电力电子课件绪论.ppt

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1、Power Electronics电电 力力 电电 子子 技技 术术12023/2/192023/2/192什么是电力电子技术？什么是电力电子技术？n引例：引例：已知电源电压为已知电源电压为100VDC，要求向负载提供，要求向负载提供50VDC直流电压，如何实现？直流电压，如何实现？2023/2/193方法方法1：电阻分压：电阻分压能量能量转换转换效率：效率：转换转换效率低，能源浪效率低，能源浪费严费严重！重！2023/2/194方法方法2：电子电路：电子电路能量能量转换转换效率：效率：如何提高能量如何提高能量转转化效率？化效率？2023/2/195方法方法3：电力电子电路：电力电子电路原理图

2、原理图输出电压波形输出电压波形能量能量转换转换效率：效率：提高了能量提高了能量转转化效率化效率!电力电子器件电力电子器件2023/2/196电力电子技术电力电子技术n应用于电力领域电力领域的电子技术电子技术nIEEE：电力电子技术是一种电能处理技术，即采用功率半导体器件器件(电力电子器件)和线路线路对电能进行转换、控制和高转换、控制和高效利用效利用的一门技术。2023/2/197第一章第一章 绪论绪论n1.电力电子技术课程介绍n2.电力电子技术的研究内容n3.电力电子技术的应用n4.电力电子技术与其他学科的关系n5.电力电子技术课程要求n6.教材的内容简介和使用说明2023/2/1981.课程

3、介绍课程介绍n专业基础课专业基础课n前修课程：前修课程：电路、数电、模电、电机原理与拖动基础电路、数电、模电、电机原理与拖动基础n后续课程：后续课程：电力拖动运动控制系统电力拖动运动控制系统n电力电子技术电力电子技术与与电力拖动运动控制系电力拖动运动控制系统统是矿大电气专业研究生的复试课程是矿大电气专业研究生的复试课程n学时：学时：48=38+10 (理理论论+实验实验)2023/2/1992.研究内容研究内容n(1)电电力力电电子器件子器件 Power Semiconductor Devicesn(2)电电力力电电子子电电路路 Power Electronics Circuitsn(3)电电

4、力力电电子装置子装置 Power Electronics Equipments2023/2/1910(1)电电力力电电子器件子器件n不可控：不可控：功率二极管功率二极管 Power Diodesn半控型：半控型：晶晶闸闸管管 Thyristors 可控硅可控硅 SCR：Silicon-Controlled Rectifiern全控型：全控型：BJT：Power Bipolar Junction Transistors GTO：Gate Turn Off Thyristors MOSFET：Power metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transist

5、ors IGBT：Insulated Gate Bipolar Junction Transistors IGCT：Intergrated Gate Commutated Thyristors IPM：Intelligent Power Module2023/2/1911电电力力电电子器件的子器件的发发展展晶闸管问世，(公元元年)IGBT出现 功率集成器件晶闸管时代水银（汞弧）整流器时代电子管问世全控型器件迅速发展史前期（黎明期）19041930194719571970198019902000t(年)晶体管诞生电力电子技术发展史是以电力电子技术发展史是以电力电子器件的发展史电力电子器件的发展史

6、为纲为纲2023/2/1912(2)电力电子电路电力电子电路n基本变化电路输入输出电路名称ACDC 整流 RectifierDCAC 逆变 InverterACAC(f固定)交流调压电路ACAC(f，A改变)交-交变换器 CycloconverterDCDC 直流斩波器 DC Chopper2023/2/1913(2)电力电子电路电力电子电路(续续)n组合变换电路 变频器：AC-DC-AC Rectifier+Inverter 光伏并网逆变器：DC-DC-AC DC Chopper+Inverter 2023/2/1914(3)电力电子装置电力电子装置放大、校正环节放大、校正环节执行环节执行环

7、节弱电弱电强电强电电力电子装置是典型的以电力电子装置是典型的以弱电控制强电弱电控制强电的装置！的装置！2023/2/1915智能车中的电力电子技术智能车中的电力电子技术速度反馈速度反馈H桥变换电路桥变换电路驱动电路驱动电路电电 源源舵机舵机传感器传感器道路检测道路检测车体车体2023/2/19163.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(1)一般工业(2)交通运输(3)电力系统(4)电子装置用电源(5)家用电器(6)其他2023/2/19173.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(续续)(1)一般工业山西潞安矿务局屯留煤矿主井提升机山西潞安矿务局屯留煤矿主井提升机(滚筒滚筒)Your Suc

8、cess is Our GoalSIMOVERT ML2IGCT 变频器变频器Your Success is Our GoalVorlageIS Folien_Arial_ohne Navi_D.PPT 11.2001 Folie 19SIMOVERT ML2SIMOVERT ML2 传动柜传动柜10 MVA 功率单元功率单元控制柜控制柜132kW 4Q变频器变频器2023/2/1920现场测试现场测试2023/2/1921徐州华润天能集团柳泉煤矿空压机房徐州华润天能集团柳泉煤矿空压机房2023/2/1922新能源发电新能源发电n光伏并网发电系统中国矿业大学南湖校区公教中国矿业大学南湖校区公教

