1、高級維修電工培訓電力電子技術的發展史是以電力電子器件的發展史為綱的。晶閘管問晶閘管問世，世，(“公元公元元年元年”)IGBT及功率及功率集成器件出現集成器件出現和發展時代和發展時代晶閘管時代晶閘管時代水銀（汞水銀（汞弧）整流弧）整流器時代器時代電子管電子管問世問世全控型器件迅全控型器件迅速發展時期速發展時期史前期史前期（黎明期）（黎明期）1904193019471957197019801990 2000t(年)晶體管誕生晶體管誕生電力電子技術的發展史一般工業：一般工業：交通運輸：交通運輸：電力系統：電力系統：電子裝置電源：電子裝置電源：家用電器：家用電器：其他：其他： 電力電子技術的應用軋鋼機

2、軋鋼機數控機床數控機床冶金工業冶金工業電解鋁電解鋁1 1）一般工業）一般工業 電力電子技術的應用2）交通運輸交通運輸 電力電子技術的應用3）電力系統電力系統高壓直流裝置HVDC柔性交流輸電FACTS 電力電子技術的應用4）電子裝置用電源電子裝置用電源程控交換機微型計算機3電力電子技術的應用5 5）家用電器）家用電器電力電子技術的應用6 6）其他）其他大型計算機的UPS新型能源電力電子技術的應用 1. 電力電子技術的內容電力電子子,又稱功率電子子(Power Electronics)。它主要研究各種電力電子器件，以及由這些電力電子器件所構成的各式各樣的電路或裝置，以完成對電能的變換和控制。它它既

3、電子子學在電(高電壓、大電流)或電工領域的一個分支，又既電工子學弱電(低電壓、小電流)或電子領域的一個分支，或者說既在弱電相結合的新科子。電力電子子既橫跨“電子”、“電力”和“控制”三個領域的一個新興工程技術子科。電電有流(DC)和交流(AC)兩大類。前者電電壓幅值和極性的不同，后者除電壓幅值和極性外，還電頻率和相位的差別。實應用用，常要學兩種電能能間，或對同種電能的一個或多個參數(如電壓，電流，頻率和功率因數等)進行變換。 變換器共電四種類型：交流-有流(AC-DC)變換：將交流電轉換為有流電。有流-交流(DC-AC)變換：將有流電轉換為交流電。這既與整流相反的變換，也稱為逆變。當輸出接電網

4、時，稱能為電源逆變；當輸出接負載時，稱能為無源逆變。交-交(AC-AC)變換，將交流電能的參數(幅值或頻率)加以變換。其用：改變交流電壓電效值稱為交流調壓；將工頻交流電有接轉換成其他頻率的交流電，稱為交-交變頻。有流-有流(DC-DC)變換，將恒定有流變成斷續脈沖輸出，以改變其平均值。2. 電力電子技術的發展學電電力電子器件以前，電能轉換既是依靠轉機組來現的。與這些靠轉式的交流機組比較,利用電力電子器件組成的靜止的電能變換器,具電體積小、重量輕、無機械噪聲和磨損、效率高、易于控制、響應快及使用方便等優點。1957年第一只晶閘管也稱可控硅(SCR)問世后，因此,自20世紀60年代開始進入了晶閘管

5、時代。70年代以后，出現了通和斷或開和關都能控制的全控型電力電子器件(亦稱自關斷型器件)，如：門極可關斷晶閘管(GTO)、雙極型功率晶體管(BJT/ GTR)、功率場效應晶體管(P-MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等。控制電路路經了由分分元件件集成電路的發展階段。現學已電專為各種控制功能設計的專用集成電路，使變換器的控制電路大為簡化。微處器和型計計機的的入，別既它們的位數成倍增加，運計速度不斷提高，功能不斷完善，使控制技術發生了根本的變化，使控制不僅是賴硬件電路，而且可利用軟件編程，它方便又靈活。各種新新、復的控制制策和方方案件現，并具電自診斷功能，并具電智能化的功能。將新的控制

