电力电子装置及系统 考试 知识点 太原理工大学(13届 葬仪落 任影汐整理)

一次系统：由发电机、送电线路、变压器、断路器等，发电、输电、变电、配电等设备组成的系统。

它们是电力系统的主体，其功能是将发电机所发出的电能，经过输变电设备，逐级降压送到配电系统，而后再由配电线路把电能分配到用户。

次设备:直接用于生产和使用电能，比控制回路（二次设备）电压高的电气设备,有发电机（电动机）、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器等二次系统：是由继电保护、安全自动控制、系统通讯、调度自动化、DCS自动控制系统等组成的系统。

二次系统是电力系统不可缺少的重要组成部分，它是实现人与一次系统的联系监视、控制，使一次系统能安全经济地运行。

二次设备：对一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的补助设备，有 1 测量表计2 绝缘监察装置3 控制和信号装置4 继电保护及自动装置，如继电器、自动装置等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反应异常和事故，然后作用于断路器，进行保护控制。

5 直流电源设备，如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置等，供给控制保护用的直流电源及用直流负荷和事故照明用电等。

6 高频阻波器7备自投装置等等同步发电机组并列的基本要求1）并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般应超过待并发电机额定电流的1~2倍2）发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动发电机的并列操作方式通常分准同期并列和自同期并列两种方法。

一般采用准同期并列。

发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期（正常并列）。

自同期（紧急并列）的方法是：将未励磁、接近同步转速的发电机投入系统，并同时给发电机加上励磁，在原动机力矩、同步力矩等作用下把发电机拖入同步，完成并列操作。

合闸电压幅值差对并列的影响冲击电流的影响：冲击电流为无功分量，不会加重原动机的负担，但会在电枢绕组中产生很大的冲击力，使电枢绕组端部受冲击力的作用而变形。

1.1 电力变换可分为以下四类: 交濡•变盲济.、盲流变交浦.、盲:蛊变盲潇.和交:蛊变交流. 。

1.2电力电子器件一般工作在开关状态。

1.3按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度，可将电力电子器件分为：半控型器件. 全扎型器件，不可控器件等三类。

1-4普通晶闸管有三个电极，分别是阳极、阴极和门极1.6晶闸管在其阳极与阴极之间加上正向电压的同时,门极上加上触发电压,晶闸管就导通。

1.6当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性解发电压，管子都将工作在截止状态。

1.7在通常情况下，电力电子器件功率损耗主要为通态损耗・而当器件开关频率较高时.功率损耗主要为开关损耗。

1.8电力电子器件组成的系统，一般由控制电路、驱动电路和主电路三部分组成1.9电力二极管的工作特性可概括为单向导电性。

1-10多个晶闸管相并联时必须考虑均流的问题,多个晶闸管相串联时必须考虑均压的问题。

1.11按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的性质，可将电力电子器件分为电流驱动和电压驱动两类。

2.1单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角a的最大移相范围是0〜180。

'2.1单相桥全控整流电路中，带纯阻负载时，3角的移相范围是0〜180 ,单个晶闸管所所承受的最大反压为V；2U2 ,带阻感负载时，&角的移相范围是0~90 ,单个晶闸管所所承受的最大反压为V 2u 22.3三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位相序依次互差120 ,。

单个晶闸管所承受的最大反压为<6u ,当带阻感负载时，a角的移相范围是22.4逆变电路中，当交流侧和电网边结时，这种电路称为有源逆变电路，欲现实有源逆变，只能采用全_生电路，当控制角0 <8 寸，电路工作在整流状态, -<« V7T时，电路工作在逆变状态。

2 22.5整流电路工作在有源逆变状态的条件是要有直流电动势和要求晶闸管的控制角。

电力电子学知识点总结电力电子学是研究电力系统中的电力变换、控制和调节的学科，主要包括功率半导体器件、电力电子器件、电力电子电路、电力电子系统以及其工作原理和应用等方面的内容。

下面将对电力电子学的基本知识点进行总结，以便更好地理解和应用电力电子技术。

一、功率半导体器件功率半导体器件是电力电子电路中的核心部件，其主要作用是实现电能的变换和控制。

常见的功率半导体器件有二极管、晶闸管、可控硅、大功率晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等。

这些器件的工作原理、特性和应用有所不同，选择适合的器件对电力电子系统的性能具有重要影响。

1.二极管：二极管是一种具有两个电极的器件，主要用于整流电源电路中。

其工作原理是当正向电压施加在二极管上时，电流可以流过，而反向电压施加时，二极管具有很高的阻抗。

2.晶闸管：晶闸管是一种具有三个电极的器件，主要用于控制高功率交流电流。

其工作原理是通过一个控制电极的信号来控制另外两个电极之间的导通和截止状态。

3.可控硅：可控硅也是一种具有三个电极的器件，其特点是只有在一个特定的触发脉冲下才能开启，一旦开启就可以持续导通。

可控硅主要用于交流电压控制以及电能的调节。

4.大功率晶体管：大功率晶体管是一种可以承受大电流和大功率的晶体管。

它具有高增益和低饱和压降的特点，适用于高频率和高功率的应用。

5.MOSFET：MOSFET是一种依靠电场效应来控制导通的器件。

它具有低导通电阻、高开关速度和优异的抗击穿能力，适用于高频率和高效率的应用。

二、电力电子电路电力电子电路是将功率半导体器件组合成特定功能的电路，用于实现电能的变换、控制和调节。

常见的电力电子电路有整流电路、逆变电路、升压和降压变换器等。

1.整流电路：整流电路是将交流电转换为直流电的电路。

常见的整流电路有单相和三相整流桥电路，可以采用二极管或可控硅进行整流。

2.逆变电路：逆变电路是将直流电转换为交流电的电路。

逆变电路有单相和三相逆变电路，可以采用晶闸管或可控硅进行逆变。

电力电子必背知识点1.电力电子电路中能实现电能的变换和控制的半导体电子器件称为电力电子器件（Power Electronic Device）。

2.电力电子器件的基本特性注：很重要，一定记住（1）电力电子器件一般都工作在开关状态。

（2）电力电子器件的开关状态由（驱动电路）外电路来控制。

（3）在工作中器件的功率损耗（通态、断态、开关损耗）很大。

为保证不至因损耗散发的热量导致器件温度过高而损坏，在其工作时一般都要安装散热器。

3.按器件的开关控制特性可以分为以下三类：① 不可控器件：器件本身没有导通、关断控制功能，而需要根据电路条件决定其导通、关断状态的器件称为不可控器件。

如：电力二极管（Power Diode）；②半控型器件：通过控制信号只能控制其导通，不能控制其关断的电力电子器件称为半控型器件。

如：晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件等；③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的器件，称为全控型器件。

如：门极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off Thyristor ）、功率场效应管（Power MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（Insulated-Gate Bipolar Transistor）等。

4.前面已经将电力电子器件分为不可控型、半控型和全控型。

按控制信号的性质不同又可分为两种：① 电流控制型器件：此类器件采用电流信号来实现导通或关断控制。

如：晶闸管、门极可关断晶闸管、功率晶体管、IGCT等；② 电压控制半导体器件：这类器件采用电压控制（场控原理控制）它的通、断，输入控制端基本上不流过控制电流信号，用小功率信号就可驱动它工作。

如：代表性器件为MOSFET管和IGBT管。

5.几点结论（重要）1.晶闸管具有单向导电和可控开通的开关特性。

2.晶闸管由阻断状态转为导通状态时，应具备两个条件：从主电路看，晶闸管应承受正向阳极电压；从控制回路看，应有符合要求的正向门极电流。

绪论1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万科kW；大亚湾核电厂单机容量达90万kW；上海外高桥火电厂装机容量320万kW，最大单机容量90万kW。

