电力电子器件的保护及串并联使用
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第1章电力电子器件主要内容:各种二极管、半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数,器件的选取原则,典型全控型器件:GTO、电力MOSFET、IGBT,功率集成电路和智能功率模块,电力电子器件的串并联、电力电子器件的保护,电力电子器件的驱动电路。
重点:晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数,器件的选取原则,典型全控型器件。
难点:晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数。
基本要求:掌握半控型器件-晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、主要静态、动态参数,熟练掌握器件的选取原则,掌握典型全控型器件,了解电力电子器件的串并联,了解电力电子器件的保护。
1 电力电子器件概述(1) 电力电子器件的概念和特征主电路(main power circuit)--电气设备或电力系统中,直接承担电能的变换或控制任务的电路;电力电子器件(power electronic device)--可直接用于处理电能的主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件;广义上电力电子器件可分为电真空器件和半导体器件两类。
两类中,自20世纪50年代以来,真空管仅在频率很高(如微波)的大功率高频电源中还在使用,而电力半导体器件已取代了汞弧整流器(Mercury Arc Rectifier)、闸流管(Thyratron)等电真空器件,成为绝对主力。
因此,电力电子器件目前也往往专指电力半导体器件。
电力半导体器件所采用的主要材料仍然是硅。
同处理信息的电子器件相比,电力电子器件的一般特征:a. 能处理电功率的大小,即承受电压和电流的能力,是最重要的参数;其处理电功率的能力小至毫瓦级,大至兆瓦级,大多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;导通时(通态)阻抗很小,接近于短路,管压降接近于零,而电流由外电路决定;阻断时(断态)阻抗很大,接近于断路,电流几乎为零,而管子两端电压由外电路决定;电力电子器件的动态特性(也就是开关特性)和参数,也是电力电子器件特性很重要的方面,有些时候甚至上升为第一位的重要问题。
《电力电子技术》课程教学大纲课程类别:专业基础课程性质:必修英文名称:Power Electronic Technology总学时:64讲授学时:48 实验学时:16学分:3.5先修课程:电路原理、模拟电子技术、数字电子技术适用专业:自动化开课单位:信息工程学院自动化教研室一、课程简介《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业本科生的一门专业基础课,是一门理论与应用相结合,实践性很强的课程。
它包括电力电子器件、电力电子变流技术以及以微电子技术和计算机为代表的控制技术三大组成部分。
本课程的目的和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法;掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能;熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标,培养学生的分析问题和解决问题的能力,为《运动控制》等后续课程以及从事与电气工程有关的技术工作和科学研究打下一定的基础。
二、教学内容及基本要求0 绪论(2学时)教学内容:0.1电力电子技术的定义0.2电力电子技术的发展历史(自学)0.3电力电子技术的内涵及其相关工业0.4电力电子技术所研究的基本问题0.5电力电子技术的主要内容0.6本课程的学习方法及考核方法教学要求:1.理解电力电子技术的定义,电力电子技术所研究的基本问题。
2.了解电力电子学科的发展历史、电力电子技术的内涵及其相关工业、电力电子技术的主要内容以本课程的学习方法及考核方法。
授课方式:讲授+自学第一章:电力电子器件(10 学时)教学内容:1.1电力电子器件概述1.2不可控器件——电力二极管1.3半控型器件——晶闸管1.4典型全控型器件1.5其他新型电力电子器件1.6电力电子器件的驱动1.7电力电子器件的保护1.8电力电子器件的串联和并联使用教学要求:1.掌握各种电力电子器件的基本特性、应用场合和使用方法。
2.理解各种全控型器件、半控型器件的工作原理和主要参数选择依据.3.了解典型触发、驱动和缓冲电路的组成、工作原理和特点。
《电力电子技术》复习资料一 电力电子器件1. 要点:① 半控器件:晶闸管(SCR )全控器件:绝缘栅双极型晶体管(IGBT )、电力晶体管(GTR )、 门极关断晶闸管(GTO )、电力场效应管(MOSEFT ) 不可控器件:电力二极管各器件的导通条件、关断方法、电气符号及特点。
②注意电流有效值与电流平均值的区别: 平均值:整流后得到的直流电压、电流。
有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
波形系数:K f =有效值/平均值 。
③电力电子技术器件的保护、串并联及缓冲电路: du /dt :关断时,采用阻容电路(RC )。
di/dt :导通时,采用电感电路。
二 整流电路1. 单相半波电路:① 注意电阻负载、电感负载的区别: ② 有效值与平均值的计算:平均值:整流后得到的直流电压、电流。
21cos 0.452d U U α+=d d U I R=有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
U U =U I R = 波形系数:电流有效值与平均值之比。
f dIk I =② 注意计算功率、容量、功率因数时要用有效值。
③ 晶闸管的选型计算:Ⅰ求额度电压:2TM U =,再取1.5~2倍的裕量。
Ⅱ 求额度电流(通态平均电流I T (AV )) 先求出负载电流的有效值(f d I k I =); →求晶闸管的电流有效值(I T =I );→求晶闸管的电流平均值(()/T AV T f I I k =),再取1.5~2倍裕量。
2. 单相全桥电路负载:①注意电阻负载、电感负载和反电动势负载的区别: ② 电阻负载的计算:α移相范围:0~π负载平均值:整流后得到的直流电压、电流。
(半波的2倍)21cos 0.92d U U α+=d d U I R=负载有效值:直流电压、电流所对应的交流值。
U U =U I R = 晶闸管:电流平均值I dT 、电流有效值I T :dT d12I I =T I =③ 电感负载的计算:Ⅰ加续流二极管时,与电阻负载相同。