西安电力电子技术研究所情况介绍.pptx
电力电子技术概述PPT课件

电力电子技术概述PPT课件•电力电子技术基本概念•电力电子器件•电力电子变换技术•电力电子系统分析与设计•典型应用案例剖析•发展趋势与挑战01电力电子技术基本概念它涉及到电力、电子、控制等多个领域,是现代电力工业的重要组成部分。
电力电子技术的核心是对电能进行高效、可靠、可控的转换,以满足各种用电设备的需求。
电力电子技术是一门研究利用半导体器件对电能进行转换和控制的学科。
电力电子技术定义从早期的整流器、逆变器到现在的高频开关电源、智能电网等,电力电子技术经历了多个发展阶段。
发展历程目前,电力电子技术已经广泛应用于工业、交通、通信、家电等各个领域,成为现代社会不可或缺的一部分。
现状随着新能源、智能电网等技术的不断发展,电力电子技术的应用前景将更加广阔。
未来趋势发展历程及现状工业领域电机驱动、电力系统自动化、工业加热等。
电动汽车、高速铁路、航空航天等。
通信电源、数据中心、云计算等。
变频空调、LED照明、智能家居等。
随着新能源技术的不断发展,电力电子技术在太阳能、风能等领域的应用将更加广泛;同时,智能电网的建设也将为电力电子技术的发展提供新的机遇。
交通领域家电领域前景展望通信领域应用领域与前景02电力电子器件电力二极管(Power Diode)结构简单,工作可靠导通和关断不可控主要用于整流电路晶闸管(Thyristor)四层半导体结构,三个电极导通可控,关断不可控主要用于相控整流电路可关断晶闸管(GTO)通过门极负脉冲可使其关断关断时间较长,需要较大的关断电流主要用于大容量场合电力晶体管(GTR)电流驱动的双极型晶体管导通和关断可控,但驱动电路复杂主要用于中等容量场合电力场效应晶体管(Power MOSFET )电压驱动的单极型晶体管导通电阻小,开关速度快01主要用于中小容量场合02绝缘栅双极型晶体管(IGBT)03结合了MOSFET和GTR的优点01电压驱动,大电流容量,快速开关02目前应用最广泛的电力电子器件之一03电力电子变换技术整流电路的作用整流电路的分类整流电路的工作原理整流电路的应用将交流电转换为直流电。
电力电子技术最新ppt课件

0.637Ud
相电压基波有效值:
UUN1
UUN1m 2
0.45Ud
.
4-26
4.2.2 三相电压型逆变电路
例:三相桥式电压型逆变电路,180°导电方式,Ud=200V。试求输出 相电压的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、输出线电压的基波幅值 UUV1m和有效值UUV1、输出线电压中7次谐波的有效值UUV7。
4-13
4.2.1 单相电压型逆变电路
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图4-6 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形
工单作向(原半3理桥):电t3压—逆t4 变电电源路经优V缺2对点负总载结供:电,电流指数规律 ((※桥① ② 接※思答源称为★后12电功上载优缺两单考:反之))反(下了因角压率升电点点个相:当馈为tt4向降解为θ型12较。压::电)——半电负能反=上,决是逆大a负为所容utt桥路载量馈t升负r23这0阻4变时载-c用,幅—一中为提二1。载t一电电感电a怎电/器还值t般的感供极n负电24矛源感负路么压件需ω小u应二性通管载压电盾电经载L。d办为少保,.用极或道。/电为感,压V,?1R。证只在管阻(D压1/经在经.呈?/有22小主感即C为续V单V2感u?1电功要性续uD1d-流向=性1.对d1源率起时流C./续,半,负22电电什,过流电桥,u电载不压路么二程d,流的流.供能的中作极)电指基滞电精一。用管,流数础后,确半?为故指规上电电满,负这数律提压流足并载 些规下出,指。且向二律降了滞数输直极反。单规入流管向负向律端电被全
两个二极管的作用也是提供无功能 量的反馈通道。
图4-8 带中心抽头变压器的逆变电路
在Ud和负载参数相同,变压器匝比为1:1:1情况下,uo和io波 形及幅值与全桥逆变电路完全相同。 与全桥电路的比较:
电力电子技术(西电第二版)第6章 变频电路幻灯片PPT

下面着重分析负载电流的波形。
第6章 变 频 电 路
46
图6-17 交—交变频电路导通次序及电流波形
第6章 变 频 电 路
47
6.4.2 正弦波型交—交变频电路 1. 输出正弦波的调节方法 在图6-15所示的交—交变频电路中,其输出电压在半个
周期中的平均值取决于变频电路的控制角α。如果在半个周 期中控制角α是固定不变的,那么输出电压在半个周期中的 平均值是一个固定值。如果在半个周期中使导通组变频电路 的控制角α如图6-3所示由π/2(A点)逐渐减小到零(G点);然 后逐渐由0增加到π/2,即α角在π/2≥α≥0之间来回变化 (分别为B、C、D、E、F各点),那么变频电路在半个周期中输 出电压的平均值就从0变到最大再减小到0,获得按正弦规律 变化的平均电压。
三相方波型交—交变频电路的主电路如图6-15所示,图 中每一相由两组反并联的三相零式整流电路组成,这种连接
方式又称为公共交流母线进线方式。整流器Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ为正
组;Ⅳ、Ⅵ、Ⅱ为反组。每个正组由1、3、5晶闸管组成,每 个反组由4、6、2晶闸管组成。因此,变频电路中的换流应分 成组与组之间换流和组内换流两种情况。
负载呈容性,使io超前负载电压uo一个角度f,负载中电流及
电压波形如图6-6所示。
第6章 变 频 电 路
15
图6-6 并联谐振式逆变电路工作波形
第6章 变 频 电 路
16
