《電力電子技術(shù)》教案

1、學(xué)習(xí)-好資料泰州學(xué)院教案20172018學(xué)年第二學(xué)期學(xué)院(系、部)教研室(實驗室)課程名稱授課班級主講教師職稱使用教材電氣工程教研室電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)王兆安主編xxxxxxxeqoac(,二)一七年一月更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課其他課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第1講安排2授課題目1緒論教學(xué)目的、要求1掌握電力電子技術(shù)的基本概念、學(xué)科地位、基本內(nèi)容；2了解電力電子技術(shù)的發(fā)展史；3了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用、電力電子技術(shù)的發(fā)展前景；4了解本教材的內(nèi)容。教學(xué)重點及難點重點：電力電子器件的分類，電能的4種變換形式。難點：無教學(xué)過程方法及手段導(dǎo)入：電力電子技術(shù)的應(yīng)用案例。新授

2、：1基本概念1.1什么是電力電子技術(shù)電力電子技術(shù)：使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)目前電力電子器件均用半導(dǎo)體制成，故也稱電力半導(dǎo)體器件。電力電子技術(shù)變換的“電力”可大到數(shù)百MW甚至GW，也可小到數(shù)W甚至mW級。電子技術(shù)一般即指信息電子技術(shù)，廣義而言，也包括電力電子技術(shù)。1.2兩大分支（1）電力電子器件制造技術(shù)電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，理論基礎(chǔ)是半導(dǎo)體物理。（2）變流技術(shù)（電力電子器件應(yīng)用技術(shù)）用電力電子器件構(gòu)成電力變換電路和對其進行控制的技術(shù)，以及構(gòu)成電力電子裝置和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。電力電子技術(shù)的核心，理論基礎(chǔ)是電路理論。電力變換四大類：交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流1.

3、3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系電力電子學(xué)(PowerElectronics)名稱60年代出現(xiàn)；1974年，美國的W.Newell用倒三角形對電力電子學(xué)進行了描述，被全世界普遍接受。（1）與電子學(xué)（信息電子學(xué)）的關(guān)系都分為器件和應(yīng)用兩大分支；更多精品文檔多媒體舉例講解學(xué)習(xí)-好資料器件的材料、工藝基本相同，采用微電子技術(shù)；應(yīng)用的理論基礎(chǔ)、分析方法、分析軟件也基本相同；信息電子電路的器件可工作在開關(guān)狀態(tài)，也可工作在放大狀態(tài)；電力電子電路的器件一般只工作在開關(guān)狀態(tài)；（2）與電力學(xué)（電氣工程）的關(guān)系電力電子技術(shù)廣泛用于電氣工程中：高壓直流輸電、靜止無功補償、電力機車牽引、交直流電力傳、電解、電鍍、電加熱、高性能交直

4、流電源；國內(nèi)外均把電力電子技術(shù)歸為電氣工程的一個分支，電力電子技術(shù)是電氣工程學(xué)科中最為活躍的一個分支。（3）與控制理論（自動化技術(shù)）的關(guān)系電力電子技術(shù)是弱電控制強電的技術(shù)，是弱電和強電的接口；控制理論是這種接口的有力紐帶；電力電子裝置是自動化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。（4）地位和未來電力電子技術(shù)和運動控制一起，和計算機技術(shù)共同成為未來科學(xué)技術(shù)的兩大支柱。電力電子技術(shù)是一門嶄新的技術(shù)，21世紀(jì)仍將以迅猛的速度發(fā)展。2電力電子技術(shù)的發(fā)展史一般工業(yè)：交直流電機、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)；交通運輸：電氣化鐵道、電動汽車、航空、航海；電力系統(tǒng)：高壓直流輸電、柔性交流輸電、無功補償；電子裝置電源：為信息電

5、子裝置提供動力；家用電器：“節(jié)能燈”、變頻空調(diào)；其他：UPS、航天飛行器、新能源、發(fā)電裝置。3電力電子技術(shù)的應(yīng)用電源技術(shù)：電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的電源；節(jié)能技術(shù)：電力電子技術(shù)對節(jié)省電能有重要意義，特別在大型風(fēng)機、水泵采用變頻調(diào)速，在使用量十分龐大的照明電源等方面。作業(yè)和思考題：教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第2講安排2授課題目2.1電力電子器件概述2.2不控型器件電力二極管教學(xué)目的、要求1.掌握電力電子器件的概念和特征；2.熟悉應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成；3.了解電力電子器件的分類；4.掌握電力二極管的

6、工作特性。教學(xué)重點及難點重點：器件的工作原理、基本特性、主要參數(shù)以及選擇和使用中應(yīng)注意的一些問題。難點：基本特性及電力電子器件的兩個基本要求。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回顧。新授：1.1電力電子器件概述1.1.1電力電子器件的概念和特征主電路（MainPowerCircuit）電氣設(shè)備或電力系統(tǒng)中，直接承擔(dān)電能的變換或控制任務(wù)的電路。電力電子器件（PowerElectronicDevice）可直接用于處理電能的主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。廣義上電力電子器件可分為電真空器件和半導(dǎo)體器件兩類。兩類中，自20世紀(jì)50年代以來，真空管僅在頻率很高（如微波）的大功

7、率高頻電源中還在使用，而電力半導(dǎo)體器件已取代了汞弧整流器（MercuryArcRectifier）、閘流管（Thyratron）等電真空器件，成為絕對主力。因此，電力電子器件目前也往往專指電力半導(dǎo)體器件。電力半導(dǎo)體器件所采用的主要材料仍然是硅。同處理信息的電子器件相比，電力電子器件的一般特征：1）處理電功率的能力小至毫瓦級，大至兆瓦級；2）電力電子器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)；3）電力電子器件往往需要由信息電子電路來控制；4）不僅在器件封裝上講究散熱設(shè)計，在其工作時一般都要安裝散熱器。1.1.2應(yīng)用電力電子器件的系統(tǒng)組成電力電子系統(tǒng)：由控制電路、驅(qū)動電路和以電力電子器件為核心的主電路組成。控制檢測

