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第一章电力电子器件一、本章主要内容及重点与难点【主要内容】本章主要讨论电力电子器件的分类以及典型电力电子器件的结构、电气符号、工作原理、基本特性与主要参数。
在学习过程中，主要应掌握以下内容：1．电力电子器件的概念与特征；2. 电力电子器件的分类；3. 电力二极管的工作原理、基本特性与主要参数；4. 晶闸管（SCR）的工作原理、基本特性与主要参数；5. 几种典型全控型电力电子器件（GTO；GTR；PowerMOSFET；IGBT）的工作原理、基本特性与主要参数；6. 上述全控型电力电子器件的性能比较。
【重点与难点】本章重点在于半控型器件——晶闸管，要重点掌握晶闸管的的结构、电气符号、开关规律、静态特性以及主要参数。
（重点应该再加上MOS和IGBT，因为这2种器件应用应用很广很重要。
）本章难点在于晶闸管额定电流、额定电压的定义以及实际使用中如何选择晶闸管的参数。
二、典型习题解析例1-1 下列对晶闸管特性的叙述中，正确的是（）。
A 晶闸管属于电流驱动双极型器件 C 晶闸管触发导通后，门极就失去了控制作用B 晶闸管具有单向导电性 D 晶闸管的擎住电流大于维持电流【答案】A、B、C、D【解析】本题主要考察对晶闸管特性的熟悉程度，四个选项的描述均正确。
A选项考察晶闸管的分类；B选项考察半导体器件的特点；C选项考察晶闸管的开关特性；D选项考察晶闸管的主要参数例1-2 双向晶闸管的额定电流是以（）定义的；GTO的额定电流是以（）定义的。
A 平均值B 有效值C 最大值D 瞬时值【答案】B，C【解析】本题主要考察双向晶闸管与GTO额定电流的定义，双向晶闸管的正向伏安特性与反向伏安特性相同，用于交流电路中，其额定电流是以有效值定义的。
GTO的阳极电流如过大，可能会出现无法由门极控制关断的情况，因此其额定电流是以最大可关断阳极电流定义的。
例1-3 下列电力电子器件中，存在电导调制效应的是（）。
A GTOB GTRC PowerMOSFETD IGBT【答案】A、B、D【解析】本题主要考察对电导调制效应的理解，电导调制效应仅在双极型器件中起作用，单极型器件仅有一种载流子参与导电，因此不存在电导调制效应。
电力电子技术应用的原理1. 介绍电力电子技术已成为现代电力系统中不可或缺的关键技术。
它涉及将电能转换、调整和控制，以满足不同设备和系统的需求。
本文将介绍电力电子技术的应用原理。
2. 基本原理电力电子技术的基本原理是利用半导体器件实现电能的高效转换和调整。
以下是一些常用的电力电子器件和其应用原理：•整流器：整流器用于将交流电转换为直流电。
它的基本原理是利用二极管或晶闸管等开关元件来控制电流的流向，以便将负载电流限制在某个方向上。
整流器广泛应用于交流输电系统、电动机驱动系统等领域。
•逆变器：逆变器用于将直流电转换为交流电。
它的基本原理是通过开关元件控制直流电源的极性和电压大小，从而产生与输入电源频率和幅值相关的交流输出。
逆变器在太阳能发电系统、风能发电系统等可再生能源领域具有重要的应用。
•变频器：变频器用于控制交流电机的转速。
它的基本原理是将输入电源的频率和电压进行变换，以实现对电机转速的精确控制。
变频器广泛应用于电梯、风扇、泵站等领域。
•开关电源：开关电源用于将输入电源的电能转换为稳定的直流电源，提供给电子设备使用。
开关电源采用了开关器件来实现高效率的电能转换，并通过反馈控制保持输出电压的稳定性和精度。
•电能质量调节器：电能质量调节器用于实现对电能质量的改善，如降低电压失真、提高功率因数等。
它的基本原理是通过使用滤波器、稳压器和控制算法等技术，校正电力系统的电流和电压波形，以满足设备对电能的要求。
3. 应用案例•电动汽车充电系统：电力电子技术在电动汽车充电系统中扮演着重要的角色。
利用整流器将交流电转换为直流电供电给电动汽车电池充电，而利用逆变器将电动汽车电池中直流电转换为交流电供电给电动汽车驱动电机。
•太阳能发电系统：太阳能发电系统中使用的光伏逆变器可以将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电，并将其供应到交流电网上。
