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电力电子工硕班讲义

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电力电讲义子课件

电力电讲义子课件
R Vo
-
图8.1(a) 硬开关电路
硬开通：A－B－C
iT 硬关断：C－B－A
C VD VCEP
开关轨迹
8.1 硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性
有LC缓冲器的软开关过程
开通（ A→Q→E→C）：LS使工作点从A→Q，在vT＝ VQ<VD下iT从0→Io，然后从E→C，Pon’< Pon。
开关频率增加可提高变换器的功率密度，但硬开关变 换器的开关损耗会成比例升高。
LC缓冲器能降低开关器件的功耗，但其自身功耗使整 个变换器的效率不一定能提高。
零开关技术可消除开通关断损耗，是电力电子变换器 高频化最理想的技术。
8.1 硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性
LC谐振实现开关器件零电压开通和零电流关断
零开关谐振变换器 零转换谐振变换器 LC谐振环节中有辅助开关管或无辅助开关管。
8.3 谐振开关型零电压开通（ZVS）变换器
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制（ZVS PWM）变换器工作原理 8.3.2 零电压开通脉冲频率调制（ZVS PFM）变换器工作原理
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制(ZVSPWM)变换器工作原理
t＝t6时，iL＝0， Vcr＝VT1＝0，T2早已关断， 此后VD经T1、Lr建立iT1。 t=t8时，iT1＝Io，D0截止，完成T1开通过程。
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制(ZVSPWM)变换器工作原理
开关状态5：t8<t<t10
t＝t9时，开通T2，此时iL=I0不变T1已是通态， vL＝vT2＝0，T2是零电压开通。 t=t10时，关断T1（相当于t0时软关断T1）完 成一个开关周期Ts。
主电路组成

电力电子讲义

电力电子讲义

做风铃每当我在风中听到风铃“叮叮当当”的声音，就特别喜欢，总希望自己能做一个风铃，今天，我就终于可以去做风铃了。

早上8：00我兴奋极了，好不容易开始制作风铃了，其实我早就跃跃欲试了。

制作间里到处陈列着各种各样、五彩缤纷的手工艺术品，我东摸摸，西看看，我的视线真舍不得离开。

终于开始做了，我聚精会神地听着老师说的每一句话，老师先叫我们拿一根在自己身旁的尼龙线，再出一个铁管子，叫我们把尼龙线通过孔，把线放进去，再打一个结，再把这个结抽到管子里，这样连续做4个。

我们再拿出一根铁丝，再拿出一个塑料管子，让我们把铁丝放进塑料管子的中间，打一个结，依此类推做奥运五环。

开始的时候，我真希望自己能第一个做完，我想：原来做个风铃那么简单啊！可是，做到第三步时，我遇到了一个小小的困难，我想：怎么把这个结抽到管子里去呢？我一边疑惑，一边在脑子里努力地想该怎么办。

忽然，我的脑子里灵光一现，老师不是说要抽这根线吗，那我把绳子拉一下不就行了呀！我试了一下，果然成功了，于是我兴冲冲地把绳子吊在了相应地孔隙上，一只漂亮的五环风铃终于完成了！当我拿在手里轻轻摇摆时，它发出了动听的声音，仿佛在说：“让我们为北京奥运加油吧！”实验一安全规程与实验规程一、实验目的：1、掌握安全规程及实验规程、安全用电知识、操作规范，以确保实验过程中的人身安全。

2、熟悉实验设备控制屏功能。

二、实验所需挂件及附件：序号型号备注1 YL-209型电源控制屏该控制屏包含“YL001、YL002、YL003、YL004”4个电源模块三、实验内容：1、安全规程及实验规程的教育。

2、电源控制屏组成部分的观察与连接。

四、预习要求：阅读电力电子技术教材中有关安全操作的内容。

五、思考题：该实验的操作要求与以前的弱电实验有什么不同？六、实验报告：1、画出实验主电路图。

2、写出实验安全操作规程。

附录：一、实验安全规程为了顺利完成电力电子技术及电机控制实验，确保实验时人身安全及设备可靠运行要严格遵守如下安全操作规程：1、在实验过程中，绝对不允许双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体当作负载使用。

