机车电力电子技术 课件 1 绪论

机车电力电子技术专业基础能力培养课程U脉动电压u稳恒电压预备知识1.直流电u电压脉冲u正弦电压u方波电压ut阶梯波电压预备知识2.交流电PN–+3.电路的组成和作用；4.电子器件预备知识5.直流稳压电源整流电路滤波电路稳压电路RLuuuuu预备知识

它使来自工频电网或直流电网的电能变换成频率、性质和用途不同的电能，以适应不同的用电装置的需要。1.电力电子技术（概念）：指电力领域的电子技术，是应用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力变换目的：把电源提供的电能变换为负载所需的电能。1.1什么是电力电子技术交流电机变压变频调速直流电机调压调速电力电子电路基本工作原理框图电网用电装置电力电子器件构成变换电路驱动电路及控制器反馈信号参考值输入输出2.基本工作原理1.1什么是电力电子技术（1）电力电子器件：（工作在开关状态）3.内容SCRIGBT（PD）1.1什么是电力电子技术（2）电力变换电路3.内容（3）电力电子的外围电路:驱动电路、缓冲电路、保护电路交—直—交变频电路门极驱动单元充电桩1.1什么是电力电子技术4.意义（1）节能：提高电能的使用效率。（变频空调、冰箱）（2）易实现自动化、智能化、机电一体化。（3）易于控制，效果好。1.1什么是电力电子技术器件变换电路外围电路电力电子技术意义小结1.1什么是电力电子技术1.分类：（1）开关方式分半控型全控型不控型（二极管）（晶闸管）（绝缘栅场效应管）1.2电力电子器件的分类、特点1930年（1957）二十世纪八十年代1.2电力电子器件分类、特点1.分类：（电力MOS管）（电力晶体管）（IGBT）（2）导电载流子分：单极型只有一种载流子参与导电复合型单极性器件和双极性器件复合而成双极型两种载流子参与导电1.2电力电子器件分类、特点优缺点：双极型：导通压降低，电压电流定额大，输入阻抗低。控制性能从不好，功耗大。复合型：电流密度高、导通压降低，输入阻抗高、响应快。单极型：开关时间短，工作频率高，响应快，输入阻抗高。控制性能好。导通压降高，电压、电流定额小。1.分类：（3）驱动电路信号性质：

1.2电力电子器件分类、特点电流驱动型控制信号为电流电压驱动型控制信号为电压（控制性能差，功耗大）（开关时间段，驱动电路简单，信号损耗小）（一般为双极性器件）（一般为单极性和复合型器件）1.2电力电子器件分类、特点2.特点（与信息电子器件比）：③需要散热器冷却。①功率大；工作在开关状态：静态，动态。②需要驱动电路进行驱动。①金属开关的通态电阻很低，而半导体开关管有1V以上的电压降；金属开关断态时基本无漏电流，而半导体开关管断态时有一定的漏电流；1.2电力电子器件分类、特点2.特点：（与金属开关的区别）电子开关

（半导体开关管）（功率开关管）金属开关②金属开关频率低，一般一秒只能通断几次，而半导体开关管开关频率可以达到kHz~MHz；③金属开关管的电流是双向流动的，而通常半导体开关管电流是单方向流动的。小结分类特点电力电子器件开关方式载流子驱动信号信息电路比金属开关比1.2电力电子器件分类、特点机车电力电子技术课程1.3电力变换电路电力电子器件主要用于构成电力电子变换电路。斩波电路（DC/DC）整流电路(AC/DC)逆变电路(DC/AC)交-交变换(AC/AC)变换电路，又称为变流电路，有四种形式：～——～DC/DCDC/ACAC/DCAC/ACDC/DC：输入直流，输出直流电压固定或可调。AC/DC：输入交流，输出直流电压固定或可调。AC/AC：输入交流，输出交流电压、频率、相位固定或可调。DC/AC：输入直流，输出交流电压、频率、相位固定或可调。变换的本质：整形1.4电力电子技术在机车上应用直—直流电传动交—直—交电传动地铁交——直流电传动DF4内燃机车SS9电力机车1.4电力电子技术在机车上应用交—直—