8、電路V1LR電驅(qū)動路電路V2主電路1.1.3電力電子器件的分類按照器件能夠被控制電路信號所控制的程度，分為以下三類：半控型器件：通過控制信號可以控制其導(dǎo)通而不能控制其關(guān)斷，如晶閘管；全控型器件：通過控制信號既可控制其導(dǎo)通又可控制其關(guān)斷，又稱自關(guān)斷器件，包括絕緣柵雙極晶體管IGBT、電力場效應(yīng)晶體管MOSFET以及門極可關(guān)斷晶閘管GTO；不可控器件：不能用控制信號來控制其通斷，因此也就不需要驅(qū)動電路，如電力二極管。（2）按照驅(qū)動電路加在器件控制端和公共端之間信號的性質(zhì)，分為兩類：電流驅(qū)動型：通過從控制端注入或者抽出電流來實現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制；電壓驅(qū)動型：僅通過在控制端和公共端之間施加一定的電壓

9、信號就可實現(xiàn)導(dǎo)通或者關(guān)斷的控制。（3）按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況分為三類：單極型器件：由一種載流子參與導(dǎo)電的器件；雙極型器件：由電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的器件；更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料復(fù)合型器件：由單極型器件和雙極型器件集成混合而成的器件。1.2不可控器件電力二極管1.2.1PN結(jié)與電力二極管的工作原理AKAIPJNKb)KAc)a)PN結(jié)的單向?qū)щ娦裕憾O管的基本原理就在于PN結(jié)的單向?qū)щ娦赃@一主要特征。造成電力二極管和信息電子電路中的普通二極管區(qū)別的一些因素：正向?qū)〞r要流過很大的電流；引線和焊接電阻的壓降等都有明顯的影響；承受的電流變化率di/dt較大；為了提高反

10、向耐壓，其摻雜濃度低也造成正向壓降較大。1.2.2電力二極管的基本特性IIFOUTOUFU（1）靜態(tài)特性：伏安特性當(dāng)電力二極管承受的正向電壓大到一定值（門檻電壓UTO），正向電流才開始明顯增加，處于穩(wěn)定導(dǎo)通狀態(tài)。與正向電流IF對應(yīng)的電力二極管兩端的電壓UF即為其正向電壓降。當(dāng)電力二極管承受反向電壓時，只有少子引起的微小而數(shù)值恒定的反向漏電流。（2）動態(tài)特性：因結(jié)電容的存在，三種狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換必然有一個過渡過程，此過程中的電壓電流特性是隨時間變化的。（3）開關(guān)特性：反映通態(tài)和斷態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過程。IFUFdiFdttdtrrtfuiUFPiFtFt0t1diRdtIRPURPt2URt2V0uFt

11、frta)b)電力二極管的正向壓降先出現(xiàn)一個過沖UFP，經(jīng)過一段時間才趨于接近穩(wěn)態(tài)壓降的某個值（如2V）。這一動態(tài)過程時間被稱為正向恢復(fù)時間tfr。1.2.3電力二極管的主要參數(shù)（1）正向平均電流IF(AV)在指定的管殼溫度（簡稱殼溫，用TC表示）和散熱條件下，其允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。（2）正向壓降UF指電力二極管在指定溫度下，流過某一指定的穩(wěn)態(tài)正向電流時對應(yīng)的正向壓降。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料（3）反向重復(fù)峰值電壓URRM指對電力二極管所能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓，通常是其雪崩擊穿電壓UB的2/3，使用時，往往按照電路中電力二極管可能承受的反向最高峰值電壓的兩倍來選定。（

12、4）最高工作結(jié)溫TJM結(jié)溫是指管芯PN結(jié)的平均溫度，用TJ表示，最高工作結(jié)溫TJM是指在PN結(jié)不致?lián)p壞的前提下所能承受的最高平均溫度，TJM通常在125175C范圍之內(nèi)。（5）反向恢復(fù)時間trrtrr=td+tf，關(guān)斷過程中，電流降到0起到恢復(fù)反向阻斷能力止的時間。（6）浪涌電流IFSM指電力二極管所能承受最大的連續(xù)一個或幾個工頻周期的過電流。1.2.4電力二極管的主要類型普通二極管（GeneralPurposeDiode）快恢復(fù)二極管（FastRecoveryDiodeFRD）肖特基二極管作業(yè)和思考題：教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時課程類別學(xué)習(xí)-好資料

13、電力電子技術(shù)課程教案第3講安排2授課題目2.3半控型器件晶閘管教學(xué)目的、要求1.掌握晶閘管的工作原理、參數(shù)的確定和型號的選擇，熟悉其基本特性，了解晶閘管的派生器件；2.熟悉可關(guān)斷晶閘管（GTO）的結(jié)構(gòu)和工作原理，了解有關(guān)特性和參數(shù)。教學(xué)重點及難點重點：晶閘管的額定電流、額定電壓參數(shù)，晶閘管的額定電流計算，GTO的工作原理；難點：晶閘管的額定電流計算和型號選擇，幾個重要參數(shù)的理解；教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回憶：1二極管的導(dǎo)通原理是什么？2功率二極管的額定電流如何計算？3功率二極管的伏安特性相比較有什么特點？新授：1.3半控型器件晶閘管晶閘管（Thyristor）：晶體

14、閘流管，又稱可控硅整流器（SiliconControlledRectifierSCR），1956年美國貝爾實驗室（BellLab）發(fā)明了晶閘管，1957年美國通用電氣公司（GE）開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品，1958年商業(yè)化，開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時代，20世紀(jì)80年代以來，開始被性能更好的全控型器件取代，能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠，在大容量的場合具有重要地位。1.3.1晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理外形有螺栓型和平板型兩種封裝，引出陽極A、陰極K和門極（控制端）G三個聯(lián)接端，對于螺栓型封裝，通常螺栓是其陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝方便，平板型封裝的晶閘管可由兩個散熱器將其夾

