1、直流變直流是指一種電壓(或電流)的直流變為另一種電壓的直流,可用直流斬波電路來實作
交流變交流可以是電壓或電力的變換,稱做交流電力控制,也可以說是頻率或相數的變換,
2、晶閘管是通過對門極的控制能使其導通而不能使其關斷的器件,屬于半控型器件,對晶閘管電路的控制方式主要是相位控制方式,簡稱相控方式,晶閘管的關斷通常依靠電網電壓等外部條件來實作,
3、全控器件的特點是,通過對門極的控制既可以使其開通又可以使其關斷,此外,這些器件的開關速度普遍高于晶閘管,可用于開關頻率較高的電路,
4、與晶閘管電路的相位控制方式對應,采用全控型器件的電路的主要控制方式為脈沖寬度寬調制(PWM)方式,相對于相位控制方式,可稱為斬波控制方式,
5、IGBT屬于全控器件,它是MOSFET和BJT的結合,它把MOSFET的驅動功率小,開關速度快到的優點與BJT的通態壓降小、載流能力大、可承受電壓高的優點于一身,性能十分優越,
6、由于電子電力器件直接作用于處理電能的主電路,因而同處理信號得到電子器件相比,它一般具有如下特征:
①電力電子器件所能處理電功率的大小,也就是其承受電壓和電流的能力,是其最重要的引數,
②因為處理的電功率較大,為了減小本身的損耗,提高效率,電力電子器件一般都作業在開關狀態,
③在實際應用中,電力電子器件往往需要由資訊電子電路來控制,
④盡管作業在開關狀態,但電力電子器件本身的功率損耗通常仍遠大于資訊電子器件,
7、電力電子器件的斷態漏電流及其微小,因而通態損耗是電力電子器件功率損耗的主要成因,當器件的開關頻率較高時,開關損耗會隨之增大而可能成為器件功率損耗的主要因素,
8、按照能夠被控制電路信號所控制的程度,可以將電力電子器件分為以下三類:
①半控型器件:主要是指晶閘管及其大部分派生器件,器件的關斷完全是由其在主電路中所承受的電壓和電力決定的,
②全控型器件:目前最常用的是IGBT和電力MOSFET,通過控制信號既可以控制其導通,又可以控制其關斷,
③不可控型器件:電力二極管,不能用控制信號來控制其通斷,不需要驅動電路,器件的導通和關斷完全是由其在主電路中承受的電壓和電流決定的,
9、晶閘管內部是PNPN四層半導體結構,分別命名為P1、N1、P2、N2四個區,P1區引出陽極A,N2區引出陰極K,P2區引出門極G,四個區形成J1、J2、J3三個PN結,
10、總結前面介紹的作業原理,可以簡單歸納晶閘管正常作業時的特性如下:
①當晶閘管承受反向電壓時,無論門極是否有觸發電流,晶閘管都不會導通,
②當晶閘管承受正向電壓時,僅在門極有觸發電流的情況下晶閘管才能導通,
③晶閘管一旦導通,門極就失去控制作用,無論門極觸發電流是否還存在,晶閘管都保持導通,
④若要使已導通的晶閘管關斷,只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于0的某一數值以下,
使晶閘管導通的條件是什么?
答:使晶閘管導通的條件是:晶閘管承受正向陽極電壓,并在門極施加觸發電流,
維持晶閘管導通的條件是什么?