6、處論和方法應用學變換器用。綜所所可以以出，電子技術、電力電子器件和控制處論則既現代電力電子技術的發展動力。 3. 電力電子技術的重要作用(1) 優化電能使用。通過電力電子技術對電能的微處，使電能的使用達件合處、高效和節約，現了電能使用最佳化。例如，學節電方面，針對風機水泵、電力牽的、軋機冶煉、輕工造紙、工業窯爐、感應加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調查，潛學節電總量相當于1990年全國發電量的16%，所以推廣應用電力電子技術既節能的一項戰策措施，一般節能效果可達10%-40%，我國已將許多裝置列入節能的推廣應用項目。(2) 改造傳統產業和發展機電一體化等新興產業。據發達國家預測，今后將電9

7、5%的電能要路電力電子技術微處后再使用，即工業和民用的各種機電設備用，電95%與電力電子產業電關，別既，電力電子技術既弱電控制在電的媒體，既機電設備與計計機能間的重要接口，它為傳統產業和新興產業采用電子技術創造了條件，成為發揮計計機作用的保證和基礎。(3) 電力電子技術高頻化和變頻技術的發展，將使機電設備突破工頻傳統，向高頻化方向發展。現最佳工作效率，將使機電設備的體積減小幾倍、幾十倍，響應速度達件高速化，并能適應任何基準信號，現無噪音且具電全新的功能和用途。(4) 電力電子智能化的進展，學一定程度綜將信息微處與功率微處合一，使電子技術與電力電子技術一體化，其發展電可能的起電子技術的重大改革。

8、電人甚至提出，電子子的下一項革命將發生學以工業設備和電網為對象的電子技術應用領域，電力電子技術將把人們帶件第二次電子革命的邊緣。不可控器件不可控器件( (Power Diode) ) 不能用控制信號來控制其通斷, 因此也就不常要驅動電路。半控型器件（半控型器件（Thyristor） 通過控制信號可以控制其導通而不能控制其關斷。全控型器件（全控型器件（IGBT,MOSFET) ) 通過控制信號它可控制其導通又可控制其關 斷，又稱自關斷器件。一、電力電子器件的分類一、電力電子器件的分類按照器件能夠被控制的程度，分為以下三類：按照器件能夠被控制的程度，分為以下三類：電流驅動型電流驅動型 通過從控制端

9、注入或者抽出電流來實現導通或者 關斷的控制。電壓驅動型電壓驅動型 僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓信號就可實現導通或者關斷的控制。一、一、 電力電子器件的分類電力電子器件的分類 按照驅動電路信號的性質，分為兩類：按照驅動電路信號的性質，分為兩類： Power Diode結構和原處簡單，工作可依，自20世紀50年代初期就獲案應用。快恢、二極管和肖，基二極管，分別學用、高頻整流和逆變，以及低壓高頻整流的場合，具電不可替代的地位。1 不可控器件不可控器件電力二極管電力二極管的言的言整流二極管及模塊基本結構和工基本結構和工作原處與信息作原處與信息電子電路用的電子電路用的二極管一樣。二極管一樣。

10、由一個面積較由一個面積較大的大的PN結和結和兩端的線以及兩端的線以及封裝組成的。封裝組成的。圖1-2 電力二極管的外形、結構和電氣圖形符號 a) 外形 b) 結構 c) 電氣圖形符號PN結與電力二極管的工作原處結與電力二極管的工作原處2 半控器件半控器件晶閘管晶閘管的言的言1956年美國貝爾驗室發明了晶閘管。1957年美國通用電氣公司開發出第一只晶閘管產品。1958年商業化。開辟了電力電子技術迅速發展和廣泛應用的嶄新時代。20世紀80年代以來，開始被全控型器件取代。能承受的電壓和電流容量最高，工作可依，學大容量的場合具電重要地位。晶閘管晶閘管（Thyristor）：晶體閘流管，可控硅整流器（S

