电力电子电路安装、调试与维护最佳实践

项目提出

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，是使用电力电子器件（如晶闸管、GTO、IGBT 等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百兆瓦甚至吉瓦（GW），也可以小到数瓦甚至瓦级以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于电力变换。

电力电子技术可以优化电能使用，通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。

项目分析

电力电子装置是以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。

电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统，其基本组成如图5.4.1所示，它是通过弱电控制强电实现其功能的。控制系统根据运行指令和输入、输出的各种状态，产生控制信号，用来驱动对应的开关器件，完成其特定功能。

图5.4.1　 电力电子控制系统的基本组成

电力电子装置的种类繁多，根据电能转换形式的不同，基本上可以分为交流-直流变换器（AC/DC）、直流-交流变换器（DC/AC）、直流-直流变换器（DC/DC）、交流-交流变换器（AC/AC）和电力电子静态开关五大类。

1.AC/DC 变换器

AC/DC 变换器又称整流器，用于将交流电能变换为直流电能。

2.DC/DC 变换器

DC/DC 变换器用于将一种规格的直流电能变换为另一种规格的直流电能。采用PWM 控制的DC/DC 变换器也称直流斩波器，主要用于直流电动机驱动和开关电源。

3.DC/AC 变换器

DC/AC 变换器又称逆变器，用于将直流电能变换为交流电能。根据输出电压及频率的变化情况，可分为恒压恒频（CVCF）及变压变频（VVVF）两类，前者用作稳压电源，后者用于交流电动机变频调速系统。(www.xing528.com)

4.AC/AC 变换器

AC/AC 变换器用于将一种规格的交流电能变换为另一种规格的交流电能。输入和输出频率相同的称为交流调压器，频率发生变化的称为周波变换器或变频器。

5.静态开关

静态开关又称无触点开关，它是由电力电子器件组成的可控电力开关。

根据需要，以上各类变换可以组合应用。此外，各类变换器正在向模块化发展，可方便地组成不同功率等级的变换器。

通过本项目学习达成以下目标：

（1） 掌握半波可控整流电路、半控桥式整流电路、全控桥式整流电路的工作原理。

（2） 了解相控整流电路的调试方法。

（3） 能对晶闸管触发电路进行测绘。

（4） 能对相控整流主电路、触发电路的工作波形进行测绘。

（5） 能利用示波器对相控整流主电路、触发电路进行波形测量和调试。

（6） 培养学生分析问题、解决问题及交流沟通和团队协作能力。

项目实施