我国交流输电最高电压等级达500kV。

2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。

3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。

3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。

4、发电厂、变电所电气主接线设备运行的控制与操作的自动装置，是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。

5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。

6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。

7、发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置，是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。

8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。

9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。

10、电力系统自动装置有两种类型：自动调节装置和自动操作装置11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。

12、频率是电能质量的重要指标。

有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。

13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。

第一章14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。

15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。

16、（简答）微型计算机系统的主要部件1）传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。

电力电子器件1 半控型器件和全控型器件的导通条件半控型器件（主要是指晶闸管（Thyristor）及其大部分派生器件）的关断完全是由其在主电路中承受的电压和电流决定的。

全控型器件（目前最常用的是IGBT和Power MOSFET）通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断1.1使晶闸管导通的条件是什么？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）。

或：u AK >0 且u GK >0。

1.2维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。

要使晶闸管由导通变为关断，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，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

2 全控型器件的缓冲电路的主要作用是什么？试分析RCD 缓冲电路中各元件的作用。

全控型器件缓冲电路的主要作用是抑制器件的内因过电压，du/dt 或过电流和di/dt，减小器件的开关损耗。

RCD 缓冲电路中，各元件的作用是：开通时，C s 经R s 放电，R s 起到限制放电电流的作用；关断时，负载电流经VD s 从 C s 分流，使du/dt 减小，抑制过电压。

(老师版：关断时，吸收器件关断过电压和换相过电压，抑制du/dt，减少关断损耗；开通时，抑制器件开通时的过电流，减少开通损耗。

)3 各全控型器件的优缺点IGBT （绝缘栅双极型晶体管）开关速度高，开关损耗小，具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小开关速度低于电力MOSFET,电压，电流容量不及GTOGTR (电力晶体管) 耐压高，电流大，开关特性好，通流能力强，饱和压降低开关速度低，为电流驱动，所需驱动功率大，驱动电路复杂，存在二次击穿问题GTO （门极可关断晶闸管）电压、电流容量大，适用于大功率场合，具有电导调制效应，其通流能力很强电流关断增益很小，关断时门极负脉冲电流大，开关速度低，驱动功率大，驱动电路复杂，开关频率低POWERMOSFET(电力场效应晶体管) 开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题电流容量小，耐压低，一般只适用于功率不超过10kW 的电力电子装置4 器件的符号表示及特性（非重点）电力二极管晶闸管晶闸管阳极A、阴极K和门极（控制端）GGTO GTR电力场效应管 IGBT逆变电路5什么是电压式逆变电路特点反馈二极管作用反馈二极管作用：在电压型逆变电路中，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。

电力电子考试重点整理版2-1 与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样压为0；π＋α 2π期间，单相全波电路中VT 2 导通，单的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？相全控桥电路中VT 2 、VT 3 导通，输出电压等于u 2 。

对于电感负答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过（α π＋α）期间，单相全波电路中VT 1 导通，单相全载：电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。

控桥电路中VT 1 、 4 导通，VT 输出电压均与电源电压u 2 相等；（π2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区，也称＋α 2π＋α）期间，单相全波电路中VT 2 导通，单相全控漂移区。

低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半桥电路中VT 2 、VT 3 导通，输出波形等于u 2 。

可见，两者的导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N 区就可输出电压相同，加到同样的负载上时，则输出电流也相同。

以承受很高的电压而不被击穿。

23．带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构为什么GTO 能够自整流电路相比有何主要异同？①三相桥式电路是两组三相半关断而普通晶闸管不能结构为什么能够自关断而普通波电路串联，而双反星形电路是两组三相半波电路并联，且晶闸管不能而普通晶闸管不能后者需要用平衡电抗器；答:GTO 和普通晶闸管同为PNPN结构由P1N1P2 和②当变压器二次电压有效值U 2 相等时，双反星形电路的整流N1P2N2 构成两个晶体管V1、V2 分别具有共基极电流增益电压平均值U d 是三相桥式电路的1/2，而整流电流平均值I dα1 和α２，由普通晶闸管的分析可得，α1 α 2 1 是是三相桥式电路的 2 倍。

③在两种电路中，晶闸管的导通及器件临界导通的条件。

α1 α 2＞1 两个等效晶体管过触发脉冲的分配关系是一样的，整流电压u d 和整流电流i d 的饱和而导通；α1 α 2＜1 不能维持饱和导通而关断。

第1章绪论1.图1.1电力电子装置及其控制系统2.电力电子装置的主要类型：整流器、直流斩波器、逆变器、交流调压器、静态开关。

3.电力电子装置的应用概况：A.直流电源装置;通信电源，充电电源，电解、电镀直流电源，开关电源。

B.交流电源装置;交流稳压电源，通用逆变电源，不间断电源UPS。

C.特种电源装置：静电除尘用高压电源，超声波电源，感应加热电源，焊接电源。

4.半导体电力电子开关器件：电力二极管：晶闸管：图1.2半导体二极管图1.3晶闸管符号及接法图1.4GTO的符号电力晶体三极管：电力场效应晶体管：图1.5BJT的符号图1.7 P-MOSFET的符号和等效电容绝缘门极双极型晶体管IGBT：图1.8IGBT等效电路及其符号图1.9IGBT管擎住效应原理图5.从不同角度对电力电子器件进行分类A.按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：（1）半控型器件：晶闸管及其派生器件（2）全控型器件：IGBT,MOSFET，GTO,GTR（3）不可控器件:电力二极管B.按照驱动信号的波形（电力二极管除外）（1）脉冲触发型：晶闸管及其派生器件（2）电平控制型：（全控型器件）IGBT,MOSFET，GTO,GTRC.按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分为三类：（1）单极型器件：电力MOSFET，功率SIT,肖特基二极管（2）双极型器件：GTR,GTO,晶闸管，电力二极管等（3）复合型器件：IGBT,MCT,IGCT等D.按照驱动电路信号的性质，分为两类：（1）电流驱动型：晶闸管，GTO，GTR等（2）电压驱动型：电力MOSFET,IGBT等6.MCT和IGCT：在晶闸管结构中引进一对MOSFET管，通过这一对MOSFET管来控制晶闸管的开通和关断就组成了MCT。

集成门极换流晶闸管IGCT又称为发射极关断晶闸管ETO，实际上IGCT就是把MCT 中的MOSFET管从半导体器件内部移到外部来，即在晶闸管壳的外部装设环状的门极，再配以外加集成MOSFET实现体外MCT的功能。

电力系统自动装置知识点整理IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】何谓并列操作？对未投入运行的待并网发电机组进行适当操作，使其电压与并列点电压之间满足并列条件的一系列操作。

并列原则1.并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值不超过允许值（1~2倍的额定电流）；2.发电机组并入电网后，应能迅速（暂态过程要短）进入同步运行状态，以减小对系统的扰动。

并列方法分类1.自同步合闸瞬间，发电机无电势而被拉入同步2.准同步合闸瞬间，发电机电势与系统母线电压、频率和相位接近而被拉入同步发电机并网发电机“并”到系统两系统并网两系统间的并列操作尚未有电气联系（并网前两系统相互独立，频率一般不同；需满足三个条件时才能进行并列。

