电力电子装置及系统课件(共95页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上电力电子装置及系统课 件 素 材第1章 绪论1.1 电力电子装置及系统概述1.1.1 电力电子装置及系统的概念图1.1电力电子装置及其控制系统1.1.2 电力电子装置的主要类型1.1.3 电力电子装置的应用概况1.1.4 电力电子装置的发展前景1.2 半导体电力电子开关器件1.2.1 电力二极管图1.2半导体二极管1.2.2 晶闸管图1.3晶闸管符号及接法图1.4GTO的符号1.2.3 电力晶体三极管图1.5BJT的符号图1.6双极性晶体管开通、关断波形1.2.4 电力场效应晶体管图1.7 P-MOSFET的符号和等效电容1.2.5 绝缘门极双极型晶体管IGBT图1.8IGBT等效电路及其符号图1.9IGBT管擎住效应原理图*1.2.6 MCT和IGCT图1.10MCT等效电路模型及符号1.2.7 半导体电力开关模块和电源集成电路图1.11IPM内部结构图1.3 电力电子器件的应用技术1.3.1 散热技术图1.12稳态等效热路图1.3.2 缓冲电路图1.13常用的关断缓冲电路图1.14BJT的电流、电压关断波形图1.15常用开通缓冲电路图1.16BJT电流、电压的开通波形图1.17BJT开关轨迹的改变1.3.3 保护技术图1.18交流电流互感器图1.19霍耳元件示意图图1.20LEM的工作原理示意图图1.21控制极保护电路图1.22自锁式保护电路习题及思考题第2章 高频开关电源2.1 高频开关电源概述2.1.1 高频开关电源的发展状况图2.1线性稳压电源原理图2.1.2 高频开关电源的基本组成图2.2各种变换拓扑电路及主要工作波形图2.3电压模式控制原理图图2.4电压前馈模式控制原理图图2.5电流控制模式原理图2.2 单端反激开关电源2.2.1 单端反激电源的基本关系式图2.6单端反激电源2.2.2 自激型单端反激开关电源图2.7自激型单端反激电路工作原理图2.8单端自激反激开关电源的实用电路图2.9电路实测波形2.2.3 他激型单端反激开关电源图2.10UC3842内部结构框图图2.11UC3842组成的小型充电器*2.3 高频开关变压器2.3.1 磁性材料的基本术语和定义图2.12磁化曲线图2.13磁导率与温度的关系2.3.2 开关变压器常用的磁性材料2.3.3 高频开关电源变压器的设计原则图2.14开关电源变压器磁滞回线图2.15变压器的分布电容2.3.4 单端反激式开关电源变压器计算图2.16单端反激变换器等效电路图2.17初级电感对电流、电压波形的影响2.4 功率因数为1的高频整流器2.4.1 非连续电流模式功率因数校正器图2.18峰值电流控制原理图2.19峰值电流控制模式波形2.4.2 连续电流模式功率因数校正器图2.20UC3854的控制模式电路图图2.21UC3854典型应用电路原理图2.4.3 三相高频整流器图2.22滞后电流控制图2.23单相半桥PWM高频整流器图2.24各开关状态下的等效电路图图2.25电路运行矢量分析图2.26PWM高频整流器控制系统基本功能框图图2.27SPWM高频整流器习题及思考题第3章逆变器3.1 恒频恒压正弦波逆变器3.1.1 逆变器概论图3.1主电路拓扑结构图3.2直流脉宽调制原理图3.3两种SPWM调制模式图3.4变压器的磁滞回线图3.5直流不平衡的模拟补偿方法图3.6抗直流偏磁数字PI控制器3.1.2 单相恒压恒频正弦波逆变器实例图3.7单相逆变器主电路原理图图3.8SPWM控制电路框图图3.9数字分频电路图3.10标准正弦波形成电路图3.11SPWM波形成电路及其波形图3.12TLP250组成的驱动原理3.1.3 三相恒压恒频正弦波逆变器图3.13三相逆变系统组成原理图图3.14三相SPWM系统框图图3.15IR2130结构及应用电路图3.16瞬时值内环反馈双环控制框图图3.17单相半桥式电路图3.18SPWM调制形成图3.19补偿前后幅频特性示意图图3.20平均值外环控制简化框图*3.1.4 