电力电子技术的应用

宁波工程学院学年论文

宁波工程学院

学年论文

论文题目：浅谈电力电子技术的应用

学院名称：电子与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化092班 学生姓名：商家骐学号：09401170217 指导教师：孔中华

起讫时间：2011年10月10日至2011年12月30日

1

宁波工程学院学年论文

浅谈电力电子技术的应用

商家骐

( 宁波工程学院电子与信息工程学院浙江宁波 315016)

Concerning the application of the power electronic technology

SHANG Jiaqi

(School of Electron and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315016 , China)

摘 要：电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，

又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物

作者：范兴荣

电力电子技术

第一部分

一、

电力电子技术的定义

电力电子技术是一门利用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能进行处理、控制和变换的学科，是现代电子学的一个重要分支，也是电工技术的分支之一。

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

二、电力电子技术的研究内容

电力电子技术的研究内容：

1、电力电子器件 2、变流技术 3、控制技术

或者说，电力电子技术的研究内容：电子学、电力学、控制理论

三、与其它学科的关系

1、与微电子学的关系

三个相同点： （1）都分为电子器件和电子电路两大分支，二者同根同源

（2）两类器件制造技术的理论基础相同； （3）制造工艺也基本相同。

两个不同点：

（1）应用目的不同——前者用于电力变换，后者用于信息处理； （2）工作状态不同——在微电子技术中，器件既可以处于放大状态，也可以处于开关状态；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。

2、与电力学(电气工程)的关系

（1）电力电子技术广泛用于电气工程中；

（2）国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支； （3）电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个

西大题库,经典,赞一个,注意保密

电力电子技术试题填空（广西大学电气工程学院题库）

0000002、电子技术包括__信息电子技术__和电力电子技术两大分支，通常所说的模拟电子技术和数字电子技术就属于前者。

0000001、电力变换通常可分为：交流变直流、直流变直流、直流变交流和交流变交流。0000002、为减少自身损耗，提高效率，电力电子器件一般都工作在___开关__状态。当器件的工作频率较高时，___开关__损耗会成为主要的损耗。

0000001、电力变换通常分为四大类，即交流变直流、直流变直流、直流变交流、交流变交流。

0100004、过电压产生的原因操作过电压、雷击过电压，可采取RC过电压抑制电路、压敏电阻等措施进行保护。

0100002、请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管

GTR；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET；绝缘栅双极型晶体管IGBT；IGBT是MOSFET和GTR的复合管。0100004、晶闸管对触发脉冲的要求是触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通、触发脉冲应有足够的幅度、触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额和应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。（可作简答题）0100003、多个晶闸管相并联

现代电力电子技术及其应用

Modern Power Electronic Technology

课程编号：

学 时：40 学 分：2 课程性质：学位 选课对象：电气工程

内容概要：介绍了现代电力电子技术的发展状况、技术特点以及典型应用。通过对几类重要

典型应用的举例，掌握各种现代电力电子系统设计和分析的基本方法，从而为电力电子系统的设计打下基础。另外，本课程还对电力电子系统的可靠性和电磁兼容设计作了简单介绍。

建议参考教材：《开关电源的原理与设计》张占松 蔡宣三编著，电子工业出版社 2004年9

月 修订版

《电力电子技术》 西安交通大学 王兆安，黄俊主编，机械工业出版社2000

年10月 第4版

《电力电子器件及其应用》 李序葆，赵永健编著，机械工业出版社 1996

年12月 第1版

《现代电力电子技术及其应用》教学大纲

学 时：40 学 分：2

教学大纲说明

一、课程的目的和任务

讲授电力电子器件的脉宽调制（PWM）理论和技术、开关型电源变换的原理及控制技术﹑功率电子器件的驱动以及开关电源的应用等知识。同时介绍

电力电子技术复习题

填空题

1.标出下面元件的简称：

电力晶体管 GTR ；可关断晶闸管GTO ；功率场效应晶体管 MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管 IGBT ；IGBT是 MOSFET 和 GTR 的复合管。

2.晶闸管对触发脉冲的要求是 要有足够的驱动功率 、 触发脉冲前沿要陡幅值要高 和 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步。 3.多个晶闸管相并联时必须考虑 均流 的问题，解决的方法是 串专用均流电抗器。

4.在电流型逆变器中，输出电压波形为 正弦波 ，输出电流波形为 方波? 。 5.型号为KS100-8的元件表示 双向晶闸管 晶闸管、它的额定电压为 800V 伏、额定有效电流为 100A 。

6.180°导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 同一桥臂 上的上、下二个元件之间进行；而120o导电型三相桥式逆变电路，晶闸管换相是在 不同桥臂上的元件之间进行的。

7.当温度降低时，晶闸管的触发电流会 增加 、正反向漏电流会 下降 ；当温度升高时，晶闸管的触发电流会 下降 、正反向漏电流会 增加 。

8.常用的过电流保护措施有 快速熔断器 ?、 串进线电抗器、

本文针对传统电力电子技术实验,引入仿真软件Multisim,介绍仿真软件的功能、特点,通过实例,探讨了在实验教学中的应用。

科技信息.

