電力電子復習2

1、電力電子復習課電力電子復習課(2) 2有源逆變有源逆變n理解和掌握單相、三相有源逆變電路的工作原理，理解和掌握單相、三相有源逆變電路的工作原理，有源逆變的應用有源逆變的應用. .n重點：波形分析法，重點：波形分析法， 有源逆變的條件有源逆變的條件 有源逆變失敗有源逆變失敗 最小逆變角限制的基本概念。最小逆變角限制的基本概念。3逆變產生的條件逆變產生的條件有一個直流電源，極性為上有一個直流電源，極性為上“ ”下下 “ “+”+”；變流器的變流器的 2 2 ，即，即U Ud d 0 0 U Ud d E E ，E E 約等于約等于 U Ud d半控電路或具有續(xù)流二極管的電路，不能實現(xiàn)有源逆變半控電

2、路或具有續(xù)流二極管的電路，不能實現(xiàn)有源逆變逆變和整流的區(qū)別：逆變和整流的區(qū)別：控制角控制角 不同不同 0 0 /2 /2 時，電路工作在時，電路工作在整流整流狀態(tài)。狀態(tài)。 /2/2 O Ou utt 脈沖的寬度按正弦規(guī)律變脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的化而和正弦波等效的PWMPWM波形波形SPWMSPWM波形波形16實現(xiàn)實現(xiàn)PWMPWM波的基本方法波的基本方法 一、計算法和調制法一、計算法和調制法圖6-6urucuOtOtuouofuoUd-Ud圖6-5urucuOtOtuouofuoUd-Ud單極性單極性雙極性雙極性17異步調制和同步調制異步調制和同步調制1. 1. 異步調制異步調

3、制載波信號和調制信號不同步的調制方式載波信號和調制信號不同步的調制方式2. 2. 同步調制同步調制載波比載波比N N等于常數(shù)，在變頻時使載波與信號波等于常數(shù)，在變頻時使載波與信號波保持同步的調制方式，保持同步的調制方式，分段同步調制分段同步調制18自然采樣法自然采樣法 規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法u uc cu uO Ot tu ur rT Tc cA AD DB BO Ot tu uo ot tA At tD Dt tB Bd dd d d d 2 2d d2 2d d規(guī)則采樣法規(guī)則采樣法 19第九章第九章掌握晶閘管的觸發(fā)電路、掌握晶閘管的觸發(fā)電路、GTRGTR的驅動電路、的驅動電路、IGBTIGB

4、T驅驅動電路的要求及設計。動電路的要求及設計。掌握晶閘管的保護電路原理。掌握晶閘管的保護電路原理。掌握緩沖電路的作用和原理掌握緩沖電路的作用和原理20(2)直流快速斷路器和過流繼電器保護直流快速斷路器和過流繼電器保護（1）快速熔斷器保護）快速熔斷器保護(3)利用引入利用引入電流檢測的電子保護電路電流檢測的電子保護電路作過電流保護作過電流保護晶閘管過流保護晶閘管過流保護21晶閘管的過電壓保護晶閘管的過電壓保護2223晶閘管觸發(fā)電路的基本要求：晶閘管觸發(fā)電路的基本要求：1)1)觸發(fā)脈沖必須有觸發(fā)脈沖必須有足夠的功率足夠的功率。2)2)觸發(fā)脈沖應有足夠的觸發(fā)脈沖應有足夠的寬度寬度。3)3)觸發(fā)脈沖的

5、觸發(fā)脈沖的前沿前沿應盡量應盡量陡些陡些。4)4)觸發(fā)脈沖的觸發(fā)脈沖的相位相位能夠根據控制信號要求在規(guī)定能夠根據控制信號要求在規(guī)定的范圍內的范圍內移動移動。5)5)觸發(fā)脈沖與晶閘管主回路電源電壓須觸發(fā)脈沖與晶閘管主回路電源電壓須同步同步。6)6)觸發(fā)電路與晶閘管主回路間有必要電氣觸發(fā)電路與晶閘管主回路間有必要電氣隔離隔離。24光光 耦耦 合隔離合隔離磁耦磁耦-變壓器隔離變壓器隔離兩種隔離技術兩種隔離技術25晶閘管觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路KG同步環(huán)節(jié)同步環(huán)節(jié)鋸齒波的形成與脈沖移相鋸齒波的形成與脈沖移相雙脈沖形成雙脈沖形成強觸發(fā)強觸發(fā)脈沖的形脈沖的形成與放大成與放大26n驅動電路的驅動電路的作用作用

