电力电子技术的概念

电子

1、电力电子技术的概念
①可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电力电子技术中所变换的“电力” 有区别于“电力系统”所指的“电力” ，后者特指电力网的“电力” ，前者则更一般些。电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。

②具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

③电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。

④变流技术则是电力电子技术的核心。

⑤美国学者W. Newell认为电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。

⑥电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子器件制造技术的理论基础（都是基于半导体理论）是一样的，其大多数工艺也是相同的。

⑦电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也是一致的。

⑧电力电子技术广泛用于电气工程中，这是电力电子学和电力学的主要关系。

⑨控制理论广泛用于电力电子技术中，它使电力电子装置和系统的性能不断满足人们日益增长的各种需求。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技术，是弱电和强电之间的接口。而控制理论则是实现这种接口的一条强有力的纽带。另外，控制理论是自动化技术的理论基础，二者密不可分，而电力电子装置则是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。

赵天湖 · 2019-7-11 09:19:33

工作开始忙了，跟不上的节奏，哈哈，加油~~~~~

甘晓茵 · 2019-7-11 09:32:38

你做什么工作，电子相关？

李焯尤 · 2019-7-11 09:46:03

嗯，用单片机实现一些转换、控制

张斌 · 2019-7-11 09:51:34

整流电路
① 整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
整流电路的分类：
ⅰ、按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
ⅱ、按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
ⅲ、按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
ⅳ、按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。

② 单相半波可控整流电路
ⅰ、带电阻负载的工作情况

1、变压器T起变换电压和隔离的作用，其一次侧和二次侧电压瞬时值分别用u1和u2表示，有效值分别用U1和U2表示，其中U2的大小根据需要的直流输出电压ud的平均值Ud确定。

2、电阻负载的特点是电压与电流成正比，两者波形相同。

3、在分析整流电路工作时，认为晶闸管（开关器件）为理想器件，即晶闸管导通时其管压降等于零，晶闸管阻断时其漏电流等于零，除非特意研究晶闸管的开通、关断过程，一般认为晶闸管的开通与关断过程瞬时完成。

4、改变触发时刻，ud和id波形随之改变，直流输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流，其波形只在u2正半周内出现，故称“半波”整流。加之电路中采用了可控器件晶闸管，且交流输入为单相，故该电路称为单相半波可控整流电路。整流电压ud波形在一个电源周期中只脉动1次，故该电路为单脉波整流电路。

5、基本数量关系
α：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，也称触发角或控制角。
θ：晶闸管在一个电源周期中处于通态的电角度称为导通角。
直流输出电压平均值：

随着α增大，Ud减小，该电路中VT的α移相范围为180°。

6、通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。

ⅱ、带阻感负载的工作情况
1、阻感负载的特点是电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电流不能发生突变。

2、电路分析

晶闸管VT处于断态,id=0,ud=0,uVT=u2。在ωt1时刻，即触发角α处，ud=u2。L的存在使id不能突变，id从0开始增加。

u2由正变负的过零点处，id已经处于减小的过程中，但尚未降到零，因此VT仍处于通态。

ωt2时刻，电感能量释放完毕，id降至零，VT关断并立即承受反压。由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，使ud波形出现负的部分，与带电阻负载时相比其平均值Ud下降。

3、电力电子电路的一种基本分析方法
把器件理想化，将电路简化为分段线性电路。

器件的每种状态组合对应一种线性电路拓扑，器件通断状态变化时，电路拓扑发生改变。

以前述单相半波电路为例，当VT处于断态时，相当于电路在VT处断开，id=0。当VT处于通时，相当于VT短路。两种情况的等效电路如图3-3所示。

VT处于通态时，如下方程成立：

在VT导通时刻，有ωt=α，id=0，这是式（3-2）的初始条件。求解式（3-2）并将初始条件代入可得：

式中，

由此式可得出图3-2e所示的id波形。
当ωt=θ+α时，id=0，代入式（3-3）并整理得：

若φ为定值，α角大，θ越小。若α为定值，φ越大，θ越大，且平均值Ud越接近零。为解决上述矛盾，在整流电路的负载两端并联一个二极管，称为续流二极管，用VDR表示。

ⅲ、有续流二极管的电路

1、 u2正半周时，与没有续流二极管时的情况是一样的。当u2过零变负时，VDR导通，ud为零，此时为负的u2通过VDR向VT施加反压使其关断，L储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流。若L足够大，id连续，且id波形接近一条水平线。

