华北电力大学电力电子技术课程课件
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电力电子技术培训课件PPT(共-34张)
3）
-34-
•
1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
•
2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
•
3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!
•
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!
电气产品加工电与力检电测子技术 电气产品安装、运行及维护 电气设备销售及服务
电气产品的生产管理与设备改造升级
-5-
1.1 《电力电子应用技术》课程定位
供电、 应电 专业 面向 的职 业岗 位
电力电子技术
电气产品安装、运行及维护
1）直接为学生二年级的《直流调速系统》，三 年级的顶岗实习、和最终的就业服务。 2）生产服务型企业维修电工——常用机电设备 的电气安装、调试、维护能力
实操过程性考30%， 项目综合（含理论）考核40%， 平时考核30%
任务引导、团队 合作能力、实践 操作能力
20% 实操过程性考核
考核学生综合运用能力 和强化独立完成工作过 程的能力
60% 项目综合（含理论）考
核
20% 平时考核
课堂提问、课堂小练习、作业、研究性习题，辅助以学习态度 考核
-29-
5.课程特色
-13-
1.4 课程开发思路 2）以装备制造业为背景设计教学载体（学习性工作任务）；
十大制造门类
-34-
•
1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
•
2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
•
3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!
•
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!
电气产品加工电与力检电测子技术 电气产品安装、运行及维护 电气设备销售及服务
电气产品的生产管理与设备改造升级
-5-
1.1 《电力电子应用技术》课程定位
供电、 应电 专业 面向 的职 业岗 位
电力电子技术
电气产品安装、运行及维护
1）直接为学生二年级的《直流调速系统》，三 年级的顶岗实习、和最终的就业服务。 2）生产服务型企业维修电工——常用机电设备 的电气安装、调试、维护能力
实操过程性考30%， 项目综合（含理论）考核40%， 平时考核30%
任务引导、团队 合作能力、实践 操作能力
20% 实操过程性考核
考核学生综合运用能力 和强化独立完成工作过 程的能力
60% 项目综合（含理论）考
核
20% 平时考核
课堂提问、课堂小练习、作业、研究性习题，辅助以学习态度 考核
-29-
5.课程特色
-13-
1.4 课程开发思路 2）以装备制造业为背景设计教学载体（学习性工作任务）；
十大制造门类
《电力电子技术》 ppt课件
电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言 电力电子器件 电力电子电路 脉宽调制（PWM）技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构（显示图）
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
（N-IGBT）。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子，从
而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流 能力。 – 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林 顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
（1）门极可关断晶闸管 （2）电力晶体管 （3）电力场效应晶体管 （4）绝缘栅双极晶体管
★
第18页
电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件：栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件（复合型器件）
80年代后期开始，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代 表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得 到迅猛的发展。
★
第10页
电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言 电力电子器件 电力电子电路 脉宽调制（PWM）技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构（显示图）
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
（N-IGBT）。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子，从
而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流 能力。 – 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林 顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
