第一章

波形分析（功耗谐波）

下图为用于PWM电动机驱动的推挽极结构，绘出其中一组开关的典型电流和电压波形，并进行功率损耗分析。

假定电机电流初始流过推挽极电路下部的回馈整流管。在t1时刻，上部的晶体管以一个可控电流上升率的模式开通。在t1到t2的时间间隔中，电机电流从整流管转移到晶体管。遗憾的是，整流管不能立即从正向导通状态恢复到反向阻断状态，在此过程中会流过一个很大峰值的反向电流。在t2时刻，整流管开始承受反向电压，并且在t2到t3期间整流管的反向电流减小到零。在此期间，晶体管电流下降到电机电流，由于二极管同时承受一个很高的电压和一个很大的反向电流，因此二极管内将产生很大的功耗。

另一个重要的开关期间是从t4到t6。在此期间，晶体管被关断，电机电流转换到整流管中。在这个期间的第一阶段，即t4到t5，加在晶体管两端的电压上升到DC母线电压，此时流过晶体管的电流基本上保持等于电机电流，这是因为存在一个较大的电机绕组电感。在第二阶段，即t5到t6，晶体管的电流减小到零，此时它承受的是DC母线电压。由于在这两个阶段中晶体管都承受较大的电流和电压，因此，在晶体管关断期间有一个很大的功率损失。

开关器件的功耗（通态和关断过程中的功率损耗之和）：

第三章

开关变换器的基本约束关系：开关功率网络的供电电源以及连接到变换器上的运动控制负载,都必然会受到变换器所产生的电压、电流和功率瞬时值的影响。有时电压、电流瞬时值会大大地偏离平均值，它们会对输入电源及负载产生很大的影响。问题可归结如下：由于在C上的损耗，在输入频率fi下的输入幅值Ai总是大于在输出频率fu下的输出幅值Au，即Ai>Au；此外，在变换器工作之前，供电电源中并不存在的频率分量也会出现在变换器输入端和输出端。所有这些频率分量之间的相互关系、输入输出频率分量之间的相互关系 以及 这些频率分量与输入输出频率之间的相互关系，都是由变换器的拓扑与结构、开关功能、

所用器件的控制类型决定的。

画出传动系统的结构简图，并简述每部分的作用

开关型电力电子变换器：开关功能；通过开关功能控制功率流动

机电能量变换装置：作为驱动机构；

开关型电力电子变换器和机电能量变换装置结合完成电源和终端机械运动输出之间的能量流动控制。

第四章 谐波分析（产生原因和消除方法）

开环系统：就是以空间参考矢量错误！未找到引用源。作为输入信号产生三相开关调制的电压波形。

基于载波的PWM

同步载波调制：载波频率与基频间保持同步，可以避免当载波频率不变而基波频率变化时引起的低频谐波转矩引发的机械环节的共振，共振激励必将导致高机械应力和疲劳问题。

无载波PWM：基于载波的PWM典型频谱，是围绕在载波频率及其谐波频率附近的谐波幅值显著突出出来的，这些频率下有余磁致伸缩效应而使噪声增加了，其振动由于机械振动而加剧。为了减小这些频率的激励作用，最好是将谐波能量分布在一个较大的范围内而不是集中在载波频率附近。无载波PWM方法可以使谐波能量的频谱分布均匀，但能量水平并为降低。降低可听得见的机械共振干扰是有希望做到的。

优化的开环PWM：用优化法求出每个基波周期中数目有限的切换角。这种方法只限于在准稳态工作条件下应用，工作在暂态模式产生的波形畸变比非最优方法还差。该项技术的目的是从离散频谱中消除为数为（N-1）/2个的低阶次的谐波。此法用于消除指定谐波频率的机械转矩，以防止被驱动的机械系统发生共振扰动。该方法在其他性能指标方面属于准最优。

闭环控制PWM：闭环PWM系统是在闭环控制回路内产生开关序列，反馈回路可以按定子电流适量建立，也可以按定子磁通建立。这些是电机的能观测和量测的状态变量，他们反映了逆变器的开关作用，闭环控制相当快，足以补偿脉冲丢失和变开关延迟等非线性影响。

死区时间是PWM输出时，为是H桥或半H桥的上下管不会因为开关速度问题发生同时导通而设置的一个保护时段。死区补偿：如果由脉宽调制和逆变器组成的系统自身带

有宽频带电流控制环，则由死区造成的电流畸变可得到一定程度的补偿，即可省去单独的死区补偿，。当快速的电流控制不能使用或者要求电机转矩必须非常平滑时，就需要用补偿器。死区补偿可以由硬件或软件实现。

