电力电子概要

《电力电子概要》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、電力電子概要一、電力電子基本觀念什麼是電力電子(PowerElectronics)?一個電力電子系統係應用功率半導體元件，將交流或直流電源輸入轉換成適當之電源供給負載並控制其受電功率，以取代傳統之以機械式開關、自藕變壓器、可變電阻等組合調控負載功率之方式。其具有較高之效率、較靈活之控制變化性、無接點污損、較少之維護及較廣之操作範圍等優點。下圖為電力電子系統之結構示意圖。功率半導體元件(穩態下:on或off)Staticloads:Powersupplies電源命令負載(DC,AC)觸發隔離驅Motionloads:迴授動控制電路(DCorAC)Motordrivesx控制功率

2、半導體元件之開關動作調控由電源送至負載之功率x電力電子設備功率調節單元(powerprocessingunit)x功率半導體元件當開關使用損失小,效率高簡例(電熱調控)兩段式電熱控制(應用Powerdiode)無段式電熱控制(應用SCR)PowerdiodeSCRPACACsourcesourceLoadLoadFiringcircuit(1)Diode:Uncontrolledturn-onandturn-off;(1)SCR:Controlledturn-onand(2)不可控制交流輸出電壓故控制性能較差.uncontrolledturn-off;(2)可控制交流輸出電壓

3、故控制性能較佳.二、電力電子系統(一)、電力電子系統之定義：為一功率處理器，由一個以上功率半導體元件換流器組裝而成，將輸入電源轉換調控成滿足負載所需之電源。例子：MotordrivePowerProcessor(VSIDC-linkinverter)FilterRectifierACvoltageorInverterInductionsourcemotorConverter(二)、電力電子電路基本組成功率半導體元件(DCorAC)電源負載(DC,AC)(變壓、整流、濾波、功因控制、湧浪電流抑制)觸發驅動電路隔離電路(變壓器、控制命令信號光隔離器)命令多迴路(串級)控制電路切換

4、控制信號迴授位移、速度、電流產生電路(閉迴路控制器)(開迴路控制器)Page1(三)、可控開關(ControllableSwitches)之特性元件：(1)Forced-commutatedSCRiT+(2)BJT,MOSFET,IGBT,MCT,...ControlvTsignal-所欲之特性：pT=vT´iTSwitchingspeed穩態:暫態:Switchinglosses¯¯(1)Off:Leakagecurrent¯¯vTiT(2)On:,RON¯¯VON¯¯VONtpT=vT´iTiTRONVONConductionloss¯¯turn-onturn-off(S

5、witchinglosses)三、電力電子系統控制有關學域電力電力電電子子系系統統控控制制有關有關學域學域應電控感電機用力制測動械電系與機系電轉子子統換械統:::::類元電類設感信比比計號靜運?,件路,,測處止動數系數實技理型型位統位術放作大PowersuppliesPowersuppliesMotordrivesMotordrives四、功率換流器之典型結構(強電)PowerInputPowerOutputOutputsourcesourcefilterConverterfilter(toload)(AC,DC)(濾波及/或Loads:Loads:功因控制)?Powersu

6、pplies(隔離、驅動)PowersuppliesMotordrivesMotordrivesSwitchingFeedbackCommandControlSignalGenerator(弱電)換流器之型式:•交流至交流交流至交流換流器(cycloconverter)(含交流至直流至交流換流器)交流至直流換流器(converter)•直流至交流換流器(inverter)•直流至直流換流器(chopper)Page2五、電力電子系統種類(1)電源供應器(Powersupplies)A.應用Switchingconverters.B.應用Resonantconverters.(

7、2)馬達驅動系統(Motordrives)A.Speeddrives.B.Positionservodrives.(3)其它應用：分散式配電系統(Distributedpowerarchitecture,DPA)、不斷電電源供應器(Uninterruptiblepowersystem,UPS)、分散式發電源(Distributedgenerator,DG)配電系統、再生式電源(Renewableenergysource,RES)配電系統、儲能系統、乏補償器、功因校正控制器、電子式日光燈及照明裝置、感應加