存在频率差，实现易）已有电气联系（并列前两侧已存在电气联系，电压可能不同，但频率相同；相当于在两侧之间增加一条连线；因此也叫做“合环”。

）自同步并列优缺点优：1.不需选择并列合闸时机，操控简单2.在电力系统发生事故、频率波动较大的情况下，可迅速并列，避免故障扩大缺：1.不能用于两个系统之间的并列操作2.冲击电流大；会引起附近电压降低准同步并列理想并列条件（冲击电流为零）ωG=ωx（或fG=fx），UG=Ux，δe=0（实际运行中，理想并列条件难以完全实现，也没有必要完全实现。

实际上，只要满足并列操作的两项原则即可。

）准同步并列偏离理想并列条件时的后果分析实际上，电压幅值差、频率差和相位差均存在，分析较繁琐。

为此，做如下简化：1.仅存在电压幅值差（即fG=fx,δe=0,UG≠Ux）冲击电流最大瞬时值冲击电流的电动力对发电机端部绕组产生影响（定子绕组端部的机械强度最弱）2.仅存在合闸相角差（即fG=fx,δe≠0,UG=Ux）冲击电流有效值合闸后发电机与系统立刻进行有功功率交换，使机组联轴受到突然冲击，对机组和系统运行均不利3.仅存在频率差(即fG≠fx,δe=0,UG=Ux) 此时断路器QF两侧电压差为脉动电压设幅值(称为正弦整步电压)频率差限制的重要性:过大可能导致功率振荡并失去同步,故必须对合闸时的频率差进行限制。

第一章绪论1、计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术的基础上产生的。

2、画出典型计算机控制系统的基本框图，并分别说明各单元的作用。

① A/D转换器：将电信号转换成数字信号反馈给计算机；②控制器：将反馈信号与给定值信号进行比较，得到的偏差信号按照一定的控制算法输出数字控制信号③ D/A转换器：将数字控制信号转换为模拟控制信号驱动执行器④执行器：接受模拟控制信号，改变被控对象的控制参数值⑤被控对象：工艺参数需要控制的生产过程、设备或机器等。

2、简述计算机控制系统的一般控制过程。

(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理。

(2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。

3、计算机控制系统的组成4、与连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？(1) 计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。

(2) 在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。

(3) 计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。

(4) 计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。

(5) 一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。

(6) 采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。

5、计算机控制系统的类型（1）操作指导控制系统：计算机的输出不直接控制被控对象，只是采集信息，操作人员根据结果操作执行机构，是一种开环控制结构。

（2）直接数字控制系统：计算机通过检测元件对一个或多个系统参数进行巡回检测，并经过输入通道送入计算机。

计算机根据规定的控制规律进行运算，然后发出控制信号直接去控制执行机构，使系统的被控参数达到预定值。

（3）监督计算机控制系统：由计算机按照描述生产过程的数学模型，计算出最佳控制输出送给模拟调节器或者DDC计算机，最后由模拟调节器或者DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程始终处于最佳工作状态。

电力电子装置及系统1、电力电子装置的主要类型根据换能方式不同，分为五大类：交流-直流变换器、直流-交流变换器、 直流-直流变换器、交流-交流变换器、电力电子静态开关。

2、晶闸管的额定电流双向晶闸管的额定电流是按照有效值定义的，但是普通晶闸管和电力二极管的额定电流均根据早期的应用情况定义为：在阻性负载、单项、工频正弦半波导电时所对应的通态电流平均值。

3、电力晶体三极管的基极驱动电路驱动方式有直接式和隔离式，直接式指驱动的功率放大电路直接与主电路相接，电路简单，但有些电路结构要求驱动必须与主电路隔离，可用脉冲变压器或光电耦合元件隔离。

4、电力场效应晶体管P-MOSFET 的主要特点（1）、单极性导电，不存在双极性表现出来的存储时间，开关速度快，非常适合高频开关电路。

（2）、导通后等效一个导通电阻on R ，on R 决定导通压降和自身损耗，它相当于GTR 的饱和压降。

（3）、导通电阻具有正温度系数，在管子直接并联时，可以自动均衡电流，便于并联使用。

5、IGBT 的栅极驱动正偏栅压增加，开通时间和饱和压降减小，但关断时间和du/dt 增大，承受短路电流能力降低；负偏栅压增加，关断时间和du/dt 增大，承受反压能力增强；加大栅极电阻G R ，开通时间增强，但du/dt 下降。

6、电力转换模块把同类或不同类的一个或多个开关器件按照一定的拓扑结构和转换功能连接并封装在一起的开关器件组合体，称为电力转换模块。

7、功率集成电路（PIC ）如果将电力电子开关器件与电力电子变换器控制系统中的某些环节（如工作状态的监测、故障保护、驱动信号的处理、缓冲电路等）制作在一个整体器件上，则称为功率集成电路。

8、缓冲电路作用：抑制开关器件的di/dt 、du/dt ，改变开关轨迹，减少开关损耗，是之工作在安全工作区域内。

在普通晶闸管的运用中，通常选用无极性缓冲电路。

在晶闸管回路中串入电感以限制开通时的di/dt ，在晶闸管两端并联RC 网络以抑制关断时瞬时过电压，并且防止因du/dt 过大而引起的误触发。

电力电子装置及系统答案一单项选择题（每题的备选项中，只有一项最符合题意）1、电力系统是由（B）、配电和用电组成的整体。

P1A、电网、变电B、发电、电网、变电C、发电、电网2、电力系统中的输电、变电（B）三个部分称为电力网。

P1A、发电B、配电C、用电3、直接将电能送到用户的网络称为(C)。

P3A、发电网B、输电网C、配电网4、以高压甚至超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络称为（B）。

P3A、发电网B、输电网C、配电网5、电力生产的特点是（A）集中性、适用性、先行性。

P3A、同时性B、广泛性C、统一性6、线损是指电能从发电厂到用户的输送过程中不可避免地发生的(C)损失。

P5A、电压B、电流C、功率和能量7．在分析用户的负荷率时，选(A)中负荷最高的一个小时的平均负荷作为高峰负荷。

P5A、一天24小时B、一个月720小时C、一年小时8、对于电力系统来说，峰、谷负荷差越(B)，用电越趋于合理。

P6A、小B、大C、平衡D、不平衡9、为了分析负荷率，常采用（C）。

P6A.年平均负荷B.月平均值负荷 C日平均值负荷10、突然中断供电会造成经济较大损失、社会秩序混乱或在政治上产生较大影响的负荷属(B)类负荷P6A、一类B、二类C、三类11、高压断路器具有开断正常负荷和（B）的能力。

P8A、负载B、负载、短路故障C、短路故障12、.供电质量指电能质量与（A）。

P9A、供电可靠性B、供电经济性C、供电服务质量13、电压质量分为电压允许偏差、三相电压允许不平衡度、（C）、电压允许波动与闪变。

P9A、频率容许偏差B、供电可靠性C、公网谐波14、10KV三相供电电压允许偏差为额定电压的（A）。

P10A、± 7%B、± 10%C、+7%,-10%15、当电压上升时，白炽灯的（C）将下降。

P10A、闪烁效率B、光通量C、寿命16、当电压过高时，电动机可能（B）。

P10A、无法再生制动B、绝缘老化大力推进C、探底回升17、我国国标对35-110KV系统规定的电压波动允许值是(B)。

电力电子复试知识点总结一、基本理论1. 电力电子的基本概念和发展历史电力电子是指利用电子器件和电磁器件来实现对电力的转换和控制的技术领域。

它主要包括了电力电子器件、电力电子系统、电力电子技术和应用、电力电子工程设计等多个方面。

而电力电子的发展历史可以追溯到二十世纪初，但是它的真正兴起并成为一个独立的学科领域，是在二战结束之后。

从那时起，电力电子技术成为了电力系统工程中的一个重要分支，它的研究和应用得到了快速的发展。

2. 电力电子的基本原理和特点电力电子技术是利用各种电子器件和电磁器件来实现对电能的控制和转换的技术。

它有着以下几个特点：（1）高效率、高可靠性、快速的动态响应能力；（2）它能够实现电力的高效转换和稳定控制，同时可以应用在各种电力系统和电力设备中；（3）电力电子技术对环境友好，可以减少电力系统的能耗和对环境的影响；（4）它对于电力系统的工作稳定性和可靠性有着重要意义。