第七章

1、 在大功率传动中，有哪两类基本电路，对照下图简述这两种基本电路在变换器中的作用

（分交流电网侧和电机侧分别论述）。

两种基本电路：交流电压源整流器（AC VSR），直流电压源逆变器(DC VSI)。

变换器连接三相交流电网和电动机，主要实现以下两个任务：依据电动机的要求变换电压和电流；电动时将交流电网的能量传向电机，再生制动时相反。每一种都可以用于交流电网侧和电机侧。 交流电压源整流器：将施加的交流电压整流成直流开关电压；也称为直流电流源逆变器，将直流电流逆变成交流开关电流。直流侧：晶闸管决定了直流侧电流的单极性，但是直流侧电压则是由调节器的触发角控制的，可正可负，因此允许能量双向传送（DC-AC\AC-DC），直流电压为开关电压，电感L用于平滑直流电流。当采用二极管时，直流电压和电流均为单极性的，能量只能单向流动（AC-DC）。

交流侧用区分是外部换流还是强迫换流。

AC VSR（=DC CSI）采用普通晶闸管时，要外部换流。作为耗能环节，AC VSR（=DC CSI）从交流侧吸收120方波的交流电流

00ia,b,c，仅限于工作在两个感性象限；作为能源环节，DC CSI（=AC VSR）仅能提供120方波交流电流ia,b,c，并限于工作在两个容性象限，因此

只能带同步电机和滑环电机（工作在次同步电动模式）。

采用可关断晶闸管GTO，强迫换流，此时交流电流ia,b,c采用PWM控制，与交流电压ua,b,c 的相角可依据交流侧的要求自由调整，（能实现近似正弦的电流波形），可供各种电机使用（同步，感应，滑环）。 直流电压源逆变器：将施加的直流电流逆变，产生开关状的交流电压，同时亦是AC CSR将施加的交流电流整流，产生开关状的直流电流。

直流侧：由GTO决定的直流侧电压Ud为单极性，而直流电流id可正可负，能够实现DC?AC和AC?DC双向能量传递。

交流侧：DC VSI（=AC CSR）总是采用强迫换流工作，它需要GTO和反并联二极管。交流侧电压ua,b,c常采用PWM控制，电压ua,b,c和电流ia,b,c之间的相角可为任意值，能四象限运行，（能实现近似正弦的电流波形），可带各种电机（同步，感应，滑环）

2、 大功率工业传动采用变速传动的原因有哪些？

（1） 传动设备中的机械部件被静止变换器取代后，维护费用降低，寿命增加。

（2） 大功率的发电机和电动机经由变换器实现的软启动控制后，可以避免启动过程中强

大的冲击电流。

（3） 在电力化工等领域，通过减小损耗来实现节能显得越来越重要。

（4） 对于50Hz或60Hz的变频系统，变频控制的电机速度不再限于3000和3600r/min,

能够驱动6000、10000甚至18000的告诉压缩机。

（5） 低速大转矩拖动

（6） 海运及铁路运输系统同样需要大功率传动。

（7） 从交流系统中吸取或反馈能量的定频变速机构亦需要使用大容量的变换器。

第八章

在电力电子仿真中，常把开关处理成那四种类型，各有什么特点？

理想开关模型：开关简单的表示成导通状态下的短路模型和关断状态下的开路模型，从用户角度讲这是最简单可行的模型，但从数学角度讲不足，如果不注意的话，系统方程很容易归结为一个奇异系统，即系统无解。

二值电阻开关模型：开关被模拟为开通状态下的小电阻和关断状态下的大电阻模型。这类模型通常不会引起理想开关模型那样的问题，但是考虑到舍入误差的影响时，必须慎重选择开关的阻值。

前两种模型的一个严重问题是在开关状态变化时引入了断点，如果要用到这类模型，需要注意对断点的检测。

子电路开关模型：是在仿真程序中用通用模块构成子电路，典型的子电路有果敢受控源电路和非线性电容构成，这些模块能够较为准确的描述开关的特性，尤其是开关从一个状态转换到另一个状态的模拟。