电力电子技术说课稿PPT课件精选全文

电力电子技术说课稿PPT课件精选全文
《电力电子技术》说课
说课内容
1 课程性质与作用
2 课程整体设计
3
教学内容
4 教学方法与手段
2
课程性质与作用
课程性质
自动化专业基 础课
针对岗位
企业生产第一线 产品装配、调试、 检验、维修、生 产管理、产品后 服务岗位
能力培养
识别电力电子器件 能力 掌握器件使用与保 护技术 相控整流电路分析 能力 单相相控整流电路 设计安装能力 故障排除能力
24
教学内容
教材
❖ 主教材：《电力电子技术》黄家善主编
机械工业出版社， 2005年1月第二版；
❖ 教学辅助教材：《电力电子器件及其应用》，李序葆.赵永健编， 机械工业出版社，2004年6月
动化系编
《可控整流装置》北京电机修理厂、清华大学自
科学出版社， 1971年6月
25
教学方法与手段
多媒体教学
课堂板书讲解
9
课程整体设计
课程教学实施思路： ❖ 理论教学主要结合在项目实验中进行。 ❖ 课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授，
每一个项目分解为若干个工作任务，通过每一个工 作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。 ❖ 大部分内容在实验室中进行理论实践一体化教学， 可先讲再实践，或先实践再分析理论知识，或边讲 边练，讲练结合，工学交替，理论教学与实践教学 同步进行。
“设计实验”根据敖教与学的客观实际并结会现有条件设计 一实用电路，以实现简单的调压或调速。
6
课程整体设计
项目设计（课程设计）
❖ 在项目实训中鼓励学生将课外活动或生活见到的 应用纳入教学设计活动中来，课内外学习相互结 合，使学生视野开阔、能力增强。
7
课程整体设计

《电力电子技术》讲义第07章

《电力电子技术》讲义第07章

根据软开关技术发展的历程可以将软开关电路分成准谐振电路、零开关PWM电路和零转换PWM 电路。

由于每一种软开关电路都可以用于降压型、升压型等不同电路，因此可以用图3－36基本开关单元来表示，不必画出各种具体电路。

实际使用时，可以从基本开关单元导出具体电路，开关和二极管的方向应根据电流的方向做相应调整。

(a)基本开关单元 (b)降压斩波器中的基本开关单元(c)升压斩波器中的基本开关单元 (d)升降压斩波器中的基本斩波单元图3－36 基本开关单元1. 准谐振电路这是最早出现的软开关电路，其中有些电路现在还在大量使用。

准谐振电路可以分为：（1）零电压开关准谐振电路（ZVSQRC）（2）零电流开关准谐振电路（ZCSQRC）（3）零电压开关多谐振电路（ZVSMRC）（5）用于逆变器的谐振直流环节电路（Resonant DC Link）图3－37给出了前三种软开关电路即零电压开关准谐振电路、零电流开关准谐振电路、零电压开关多谐振电路的基本开关单元，用于逆变器的谐振直流环节的电路如图3－38所示。

(a)零电压开关谐振 (b)零电流开关谐振 (c)零电压开关多谐振图3－37 准谐振电路的基本开关单元图3－38 谐振直流环节电路准谐振电路中电压或电流的波形为正弦波，因此称之为准谐振。

谐振的引入使得电路的开关损耗和开关噪声都大大下降，但也带来一些负面问题：谐振电压峰值很高，要求器件耐压必须提高；谐振电流的有效值很大，电路中存在大量的无功功率的交换，造成电路导通损耗加大；谐振周期随输入电压、负载变化而改变，因此电路只能采用脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation——PFM)方式来控制，变频的开关频率给电路设计带来困难。

