电力电子装置及系统课件(共95页).doc

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1、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.

2、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

3、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.

4、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.

5、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

6、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

7、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.

8、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

9、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

10、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

11、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

12、.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

13、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

14、.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

15、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

16、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

17、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

18、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