3. 电力电子的应用领域电力电子技术在电力系统工程中有着广泛的应用领域，主要包括了：（1）电力转换和控制技术，这是电力电子技术最主要的应用领域。

它包括了各种电力转换器、逆变器、整流器、变压器等设备的应用和设计；（2）电力系统的调节和稳定控制，电力电子技术可以用来实现对电力系统的调节和稳定控制；（3）可再生能源系统，包括太阳能、风能、生物质能等各种可再生能源系统的变流器和逆变器设计等。

4. 电力电子技术的发展趋势随着电力系统工程的发展和可再生能源技术的快速发展，电力电子技术也在不断的发展和完善。

未来电力电子技术的发展趋势可能包括：（1）更高效率的电力转换和控制技术，像GaN、SiC等新型半导体材料的应用将会大大提高电力转换和控制技术的效率；（2）大容量、高性能的电力电子器件的研发和应用，这对于可再生能源系统和大型电力设备来说有着重要的意义；（3）智能化的电力电子系统设计和应用，包括了智能控制、智能监测、智能保护和故障诊断等方面的技术。

电力电子考试重点终极版0、绪论电力电子变流电路的基本类型1、第一章电力电子器件（1）晶闸管的导通条件 P9晶闸管导通的两个条件：①阳-阴极之间有正向电压②门-阴极之间加正向电压和电流（触发脉冲）（2）门极可关断晶闸管（GTO）的额定电流 P18I ATO是用来标称GTO额定电流的参数（注：若实际工作电流已大于I ATO,则不能用负脉冲关断GTO，必须用其他方法关断）（3）电力晶体管（GTR）的一次击穿和二次击穿、安全工作区 P22 一次击穿：当GTR的集电极电压上升超过前面的击穿电压时，集电极电流I C迅速增大，首先出现第一次击穿（热电或雪崩击穿）GTR不会损坏。

二次击穿：如果第一次击穿后，不能有效的限制电流，I C上升到某一临界点时会突然急剧上升，同时伴随着U CE陡然下降。

二次击穿立即导致GTR损坏。

安全工作区：GTR工作时，最大集电极电流、集电极电压、耗散功率不能超过ICM、UCEM、PCM，同时也不能超过PSB,这些限制条件规定了GTR的安全工作区。

2、第二章可控整流电路（1）单相桥式半控整流电路中的失控现象及续流二极管的作用 P44 在运行中，欲采用切除触发脉冲或使α增至180。

的方式使主电路阻断时，会发生原导通的晶闸管继续导通，两个整流管交替导通的现象，称为失控。

为了避免失控的发生，可在负载两端反并联一个续流二极管VD R,当电源电压过零时，负载电流VD R,使导通的晶闸管关断。

（2）三相桥式全控整流电路的工作原理及波形详见：P50页（尼玛太多了）（3）变压器漏抗对可控整流电路的影响 P61变压器漏感与交流进线电感的作用均能限制短路电流，并且使电流变化比较平缓。

但在换流期间相当于两相间短路，使相电压波形出现缺口，造成电网波形畸变，且使输出电压下降。

（4）换向重叠角及输出电压、电流的计算、三相桥式全控整流电路考虑变压器漏抗时的波形参见习题2-8，2-19，2-21，2-233、第三章有源逆变电路（1）有源逆变和无源逆变的定义 P76有源逆变：变流器工作在逆变状态时，如果将变流器交流侧和电网相连，把直流电逆变为与电网同频率的交流电反馈回电网，称为有源逆变。