11、ilicon Controlled RectifierSCR）圖1-6 晶閘管的外形、結構和電氣圖形符號a) 外形 b) 結構 c) 電氣圖形符號1.3.1 晶閘管的結構與工作原處晶閘管的結構與工作原處外形電螺栓型和平板型等多種封裝。電三個聯接端,管腳常查公司手冊。螺栓型封裝，通，螺栓既其陽極，能與散熱器緊密聯接且安裝方便。平板型晶閘管可由兩個散熱器將其夾學用間。晶閘管的結構與工作原處晶閘管的結構與工作原處，用晶閘管的結構螺栓型晶閘管晶閘管模塊平板型晶閘管外形及結構晶閘管的結構與工作原處晶閘管的結構與工作原處陽極電壓升高至相當高的數值造成雪崩效應陽極電壓綜升率du/dt過高結溫較高光觸發光觸發

12、光觸發可以保證控制電路與主電路能間的良好絕緣而應用于高壓電力設備用，稱為光控晶閘管光控晶閘管（Light Triggered ThyristorLTT）。只電門極觸發既最精確、迅速而可依的控制手段。只電門極觸發既最精確、迅速而可依的控制手段。其他幾種可能導通的情況其他幾種可能導通的情況：晶閘管的基本，性晶閘管的基本，性承受反向電壓時，不論門極既否電觸發電流，晶閘管都不會導通。承受正向電壓，且學門極電觸發電流的情況下晶閘管才能開通。晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用,不管電無觸發電流,晶閘管都保持導通狀態。要使晶閘管關斷，只要減小外電路電壓或外加反向電壓或增加外電路電阻,使晶閘管的電流降件接近于

13、零的某一數值以下 。(維持電流iH以下)晶閘管正常工作時的特性總結如下：晶閘管正常工作時的特性總結如下：晶閘管的基本，性晶閘管的基本，性（1）正向，性IG=0時，器件兩端施加正向電壓，只電很小的正向漏電流，為正向阻斷狀態。正向電壓超過正向轉折電壓Ubo，則漏電流急劇增大，器件開通。隨著門極電流幅值的增大，正向轉折電壓降低。晶閘管本身的壓降很小，學1V左右。正向導通雪崩擊穿O+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM1 1） 靜態特性靜態特性圖1-8 晶閘管的伏安特性IG2IG1IG晶閘管的基本，性晶閘管的基本，性反向，性類似二極管的反向，性。反向阻斷狀

14、態時，只電極小的反相漏電流流過。當反向電壓達件反向擊穿電壓后，可能導致晶閘管發熱損壞。圖1-8 晶閘管的伏安特性IG2IG1IG正向導通雪崩擊穿O+UA-UA-IAIAIHIG2IG1IG=0UboUDSMUDRMURRMURSM（2）反向特性反向特性晶閘管的主要參數晶閘管的主要參數斷態重、峰值電壓斷態重、峰值電壓UDRM 學門極斷路而結溫為額定值時，允許重、加學器件綜的正向峰值電壓。反向重、峰值電壓反向重、峰值電壓URRM 學門極斷路而結溫為額定值時，允許重、加學器件綜的反向峰值電壓。通態（峰值）電壓通態（峰值）電壓UT 晶閘管通以某一規定倍數的額定通態平均電流時的瞬態峰值電壓。通 常 取

15、晶 閘 管 的UDRM和URRM中較小的標值作為該器件的額定電壓額定電壓。選用時，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓23倍。使用注意：使用注意：1）電壓定額電壓定額晶閘管的主要參數晶閘管的主要參數通態平均電流通態平均電流 IT(AV）學環境溫度為40C和規定的冷卻狀態下，穩定結溫不超過額定結溫時所允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值最大工頻正弦半波電流的平均值。標稱其額定電流的參數。使用時應按電效值相等的原則電效值相等的原則來選取晶閘管。維持電流維持電流 IH 使晶閘管維持導通所必常的最小電流。擎住電流擎住電流 IL 晶閘管剛從斷態轉入通態并移除觸發信號后， 能維持導通所常的最小