15、在中間。A多媒體、舉例錄像GKJ1J2J3N2AAGKP1N1GP2KKAGa)工作原理：Ic1=1IA+ICBO1；Ic2=2IK+ICBO2；IK=IA+IG；IA=Ic1+Ic2。Ab)c)AN1GP2N2P1N1P2IAV1GIGSEGPNPIc2Ic1NPNV2IKREAKKIII1()a)b)式中1和2分別是晶體管V1和V2的共基極電流增益；ICBO1和ICBO2分別是V1和V2的共基極漏電流。由以上式（1-1）（1-4）可得I2GCBO1CBO2A12晶體管的特性是：在低發(fā)射極電流下是很小的，而當(dāng)發(fā)射極電流建立起來之后，迅速增大。阻斷狀態(tài)：IG=0，1+2很小，流過晶閘管的漏電流

16、稍大于兩個晶體管漏電流之和。更多精品文檔開通（門極觸發(fā)）注入觸發(fā)電流使晶體管的發(fā)射極電流增大以致1+2趨近于1學(xué)習(xí)-好資料：I的話，流過晶閘管的電流IA（陽極電流）將趨近于無窮大，實現(xiàn)飽和導(dǎo)通。A實際由外電路決定。其他幾種可能導(dǎo)通的情況：陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng)；陽極電壓上升率du/dt過高；結(jié)溫較高；光直接照射硅片，即光觸發(fā)。光觸發(fā)可以保證控制電路與主電路之間的良好絕緣而應(yīng)用于高壓電力設(shè)備中之外，其它都因不易控制而難以應(yīng)用于實踐，稱為光控晶閘管（LightTriggeredThyristorLTT）只有門極觸發(fā)（包括光觸發(fā)）是最精確、迅速而可靠的控制手段。晶閘管正常工作時的特性

17、總結(jié)：承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通；承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通；晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用。要使晶閘管關(guān)斷，只能使晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。1.3.2晶閘管的基本特性RSMUG1I=0G2IDRMUbo+UU-UAURRMIAIHO正向?qū)↖UGDSMA雪崩擊穿-IA（1）正向特性IG=0時，器件兩端施加正向電壓，只有很小的正向漏電流，為正向阻斷狀態(tài)；正向電壓超過正向轉(zhuǎn)折電壓Ubo，則漏電流急劇增大，器件開通；隨著門極電流幅值的增大，正向轉(zhuǎn)折電壓降低。（2）反向特性。反向阻斷狀態(tài)時，只有極小的反向漏電流流過；當(dāng)反向

18、電壓達到反向擊穿電壓后，可能導(dǎo)致晶閘管發(fā)熱損壞。1.3.3晶閘管的主要參數(shù)1）斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的正向峰值電壓。2）反向重復(fù)峰值電壓URRM在門極斷路而結(jié)溫為額定值時，允許重復(fù)加在器件上的反向峰值電壓。3）通態(tài)（峰值）電壓UT晶閘管通以某一規(guī)定倍數(shù)的額定通態(tài)平均電流時的瞬態(tài)峰值電壓。通常取晶閘管的UDRM和URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓；選用時，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓23倍。4）維持電流IH：使晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料5）擎住電流IL:晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，能

19、維持導(dǎo)通所需的最小電流。對同一晶閘管來說，通常IL約為IH的24倍。6）浪涌電流ITSM:指由于電路異常情況引起的并使結(jié)溫超過額定結(jié)溫的不重復(fù)性最大正向過載電流。7）通態(tài)平均電流IT(AV)使用時應(yīng)按實際電流與通態(tài)平均電流所造成的發(fā)熱效應(yīng)相等，即有效值相等的原則來選取晶閘管。應(yīng)留一定的裕量，一般取1.52倍。作業(yè)和思考題：P42習(xí)題4、5教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第4講安排2授課題目2.4典型全控型器件教學(xué)目的、要求1熟悉可關(guān)斷晶閘管（GTO）的結(jié)構(gòu)和工作原理，了解有關(guān)特性和參數(shù)；2熟悉電力晶體管（GTR）、功

20、率場效應(yīng)晶體管（P-MOSFET）的結(jié)構(gòu)和工作原理。教學(xué)重點及難點重點：熟悉GTR、P-MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）的結(jié)構(gòu)及其工作原理；難點：上述各種器件的導(dǎo)通和關(guān)斷過程分析。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回顧：1晶閘管的額定電流如何計算？2晶閘管的主要參數(shù)有哪些？3、與普通晶閘管相比較，對GTO的結(jié)構(gòu)、工作原理進行比較分析。新授：1.4典型全控型器件門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）在20世紀(jì)80年代問世，是晶閘管的一種派生器件，標(biāo)志電力電子技術(shù)進入了一個嶄新時代，典型代表包括門極可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、電力場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極晶體管。1.4.1門極可關(guān)斷

21、晶閘管（1）主要特點：可以通過在門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷GTO的電壓、電流容量較大。（2）結(jié)構(gòu)：（與普通晶閘管相比）相同點：PNPN四層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，外部引出陽極、陰極和門極。不同點：GTO是一種多元的功率集成器件。（3）工作原理：普通晶閘管一樣，可以用圖所示的雙晶體管模型來分析。1.4.2電力晶體管電力晶體管（GiantTransistorGTR，直譯為巨型晶體管）；耐高電壓、大電流的雙極結(jié)型晶體管（BipolarJunctionTransistorBJT），英文有時候也稱為PowerBJT。應(yīng)用：20世紀(jì)80年代以來，在中、小功率范圍內(nèi)取代晶閘管，但目前又大多被IGBT和電力MOSFET