•电力调制系统：电力调制系统是电力电子技术的重要应用之一。
通过调节电压和频率来改变输出功率，满足不同负载需求。
电力电子技术习题集标* 的习题是课本上没有的，作为习题的扩展习题一* 试说明什么是电导调制效应及其作用。
答：当PN结通过正向大电流时，大量空穴被注入基区（通常是N型材料），基区的空穴浓度（少子）大幅度增加，这些载流子来不及和基区的电子中和就到达负极。
为了维持基区半导体的电中性，基区的多子（电子）浓度也要相应大幅度增加。
这就意味着，在大注入的条件下原始基片的电阻率实际上大大地下降了，也就是电导率大大增加了。
这种现象被称为基区的电导调制效应。
电导调制效应使半导体器件的通态压降降低，通态损耗下降；但是会带来反向恢复问题，使关断时间延长，相应也增加了开关损耗。
1.晶闸管正常导通的条件是什么，导通后流过的电流由什么决定？晶闸管由导通变为关断的条件是什么，如何实现？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压（U AK>0），并在门极施加触发电流（U GK>0）。
2.有时晶闸管触发导通后，触发脉冲结束后它又关断了，是何原因？答：这是由于晶闸管的阳极电流I A没有达到晶闸管的擎住电流（I L）就去掉了触发脉冲，这种情况下，晶闸管将自动返回阻断状态。
在具体电路中，由于阳极电流上升到擎住电流需要一定的时间（主要由外电路结构决定），所以门极触发信号需要保证一定的宽度。
* 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？答：维持晶闸管导通的条件是使其阳极电流I A大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流I H。
要使晶闸管由导通转为关断，可利用外加反向电压或由外电路作用使流过晶闸管的电流降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
3.图1-30中的阴影部分表示流过晶闸管的电流波形，其最大值均为I m，试计算各波形的电流平均值、有效值。
如不考虑安全裕量，额定电流100A的晶闸管，流过上述电流波形时，允许流过的电流平均值I d各位多少？(f)图1-30 习题1-4附图解：（a）mm m mI11I sin()()2I0.3185I22daI t d tπωωπππ====⎰mI2 aI==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 3140.5aI A ==；平均值I da 为：mI 100da I A π==（b ）m m m 012I sin()()I 0.6369I db I t d t πωωππ===⎰b I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 222b A =；平均值I db 为：m 0.6369I 141.4db I A ==（c ）m m m 313I sin()()I 0.4777I 2dc I t d t ππωωππ===⎰m 0.6343I c I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 247.50.6343cI A ==；平均值I dc为：m 0.4777I 118dc I A == （d ）m m m m 33I 113I sin()()I 0.2388I 2224dd I t d t ππωωπππ====⎰m 0.4486I d I == 额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 3500.4486dI A ==；平均值I dd为：0.2388*35090.7dd I A == （e ）4m m m 011I ()I 0.125I 224de I d t ππωππ===⎰m 0.3536I e I ==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则m I 4440.3536eI A ==： 平均值I de 为：0.125*44455.5de I A == （f ）4mm m 011I ()I 0.25I 4df I d t ππωππ===⎰m 0.5I f I ==额定电流100A 的晶闸管允许流过的电流有效值为157A ，则：m I 3140.5f I A ==平均值I de 为： 0.25*31478.5df I A ==* 在图1-31所示电路中，若使用一次脉冲触发，试问为保证晶闸管充分导通，触发脉冲宽度至少要多宽？图中，E =50V ；L =0.5H ；R =0.5Ω; I L =50mA （擎住电流）。