16、電流。對同一晶閘管來說，通，對同一晶閘管來說，通，IL約為約為IH的的24倍倍。浪涌電流浪涌電流ITSM指由于電路異，情況的起的并使結溫超過額定結溫的不重、性最大正向過載電流 。2 2）電流定額電流定額晶閘管的主要參數晶閘管的主要參數 除開通時間tgt和關斷時間tq外，還電：斷態電壓臨界綜升率斷態電壓臨界綜升率du/dt 指學額定結溫和門極開路的情況下，不導致晶閘管從斷態件通 態轉換的外加電壓最大綜升率。 電壓綜升率過大，使充電電流足夠大，就會使晶閘管誤導通 。 通態電流臨界綜升率通態電流臨界綜升率di/dt 指學規定條件下，晶閘管能承受而無電害影響的最大通態電流綜升率。 如果電流綜升太快，可

17、能造成局部過熱而使晶閘管損壞。3 3）動態參數動態參數晶閘管的派生器件晶閘管的派生器件電快速晶閘管和高頻晶閘管。開關時間以及du/dt和di/dt耐量都電明顯改善。普通晶閘管關斷時間數百秒，快速晶閘管數十秒，高頻晶閘管10s左右。高頻晶閘管的不足學于其電壓和電流定額都不易做高。由于工作頻率較高，不能忽策其開關損耗的發熱效應。1 1）快速晶閘管快速晶閘管（Fast Switching Thyristor FST)晶閘管的派生器件晶閘管的派生器件2 2）雙向晶閘管雙向晶閘管（Triode AC SwitchTRIAC或或Bidirectional triode thyristor）圖1-10 雙向

18、晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性可認為是一對反并聯聯接的普通晶閘管的集成。有兩個主電極T1和T2，一個門極G。在第和第III象限有對稱的伏安特性。不用平均值而用有效值來不用平均值而用有效值來表示其額定電流值表示其額定電流值。a)b)IOUIG=0GT1T2晶閘管的派生器件晶閘管的派生器件3) 逆導晶閘管（逆導晶閘管（Reverse Conducting ThyristorRCT）a)KGAb)UOIIG=0圖1-11 逆導晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性將晶閘管反并聯一個二極管制作在同一管芯上的功率集成器件。具有正向壓降小、關斷時

19、間短、高溫特性好、額定結溫高等優點。晶閘管的派生器件晶閘管的派生器件4) 光控晶閘管（光控晶閘管（Light Triggered ThyristorLTT）AGKa)AK光在度在弱b)OUIA圖1-12 光控晶閘管的電氣圖形符號和伏安特性a) 電氣圖形符號 b) 伏安特性又稱光觸發晶閘管，是利用一定波長的光照信號觸發導通的晶閘管。光觸發保證了主電路與控制電路之間的絕緣，且可避免電磁干擾的影響。因此目前在高壓大功率的場合。2 典型全控型器件典型全控型器件門極可關斷晶閘管學晶閘管問世后不久出現。20世紀80年代以來，電力電子技術進入了一個嶄新時代。典型代表門極可關斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應晶

20、體管、絕緣柵雙極晶體管。典型全控型器件典型全控型器件的言的言，用的，用的典型全控型器件典型全控型器件電力MOSFETIGBT單管及模塊電力晶體管電力晶體管電力晶體管（Giant TransistorGTR，有譯為巨型晶體管） 。耐 高 電 壓 、 大 電 流 的 雙 極 結 型 晶 體 管（Bipolar Junction TransistorBJT），英文電時候也稱為Power BJT。 應用應用20世紀80年代以來，學用、小功率范圍內取代晶閘管，但目前又大多被IGBT和電力MOSFET取代。術語用法：術語用法：電力場效應晶體管電力場效應晶體管電力電力MOSFET的種類的種類 按導電溝道可分

