电力电子技术08-A(陈永超)
(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
37
新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26
2024版电力电子技术完整版全套PPT电子课件[2]
![2024版电力电子技术完整版全套PPT电子课件[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/33e815cc82d049649b6648d7c1c708a1294a0a12.png)
适用于模拟电路和数字电路的仿真，提供多种电力电子器 件模型和虚拟示波器功能。
电力电子技术的实验与仿真案例
整流电路实验与仿真
逆变电路实验与仿真
通过搭建整流电路并对其进行仿真，可以研 究整流器的工作原理、波形分析和性能指标。
利用逆变电路实验和仿真，可以探究逆变器 的调制方式、控制策略和输出特性。
逆变电路
逆变电路的工作原理
01
解释逆变电路的基本工作原理，包括电压型逆变电路和电流型
逆变电路等。
逆变电路的类型
02
详细介绍不同类型的逆变电路，如单相逆变电路、三相逆变电
路和多电平逆变电路等。
逆变电路的应用
03
概述逆变电路在电力电子领域的应用，如不间断电源、变频器
和太阳能发电系统等。
直流-直流变流电路
交通运输应用
电动汽车驱动
电力电子技术在电动汽车 的驱动系统中发挥着重要 作用，实现高效、环保的 驱动方式。
轨道交通牵引
电力电子技术为轨道交通 提供了可靠的牵引系统， 保障列车安全、稳定运行。
飞机电源系统
现代飞机电源系统采用电 力电子技术，为飞机提供 稳定、高效的电力供应。
电力系统应用
高压直流输电
半实物仿真实验
结合实验室搭建电路和虚拟仿真实验，通过接口设备将两者连接起 来，实现实时数据交互和联合仿真。
电力电子技术的仿真工具
MATLAB/Simulin k
提供丰富的电力电子元件库和仿真模型，支持多种控制策 略的实现和性能分析。
PSIM
专注于电力电子系统仿真，具备强大的电路分析功能和丰 富的元件库。
整流电路
整流电路的工作原理
介绍整流电路的基本工作原理，包括 半波整流、全波整流和桥式整流等。
电力电子技术第5版pdf-2024鲜版
无源逆变电路常用于一些对输出波形要求不高的场合，如小功率电源 、照明等。
2024/3/28
23
逆变电路的应用与特点
应用领域：逆变电路在新能源发电、电动汽车、UPS、 电力拖动等领域有着广泛的应用，是实现电能高效转换 和利用的关键技术之一。 能够实现直流电能与交流电能之间的转换；
具有较高的转换效率和功率因数；
UPS主要由整流器、逆变器、蓄电池组和静态开关等组成，根据工作方式可分为在 线式、后备式和在线互动式三种类型。
2024/3/28
UPS广泛应用于计算机、通信、数据中心、医疗设备等领域，保障关键负载在市电 异常时的正常运行。
35
变频调速器
变频调速器是一种通过改变电机供电频率来实现电机速度调节的装置，广泛应用于风机、水泵、压缩 机等负载的节能控制。
晶闸管
一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，可以承受高电压和大电流，具有开 关速度快、寿命长等优点。在交流电力电子开关中广泛应用。
可关断晶闸管（GTO）
具有自关断能力的一种晶闸管，可以通过门极负脉冲或阳极电流下降来实现关断。GTO具 有高电压、大电流、高开关速度等优点，适用于高压、大功率的交流电力电子开关。
环保意识的提高将推动电力电子技术向绿色化方向发展，减少对环境 的影响，提高能源利用效率。
集成化
随着集成电路技术的不断发展，电力电子技术的集成度将不断提高， 实现更小的体积和更高的可靠性。
6
02
电力电子器件
2024/3/28
7
不可控器件
工作原理
利用PN结的单向导电性
特点
结构简单、价格低廉、工作可靠
源的转换、储存和并网等功能。
5
电力电子技术的未来趋势
2024版年度电力电子技术全套课件
可控整流电路
电路组成
可控整流电路采用晶闸管等可控 器件，通过控制触发角来调节输
出电压。
2024/2/3
工作原理
在交流电的正半周或负半周，通过 控制晶闸管的导通角，实现输出电 压的调节。
特点
