电力电子技术复习精华：器件特性与控制方式解析

"这份资料是针对浙江工业大学自动化专业电力电子技术课程的复习整理，涵盖了重点知识和慕课学习内容，适合期末复习使用。" 电力电子技术是自动化领域的一个核心部分，涉及电力系统的转换和控制。这份资料详细阐述了以下几个关键知识点： 1. **电路基本控制方式**：主要包括相控方式、频控和斩控。相控方式通过改变电压或电流的相位来调整功率；频控是通过改变供电频率来控制负载；斩控则是通过开关频率的调整来改变平均电压或电流。 2. **高频化与高效率**：随着供电频率的提高，电气设备的体积和重量会显著减小，这是因为电磁组件的尺寸与供电频率的平方根成反比。 3. **电力电子器件分类**：主要分为电流控制型（如SCR，GTR）和电压控制型（如MOSFET，IGBT）。电流控制型器件工作频率较低，但导通压降小，适合大电流应用；电压控制型器件则具有较高的输入阻抗，控制功率小，开关速度快。 4. **电力二极管参数**：额定正向平均电流是其能承受的最大工频正弦半波电流的平均值。 5. **晶闸管的导通与关断条件**：晶闸管导通需要正向阳极电压和正向门极触发电流，而关断则需外加电压或使电流低于维持电流IH。 6. **MOSFET与GTR特性比较**：MOSFET具有高输入阻抗，低驱动功率，热稳定性好，无二次击穿现象，而GTR则在大电流、大电压下表现优秀，但开关速度较慢。 7. **GTO（Gate Turn-Off Thyristor）优势**：GTO是一种能够自关断的晶闸管，适合大功率应用，具有电导调制效应，有利于并联均流。 8. **IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）特点**：IGBT结合了MOSFET和GTR的优点，具有高输入阻抗，快速开关，良好的热稳定性和低通态电压，适用于高压大电流环境。 9. **晶闸管关断问题**：一旦晶闸管导通，内部的正反馈机制使得撤去驱动电流也无法使其关断，必须通过降低电流至维持电流以下才能实现。 10. **过电压保护**：过电压可能源于操作过电压、浪涌过电压、换相过电压和关断过电压，需要采取相应措施如增加保护电路、采用过电压吸收元件等进行防护。 11. **过热保护**：降低损耗、减小热阻、加强散热是防止过热的有效手段，包括优化设计、使用散热器、改善接触以及采用不同冷却方式。 12. **缓冲电路**：Du/dt和di/dt缓冲电路用于减少开通和关断过程中的损耗和冲击，提升系统稳定性。 13. **晶闸管串联并联**：在实际应用中，晶闸管可能会串并联使用，以适应不同的电压和电流需求。 14. **相控驱动电路**：这类电路需要同步环节以确保驱动信号与主电路电源频率和相位一致，GTO驱动电路通常包括开通、关断和门极反偏电路。 这些知识点构成了电力电子技术的基础，对于理解和掌握电力系统控制至关重要。通过深入学习和理解这些内容，学生可以更好地准备期末考试，并为未来在自动化领域的实践打下坚实基础。