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项目一 交流逆变技术 任务1 熟悉电力电子器件 一、交流逆变概述 1.交流逆变技术 a.逆变的概念 ◆与整流相对应，直流电变成交流电。 ◆交流侧接电网，为有源逆变。 ◆交流侧接负载，为无源逆变。 b.逆变与变频 ◆变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。 ◆交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成，后一部分就是逆变。 c.逆变电路的主要应用 ◆各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 ◆交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等电力电子装置的核心部分都是逆变电路。 根据电机原理，交流电机的转速决定于输入的三相交流电在定子中产生的旋转磁场转速，称为“同步转速”，其值为 n0=60f/p 式中：n0—同步转速，r/min; f—输入交流电的频率，Hz； p—电机磁极对数。 2.“交—直—交”逆变 1）变频器的电路构成 整流器:将固定频率和电压的交流电能整流为直流电能, 可以是不可控的，也可以是可控的。 滤波器:将脉动的直流量滤波成平直的直流量,可以对直流电压滤波(用电容),也可以对直流电流滤波(用电感) 逆变器:将直流电能逆变为交流电能,直接供给负载,它的输出频率和电压均与交流输入电源无关,称为无源逆变器。它是变频器的核心。 2）变频器的工作原理 以单相桥式逆变电路为例说明最基本的工作原理 ◆ S1~S4是桥式电路的4个臂，由电力电子器件及辅助电路组成。 ◆当开关S1、S4闭合，S2、S3断开时，负载电压uo为正；当开关S1、S4断开，S2、S3闭合时，uo为负，这样就把直流电变成了交流电。 ◆改变两组开关的切换频率，即可改变输出交流电的频率。 ◆电阻负载时，负载电流io和uo的波形相同，相位也相同。 ◆阻感负载时，io相位滞后于uo，波形也不同。 二、电力电子器件 1.理想性能如下： 载流密度大、导通压降小。 耐压高、控制容易。 工作频率高、开关速度快。 2.电子器件的介绍 （1）普通二极管（General Purpose Diode） 又称整流二极管（Rectifier Diode） 多用于开关频率不高（1kHz以下）的整流电路 其反向恢复时间较长 正向电流定额和反向电压定额可以达到很高 （2）快恢复二极管（Fast Recovery Diode——FRD） 简称快速二极管。快恢复外延二极管 （Fast Recovery Epitaxial Diodes—FRED），其trr更短（可低于50ns），UF也很低（0.9V左右），但其反向耐压多在1200V以下。 从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者trr为数百纳秒或更长，后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。 （3）肖特基二极管  以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管称为肖特基势垒二极管（Schottky Barrier Diode ——SBD）。 肖特基二极管的优点 反向恢复时间很短（10~40ns）。 正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲。 反向耐压较低时其正向压降明显低于快恢复二极管。 效率高，其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还小。 肖特基二极管的弱点 反向耐压提高时正向压降会提高，多用于200V以下。 反向稳态损耗不能忽略，必须严格地限制其工作温度。 * * *