电力电子技术的应用和原理1. 引言电力电子技术是一种应用在电力系统中的技术，通过将电力转换为可控的形式，实现电力的调节、变换和控制。
本文将介绍电力电子技术的应用领域和基本原理。
2. 应用领域电力电子技术在现代电力系统中有着广泛的应用，下面列举几个主要的应用领域：•变频调速：电力电子技术可以实现交流电源向直流电源的变换，通过控制电压和频率，实现对电机的调速，广泛应用于工业控制、高速列车、船舶等领域。
•可再生能源发电：电力电子技术可以实现可再生能源（如太阳能、风能）的转换和接入电力系统。
•电力传输和配电：电力电子技术可以实现高压直流输电，提高输电效率，同时可以实现电力系统的电能质量调节和稳定。
•电力负载控制：电力电子技术可以实现对电力负载的控制，如电炉、焊机、电动汽车充电桩等。
3. 基本原理电力电子技术的基本原理主要包括以下几个部分：3.1 可控硅电路可控硅是一种具有电压控制能力的电子器件，通过控制其导通和关断的时刻，可以实现对交流电的控制。
可控硅电路是电力电子技术中最常用的电力调节器件之一。
3.2 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的装置，其基本原理是通过可控硅等器件对直流电进行开关调制，实现交流电的输出。
逆变器在可再生能源发电和变频调速等领域有着广泛的应用。
3.3 斩波电路斩波电路是电力电子技术中的一种电力负载控制装置，通过可控硅等器件对交流电进行斩波控制，实现对电力负载的控制。
斩波电路可以实现电力负载的连续可调，广泛应用于电力控制领域。
3.4 工频变压器工频变压器是电力电子技术中的一种常见变压器形式，通过可控硅等器件控制变压器的绕组切换，实现对电压和功率的调节。
工频变压器在电力系统的电能调节和稳定中有着重要的作用。
4. 结论电力电子技术作为一种应用在电力系统中的技术，通过将电力转换为可控的形式，实现电力的调节、变换和控制。
本文介绍了电力电子技术的应用领域和基本原理，包括变频调度、可再生能源发电、电力传输和配电以及电力负载控制等。
电力系统中的电力电子技术电力电子技术是指将电子器件和电力系统相结合，用于对电力进行有效的控制和转换的技术。
它在电力系统中起着至关重要的作用，能够实现电力的高效利用、稳定输送和安全控制。
随着科技的不断进步，电力电子技术在电力系统中的应用也得到了不断的扩大和深化。
本文将从电力电子技术的基本原理、应用及未来发展等方面进行介绍。
一、电力电子技术的基本原理电力电子技术是通过对电力进行控制和转换，实现对电力的高效利用和稳定传输。
其基本原理包括功率电子器件、控制电路和模拟电路。
功率电子器件是电力电子技术的核心，包括整流器、逆变器、开关管等，能够实现对电力的高效控制和转换。
控制电路是用来控制功率电子器件的工作状态，通过控制电路可以实现对电力的精确调节和稳定控制。
模拟电路则是用来实现对电力的各项参数进行监测和调节，通过模拟电路可以实现对电力的精确测量和调节。
电力电子技术在电力系统中有着广泛的应用，主要包括能源转换、电力调节和功率控制等方面。
在能源转换方面，电力电子技术可以实现对不同形式电力的转换，包括将太阳能、风能等可再生能源转换为电力，同时也可以将电力转换为热能、光能等其他形式的能源。
通过电力电子技术的应用，能够实现能源的高效利用和增加可再生能源的比重。
在电力调节方面，电力电子技术可以实现对电力的精确调节和稳定控制，包括对电压、频率等参数进行调节，同时还可以实现对电力负载的动态调节，保证电力系统的稳定运行。
随着科技的不断进步，电力电子技术在电力系统中的应用也得到了不断的拓展和深化。
未来，电力电子技术的发展趋势主要包括高效、智能和绿色化等方面。