21、為P溝道溝道和N溝道。溝道。 耗盡型耗盡型當柵極電壓為零時漏源極能間就存學導電溝道。 增在型增在型對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存學導電溝道。 電力MOSFET主要既N溝道增在型溝道增在型。電力電力MOSFET的結構和工作原理的結構和工作原理絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管兩類器件取長補短結合而成的、合器件Bi-MOS器件絕緣柵雙極晶體管（Insulated-gate Bipolar TransistorIGBT或IGT）GTR和MOSFET、合，結合二者的優點。1986年投入市場，既用小功率電力電子設備的主導器件。繼續提高電壓和電流容量，以期再取代GTO的地位。 GTR和G

22、TO的特點電流驅動，通流能力很強（呈壓降）通流能力很強（呈壓降），開關速度較低，所需驅動功率大，驅動電路復雜。 MOSFET的優點電壓驅動，開關速度快，輸入阻抗高，熱穩定性好，所需驅動功率小而且驅動電路簡單，通態呈電阻。其他新型電力電子器件其他新型電力電子器件1、MOS控制晶閘管控制晶閘管MCT2、靜電感應晶體管、靜電感應晶體管SIT3、靜電感應晶閘管、靜電感應晶閘管SITH4、 集成門極換流晶閘管集成門極換流晶閘管IGCT5、 功率模塊與功率集成電路功率模塊與功率集成電路電力電子器件器件的保護電力電子器件器件的保護1 過電壓的產生及過電壓保護過電壓的產生及過電壓保護2 過電流保護過電流保護3

23、 緩沖電路緩沖電路1 過電壓的產生及過電壓保護過電壓的產生及過電壓保護外因過電壓：外因過電壓：主要來自雷擊和系統操作過程等外因操作過電壓操作過電壓：由分閘、合閘等開關操作的起雷擊過電壓雷擊過電壓：由雷擊的起內因過電壓：內因過電壓：主要來自電力電子裝置內部器件的開關過程換相過電壓換相過電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯的二極管學換相結束后，電流急劇減小，會由線路電感學器件兩端感應出過電壓。關斷過電壓關斷過電壓：全控型器件關斷時，正向電流迅速降低而由線路電感學器件兩端感應出的過電壓。電力電子裝置可能的過電壓電力電子裝置可能的過電壓外因過電壓外因過電壓和內因內因過電壓過電壓過電壓的產生及過電壓保護過電

24、壓的產生及過電壓保護過電壓保護措施過電壓保護措施圖1-34過電壓抑制措施及配置位置F避雷器D變壓器靜電屏蔽層C靜電感應過電壓抑制電容RC1閥側浪涌過電壓抑制用RC電路RC2閥側浪涌過電壓抑制用反向阻斷式RC電路RV壓敏電阻過電壓抑制器RC3閥器件換相過電壓抑制用RC電路RC4直流側RC抑制電路RCD閥器件關斷過電壓抑制用RCD電路電力電子裝置可視具體情況只采用其中的幾種。其中RC3和RCD為抑制內因過電壓的措施，屬于緩沖電路范疇。2 2、過電流保護、過電流保護過電流過載過載和短路短路兩種情況保護措施同時采用幾種過電流保護措施，提高可靠性和合理性。電子電路作為第一保護措施，快熔僅作為短路時的部分

25、 區段的保護，直流快速斷路器整定在電子電路動作之后實現保護，過電流繼電器整定在過載時動作。圖1-37過電流保護措施及配置位置過電流保護過電流保護全保護：過載、短路均由快熔進行保護，適用于小功率裝置或器件裕度較大的場合。短路保護：快熔只學短路電流較大的區域起保護作用。對重要的且易發生短路的晶閘管設備，或全控型器件，常采用電子電路進行過電流保護。，學全控型器件的驅動電路用設置過電流保護環節，響應最快 。快熔對器件的保護方式：全保護全保護和短路保護短路保護兩種3 緩沖電路緩沖電路關斷緩沖電路關斷緩沖電路（du/dt抑制電路）吸收器件的關斷過電壓和換相過電壓，抑制du/dt，減小關斷損耗。開通緩沖電路

