电力电子技术WM控制技术

电力电子技术总结HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】1、电力电子技术的概念：所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

2、电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。

3、晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。

对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。

4、70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。

5、全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。

6、把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（PIC）。

第二章1、电力电子器件的特征◆所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电子器件。

◆为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。

◆由信息电子电路来控制 ,而且需要驱动电路。

◆自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工作时一般都需要安装散热器2、电力电子器件的功率损耗3、电力电子器件的分类（1）按照能够被控制电路信号所控制的程度◆半控型器件：主要是指晶闸管（Thyristor ）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。

◆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。

◆不可控器件：电力二极管（Power Diode ） 不能用控制信号来控制其通断。

（2）按照驱动信号的性质◆电流驱动型 ：通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。

通态损耗断态损耗开关损耗 开通损耗关断损耗◆电压驱动型仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。

PWM控制方法引言采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。

直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。

随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展。

到目前为止，已出现了多种PWM控制技术，根据PWM控制技术的特点，到目前为止主要有以下8类方法。

1 相电压控制PWM1.1 等脉宽PWM法VVVF(V ariable V oltage V ariable Frequency)装置在早期是采用PAM（Pulse Amplitude Modulation）控制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。

等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的，是PWM法中最为简单的一种。

它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。

相对于PAM法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。

1.2 随机PWM在上世纪70年代开始至上世纪80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。

电力电子技术中的电力电子控制技术是什么电力电子技术是指将电力和电子技术相结合，用于实现电力的调控、变换和控制的一门学科。

其中，电力电子控制技术则是电力电子技术中的重要组成部分，主要用于控制电力电子设备的工作状态和输出特性，以满足不同的应用需求。

本文将就电力电子控制技术的基本原理、应用领域以及发展趋势等方面展开论述。

一、电力电子控制技术的基本原理电力电子控制技术的基本原理可归纳为以下几点：1. 可控硅技术：可控硅是一种具有开关特性的电子元器件，可通过外部控制信号，实现对电流的控制。