高效化是电力电子技术的发展趋势之一，未来将主要致力于提高功率电子器件和控制电路的效率，实现对电力的更高效转换和利用，从而提高电力系统的整体运行效率。
电力电子技术在电力系统中具有重要的作用，未来将持续发展并得到更广泛的应用。
我们期待着电力电子技术在电力系统中发挥更大的作用，为电力系统的稳定运行和可持续发展贡献更大的力量。
考研专业课资料电力电子技术电力电子技术是电力系统与电子技术相结合的一门学科，对于电力系统的运行和控制起着至关重要的作用。
作为考研专业课的一部分，学生需要学习掌握电力电子技术的基本理论和实际应用技能。
本文将介绍电力电子技术的基本概念、原理及应用，并提供一些相关的学习资料供考研学生参考。
一、电力电子技术的基本概念电力电子技术是指利用电子器件进行电能的变换、调节和控制的技术。
它通过半导体器件（如二极管、晶闸管、MOSFET等）实现对电流和电压等电能参数的控制，从而实现电力系统的高效运行和优化控制。
电力电子技术在电力系统中有广泛的应用，包括变频调速、无功补偿、电力质量改善等方面。
二、电力电子技术的基本原理1.半导体器件的工作原理电力电子技术中常用的半导体器件包括二极管、晶闸管、MOSFET 等。
这些器件通过控制其导电和截止状态，实现对电流和电压等电能参数的控制。
例如，晶闸管的导通需要通过控制其门极的触发信号，从而实现对电流的开关调节。
2.电力电子电路的基本结构电力电子电路由半导体器件、滤波电容、电感等元件组成。
其中半导体器件负责电能的变换和控制，滤波电容和电感用于平滑输出电流和电压。
常见的电力电子电路有整流电路、逆变电路、升压变换器等。
三、电力电子技术的应用领域1.变频调速技术变频调速技术是电力电子技术的重要应用之一。
通过变频器将电能转换为可变频率和可调电压的交流电，实现电动机的调速控制。
变频调速技术广泛应用于工业生产中的风机、泵和压缩机等设备，具有调速范围广、效率高、控制精度高等优点。
2.无功补偿技术无功补偿技术是电力电子技术的又一重要应用。
通过对电网中的无功功率进行补偿，提高电力系统的功率因数，改善电网的稳定性和经济性。
无功补偿技术广泛应用于高电压输电线路、工矿企业的电力系统中。
3.电力质量改善技术电力质量是指电力系统供电过程中电压、频率等电能参数的稳定性和质量水平。
电力电子技术可以通过对电能的变换和控制，提高电力质量，减少电力系统中的电压波动、谐波等问题。
电力电子技术最简单的应用及原理1. 介绍电力电子技术是研究电力的控制和转换的一门学科，其应用广泛涉及到各个领域。
本文将介绍电力电子技术的最简单的应用及其原理。
2. 直流电源的应用2.1 直流电源的原理直流电源是将交流电通过整流和滤波等技术转换为直流电的装置。
其原理是利用二极管实现整流，将交流信号转换为单方向的直流信号。
接着，通过滤波电路进一步削弱交流波动，使输出信号更稳定。
2.2 直流电源的应用领域•电子产品：直流电源被广泛应用于各类电子产品，如计算机、手机、平板等。
•通信设备：直流电源也是通信设备的常用电源类型，用于供电信号处理单元和传输单元。
•实验室设备：实验室设备常使用直流电源，如示波器、万用表等。
3. 交流电源的应用3.1 交流电源的原理交流电源是通过变压器进行电压变换，再通过整流和滤波等电路，将交流电转换为直流电。
与直流电源不同的是，交流电源可以输出多种电压等级的电源。
3.2 交流电源的应用领域•家庭用电：市电就是一种交流电源，用于家庭电器的供电。
•工业设备：许多工业设备需要使用交流电源进行供电。
•电力系统：交流电源也用于电力系统中，为变电站等提供电源。
4. 可编程电源的应用4.1 可编程电源的原理可编程电源是一种可以通过编程方式设定输出电压、电流和功率等参数的电源。
其原理是通过微处理器控制电源的输出，实现电压和电流的精确调节。
4.2 可编程电源的应用领域•实验室：科研实验室中常用可编程电源进行电路的测试和调试。
•电子制造：在电子产品的制造过程中，可编程电源用于生产线上电路板的功能测试。
•电池充放电：可编程电源可以用于电池的充放电过程中，精确控制电流和电压，保证充电和放电的安全性。
5. 逆变器的应用5.1 逆变器的原理逆变器是将直流电转换为交流电的装置，其原理是通过控制晶体管开关的方式，将直流电转换为相应频率和振幅的交流电。
