华北电力大学-电力电子技术原理01

1、电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-282第第 章章 关于本课程关于本课程学习方式学习方式 阅读阅读 讲授、讨论讲授、讨论 实验实验 测验、考试测验、考试电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-283第第 章章 关于本课程关于本课程成绩评定成绩评定阅读报告成绩（阅读报告成绩（20%） 课上测验成绩（课上测验成绩（20%）实验成绩（实验成绩（30%） 最终考试成绩（最终考试成绩（30%）+总成绩（总成绩（100%）电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-284第第 章章 关于本课程关于本课程关于阅读报告关于阅读报告

2、1000字左右（字左右（one-page report） 原创（注明参考文献）原创（注明参考文献） 综述、分析、比较综述、分析、比较 直接、简洁的非文学文字直接、简洁的非文学文字 修改与润色修改与润色电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-285第第 章章 关于本课程关于本课程本周阅读报告（一周后提交）本周阅读报告（一周后提交） “AC/DC换流器换流器”邮件主题邮件主题“Reading report”电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-286教学网页：教学网页：77/ncepupel第第 章章 关于本课程关于本课程电

3、子邮件地址：电子邮件地址：电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-287第一章第一章 绪论绪论电力电子技术：任务电力电子技术：任务 改变电能的形态改变电能的形态 控制电能的流量控制电能的流量 向用户提供最佳的电压和向用户提供最佳的电压和/或电流或电流 满足工艺要求满足工艺要求 节约能源节约能源电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-288电力电子技术：定义电力电子技术：定义第一章第一章 绪论绪论Definition: Power electronics involves the study of electronic circuits intended to

4、 control the flow of electrical energy. These circuits handle power flow at levels much higher than the individual device ratings.电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-289第一章第一章 绪论绪论电力电子技术：示意框图电力电子技术：示意框图outinPPlossinoutout11PPPP电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2810第一章第一章 绪论绪论电力电子技术：示意框图电力电子技术：示意框图电力电子技术原理与应用电力电

5、子技术原理与应用2022-5-2811第一章第一章 绪论绪论电力电子技术与信息电子技术电力电子技术与信息电子技术 处理的对象不同处理的对象不同 设计电路的出发点与准则不同设计电路的出发点与准则不同 源自相同的技术基础源自相同的技术基础 技术发展的技术发展的“分分”与与“合合”电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2812第一章第一章 绪论绪论电能：电能： 主要用于传输的能源形态主要用于传输的能源形态电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2813第一章第一章 绪论绪论电能的优点电能的优点 容易输送与分配容易输送与分配 容易（且必须）与多种其它形式的能源容易

6、（且必须）与多种其它形式的能源相互相互转换转换 在某种程度上易于控制（通、断；升、降压）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）到可满足从毫瓦级（甚至更小）到 G 瓦级（甚至更瓦级（甚至更大）功率源需求大）功率源需求电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2814第一章第一章 绪论绪论电能的生产、输送与消费中面临的问题电能的生产、输送与消费中面临的问题 不同能量形式的转换不同能量形式的转换 难于直接以电的形式储存能量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适

7、合电力网输电的电能形态与其它电能形态之间的转换之间的转换电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2815第一章第一章 绪论绪论电能形态的多样性与变换电能形态的多样性与变换电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2816与电能形态转换有关的问题与电能形态转换有关的问题第一章第一章 绪论绪论 电能总是与其它能量形式的相互转换电能总是与其它能量形式的相互转换 与几乎所有与几乎所有“电类电类”工程师从事的工作有关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不同的应用对不同电能形态的需求 广阔的应用领域广阔的应用领域 实现的可能性实现的可能性电力电子技术原理与

8、应用电力电子技术原理与应用2022-5-2817与电能形态转换有关的问题与电能形态转换有关的问题第一章第一章 绪论绪论 电能总是与其它能量形式的相互转换电能总是与其它能量形式的相互转换 与几乎所有与几乎所有“电类电类”工程师从事的工作有关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不同的应用对不同电能形态的需求 广阔的应用领域广阔的应用领域 实现的可能性实现的可能性电能形态：能源形式；负载类型；转换过电能形态：能源形式；负载类型；转换过程的优劣程的优劣电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2818与电能形态转换有关的问题与电能形态转换有关的问题第一章第一章 绪论绪论

9、 电能总是与其它能量形式的相互转换电能总是与其它能量形式的相互转换 与几乎所有与几乎所有“电类电类”工程师从事的工作有关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不同的应用对不同电能形态的需求 广阔的应用领域广阔的应用领域 实现的可能性实现的可能性信息处理、电机、通信系统、遥感、制造信息处理、电机、通信系统、遥感、制造业、等等业、等等电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2819与电能形态转换有关的问题与电能形态转换有关的问题第一章第一章 绪论绪论 电能总是与其它能量形式的相互转换电能总是与其它能量形式的相互转换 与几乎所有与几乎所有“电类电类”工程师从事的工作有

10、关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不同的应用对不同电能形态的需求 广阔的应用领域广阔的应用领域 实现的可能性实现的可能性变压器（磁耦合）：变压器（磁耦合）：AC；化工过程：；化工过程：DC；交流电机：交流电机：AC；直流电机：；直流电机：DC输电：高电压；用电：低电压输电：高电压；用电：低电压电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2820与电能形态转换有关的问题与电能形态转换有关的问题第一章第一章 绪论绪论 电能总是与其它能量形式的相互转换电能总是与其它能量形式的相互转换 与几乎所有与几乎所有“电类电类”工程师从事的工作有关工程师从事的工作有关 不同的应