根据上述分析,为保证变频电路可靠换流,必须在中频 电压uo过零前的tf时刻去触发V2及V3,tf应满足下式要求:
(6-1)
式中,Kf为大于1的系数,一般取2~3;tf称为触发引前时间。
负载的功率因数角j由负载电流与电压的相位差决定,
从图6-6可知
西安交大电力电子技术ppt讲义第1章_绪论

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1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 一般认为,电力电子技术的诞生是以 年 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 晶闸管为标志的 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
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1.2 电力电子技术的发展史
图1-1 描述电力电子学的倒三角形 6/21
1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和电子学
电子学——电子器件和电子电路两大分支,分别与电力 电子器件和电子电路两大分支, 电子学 电子器件和电子电路两大分支 电子器件和电力电子电路相对应。 电子器件和电力电子电路相对应。 电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子器件制 造技术的理论基础(都是基于半导体理论)是一样的, 造技术的理论基础(都是基于半导体理论)是一样的, 其大多数工艺也是相同的。 其大多数工艺也是相同的。 电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也是一致 的。 二者应用目的不同,前者用于电力控制和变换, 二者应用目的不同,前者用于电力控制和变换,后者用 于信息处理。 于信息处理。 在信息电子技术中,半导体器件既可处于放大状态, 在信息电子技术中,半导体器件既可处于放大状态,也 可处于开关状态; 可处于开关状态;而在电力电子技术中为避免功率损耗 过大,电力电子器件总是工作在开关状态。 过大,电力电子器件总是工作在开关状态。
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1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和电力学
电力电子技术广泛用于电气工程中, 电力电子技术广泛用于电气工程中,这是电力电 子学和电力学的主要关系。 电力学” 子学和电力学的主要关系。“电力学”这个术语 在我国已不太应用,可用“电工科学” 在我国已不太应用,可用“电工科学”或“电气 工程”取代之。 工程”取代之。 各种电力电子装置广泛应用于高压直流输电、 各种电力电子装置广泛应用于高压直流输电、静 止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、 止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、 电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等之中, 电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等之中, 因此无论是国内国外, 因此无论是国内国外,通常都把电力电子技术归 属于电气工程学科。 属于电气工程学科。电力电子技术是电气工程学 科中的一个最为活跃的分支。 科中的一个最为活跃的分支。
【通用】西安电子模电.ppt

+4
+4
+4
空位
+4
+3
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受主
原子
+4
+4
+4
图1–其基本电路
三、杂质半导体的载流子浓度
在以上两种杂质半导体中,尽管掺入的杂质浓度 很小,但通常由杂质原子提供的载流子数却远大于本 征载流子数。
一、N型半导体 在本征硅(或锗)中掺入少量的五价元素,如磷、砷、 锑等,就得到N型半导体。这时,杂质原子替代了晶格 中的某些硅原子,它的四个价电子和周围四个硅原子 组成共价键,而多出一个价电子只能位于共其基本电路
+4
+4
+4
键外 电子+4精品2第1章 晶体二极管及其基本电路
按导电性能的不同,物质可分为导体、绝缘体和 半导体。目前用来制造电子器件的材料主要是硅(Si)、 锗(Ge)和砷化镓(GaAs)等。它们的导电能力介于导体 和绝缘体之间,并且会随温度、光照或掺入某些杂质 而发生显著变化。要理解这些特性,就必须从半导体 的原子结构谈起。与价电子密切相关,所以为了突出 价电子的作用,我们采用图1–基本电路
+4
+4
+4
价
电 子
共 价
+4
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+4
键
+4
+4
+4
图1–2基本电路
一、半导体中的载流子——自由电子和空穴 在绝对零度(-273℃)时,所有价电子都被束缚在共 价键内,晶体中没有自由电子,所以半导体不能导电。 当温度升高时,键内电子因热激发而获得能量。其中 获得能量较大的一部分价电子,能够挣脱共价键的束 缚离开原子而成为自由电子。与此同时在共价键内留 下了与自由电子数目相同的空位,如图1–3所示。
杂质半导体中的少子浓度,因掺杂不同,会随多 子浓度的变化而变化。在热平衡下,两者之间有如下 关系:多子浓度值与少子浓度值的乘积恒等于本征载 流子浓度值ni的平方。即对N型半其基本电路
西安交大电力电子技术ppt讲义_第3章_整流电路.