在电力电子应用中，可控硅被广泛应用于交流电压的调制、变换和控制等方面。

2. 双向开关技术：双向开关是指能够实现正向和反向电流流动的电子开关元器件。

双向开关技术常用于直流电源和交流电源之间的转换与控制。

3. 脉宽调制技术：脉宽调制技术是一种通过改变电流或电压的脉冲宽度来控制输出功率的方法。

通过调整脉冲的宽窄，可以实现对输出电压、电流的精确控制。

二、电力电子控制技术的应用领域电力电子控制技术广泛应用于以下几个领域：1. 交流传动系统：在交流传动系统中，电力电子控制技术可用于调节电机的速度、转矩和位置。

例如，变频调速技术可以通过调整电机的频率和电压，实现对电机转速的精确控制。

2. 新能源发电系统：在新能源发电系统中，电力电子控制技术可以用于控制光伏发电系统、风力发电系统和储能系统等。

例如，逆变器技术可将直流电能转换为交流电能，实现与电网的互连。

3. 电力质量控制：电力质量控制是指在电力系统中，通过电力电子控制技术提高电力质量的稳定性和可靠性。

例如，采用无功补偿技术可以减小电压波动和谐波，改善电力系统的供电质量。

三、电力电子控制技术的发展趋势随着科技的不断进步，电力电子控制技术也在不断发展。

未来的发展趋势主要表现在以下几个方面：1. 高效节能：电力电子控制技术将更加注重提高能量的利用效率，减少能源消耗。

例如，采用无感应功率器件和高效控制算法，以提高系统的能源转换效率。

电力电子技术中的PWM调制技术详解在现代工业领域中，电力电子技术扮演着至关重要的角色。

PWM （脉宽调制）技术作为电力电子技术的核心之一，已经广泛应用于各种电源和驱动系统中。

本文将深入探讨PWM调制技术的原理、应用和优势。

1. PWM调制技术的原理PWM调制技术是通过改变脉冲宽度的方式来控制电路输出的一种方法。

其基本原理是将模拟信号转换为脉冲信号，通过调整脉冲的宽度来控制输出电压或电流的大小。

PWM信号的脉冲宽度与所需输出信号的幅值成正比。

在PWM调制技术中，常用的脉冲产生方法包括比较器法、计数器法和改进型PWM等。

其中，比较器法是最常用的一种方法。

该方法通过一个比较器将输入信号与一定频率、恒定幅度的三角波进行比较，从而产生脉冲宽度调制的信号。

2. PWM调制技术的应用PWM调制技术已经广泛应用于各种电力电子设备和系统中。

以下是几个常见的应用领域：2.1 变频调速系统PWM调制技术在变频调速系统中起到了关键作用。

通过调整PWM 信号的脉冲宽度，可以实现对电机转矩和转速的精确控制。

这种技术的应用使得电机的运行更加稳定、高效，并且节省能源。

2.2 电力逆变器电力逆变器是将直流电能转换为交流电能的设备，广泛应用于太阳能发电、风能发电等领域。

PWM调制技术能够有效地控制逆变器的输出波形质量，提高逆变器的效率和稳定性。

2.3 电源管理系统在电源管理系统中，PWM调制技术能够实现电源的高效转换和稳定输出。

通过精确控制PWM信号的脉冲宽度，可以实现电源的输出电压的调节和稳定，以满足不同电器设备的需求。

3. PWM调制技术的优势PWM调制技术相比传统的模拟控制方法具有以下优势：3.1 高精度控制PWM调制技术能够精确调节输出信号的幅度，通过调整脉冲宽度来实现高精度控制。

这种精准性在很多需要精确控制的领域非常重要，比如电机调速系统和逆变器控制系统。

3.2 高效能转换由于PWM调制技术只有两种状态（高电平和低电平），因此能量损耗相对较小，能够实现高效率的能量转换。

1、电力电子技术的概念：所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

2、电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。

3、晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。

对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。

4、70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO ）、电力双极型晶体管（BJT ）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET ）为代表的全控型器件迅速发展。

5、全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。

6、把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在一起，构成电力电子集成电路（PIC ）。

第二章1、电力电子器件的特征◆所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电子器件。

◆为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。

◆由信息电子电路来控制,而且需要驱动电路。

◆自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工作时一般都需要安装散热器 2、电力电子器件的功率损耗3、电力电子器件的分类（1）按照能够被控制电路信号所控制的程度◆半控型器件：?主要是指晶闸管（Thyristor ）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。

◆全控型器件：?目前最常用的是IGBT 和PowerMOSFET 。

?通过控制信号既可以控制其导通，又可以控制其关断。

◆不可控器件：?电力二极管（PowerDiode ）?不能用控制信号来控制其通断。

（2）按照驱动信号的性质◆电流驱动型：?通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。

◆电压驱动型?仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。

（3）按照驱动信号的波形（电力二极管除外） ◆脉冲触发型?通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。