方程式开关模型：是用一些非线性方程来描述一些开关，这些方程既可以有程序实现，也可以用用户仿真程序中建模语言来编写。这个模型只受对开关实际工作特性的理解的限制和仿真程序本身的限制。

第九章

1、 无刷电动机辨识的重要参数是什么，简述两种基本辨识器的工作原理。

具有梯形磁通分布的无刷电动机的控制相当简单，通常不需要参数辨识。具有正弦磁通分布的无刷电动机的精确控制需要参数辨识。辨识参数为：电枢电阻，电枢电感，电动势系数。

这里提出两种有效的方法：一是自整定调节器（STR），他在控制器内有整定能力，可使输出误差为零，二是模型参考自适应系统（MRAS）,他在控制器内给出了一个参考模型。值得注意的是，由于CPU处理时间的限制，直接应用STR和MRAS进行参数辨识并不能总是得到正确的结果。因为对电流和速度的辨识必须以并行方式处理。所应用简单的算法以减少辨识时间是很重要的。

2、无刷电动机无传感器传动

有两种无刷电动机：具有梯形磁通分布的电动机和具有正弦磁通分布的电动机。无刷电动机实现无传感器传动的方法依据转子磁通的分布的不同而不同。具有梯形转子磁通的无刷电动机是最佳的空盒子对象。因为三个钉子绕组中每次只有两个绕组激励，结果使无激励的绕组可能用作传感器。即在无激励绕组中感应的速度电动势被用来决定转子的速度和位置。

具有正弦磁通分布的无刷电动机是三个绕组同时激励，无传感器算法变得很复杂。提出一种控制算法:基于电压模型的驱动。利用检测的状态变量和电动机模型中获得的估计状态变量来估计角速度。在基于电压模型的无传感器驱动中，电压方程如下。式中，P为微分因子。

第十章

系统要求和初步设计：必须以技术条件的形式确定系统的要求。系统技术条件的确定使工程师得以进行其初始设计，并着手选择一个或多个适合的微处理器以完成所需的任务，选择微处理器是一项主要任务。

硬件和软件的分割与协调：通过对系统功能、性能和处理器能力的分析，使设计者能够将功能划分为若干模块。

硬件设计：硬件的研制应当包含按已定的技术条件选择适当组件，以构造系统的硬件。根据系统的复杂性及所要求的性能，设计工程师决定两种可能硬件结构方案：单板式或多板式微机。

软件设计：软件设计的研制包括：仿真、离线开发和实时总成。

系统总成和性能评估：将硬件和软件总成在一起，便完成了微处理器化控制系统的设计。测试系统是加 目标系统的硬件和软件设备，用以收集和分析数据。

第二篇：电力电子总结

电力电子技术 第五版 王兆安 机械工业 2010-10-3

第一章 绪论（有第四版的电子书）

1 什么是电力电子技术：电力电子技术包括信息电子（模拟，放大状态，数字电路）技术和电力电子技术（电网电能电力，开关通断状态）。电力电子技术就是研究电力电子器件的性能，选用完成特定的电力电能的转换后来获得所需要的电力电能。一般我们从电网中获取的都是比较粗糙的电能，在各种精确和特定功能电路中不能满足要求，因此我们必须的进行变换（整流，逆变，斩波，交流电力控制）。电力电子技术包括电子学（电路和器件），电力学（静止和旋转电机），控制理论（如何实现控制）。电力电子技术可以看成是弱电对于强电的控制，其中控制理论就是纽带。

2 电力电子技术的发展

1947出现晶体管，1957出现了晶闸管，晶闸管属于半控型器件主要控制方式是改变导通的相位角，因此属于相控方式。七十年代后出现了可以关断的GTO，ＧＴＲ，MOSFET等全控型器件的出现，较相位控制后出现了斩控方式，主要是脉宽调制方式PWM，通过调制这种波形与载波的锯齿波来控制器件的通断，来形成所需要的电源波形，八十年代后IGBT的发展等复合型器件异军突起，以后的隔离，控制检测保护，电路的集成化

3 电力电子技术的应用

在各类电机的控制和调速系统，电力系统变电，无功补偿和抑制谐

波，电子装置，家用电器的电源部分

4 教材的简介和使用说明

第一部分：电力电子器件 2,9 基础 了解期间的结构原理参数应用特性，应该以电力二极管，晶闸管，电力MOSFET，IGBT应用较为广泛的为重点。第九章是器件的共同问题包括驱动控制保护以及增容的串并联。