☞变为压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等,
p ww p appa I I 21 a p(2 R U 2 sit) n 2 d (t) U R 2 2 1 s2 in (3-13)
i VD R f)
p-a
p+a
wt
施加反压使其关断,L储存的能量保
O u VT
wt
证了电流id在L-R-VDR回路中流通, g) 此过程通常称为续流。
O
wt
√若L足够大,id连续,且id波形接 近一条水平线 。
图3-4 单相半波带阻感负载有 续流二极管的电路及波形
9
3.1.1 单相半波可控整流电路
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3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带电阻负载的工作情况
◆电路分析
☞ 闸 管 VT1 和 VT4 组 成 一 对 桥 臂 , a)
VT2和VT3组成另一对桥臂。
☞在u2正半周(即a点电位高于b点)
√若4个晶闸管均不导通,id=0,ud=0,
VT1、VT4串联承受电压u2。
√在a角处给VT1和VT4加触发
盾,在整流电路的负载两端并联一 个二极管,称为续流二极管,用
u2 b)
VDR表示。
uOd
w t1
wt
◆有续流二极管的电路
c)
☞电路分析
O
wt
id
√u2正半周时,与没有续流二极管
d) O
Id wt
时的情况是一样的。
i VT
Id
√当u2过零变负时,VDR导通,ud 为零,此时为负的u2通过VDR向VT
电力电子技术介绍课件

过程控制:电力电子技术用于实现对工业过程的 精确控制,如温度、压力、流量等参数的控制。
能源管理:电力电子技术用于实现对能源的优化 管理,如节能、环保、高效等。
自动化生产线:电力电子技术用于实现自动化生 产线的控制和管理,提高生产效率和产品质量。
电力电子电路
01
电力电子电路是电力电子技 02
电力电子电路主要包括功率
术的核心部件,用于实现电
制。
和保护电路等部分。
03
功率器件是电力电子电路的核 04
驱动电路用于控制功率器件
心,用于实现电能的转换和控
的开关状态,实现对电能的
制,如IGBT、MOSFET等。
转换和控制。
低事故风险
谢谢
汇报人名字
05
控制电路用于实现对电力电 06
保护电路用于保护电力电子
子电路的控制和调节,如
电路免受损害,如过流保护、
PWM控制、相位控制等。
过压保护等。
电力电子系统
01
电力电子技术的核心部件包括:电
力电子器件、控制电路、驱动电路、
保护电路等。
02
电力电子器件是电力电子技术的基
础,包括:功率半导体器件、电力
电子开关器件、电力电子集成电路
电力电子技术在电动汽车中的应用
01
电力电子技术是电动汽 车的核心技术之一,用 于控制和调节电动汽车 的电机、电池和充电系
统。
02
电力电子技术在电动汽 车中用于实现电机驱动
控制、电池管理系统 (BMS)和充电系统 的高效、安全、可靠运
行。
03
电力电子技术在电动汽 车中实现了电机驱动系 统的高效、节能、低噪 声运行,提高了电动汽 车的驾驶舒适性和续航
西安地区电力电子电源产业发展分析和建议

为了合理高效地利用电能,现在发达国家电能的75%要经过变 换或控制后使用,预计21世纪将达到95%以上;
目前我国经过变换或控制后使用的电能仅占30%,70%的电能 仍采用传统的使用方式,远远达不到应用电力电子技术才能实 现的效果;