22、取代。多媒體舉例講解更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料1GTR的結(jié)構(gòu)和工作原理（1）靜態(tài)特性共發(fā)射極接法時的典型輸出特性：截止區(qū)、放大區(qū)和飽和區(qū)；在電力電子電路中GTR工作在開關(guān)狀態(tài)；IcO和區(qū)飽放大區(qū)ib3ib2ib1iiBUcexBUcesBUcerBuceo。2）集電極最大耗散功率PcM最高工作溫度下允許的耗散功率。I一次擊穿：集電極電壓升高至擊穿電壓時，c迅速增大，只要Ic不超過限度，GTR一般不會損壞，工作特性也不變。二次擊穿：一次擊穿發(fā)生時，Ic突然急劇上升，電壓陡然下降，常常立即導(dǎo)致器件的永久損壞，或者工作特性明顯衰變。1.4.3電力場效應(yīng)晶體管通常主要指絕緣柵型中的MOS型（MetalO

23、xideSemiconductorFET），簡稱電力MOSFET（PowerMOSFET）。（1）結(jié)構(gòu)SGN+PN+N+PN+溝道N-GDDGN+Da)SN溝道SP溝道b)截止：漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零；圖1-19P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏，漏源極之間無電流流過。導(dǎo)電：在柵源極間加正電壓UGS當(dāng)UGS大于UT時，P型半導(dǎo)體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失，漏極和源極導(dǎo)電。（2）特性漏極電流ID和柵源間電壓UGS的關(guān)系稱為MOSFET的轉(zhuǎn)移特性。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料ID較大時，ID與UGS的關(guān)系近似線性，曲線的斜率定義為跨導(dǎo)Gfs。ID/D

24、飽和區(qū)U=7V5040A30201050非飽40和區(qū)A30I2010U=8VGSGSU=6VGSU=5VGSU=4VGSU/Vb)02U46TGSa)801020304050截止區(qū)U=U=3VGSTU/VDS1.4.4絕緣柵雙極晶體管（IGBT）（1）結(jié)構(gòu)和工作原理CN+N+N+N+IRVJ1J3發(fā)射極柵極EGPPJN-2N+JP+1漂移區(qū)緩沖區(qū)G注入?yún)^(qū)DN-+IR-Don+ICGCC集電極Eb)a)c)三端器件：柵極G、集電極C和發(fā)射極E；N溝道VDMOSFET與GTR組合N溝道IGBT；IGBT比VDMOSFET多一層P+注入?yún)^(qū)，具有很強的通流能力；簡化等效電路表明，IGBT是GTR與MO

25、SFET組成的達林頓結(jié)構(gòu)，一個由MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū)PNP晶體管；RN為晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。驅(qū)動原理與電力MOSFET基本相同，場控器件通斷由柵射極電壓uGE決定：u導(dǎo)通：GE大于開啟電壓UGE(th)時，MOSFET內(nèi)形成溝道，為晶體管提供基極電流，IGBT導(dǎo)通；通態(tài)壓降：電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)使電阻RN減小，使通態(tài)壓降減?。魂P(guān)斷：柵射極間施加反壓或不加信號時，MOSFET內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，IGBT關(guān)斷。（2）基本特性CIIC有源區(qū)飽和區(qū)U增加GERM反向阻斷區(qū)GEOGE(th)UFMUOUU正向阻斷區(qū)UGE(th)UCE更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料作業(yè)和思考題：教學(xué)反思：更多

26、精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第5講安排2授課題目3.1單相可控整流電路教學(xué)目的、要求1掌握單相半波可控整流電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析、數(shù)量關(guān)系；2掌握不同負(fù)載時，單相橋式全控整流電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和數(shù)量關(guān)系。教學(xué)重點及難點重點：1.掌握單相半波可控整流電路的工作原理、波形分析和數(shù)量關(guān)系；2.掌握單相橋式全控整流電路的工作原理、波形分析和數(shù)量關(guān)系；難點：1.單相半波可控整流電路的工作原理、波形分析。2.單相橋式全控整流電路的工作原理、波形分析。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回顧：新授：2

27、.1單相可控整流電路2.1.1單相半波可控整流電路（電阻負(fù)載）多媒體舉例講解TVTuida)uu12VTudRu2b)u0t12tgc)0tudd)0tuVTe)0t變壓器T起變換電壓和電氣隔離的作用；電阻負(fù)載的特點：電壓與電流成正比，兩者波形相同；基本數(shù)量關(guān)系：22Usintd(t)2U2(1cos)0.45U22Ud1221cosVT的移相范圍為180，通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，簡稱相控方式。觸發(fā)延遲角：從晶閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度，用a表示，也稱觸發(fā)角或控制角。導(dǎo)通角：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度，用表示。2.

28、1.2單相半波可控整流電路（阻感負(fù)載）更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料u2b)0t2t1ugc)0tud+d)0tide)0tuVTf)0t（1）特點：電感對電流變化有抗拒作用，使得流過電感的電流不發(fā)生突變；VT的移相范圍為180；簡單，但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯直流磁化。（2）討論負(fù)載阻抗角、觸發(fā)角a、晶閘管導(dǎo)通角的關(guān)系。a)u2b)Oudt1tc)d)OidIdtRe)iOiVTOVDtId-+tf)uOVTtg)Ot當(dāng)u2過零變負(fù)時，VDR導(dǎo)通，ud為零，VT承受反壓關(guān)斷；L儲存的能量保證了電流id在L-R-VDR回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流，數(shù)量關(guān)系（id近似

29、恒為Id）：IdVT2Id更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料IdVDR2Id2I2d(t)2IVDR1d2Idi2.1.3單相橋式全控整流電路1帶電阻負(fù)載的工作情況b)uddu(i)dd0tuVT1,4c)0ti2d)0tVT1和VT4組成一對橋臂，在阻負(fù)載時承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2u2正半周（1）工作原理及波形分析圖2-5單相全控橋式帶電的電路及波形過零時關(guān)斷。VT2和VT3組成另一對橋臂，在u2正半周承受電壓-u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過零時關(guān)斷。（2）數(shù)量關(guān)系d2Usintd(t)22U1cos22U12220.9U1cosIURR2R2的移相范圍為180。向負(fù)載輸出的平均電