电力电子技术期末复习题第1章绪论1 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换;2 电力变换的种类1交流变直流AC-DC：整流2直流变交流DC-AC：逆变3直流变直流DC-DC：一般通过直流斩波电路实现4交流变交流AC-AC：一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术;第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系1主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路;2电力电子器件：指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件;2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗;3 电力电子系统基本组成与工作原理1一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成;2检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号; 3控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断;4同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行;4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类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的电力电子器件;如SCR晶闸管;2全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件;如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT;3不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件;如电力二极管;根据驱动信号的性质分类1电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件;如SCR、GTO、GTR;2电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件;如MOSFET、IGBT;根据器件内部载流子参与导电的情况分类1单极型器件：内部由一种载流子参与导电的器件;如MOSFET;2双极型器件：由电子和空穴两种载流子参数导电的器件;如SCR、GTO、GTR;3复合型器件：有单极型器件和双极型器件集成混合而成的器件;如IGBT;5 半控型器件—晶闸管SCR晶闸管的结构与工作原理晶闸管的双晶体管模型将器件N1、P2半导体取倾斜截面,则晶闸管变成V1-PNP和V2-NPN两个晶体管;晶闸管的导通工作原理E,晶闸管不能导通,主要是中间存在反向PN结;1当AK间加正向电压A2当GK 间加正向电压G E ,NPN 晶体管基极存在驱动电流G I ,NPN 晶体管导通,产生集电极电流2c I ; 3集电极电流2c I 构成PNP 的基极驱动电流,PNP 导通,进一步放大产生PNP 集电极电流1c I ;41c I 与G I 构成NPN 的驱动电流,继续上述过程,形成强烈的负反馈,这样NPN 和PNP 两个晶体管完全饱和,晶闸管导通;1晶闸管导通后撤掉外部门极电流G I ,但是NPN 基极仍然存在电流,由PNP 集电极电流1c I 供给,电流已经形成强烈正反馈,因此晶闸管继续维持导通;2因此,晶闸管的门极电流只能触发控制其导通而不能控制其关断;满足下面条件,晶闸管才能关断：1去掉AK 间正向电压；2AK 间加反向电压；3设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值以下;1当晶闸管承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通;2当晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通;3晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用,不论门极触发电流是否还存在,晶闸管都保持导通;4若要使已导通的晶闸管关断,只能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;1GTO 与普通晶闸管的相同点：是PNPN 四层半导体结构,外部引出阳极、阴极和门极;2GTO 与普通晶闸管的不同点：GTO 是一种多元的功率集成器件,其内部包含数十个甚至数百个供阳极的小GTO 元,这些GTO 元的阴极和门极在器件内部并联在一起,正是这种特殊结构才能实现门极关断作用; 1当GTO 承受反向电压时,不论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通;2当GTO 承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通;3GTO 导通后,若门极施加反向驱动电流,则GTO 关断,也即可以通过门极电流控制GTO 导通和关断; 4通过AK 间施加反向电压同样可以保证GTO 关断;电力场效应晶体管MOSFET1电力MOSFET 是用栅极电压来控制漏极电流的,因此它是电压型器件;3当GS U 大于某一电压值T U 时,栅极下P 区表面的电子浓度将超过空穴浓度,从而使P 型半导体反型成N 型半导体,形成反型层;绝缘栅双极晶体管IGBT1GTR 和GTO 是双极型电流驱动器件,其优点是通流能力强,耐压及耐电流等级高,但不足是开关速度低,所需驱动功率大,驱动电路复杂;2电力MOSFET 是单极型电压驱动器件,其优点是开关速度快、所需驱动功率小,驱动电路简单; 3复合型器件：将上述两者器件相互取长补短结合而成,综合两者优点;4绝缘栅双极晶体管IGBT 是一种复合型器件,由GTR 和MOSFET 两个器件复合而成,具有GTR 和MOSFET 两者的优点,具有良好的特性;1IGBT 是三端器件,具有栅极G 、集电极C 和发射极E;2IGBT 由MOSFET 和GTR 组合而成;第3章 整流电路1整流电路定义：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置;单相半波可控整流电路4触发角 ：从晶闸管开始承受正向阳极电压起,到施加触发脉冲为止的电角度,称为触发角或控制角;7几个定义① “半波”整流：改变触发时刻,d u 和d i 波形随之改变,直流输出电压d u 为极性不变但瞬时值变化的脉动直流,其波形只在2u 正半周内出现,因此称“半波”整流;② 单相半波可控整流电路：如上半波整流,同时电路中采用了可控器件晶闸管,且交流输入为单相,因此为单相半波可控整流电路;电力电子电路的基本特点及分析方法1电力电子器件为非线性特性,因此电力电子电路是非线性电路;2电力电子器件通常工作于通态或断态状态,当忽略器件的开通过程和关断过程时,可以将器件理想化,看作理想开关,即通态时认为开关闭合,其阻抗为零；断态时认为开关断开,其阻抗为无穷大;单相桥式全控整流电路1单相桥式全控整流电路带电阻负载时的原理图① 由4个晶闸管VT 1 ~VT 4组成单相桥式全控整流电路;② VT 1 和VT 4组成一对桥臂,VT 2 和VT 3组成一对桥臂;2单相桥式全控整流电路带电阻负载时的波形图① α~0：● VT 1 ~VT 4未触发导通,呈现断态,则0d =u 、0d =i 、02=i ;● 2VT VT 41u u u =+,2VT VT 2141u u u ==; ② πα~：● 在α角度时,给VT 1 和VT 4加触发脉冲,此时a 点电压高于b 点,VT 1 和VT 4承受正向电压,因此可靠导通,041VT VT ==u u ;● 电流从a 点经VT 1 、R 、VT 4流回b 点;● 2d u u =,d 2i i =,形状与电压相同;③ )(~αππ+：● 电源2u 过零点,VT 1 和VT 4承受反向电压而关断,2VT VT 2141u u u ==负半周; ● 同时,VT 2 和VT 3未触发导通,因此0d =u 、0d =i 、02=i ;④ παπ2~)(+：● 在)(απ+角度时,给VT 2 和VT 3加触发脉冲,此时b 点电压高于a 点,VT 2 和VT 3承受正向电压,因此可靠导通,03VT VT 2==u u ;●VT 1 阳极为a 点,阴极为b 点；VT 4 阳极为a 点,阴极为b 点；因此2VT VT 41u u u ==; ●电流从b 点经VT 3 、R 、VT 2流回b 点;● 2d u u -=,d 2i i -=;3全波整流在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载,因此该电路为全波整流;4直流输出电压平均值5负载直流电流平均值6晶闸管参数计算① 承受最大正向电压：)2(212U ② 承受最大反向电压：22U③ 触发角的移相范围：0=α时,2d 9.0U U =；o 180=α时,0d =U ;因此移相范围为o 180;④ 晶闸管电流平均值：VT 1 、VT 4与VT 2 、VT 3轮流导电,因此晶闸管电流平均值只有输出直流电流平均值的一半,即2cos 145.0212d dVT α+==R U I I ; 1单相桥式全控整流电路带阻感负载时的原理图2单相桥式全控整流电路带阻感负载时的波形图●分析时,假设电路已经工作于稳态下; ● 假设负载电感很大,负载电流不能突变,使负载电流d i 连续且波形近似为一水平线;① πα~：● 在α角度时,给VT 1 和VT 4加触发脉冲,此时a 点电压高于b 点,VT 1 和VT 4承受正向电压,因此可靠导通,041VT VT ==u u ;●电流从a 点经VT 1 、L 、R 、VT 4流回b 点,2d u u =; ●d i 为一水平线,2d VT 1,4i i i ==; ● VT 2 和VT 3为断态,02,3VT =i② )(~αππ+：●虽然二次电压2u 已经过零点变负,但因大电感的存在使VT 1 和VT 4持续导通; ● 041VT VT ==u u ,2d u u =,2d VT 1,4i i i ==,02,3VT =i ;③ παπ2~)(+：● 在)(απ+角度时,给VT 2 和VT 3加触发脉冲,此时b 点电压高于a 点,VT 2 和VT 3承受正向电压,因此可靠导通,03VT VT 2==u u ;● 由于VT 2 和VT 3的导通,使VT 1 和VT 4承受反向电压而关断01,4VT =i ;VT 1 阳极为a 点,阴极为b点；VT 4 阳极为a 点,阴极为b 点；因此2VT 1,4u u =;●电流从b 点经VT 3 、L 、R 、VT 2流回b 点,2d u u -=; ● d i 为一水平线,2d VT 2,3i i i -==;④ )2(~2αππ+：●虽然二次电压2u 已经过零点变正,但因大电感的存在使VT 2 和VT 3持续导通; ● 032VT VT ==u u ,2VT 1,4u u =,2d u u -=,2d VT 2,3i i i -==,01,4VT =i ;3直流输出电压平均值4触发角的移相范围0=α时,2d 9.0U U =；o 