第二部分：各种基本的电力电子电路3 4 5 6 主体 包括四种交直流间的变化。把握各种电路的共性和个性分析，注意电路的分析能力和方法的形成

第三部分：PWM的技术和软开关技术 7 8 这是精华

第四部分：电力电子的应用

还有基础实验部分

第二章 电力电子器件

2.1 电力电子器件的概述

1 主电路：直接承担电能变换任务的的电路电力电子器件可以直接用于主电路实现变换的器件。一般电力电子器件具有如下特点：承受电流电压能力，处理的功率大，本身的损耗，在实际应用中往往需要信息电子电路来控制即所谓的驱动电路

2 应用电力电子系统的组成

组成：主要是有控制电路，驱动电路，检测电路，主电路。一般的

驱动电路和检测电路要和主电路强电部分采用光和磁进行电气隔离，还要注意电力电子器件一般比较昂贵耐压耐流能力稍微差一点，在主电路和控制电路中加一些保护电路

3 分类

（１）控制信号所控制的程度：不可控（电力二极管），半控型器件（只开通晶闸管），全控型器件（可以开通和关断ＧＴＯ，ＧＴＲ，ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧＢＴ）

（２）驱动电路加在公共端和控制端的信号的性质：电流型（从控制端注入或者抽出电流来实现导通），电压型（来形成电压场效应） （３）信号的有效波形：脉冲型（使用脉冲使其开，关，不需要维持），电平型（持续维持导通，场效应）

（４）内部载流子的情况：单极性（有一种载流子，ＭＯＳＦＥＴ，肖特基二极管），双极性（有两种载流子，ＧＴＯ，ＧＴＲ，晶闸管，电力二极管），复合型：由单极性和双极性复合而成的ＩＧＢＴ，ＭＣＴ

总结：单极性和复合型的都是电压驱动型器件，都含有ＭＯＳＦＥＴ都是场效应驱动，且都是要电平型来维持场的存在，而电压型的特点就是输入阻抗大，驱动功率小，ＩＧＢＴ需要小于２０Ｖ驱动电路简单，开关频率高。

双极性的都是电流型器件，需要注入和抽出电流来开通和关断，有电平型的ＧＴＲ，和脉冲型的晶闸管和ＧＴＯ，电流型的由于具有电导调制效应（多子浓度增加，电阻率下降，电导率上升），具有通

态压降低和损耗小，工作频率低，驱动功率大和电路复杂

２．２ 不可控器件―――电力二极管

１ 原理：也称为导体整流器件，原理是ＰＮ节的单相导电性，容量大是由于采用了垂直导电结构，阴阳极是ＡＫ极

２ 特性;(1)静态特性：伏安特性，有门槛电压

（１） 动态特性：

3 主要参数：正向平均电流和正向压降，最高阶温度，回复时间，浪涌电流。正向平均电压是指最大工频正弦半波电流平均值，与有效值=1.57正向平均电压

4 主要类型：普通二极管（多用于频率不高于1KHZ，但电压达千安和千伏），快速反应二极管，肖特基二极管（反应快速，频率高，但是耐压低使用与200V以下，温度敏感限温工作）

2.3 半控型器件---晶闸管

１ 原理：采用PNPN四层结构，相当于PNP和NPN的两个器件门极触发导通 A 阳K阴 G控

２ 特性;(1)静态特性：当晶闸管承受反电压时，无论是否有触发都不导通，当在承受正向电压时，仅在门极触发时导通，导通后门极失去作用，都保持导通，仅在 晶闸管电流接近于零时才关断 （２） 动态特性：开通过程，关断过程

3 主要参数：电压额定通态峰值电压：是由断态和反向峰值电压中较小的一个决定，选用时留有2-3的裕量 电流额定：通态平均电流：的1.57倍等于有效值，一般是1.5—2的裕量，浪涌电流，作为设计