2．零开关PWM电路这类电路中引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过零前后。

零开关PWM 电路可以分为：（1）零电压开关PWM电路(ZVSPWM)；（2）零电流开关PWM电路(ZCSPWM)。

西安交大电力电子技术ppt讲义第1章_绪论

西安交大电力电子技术ppt讲义第1章_绪论

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1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 一般认为，电力电子技术的诞生是以 年 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 晶闸管为标志的 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
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1.2 电力电子技术的发展史
图1-1 描述电力电子学的倒三角形 6/21
1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和电子学
电子学——电子器件和电子电路两大分支，分别与电力 电子器件和电子电路两大分支， 电子学 电子器件和电子电路两大分支 电子器件和电力电子电路相对应。 电子器件和电力电子电路相对应。 电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子器件制 造技术的理论基础（都是基于半导体理论）是一样的， 造技术的理论基础（都是基于半导体理论）是一样的， 其大多数工艺也是相同的。 其大多数工艺也是相同的。 电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也是一致 的。 二者应用目的不同，前者用于电力控制和变换， 二者应用目的不同，前者用于电力控制和变换，后者用 于信息处理。 于信息处理。 在信息电子技术中，半导体器件既可处于放大状态， 在信息电子技术中，半导体器件既可处于放大状态，也 可处于开关状态； 可处于开关状态；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。 过大，电力电子器件总是工作在开关状态。
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1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和电力学
电力电子技术广泛用于电气工程中， 电力电子技术广泛用于电气工程中，这是电力电 子学和电力学的主要关系。 电力学” 子学和电力学的主要关系。“电力学”这个术语 在我国已不太应用，可用“电工科学” 在我国已不太应用，可用“电工科学”或“电气 工程”取代之。 工程”取代之。 各种电力电子装置广泛应用于高压直流输电、 各种电力电子装置广泛应用于高压直流输电、静 止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、 止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、 电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等之中， 电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等之中， 因此无论是国内国外， 因此无论是国内国外，通常都把电力电子技术归 属于电气工程学科。 属于电气工程学科。电力电子技术是电气工程学 科中的一个最为活跃的分支。 科中的一个最为活跃的分支。

工学电力电子技术前言PPT课件

工学电力电子技术前言PPT课件
3）反向重复峰值电压URRM 在额定结温条件下，元件反向伏安特性曲线（第Ⅲ象限）急剧拐弯处于所对应的反向峰 值电压称为反向不重复峰值电压URSM。反向不重复峰值电压值的80％称为反向重复峰值 电压URRM。再将URRM整化到等于或小于该值的电压等级，即为元件的额定电压。
4）反向恢复时间trr trr= td+ tf
第28页/共68页
1.2.4 电力二极管的主要类型
2) 快恢复二极管 （Fast Recovery Diode——FRD）
简称快速二极管 快恢复外延二极管 （Fast Recovery Epitaxial Diodes——FRED），其trr更短（可低于50ns）， UF也很低（0.9V左右），但其反向耐压多在1200V以下。 从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等级。前者trr为数百纳秒或更长， 后者则在100ns以下，甚至达到20~30ns。
电流下降时间：
I RPU a) RP
tf= t2- t1
反向恢复时间：
trr= 第t1d+8页t/共f68页
开通过程：
u
• 正向压降先出现一个过冲UFP，经过一段时间
i
才趋于接近稳态压降的某个值（如 2V）。
i
• 正向恢复时间tfr。
U
F
FP
• 电流上升率越大，UFP越高 。
u F
2V
0
t
t
b) fr
超快速恢复 二极管
肖特基二极管
>几百ns <100ns 10—40ns
<1200V <200V
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1-31
1.3 半控器件—晶闸管·引言
晶 闸 管 （ Thyristor ） ： 晶 体 闸 流 管 ， 可 控 硅 整 流 （Silicon Controlled Rectifier——SCR）

新版西安交大电力电子技术PPT讲义第2章_电力电子器件_版26样版.ppt


。
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2.3 半控器件—晶闸管·引言
。
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2.2.4 电力二极管的主要类型
◆肖特基二极管（Schottky Barrier Diode——SBD） ☞属于多子器件 ☞优点在于：反向恢复时间很短（10~40ns），正向恢
复过程中也不会有明显的电压过冲；在反向耐压较低的情 况下其正向压降也很小，明显低于快恢复二极管；因此， 其开关损耗和正向导通损耗都比快速二极管还要小，效率 高。
。
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2.2.1 PN结与电力二极管的工作原理
■PN结的电容效应
◆称为结电容CJ，又称为微分电容 ◆按其产生机制和作用的差别分为势垒电容CB和扩散电 容CD
☞势垒电容只在外加电压变化时才起作用，外加电压 频率越高，势垒电容作用越明显。在正向偏置时，当正 向电压较低时，势垒电容为主。
☞扩散电容仅在正向偏置时起作用。正向电压较高时， 扩散电容为结电容主要成分。
☞快恢复外延二极管 （Fast Recovery Epitaxial
Diodes——FRED） ，采用外延型P-i-N结构 ，其
反向恢复时间更短（可低于50ns），正向压降也很
低（0.9V左右）。
☞从性能上可分为快速恢复和超快速恢复两个等
级。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长，后者则
在100ns以下，甚至达到20~30ns。
■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。 ◆电平控制型 ☞必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或 电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断 状态。
。
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2.1.3 电力电子器件的分类