6、將控制電路輸出的將控制電路輸出的PWMPWM脈沖放大到足以驅動脈沖放大到足以驅動功率晶體管功率晶體管開關功率放大開關功率放大作用作用。n優(yōu)良的驅動電路優(yōu)良的驅動電路 改善功率晶體管的開關特性，減小開關損改善功率晶體管的開關特性，減小開關損耗，提高整機效率和器件可靠性。（即盡耗，提高整機效率和器件可靠性。（即盡量快開、快關）量快開、快關）電力晶體管的驅動電路電力晶體管的驅動電路27n加速電容加速電容加快功率管的開通過程加快功率管的開通過程n抗飽和電路抗飽和電路使功率管處于淺飽和使功率管處于淺飽和上升沿陡/過沖合適的飽和深度反向抽流28IGBT驅動電路驅動電路當當UGEUGE增加時，通態(tài)電壓下降，

7、增加時，通態(tài)電壓下降，IGBT IGBT 的開通損耗下降的開通損耗下降. . UGE UGE 增加到一定程度之后對增加到一定程度之后對IGBT IGBT 的負載短路能的負載短路能力及力及dUCE/dtdUCE/dt電流有不利影響電流有不利影響 負偏壓的增高會使集電極浪涌電流明顯下降，從而負偏壓的增高會使集電極浪涌電流明顯下降，從而避免使避免使IGBT IGBT 發(fā)生擎住現(xiàn)象。發(fā)生擎住現(xiàn)象。柵極電阻柵極電阻增加增加，使，使IGBT IGBT 的開通與關斷能耗均增加的開通與關斷能耗均增加 。柵極電阻柵極電阻減小減小又使又使di/dtdi/dt 增大，可能引發(fā)增大，可能引發(fā)IGBT IGBT 誤誤導

8、通。導通。 29IGBT對對驅動的要求驅動的要求由于是由于是容性容性輸入阻抗，輸入阻抗，IGBT IGBT 對柵極電荷集聚很敏感，因對柵極電荷集聚很敏感，因此要保證有一條低阻抗值得此要保證有一條低阻抗值得放電回路放電回路。柵極電路中的柵極電路中的正正偏壓應為偏壓應為+12+1215V15V，負負偏壓偏壓-2-2-10V-10V。 驅動電路應與整個控制電路在電位上嚴格驅動電路應與整個控制電路在電位上嚴格隔離隔離。柵極驅動電路應盡可能簡單實用，具有對柵極驅動電路應盡可能簡單實用，具有對IGBT IGBT 的的自保護自保護功能功能，并有較強的抗干擾能力。，并有較強的抗干擾能力。 30關斷緩沖電路關斷

9、緩沖電路（d du u/d/dt t抑制電路）抑制電路）吸收器件的關斷吸收器件的關斷過電壓和換相過電壓，抑制過電壓和換相過電壓，抑制d du u/d/dt t，減小關斷損耗。，減小關斷損耗。開通緩沖電路開通緩沖電路（d di i/d/dt t抑制電路）抑制電路）抑制器件開通時抑制器件開通時的電流過沖和的電流過沖和d di i/d/dt t，減小器件的開通損耗。，減小器件的開通損耗。緩沖電路的作用緩沖電路的作用n改善開改善開/ /關過程電壓電流變化曲線關過程電壓電流變化曲線, ,即即改改善開關管的善開關管的開通開通/ /關斷損耗、改善開關關斷損耗、改善開關管的管的di/dt,du/dtdi/dt,du/dt、電流、電流/ /電壓尖鋒電壓尖鋒31a)b)圖1-38RiVDLVdidt抑制電路緩沖電路LiVDiRsCsVDstuCEiCO