保护的参数。

4 派生的主要器件主要类型：快速晶闸管（速度高，电压电流不易做的太高）双向晶闸管 光控晶闸管 电气隔离好，减少电磁干扰

2.5 典型全控器件

GTO 门极可关断器件

1原理：由许多小GTO组成便于关断而设计的。导通时与普通晶闸管差不多。只不过饱和程度低，加入负脉冲后抽出门极电流。器件退出饱和

２ 特性;(1)静态特性：动态特性：

3 主要参数：最大可关断阳极电流

4 主要类型：现在很少使用，被MOSFET和IGBT替代

GTR 巨型晶体管BJT双极性晶体管 电力晶体管 都是等效的

１ 原理：与普通的双极性晶体管一样的达林顿管，巨型说明耐高压，电流大，开关特性好

２ 特性;(1)静态特性：伏安特性，有门槛电压

（３） 动态特性：

3 主要参数：

4 主要类型：很少使用

电力场效应管 电力MOSFET

利用栅极电压来控制漏极电流，显著的特点就是驱动电路简单，驱动功率小，开关速度快，工频高，耐热性好，不足的是耐电压电流小。一般在10KW，和1000V以下

参数：漏极电压是额定电压，漏极电流是额定电流，栅源极电压＜20V 绝缘栅极晶体管 IGBT（由电力MOSFET和GTR）

由于具有双极性两种导电电流型器件的电导效应使得耐压通流能力增强，又具有单极性电压型开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好驱动功率小驱动电路简单，占据中，大型电力电子器件的主导，和MOSFET一样场控器件，在栅发射极之间，加反向和不加电压时关断。

2.5 其它新型电力电子器件

MCT MOSFET control thyristor 的

SIT 和SITH 有待拓展

集成门极换流晶闸管IGCT 前景难以预料

功率集成电路 Power Integrated Circuit PIC将器件与逻辑，控制，保护，传感，检测，驱动，自诊断集成在同一芯片上

第三章 整流电路

整流是将交流电能转化成直流电能供直流设备使用

分类器件组成：不可控，半控，全控 电路结构：桥式和零式

交流相数：单相，三相 变压器二次侧电流方向单双 分为单拍，双 技术限制，未投入实际使用

拍

本章要掌握几种最基本整流电路，研究其基本原理和负载性质影响，器件通断以及波形分析，主要是相控整流

主要原理：通过控制器件的通断把交流电选定在某些时间段开通实现在某一电压方向（正负）的控制，再通过多次控制实现波动小，还可以利用电容来滤波平滑直流电，若阻感负载利用能量不能突变，原方向续流则更好的保证了是脉动较小的直流，从而完成交到直的整流过程

3.1 单相可控整流（电路图，波形，分析参见课本）

单相半波可控整流电路（电阻负载，阻感负载）

单相桥式可控整流电路（电阻负载，阻感负载，反电动势）可以根据电路设计的任务电压电流，计算选取晶闸管参数

单相全波可控整流电路（电阻负载，阻感负载，反电动势）

单相桥式半控整流电路（电阻负载，阻感负载，反电动势）

3.2 三相可控整流电路(同上)

当整流负载容量较大，要求直流脉动较小时，易滤波应采用三相整流 三相半波可控整流电路（电阻负载，阻感负载，反电动势）

三相桥式全控整流电路（电阻负载，阻感负载，反电动势）线电压的包围圈，移相角的确定

3.3 变压器漏感对整流电路的影响

3.4 电容滤波的不可控整流电路（单相，三相）

3.5 整流电路的谐波和功率因素

3.6 大功率可控整流电路 双反星型和多重化整流

3.7 逆变

3.8 整流电路的相位控制实现

触发器和集成触发器 KJ和KC系列三个KJ004可以形成六路双脉冲，

第四章 逆变电路

逆变电路是指把直流电通过变流变化，使其在负载中电压电流的流向发生改变，或是阻感负载的续流能力使其电流电压接近交流正余弦电（并非都是标准的正余弦，有可能是正负矩形波），交流形式

交流侧接有电源的称为有源逆变，交流侧接负载时无源逆变。

4.1换流：电流从一个支路像另一个支路转移的过程，有的支路接通，有的支路断开，这样就可以实现电流电压的换向。换流的方式有：器件换流（采用全控型自关断器件），电网换流（由电网提供换流电压，把负电压加在欲关断的晶闸管），负载换流（有负载的电压与电流不一致，容性负载，） ，强迫换流（给欲关断的晶闸管强迫施加反向电压或电流）

4.2 电压型逆变电路

直流侧是电压源的称为电压型逆变电路。

特点：直流侧为电压源，或者并有电容，直流侧电压基本上无脉动。由于电压源的钳位作用交流侧的电压波形为矩形波，与负载没有关系，而交流侧的电流因为负载的不同而不应是矩形波可能是。电容为交流侧的阻感提供缓冲无功能量通道