30、流值為：22U1cosU1cosd20.92d流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即：dVT12R2II0.452dU1cos流過晶閘管的電流有效值：VT1(2U2sint)2d(t)I2R2RU21sin22變壓器二次測電流有效值I2與輸出直流電流I有效值相等：(II212UU2sint)2d(t)2RR1sin22IVT1I22帶阻感負(fù)載的工作情況更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料2OtudOtiVTidO1,4IdIdtiVTO2,3Oi2IdIdttuVTO1,4IdtOtb)（1）工作原理及波形分析假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變；假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id連續(xù)且波形近似

31、為一水平線；2Usintd(t)d2U122U2cos0.9U2cos（2）數(shù)量關(guān)系晶閘管移相范圍為90。晶閘管導(dǎo)通角與a無關(guān)，均為180。電流的平均值和有效值：dT12I0.707III2dI1Tdd作業(yè)和思考題：P97習(xí)題1、3教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第6講安排2授課題目3.2三相可控整流電路（三相半波可控整流電路）教學(xué)目的、要求1掌握三相半波可控整流電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析、數(shù)量關(guān)系。教學(xué)重點及難點重點：工作原理、輸出電壓波形、晶閘管電壓波形分析；難點：三相可控整流電路時，強調(diào)自然換流點、觸發(fā)

32、脈沖移相范圍、臨界連續(xù)點等概念。教學(xué)過程方法及手段導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回顧：新授：2.2三相可控整流電路交流測由三相電源供電。負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、容易濾波。基本的是三相半波可控整流電路，三相橋式全控整流電路應(yīng)用最廣。a)多媒體舉例講解2.2.1三相半控整流電路1電阻性負(fù)載（1）電路特點變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)。三個晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起共陰極接法。（2）自然換相點二極管換相時刻為自然換相點，是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時刻，將其作為計算各晶閘管觸發(fā)角a的起點，即a=0。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料u2=0uaubucR

33、idb)Ot1t2t3tuc)GOudtd)iOVT1t1e)f)uOVTOuuttabac（3）整流電壓平均值的計算a30時，負(fù)載電流連續(xù)，有：122Usintd(t)3Ud5662362Ucos1.17Ucos22a30時，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時有：232U1cos()0.6751cos()66U1d62Usintd(t)3222R（4）負(fù)載電流平均值為IUdd（5）晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即URM23U26U22.45U2（6）晶閘管陽極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即UFM2U22電阻性負(fù)載更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料uduaub

34、ucOtiaOibOicOidOOutttttac（1）特點：阻感負(fù)載，L值很大，id波形基本平直。a30時：整流電壓波形與電阻負(fù)載時相同。a30時（如a=60時的波形如圖2-16所示）。u2過零時，VT1不關(guān)斷，直到VT2的脈沖到來，才換流，ud波形中出現(xiàn)負(fù)的部分。id波形有一定的脈動，但為簡化分析及定量計算，可將id近似為一條水平線。阻感負(fù)載時的移相范圍為90。（2）數(shù)量關(guān)系UUdd01.17U2變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為VT1II2I0.577I3dd晶閘管的額定電流為VT(AV)IIVT1.570.368Id晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值UFMURM2.4

35、5U2作業(yè)和思考題：P97習(xí)題7更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第7講安排2授課題目3.2三相可控整流電路（三相橋式全控整流電路）教學(xué)目的、要求1掌握三相橋式全控整流電路的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析、數(shù)量關(guān)系。教學(xué)重點及難點重點：工作原理、輸出電壓波形、晶閘管電壓波形分析；難點：三相可控整流電路時，強調(diào)自然換流點、觸發(fā)脈沖移相范圍、臨界連續(xù)點等概念。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回顧：新授：2.2.2三相全控整流電路三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路。多媒體舉例講解1帶電阻

36、負(fù)載時的工作情況當(dāng)a60時，ud波形均連續(xù)，對于電阻負(fù)載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù)。00：更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料uu2d1=0uaubucOt1tcbuud2uu2LduabuacubcubaucauabuaciOtVT1uOVT1uabuacubcubaucaucbuabuactOtuabuac當(dāng)a60時，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值波形圖：900：ud1uaubucuaubOtud2uduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaOtidOtiVT1OtiaOt帶電阻負(fù)載時三相橋式全控整流電路a角的移相范圍是120對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-

37、VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60；共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120；同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180；ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為6脈波整流電路；需保證同時導(dǎo)通的2個晶閘管均有脈沖。2阻感負(fù)載時的工作情況（1）a60時ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似。各晶閘管的通斷情況、輸出更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形。區(qū)別在于：得到的負(fù)載電流id波形不同。當(dāng)電感足夠大的時候，id的波形可近似為一條

38、水平線。（2）a60時阻感負(fù)載時的工作情況與電阻負(fù)載時不同；電阻負(fù)載時，ud波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分；阻感負(fù)載時，ud波形會出現(xiàn)負(fù)的部分；帶阻感負(fù)載時，三相橋式全控整流電路的a角移相范圍為90。900u=90ubucuad1Ot1tud2uuabuacubcubaucaucbuabuacdOtuVT1uacuacOtuab定量分析：當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載a60時）的平均值為：U1d32336Usintd(t)2.34Ucos22帶電阻負(fù)載且a60時，整流電壓平均值為：6Usintd(t)2.34U1cos()32U3d32輸出電流平均值為：IUddR當(dāng)整流變壓器為采用星

39、形接法，帶阻感負(fù)載時，變壓器二次側(cè)電流有效值為：333dI212222I2(I)2I0.816Iddd更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料作業(yè)和思考題：P97習(xí)題7、13教學(xué)反思：更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料電力電子技術(shù)課程教案第8講課課程類別理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課其他時安2排授課題目3.3變壓器漏感對整流電路的影響教學(xué)目的、要求1掌握變壓器漏感對整流電路的影響及換相壓降的計算教學(xué)重點及難點重點：換相過程中的換相重疊角概念、換相期間的整流電壓和換相壓降、重疊角的計算；難點：重疊角的產(chǎn)生，換相期間整流電壓、換相壓降和重疊角的計算。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回顧。新授：2.3變壓器漏感

