，相位依次差60°；共阴极组VT1.VT3.VT5的脉冲依次差为120°，共阳极组VT4.VT6.VT2 也依次差120°；同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2脉冲差180°③整流输出电压Ud一周期脉动六次，每次脉动的波形都一样，故该电路为六脉波整流电路④为确保电路的正常工作，需保证同时导通的两个晶闸管均有脉冲为此，可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于60°，为宽度冲触发；另一种方法，在触发某个晶闸管的同时，给前一个晶闸管补脉冲，即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60°，脉宽一般为20°~30°，称为双脉冲触发九、变压器漏感对整流电路影响的一些结论：a出现换相重叠角γ， 整流输出电压平均值Ud降低。

b整流电路的工作状态增多，例如三项桥的工作状态由6种增加至12种c 晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通有时候人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di/dtd换相时晶闸管点烟出现缺口，产生正的du/dt，可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路e换相使电网电压出现缺口，成为干扰源十、电力电子装置要消耗无功功率，会对公用电网带来的不利影响：1， 无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加2， 无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加3， 无功功率使线路压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动十一、逆变：把直流电转变成交流电，这种对应于整流的逆向过程递变的原因①触发电路工作不可靠，不能适时准确的给各晶闸管分配脉冲，使晶闸管不能换相如脉冲丢失，脉冲延时，使交流电源电压和直流电动势顺向串联，造成短路②晶闸管发生故障，在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应该导通时，器件不能导通，造成逆变失败③在逆变工作时，交流电源发生缺相或突然消失，由于直流电动势的存在，晶闸管任然导通，此时变流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的交流电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路④换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器露抗引起重叠角对逆变电路换相的影响有源逆变电：把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。

当交流侧和电网连接时，这种逆变电路称为有源逆变电路无源逆变：如果变流电路的交流侧不与电网连接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，称为无源逆变十二 电力电子会对无用电网带来什么不利影响【消耗无功功率】①无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加②无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加③无功功率使线路压降增大，冲击性无功负载还会使电压剧烈波动谐波】电力电子装置还会产生谐波，对公用电网产生危害，包括：①谐波使电网中的原件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的三次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾②谐波影响各种电气设备的正常工作，是电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热，使绝缘老化、寿命缩短以致损坏③谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，会使详述①和②二项的畏寒大大增加，甚至引起严重事故④谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，兵士电气测量仪表计量不准确⑤谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。

十三、要使整流电路工作在逆变状态，必须满足两个条件1要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压2要求晶闸管的控制角α>π/2，使Ud为负值十四、确定最小逆变角βmin 的依据：δ为晶闸管的管段时间tq折合的电角度；γ为换相重叠角；θ’为安全裕量角折算到电角度δ 为 4°~5 ° 其γ的值为 15°~20 °安全裕量角 是十分重要的当变流器工作在逆变状态时，由于种种原因，会影响逆变角，如不考虑裕量，有可能破坏 β>βmin 的关系，导致逆变失败在三相桥式逆变电路中，触发器输出的六个脉冲，它们的相位角间隔不可能完全相等，有的比期望值偏前，有的偏小，这种脉冲的不对称程度一般可达 5~10 °这样最小β 的 一般取30~35 °十五、逆变失败的原因：1，触发电路工作不可靠，不能适时，准确地给各晶闸管分配脉冲，如脉冲丢失，脉冲延时等，致使晶闸管不能正常换相，使交流电源电压和直流电动势顺向串联，形成短路2，晶闸管发生故障，在应该阻断期间，器件失去阻断能力，或在应该导通时，器件不能导通，造成逆变失败3，在逆变工作中，交流电源发生缺相或突然消失，由于直流电动势的存在，晶闸管仍可导通，此时交流器的交流侧由于失去了同直流电动势极性相反的交流电压，因此直流电动势将通过晶闸管使电路短路。

4，换相的裕量角不足，引起换相失败，应考虑变压器漏抗引起重叠角对逆十五、十六 变电路换电压型逆变电路的主要特点：直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低主抗由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管十七、电流型逆变电路的主要特点：直流侧串联大电感，相当于电流源直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗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矩形波，并且与负载阻抗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相的影响十八 电压型逆变电路有以下主要特点：①直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗②由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位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，直流侧电容起缓冲无功能量的作用为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管十九 对触发脉冲的要求①每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管②对触发脉冲的要求：六个晶闸管的脉冲按VT1--VT2--VT3--VT4--VT5--VT6的顺序，相位依次差60°；共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°；同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°③整流输出电压Ud一周期脉动六次，每次脉动的波形都一样，故该电路为六脉波整流电路。