电力电子技术电力电子技术的定义电力电子技术是一门.DOC

电力电子技术 第一部分 电力电子技术的定义 电力电子技术是一门利用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能进行处理、控制和变换的学科，是现代电子学的一个重要分支，也是电工技术的分支之一。 电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。 二、电力电子技术的研究内容 电力电子技术的研究内容： 1、电力电子器件 2、变流技术 3、控制技术 或者说，电力电子技术的研究内容：电子学、电力学、控制理论 三、与其它学科的关系 1、与微电子学的关系 三个相同点： （1）都分为电子器件和电子电路两大分支，二者同根同源 （2）两类器件制造技术的理论基础相同； （3）制造工艺也基本相同。 两个不同点： （1）应用目的不同——前者用于电力变换，后者用于信息处理； （2）工作状态不同——在微电子技术中，器件既可以处于放大状态，也可以处于开关状态；而在电力电子技术中为避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态。 2、与电力学(电气工程)的关系 （1）电力电子技术广泛用于电气工程中； （2）国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支； （3）电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。 3、与控制理论的关系 （1）控制理论广泛用于电力电子系统中； （2）电力电子技术是弱电控制强电的技术，是弱电和强电的接口,控制理论是这种接口的有力纽带； （3）电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。 四、电力电子技术的发展历史 美国通用电气公司研制出第一个工业用的普通晶闸管，标志电力电子技术的诞生 1、传统电力电子技术 电力电子器件以半控型的晶闸管为主，变流电路以相控电路为主，控制电路以模拟电路为主。 2、现代电力电子技术 现代电力电子技术在器件、电路及其控制技术方面与传统电力电子技术相比主要有如下特点： A、集成化 B、高频化 C、全控化 D、控制电路弱电化 E、控制技术数字化 3、电力电子技术的发展展望 科学家预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。 第二部分 电力电子器件 电力电子技术概述 （1） 基本概念 A、在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或者控制任务的电路被称为主电路。 B、电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或者控制的电子器件。 （2）同微电子器件相比的一般特征 A、能处理电功率的能力，一般都远大于处理信息的电子器件。 B、电力电子器件一般都工作在开关状态。 C、电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。 D、电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件，一般都要安装散热器。 （3）应用电力电子器件系统组成 电力电子器件一般是由控制电路、驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。在主电路和控制电路连接的路径上，以及主电路与检测电路的连接上，一般需要进行电气隔离，而通过其他手段如光、磁等来传递信号 （4）电力电子器件的分类 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程 度，可以将电力电子器件分为以下3类: A、不可控型器件——不能用控制信号来控制其通断。这类器件主要是指晶闸管及其大部分派生器件，器件的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。 B、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。主要是电力二极管，器件的导通和关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。 C、全控型器件——通过控制信号既可控制其导通又可 控制其关断，又称自关断器件。目前常用的是绝缘 栅双极性晶体管（IGBT）、电力场效应晶体管（电力 MOSFET）和门极可关断晶闸管（GTO）。 不可控型器件——电力二极管 外形——螺栓型和平板型两种封装 结构 电气图形符号 主要参数 A、额定电流——在指定的管壳温度和散热条件下， 其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。 B、正向压降UF——在指定温度下，流过某一指定的稳态正向电流时对应的正向压降。 C、反向重复峰值电压URRM——对电力二极管所能重复施加 的反向最高峰值电压。使用时，应当留有两倍的裕量 D、最高工作结温TJM——结温是指管芯PN结的平均温度，用TJ表示。TJM是指在PN结不致损坏的前提下所能承受的最高平均温度。TJM通常在125~175(C范围之内。 半控型器件——晶闸管（SCR） A、外形——螺栓型和平板型两种封装 B、结构 C、电气图形符号 导通的条件、关断的条件 A、使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。即uAK0且uGK0。其他可能导通的情况，参见（3）误导通的情况。 B、关断的条件：，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下