電力電子技術課件_緒論.ppt

1、1,電力電子技術,Power Electronics,石新春 楊京燕 王毅 編 中國電力出版社,2,緒 論,1. 什么是電力電子技術 2. 電力電子技術的發(fā)展歷史 3. 電力電子技術的應用 4. 本課程的主要內容,3,1. 什么是電力電子技術,1.1 概念 1.2 兩大分支 1.3 與其他學科的關系,4,1.1 概念,數(shù)字電子 技術,模擬電子 技術,電力電子 技術,信息電子 技術,電子技術,信息電子技術：信息處理 電力電子技術：電力變換 電力電子技術是應用于電力領域的電子技術，也就是使用電力電子器件，應用電路理論、控制理論對電能進行變換、控制的技術。包括電壓、電流、頻率、波形等方面的變換、控制

2、。,5,直流,電力,交流,交流變交流,直流變直流（斬波）,直流變交流（逆變）,交流變直流（整流）,電力變換,6,1.2 兩大分支,變流 技術,電力電子器件構成各種電力變換電路,對這些電路進行控制的技術,變流技術（電力電子器件應用技術）電力電子技術的核心,電力電子器件制造技術 電力電子技術的基礎,相互支持、相互促進,7,1.3 與其他學科的關系,電 子 學,電 力 學,控 制 理 論,電力電子技術,電路、器件,靜止器、旋轉電機,連續(xù)、離散,圖0-1描述電力電子學的倒三角形,邊緣學科,8,1.3.1 與電子學的關系,器件、電路,電力電 子器件制造技術,電子器件 制造技術,理論基礎、材料、制造工藝,

3、分析方法、分析軟件,電子電路,電力電子電路,9,電力電子電路電力變換電子電路信息處理,信息電子電路器件,開關狀態(tài),放大狀態(tài),電力電子電路器件,開關狀態(tài) 功率損耗,10,1.3.2 與電力學的關系,電力電子技術廣泛用于電力工程,電力電子技術,高 壓 直 流 輸 電,靜 止 無 功 補 償,交 直 流 電 力 傳 動,電 解,電 鍍,電 加 熱,電 力 機 車 牽 引,高性能交直流電源,11,1.3.3 與控制理論的關系,控制理論,電力電子技術,弱電和強電接口,弱電控制強電,實 現(xiàn) 紐 帶,廣泛用于,12,2. 電力電子技術的發(fā)展歷史,2.1 電力電子器件的發(fā)展 2.2 電力變換電路的發(fā)展 2.3

4、 控制技術的發(fā)展,13,20世紀70年代 低壓小電流、高壓大電流晶閘管系列化 派生型晶閘管：雙向、逆倒、光控,半控型器件,1958 工業(yè)用晶閘管問世、電力電子技術誕生,80年代后期 以IGBT為代表的復合型器件異軍突起 MOSFET與GTR復合 驅動功率小、開關速度快；通態(tài)壓降小、載流能力大；主導器件,2.1 電力電子器件的發(fā)展,20世紀70年代后期 全控型器件迅速發(fā)展 GTO、GTR、MOSFET 可通可斷、開關速度高于晶閘管,全控型器件,全控復合型器件,功率集成模塊,把若干個電力電子器件及必要的輔助元件、電路模塊化，便于應用。結構緊湊、體積小巧。盡管功率較小，重要發(fā)展方向。,14,20世紀

5、70年代以前，整流電路占有主導地位； 20世紀80年代以后，逆變電路的應用日益廣泛，但整流電路仍然占有重要地位。原因？,整流電路、逆變電路應用最為廣泛。,常用：晶閘管相控整流電路，消耗無功功率、產(chǎn)生諧波污染電網(wǎng)。治理：補償無功功率、抑制諧波；有源電力濾波器,2.2 電力變換電路的發(fā)展,高功率因數(shù)整流電路，采用自關斷器件、PWM控制。功率因數(shù)可以達到1，基本不消耗無功功率、不產(chǎn)生諧波。,15,軟開關電路。降低電力電子器件的開關損耗、抑制電磁干擾。利用諧振原理，使電力電子器件在零電壓或零電流的條件下開通、關斷，理論上可將開關損耗降至零并抑制電磁干擾。,2.2 電力變換電路的發(fā)展,新型電力變換電路：

6、諧振型逆變電路 性能更佳。,16,晶閘管電路 相位控制方式；全控型器件 PWM控制方式；就異步電動機而言，矢量控制、直接轉矩控制；就控制理論而言，自適應控制、模糊控制。,2.3 控制技術的發(fā)展,20世紀80年代后期 高性能單片微機、數(shù)字信號處理器應用于電力電子電路控制。模擬、數(shù)字控制微機控制,17,3.電力電子技術的應用,（1）一般工業(yè),18,冶金工業(yè)中高頻感應加熱電源設備,19,（2）交通運輸,DJ型交流電力傳動機車,磁懸浮列車,20,國內外知名變頻器,西門子（Siemens）公司,施奈德公司,富士公司,21,安圣（華為電氣）變頻器系列,ABB公司,22,（3）電力系統(tǒng),晶閘管變流裝置,無功補償裝置,23,（4）電子裝置用電源 開關、UPS電源,電子裝置用電源,24,（5）家用電器,交流變頻控制器的原理框圖,變頻空調控制器,直流變頻空調的電路原理圖,25,(6)其它,不間斷電源,YJ32雙繞組雙速異步風力發(fā)電機,水泵變頻、風機變頻節(jié)能,26,教材的內容可分為四大部分 第一部