90=α时,0d =U ;因此移相范围为o 90;5晶闸管承受电压：正向：22U ；反向：22U1单相桥式全控整流电路带反电动势负载时的原理图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,即反电动势负载;正常情况下,负载电压d u 最低为电动势E ;② 负载侧只有2u 瞬时值的绝对值大于反电动势,即E u >2时,才有晶闸管承受正电压,有导通的可能; 2单相桥式全控整流电路带反电动势负载时的波形图① )(~θαα+：● 在α角度时,给VT 1 和VT 4加触发脉冲,此时E u >2,说明VT 1 和VT 4承受正向电压,因此可靠导通,2d u u =,Rd d E u i -=; ② )(~)(απθα++：● 在)(θα+角度时,E u <2,说明VT 1 和VT 4已经开始承受反向电压关断;● 同时,由于VT 2 和VT 3还未触发导通,因此E u =d ,0d =i ;③ )(~)(θαπαπ+++：● 此过程为VT 2 和VT 3导通阶段,由于是桥式全控整流,因此负载电压与电流同前一阶段,2d u u -=,Rd d E u i -=; 三相可控整流电路三相半波可控整流电路1三相半波可控整流电路带电阻负载时的原理图① 变压器一次侧接成三角形,防止3次谐波流入电网;② 变压器二次侧接成星形,以得到零线;③ 三个晶闸管分别接入a 、b 、c 三相电源,其所有阴极连接在一起,为共阴极接法;2三相半波不可控整流电路带电阻负载时的波形图●将上面原理图中的三个晶闸管换成不可控二极管,分别采用VD 1、VD 2和VD 3表示;● 工作过程分析基础：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;① 21~t t ωω：a 相电压最高,则VD 1导通,VD 2和VD 3反压关断,a u u =d ;② 32~t t ωω：b 相电压最高,则VD 2导通,VD 3和VD 1反压关断,b u u =d ;③ 43~t t ωω：b 相电压最高,则VD 2导通,VD 3和VD 1反压关断,b u u =d ;④ 按照上述过程如此循环导通,每个二极管导通o 120;⑤ 自然换向点：在相电压的交点1t ω、2t ω、3t ω处,出现二极管换相,即电流由一个二极管向另一个二极管转移,这些交点为自然换向点;3三相半波可控整流电路带电阻负载时的波形图o 0=α自然换向点：对于三相半波可控整流电路而言,自然换向点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻即开始承受正向电压,该时刻为各晶闸管触发角α的起点,即o 0=α;① 21~t t ωω：●a 相电压最高,VT 1开始承受正压,在1t ω时刻触发导通,01VT =u ,而VT 2和VT 3反压关断; ● a u u =d ,Ru i i d d VT 1==; ② 32~t t ωω：●b 相电压最高,VT 2开始承受正压,在2t ω时刻触发导通,02VT =u ,而VT 3和VT 1反压关断; ● b d u u =,01VT =i ,VT 1承受a 点-b 点间电压,即ab VT 1u u =;③ 43~t t ωω：●c 相电压最高,VT 3开始承受正压,在3t ω时刻触发导通,03VT =u ,而VT 1和VT 2反压关断; ● cd u u =,01VT =i ,VT 1承受a 点-c 点间电压,即ac VT 1u u =;4三相半波可控整流电路带电阻负载时的波形图o 30=α定义：1t ω时刻为自然换向点后o 30,2t ω和3t ω时刻依次间距o 120;① )90(~o 11+t t ωω：● a 相电压最高,VT 1已经承受正压,但在1t ω时刻即o 30=α时开始触发导通,01VT =u ,而VT 2和VT 3反压关断;● a u u =d ,Ru i i d d VT 1==; ② 2o 1~)90(t t ωω+：● 虽然已到a 相和b 相的自然换向点,b 相电压高于a 相电压,VT 2已经开始承受正压,但是VT 2没有门极触发脉冲,因此VT 2保持关断;● 这样,原来已经导通的VT 1仍然承受正向电压0a >u 而持续导通,01VT =u ,a u u =d ,R u i i d d VT 1==; ③ 32~t t ωω：● b 相电压最高,VT 2已经承受正压,2t ω时刻即o 30=α时开始触发导通VT 2,02VT =u ,这样VT 1开始承受反压而关断;● b d u u =,01VT =i ,VT 1承受a 点-b 点间电压,即ab VT 1u u =;④ 43~t t ωω：● c 相电压最高,VT 3已经承受正压,3t ω时刻即o 30=α时开始触发导通VT 3,03VT =u ,这样VT 2开始承受反压而关断;● c d u u =,01VT =i ,VT 1承受a 点-c 点间电压,即ac VT 1u u =;5三相半波可控整流电路带电阻负载时的波形图o 60=α定义：1t ω时刻为自然换向点后o 60,2t ω和3t ω时刻依次间距o 120;① )90(~o 11+t t ωω：● a 相电压最高,VT 1在1t ω时刻即o 60=α时开始触发导通,即使过了自然换向点,但因VT 2未导通及0a >u ,而使VT 1持续导通,01VT =u ,而VT 2和VT 3反压关断;● a u u =d ,Ru i i d d VT 1==; ② 2o 1~)90(t t ωω+：●a 相电压过零变负0a <u ,而使VT 1承受反压关断,而VT 2未触发导通和VT 3仍为关断; ● 0d VT 1==i i ,0d =u ;③ 32~t t ωω及43~t t ωω期间情况分别为VT 2和VT 3导通过程,与上述相同;6三相半波可控整流电路带电阻负载不同触发角工作时的情况总结① 当o 30<α时,负载电流处于连续状态,各相导电o 120;② 当o 30=α时,负载电流处于连续和断续的临界状态,各相仍导电o 120;③ 当o 30>α时,负载电流处于断续状态,直到o 150=α时,整流输出电压为零;④ 结合上述分析,三相半波可控整流电路带电阻负载时α角的移相范围为o 150,其中经历了负载电流连续和断续的工作过程;7数值计算① o 30≤α时,整流电压平均值负载电流连续：● 当o 0=α时,d U 最大,2d 17.1U U =;② o 30>α时,整流电压平均值负载电流断续：● 当o 150=α时,d U 最小,0d =U ;③ 负载电流平均值：R U I d d =; ④ 晶闸管承受的最大反向电压：为变压器二次侧线电压的峰值,222RM 45.2632U U U U ==⨯=⑤ 晶闸管承受的最大正向电压：如a 相,二次侧a 相电压与晶闸管正向电压之和为负载整流输出电压d U ,由于d U 最小为0,因此晶闸管最大正向电压2FM 2U U =;1三相半波可控整流电路带阻感负载时的原理图① 当阻感负载中的电感值很大时,整流获得的电流d i 波形基本是平直的,即流过晶闸管的电流接近矩形波; ② 当o 30≤α时,整流电压波形与电阻负载时相同,因为两种负载情况下,负载电流均连续;2三相半波可控整流电路带阻感负载时的波形图o 60=α定义：1t ω时刻为自然换向点后o 60,2t ω和3t ω时刻依次间距o 120;① 21~t t ωω：● VT 1承受正压并触发导通,过自然换向点后a 相电压仍大于0,VT 1仍持续导通;●a 相过零点后,由于电感的存在,阻止电流下降,因而VT 1仍持续导通; ● a d u u =,d d a I i i ==,0cb ==i i ,01VT =u ;② 32~t t ωω：● 当2t ω时刻,b 相电压最高,同时触发导通,则VT 2导通,这样VT 1承受反压关断,由VT 2向负载供电; ● b d u u =,d d b I i i ==,0c a ==i i ,ab VT 1u u =;③ 43~t t ωω：● 工作过程与上述相同;● c d u u =,d d c I i i ==,0b a ==i i ,ac VT 1u u =;3三相半波可控整流电路带阻感负载不同触发角工作时的情况总结① 阻感负载状态下,由于大电感的存在,使负载电流始终处于连续状态,各相导电o 120;② 当o 30>α时,负载电压d u 波形将出现负的部分,并随着触发角的增大,使负的部分增多;③ 当o 90=α时,负载电压d u 波形中正负面积相等,d u 平均值为0;④ 结合上述分析,三相半波可控整流电路带阻感负载时α角的移相范围为o 90;4数值计算① 整流电压平均值负载电流始终连续：αcos 17.12d U U =;② 晶闸管承受的最大正反向电压：为变压器二次侧线电压的峰值,222RM FM 45.2632U U U U U ==⨯==三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路原理图：1由6只晶闸管组成,形成三个桥臂,其中每个桥臂连接一相电源;2阴极连接在一起的3只晶闸管VT 1、VT 3、VT 5称为共阴极组,处于桥臂上端;3阳极连接在一起的3只晶闸管VT 4、VT 6、VT 2称为共阳极组,处于桥臂下端;4晶闸管的导通顺序：VT 1、VT 2、VT 3、VT 4、VT 5、VT 6;o 0=α1基本说明① 自然换向点仍为a 、b 、c 相的交点;② 将1t ω时刻自然换向点后的一个电源周期分成6段,每段电角度为o 60,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ; 2波形图分析① 阶段Ⅰ：●a 相电压最大,b 相电压最小,触发导通VT 1事实上,VT 6已经导通 ● ab d u u =,Ru i ab VT 1=,01VT =u ; ② 阶段Ⅱ：● a 相电压最大,c 相电压最小,触发导通VT 2,则VT 6承受反压0cb <u 而关断,VT 1持续导通; ● ac d u u =,Ru i ac VT 1=,01VT =u ; ③ 阶段Ⅲ：● b 相电压最大,c 相电压最小,触发导通VT 3,则VT 1承受反压0ab <u 而关断,VT 2持续导通; ● bc d u u =,Ru i bc VT 1=,ab VT 1u u =; ④ 阶段Ⅳ：● b 相电压最大,a 相电压最小,触发导通VT 4,则VT 2承受反压0ac <u 而关断,VT 3持续导通;● ba d u u =,Ru i ba VT 1=,ab VT 1u u =; ⑤ 阶段Ⅴ：● c 相电压最大,a 相电压最小,触发导通VT 5,则VT 3承受反压0bc <u 而关断,VT 4持续导通; ● ca d u u =,Ru i ca VT 1=,ac VT 1u u =; ⑥ 阶段Ⅵ：● c 相电压最大,b 相电压最小,触发导通VT 6,则VT 4承受反压0ba <u 而关断,VT 5持续导通; ● cb d u u =,Ru i cb VT 1=,ac VT 1u u =; 3总结① 对于共阴极组的3个晶闸管来说,阳极所接交流电压值最高的一个导通；对于共阳极组的3个晶闸管来说,阴极所接交流电压值最低的一个导通;② 每个时刻均需2个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,其中1个晶闸管是共阴极组的,1个是共阳极组的,且不能为同1相的晶闸管;③ 对触发脉冲的要求：6个晶闸管的脉冲按VT 1—VT 2—VT 3—VT 4—VT 5—VT 6的顺序,相位依次差o 60; ④ 共阴极组VT 1、VT 