40、對整流電路的影響考慮包括變壓器漏感在內(nèi)的交流側(cè)電感的影響，該漏感可用一個集中的電感LB表示，現(xiàn)以三相半波為例，然后將其結(jié)論推廣。多媒體舉例uuuu講dabc解OtiiiiiiIdcabcadOt（2）換相重疊角換相過程持續(xù)的時間，用電角度表示。（1）VT1換相至VT2的過程：iii因a、b兩相均有漏感，故ia、ib均不能突變。于是VT1和VT2同時導(dǎo)通，相當(dāng)于將a、b兩相短路，在兩相組成的回路中產(chǎn)生環(huán)流k；ik=ib是逐漸增大的，而a=Id-ik是逐漸減小的；當(dāng)k增大到等于Id時，ia=0，VT1關(guān)斷，換流過程結(jié)束。換相過程中，整流電壓ud為同時導(dǎo)通的兩個晶閘管所對應(yīng)的兩個相電壓的平均值：Bd

41、tBdt2uuLkuLkadabdidiuub換相壓降與不考慮變壓器漏感時相比，ud平均值降低的多少。132/32(uu)d(t)5Ud565bd6656u(uLbbBdik)d(t)dt2dt2di3035656LBkd(t)IdLdiBk32XIBd換相重疊角的計算coscos()2XBId6U2更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料（3）變壓器漏抗對各種整流電路的影響出現(xiàn)換相重疊角，整流輸出電壓平均值Ud降低；整流電路的工作狀態(tài)增多；晶閘管的di/dt減小，有利于晶閘管的安全開通。有時人為串入進線電抗器以抑制晶閘管的di/dt；換相時晶閘管電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生正du/dt，可能使晶閘管誤導(dǎo)通，為此必須加

42、吸收電路；換相使電網(wǎng)電壓出現(xiàn)缺口，成為干擾源。作業(yè)和思考題：教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第9講安排2授課題目3.4電容濾波的不可控整流電路教學(xué)目的、要求1了解電容濾波的不可控整流電路單相、三相的工作原理和波形分析。教學(xué)重點及難點重點：電容濾波的不可控整流電路單相、三相的工作原理和波形分析。難點：無教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回憶。新授：2.4電容濾波的不可控整流電路2.4.1電容濾波的單相不可控整流電路常用于小功率單相交流輸入的場合，如目前大量普及的微機、電視機等家電產(chǎn)品中。多媒體舉例講解

43、idVDi21VD3iCiRu1u2u+dCVD2VD4i,ududi02tb)（1）基本工作過程：在u2正半周過零點至wt=0期間，因u2ud，故二極管均不導(dǎo)通，電容C向R放電，提供負(fù)載所需電流；至wt=0之后，u2將要超過ud，使得VD1和VD4開通，ud=u2，交流電源向電容充電，同時向負(fù)載R供電。（2）主要的數(shù)量關(guān)系1）輸出電壓平均值空載時，U2U；d2重載時，Ud逐漸趨近于0.9U2，即趨近于接近電阻負(fù)載時的特性；在設(shè)計時根據(jù)負(fù)載的情況選擇電容C值，此時輸出電壓為：Ud1.2U2。2）電流平均值輸出電流平均值I為：IURRdR，IIdR二極管電流I平均值為：IIDDd2IR23）二極

44、管承受的電壓2U22.4.2電容濾波的三相不可控整流電路（1）基本原理更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料某一對二極管導(dǎo)通時，輸出電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個，該線電壓既向電容供電，也向負(fù)載供電。當(dāng)沒有二極管導(dǎo)通時，由電容向負(fù)載放電，ud按指數(shù)規(guī)律下降?？紤]實際電路中存在的交流側(cè)電感以及為抑制沖擊電流而串聯(lián)的電感時的工作情況：電流波形的前沿平緩了許多，有利于電路的正常工作。隨著負(fù)載的加重，電流波形與電阻負(fù)載時的交流側(cè)電流波形逐漸接近。（2）主要數(shù)量關(guān)系（1）輸出電壓平均值：Ud在（2.34U22.45U2）之間變化。（2）電流平均值：輸出電流平均值I為：IURRdR與單相電路情況一樣，電容電流i平均值

45、為零，因此IICdR二極管電流平均值為I的1/3，即：IIdDd3（3）二極管承受的電壓二極管承受的最大反向電壓為線電壓的峰值，為6U。2作業(yè)和思考題：教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第10講安排2授課題目3.7整流電路的有源逆變工作狀態(tài)教學(xué)目的、要求1.掌握逆變的概念、逆變的分類、有源逆變與無源逆變的區(qū)別；2.有源逆變的條件、逆變失敗、造成逆變失敗的原因與預(yù)防措施。了解有源逆變的應(yīng)用。教學(xué)重點及難點重點：逆變的概念、分類，有源逆變與無源逆變的區(qū)別，實現(xiàn)有源逆變的條件、逆變失敗的原因與預(yù)防措施；難點：有源逆變的條件、

46、影響逆變失敗的因素。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回憶。新授：一、逆變的概念1什么是逆變？為什么要逆變？1)逆變（Invertion）：把直流電轉(zhuǎn)變成交流電，整流的逆過程。2)逆變電路：把直流電逆變成交流電的電路。有源逆變電路：交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié)，應(yīng)用在直流可逆調(diào)速系統(tǒng)、交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機串級調(diào)速以及高壓直流輸電等。無源逆變電路：變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接，而直接接到負(fù)載，將在第5章介紹。對于可控整流電路，滿足一定條件就可工作于有源逆變，其電路形式未變，只是電路工作條件轉(zhuǎn)變；既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài)，稱為變流電路。2逆變產(chǎn)生的條件1）從上述分析中，可以歸納出產(chǎn)