电力电子技术第五版复习资料第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。

电力电子技术中的电力电子变流器的控制策略有哪些电力电子技术中的电力电子变流器是电能进行频率、相位和形状变换的关键设备之一。

电力电子变流器的控制策略不仅影响着电力变流器的效率和稳定性，也直接关系到能源的利用效率和电力系统的稳定性。

本文将探讨电力电子变流器的控制策略，并介绍几种常见的控制方法。

电力电子变流器的控制策略可以分为传统控制和先进控制两大类。

传统控制主要包括PWM (脉宽调制)控制和电流控制两种。

PWM控制通过改变开关器件的导通时间，控制输出电压的幅值和频率。

电流控制则通过控制电流的大小和相位，实现对输出电流的精确控制。

这两种控制方法已经被广泛应用于电力电子变流器的控制领域。

随着电力电子技术的快速发展，先进控制策略如矢量控制、无功功率控制和多电平控制等方法也逐渐被引入到电力电子变流器的控制中。

矢量控制是一种基于转子磁链定向的控制方法，通过控制磁链的大小和相位，实现对输出电压和电流的高精度控制。

无功功率控制主要用于电力系统中的无功功率补偿，通过调节电力电子变流器的输出电流相位，实现无功功率的补偿和调节。

多电平控制则是为了减小电力电子变流器对电力系统的谐波污染，并提高输出电压波形质量而提出的一种控制方法。

除了传统控制和先进控制之外，还有一些其他的电力电子变流器控制策略也具有重要的应用价值。

例如，基于模型预测控制的方法可以通过建立电力电子变流器的数学模型，并根据系统当前状态预测未来的控制信号，从而实现对输出电压和电流的优化控制。

此外，还有一些基于人工智能算法的控制策略如神经网络控制、模糊控制和遗传算法控制等也逐渐得到应用。

总之，电力电子变流器的控制策略有传统控制和先进控制两大类。

传统控制包括PWM控制和电流控制，而先进控制则包括矢量控制、无功功率控制和多电平控制等。

此外，还有一些其他的控制策略如基于模型预测控制和基于人工智能算法的控制方法也是电力电子技术中的研究热点和应用前景所在。

随着电力电子技术的不断发展，相信电力电子变流器的控制策略将会越来越多样化和精确化，为电力系统的稳定运行和能源的高效利用提供更加优质的技术支持。

电力电子技术知识点讲义——PWM控制技术
PWM控制定义：即脉冲宽度控制技术，它是对脉冲的宽度进行调制的技术，即通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效的获得所需要的波形，其中包含波形的形状和幅值。

PWM控制的基本原理
面积等效原理
（1）冲量的定义：指窄脉冲的面积。

（2）脉冲面积等效原理：当冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同，即惯性环节的输出响应波形基本相同。

PWM脉冲等效为正弦半波
（1）正弦半波分成N等份，得到N个彼此相连的脉冲序列，该
序列脉冲为等宽度而不等幅值，即脉冲宽度均为
π/N，但脉冲幅值不等，按正弦规律变化。

（2）将上述脉冲序列采用脉冲面积等效原理进行等效：采用N个等幅值而不等宽度的矩形脉冲代替，保证矩形脉冲的中点与相应正弦半波脉冲的中点重合，且使矩形脉冲和相应正弦半波脉冲的面积（冲量）相等，这样能够保证矩形脉冲与正弦半波脉冲的作用相同。

（3）PWM波形：上述一系列等幅值而不等宽度的矩形脉冲就是PWM波形。

（4）SPWM波形：当PWM波形的脉冲宽度按正弦规律变化，与正弦波等效时，称为SPWM波形。

PWM逆变电路及其控制方法
PWM调制法
针对逆变电路：
调制信号：希望逆变电路输出的波形
载波：接受调制信号调制的信号，常见载波为等腰三角波或锯齿波
PWM波形：载波通过上述调制信号波调制后所得到的波形。

单相桥式逆变电路与PWM控制技术
异步调制和同步调制。

电力电子技术概念词汇解析电力电子技术是电子技术的一个分支，其主要研究领域在电力系统，关键词汇有：电力电子器件（Power Electronic Device）电力电子器件（Power Electronic Device）又称为功率半导体器件；是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换与控制的电子器件。

主电路(Power Circuit)在电器设备或电力系统中.直接承担电能的交换或控制任务的电路称为主电路。

电力二极管（Power Diode）电力二极管（Power Diode）在20世纪50年代初期就获得应用，当时也被称为半导体整流器；它的基本结构和工作原理与信息电子电路中的二极管是一样的，都以半导体PN结为基础，实现正向导通、反向截止的功能；其重要类型有：普通二极管，快恢复二极管，肖特基二极管。

晶闸管（Thyristor）晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一晶闸管产品，并于1958年使其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管工作条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。

门极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off Thyristor—GTO）门极可关断晶闸管（Gate-Turn-Off Thyristor—GTO）也是晶闸管（Thyristor）的一种派生器件，但可以通过在门极施加负脉冲使其关断，因而属于全控型器件；它和普通晶闸管一样，也是PNPN四层结构，外部引出三个极，阳极，阴极和门极；工作条件同普通晶闸管；其主要用于兆瓦级以上的大功率场合。

电力晶体管（Giant Transistor—GTR）电力晶体管按英文Giant Transistor直译为巨型晶体管，是一种耐高电压、大电流的双极结型晶体管（Bipolar Junction Transistor—BJT），所以有时也称为Power BJT；其特性有：耐压高，电流大，开关特性好，但驱动电路复杂，驱动功率大；GTR和普通双极结型晶体管的工作原理是一样的。