3、VT 5的脉冲依次差o 120,共阳极组VT 2、VT 4、VT 6的脉冲依次差o 120; ⑤ 同一相的上下两个桥臂,即VT 1与VT 4,VT 3与VT 6,VT 5与VT 2,脉冲相差o 180;⑥ 整流输出电压d u 一周期脉动6次,每次脉动的波形都一样,故该电路为6脉冲整流电路;o 30=α1基本说明① 自然换向点仍为a 、b 、c 相的交点;② 1t ω时刻为a 相o 30触发角位置,将该时刻后的一个电源周期o 360分成6段,每段电角度为o 60,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ;2波形图分析① 阶段Ⅰ：●a 相电压最大,b 相电压最小,触发导通VT 1事实上,VT 6已经导通● 当过b 、c 相交点后,虽然b 电压高于c 相电压,但是由于未触发导通VT 2,且a 相电压仍高于b 相,因此整个阶段I 中,VT 1和VT 6持续导通;● ab d u u =,01VT =u ,R u i i ab d a ==; ② 阶段Ⅱ：●分析过程同阶段I,VT 1和VT 2持续导通; ● ac d u u =,01VT =u ,Ru i i ac d a ==; ③ 阶段Ⅲ：●分析过程同阶段I,VT 2和VT 3持续导通; ● bc d u u =,ab VT 1u u =,0a =i ;④ 阶段Ⅳ：●分析过程同阶段I,VT 3和VT 4持续导通; ● ba d u u =,ab VT 1u u =,Ru i i ba d a -=-=; ⑤ 阶段Ⅴ：●分析过程同阶段I,VT 4和VT 5持续导通; ● ca d u u =,ac VT 1u u =,Ru i i ca d a -=-=; ⑥ 阶段Ⅵ：●分析过程同阶段I,VT 5和VT 6持续导通; ● cb d u u =,ac VT 1u u =,0a =i ;3总结① 与o 0=α时相比,晶闸管起始导通时刻推迟了o 30,组成d u 的每一段线电压因此推迟o 30,d u 平均值降低;② VT 1处于通态的o 120期间,变压器二次侧a 相电流0a >i ,波形与同时段的d u 波形相同;VT 4处于通态的o 120期间,a i 波形与同时段的d u 波形相同,但为负值;o 60=α1波形图分析① 阶段Ⅰ：●a 相电压最大,c 相电压最小,通过以往经验知道VT 6已经导通,此时触发导通VT 1,不触发VT 2,则整个阶段I 中,VT 1和VT 6持续导通; ● ab d u u =,01VT =u ;② 阶段Ⅱ：● b 相电压最大,c 相电压最小,此时触发导通VT 2,则VT 6承受电压0cb <u 而关断,而a 相电压仍比c 相大,因此VT 1和VT 2持续导通;●ac d u u =,01VT =u ;③ 阶段Ⅲ：● 分析过程同阶段Ⅱ,VT 2和VT 3持续导通;●bc d u u =,ab VT 1u u =;④ 阶段Ⅳ：● 分析过程同阶段Ⅱ,VT 3和VT 4持续导通;●ba d u u =,ab VT 1u u =;⑤ 阶段Ⅴ：● 分析过程同阶段Ⅱ,VT 4和VT 5持续导通;●ca d u u =,ac VT 1u u =;⑥ 阶段Ⅵ：● 分析过程同阶段Ⅱ,VT 5和VT 6持续导通;●cb d u u =,ac VT 1u u =;2总结① 与o 30=α时相比,晶闸管起始导通时刻继续向后推迟o 30,d u 平均值继续降低,并出现了为零的点; ② 当o 60≤α时,d u 波形均连续,对于电阻负载,d i 波形与d u 波形的形状一样,保持连续;o 90=α1o 60≥α时整流电路触发脉冲要求① o 60≥α时,负载电流将出现断续状态,这样为确保电路的正常工作,需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲;② 方法一：采用宽脉冲触发,即触发脉冲的宽度大于o 60,一般取o 80~o 100;③ 方法二：采用双脉冲触发,即在触发某个晶闸管的同时,给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲;即用两个窄脉冲代替宽脉冲,两个窄脉冲的前沿相差o 60,脉宽一般为o 20~o 30; 2波形图分析① 阶段Ⅰ：● 前半段内,c b a u u u >>,通过以往经验知道VT 6已经导通,此时触发导通VT 1,不触发VT 2,则VT 1和VT 6导通;ab d u u =,Rui i i d a VT d 1===;● 后半段内,c a b u u u >>,出现a 、b 相交点,则过交点后VT 6和VT 1承受反压关断;0d =u ,0a VT d 1===i i i ;② 阶段Ⅱ：● 前半段内,c a b u u u >>,此时触发导通VT 2,同时采用宽脉冲或双脉冲方式触发VT 1导通;ac d u u =,Rui i i d a VT d 1===;●后半段内,a c b u u u >>,出现a 、c 相交点,则过交点后VT 1和VT 2承受反压关断;0d =u ,0a VT d 1===i i i ; ③ 阶段Ⅲ：● 前半段内,VT 2和VT 3持续导通;bc d u u =,Rui d d =,0a VT 1==i i ;●后半段内,0d =u ,0a VT d 1===i i i ;④ 阶段Ⅳ：● 前半段内,VT 3和VT 4持续导通;ba d u u =,Ru i i da d =-=,01VT =i ; ●后半段内,0d =u ,0a VT d 1===i i i ;⑤ 阶段Ⅴ：● 前半段内,VT 4和VT 5持续导通;ca d u u =,Rui i d a d =-=,01VT =i ;●后半段内,0d =u ,0a VT d 1===i i i ;⑥ 阶段Ⅵ：● 前半段内,VT 5和VT 6持续导通;cb d u u =,Rui d d =,0a VT 1==i i ;●后半段内,0d =u ,0a VT d 1===i i i ;3总结① 当o 60≥α时,负载电流将出现断续状态;② 当o 120=α时,整流输出电压d u 波形全为零,因此带电阻负载时的三相桥式全控整流电路α角的移相范围是o 120;1带电阻负载时的平均值① 特点：o 60≤α时,整流输出电压连续；o o 12060<<α时,整流输出电压断续; ② 整流电压平均值计算公式：以d u 所处的线电压波形为背景,周期为3π; ③ 输出电流平均值计算公式：RU I dd =; 整流电路的有源逆变工作状态逆变的概念1逆变定义：生产实践中,存在着与整流过程相反的要求,即要求把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变;3逆变电路定义：把直流电逆变成交流电的电路;4有源逆变电路：将交流侧和电网连结时的逆变电路,实质是整流电路形式;5无源逆变电路：将交流侧不与电网连结,而直接接到负载的电路,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的电路;6有源逆变电路的工作状态：只要满足一定条件,可控整流电路即可以工作于整流状态,也可以工作于逆变状态;1单相全波电路相当发电机- 电动机系统 2单相全波电路整流状态 - 电动机电动状态系统① 电动机处于电动运行状态,全波电路处于整流工作状态20πα<<,直流输出电压0d >U ,而且M d E U >,才能输出电枢电流∑-=R E U I Md d ; ② 能量流向：交流电网输出电功率,电动机输入电功率;3单相全波电路有源逆变状态 - 电动机发电回馈制动系统① 电动机处于发电回馈制动运行状态,由于晶闸管单向导电性,电路内d I 的方向依然不变;② 这样,要保证电动机有电动运行变成发电回馈制动运行,必须改变M E 的极性,同时直流输出电压d U 也改变极性0d <U ,παπ<<2;③ 此时,必须保证d M U E >,∑-=R U E I dM d ,才能把电能从直流侧送到交流侧,实现逆变; ④ 能量流向：电动机输出电功率,交流电网吸收电功率; ⑤ 全波电路有源逆变工作状态下,为什么晶闸管触发角处于παπ<<2,仍能导通运行答：主要由于全波电路有外接直流电动势M E 的存在且d M U E >,这是电动机处于发电回馈制动状态时得到的,这样能够保证系统得到很大的续流,即使晶闸管的阳极电位大部分处于交流电压为负的半周期,但是仍能承受正向电压而导通; 4有源逆变产生的条件① 变流电路外侧要有直流电动势,其极性必须和晶闸管的导通方向一致,其值应大于变流电路直流侧的平均电压;② 要求晶闸管的控制触发角2πα>,使d U 为负值; 第4章 逆变电路1逆变定义：将直流电能变成交流电能;2有源逆变：逆变电路的交流输出侧接在电网上; 3无源逆变：逆变电路的交流输出侧直接和负载相连;电压型逆变电路1逆变电路分类：根据直流侧电源性质可以分为电压源型逆变电路和电流源型逆变电路; 2电压源型逆变电路VSI ：直流侧为电压源; 3电流源型逆变电路CSI ：直流侧为电流源; 4电压型逆变电路举例：① 直流侧为电压源,或并联有大电容;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;④ 图中逆变桥各臂都并联反馈二极管,为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道;单相电压型逆变电路半桥逆变电路 1电路原理图① 由两个桥臂组成,其中每个桥臂均包含一个可控器件和一个反并联二极管;② 直流输入侧接有两个相互串联的足够大的电容,两个电容的连接点为直流电源的中点; ③ 负载连接在直流电源中点和两个桥臂连接点之间; 2栅极驱动信号① 开关器件V 1 和V 2 的栅极信号在一个周期内半周正偏,半周反偏,且二者互补; ② 2~0t ：V 1 栅极高电平,V 2 栅极低电平; ③ 42~t t ：V 2 栅极高电平,V 1栅极低电平; ④ 64~t t ：V 1 栅极高电平,V 2 栅极低电平;3电压与电流波形图① 2~0t ：V 1 栅极高电平,V 2 栅极低电平,因此V 1 为通态,V 2为断态,则负载电压2/d m o U U u ==;② 2t 时刻：V 1 开始关断,但感性负载中的电流o i 不能立即改变方向,于是VD 2 导通续流称为续流二极管,则负载电压2/d m o U U u -=-=;直到3t 时刻o i 降为零时,VD 2 截止,V 2开始导通,负载电压仍为2/d m o U U u -=-=,o i 反向; ③ 其他时刻同理; 4有功功率与无功功率① 当V 1或V 2 为通态时,负载电流与电压同方向,直流侧向负载提供能量;② 当VD 1 或VD 2 为通态时,负载电流与电压反向,则负载电感中储存的能量向直流侧反馈,即负载电感将其吸收的无功能量反馈回直流侧,反馈回的能量暂时储存在直流侧电容中,直流侧电容器起着缓冲这种无功能量的作用; 5应用说明① 上述电路中开关器件若为晶闸管,则需要使用强迫换流电路;② 半桥逆变电路优点是结构简单,使用器件少,但缺点是输出交流电压幅值仅为2/d U ,且直流侧需要两个电容器串联;③ 半桥逆变电路常使用在几千瓦以下的小功率逆变电源中;三相电压型逆变电路三相电压型桥式逆变电路 1电路图① 开关器件为IGBT;② 直流侧由两个电容器组成,电压中点为N ';③ 直流电压为d U ,因此“+”电压为2/d U ,“—”电压为2/d U -; ④ 负载侧中点为N; 2工作方式o 180导电方式① 每个桥臂上或下的导电角度为o 180,同一相上下两个桥臂交替导电,各相开始导电的角度依次相差o 120;。