（1）门极可关断晶闸管 （2）电力晶体管 （3）电力场效应晶体管 （4）绝缘栅双极晶体管
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第18页
电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件：栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件（复合型器件）
80年代后期开始，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代 表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得 到迅猛的发展。
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第10页
电力电子技术
电力电子技术(完整幻灯片PPT
1-3
2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗
主要损耗 断态损耗 开关损耗
开通损耗 关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度：下降时间与
延复迟系时数间，用的S比r表值示tf。/td，或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电力电子技术(完整幻灯片 PPT
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2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗
主要损耗 断态损耗 开关损耗
开通损耗 关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度：下降时间与
延复迟系时数间，用的S比r表值示tf。/td，或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电力电子技术(完整幻灯片 PPT
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(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
37
新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26
电力电子技术说课PPT课件
页
谢谢您的观看！
30
第30页/共30页
25
第25页/共30页
交流调压电路是将大小固定的交流 电变为大小连续调节的交流电。
日光灯的调节
26
第26页/共30页
直流斩波电路是将大小固定的直流电 变为大小连续调节的直流电。
无轨电车
27
第27页/共30页
＊ ＊＊ ＊＊ ＊
键验学23通 供 养..词，生学关 了对思引从—找能通通生在所考断依而—出熟入过 过探教学题在总条据“问练新项教索师内的实结触题掌件。目学课能的容设验出发并握教和1，力的启的计和.“”解整学练更，过发检为巩图半、决流法习分重下测下固形程波“问规和，析，、一所要讲整导题律不引总能通反节学解流的通，、仅导结力过馈的的的的”进解是问用使。探与作内基波、一决题晶为同索及辅容础形“步实教闸我学性时垫。上和关理际学管们学补。，熟计断解问法组生充研利算”悉可题，成实不用规究，控。了启的验足动律通整半发电晶寻。画”过流学路波闸找进。自的生特整管规行己特应点流律分的动点抓。。提析手导住使。培归实关纳，
• 以学生熟悉的概念和物体来讲解一个新的概念、原 理、原则，使抽象的概念具体化。
晶闸管的导通关 断条件以门的开 关做类比
23
第23页/共30页
逆变电路是把直流电变为幅值和频率连 续调节的交流电
变频空调
24
第24页/共30页
• 整流电路是将固定的交流电变为幅值 可以连续调节的直流电的电路。
直流调速
１０
逆变电路
８
斩波电路
８
交流电力控制电路
８
实践学时
２ ２
２ ２
ＰＷＭ控制技术
８
软开关技术
６
合计
谢谢您的观看！
30
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第25页/共30页
交流调压电路是将大小固定的交流 电变为大小连续调节的交流电。
日光灯的调节
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直流斩波电路是将大小固定的直流电 变为大小连续调节的直流电。
无轨电车
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键验学23通 供 养..词，生学关 了对思引从—找能通通生在所考断依而—出熟入过 过探教学题在总条据“问练新项教索师内的实结触题掌件。目学课能的容设验出发并握教和1，力的启的计和.“”解整学练更，过发检为巩图半、决流法习分重下测下固形程波“问规和，析，、一所要讲整导题律不引总能通反节学解流的通，、仅导结力过馈的的的的”进解是问用使。探与作内基波、一决题晶为同索及辅容础形“步实教闸我学性时垫。上和关理际学管们学补。，熟计断解问法组生充研利算”悉可题，成实不用规究，控。了启的验足动律通整半发电晶寻。画”过流学路波闸找进。自的生特整管规行己特应点流律分的动点抓。。提析手导住使。培归实关纳，
• 以学生熟悉的概念和物体来讲解一个新的概念、原 理、原则，使抽象的概念具体化。
晶闸管的导通关 断条件以门的开 关做类比
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逆变电路是把直流电变为幅值和频率连 续调节的交流电
变频空调