清华大学电力电子课件补充讲义

3.2 三相可控整流电路
3.2.1 三相半波可控整流电路 ② 3.2.2 三相桥式全控整流电路 ① 3.3 变压器漏感对整流电路的影响 ③ 3.4 电容滤波的不可控整流电路 ②
3.5 整流电路的谐波和功率因数
3.5.1 谐波和无功功率分析基础 ①
3.5.2 带阻感负载时可控整流电路交流侧谐波
和功率因数分析 ④
7.1 PWM 控制的基本原理 ①
7.2 PWM 逆变电路及其控制方法
7.2.1 计算法和调制法 ① 7.2.2 异步调制和同步调制 ④ 7.2.3 规则采样法 ④ 7.2.4 PWM 逆变电路的谐波分析 ③
7.2.5 提高直流电压利用率和减少开关次数
③ 7.2.6 空间矢量 PWM 控制 ④ 7.2.7 PWM 逆变电路的多重化 ④ 7.3 PWM 跟踪控制技术 ③
②
第 10 章 电力电子技术的应用
10.1 晶闸管直流电动机系统 ④ 10.2 变频器和交流调速系统 ② 10.3 不间断电源 ② 10.4 开关电源 ② 10.5 功率因数校正技术 ② 10.6 电力电子技术在电力系统中的应用 ③ 10.7 电力电子技术的其他应用 ②
注：
①
掌握
②
熟悉
③
了解
④
自学
附：学时分配（课内：32 学时，课外：52 学时）
3
第 1 章 绪论 思考题和练习题
1. 复习《电路原理》、《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》课程中的 相关知识。
2. 复习《模拟电子技术基础》课程中的 PN 结和二极管的有关内容。 3. 了解教材、补充讲义和教学课件等的内容。 4. 阅读附录 1，写出不少于 400 字的读后感。 5. 回答 PPT1-10 和 PPT1-17 中的问题。 6. 试计算 PPT1-12 中各波形的有效值和平均值（图 b)除外）。 7. 试求 PPT1-12 中各波形的傅里叶级数，比较哪个谐波相对较大，哪个谐波相

电力电子技术讲义C610共89页文档


I
1mA
U
U1mA
宽8ms，周期20ms
（1）避雷针：
一般由独立降压变压器直接供电的变流器应在高压
侧装避雷针，由配电变压器供电的可不考虑。
（2）电容接地：
K
C1
u1
C2 Cs u2
设变压器为10KV/0 .4KV,原副边分布电容C1=C2, 当K闭合瞬间（电容电压不能突变）：
U2/U1=1/WC2/(1/WC1+1/WC2)=C1/(C1+C2)=1/2 U2=1/2*10KV=5KV>>0.4KV
从保护特性中看出，A点以上快熔先于晶闸管熔断，
故快熔只能起短路保护，不宜作过载保护，当电流
较小时，快熔与晶闸管均不损坏，即正常工作。
保护特性
晶闸管出现6倍过电流时约20ms损坏
t(m
快熔动作时间<20ms
FU
FU FU FU
FU
快熔额定电 IRD的 流选
择:1.57IT(AV) IRDIT
FU FU FU FU
6.1晶闸管的串并联
6.1.1晶闸管的串联
•使用场合 在高电压的晶闸管电路中，管子关断时实际承受
的电压超过单管额定电压，可采用多个元件串联
•存在问题
分压不均
I
VT1 VT2
VT1 VT2
UT1 UT2
IR UT1UT2
U
当VT1/VT2承受正压而未导通时，由于其漏电流一样（IR），但 其正向特性不同，造成分压不均，承受高电压者首先硬开通， 同理，受反压时将先后击穿。
G级500A/us
6.2.1过电流及其保护
•过电流产生的原因 电源异常，负载异常，器件损坏，造成流过