单相半桥电压型逆变电路

单相全桥电压型逆变电路

三相电压型逆变电路（可以产生阶梯矩形波更加接近正余弦）

4.3 电流型逆变电路

直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。

特点：直流侧为电流源，或者并有电感，直流侧电流基本上无脉动。由于电流源的钳位，只改变电流流向。交流侧的电流波形为矩形波，与负载没有关系，而交流侧的电压因为负载的不同而不应是矩形波可能是。电感为交流侧的阻感提供缓冲无功能量通道

单相电流型逆变电路 三相电流型逆变电路

4.4 多重逆变电路和多电平逆变电路

电压型逆变电路输出地电压为矩形波，电流型逆变电路输出地电流为矩形波。矩形波中含有较多的谐波对负载产生不利的影响，可以利用多重逆变电路吧几个矩形波组合起来使之更加的接近正弦波，也可以改变电路结构多电平逆变电路，使之可以输出较多的电平。

PWM调制技术的逆变更加的优越

第五章 直流---直流 变流电路 斩波电路

是将直流电变成另一个固定电压和可调电压的直流电

5.1 基本斩波电路

（1）降压斩波电路：通过控制通断来调节占空比是的一个周期内的平均电压，占空比在0—1之间所以降压，电感续流 buck

（2）升压斩波电路：通过电容稳压与电源同等，电感充电，关断后电感放电，电容继续。电感储能转移实现平均电压增加。Boost

（3）升降压斩波电路：也是通过电感和电容的储能和续流，改变电路的形式使其平均电压既可以升高和降低，由占空比决定，0—0.5时降压，0.5—1时升压

（4）Cuk斩波电路优点：输入电源的电流和输出负载的电流都是连续的脉动较小，有助于对输入，输出进行滤波

和Sepic电源电流连续，负载电流断续，Zeta刚好相反。使用的都是 ，不同形式的升降斩波电路都断续，平均电压公式相同

5.2 复合斩波和多相多重斩波

电流可逆斩波电路：电流不断，正负两个方向，第一，二象限 桥式可逆直流电路：电压两个方向，三四象限

多相多重斩波备用

5.3 带隔离的直流-直流变流电路 直-交-直

采用此种复杂的变换的原因：输入与输出需要隔离，某些应用中需要多路相互隔离的输出，输出电压与输入电压比例远小于或大于1，交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器的滤波电感，电容的体积，产生高于20KHZ听觉极限，减少噪声

（1）正激电路 反激电路 半桥 全桥电路 推挽电路

（2）五种直交直电路优缺点比较，选用参见P136

第六章 交流-交流变流电路

改变频率的电路称为变频电路，只改变电压或者电流，控制点电路通断不改变频率 称为交流电力控制电路，通常把两个晶闸管反向并联合串在电路上的包括交流调压电路，交流调功电路，交流电力电子开关

6.1 交流调压电路

在每个半波周期里通过控制晶闸管的开通相位，可以方便的调节电压的有效值三相交流调压涉及到星型和三角形的接法，单相交流调压电路

6.2 交流调功电路

交流调功电路与交流调压电路完全相同，只是控制方式不同，而是将负载在电路上接通几个周波，在断开几个周波从而达到调节负载所消耗的平均功率

交流电力电子开关：替代机械开关

6.3 交-交变频电路

单相交-交变频的电路：电路有P组和N组反向并联的晶闸管变流电路构成，变流器P和N都是相控整流电路，P组合N组工作室负载的电流方向不同，让P和N按一定的频率交替工作，负载就得到该频率的交流电。

矩阵式变频电路 理论电气性能十分理想，成本高，控制算法还不成熟

第七章 PWM控制技术

PWM控制技术在逆变电路的应用最为广泛，影响极为深刻，PWM技术正是由于逆变电路的应用才会发展的比较成熟，从而确定了其在电力电子技术的地位，近年来PWM技术在整流电路的开始应用，并显示优越性

7.1 PWM控制的基本原理

采样控制理论中：面积等效定理，冲量相等（面积相等）而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节，其效果相同。像这样脉冲宽度按正弦规律变化和正弦波等效的PWM波形称为SPWM，就可以得到正弦波。

7.2 PWM逆变电路及其控制方法

1 计算法：根据PWM控制的基本原理，，如果给出了逆变电路的正弦波的输出频率，幅值和半个周期内的脉冲数，PWM波形的各脉冲宽度和时间间隔就可以计算出来，计算很繁琐，以便都变