2、基本数量关系
流过晶闸管的电流平均值IdT和有效值IT分别为：

续流二极管的电流平均值IdDR和有效值IDR分别为：

其移相范围为180°，其承受的最大正反向电压均为u2的峰值即√2u2。续流二极管承受的电压为-ud，其最大反向电压为√2u2，亦为u2的峰值。

单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大了设备的容量。

刘建军 · 2019-7-11 10:08:40

整流二极管相关的整流电路可以参看：http://www.cnblogs.com/Hello-Walker/archive/2012/06/10/2543998.html

卢颖萍 · 2019-7-11 10:25:30

看不懂了，单纯顶顶~~~~~

李继明 · 2019-7-11 10:35:33

期待楼主多出开关电源的电路知识

刘倩 · 2019-7-11 10:54:45

行，等我把这个收尾之后再进行下一个

王官君 · 2019-7-11 11:04:24

单相桥式全控整流电路
ⅰ、带电阻负载的工作情况
1、电路分析
闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a点电位高于b点电位），若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压u2。
在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端。
当u2过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。
在u2负半周，仍在触发角?处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。
ⅱ、带阻感负载的工作情况
1、电路分析
在u2正半周期，触发角α处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通，ud=u2。负载电感很大，id不能突变且波形近似为一条水平线。u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。
ωt=π+α时刻，触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称为换相，亦称换流。

ⅲ、带反电动势负载时的工作情况

1、当负载为蓄电池、直流电动机的电枢（忽略其中的电感）等时，负载可看成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。
2、电路分析
|u2|>E时，才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。晶闸管导通之后，ud=u2，id=(ud-E)/R ，直至|u2|=E，id即降至0使得晶闸管关断，此后ud=E。与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。当α<δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。
注意，触发脉冲有足够的宽度，保证当ωt=δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。这样，相当于触发角被推迟为?。
3、电流断续
id波形在一周期内有部分时间为0的情况，称为电流断续。负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则电动机的机械特性将很软。为了克服此缺点，一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。
电感量足够大使电流连续，晶闸管每次导通180?，这时整流电压ud的波形和负载电流id的波形与电感负载电流连续时的波形相同，ud的计算公式亦一样。为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：

龙旭 · 2019-7-11 11:10:06

楼主把电力电子的器件的理论知识都整理出来了。还有开关电源的拓扑呢？

王玮 · 2019-7-11 11:16:21

你是做开关电源相关项目的吗

陈霞 · 2019-7-11 11:22:57

开关电源是做模拟电子的基础

王强 · 2019-7-11 11:33:58

哈哈，你上班了还是在学校，你可以补充一下开关电源相关的知识啊

赵敏 · 2019-7-11 11:42:02

帮顶，开关电源用的很多，期待楼主出，哈哈

常匡祈 · 2019-7-11 11:56:02

单相全波可控整流电路

① 带电阻负载时，变压器T带中心抽头。在u2正半周，VT1工作，变压器二次绕组上半部分流过电流。u2负半周，VT2工作，变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流。变压器也不存在直流磁化的问题。

② 单相全波与单相全控桥的区别
单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多。

单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，相应地，门极驱动电路也少2个；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2倍。单相全波导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少1个，因而管压降也少1个。

从上述后两点考虑，单相全波电路有利于在低输出电压的场合应用。

石栓成 · 2019-7-11 12:06:27

编辑好的word复制不好使，只传附件了
单相桥式半控整流电路
电力电子笔记20151122.doc (282 KB )

朱瑞平 · 2019-7-11 12:21:28

又向前迈进了，加油~~~~~

杨靖 · 2019-7-11 12:36:40

三相可控整流电路，其交流侧由三相电源供电。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时，应采用三相整流电路。
最基本的是三相半波可控整流电路。应用最为广泛的三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等。
三相半波可控整流电路
①电阻负载
ⅰ、电路分析
为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电网。三个晶闸管按共阴极接法连接,这种接法触发电路有公共端，连线方便。
假设将晶闸管换作二极管，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压。
在相电压的交点ωt1、ωt2、ωt3处，均出现了二极管换相，称这些交点为自然换相点。将其作为α的起点，即α=0。
α=0 (波形如上)时，三个晶闸管轮流导通120°，ud波形为三个相电压在正半周期的包络线。变压器二次绕组电流有直流分量。晶闸管电压由一段管压降和两段线电压组成，随着α增大，晶闸管承受的电压中正的部分逐渐增多。
α=30° (波形如下)时，负载电流处于连续和断续的临界状态，各相仍导电120°。
α>30° (波形如下)时，当导通一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断，但下一相晶闸管因未触发而不导通，此时输出电压电流为零。负载电流断续，各晶闸管导通角小于120°。
②阻感负载
电路分析
L值很大，整流电流id的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。α≤30°时，整流电压波形与电阻负载时相同。α＞30°时，当u2过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而VT1继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来，才发生换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断。
注，三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，为此其应用较少。