《电力电子技术》讲义资料

VT的 移相范围为180
➢ 这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大 小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。
第30页
电力电子技术
2）带阻感负载的工作情况
➢ 阻感负载的特点：
电感对电流变化有抗拒 作用，使得流过电感的电流 不能发生突变
➢ 电力电子电路的一种基本分 析方法
⑴通过器件的理想化，将电路简
电力电子技术
➢晶闸管
1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，这标志着电 力电子技术的诞生。
晶闸管因电气性能和控制性能优越，很快取代了水银整流器 和旋转变流机组，且其应用范围也迅速扩大。工业的迅速发展 也有力地推动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就 是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。
同处理信息的电子器件相比，电力电子器 件的一般特征
第14页
电力电子技术
➢同处理信息的电子器件相比，电力电子 器件的一般特征
1. 能处理电功率的大小，即承受电压和电流 的能力。
2. 电力电子器件一般都工作在开关状态。 3. 实用中，电力电子器件往往需要由信息电子
电路来控制。 4. 为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温
★
第16页
电力电子技术
电力电子器件
➢ 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： ➢单极型器件——由一种载流子参与导电的 器件。（电力MOSFET和SIT） ➢双极型器件——由电子和空穴两种载流子 参与导电的器件。（电力二极管、晶闸管、 GTO、GTR和SITH ） ➢复合型器件——由单极型器件和双极型器 件集成混合而成的器件。 （ IGBT和MCT ）
第17页
电力电子技术
电力电子器件的分类
1.不可控器件——电力二极管
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What is the Multilevel Converter ?
1．Topology of Multilevel Converters
1.1 Advantages of Multilevel Converters:
(1) More suitable for large power and high voltage applications (2) Less harmonics in the output waveform (3) Smaller dv/dt (1/(M-1)) and less EMI (4) Higher efficiency and less losses
6500V/1500A Symmetrical GCT GCT = Improved GTO + Integrated Gate + Anti-parallel Diode (optional)
绝缘栅双极晶体管 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)
1700V/1200A and 3300V/1200A IGBT modules
(1) Diode-clamped Inverter
Va
Line-voltage Waveform of 3-level Inverter
FFT Analysis for the 3-level Voltage
(1) Diode-clamped Converter (5-level)
Fig.3 5-level diode-clamped converter
假定三相电压为正弦交流电：
u a = u m cos(ωt ) 2 u b = u m cos(ωt − π ) 3 4 u c = u m cos(ωt − π ) 3
电压空间矢量为：
v U s = u m [cos(ωt ) + j sin(ωt )] = u m e jωt
两电平电压型变换器电压矢量合成
N
N
N
2N+1
2N+1-1
3N
Chapter 3: PWM Controller for M-level Converter
• Optimum switching angle • Programmed PWM technology • M-level sinusoidal PWM • M-level vectorial PWM • M-level SDM control
3.1 Optimum Switching Angle
V an =
V 2 k −1
∑
∞
k =1
V 2k − 1 sin[(2k
N
− 1)wt]
i
n=1,2,3...
4V dc = ( 2 k − 1 )π
∑ cos[( 2 k − 1)θ
i =1
]
Conventional M-level SPWM
IGBT
3
0
4
5
6
I (KA)
3、电力半导体器件的发展
目前器件应用格局：
* IGBT和MOSFET以其优异的特性已成为主流器件 * GTO也占有一席之地，曾经被寄以厚望的MCT悄 然引退 * IGCT的长足进步使其很有可能在电力电子器件 的新格局中占有重要的地位
3、电力半导体器件的发展
新型器件得到开发
Fig. 14 M-level sinusoidal PWM (M = 9)
Line-line Voltage of Conventional M-level PWM
电压空间矢量的概念
电压空间矢量定义为：