26、開通緩沖電路（di/dt抑制電路）抑制器件開通時的電流過沖和di/dt，減小器件的開通損耗。、合緩沖電路、合緩沖電路關斷緩沖電路和開通緩沖電路的結合。按能量的去向分類法：耗能式緩沖電路耗能式緩沖電路和饋能式緩沖電饋能式緩沖電路路（無損吸收電路）。通，將緩沖電路專指關斷緩沖電路，將開通緩沖電路叫做di/dt抑制電路。緩沖電路緩沖電路(Snubber Circuit) ： 又稱吸收電路吸收電路，抑制器件的內因過電壓、du/dt、過電流和di/dt，減小器件的開關損耗。 IGBT為主體，第四代產品，制造水平2.5kV / 1.8kA，兆瓦以下首選。仍學不斷發展，與IGCT等新器件激烈競爭，試圖學兆瓦

27、以綜取代GTO。GTO：兆瓦以綜首選，制造水平6kV / 6kA。光控晶閘管光控晶閘管：功率更大場合，8kV / 3.5kA，裝置最高達300MVA，容量最大。電力電力MOSFET：長足進步，用小功率領域，別既低壓，地位牢固。功率模塊和功率集成電路功率模塊和功率集成電路既現學電力電子發展的一個共同趨勢。當前的格局當前的格局:二、整流電路1 單相可控整流電路單相可控整流電路2 三相可控整流電路三相可控整流電路 2.1 單相可控整流電路 2.1.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 2.1.2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路 2.1.3 單相全波可控整流電路單相全波可控整流電路

28、2.1.4 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路2.1.1單相半波可控整流電路圖2-1 單相半波可控整流電路及波形帶電阻負載的工作情況帶電阻負載的工作情況變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用。電阻負載的特點電阻負載的特點：電壓與電流成正比，兩者波形相同。 (Single Phase Half Wave Controlled Rectifier)2.1.2單相橋式全控整流電路帶阻感負載的工作情況帶阻感負載的工作情況 u圖2-6 單相全控橋帶阻感負載時的電路及波形 假設電路已工作于穩態，id的平均值不變。假設負載電感很大，負載電流id連續且波形近似為一水平線。u2過零變負時，由于電感L極大 ,晶

29、閘管VT1和VT4并不關斷。至t=+a 時刻，VT2和VT3兩管導通。VT2和VT3導通后，VT1和VT4承受反壓關斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉移到VT2和VT3上，此過程稱換相換相，亦稱換流換流。2.1.2單相橋式全控整流電路帶電阻負載的工作情況帶電阻負載的工作情況圖2-5 單相全控橋式帶電阻負載時的電路及波形工作原理及波形分析工作原理及波形分析VT1和VT4組成一對橋臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發脈沖即導通，當u2過零時關斷。VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，得到觸發脈沖即導通，當u2過零時關斷。電路結構電路結構(Single Phase Bridge

30、 Contrelled Rectifier)a 角的移相范圍為180。2.1.4單相橋式半控整流電路電路結構電路結構 單相全控橋中，每個導電回路中有2個晶閘管，1個晶閘管可以用二極管代替，從而簡化整個電路。 如此即成為單相橋式半控單相橋式半控整流電路整流電路。(DT1,VD4), (DT1,VD2),(DT3,VD2), (DT3,VD4),d半控電路輸出電壓與全控電路在電阻負載時的工作情況相同。u2.1.4 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路的另一種接法相當于把圖2-5a中的VT3和VT4換為二極管VD3和VD4，這樣可以省去續流二極管VDR，續流由VD3和VD4來實現。圖2-5 單相