计算机与网络

Mut i在电力电子技术仿真巾的应用 lsm i西安航空技术高等专科学校苏力[摘要]文针对传统电力电子技术实验，本引入仿真软件 Muti介绍仿真软件的功能、点，过实例，讨了在实验教学中的 ls im,特通探

应用。

[关键词]电力电子

仿真

Muti ls im首先，进入 Mu im仿真软件的设计界面， hs i在器件库中选择仿真电路中所用到的交流电压源、冲电压源、脉接地、晶闸管、波器等器件，示

电力电子技术是电气相关专业中一门非常重要的专业课。对于高职类院校来说，学的内容除了理论知识外，常强调学生的动手操作 教非

能力。教学中主要通过课程安排的实验来锻炼学生的动手能力。当今的技术发展日新月异，种新技术，的元器件层出不穷，于高职院校各新对来说，要赶上技术的发展，只有不断更新实验室的实验器材、设备。显然这是不实际的。定程度上影响电力电子技术实验的教学效果。有强 一具

通过连线，建立如下图所示的仿真电路。1 0Vr 2 ms

大功能的仿真软件的引入，在一定程度上解决了这方面的问题。 1 Mu im软件的概况、 li

第三章 电力电子技术实验

实验一 单相桥式全控整流电路实验

一、实验目的

(1) 了解单相桥式全控整流电路的工作原理；

(2) 研究单相桥式全控整流电路在电阻性负载、电阻—电感性负载及反电势负载下的工作情况；

(3) 熟悉TCA785锯齿波移相触发电路的工作原理。

二、实验所需挂件及附件

序号 1 2 3 4 5 6 7 三、实验线路及原理

图3-1为单相桥式整流带电阻电感性负载，其输出负载R用D42三相可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，电抗Ld用DJK02面板上的700mH，直流电压、电流表均在DJK02面板上。触发单元采用DJK03-1组件挂箱上的“TCA785锯齿波移相触发电路”。

型 号 DJK01 电源控制屏 DJK02 晶闸管主电路 D42 三相可调电阻 直流电动机 双踪示波器 万用表 备 注 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等模块。 该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等模块。 DJK03-1 晶闸管触发电路 该挂件包含“TCA785锯齿波移相触发电路”等模块。 四、实验内容

(1) 单相桥式全控整流电路供电给电阻负载；

(2) 单相桥式全控整流电路供电给电阻—电感性负载； (3) 单相桥式全控

第2，9章电力电子器件

一．填空

1. 若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为 。（不考虑晶闸管的安全裕量 ）

2. 在型号KP10-3中，数字10表示 ，数字3表示 。 3．当温度降低时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 ；当温度升高时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 。 4. GTR的安全工作区由_____________________、____________________、_____________________和____________________界定。

5．GTR要想低损耗工作，应该工作在 区和 区。 6. 电力MOSFET工作在_____区和_____区。

7. 下列器件中， 为电流驱动型可控器件、 为电压驱动型可控器件。A. 晶闸管， B. IGBT， C. GTR， D. MOSFET。 8. 下列器件中， 开关频率最高。 A.晶闸管，B .IGBT，C. GTR，D. MOSFET。

9. 晶闸管并联必须考虑_____

第 1、2 课时

课题:

电力电子技术绪论

教学目的和要求:

掌握电力电子技术等概念，了解电力电子技术的发展史以及电力电子技术的应用。

重点与难点:

掌握电力电子技术等相关概念

教学方法:

图片展示，应用介绍，结论分析。

预复习任务:

复习前期学过的《电工技术基础》等课程的相关知识。

1 什么是电力电子技术 1.1 电力电子与信息电子

信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换

电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。

电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。电力电子技术变换的“电力”，可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至1W以下。 1.2 两大分支

电力电子器件制造技术

电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。

变流技术（电力电子器件应用技术）

用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。

电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。

电力变换四大类：交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流

输出 输入 交流

南通大学

电气工程学院

电力电子技术

题 库

1

第二章 电力电子器件

一、填空题

1、若晶闸管电流有效值是157A，则其额定电流为100A 。若该晶闸管阳、阴间电压为60sinwtV，则其额定电压应为60V 。（不考虑晶闸管的电流、电压安全裕量。） 2、功率开关管的损耗包括两方面，一方面是导通损耗；另一方是开关损耗。 3、在电力电子电路中，常设置缓冲电路，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。 4、缓冲电路可分为关断缓冲电路和开通缓冲电路。

5、电力开关管由于承受过电流，过电压的能力太差。所以其控制电路必须设有过流和过压保护电路。

二、判断题

1、“电力电子技术”的特点之一是以小信息输入驱动控制大功率输出。（ √ ） 2、某晶闸管，若其断态重复峰值电压为500V，反向重复峰值电压为700V，则该晶闸管的额定电压是700V。（ × ）

3、晶闸管导通后，流过晶闸管的电流大小由管子本身电特性决定。（ × ） 4、尖脉冲、矩形脉冲、强触发脉冲等都可以作为晶闸管的门极控制信号。（ √ ） 5、在晶闸管的电流上升至其维护电流后，去掉门极触发信号，晶闸管级能维护导通。（ × ）

6、在GTR 的