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• 整流电路是将固定的交流电变为幅值 可以连续调节的直流电的电路。
直流调速
１０
逆变电路
８
斩波电路
８
交流电力控制电路
８
实践学时
２ ２
２ ２
ＰＷＭ控制技术
８
软开关技术
６
合计
《电力电子技术 》课件
主要器件和电路拓扑
在电力电子领域中，存在各种各样的器件和电路拓扑。我们将研究和比较这 些器件，如晶闸管、IGBT和MOSFET，并了解它们在不同电力电子应用中的使 用情况。此外，我们还将探讨各种电路拓扑，如半桥、全桥和谐振转换器。
电力电子转换技术
电力电子转换技术是将电能从一种形式转换为另一种形式的过程。我们将学 习不同类型的转换技术，如直流-直流转换器、直流-交流逆变器和交流-交流 变频器。通过研究这些技术，我们可以更好地理解电力电子在能源转换和控 制中的作用。
学习目标
通过学习《电力电子技术》，我们的目标是：
1 掌握电力电子的基础概念和原理。 3 熟悉电力电子转换技术及其应用。
2 了解主要的电力电子器件和电路拓
扑。
4 通过案例分析深入了解电力电子技
术。
电力电子基础概念
电力电子是一门研究电能的转换和控制的学科。它涉及到将电力从一种形式 转换为另一种形式的技术。我们将学习不同类型的电力电子器件和它们的工 作原理，例如功率变换器、逆变器和整流器。
总结和讨论
在这门课程的最后，我们将回顾所学的内容，并进行总结和讨论。我们将强调电力电子技术的重要性，并展望 未来的发展方向。通过本课程，我们希望能够激发学生对电力电子技术的兴趣，并为将来从事相关领域的研究 和工作打下坚实的基础。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
《电力电子技术 》PPT课 件
欢迎来到《电力电子技术》课程的PPT课件。在本次课程中，我们将介绍电力 电子的基础概念、主要器件和电路拓扑、电力电子转换技术以及其应用领域。 通过案例分析，我们将更深入地了解这一领域。最后，我们将总结和讨论所 学内容。
课程介绍
这门课程旨在帮助学生掌握电力电子技术的基本概念和原理。我们将深入研 究不同种类的电力电子器件和电路，并了解它们在各个领域中的应用。通过 这门课程，学生将获得实际应用和解决问题的技能。
《电力电子技术》PPT课件
可控硅时代
通过控制电流导通角，实现电 压和功率的调节。
现代电力电子时代
以IGBT、MOSFET等为代表 ，实现高效、快速的电能转换
。
电力电子技术的应用领域
电力系统
用于高压直流输电、无 功补偿、有源滤波等， 提高电力系统的稳定性
和效率。
电机驱动
用于电动汽车、电动自 行车、电梯等电机驱动 系统，实现高效、节能
照明控制
通过电力电子技术可实现 对照明设备的调光和调色 ，提高照明质量和节能效 果。
加热与焊接
电力电子技术可用于控制 加热设备的功率和温度， 实现精确控温和高效能焊 接。
交通运输应用
电动汽车驱动
电力电子技术是电动汽车 驱动系统的核心，可实现 高效能、低排放的驱动控 制。
轨道交通牵引
通过电力电子技术可实现 轨道交通车辆的牵引控制 和制动能量回收。
交流-交流变流电路的工作原理
通过电力电子器件的开关作用，改变输入交流电 的电压和频率，得到所需的输出交流电。Fra bibliotekABCD
交流-交流变流电路的分类
变频电路、变压电路等。
交流-交流变流电路的应用
电机调速、风力发电、太阳能发电并网等。
一般工业应用
01
02
03
电机驱动
电力电子技术可用于控制 电机的速度和转矩，提高 电机的效率和性能。
通过求解系统微分方程或差分方程，得到系统输 出与输入之间的关系，进而分析系统性能。
频域分析法
利用傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，通 过分析系统频率响应特性来评估系统性能。
3
状态空间分析法
通过建立系统状态空间模型，分析系统状态变量 的变化规律，从而研究系统的稳定性和动态性能 。
电力电子技术华电PPT课件
电流限制：控制环节框图（单环系统）
30.11.2020
5
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
现代电力电子技术原理与应用
• 固有的良好调速特性 • 可用于伺服驱动与调速驱动 • 结构负杂 • 维护困难 • 造价较高
30.11.2020
6
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
基本方程
现代电力电子技术原理与应用
9
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
稳态方程
现代电力电子技术原理与应用
vt Raia ea
Tm Beqm Teq
30.11.2020
10
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
基本方程
现代电力电子技术原理与应用
Tem kt f ia ea k e f m
30.11.2020
11
第八章 电机驱动装置
I2 a,rms
F I a ,rm s I a ,av
Tem Ia,av
30.11.2020
15
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
• 在所需象限运行的能力 • 电流限流能力 • 较硬的机械特性 • 尽可能好的波形因数 • 快速的响应特性
30.11.2020
16
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
伺服驱动装置
• 四象限运行 • 硬机械特性 • 快速响应特性
交接时间的影响
30.11.2020
DC/DC全桥换流器
17
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置