答:維持晶閘管導通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導通的最小電流,即維持電流,
11、IGBT也是三端器件,具有柵極G、集電極C和發射極E,
12、IGBT的開通和關斷是由柵極和發射極的電壓Uge決定的,當Uge為正且大于開啟電壓Uge時,IGBT導通;當柵極和發射極間施加方向電壓或不加信號時,IGBT關斷,
13、整流電路的作用是將交流電能變成直流電能供給直流用電設備,
14、把直流電變成交流稱為逆變,交流側接有源電源,稱為有源逆變,交流側直接和負載連接時,稱為無源逆變,
15、交流電路在作業程序中不斷發生電流從一個支路向一個支路的轉移叫換流,換流方式在逆變電路中占有突出的地位,
16、換流方式可分為以下幾種:
①器件換流
利用全控型器件的自關斷能力進行換流,
②電網換流
電網提供換流電壓的換流方式,
③負載換流
由負載提供換流電壓的換流方式,
④強迫換流
設定附加的換流電路,給欲關斷的晶閘管強迫施加反壓或反電流的換流方式稱為強迫換流,
17、直流側是電壓的電路稱為電壓型逆變電路,直流側是電流的電路稱為電流型逆變電路,
18、直接-直流變流電路的功能是將直流電變為另一固定電壓或可調電壓的直流電,
19、直流斬波電路的種類較多,包括六種基本斬波電路:降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、Cuk斬波電路和Zeta斬波電路,
20、交流-交流變流電路中,即把一種形式的交流變為另一種形式交流的電路,在進行交流-交流時,可以改變相關的電壓(電流)、頻率和相數等,
21、在交流-交流變流電路中,只改變電壓、電流或對電路的通斷進行控制,而不改變頻率的電路成為交流電力控制電路,改變頻率的電路稱為變頻電路
1、逆變,把直流電變為交流電
2、有源逆變與無源逆變
①有源逆變電路——交流側與電網連接
②無源逆變電路——交流側與負載連接
3、逆變產生的條件(2點)
①有直流電動勢,其極性和晶閘管導通方向一致,其值大于變流器直流側平均電壓
②晶閘管的控制
29、什么是逆變失敗?如何防止逆變失敗?(必考)
答:
逆變失敗:逆變時,一旦換相失敗,外接直流電源就會通過晶閘管電路短路,或使變流器的平均電壓和直流電動勢變成順向串聯,形成很大短路電流,
逆變失敗的原因(簡答)
①觸發電路作業不可靠
②晶閘管發生故障
③交流電源故障
④換相的裕量角不足
防止逆變失敗的方法有:
①采用精確可靠的觸發電路,
②使用性能良好的晶閘管,
③保證交流電源的質量,
④留出充足的換向裕量角等,
30、單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路中,當負載分別為電阻負載或電感負載時,要求的晶閘管移相范圍分別是多少?
①單向橋式全控整流電路,當負載為電阻負載時,要求的晶閘管移相范圍是0~180°,當負載為電感負載時,要求的晶閘管移相范圍是0~90°,
②三相橋式全控整流電路,當負載為電阻負載時,要求晶閘管移相范圍是0~120°,當負載為電感負載時,要求的晶閘管移相范圍是0~90°,
31、無源逆變電路和有源逆變電路有何不同?
答:兩種電路的不同主要是:
① 有源逆變電路的交流側接電網,
② 無源逆變電路的交流側直接和負載連接,
32、換流方式各有那幾種?各有什么特點?
答:換流方式有4種
①器件換流:利用全控器件的自關斷能力進行換流,
②電網換流:電網提供換流電壓進行換流,
③負載換流:負載提供換流電壓進行換流,
④強制換流:設定附加換流電路,給欲關斷的晶閘管強迫施加反向電壓換流稱為強迫換流,
(1)電壓型逆變電路采用換流方式為器件換流,
(2)電流型逆變電路采用換流方式為負載換流、強迫換流,
33、什么是電壓型逆變電路?什么是電流型逆變電路?二者各有什么特點,
答:按照逆變電路直流測電源性質分類
①直流側是電壓源:電壓型逆變電路
②直流側是電流源:電流型逆變電路
電壓型逆變電路的主要特點是:
①直流側并聯有大電容,直流側電壓基本無脈動,
②輸出電壓波形為矩形波,輸出電流因負載阻抗不同而不同
③阻感負載時需要提供無功功率,逆變橋各臂都并聯了反饋二極管是為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道,
電流型逆變電路的主要特點是:
①直流側串聯有大電感,直接側電流基本無脈動,
②交流輸出電流為矩形波,輸出電壓波形和相位因負載的不同而不同,
③直流側電感起緩沖無功能量的作用,不必給開關器件反并聯二極管,
4、電壓型逆變電路中反饋二極管的作用是什么?為什么電流型逆變電路中沒有反饋二極管?
答:
①在電壓型逆變電路中,當交流側為阻感負載時需要提供無功能量,
②為了給交流側向直流側反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯了反饋二極管,
(當輸出交流電壓和電流的極性相同時,電流經電路中的可控開關器件流通,而當輸出電壓電流極性相反時,由反饋二極管提供電流通道),
①在電流型逆變電路中,電流不反向,無功能量由直流側電感來緩沖,
②當需要從交流側向直流側反饋無功能量時,電流并不反向,依然經電路中的可控開關器件流通,因此不需要并聯反饋二極管,
交直交變頻電路的核心部分是(逆變電路)
逆變電路的換流方式有(器件換流)、(電網換流)、(負載換流)、(強迫換流),
強迫換流:設定附加換流電路,給欲關斷晶閘管施加反向電壓進行換流,
電壓型逆變電路的換流方式為(器件換流)
電流型逆變電路的換流方式為(強迫換流)、(負載換流)
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