5.2 逆变器的应用领域•太阳能发电：太阳能电池板产生的是直流电，逆变器将其转换为交流电供电。
电力电子技术的应用与原理1. 介绍在现代电力系统中，电力电子技术起着至关重要的作用。
它在电力变换、传输和分配方面发挥着关键的作用。
本文将介绍电力电子技术的应用领域和基本原理。
2. 电力电子技术的应用2.1 交流/直流变换电力电子技术被广泛应用于交流/直流变换过程中。
交流/直流变换器可将交流电源转换为直流电源，或者将直流电源转换为交流电源。
这种转换对于电力系统中需要不同类型电源的应用非常重要。
2.2 电能质量改善电力电子技术用于改善电能质量，确保电力系统提供稳定、可靠的电能供应。
例如，有源滤波器可以消除电力系统中的谐波，并提高电力质量。
2.3 可再生能源与电网连接随着可再生能源的快速发展，电力电子技术在可再生能源与电网之间的连接中起着关键作用。
例如，逆变器可以将太阳能电池板或风力发电机产生的直流电转换为交流电以供电网使用。
2.4 电力传输和分配电力电子技术用于电力传输和分配系统中，提高能量转换效率和系统稳定性。
例如，可控变压器、柔性交流输电系统等技术被广泛应用于高压直流输电系统。
2.5 电机驱动电力电子技术广泛应用于电机驱动系统中，以提高电机的性能和效率。
例如，变频器可以控制电机的转速和扭矩，并提供更好的控制性能。
3. 电力电子技术的基本原理3.1 半导体器件电力电子技术的基础是半导体器件的应用。
包括二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等。
这些器件可以实现电流的控制和开关操作，确保电力电子系统的正常运行。
3.2 开关电源开关电源是一种常见的电力电子系统，它将输入电源通过开关器件进行周期性开关，实现输出电压或电流的控制。
通过调整开关频率和占空比，可以实现高效率和稳定的电能转换。
3.3 脉宽调制脉宽调制是一种将输入信号转换为脉冲信号的技术。
它广泛应用于电力电子系统中，例如调制脉宽调制（PWM）用于控制逆变器的输出波形。
3.4 控制策略电力电子系统的控制策略是实现精确控制的关键。
常见的控制策略包括开环控制和闭环控制。
电力电子技术导言电力电子技术是将电力与电子技术相结合的学科领域，它主要研究电力系统中的能量转换、电能质量改善以及电力设备的控制与保护技术。
随着能源需求的迅速增长以及可再生能源的快速发展，电力电子技术在现代电力系统中变得越来越重要。
本文将介绍电力电子技术的一些基本原理和应用领域。
一、基本原理1.1 电力电子器件电力电子技术使用各种电力电子器件来完成不同的功能。
其中最常见的电力电子器件包括：二极管、晶闸管、可控硅、IGBT（绝缘栅双极型晶体管）、MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等。
这些器件能够实现电能的调节、变换和控制，从而满足不同电力应用的需求。
1.2 电力电子转换原理电力电子技术利用电力电子器件实现电能的转换。
电力电子转换主要包括以下几个方面：1.2.1 整流整流是将交流电转换为直流电的过程。
通过使用二极管或可控硅等器件，将交流电信号的负半周期截取掉，从而得到直流电信号。
1.2.2 逆变逆变是将直流电转换为交流电的过程。
通过使用晶闸管、IGBT等器件，逆变器可以将直流电信号转换为可变频率和可变幅值的交流电信号。
1.2.3 DC-DC变换DC-DC变换是将直流电的电压或电流转换为不同电压或电流的过程。
这可以通过使用开关电源和DC-DC变换器来实现。
1.2.4 AC-AC变换AC-AC变换是将一个交流电压转换成另一个交流电压的过程。
这可以通过使用交流调压器、交流调频器等设备来实现。
二、应用领域2.1 交流传动电力电子技术在交流传动系统中起到了关键作用。
传统的交流传动系统通常使用电梯、风扇、水泵等设备，这些设备的运行需要通过交流电机实现。
而电力电子技术可以通过逆变器将直流电转换为交流电，从而使得交流电机能够以高效率和精确控制的方式工作。
2.2 可再生能源随着可再生能源的快速发展，电力电子技术在可再生能源系统中的应用变得越来越重要。
太阳能光伏发电系统和风力发电系统都需要使用电力电子技术来完成电能的变换和控制。