π π v 2 j 23 j 43 U s = [(u a (t ) + u b (t )e + u c (t )e ] = uα + ju β 3
器件种类
载流子种类
载流子运行特点
恢复过程
单极器件 双极器件
只含一种载流子工作 含两种载流子工作
类似导体 与导体不同
基本无恢复过程 必然有恢复过程
功率二极管（Power Diode）
4500V/800A press-pack and 1700V/1200A module diodes
可控硅整流器 （Silicon Controlled Rectifier，SCR）
根据可控程度分成三类：
1、电力二级管： 2、普通晶闸管： 开关状态由电力线路决定 开通由控制信号决定，关断 由电力线路决定
3、可控开关器件：开通与关断均由控制决定，BJT、 MOSFET、GTO、IGBT、IGCT
双极器件、单极器件和混合器件
单极器件：功率MOSFET；肖特基势垒二极管 双极器件：整流二极管；晶闸管； 晶体管（GTR）；GTO；IGCT 混合器件：IGBT；IEGT
Improved Cascaded Multi-VSI (Double-MVSI)
2
Fig. 11 Topology of Double-MVSI
Improved Cascaded M-VSI (Triple-MVSI)
Fig. 12 Topology of Triple-MVSI
A Comparison of Three Types of Cascaded Multilevel Inverter
同时也可以通过逆变器开关状态表示：
* 由GTO发展衍生出的GCT及IGCT解决了GTO在存储时间 内的非均匀关断问题，其开关速度快、门极损耗小 * 围绕机电一体化的方向，采用先进的表面贴装技术将 功率器件的触发器、有源器件、主电源板集成在一起 的PEBB(Power Electronics Building Block)已成为 电力电子技术发展的新热点。 * 碳化硅正成为新一代器件的希望
电力电子与电机集成系统
（研究生课程讲义简本）
赵争鸣 清华大学电机工程与应用电子技术系 2006年9月
主要内容
1、电力半导体器件 2、电力电子拓扑结构 3、脉宽调制（PWM） 4、变频器与电机的匹配
第一章 电力半导体器件
1、电力半导体器件的基本功能和用途
IEEE定义：电力电子技术是有效地使用半导体器件， 应用电路和设计理论以及分析方法工具，实现对电能 的高效能变换和控制的一门技术，它包括电压、电流、 频率和波形等方面的变换。 电力
两电平三相逆变器主电路
两电平三相逆变器电压矢量
开关 状态 SA、SB、SC V1 100 V2 110 V3 010
Vs V4 011 V5 001 V6 101 V7 000 V8 111
各电压矢量标记
两电平电压型变换器电压矢量合成
8个矢量的大小可以用下列方程表示：
在αβ参考坐标系中，任何一个参考电压空间矢量可以写成：
电力半导体器件电压/功率范围 Device Voltage/Power Ratings
V (KV)
12
SCR
12KV/1.5KA (M itsubishi)
10 7.5KV/1.65KA (Eupec)
8
6.5KV/0.6KA (Eupec) (Toshiba)
6KV/3KA (ABB)
6.5KV/4.2KA 6KV/6KA (M itsubishi) (ABB) 4.8KV 5KA (Westcode)
(2) Flying-Capacitor Converter
Feature: Diodes are replaced by capacitors
Fig. 9 Flying-capacitor converter
(3) Cascaded Multi-VSI
Fig.10 9-level cascaded converter
静止装置 旋转装置 器件 电路 模拟 数字
电力电子学
电子 控制
以开关方式工作的电力半导体器件是电力电子技术 的核心和龙头，一代电力电子器件决定一代电力电子技术 历史回顾 电力电子技术的纪元始于1956年普通晶闸管的问世 （美国GE公司），由于其功率处理能力的突破，从电子 技术中分离出来，形成电力电子技术（剩余的称为微电 子技术）。 两个阶段： 1956－1980：以晶闸管为核心，半控型，移相控制， 分离元件；传统电力电子技术。 1980－现在：以全控型器件为核心，集成化、高频化、 多功能化；现代电力电子技术。
Conventional cascaded inverter Proportion of dc voltage amplitude Number of full bridges Number of levels of output voltage 1:1:1 DMVSI 1:2:22 TMVSI 1:3:32
电力电子半导体器件的开关特性
开关特性（理想状态）： 开通：通态电流大、通态压降小 关断：阻态承压大，阻态漏电流小 脉冲特性（PWM模式）： 以PWM方法输出的电磁电量表现为脉冲功率 及其脉冲序列形式，有效的脉冲功率及其序 列是电力电子变换器中的基本形式。
P 几个观点：
N
1、电力电子器件是电力电子技术的基础和源头。 “一代器件决定一代电力电子技术” 2、电力电子器件为开关器件，相当于信号电路中 的A/D采样，称之为功率采样。 “能量过渡过程” 3、器件的可靠性决定装置和系统的可靠性。 “PN结及PN结之间的关系是半导体器件特性的基础”
3、电力半导体器件的发展
碳化硅器件与硅器件相比有如下优势： • 碳化硅的临界击穿电场强度是硅的十倍； • 饱和速率是硅的二倍； • 导热性是硅的三倍。
第二章 电力拓扑结构电子
1、基本电路
(1) Buck converter
(2) Boost converter
(3) Buck-boost converter