11、用对不同电能形态的需求不同的应用对不同电能形态的需求 广阔的应用领域广阔的应用领域 实现的可能性实现的可能性遍及电力系统中发电、输电、配电、用电遍及电力系统中发电、输电、配电、用电各环节各环节电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2821与电能形态转换有关的问题与电能形态转换有关的问题第一章第一章 绪论绪论 电能总是与其它能量形式的相互转换电能总是与其它能量形式的相互转换 与几乎所有与几乎所有“电类电类”工程师从事的工作有关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不同的应用对不同电能形态的需求 广阔的应用领域广阔的应用领域 实现的可能性实现的可能性足够容量、足够

12、开关速度的电力电子器足够容量、足够开关速度的电力电子器件已面世，提供了实用化电力电子装置件已面世，提供了实用化电力电子装置的基础的基础电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2822换流器的功能换流器的功能第一章第一章 绪论绪论 DC/DC：改变、控制电压高低：改变、控制电压高低 AC/DC：变交流（市电）为可控直流：变交流（市电）为可控直流 DC/AC：变直流为可控（正弦）交流：变直流为可控（正弦）交流 AC/AC：改变并控制电压频率和幅值：改变并控制电压频率和幅值电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2823换流器效率换流器效率第一章第一章 绪论绪论

13、高效率：低损耗的换流器高效率：低损耗的换流器 低损耗：换流器体积小、重量轻低损耗：换流器体积小、重量轻 低损耗：换流器可靠性高低损耗：换流器可靠性高 低损耗：某些场合决定装置能否实现低损耗：某些场合决定装置能否实现电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2824构成换流器电路的元器件构成换流器电路的元器件第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2825例：例：DC/DC换流器：功能要求换流器：功能要求第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2826例：例：DC/DC换流器实现：电阻分压器换流器实现

14、：电阻分压器第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2827例：例：DC/DC换流器实现：串联式线性稳压器换流器实现：串联式线性稳压器第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2828例：例：DC/DC换流器实现：单刀双掷开关换流器实现：单刀双掷开关第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2829例：例：DC/DC换流器实现：单刀双掷开关换流器实现：单刀双掷开关第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2830例：例：DC/DC换流器实现：

15、开关型电路原理图换流器实现：开关型电路原理图第一章第一章 绪论绪论低损耗低通滤波器低损耗低通滤波器电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2831例：例：DC/DC换流器实现：控制器（稳压输出）换流器实现：控制器（稳压输出）第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2832研究内容研究内容 电力电子器件电力电子器件 电力电子电路电力电子电路 电力电子装置与应用电力电子装置与应用第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2833与相关学科的关系与相关学科的关系 电路理论电路理论 信号处理信号处理 系统与

16、控制论系统与控制论 电力系统电力系统 电机学电机学 第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2834第一章第一章 绪论绪论电力电子技术与其它学科电力电子技术与其它学科电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2835电力电子电路的特点电力电子电路的特点第一章第一章 绪论绪论 非线性电路非线性电路 含有高速动作的开关含有高速动作的开关 电压、电流的有效（有用）成分与其它成分电压、电流的有效（有用）成分与其它成分 损耗的影响与分析损耗的影响与分析电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2836分析电力电子电路的方法分析电力电

17、子电路的方法第一章第一章 绪论绪论 非线性电路非线性电路 含有高速动作的开关含有高速动作的开关 电压、电流的有效（有用）成分与其它成分电压、电流的有效（有用）成分与其它成分 损耗的影响与分析损耗的影响与分析转换成线性电路处理：转换成线性电路处理： 不同时段应用不同的电路不同时段应用不同的电路 何时更换电路？何时更换电路？电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2837分析电力电子电路的方法分析电力电子电路的方法第一章第一章 绪论绪论 非线性电路非线性电路 含有高速动作的开关含有高速动作的开关 电压、电流的有效（有用）成分与其它成分电压、电流的有效（有用）成分与其它成分 损耗的

18、影响与分析损耗的影响与分析 重复平衡模式的概念重复平衡模式的概念 电感元件的伏秒平衡电感元件的伏秒平衡 电压（电流）的平均值近似电压（电流）的平均值近似电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2838分析电力电子电路的方法分析电力电子电路的方法第一章第一章 绪论绪论 非线性电路非线性电路 含有高速动作的开关含有高速动作的开关 电压、电流的有效（有用）成分与其它成分电压、电流的有效（有用）成分与其它成分 损耗的影响与分析损耗的影响与分析器件模型的近似程度器件模型的近似程度电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2839分析电力电子电路的方法：非重复模式分析电力

19、电子电路的方法：非重复模式第一章第一章 绪论绪论电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2840分析电力电子电路的方法分析电力电子电路的方法第一章第一章 绪论绪论 相对简单的主电路与相对复杂的控制电路相对简单的主电路与相对复杂的控制电路 开关器件的多样性开关器件的多样性 开关器件特性的复杂性开关器件特性的复杂性电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2841分析电力电子电路的方法分析电力电子电路的方法第一章第一章 绪论绪论 相对简单的主电路与相对复杂的控制电路相对简单的主电路与相对复杂的控制电路 开关器件的多样性开关器件的多样性 开关器件特性的复杂性开关器件特性的复杂性 认为控制器的工作是理想认为控制器的工作是理想 在电路图中不画出在电路图中不画出电力电子技术原理与应用电力电子技术原理与应用2022-5-2842分析电力电子电路的方法分