电力电子器件的保护
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电力电子技术pdf
电力电子技术是一门重要的学科,其主要涉及电力电子器件、电力调节技术、电源技术及其应用等方面,具有广泛的应用领域。以下是电力电子技术的相关知识点:
一、电力电子器件
电力电子器件是指用于变换、控制、保护、开关和调整电力的半导体器件。常见的电力电子器件有三极管、晶闸管、场效应管和比较新型的IGBT、MCT、GTO等。
二、电力调节技术
电力调节技术主要包括调压、调频、调相、调流等技术。其中,调压技术可以分为分段自耦变压器调压、频率变换调压和变压比等级转换调压等;调频技术可以通过变换电路中的电感、电容、电阻等元件来调整电力波形频率;调相技术亦称 PWC 技术,是一种以宽带脉冲作为调节手段,实现电力调节的技术,它具有节约电能、提高效率的优点;调流技术则是通过控制晶闸管的导通和截止时间,来调节电流大小。
三、电源技术
电源技术是指各种电子设备中电能转换和供应系统的技术。常见的类型有直流电源、交流电源、脉冲电源、频率可调电源、大功率电源、开关电源等,其中开关电源是目前最流行的电源技术,广泛应用于计算机、通讯、工业控制等领域。
四、电力电子应用
电力电子技术在现代化工业生产、农业生产、气象预测、矿山机械、城市交通等方面都得到了广泛的应用。并且目前随着新能源技术的发展,电力电子技术也扮演着越来越重要的角色,如太阳能、风能、潮汐能等都需要电力电子技术来实现电能转换和供应。
总之,电力电子技术是现代电子技术中的重要组成部分,它的应用范围广泛,正在深入地改变着我们的生活和工作方式。
《电力电子技术》教案
第1 次课3 学时授课时间06.2.22 教案完成时间06.2.15
课题(章节)第一章电力电子器件1.1 1.2 1.3 (包括绪论)
教学目的与要求:
通过该部分内容学习,使学生明白什么是电力电子技术? 电力电子技术的应用领域是
什么? 电力电子技术与自动化专业、电子信息工程专业之间的的关系是什么?通过前三
节的学习,学生应了解电力二极管、晶闸管等电力电子器件的基本结构、工作原理、主
要参数、应用场合等。
教学重点、难点:
器件的动态过程的波形的理解、器件的灵活应用是本次教学的重点和难点。
教学方法及师生互动设计:
启发式,帮助学生回忆已学过的“电子技术基础”的相关知识,进而更好地理解“电力电子技术”知识,使学生建立知识的联想链。
课堂练习、作业:
1、电力电子器件与信息电子器件的区别表现在哪些方面?
2、试述在变频空调器中,哪些属于自动化技术,哪些属于电力电子技术?
本次课堂教学内容小结介绍了电力电子技术背景知识、发展趋势。介绍了电力二极管、晶闸管工作原理、
基本特性和主要参数。本次课堂教学达到预期目的,不少学生通过听讲表现出对电力电
子技术课程的兴趣,课堂提问效果较好。学好该课程需要较好的电子技术、电路方面的
基础知识。
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《电力电子技术》教案
第2 次课3 学时授课时间06.3.1 教案完成时间06.2.23
课题(章节)第一章电力电子器件1.4 1.5 1.6
教学目的与要求:
通过该部分内容学习,使学生理解典型的全控型电力电子器件的工作原理、主要参数
工程应用情况。充分了解电力电子器件的驱动方式。对其它新型器件也有所了解。
教学重点、难点:
重点介绍晶闸管、IGBT、电力MOSFET三种应用最为广泛的器件的工作原理及其主要参数和工程应用。
教学方法及师生互动设计:
以实际生活中见到的的实例,启发学生对于晶闸管、IGBT、电力MOSFET等器件的应用的理解。如:调光台灯、风扇无极调速、电磁炉等。
课堂练习、作业:
驱动电路要提供控制电路与主电路之间的电气隔离环节,一般采用光隔离或磁隔离。光隔离一般采用光耦合器,有普通、高速和高传输比三种类型。磁隔离的元件通常是脉冲变压器.