9、4 4、5 5楼顶楼顶2023/2/1923新能源发电新能源发电n光伏并网发电系统光伏并网逆变器光伏并网逆变器2023/2/1924新能源发电新能源发电n风力发电江苏江苏 江阴高新技术创业园江阴高新技术创业园2023/2/1925新能源发电新能源发电江苏江苏 江阴高新技术创业园江阴高新技术创业园2023/2/19263.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(续续)(2)交通运输：高铁2023/2/19273.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(续续)(2)交通运输：地铁2023/2/19283.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(续续)(2)交通运输：轮船2023/2/19293.电电力力

10、电电子技子技术术的的应应用用(续续)(2)交通运输：电动汽车2023/2/19303.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(续续)(3)电力系统：HVDC 超高压直流输电2023/2/19313.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(续续)(3)电力系统：FACTS柔性交流输电 APF有源电力滤波器 SVG静止无功发生器徐州供电公司教育培训中心徐州供电公司教育培训中心2023/2/19323.电电力力电电子技子技术术的的应应用用(续续)(4)电子装置用电源(5)家用电器：变频空调、冰箱、洗衣机(6)其他：航空、航天2023/2/19334.电力电子技术与其他学科的关系电力电子技术与其他学科的关

11、系电力电力电子学电子学电子学电子学电力学电力学控制控制理论理论连续连续、离散离散 电路、器件电路、器件静止器、旋转电机静止器、旋转电机电电力力电电子技子技术术(Power Electronics)名称60年代出现；1974年，美国的W.Newell用倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。2023/2/1934(1)电力电子技术与信息电子技术的关系电力电子技术与信息电子技术的关系模拟电子技术模拟电子技术电子技术电子技术信息电子技术信息电子技术电力电子技术电力电子技术数字电子技术数字电子技术信息电子技术信息电子技术信息处理电力电子技术电力电子技术电力变换2023/2/1935(1)电力

12、电子技术与信息电子技术的关系电力电子技术与信息电子技术的关系联系联系u通属于电子学通属于电子学u器件制造理论相同，工艺相同，设备相同器件制造理论相同，工艺相同，设备相同u分析方法一致分析方法一致区别区别u应用的目的和场合应用的目的和场合u器件工作状态器件工作状态2023/2/1936(2)电电力力电电子技子技术术与与电电力学力学n电力电子技术广泛用于电气工程中n国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支n电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支2023/2/1937(3)电电力力电电子技子技术术与控制理与控制理论论n控制理论广泛用于电力电子系统中n电力电子技术是弱电控制强电的技术，控制

13、理论是这种接口的有力纽带n电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术2023/2/1938与电力电子技术相关的课程与电力电子技术相关的课程n电力系统：Power Systemn控制理论：Control Theoryn电子学：Electronicsn电路原理：Circuit Theoryn信号处理：Signal Processingn电机学：Electronics Machinesn电磁学：Electromagneticsn计算机仿真：Simulation and Computing2023/2/19395.课课程要求程要求n熟悉和掌握可控整流电路、逆变电路的基本原理及参数计算；n掌握变频

14、电路、斩波电路、调压电路的工作原理，重点掌握全控型逆变电路的基本原理；n熟悉常用触发电路的特点；n熟悉晶闸管和全控器件的工作特点，能够正确选择电力电子器件；n掌握电力电子电路的仿真方法。2023/2/19406.教材的内容教材的内容简简介和使用介和使用说说明明n(1)教材的内容简介n(2)教材的使用说明n(3)参考资料n(4)考核标准n(5)答疑安排n(6)联系方式2023/2/1941(1)内容内容简简介介n教材的内容可分为三大部分教材的内容可分为三大部分 第一部分：第一部分：绪论绪论及及电电力半力半导导体器件体器件 (第1，2，9章-全书的基础)第二部分：各种第二部分：各种电电力力电电子子

15、电电路路 (第3-8章-全书的主体)第三部分：工程第三部分：工程设计设计和和应应用用 (第10章-技术的应用)2023/2/1942(2)教材使用教材使用说说明明n课后习题：重点和难点知识针对性的应用n附录A：术语索引n附录B：与电力电子有关的学术组织、学术会议及期刊n参考文献：课外阅读材料2023/2/1943(3)参考资料参考资料n孙树朴等.电力电子技术中国矿业大学出版社，2000年.n王兆安、黄俊.电力电子技术机械工业出版社，2003年.n刘志刚.电力电子技术清华大学出版社，2004.n IEEE Transactions on Power ElectronicsnJai P.Agrawal，Power Electronic System:Theory and design，Tsinghua University Presi，2001.n洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.n公共邮箱：公共邮箱：n密码：密码：1234562023/2/1944(4)考核标准考核标准n闭卷卷面：70%n实验成绩：20%n平时成绩：10%2023/2/1945(5)答疑安排答疑安排n地点：嘉园408n时间：周五15:0018:002023/2/1946(6)联系方式联系方式n夏帅夏帅n电话：电话：n邮箱：邮箱：n办公室办公室：嘉园408