现代电力电子技术原理及应用方法
现代电力电子技术
uL
u2
E
+
-
触发电路产生的触发脉冲须满足下列要求： 足够的功率； 一定的宽度； 与主电路同步； 一定的移相范围。
产生的方式： 单结晶体管触发电路； 集成触发电路。
1
2
第3节 晶闸管触发电路
一、单结晶体管触发电路
等效电路
E
B2
B1
RB2
RB1
管内基极 体电阻
E
（发射极）
B2
（第二基极）
当 L >> R时， ILT在整个周期中可近似 看做直流。
5
晶闸管的中电流
IT =
IT =
平均值:
有效值:
晶闸管的选择
晶闸管电压 > （1.5 ~ 2）U2M
晶闸管电流
> （1.5）×
二、单相桥式半控整流电路
1、
电阻性负载桥式可控整流电路
（1）电路及工作原理
u2 > 0的导通路径：
u2 (A)
三、 特性与参数
1、特性
U
I
URSM
UFSM
URRM
IH
UFRM
IF
IG1=0A
IG2
IG3
IG3
IG2
IG1
>
>
正向
反向
2、主要参数
UFRM：
正向断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。 一般取 UFRM = 80% UFSM 。普通晶闸管 UFRM 为 100V~3000V）
URRM：反向重复峰值电压。（控制极断路时， 可以重复作用在晶闸管上的反向重复电 压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶 闸管URRM为100V~3000V）
电力电子技术及其应用
电力电子技术及其应用随着现代工业的快速发展，电力电子技术作为一门重要的学科得到了广泛关注和应用。
本文将从电力电子技术的基本理论、应用领域以及未来发展方向等方面进行论述，以帮助读者更好地了解电力电子技术的重要性和潜力。
一、电力电子技术的基本理论电力电子技术是将电力与电子技术结合起来，实现对电能的高效转换和控制。
在电力电子技术中，一些基本的理论起到了至关重要的作用。
1.1 电力电子器件电力电子技术依赖于各种电力电子器件的设计和应用。
最常见的电力电子器件包括晶闸管、二极管和MOSFET等。
这些器件能够实现电能的调节、转换和控制，是电力电子技术的基石。
1.2 模块化与开关技术模块化技术能够将电力电子系统分为不同功能模块，实现相互独立的控制和运行。
而开关技术则可以实现电力电子器件的高效开关，并确保传输效率的最大化。
1.3 控制与调节电力电子技术的重要一环是对电能进行精确的控制与调节。
通过使用控制器、传感器以及反馈机制等手段，可以实现对电能的精确测量和调节，提高电力系统的效率和稳定性。
二、电力电子技术的应用领域2.1 新能源发电与配电新能源发电技术是当前一个热门的研究领域，而电力电子技术在新能源发电中扮演着重要的角色。
通过对风能、太阳能等新能源的高效转换和控制，电力电子技术可以帮助解决传统能源短缺和环境污染等问题。
2.2 液态晶体显示技术液态晶体显示技术已经成为现代家电和信息技术领域的基础。
电力电子技术在液态晶体显示技术中的应用包括液晶电视、计算机显示屏等，这些设备都离不开电力电子技术的支持和驱动。
2.3 电力传输与变换电力传输与变换是电力电子技术的典型应用之一。
通过使用电力电子器件和控制技术，可以实现对输电线路的电能转换和控制，提高电力传输的效率和可靠性。
三、电力电子技术的未来发展方向3.1 高效能源利用与储能技术在能源短缺和环境问题的背景下，高效能源利用与储能技术变得尤为重要。
电力电子技术可以通过创新电力电子器件和控制方法，实现对能源的高效转换和储存，从而有效提高能源利用率。
电力电子技术及其在电网中的应用
电力电子技术及其在电网中的应用随着经济发展和人民生活水平的提高，电力需求量也急剧增长。
同时，环境问题的日益严重也加剧了人们对能源的关注。
在这种情况下，电力电子技术的应用变得越来越重要。
本文将着重探讨电力电子技术的基本原理及其在电网中的应用。
电力电子技术的基本原理电力电子技术是指利用能够控制电能、变换电能和处理电能的电子器件和电路来实现电力控制和电力转换的一种技术。
电力电子技术的发展离不开电子技术的发展。
电力电子器件的出现，如晶闸管、功率场效应管、GTO管、IGCT管、MOS管等，极大地促进了电力电子技术的发展。
电力电子器件的特点是具有大功率、高压、高电流的特性。
在电力电子技术中，电力电子器件的基本功能是实现电力的控制和转换。
