电力电子-陈坚_第1章

《电力电子-陈坚_第1章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第1章电力电子变换和控制技术导论21电力电子变换和控制技术导论1.1电力电子学科的形成1.2电力电子变换和控制的技术经济意义1.3开关型电力电子变换的基本原理及控制方法1.4开关型电力电子变换器基本特性1.5开关型电力电子变换器的应用领域课程学习要求31.1电力电子学科的形成1.电力技术2.电子技术3.电力电子技术41.1电力电子学科的形成（续1）电力技术是一门涉及发电、输电、配电及电力应用的科学技术。利用电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。1.电力技术51.1电力电子学科的形成（续2）电子

2、技术又称为电子学，它是与电子器件、电子电路以及电子设备和系统有关的科学技术。电子技术是研究电子器件，以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。又称为信息电子技术或信息电子学。2.电子技术61.1电力电子学科的形成（续3）也称为电力电子学。利用电力电子开关器件组成电力开关电路，利用集成电路和微处理器构成信号处理和控制系统，对电力开关电路进行实时、适式的控制，经济有效地实现开关模式的电力变换和电力控制，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。是综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。电力电子

3、技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲3.电力电子技术(PowerElectronics)7电力电子技术和电子技术的关系电力电子电路(PowerElectronicCircuit）和电子电路ElectronicCircuit）许多分析方法一致，仅应用目的不同广义而言，电子电路中的功放和功率输出也可算做电力电子电路器件的工作状态信息电子既可放大，也可开关电力电子为避免功率损耗过大，总在开关状态——电力电子技术的一个重要特征8电力电子技术与电气工程的关系主要关系：电力电子技术广泛用于电气工程中。电力电子装置广泛用于高压直流输电、静止无功补偿、电力机车

4、牵引、交直流电力传动、电解、电镀、励磁、电加热、高性能交直流电源等电气工程领域。通常把电力电子技术归属于电气工程学科电气工程学科中一个最为活跃的分支，其不断进步给电气工程的现代化以巨大的推动力9电力电子技术与控制理论的关系控制理论广泛用于电力电子技术，使电力电子装置和系统的性能满足各种需求电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是“弱电和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强有力纽带控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术101.1电力电子学科的形成（续4）典型的电力电子系统框图3.电力电子技术(Power

5、Electronics)111.电力变换的类型2.交流机组实现电力变换3.利用开关器件实现电力变换的基本原理1.2开关型电力电子变换的基本原理及控制方法121.电力变换的类型电源可分为两类：直流电（D.C），频率f=0交流电（A.C），频率f0电力变换按电压(电流)的大小、波形及频率变换划分为四类基本变换及相应的四种电力变换电路或电力变换器。这四类基本变换可以组合成许多复合型电力变换器132.交流机组实现电力变换传统电力技术如何将交流电变为直流电？基本原理缺点142.交流机组实现电力变换(续1)传统电力技术如何将一种频率的交流电变为另一种频率的

6、交流电？基本原理缺点153.利用开关器件实现电力变换的基本原理如何用电力电子开关器件实现电能的变换？基本原理图中的开关设为理想开关vo=S×viS为开关函数163.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续1)如何用电力电子开关器件实现电能的变换？DC/DC直流降压电路173.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续2)方案一:电阻降压183.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续3)方案二:串联晶体管193.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续4)方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗203.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续5)方案三:串

7、联单刀双掷开关,理想开关,无损耗213.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续6)方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗串联LC,滤出谐波,滤波器的截止频率<<开关频率223.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续7)BUCK电路方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗增加控制回路233.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续8)工作方式相控、斩波分析方法傅立叶分解、积分考虑问题开关时刻、滤波AC/DC基本整流电路243.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续9)工作方式方波、PWM波分析方法傅立叶分解考虑问题开关时刻、滤波DC/AC基本逆变

8、电路253.利用开关器件实现电力变换的基本原理(续10)工作方式周期控制分析方法等效法考虑问题开关时刻AC/AC直接变频