数字化波形控制技术图3.2140kVA三相逆变器主电路原理图图3.22逆变器的等效电路模型图3.23逆变器的系统控制框图图3.24电压反馈单环PID控制的逆变器系统框图图3.25参数r、r、n变化时系统闭环波特图图3.26单环PID控制实验波形图3.27带输出电流前馈的双环控制系统框图图3.28控制器与观测器原理框图图3.29基于状态观测器的双环控制实验波形图3.30基于输出前馈解耦的双环控制系统框图图3.31基于前馈解耦的双环控制实验波形图3.32滞环电压控制框图图3.33无差拍控制系统框图图3.34重复控制系统框图图3.35基于遗传算法优化的模糊重复控制框图图3.36基于遗传算法优化的模糊重复控制实验波形3.2 交流电动机变频调速系统3.2.1 变频调速概论图3.37三相逆变器电压空间矢量PWM控制原理图3.38等效空间矢量U3.2.2 智能功率模块变频调速装置图3.39PM75RSE120内部结构图图3.4080C196MC微处理器内部结构图3.2.3 高压变频器图3.41高压变频器结构3.3 感应加热电源3.3.1 高频谐振逆变器的工作原理图3.42并联谐振式电路的结构图3.43串联谐振式感应加热电源3.3.2 高频感应加热电源的控制习题及思考题第4章 不间断电源UPS4.1 UPS的功能及原理4.1.1 概述图4.1典型UPS结构图4.1.2 UPS的类型及其工作原理图4.2后备式UPS系统结构图图4.3双变换在线式UPS系统框图图4.4UPS高频机系统结构图图4.5在线互动式UPS原理图图4.6Delta变换UPS原理图4.1.3 典型UPS的性能对比4.1.4 UPS的发展方向图4.7高频隔离UPS系统结构框图4.2 UPS的组成和设计图4.8不间断电源装置组成框图4.2.1 蓄电池组图4.9UPS蓄电池典型充电过程4.2.2 整流器和PFC电路4.2.3 逆变器图4.10有源功率因数校正及半桥逆变结构4.2.4 逆变、市电的切换电路图4.11UPS中常用的转换开关图4.12采用各种开关作为转换元件的UPS转换4.2.5 滤波电路4.2.6 旁路控制电源和系统辅助电源4.2.7 接地装置、保护和报警系统4.3 UPS输出电压控制4.3.1 UPS输出电压波形控制4.3.2 UPS同步锁相技术图4.13锁相环的基本原理图4.14UPS同步锁相电路图4.15市电过零点检测电图4.16相差检测示意图图4.17数字锁相环控制框图图4.18线性化后的数字锁相环控制4.3.3 UPS交流电压幅值快速检测图4.19交流电压幅值检测原理*4.4 UPS的模块化及串并联冗余技术4.4.1 “冗余式”UPS供电系统结构图4.20两台UPS构成的“热备份”冗余供电系统图4.21“1+1”型直接并机方案4.4.2 UPS的模块化系统设计图4.22大容量UPS模块化结构设计4.4.3 UPS的并联控制策略图4.23两台逆变电源并联运行等效电图4.24主从式并联控制逆变电源系统框图图4.25逆变电源分散逻辑并联控制框图图4.26WB无互连线逆变电源图4.27电力线载波通信结构框图图4.28用电力线载波通信实现逆变器无互联线并联的连线图习题及思考题第5章 直流-直流变流装置5.1 应用直流斩波变换的调速系统5.1.1 直流电动机无触点启动器图5.1无触点起动器原理图5.1.2 四象限斩波调速系统图5.2四象限斩波调速主电路原理图图5.3调速系统原理框图5.2 滑差电机调速系统图5.4滑差电机调速原理图5.5锁相控制系统图5.6鉴频鉴相电路图5.7鉴相环节的原理图5.8低通滤波器5.3 具有中间变换环节的DC/DC变换器5.3.1 主电路工作原理图5.924V直流电源系统框图图5.1024V直流电源主电路基本结构图5.3.2 控制电路工作原理图5.11TL494内部原理框图及外围电路图5.12TL494内部各点波形图5.3.3 驱动电路及IGBT的短路保护图5.13EXB841驱动器内部结构及典型应用图图5.14闭环控制系统的控制图*5.4 高频软开关变换5.4.1 概论5.4.2 移相控制全桥软开关DC/DC变换器图5.15移相全桥零电压开关DC/DC电源图5.17UC3875输出连接的驱动电路图5.18数字化控制系统框图图5.19实验波形图5.20单模块系统框图图5.21双模块并联系统框图图5.22实验波形习题及思考题第6章 晶闸管变流装置6.1 晶闸管交流变换器6.1.1 交流调功器图6.1恒周期和变周期调功器控制原理图6.2调功器基本原理图6.3零脉冲形成电路图6.4导通比电路原理及波形图图6.5过流截止电路原理图6.1.2 