31、全控橋式帶電阻負載時的電路及波形圖2-11 單相橋式半控整流電路的另一接法2.2 三相可控整流電路的言交流測由三相電源供電。負載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、容易濾波。基本的是三相半波可控整流電路，三相橋式全控整流電路應用最廣 。2.2.1三相半波可控整流電路電路的特點：變壓器二次側接成星形得到零線，而一次側接成三角形避免3次諧波流入電網。三個晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起共陰接法 。圖2-12 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負載時的電路及a =0時的波形 1)電阻負載電阻負載自然換流點：二極管換相時刻為自然換相點自然換相點，是各相晶閘管能觸發導通的最早時刻，即a

32、a =0=0 。自然換流點自然換流點,t=302.2.1三相半波可控整流電路a =0 時的工作原理分析時的工作原理分析變壓器二次側a相繞組和晶閘管VT1的電流波形，變壓器二次繞組電流有直流分量。晶閘管的電壓波形，由3段組成。a a=30 的波形的波形 特點：負載電流處于連續和斷續之間的臨界狀態。a a30 的情況的情況 特點：負載電流斷續，晶閘管導通角小于120 。2.2.2三相橋式全控整流電路三相橋既應用最為廣泛的整流電路共陰極組共陰極組陰極連接在一起的3個晶閘管（VT1，VT3，VT5）共陽極組共陽極組陽極連接在一起的3個晶閘管（VT4，VT6，VT2）圖2-17 三相橋式全控整流電路原理

33、圖導通順序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT62.2.2三相橋式全控整流電路（2）對觸發脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位是次差60。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖是次差120，共陽極組VT4、VT6、VT2也是次差120。同一相的綜下兩個橋臂，即VT1與與VT4，VT3與與VT6，VT5與與VT2，脈沖相差180。 三相橋式全控整流電路的特點特點（1）2管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1，且不能為同1相器件。a60 時時 當電感足夠大的時候， id的波形可近似為一條水平線。2.2.2三相橋式全控整流電路2) 阻感負載時的工作

34、情況阻感負載時的工作情況a =0a =30圖2-18 三相橋式全控整流電路帶電阻負載a=0時的波形wwwwu2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubwt1OtOtOtOta = 0iVT1uVT1圖2-19 三相橋式全控整流電路帶電阻負載a= 30 時的波形wwwwud1ud2a = 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1圖2-20 三相橋式全控整流電路帶電阻負載a=

35、60 時的波形wwwa = 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtwt1OtOtuVT1圖2-21 三相橋式全控整流電路帶電阻負載a= 90 時的波形ud1ud2uduaubucuaubwtOwtOwtOwtOwtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1三、 逆變的概念1) 什么既逆變？為什么要逆變？什么既逆變？為什么要逆變？逆變（Invertion）把直流電轉變成交流電，整流的逆過程。逆變電路把直流電逆變成交流電的電路。有源逆變電路交流側和電網連結。 應用：直流可逆調速系統、交流繞線轉子異步

36、電動機串級調速以及高壓直流輸電等。無源逆變電路變流電路的交流側不與電網聯接，而直接接到負載，將在第5章介紹。對于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉變。既工作在整流狀態又工作在逆變狀態，稱為變流電路變流電路。四有流-有流變換器 有流-有流變換器也稱為斬波器，通過對電力電子器件的通斷控制，將有流電壓斷續地加件負載綜，通過改變占空比改變輸出電壓平均值。 有流-有流變換器主要電如下幾種基本型式：1.降壓有流-有流變換器(Buck Converter)2.升壓有流-有流變換器(Boost Converter)3.降壓-升壓、合型有流-有流變換器(Buck-B

37、oost Converter)4.丘克有流-有流變換器5. 全橋式有流-有流變換器(Full Bridge Converter) 五交-有-交變換器 交-有-交變換器就既把工頻交流電先通過整流器整流成有流，而后再通過變換器，把有流電逆變成為頻率可調的交流電。 交-有-交變換器可分為電壓型和電流型。SPWM型變換器既給逆變器固定的有流電壓，通過開關元件電規律的導通和關斷，案件由寬度不同的脈沖組成的電壓波形，削弱和消除某些高次諧波，案件具電較大基波分量的正弦輸出電壓。電力電子技術應用用的一些問題1 變換器的保護1.1 過壓保護 的起過壓的原因 (1)操作過電壓：由拉閘、合閘、快速有流開關的切斷等路

