华北电力大学电力电子技术原理

电力电子技术原理与应用第一章

绪论6/8/20231当前第1页\共有48页\编于星期日\20点第章关于本课程学习方式阅读讲授、讨论实验测验、考试6/8/20232当前第2页\共有48页\编于星期日\20点第章关于本课程成绩评定阅读报告成绩（20%）课上测验成绩（20%）实验成绩（30%）最终考试成绩（30%）+总成绩（100%）6/8/20233当前第3页\共有48页\编于星期日\20点第章关于本课程关于阅读报告1000字左右（onereport）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6/8/20234当前第4页\共有48页\编于星期日\20点第章关于本课程本周阅读报告（一周后提交）

“AC/DC换流器”邮件主题“Readingreport”6/8/20235当前第5页\共有48页\编于星期日\20点教学网页：第章关于本课程电子邮件地址：6/8/20236当前第6页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电力电子技术：任务改变电能的形态控制电能的流量向用户提供最佳的电压和/或电流满足工艺要求节约能源6/8/20237当前第7页\共有48页\编于星期日\20点电力电子技术：定义第一章绪论Definition:Powerelectronicsinvolvesthestudyofelectroniccircuitsintendedtocontroltheflowofelectricalenergy.Thesecircuitshandlepowerflowatlevelsmuchhigherthantheindividualdeviceratings.6/8/20238当前第8页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电力电子技术：示意框图6/8/20239当前第9页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电力电子技术：示意框图6/8/202310当前第10页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论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”6/8/202311当前第11页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电能：

主要用于传输的能源形态6/8/202312当前第12页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电能的优点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6/8/202313当前第13页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电能的生产、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6/8/202314当前第14页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电能形态的多样性与变换6/8/202315当前第15页\共有48页\编于星期日\20点与电能形态转换有关的问题第一章绪论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6/8/202316当前第16页\共有48页\编于星期日\20点与电能形态转换有关的问题第一章绪论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电能形态：能源形式；负载类型；转换过程的优劣6/8/202317当前第17页\共有48页\编于星期日\20点与电能形态转换有关的问题第一章绪论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信息处理、电机、通信系统、遥感、制造业、等等6/8/202318当前第18页\共有48页\编于星期日\20点与电能形态转换有关的问题第一章绪论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变压器（磁耦合）：AC；化工过程：DC；交流电机：AC；直流电机：DC输电：高电压；用电：低电压6/8/202319当前第19页\共有48页\编于星期日\20点与电能形态转换有关的问题第一章绪论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遍及电力系统中发电、输电、配电、用电各环节6/8/202320当前第20页\共有48页\编于星期日\20点与电能形态转换有关的问题第一章绪论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的基础6/8/202321当前第21页\共有48页\编于星期日\20点换流器的功能第一章绪论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6/8/202322当前第22页\共有48页\编于星期日\20点换流器效率第一章绪论高效率：低损耗的换流器低损耗：换流器体积小、重量轻低损耗：换流器可靠性高低损耗：某些场合决定装置能否实现效率：换流器最重要的指标之一6/8/202323当前第23页\共有48页\编于星期日\20点构成换流器电路的元器件第一章绪论6/8/202324当前第24页\共有48页\编于星期日\20点例：DC/DC换流器：功能要求第一章绪论6/8/202325当前第25页\共有48页\编于星期日\20点例：DC/DC换流器实现：电阻分压器第一章绪论6/8/202326当前第26页\共有48页\编于星期日\20点例：DC/DC换流器实现：串联式线性稳压器第一章绪论6/8/202327当前第27页\共有48页\编于星期日\20点例：DC/DC换流器实现：单刀双掷开关第一章绪论6/8/202328当前第28页\共有48页\编于星期日\20点例：DC/DC换流器实现：单刀双掷开关第一章绪论6/8/202329当前第29页\共有48页\编于星期日\20点例：DC/DC换流器实现：开关型电路原理图第一章绪论低损耗低通滤波器开关型降压换流器（Buck换流器）6/8/202330当前第30页\共有48页\编于星期日\20点例：DC/DC换流器实现：控制器（稳压输出）第一章绪论6/8/202331当前第31页\共有48页\编于星期日\20点研究内容电力电子器件电力电子电路电力电子装置与应用第一章绪论6/8/202332当前第32页\共有48页\编于星期日\20点与相关学科的关系电路理论信号处理系统与控制论电力系统电机学……第一章绪论6/8/202333当前第33页\共有48页\编于星期日\20点第一章绪论电力电子技术与其它学科6/8/202334当前第34页\共有48页\编于星期日\20点电力电子电路的特点第一章绪论非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析6/8/202335当前第35页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法第一章绪论非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析转换成线性电路处理：不同时段应用不同的电路何时更换电路？6/8/202336当前第36页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法第一章绪论非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析重复平衡模式的概念电感元件的伏－秒平衡电压（电流）的平均值近似6/8/202337当前第37页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法第一章绪论非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析器件模型的近似程度6/8/202338当前第38页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法：非重复模式第一章绪论6/8/202339当前第39页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法第一章绪论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特性的复杂性6/8/202340当前第40页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法第一章绪论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特性的复杂性认为控制器的工作是理想在电路图中不画出6/8/202341当前第41页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法第一章绪论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特性的复杂性用理想的抽象开关代替6/8/202342当前第42页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法：重复平衡模式下第一章绪论不同时段的不同线性电路忽略高频成分理想开关忽略电阻电感元件的伏－秒平衡（电容元元件的安－秒平衡）6/8/202343当前第43页\共有48页\编于星期日\20点分析电力电子电路的方法第一章绪论KVL与KCL不能违反的电路定律：6/8/202344当前第44