在电力控制中，电子器件可以被用来开关电路，改变电路的电流和电压大小。
在电力转换中，电子器件可以被用来改变电能的形式，例如将交流电转换成直流电，将电压变大或者变小等等。
电力电子技术在电网中的应用电力电子技术在电网中的具体应用包括：1.静止补偿器电力电子技术可以用来实现静止补偿器，通过数字信号处理测量电网中的各种信号，将各种补偿信号转换成电压和电流的大小，然后通过电子器件控制这些电压和电流来保证电网的稳定性和安全性。
2.柔性交流输电技术柔性交流输电技术是一种新兴的高压变流器技术，是通过电力电子器件将电网中的交流电转换成可调的直流电，然后在高压输电线路中进行传输，再将直流电通过变流器再次转换成交流电。
由于这种技术具有传输损耗小、容量大、稳定性好等优点，正逐渐成为电网输电的重要方式。
3.电力电子调速器电力电子调速器可以通过控制电子器件的开关，改变电动机的转速，从而实现对电动机的转速、电压和电流等参数的调节。
目前，电力电子调速器已经广泛应用于钢铁、矿山、机械制造、船舶等行业中。
4.智能电网智能电网是一种新型的电网形态，它通过今日化和可编程电路实现电网的智能化和高效化。
智能电网的核心是能够自主调整的电力电子器件。
《现代电力电子技术》课件
交流调制技术
1
原理
用逆变器将直流电压转变为交流电压，再对交流电压进行调制，的信号与高频三角波叠加，得到PWM信号。
3
三角PWM控制
将需要控制的信号与低频三角波叠加，得到PWM信号。
开关电源技术
工作原理
利用功率开关器件的导通和断开， 将高频电源变换成低压稳定直流电 源。
现代电力电子技术
电力电子技术涉及电能的控制、变换和传输等方面，已经成为现代电力工业、 交通运输、通讯、计算机等各个领域中的关键技术。
概述
定义
电力电子技术是控制和变换电 力的一种新兴技术领域。
应用领域
广泛应用于交通运输、轨道交 通、新能源、家电、通讯和计 算机等领域。
发展历程
20世纪50年代发展并日渐成熟， 80年代达到高峰，90年代后进 入了新的发展阶段。
结语
1
电力电子技术的未来
电力电子技术将继续发挥更大的作用，推动新能源发展。
2
相关学科和领域介绍
电机与电器、电力系统、电力电子等学科和领域紧密相连。
3
总结
电力电子技术在现代社会中扮演着重要的角色，将会继续深入发展和应用。
滤波器设计与优化
电源滤波器、信号滤波器、噪声滤波器等滤波器都 可以用来消除共模噪声。
变频技术
基本原理
将恒定电压变为可调电压、可以调 制频率的交流电源。
电机驱动
变频器是电机驱动的核心装置，根 据不同的负载条件可以调整输出频 率和电压。
实际应用案例
应用于风能、太阳能、水能、地热 能等大规模新能源并驱动各种电动 机械设备。
电路设计
4
电路包括逆变电路、滤波电路和输出负载等 部分。
共模噪声抑制技术
电力电子技术在高压直流输电中的应用
电力电子技术在高压直流输电中的应用随着现代社会对电力资源需求的不断增长，电力输送技术也在不断发展和创新。
其中，电力电子技术作为一项关键技术，在高压直流输电中起到了至关重要的作用。
本文将探讨电力电子技术在高压直流输电中的应用，并分析其在提高输电效率、稳定系统运行等方面的重要作用。
一、电力电子技术在高压直流输电中的基本原理高压直流输电是指通过将电能转换为直流并以高电压进行输送的一种电力输送方式。
而电力电子技术则是指利用电子器件和控制技术，将电能进行调整和控制的技术手段。
在高压直流输电中，电力电子技术主要包括换流器、逆变器、智能电网等等。
换流器是高压直流输电中最关键的设备之一，主要用于将交流电转换成直流电或将直流电转换成交流电。
换流器通过使用可控硅器件或晶闸管等元件，实现电能互换的功能，其过程中能够对电流进行调整，从而实现将交流电转化为直流电，或者将直流电转化为交流电。
逆变器则是将直流电转换为交流电的关键装置，其原理是通过将直流电分解成若干个单相的交流电波形，然后再将其通过逆变装置进行合并，最终输出为交流电。
逆变器的主要作用是在直流输电线路中将输送的直流电能转化成交流电，以满足消费者的用电需求。
此外，智能电网技术也是电力电子技术在高压直流输电中的重要应用之一。
智能电网通过运用现代通信和信息技术，实现对电力系统的实时监控、调度和管理，从而提高电力系统的安全性和可靠性。
智能电网能够对高压直流输电线路进行远程监控，及时发现并解决故障，使系统运行更加稳定和可靠。