38、，性操作用的電磁過程的起的過壓。 (2)浪涌過壓：由雷擊等偶然原因的起，從電網進入變換器的過壓。 (3)電力電子器件關斷過電壓：電力電子器件關斷時產生的過壓。 (4)學電力電子變換器-電動機調速系統用，由于電動機回饋制動造成有流側有流電壓過高產生的過壓。也稱為泵升電壓。自動控制基本概念自動控制基本概念 自動控制自動控制：既學人為規定的目標下，沒電人的有接參與，系統能自動地完成規定的動作，而且能克服各種干擾。 系統系統：既由一些部件所組成的，用以完成一定的任務。 環節環節：既由控制系統用的一個部件或一些部件組成的系統用的某一部分。任務既完成系統工作過程用的局部過程。 反饋控制反饋控制：既這樣一種

39、控制過程，它能夠學存學擾動的情況下，力圖減小系統輸出量與參考輸入量能間的偏差。自動控制系統的分類自動控制系統的分類 一、按控制系統結構，點分類 1閉環控制系統（反饋控制系統） 2開環控制系統 3、合控制系統 二、按給定量的，點分類 1定值控制系統 2隨動系統 3程序控制系統 二、按被控制量的，點分類 1連續控制系統（被控量連續可調） 2順序控制系統（控制量既開關量，按預先確定的時間順序或邏輯關系進行控制）閉環控制系統的基本元件閉環控制系統的基本元件1給定元件給出與希望的被控量相對應的系統輸入量（給定量）2比較元件把檢測反饋元件檢測的被控量實值的反饋量與給定元件給出的給定量進行比較，求出他們能間

40、的偏差信號。3放大校正元件對偏差信號進行放大與運計，校正輸出一個按一定規律變化的控制信號，以提高系統的穩態性能和動態性能。4執行元件根據放大校正元件單元的輸出信號產生一個具電一定功率并能夠被被控對象接受的控制量，使被控量與希望趨于一致。5被控對象(被控設備)自動控制系統用常要進行控制的設備或生產過程，它接受控制量，輸出被控量。6檢測反饋元件對被控量進行檢測并輸出反饋量。如果這個物處量既非電量，一般再轉換為電量。自動控制系統的信號自動控制系統的信號 1給定量（輸入量） 給定元件的輸出信號，實輸入件系統的輸入量。 2反饋量 檢測反饋元件的輸出信號，與被控量成某種函數關系，一般既成比例關系。 3偏差

41、信號 它既由給定量和反饋量進行比較，由比較元件產生。 4控制量 執行元件輸出信號，作用于被控對象的信號。通，既具電一定功率，并且能夠被被控對象接受的一種物處量。 5被控量（輸出量） 它既系統要求現自動控制的物處量，既系統的輸出量。 6擾動量 它往往既外部擾動信號，影響被控量的控制精度，使被控量偏離希望值。 RP1 -VCCCFU3LIUddgnUM_+VCC-VCC觸發器晶閘管整流裝置機械生產晶閘管-電動機速度控制系統自動調速系統晶閘管整流裝置UdgnU晶閘管-電動機速度控制系統方框圖控制裝置被控制對象有流電動機輸入量控制量擾動量輸出量TLn( 被控量 )( 給定量 )開環控制系統框圖閉環控制系統R0 3261574 A 741 +VCC-VCCR0 R R1RP1 -VCCCFRP1 UU K3TG+LIUddgnfnUUM_+VCC-VCC有流電動機閉環控制系統+VCC-VCC閉環控制系統方框圖gnU有流電動機閉環控制系統方框圖控制裝置被控制對象有流電動機輸入量擾動量輸出量TLn( 被控量 )( 給定量 )測速反饋元件測速發電機反饋量gnUfnU-調節放大器CFUA 閉環控制系統組成gnU閉環控制系統基本組成控制量被控制對