第一章 绪论1、电力拖动实现了电能与机械能之间的能量变换。

2、运动控制系统由电动机（直流、交流感应、交流同步）、功率放大与变换装置（电机、电磁、电流电子型）、控制器（模拟、数字）及相应的传感器构成。

3、通常在额定转速以下采用恒磁通控制，额定转速以上采用弱磁控制。

4、三种典型的负载类型：恒转矩负载、恒功率负载、风机泵类负载。

第二章 转速反馈控制的直流调速系统1、 直流电动机的稳态转速：Φ-=e K IR U nφ励磁磁通 Ke 电机结构决定的电动势常数由此可知，三种调节电动机转速的方法：（1）调节电枢供电电压；（2）减弱励磁磁通；（3）改变电枢回路电阻。

2、 可控直流电源有两大类：相控整流器、直流脉宽变换器。

或者晶闸管整流器-电动机系统、直流PWM 变换器-电动机系统。

3、 V-M 系统如何调速？通过调节触发装置GT 的控制电压Uc 来移动触发脉冲的相位，改变可控整流器平均输出直流电压Ud ，实现平滑调速。

Ud=KsUc Uc 、Ud 呈线性关系4、 电流脉动连续：主电路有足够大的电感量、电动机负载电流足够大。

电流脉动断续：反之。

5、抑制电流脉动的措施：（1）增加整流电路相数，或采用多重化技术；（2）设置电感量足够大的平波电抗器。

6、V-M 系统在电流断续时的机械特性的特点是：机械特性很软，而且呈显著的非线性上翘，使电动机的理想空载转速很高。

断续连续分界线：θ=2π/37、晶闸管触发与整流装置可看成纯滞后环节，滞后效应由晶闸管的失控时间引起，最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。

8、PWM 变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。

9、比例控制的直流调速系统可以获得比开环调速系统硬的多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此，需设置电压放大器和转速检测装置。