输出电压可调、效率高，但电路较 复杂、成本较高，适用于对电压稳 定性要求较高的场合。
20
整流电路的应用与特点
33
07
电力电子技术的应用 实例
2024/2/3
34
开关电源
2024/2/3
原理与分类
详细阐述开关电源的工作原理，包括AC/DC、DC/DC转换等， 并介绍其分类，如线性电源、开关电源等。
设计与实现
深入分析开关电源的设计方法，包括电路拓扑、控制策略、磁性 元件设计等，并提供实际设计案例。
性能与优化
探讨开关电源的性能指标，如效率、纹波、稳定性等，并介绍优 化方法，如软开关技术、同步整流技术等。
35
不间断电源UPS
2024/2/3
工作原理
解释UPS的工作原理，包括在线式、后备式等不同类型UPS的工作 过程。
选型与应用
介绍UPS的选型依据，如负载类型、容量需求等，并探讨其在不同 领域的应用，如数据中心、医疗设备、工业自动化等。
感谢观看
2024/2/3
39
绿色化
环保意识的提高将推动电 力电子技术向更加环保的 方向发展，如采用可再生 能源、降低能耗等。
6
02
电力电子器件
2024/2/3
7
不可控器件
电力二极管（Power Diode）
工作原理及特性
主要参数与选型
2024/2/3
8
不可控器件
电力电子技术课后答案与复习资料
电力电子技术复习资料1.1 电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？答：电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。
其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。
其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。
其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。
电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是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。
其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。
其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。
电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。
它涉及电力电子变换和控制技术技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。
研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。
电力电子技术的发展和应用主要依赖于半导体电力开关器件。
1.2 为什么三相交流发电机或公用电网产生的恒频、恒压交流电，经电压、频率变换后再供负载使用，有可能获得更大的技术经济效益？答：用电设备的类型、功能千差万别，对电能的电压、频率、波形要求各不相同。
为了满足一定的生产工艺和流程的要求，确保产品质量、提高劳动生产率、降低能源消耗、提高经济效益，若能将电网产生的恒频、恒压交流电变换成为用电负载的最佳工况所需要的电压、频率或波形，有可能获得更大的技术经济效益。
例如：若风机、水泵全部采用变频调速技术，每年全国可以节省几千万吨以上的煤，或者可以少兴建上千万千瓦的发电站。
若采用高频电力变换器对荧光灯供电，不仅电-光转换效率进一步提高、光质显著改善、灯管寿命延长3～5倍、可节电50%，而且其重量仅为工频电感式镇流器的10%。
《电力电子技术 》课件
电机控制
电机控制是指通过电力电子技术实现对电机速度 、方向和位置的精确控制。
电机控制广泛应用于工业自动化、交通运输、家 用电器等领域，如变频空调、电动汽车等。
电机控制有助于提高能源利用效率，降低能耗， 实现更智能化的生产和制造。
新能源发电系统
新能源发电系统是指利用可再生能源进行发电 的系统，如太阳能、风能等。
、更高可靠性和更小体积的方向发展。
系统集成和智能化的发展
系统集成