驱动电路的分类:分为电流驱动型和电压驱动型两类。
驱动电路具体形式可为分立元件的,但目前的趋势是采用专用集成驱动电路。
晶闸管的触发电路:
过电流分过载和短路两种情况
过电流保护措施及其配置位置:快速熔断器、直流快速断路器和过电流继电器是较为常用的措施.
缓冲电路又称为吸收电路,其作用是抑制电力电子器件的内因过电压、
du/dt或者过电流和di/dt,减小器件的开关损耗。
分类1:关断缓冲电路和开通缓冲电路
分类2:耗能式缓冲电路和馈能式缓冲电路
晶闸管的串联:
静态不均压问题
由于器件静态特性不同而造成的均压问题。为达到静态均压,首先应选用参数和特性尽量一致的器件,此外可以采用电阻均压。
动态不均压问题
由于器件动态参数和特性的差异造成的不均压问题。为达到动态均压,首先应选择动态参数和特性尽量一致的器件,另外还可以用RC并联支路作动态均压;
对于晶闸管来讲,采用门极强脉冲触发可以显著减小器件开通时间上的差异。
晶闸管的并联:
均流的首要措施是挑选特性参数尽量一致的器件,此外还可以采用均流电抗器;同样,用门极强脉冲触发也有助于动态均流。
电力MOSFET的并联
Ron具有正温度系数,具有电流自动均衡能力,容易并联。 选用Ron、UT、Gfs和Ciss尽量相近的器件并联。
电路走线和布局应尽量对称。
可在源极电路中串入小电感起到均流电抗器的作用。
IGBT的并联:
在1/2或1/3额定电流以下的区段,通态压降具有负温度系数;在以上的区段则具有正温度系数;也具有一定的电流自动均衡能力,易于并联使用。
在器件参数和特性选择、电路布局和走线、散热条件等方面也应尽量一致。
9-2为什么要对电力电子主电路和控制电路进行电气隔离?其基本方法有哪些?一是安全,因为主回路和控制回路工作电压等级不一样、电流大小也不一样,各有各的过流保护系统。强电进入弱电系统会对弱电系统造成损坏;二是为了弱电系统的工作稳定性,因为弱电系统尤其模拟量型号很容易受到电磁干扰。
《电力电子技术》教学内容及要求
绪论
掌握电力电子技术的基本概念、学科地位、基本内容和发展历史
了解电力电子技术的应用范围
了解电力电子技术的发展前景
了解本课程的内容、任务与要求
第1章 电力电子器件
掌握各种二极管
重点掌握半控型器件:晶闸管
重点掌握典型全控型器件:GTO、电力MOSFET、IGBT、BJT
了解IGCT、MCT、SIT、STIH等其他电力电子器件
掌握电力电子器件的驱动电路
了解功率集成电路和智能功率模块
掌握电力电子器件的保护
掌握电力电子器件的串并联
第2章 整流电路
掌握单相可控整流电路
重点掌握三相可控整流电路
掌握变压器漏抗对整流电路的影响
掌握电容滤波的二极管整流电路
掌握整流电路的谐波和功率因数
了解大功率整流电路
掌握整流电路的有源逆变工作状态
了解晶闸管直流电动机系统
掌握相位控制电路
第3章 直流斩波电路
重点掌握降压斩波电路
重点掌握升压斩波电路
掌握升降压斩波电路
掌握复合斩波电路
了解多相多重斩波电路
第4章 交流—交流电力变换电路
重点掌握单相相控式交流调压电路
掌握三相相控式交流调压电路
掌握交流调功电路
了解交流电子开关
掌握单相输出交—交变频电路
了解三相输出交—交变频电路
了解矩阵式变频电路
第5章 逆变电路
掌握换流方式
重点掌握电压型逆变电路
掌握电流型逆变电路
掌握多重逆变电路和多电平逆变电路
第6章 脉宽调制(PWM)技术
重点掌握PWM控制的基本原理