2 调制法：把希望输出地波形作为调制信号，接受调制的信号作为载波，通过信号波对载波的调制得到所期望的PWM波形

实现方法：把载波Uc和信号波Ur比较在每个相交的时刻控制IGBT的通断

单相桥式逆变电路只是加一个用于比较的调制电路

半波内只有一个方向的称为单极性，半波内既有正负的称为双极性 3 载波比N=fc：fr 同步调制N为常数，在改变载波信号时，信号波保持同步 异步调制 N是变化的

上面的调制方法称为自然采样法，很接近正弦波，但需要求解超越方程，微机控制需要大量的计算时间

4 规则采样法：在三角波的两个正峰值之间，中线与实际波的交点。 5 空间矢量PWM控制三相开关三个八个状态，六个60°导通状态，另外的111,000位零工作状态这种逆变器称为6拍逆变器。采用SVPWM控制可以是交流电动机的磁通尽量接近圆形需要的电压矢量不是六个基本矢量时，用u1，u2的线性组合来实现，若U1，u2时间作用之和小于周期T，不足的时间用零矢量补齐。

6 PWM逆变电路的多重化，可以减少谐波

7.3 PWM跟踪技术

把希望输出地信号作为指令信号，实际输出的作为电压电流作为反馈信号，两者瞬时电路的比值决定期间的通断。滞环比较，三角波比较 特点：硬件电路简单，实时控制，电流相应快速。不用载波不含特定的谐波分量属于闭环控制。

7.4 PWM整流电路原理及其控制方法

第八章 软开关技术

通常滤波电感，电容，变压器占据装置的体积和重量的很大比例，提高开关频率可以减小滤波参数，但频率的增加的同时也增加了开关损耗和开关噪声问题，软开关技术就是解决开关损耗和开关噪声的可使开关频率大幅提高。

硬开关：会产生开关噪声，软开关：谐振过程限制开关过程的电压和电流变化率，是的开关噪声显著减小

零电压开关和零电流开关主要是电路中的谐振来实现，开关上并联电容或者是串联电感实现的，

分类：准谐振电路：电路中电压电流波形为正弦半波

零开关PWM电路，引入辅助开关来控制谐振开始的时刻，使谐振仅发生在开关过程前后

零转换PWM电路：控制开关开始时刻，只不过是谐振与开关并联，输入电压和电路的电流对电路的影响很小

第九章 电力电子器件应用的共性问题

9.1 电力电子器件的驱动

1 是主电路和控制电路的之间的接口电路，简单的说就是把控制电路传来的信号按其控制目标和要求转换成电力电子器件控制端和公共端的可以使其开通和关断的信号。电流型驱动和电压型驱动

隔离：光隔离和磁隔离。光耦隔离由发光二极管和光敏晶体组成。有普通，高速，高传输比

一般的电力电子器件都有专门的集成驱动芯片，注意选用即可

9.2 电力电子器件的保护

1 过电压保护 内应和外因过电压

2 过电流保护

缓冲电路抑制过电压和过电流，减小开关损耗

9.3 电力电子器件的串并联

对于大型的电力电子装置，电力电子器件电压或电流不能满足要求时可以将器件串并联。

1 晶闸管 串联考虑加均压电阻R静态均压，RC动态均压

并联也要考虑静态和动态均流，选用一致器件和均流电抗 2 电力MOSFET并联时具有一定的电流自动均衡能力，因而并联比较容易，走线尽量对称，散热一致，为加强动态均流，可以串入均流小电感起均流电抗作用。

3 IGBT同上

第十章 电力电子技术的应用

10.1 晶闸管直流电动机系统

工作整流，有源逆变，可逆拖动系统

10.2 变频器和交流调速系统

交-直-交变频器 变频调速

10.3 不间断电源 UPS uninterrupted power supply

整流，逆变

10.4 开关电源

电子设备中需要多路不同的电压供电

多路输出整流电路，分布式供电系统， 48V 直流母线，其他的各取

所需，还可以有沉于电源 在某个发生故障时启用电路 10.5 功率因素校正

10.6 在电力系统中应用

高压直流输电，无功功率控制，谐波抑制，电能质量控制 10.7 家用

电子整流器

实验

1三相桥式全控整流电路的性能研究

2 直流斩波电路的性能研究

3 单相交流调压电路的性能研究

4 单相交-直-交变频电路的性能研究

5 半桥型开关稳压电源电路的性能研究