二、电力电子技术在高压直流输电中的应用1. 提高输电效率在传统的交流输电系统中，电能在输送过程中会发生一定的损耗，导致系统效率下降。
而在高压直流输电系统中，通过电力电子技术的应用，可以实现对电压、电流的精确控制，减小电能的传输损耗，提高输电效率。
此外，高压直流输电还能够减少输电线路的电阻损耗，进一步提高输电效率。
2. 增强系统稳定性由于高压直流输电系统对电能的精确控制能力较强，可以根据系统的需求进行调整和控制，从而增强了系统的稳定性。
电力电子技术的应用和原理
电力电子技术的应用和原理1. 引言电力电子技术是一种应用在电力系统中的技术，通过将电力转换为可控的形式，实现电力的调节、变换和控制。
本文将介绍电力电子技术的应用领域和基本原理。
2. 应用领域电力电子技术在现代电力系统中有着广泛的应用，下面列举几个主要的应用领域：•变频调速：电力电子技术可以实现交流电源向直流电源的变换，通过控制电压和频率，实现对电机的调速，广泛应用于工业控制、高速列车、船舶等领域。
•可再生能源发电：电力电子技术可以实现可再生能源（如太阳能、风能）的转换和接入电力系统。
•电力传输和配电：电力电子技术可以实现高压直流输电，提高输电效率，同时可以实现电力系统的电能质量调节和稳定。
•电力负载控制：电力电子技术可以实现对电力负载的控制，如电炉、焊机、电动汽车充电桩等。
3. 基本原理电力电子技术的基本原理主要包括以下几个部分：3.1 可控硅电路可控硅是一种具有电压控制能力的电子器件，通过控制其导通和关断的时刻，可以实现对交流电的控制。
可控硅电路是电力电子技术中最常用的电力调节器件之一。
3.2 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的装置，其基本原理是通过可控硅等器件对直流电进行开关调制，实现交流电的输出。
逆变器在可再生能源发电和变频调速等领域有着广泛的应用。
3.3 斩波电路斩波电路是电力电子技术中的一种电力负载控制装置，通过可控硅等器件对交流电进行斩波控制，实现对电力负载的控制。
斩波电路可以实现电力负载的连续可调，广泛应用于电力控制领域。
3.4 工频变压器工频变压器是电力电子技术中的一种常见变压器形式，通过可控硅等器件控制变压器的绕组切换，实现对电压和功率的调节。
工频变压器在电力系统的电能调节和稳定中有着重要的作用。
4. 结论电力电子技术作为一种应用在电力系统中的技术，通过将电力转换为可控的形式，实现电力的调节、变换和控制。
本文介绍了电力电子技术的应用领域和基本原理，包括变频调度、可再生能源发电、电力传输和配电以及电力负载控制等。
电力电子器件与应用
电力电子器件与应用电力电子技术是现代电气工程领域中的重要分支，它主要研究与应用电子器件在电力系统中的转换、调节和控制技术。
电力电子器件的发展和应用，对于提高电力系统的效率、稳定性和可靠性具有重要意义。
本文将从电力电子器件的基本原理、常见的电力电子器件和其应用领域等方面进行探讨。
一、电力电子器件的基本原理电力电子器件是指能够将电力信号进行转换、调节和控制的电子器件。
其基本原理是利用半导体器件的导通和截止特性，通过不同的电路拓扑结构，实现对电力信号的处理。
常见的电力电子器件包括二极管、晶闸管、可控硅、IGBT和MOSFET等。
二、常见的电力电子器件1. 二极管：二极管是一种最简单的电力电子器件，其具有单向导电性。
它常用于整流电路中，将交流电信号转换为直流电信号。
2. 晶闸管：晶闸管是一种具有双向导电性的电力电子器件。
它具有可控性，可以通过控制电压或电流来实现导通和截止。
晶闸管广泛应用于交流电调节、交流电转换和交流电控制等领域。
3. 可控硅：可控硅是一种具有单向导电性和可控性的电力电子器件。
它可以通过控制触发信号来实现导通和截止。
可控硅常用于交流电调节和交流电控制等应用中。
4. IGBT：IGBT是一种综合了MOSFET和可控硅特性的电力电子器件。
它具有高压、高电流和高频率的特点，广泛应用于交流电调节、交流电转换和电力传输等领域。
5. MOSFET：MOSFET是一种具有双向导电性和可控性的电力电子器件。
它具有高速开关和低功耗的特点，常用于直流电调节、直流电转换和电力传输等应用中。
三、电力电子器件的应用领域电力电子器件在电力系统中的应用非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 电力调节：电力电子器件可以通过调节电压、电流和频率等参数，实现对电力系统的调节。
