1、 毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 33 页 1 1 绪论绪论 电力电子技术是应用于电力技术领域的电子技术，是与电子、控制、电力紧 密相关的科学。其主要内容是：应用电工理论和开发工具，利用电力电子器件构 成变流电路，对电能进行变换和控制，其中包括电压、频率、电流和波形等电量 的变换技术。电能变换技术早已成为电工界的重要研究课题。过去曾应用旋转式 变流器、汞弧整流器和接触器等实现电能的变换和控制，因实施技术和经济性问 题，有的未获应用，有的应用范围不大。1957 年晶闸管问世，带来了电力电子 学的革命，电力电子技术得到了飞速发展，电能变换技术已日渐成熟，除晶闸管 及其电路获广泛应用外，新一
2、代电力电子器件不断出现，使电力电子技术的面貌 日新月异。由于三项交流正弦电压源是电能的主要形式，为适应各种负载对不同 电能形式的需求， 可以实现最高性能电能变换的电力电子装置必然成为供电电源 与负载的中间耦合环节。现在，电力电子技术的应用领域越来越广泛，以对国民 经济产生了日益显著的技术效益和经济效益。显然电力电子器件、电力电子电路 及系统、电力电子装置应用是电力电子技术的主要研究内容。 电力电子器件是现代电力电子技术不断创新的基础， 电力电子器件工作于开 关工作状态，据其开关特性可划分为以下三类：不控型器件：为无控制端子的二 端器件，即整流二极管。不控制型器件具有不可控制的单向导电开关特征。
3、半控 制型器件：为有控制端子的三端器件，如晶闸管及其大部分派生器件。半控型器 件具有可控开通的单向导开关特性。 全控型器件： 也是具有控制端子的三端器件， 如电力晶体管（GTR） 、可关断晶闸管（GTO） 、功率场效应管（MOSFET） 、绝缘栅 晶体管（IGBT） 、MOS 控制晶闸管、集成门极换向晶闸管（IGCT）等。全控制器 件具有可控开通、可控关断的单向导电开关特性，也称为自关断型器件。 由于器件的制造技术不断更新，电力电子器件得到了发展，其发展方向可概 括为：提高电力电子器件开关容量和动态性能，自关断化、复合化和模块化。 模块化器件是一种集成功率器件，构成电力电子电路时，可以减少电路
4、接线 和装置的体积。 复合器件是由双极型器件和多个导电的场控制器件集成起来的新 型器件， 绝缘栅晶体管 （IGBT） 、 集成门极换晶闸管 （IGCT） 、 MOS 控制晶闸管 （MCT） 都是很有前途的复合器件，其开关容量、特性都会得到进一步提高。 毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 33 页 从开关容量来看，普通晶闸管已为大容量直流电源奠定了良好的基础。GTO 技术也日趋完善，开关容量几乎与普通晶闸管持平。在逆变器设计中，采用 GTO、 GTR、 IGBT、 IGCT 取代晶闸管， 可以大大简化主电路， 现已获成功的应用。 MOSFET 开拓了电力电子技术在更高频率范围的应用领域，但因通态电阻较大，其开关容 量受到了限制。 采用电力电子电路可以实现电能的多种变换。从实现电能变换的角度出发， 电力电子电路也称为电力变换器，主要由以下几种基本类型：整流器：是用于将 交流电能变换为直流电能的变换器。 输出整流电压完全决定于交流电源电压的称 为不可控整流电路；输出整流电压可以控制的称为可控整流电路。逆变器：是用 于将直流电能转换为交流电能的变换器。 交流侧为固定电压、 频