即使如此,按照目前的增长比例推算,到2010年我国将有 25560万千瓦电能需要变换或控制(备注:到2010年末,我国 电力需求将达到3.81亿千瓦时,发电装机总容量将达到8.52亿 千瓦);
下:
➢ 1 从事电力电子研究的机构多、人员多、层次高
不完全统计:从事相关研究机构超过30家,研发技术人员超过1000人。主 要分布如下
• 1)高等院校:西安交通大学、西安理工大学、西北工业大学、西安电子科 技大学、西安科技大学、西安石油大学、西安工程科技学院、西北轻工业 学院均设有相关专业并开展研究工作。其中,交大和理工大学在国内处于 领先地位,有较大影响。
全国性学术刊物—《电力电子技术》、《电源技术应用》、《UPS应用》在西 安编辑出版;
地方学会—陕西省电源学会、西安市电源学会、陕西省电力电子学会均为国 内最有影响的地方学会。
上述学会学术活动活跃,每年均在西安召开不少于一次的学术会议,并经常 性举办学术技术交流会。
由学会组织编写的专著、手册等在全国很有影响,如:《电力电子产品设计 及应用手册》、《电力电子器件手册》、《电源常用• 元器件手册》等。
• 4)电源技术:西安交通大学、西安爱科电子有限公司在高性能交流电源领域, 西安交通大学在直流开关电源领域,l15厂47所在飞机电源领域,兵器206所在 高压电源领域及脉冲电源均具有较高技术水平。
• 5)新型电炉技术:西安电炉研究所、西安科技学院研究水平较高。
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肝纤维化是慢性肝损伤进展为肝硬化的一个 重要阶段,主要特征是细胞外基质在肝内过度沉 积。目前普遍认为,在这个阶段,肝脏的病变是 可逆的,而肝硬化、原发性肝癌则不可逆转,因 此,如何有效地防治肝纤维化,阻断其进展,已 经成为国内外研究的热点。近年来中药治疗肝纤 维化在临床研究和实验研究方面均取得了令人瞩 目的进展,显示出了特有的优势。
杨文卓等参照Jonker的方法复制了大鼠半乳糖胺诱 导肝纤维化模型,设立苦参碱预防观察组及治疗观察组, 发现苦参碱可明显降低肝粉的羟脯氨酸含量,改善肝功 能,组织学观察到预防用药组肝细胞变性轻,汇管区纤 维间隔纤细,Ⅰ型、Ⅲ型胶原的沉积减少,治疗组病理 改变也 较自然恢复组轻,得出结论:苦参碱对半乳糖
丹参及丹酚酸B:是近年来研究较多的抗肝维 化药物。河北医科大学肝病研究所研究了丹参对 肝纤维化大鼠肝组织匀浆和离体线粒体的抗脂质 过氧化作用,结果表明,丹参可有效地抑制肝纤 维化大鼠抗脂质过氧化产物MDA地产生,并增强 SOD的活性,且两者均呈剂量及时间依赖性。采 用MTT法测定丹参素对肝星状细胞的增殖抑制作 用并检测细胞周期,发现丹参素作用后肝星状细 胞的生长受到明显抑制,且抑制作用随药物浓度 的增加而增强。流式细胞仪分析结果表明,随着 丹参浓度的增加,凋亡的星状细能改善肝脏炎症损伤积分,减
轻Ⅰ、Ⅲ型胶原的沉积,并对CCI4和免疫损伤性 两种肝纤维化模型均有明显的防治作用,表现
2、活血化淤中药复方
活血化瘀中药复方能改善血液微循环及 血管通透性,保护肝细胞,促进炎症病灶的 消退及增生性病变的软化和吸收,改善机体 免疫功能。
复方861合剂:包括丹参、黄芪、陈皮、香附、 鸡血藤在内共10味中药。给予免疫损伤性肝纤维化 大鼠复方861灌胃3个月,病理学观察结果表明,861 治疗可使纤维化肝脏的纤维吸收消散,紊乱的肝血 窦等血管结构得到改建恢复,肝纤维化得到阻断和 逆转。作用机理研究证实,复方861合剂除抑制胶原 合成外,还可通过提高胶原酶活性、降低基质金属 蛋白酶的抑制因子的表达来减少基质金属蛋白酶抑 制因子对金属蛋白酶的抑制,增加胶原的降解,从 而逆转肝纤维化。对于胆管阻塞性肝纤维化大鼠也 得到同样结果。体外试验研究表明,复方861可能通 过减少肝星状细胞分泌内皮素-1,从而抑制内皮素 -1对星状细胞的收缩作用,肝窦阻力降低,对预防、 治疗肝纤维化及早期门静脉高压有重要意义。