例如，通过调节晶闸管和可控硅的触发角度，可以实现对交流电的调节，提高电力系统的稳定性和可靠性。
2. 电力转换：电力电子器件可以将不同形式的电力信号进行转换，实现能量的传输和转换。
电力电子技术
电力电子技术电力电子技术是指将电力与电子技术相结合，用于控制、调节和变换电能的一门学科。
它在现代电力系统中起着至关重要的作用，广泛应用于电力变换、电力质量改善、能量回收等领域。
本文将介绍电力电子技术的原理、应用以及未来发展方向。
一、电力电子技术的原理电力电子技术的原理基于半导体器件的特性以及电力系统的需求。
电力电子器件主要包括二极管、可控硅、晶闸管、场效应管等。
通过控制这些器件的导通和关断，可以实现电能的变换和控制。
1.1 电力电子技术的基本原理首先，电力电子技术通过开关电源的方式，将电能以高频率的交流形式进行变换。
这种交流形式可以经过滤波器进行滤波，从而得到平稳的直流电压或交流电压。
其次，电力电子技术通过控制开关器件的导通和关断时间，实现对电能的调节和控制。
通过改变开关器件的导通和关断时间，可以改变电能输出的电压和电流波形，实现对电力系统负载的需要。
最后，电力电子技术可以实现电能的双向流动。
通过逆变器等器件，可以将直流电能转换为交流电能，实现电能的回馈和能量回收。
1.2 电力电子技术的关键技术在电力电子技术的应用中，存在一些关键技术需要解决。
其中包括功率器件的选型和设计、开关电源的控制算法、电力电子系统的故障保护等。
功率器件的选型和设计是电力电子技术的核心。
不同的应用需要选择不同类型的功率器件，以满足功率和效率的要求。
同时，功率器件的设计需要考虑散热、温度和损耗等因素。
开关电源的控制算法决定了电能的变换效率和控制精度。
通过合理的控制算法，可以实现对电能的精确控制，从而满足不同负载的需求。
电力电子系统的故障保护是电力电子技术中必须考虑的问题。
电力电子系统中存在高电压和大电流，一旦发生故障可能会对系统造成严重损害。
因此，需要设计安全可靠的故障保护装置，保证系统正常运行。
二、电力电子技术的应用电力电子技术在现代电力系统中有广泛的应用。
其主要应用领域包括电力变换、电力质量改善和能量回收等。
2.1 电力变换电力变换是电力电子技术最主要的应用之一。
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现代电力电子技术原理与应用
控制器：换流器中几乎必不可少
2020年11月21日
25
第一章 绪论
换流器效率
现代电力电子技术原理与应用
• 高效率：低损耗的换流器
效率： • 低损耗：换流器体积小、重量轻
20
第一章 绪论
与电能形态转换有关的问题
现代电力电子技术原理与应用
• 电能总是与其它能量形式的相互转换
• 与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关 遍及电力系统中发电、输电、配电、用电
• 不同各的环应节用对不同电能形态的需求
• 广阔的应用领域
• 实现的可能性
2020年11月21日
21
第一章 绪论
与电能形态转换有关的问题
2020年11月21日
12
第一章 绪论
电能的优点
现代电力电子技术原理与应用
• 容易•输瓦送以与下分：配移动设备中的电源 • 数瓦至数千瓦：电脑或办公设备电源
• 容易•（数且千必瓦须至）数与兆多瓦种：其调它速形驱式动的装能置源相互转换
• 在某•种数程千度兆上瓦易（于G控W制）（：通H、VD断C；升、降压）
2020年11月21日
17
第一章 绪论
与电能形态转换有关的问题
现代电力电子技术原理与应用
• 电能总是与其它能量形式的相互转换 • 与几电乎能所形有态“：电能类源”形工式程；师负从载事类的型工；作转有换关过 • 不同程的的应优用劣对不同电能形态的需求 • 广阔的应用领域 • 实现的可能性
2020年11月21日
电力电子装置（换流器）概念框图
2020年11月21日
23
第一章 绪论
换流器的功能
现代电力电子技术原理与应用
• DC/DC：改变、控制电压高低 • AC/DC：变交流（市电）为可控直流 • DC/AC：变直流为可控（正弦）交流 • AC/AC：改变并控制电压频率和幅值
2020年11月21日
24
第一章 绪论
18
第一章 绪论
与电能形态转换有关的问题
现代电力电子技术原理与应用