47、生逆變的條件有：有直流電動勢，其極性和晶閘管導(dǎo)通方向一致，其值大于變流器直流側(cè)平均電壓；晶閘管的控制角2，使Ud為負(fù)值。2）逆變和整流的區(qū)別：控制角不同：02時，電路工作在整流狀態(tài)；2時，電路工作在逆變狀態(tài)。3波形與參數(shù)計算把2時的控制角用表示，稱為逆變角；逆變角和控制角的計量方向相反，其大小自0的起始點向左方計量；多媒體舉例講解UUdd0cosUd0cosuuuuuuuuuuuu2abcabcabcabOt=346uduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaucaucbuabuacubcttt123Ot3=4=6更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料

48、4逆變失?。孀冾嵏玻┠孀儠r，一旦換相失敗，外接直流電源就會通過晶閘管電路短路，或使變流器的輸出平均電壓和直流電動勢變成順向串聯(lián)，形成很大短路電流。1）逆變失敗的原因觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時等，致使晶閘管不能正常換相。晶閘管發(fā)生故障，該斷時不斷，或該通時不通。交流電源缺相或突然消失。換相的裕量角不足，引起換相失敗。2）確定最小逆變角min的依據(jù)逆變時允許采用的最小逆變角應(yīng)等于min，這樣，min一般取3035。作業(yè)和思考題：P98習(xí)題27、28、29教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力

49、電子技術(shù)課程教案第11講安排2授課題目4.1換流方式教學(xué)目的、要求1了解逆變電路的概念、換流方式和應(yīng)用；2理解基本的逆變電路的結(jié)構(gòu)及其工作原理。教學(xué)重點及難點重點：逆變電路的結(jié)構(gòu)及其工作原理；難點：無。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)回顧：逆變的概念：與整流相對應(yīng)，直流電變成交流電，交流側(cè)接電網(wǎng)，為有源逆變；交流側(cè)接負(fù)載，為無源逆變。新授：5.1換流方式（1）逆變與變頻變頻電路：分為交交變頻和交直交變頻兩種。交直交變頻由交直變換（整流）和直交變換兩部分組成，后一部分就是逆變。（2）主要應(yīng)用各種直流電源，如蓄電池、干電池、太陽能電池等。交流電機調(diào)速用變頻器、不間斷電源、感應(yīng)加

50、熱電源等電力電子裝置的核心部分都是逆變電路。5.1.1逆變電路的基本工作原理以單相橋式逆變電路為例說明最基本的工作原理。uo多媒體舉例講解i負(fù)載SouS12tUdS1S2a)o34iottb)逆變電路最基本的工作原理：改變兩組開關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率：S1、S4閉合，S2、S3斷開時，負(fù)載電壓uo為正；S1、S4斷開，S2、S3閉合時，負(fù)載電壓uo為負(fù)。換流：電流從一個支路向另一個支路轉(zhuǎn)移的過程，也稱為換相。開通：適當(dāng)?shù)拈T極驅(qū)動信號就可使器件開通。關(guān)斷：全控型器件可通過門極關(guān)斷；半控型器件晶閘管，必須利用外部條件才能關(guān)斷；一般在晶閘管電流過零后施加一定時間反壓，才能關(guān)斷；研究換流方式

51、主要是研究如何使器件關(guān)斷。5.1.2換流方式分類1）器件換流（DeviceCommutation）利用全控型器件的自關(guān)斷能力進行換流。在采用IGBT、電力MOSFET、GTO、GTR等全控型器件的電路中的換流方式是器件換流。2）電網(wǎng)換流（LineCommutation）電網(wǎng)提供換流電壓的換流方式。將負(fù)的電網(wǎng)電壓施加在欲關(guān)斷的晶閘管上即可使其關(guān)斷。不需要器件具有門極可關(guān)斷能力，但不適用于沒有交流電網(wǎng)的無源逆變電路。3）負(fù)載換流（LoadCommutation）4）強迫換流（ForcedCommutation）更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料作業(yè)和思考題：P149習(xí)題1教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實

52、驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第12講安排2授課題目4.2電壓型逆變電路教學(xué)目的、要求1掌握無源逆變器的分類、電流型和電壓型逆變器的概念；2了解單相半橋、單相全橋逆變電路；掌握1800導(dǎo)電型交-直-交逆變電路。教學(xué)重點及難點重點：無源逆變器的分類、電流和電壓型逆變器的概念、1800導(dǎo)電型交-直-交逆變電路；難點：電流型和電壓型逆變器的比較；1800導(dǎo)電型交-直-交逆變電路。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：多媒體復(fù)習(xí)回顧。新授：5.2電壓型逆變電路1逆變電路的分類（根據(jù)直流側(cè)電源性質(zhì)的不同）舉例講解直流側(cè)是電壓源：電壓型逆變電路又稱為電

53、壓源型逆變電路；直流側(cè)是電流源：電流型逆變電路又稱為電流源型逆變電路。2電壓型逆變電路的特點直流側(cè)為電壓源或并聯(lián)大電容，直流側(cè)電壓基本無脈動,直流回路呈現(xiàn)低阻抗；輸出電壓為矩形波，輸出電流因負(fù)載阻抗不同而不同；阻感負(fù)載時需提供無功功率。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂并聯(lián)反饋二極管。5.2.1單相電壓型逆變電路1半橋逆變電路（1）工作原理a)UoOt3t41V2V1VD2VDmO-Umiottt125ONVVDb)1t61VVD22ttV1和V2柵極信號在一周期內(nèi)各半周正偏、半周反偏，兩者互補，輸出電壓uo為矩形波，幅值為Um=Ud/2。V1或V2通時，io和uo同方向，