胺诱导的肝纤维化具有明显的预防及治疗作用。王俊学 等发现氧化苦参碱可阻断撤除苯巴比妥钠(PB)诱导 的小鼠肝细胞的凋亡。据以上推测,氧化苦参碱可能通 过以下环节达到抗纤维化作用:(1)抑制炎症的发生; (2)抑制肝星状细胞激活及成纤维细胞增殖。
川芎嗪:别名四甲基吡嗪,在伞形科植物川芎根茎 及姜科植物温莪术等植物中存在,为一种提纯的生物碱。 它具有改善微循环,増加冠状动脉血流量的作用。王红 等应用50%CCI4油剂腹腔注射6周诱导出大鼠肝纤维化 模型的同时,予川芎嗪溶液20mg/kg腹腔注射,每日1次, 每周6次,共6周,结果川芎嗪治疗组的动物血清ALT水 平,HA、PCⅢ及肝组织中丙二醛(MDA)含量均较对 照组明显降低(P〈0.01),而肝组织超氧化物歧化酶 (SOD)的活性则明显增加(P〈0.05),同时病理组 织学检查可见肝细胞变性坏死及胶原纤维增生程度均显 著减轻,免疫组织化学染色示肝组织星状细胞数量明显 减少,表明川芎嗪具有保护肝细胞、抗脂质过氧化及抗 纤维化的作用。对于体外培养的成纤维细胞,川芎嗪能 使成纤维细胞发生显著的形态改变,并能依制细胞的核 分裂和増殖。
1、单味中药及单体有效成分
氧化苦参碱 :又名苦参素 ,是从中药苦豆子
或苦参根中提取的一种生物碱,具有抗炎、抗病 毒、免疫调节等作用。宋健等以NIH3T3成纤维细 胞为靶细胞,用噻唑蓝(MTT)法及Northern杂交 检测苦参素对NIH3T3成纤维细胞増殖及Ⅲ型原胶 原mRAN的表达的影响。结果表明,苦参素能明显 抑制成纤维细胞增殖及Ⅲ型原胶原mRAN的表达, 并呈剂量依赖性。并采用CCI4制备肝纤维化模型, 同时设立苦参素预防组及治疗组,发现苦参素可
牛磺酸:是从中药牛黄中提取的有效成分,具有 多种细胞保护作用。李宝刚采用牛血清白蛋白静 脉注射复制大鼠肝纤维化模型,并预防性使用牛 磺酸,结果牛磺酸组动物的肝Hyp含量和肌成纤 维细胞数量明显低于模型组,肝切片中胶原沉积 明显减轻。陈岳祥对CCI4诱导的大鼠实验性肝纤 维化的研究表明,牛磺酸能明显降低肝Hyp和Ⅰ、 Ⅲ型前胶原mRNA含量,降低HA和LN水平,改善肝 功能和肝组织学的病理变化。其它:甘草酸可降 低由CCI4联合乙醇所致的不同阶段的肝纤维化大 鼠星状细胞Ⅰ、Ⅲ型前胶原mRNA表达,减少肝脏 Ⅰ、Ⅲ型胶原沉积,尤以早期、中期明显。体外 试验中,已证实灯盏细辛黄酮及木樨草素具有抗
显著降低肝纤维化大鼠血清Ⅲ型前胶原(PC Ⅲ)、
层粘连蛋白(LN)及透明质酸(HA)水平,并能 明显改善肝脏功能,血清丙氨酸转氨酶(ALT)、 血清白蛋白(ALB)、血清总胆红素(TB)等各 项指标均改善,与模型组比较差异具有显著性 (P〈0.01)。组织学检查显示,苦参素能降低肝 纤维化程度,具有明显的防治纤维化作用。
镁一丹酚酸B是上世纪80年代后期从丹参中分 离出来的一种水溶性成分,为含儿茶酚结构的化合 物。现有研究发现,丹酚酸B能抑制体外传代培养 的贮脂细胞的增殖,减少其胶原合成与分泌,从细 胞水平证实了丹酚酸B具有抗纤维化的作用和部分 机理。胡义杨等采用CCI4法及DMN法制备两种大鼠 肝纤维化模型,予丹参提取物(含丹酚酸B75%) 治疗,发现丹酚酸B可显著提高ALB含量并降低肝 组织MDA含量及羟脯氨酸(Hyp)含量,病理学染 色标本及免疫组化结果表明,丹酚酸B治疗组减轻 了肝脏的炎症活动度,降低了肝纤维化程度,并推 测其抗纤维化的作用机制与抗脂质过氧化作用有关。