• 电能总是与其它能量形式的相互转换 • 与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关 • 不同信的息应处用理对、不电同机电、能通形信态系的统需、求遥感、制造 • 广阔业的、应等用等领域 • 实现的可能性
2020年11月21日
19
第一章 绪论
与电能形态转换有关的问题
现代电力电子技术原理与应用
•
电能变总压是器与（其磁它耦能合量）形：式AC的；相化互工转过换程：DC； 交流电机：AC；直流电机：DC
• 与几输乎电所：有高“电电压类；”用工电程：师低从电事压的工作有关
• 不现的可能性
2020年11月21日
电力电子技术与信息电子技术
• 处理的对象不同 • 设计电路的出发点与准则不同 • 源自相同的技术基础 • 技术发展的“分”与“合”
2020年11月21日
9
第一章 绪论
电力电子技术的任务
现代电力电子技术原理与应用
• 处理、控制电能的形态 • 处理、控制电能的流动 • 向用户提供最佳的电压和/或电流
• 满足工艺要求 • 节约能源
50120021
现代电力电子技术原理与应用
绪 第一章 论
第 章 关于本课程
学习方式
• 阅读 • 讲授、讨论 • 实验 • 测验、考试
2020年11月21日
现代电力电子技术原理与应用
2
第 章 关于本课程
成绩评定
现代电力电子技术原理与应用
阅读报告成绩（20%）
课上测验成绩（20%）
实验成绩（30%）
+
最终考试成绩（30%）
总成绩（100%）
2020年11月21日
3
第 章 关于本课程
关于阅读报告
现代电力电子技术原理与应用
• 1000字左右（one-page report）
• 原创（注明参考文献）
• 综述、分析、比较
• 直接、简洁的非文学文字
• 修改与润色
2020年11月21日
4
第 章 关于本课程
• 可满足从毫瓦级（甚至更小）到 G 瓦级（甚至更 大）功率源需求
2020年11月21日
13
第一章 绪论
现代电力电子技术原理与应用
电能的生产、输送与消费中面临的问题
• 不同能量形式的转换 • 难于直接以电的形式储存能量 • 电能形态的多样性与各自的适用场合 • 适合电力网输电的电能形态与其它电能形态 之间的转换
2020年11月21日
10
第一章 绪论
现代电力电子技术原理与应用
电能：
主要用于传输的能源形态
2020年11月21日
11
第一章 绪论
电能的优点
现代电力电子技术原理与应用
• 容易输送与分配 • 容易（且必须）与多种其它形式的能源相互转换 • 在某种程度上易于控制（通、断；升、降压） • 可满足从毫瓦级（甚至更小）到 G 瓦级（甚至更 大）功率源需求
2020年11月21日
14
第一章 绪论
电能形态的多样性
现代电力电子技术原理与应用
2020年11月21日
15
第一章 绪论
电能形态的多样性
现代电力电子技术原理与应用
2020年11月21日
16
第一章 绪论
与电能形态转换有关的问题
现代电力电子技术原理与应用
• 电能总是与其它能量形式的相互转换 • 与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关 • 不同的应用对不同电能形态的需求 • 广阔的应用领域 • 实现的可能性
6
第一章 绪论
关键词
现代电力电子技术原理与应用
• 开关（电力电子器件） • 电能形态 • 效率 • 器件非线性（单向导电）
2020年11月21日
7
第一章 绪论
关键词：图示
电开能关形态
2020年11月21日
现代电力电子技术原理与应用
开关器件 理论效率：100％
8
第一章 绪论
现代电力电子技术原理与应用
教学网页：
现代电力电子技术原理与应用
./pe_lab
电子邮件地址：
zhangyigong@
2020年11月21日
5
第 章 关于本课程
现代电力电子技术原理与应用
本周阅读报告（一周后提交）
“AC/DC换流器”
邮件主题
“Reading report”
2020年11月21日
现代电力电子技术原理与应用
• 电能总是与其它能量形式的相互转换
• 与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关
• 不同足的够应容用量对、不足同够电开能关形速态度的的需电求力电子器 件已面世，提供了实用化电力电子装置
• 广阔的的基应础用领域 • 实现的可能性
2020年11月21日
22
第一章 绪论
现代电力电子技术原理与应用