54、直流側(cè)向負(fù)載提供能量；VD1或VD2通時，io和uo反向，電感中貯能向直流側(cè)反饋。VD1、VD2稱為反饋二極管,它又起著使負(fù)載電流連續(xù)的作用，又稱續(xù)流二極管。（2）優(yōu)點：電路簡單，使用器件少。（3）缺點：輸出交流電壓幅值為Ud/2，且直流側(cè)需兩電容器串聯(lián)，要控制兩者電壓均衡。（4）應(yīng)用：用于幾kW以下的小功率逆變電源；單相全橋、三相橋式都可看成若干個半橋逆變電路的組合。2全橋逆變電路（1）工作原理更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料tuG1OuG2OuG3OuG4OuiooOiott12uo3tttttb)共四個橋臂，可看成兩個半橋電路組合而成，兩對橋臂交替導(dǎo)通180；輸出電壓和電流波形與半橋電路形狀相同

55、，幅值高出一倍；改變輸出交流電壓的有效值只能通過改變直流電壓Ud來實現(xiàn)；阻感負(fù)載時，還可采用移相得方式來調(diào)節(jié)輸出電壓移相調(diào)壓。V3的基極信號比V1落后（0180），V3、V4的柵極信號分別比V2、V1的前移180，輸出電壓是正負(fù)各為的脈沖，改變q就可調(diào)節(jié)輸出電壓。5.2.2三相電壓型逆變電路工作原理和特點：基本工作方式：180導(dǎo)電方式每橋臂導(dǎo)電180，同一相上下兩臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的角度差120；任一瞬間有三個橋臂同時導(dǎo)通；每次換流都是在同一相上下兩臂之間進行，也稱為縱向換流。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料uUN2dta)b)uOVNOUtuc)WNOtuUVOd)e)f)uuONNUNOUd

56、2U3dUd6U3dtttig)UOtih)dOt作業(yè)和思考題：P149習(xí)題4教學(xué)反思：更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第13講安排2授課題目5.1基本斬波電路教學(xué)目的、要求1熟悉直流斬波電路的基本結(jié)構(gòu)和分類；2掌握降壓式和升壓直流斬波電路的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和波形；3掌握降壓和升壓式直流斬波電路的輸入和輸出之間的關(guān)系。教學(xué)重點及難點重點：降壓斬波電路和升壓斬波電路的工作原理、輸入輸出關(guān)系、電路解析方法和工作特點；難點：直流斬波電路的結(jié)構(gòu)、工作原理、輸入和輸出之間的關(guān)系分析。教學(xué)過程方法及手段更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料導(dǎo)入：復(fù)習(xí)

57、回顧。新授：3.1.1降壓斬波電路（1）電路結(jié)構(gòu)多媒體舉例講解（2）工作原理t=0時刻驅(qū)動V導(dǎo)通，電源E向負(fù)載供電，負(fù)載電壓uo=E，負(fù)載電流io按指數(shù)曲線上升；t=t1時控制V關(guān)斷，二極管VD續(xù)流，負(fù)載電壓uo近似為零，負(fù)載電流呈指數(shù)曲線下降；通常串接較大電感L使負(fù)載電流連續(xù)且脈動小。（3）數(shù)量關(guān)系電流連續(xù)UotontontofftEonEET負(fù)載電壓平均值：IoUoERM負(fù)載電流平均值：（4）斬波電路三種控制方式T不變，變ton脈沖寬度調(diào)制（PWM）。ton不變，變T頻率調(diào)制。ton和T都可調(diào)，改變占空比混合型。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料VLioREiGVDu+oMEM-a)電路圖iGOto

58、nTtofftioi1i2I10I20OuoEt1tOiGiOGioit1onb)電流連續(xù)時的波形toffTtxi2ttOuoEt1I20t2Etc)電流斷續(xù)時的波形EOMt3.1.2升壓斬波電路（1）電路結(jié)構(gòu)（2）工作原理假設(shè)L和C值很大；V處于通態(tài)時，電源E向電感L充電，電流恒定I1，電容C向負(fù)載R供電，輸出電壓Uo恒定；V處于斷態(tài)時，電源E和電感L同時向電容C充電，并向負(fù)載提供能量。iGE0ioI10（3）數(shù)量關(guān)系UotonttoffoffTEEtoff更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料輸出電流的平均值Io為：Io3.1.3升降壓斬波電路（1）電路結(jié)構(gòu)U1EoRR（2）基本工作原理V通時，電源E經(jīng)

59、V向L供電使其貯能，此時電流為i1。同時，C維持輸出電壓恒定并向負(fù)載R供電；V斷時，L的能量向負(fù)載釋放，電流為i2。負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路。i1tontoffILoi2ILotb)t（3）數(shù)量關(guān)系t1（3-41）t所以輸出電壓為：UonEoofftonTtonEE輸出電流：ItoffIt1Ion2113.1.3Cuk斬波電路（1）工作原理V通時，EL1V回路和RL2CV回路有電流；V斷時，EL1CVD回路和RL2VD回路有電流；輸出電壓的極性與電源電壓極性相反；電路相當(dāng)于開關(guān)S在A、B兩點之間交替切換。更多精品文檔學(xué)習(xí)-好資料t（2）數(shù)量關(guān)系Ut

60、onooff作業(yè)和思考題：P111習(xí)題2/3教學(xué)反思：tonEEETt1on更多精品文檔理論課實訓(xùn)課實驗課習(xí)題課eqoac(,其他)課時學(xué)習(xí)-好資料課程類別電力電子技術(shù)課程教案第14講安排2授課題目6.1交流調(diào)壓電路教學(xué)目的、要求1了解交流變流電路的分類及其基本概念；2理解單相交流調(diào)壓電路的電路構(gòu)成，兩種負(fù)載時的工作原理和電路特性；3掌握三相交流調(diào)壓電路的基本構(gòu)成和基本工作原理。教學(xué)重點及難點重點：晶閘管交流調(diào)壓電路中的部分概念、單相交流調(diào)壓電路、三對晶閘管反并聯(lián)的三相三線交流調(diào)壓電路（電阻性負(fù)載）；難點：三相三線交流調(diào)壓電路（電阻性負(fù)載）不同觸發(fā)角時的波形分析。教學(xué)過程方法及手段4.1交流調(diào)