过零触发集成电路图6.6UC217的内部结构和典型运用电路6.1.3 移相控制交流调压图6.7TCA785集成移相触发器的内部结构及工作波形图6.8TCA785单相晶闸管交流调压实用电路6.2 晶闸管相控调速系统6.2.1 晶闸管相控整流直流电动机调速系统图6.9三相桥式全控整流主电路及系统原理图图6.10触发器原理图图6.11输入器原理图6.2.2 晶闸管相控交流调压调速系统图6.12交流调压调速系统主要控制部件原理图图6.13零位启动保护电路图6.14缺相保护电路6.2.3 绕线式异步电动机串级调速图6.15绕线式异步电动机串级调速原理图6.3 交流净化型稳压电源6.3.1 稳压电源类型6.3.2 交流净化型稳压电源图6.16交流净化型稳压电源6.4 晶闸管谐振型逆变器6.4.1 谐振逆变器主电路结构图6.17谐振逆变器主电路结构图6.18谐振电流波形6.4.2 一个400Hz逆变器实例图6.20UC3524内部结构图6.22反馈电路原理图图6.23触发脉冲同脉冲宽度的关系图6.24脉冲形成及驱动电路图6.25过流判断电路原理图习题及思考题第7章 电力系统用电力电子装置7.1 电力系统无功补偿7.1.1 无功补偿装置概述图7.1阻抗无功补偿器图7.2无功功率发生器图7.3PWM开关型串联基波电压补偿器7.1.2 先进静止无功发生器ASVG图7.4脉冲电压型逆变器主电路结构图图7.50°桥A相GTO的触发及输出电压波形图7.6ASVG装置整体结构示意图7.2 电力系统有源滤波装置7.2.1 概述7.2.2 有源滤波器APF图7.7不同形式的有源电力滤波器与负载之间的连接原理图图7.8串并联型APF7.2.3 三相四线制有源电力滤波器图7.9四相变流器主电路结构及其与负载之间的连线图7.10三相四线制有源电力滤波器的原理图7.2.4 电力有源滤波装置图7.11并联电力有源滤波器结构框图图7.12电网谐波自适应检测原理图7.3 电力系统谐波与无功功率综合补偿7.3.1 两类逆变器组成综合补偿系统图7.13并联解耦补偿器电路图图7.14采用双PWM逆变器的有源补偿系统图7.15谐波与无功功率综合补偿系统图7.16补偿系统单相简化等值电路7.3.2 逆变器的控制策略图7.17控制电路简化框图7.4 远距离直流输电系统7.4.1 直流输电的基本原理图7.18直流输电基本原理图图7.19葛洲坝-上海直流输电系统主接线图图7.20双极方式简化线路图图7.21单极一线方式简化线路图图7.22单极二线单点接地方式简化线路图图7.23单极大地回线方式简化线路图7.4.2 直流输电特点7.4.3 直流输电的基本结构图7.24直流输电基本结构图图7.25定熄弧角C调节器原理框图7.4.4 直流输电的滤波装置图7.26Dickinson换流站交流侧采用的无源滤波图7.27HVDC中直流滤波器拓扑习题及思考题第8章 电力电子装置的研制与试验8.1 电力电子装置的研制流程图8.1电力电子装置的研制流程8.2 研究对象的方案论证8.2.1 研究对象的技术条件8.2.2 文献检索8.2.3 方案论证图8.2400Hz电源主电路原理图图8.3中频电源控制系统框图8.3 主电路设计8.3.1 输出滤波器8.3.2 输出变压器设计图8.4变压器示意图(图中单位为mm)8.3.3 缓冲电路设计8.3.4 直流滤波电路设计8.3.5 主开关器件的选择8.4 控制系统及辅助电源设计8.4.1 抗冲击负荷的电路设计图8.5滞环比较器8.4.2 调压环节8.4.3 过温保护8.4.4 辅助电源8.4.5 驱动电路8.5 电磁兼容技术和措施8.5.1 电磁兼容性概念8.5.2 常用的抑制电磁干扰的措施图8.6线路滤波器的基本电路图8.7常用抗扰滤波电路8.5.3 电磁兼容性测试8.5.4 电磁兼容设计图8.8散热板上元件布局*8.6 电路仿真8.6.1 电路仿真的意义8.6.2 计算机仿真方法简介8.6.3 电路仿真实例图8.9输入整流滤波仿真框图图8.10子系统的内部结构图图8.11输入整流滤波仿真波形图图8.12SPWM逆变仿真主电路图图8.13Pspice软件仿真波形8.7 整机调试与电性能试验8.7.1 印制板的调试8.7.2 主机调试8.7.3 整机调试8.8 结构设计和例行试验8.8.1 结构设计8.8.2 三防处理8.8.3 环境试验习题及思考题参考文献专心-专注-专业