随着电力电子系统规模的不断扩大，系统集成成为了一个重要的研究方向，通过将多个电力电子模块集成在一个系统 中，可以实现更高的功率密度和更小的体积。
智能化
智能化是电力电子技术的另一个重要发展方向，通过引入人工智能和机器学习等技术，可以实现电力电子系统的自适 应控制和智能管理，提高系统的稳定性和可靠性。
针对高效能转换的挑战，需要不断研 究和开发新的电力电子器件、电路拓 扑和控制策略，以实现更高的转换效 率和更低的能耗。
技术瓶颈
目前电力电子技术面临的主要挑战是 如何进一步提高转换效率，降低能耗 ，以满足不断增长的高效能转换需求 。
新材料和新技术的发展
01
新材料的应用
随着新材料技术的不断发展，新型半导体材料如碳化硅（SiC）和氮化
电力电子技术的应用实例
不间断电源（UPS）
不间断电源（UPS）是一种能够提供持续电力供应的电源设备，主要用于保护重要 设备和数据免受电力中断的影响。
UPS通过使用电力电子转换技术，将电池或其他形式的储能装置与电网连接，确保 在电网故障或停电时，能够继续为设备提供稳定的电力。
UPS在医疗、金融、通信等领域有广泛应用，对于保证关键设备和服务的正常运行 至关重要。
详细描述
“电力电子技术”课程教学改革的研究与实践
绘制 不是 很精确 ， 影响 了教学 进度 和效果 。同时 ， 在 实际应 用和分 析 中， 由于 电路类 型多 ， 闸管 触 晶 发 控制 角在一定 范 围内变化 时 ， 形变 化多 ， 波 学生
在 学 习 时 往 往 感 到 波 形 复 杂 ， 以理 解 ， 而 影 响 难 从 学 习 效 果 和 学 习 兴 趣 。 电 力 电 子 课 堂 教 学 的最 大
另 外 ， 学 过 程 中 还 存 在 一 些 需 要 谨 慎 处 理 教
的具 体 问题 。例 如选 用 教材 的部分 内容 与实验 装 置及 实验 指导书 内容不 相符 。例如 我校课 程组 选 用 的教材 是 由西 安 交 通 大 学 王 兆 安 老 师 主 编 的 《 电力 电子技 术 （ 四版 ） ， 于普通 高 等教育“ 第 》属 九 五” 国家级 重点 教材 ， 而实验设 备则 是 目前高 校中 使用 较为普 遍 的浙江 天 煌 教仪 Ｄ Ｄ Ｊ Ｋ— ｌ型 电力 电子 实验装 置 。如何适 当调整 和变更 部 分教学 内 容 ， 其 与实验指 导书 内容相 配套 ， 使 这也 是一个 亟
特点 就是 电路 图和 波形 图 较 多 ， 践 性 强 。随 着 实 电力 电子 技术 的不 断发 展 ， 内容不 断增加 ， 如何 在 有 限学 时内获得 最 好 的教 学 效果 ， 学 生较 好 地 使 掌握 课容 ， 培 养学 生 的 工程 实 践 能 力 和创 新 精 并 神 ， 强 学 生 的学 习 兴趣 ， ～ 个 急 需 解 决 的 问 增 是
题。
２ 目前 教 学 中存 在 的 问 题
目前 ， 电力 电子 技 术课 程 的 实 际教 学 中还 在 普 遍存在一 些 不足 和 亟需 改进 之 处 ， 我们 结 合学 校的实 际情况 ， 要从 理 论 教 学和 实 践 教学 两 大 主
电力电子技术资料
电力电子技术复习大纲一基本概念（填空和问答）1 电力电子技术的定义电力电子技术是利用电力电子器件构成的电路系统对电能进行变换和控制的技术。
这种变换包括对电压、电流、频率和波形等方面的变换。
2 电力电子变换电路的种类(1) AC-DC变换器：把固定的交流电变换成幅值固定或可调的直流电，实现从交流到直流的变换；(2) DC-DC变换器：把幅值固定的直流电变换成幅值固定或可调的直流电，实现从直流到直流的变换；(3) DC-AC变换器：把幅值固定的直流电变化成可调的交流电，实现从直流到交流的变换；(4) AC-AC变换器：把固定的交流电变化成电压或频率可调的交流电，实现从交流到交流的变换。
这四种变换电路称为基本的变流形式。
由它们组合还可以构成各种各样复杂的变换器。
3 电力电子技术的发展及趋势电力电子技术的发展有赖于电力电子器件的发展。
以器件为核心的电力电子技术的发展可分为三个阶段：1904~1957年称为电力电子技术的史前期；1957～1980年称为传统电力电子技术阶段；1980年至今称为现代电力电子技术阶段。
现代电力电子技术发展趋势是：应用技术的高频化、硬件结构的模块化和产品性能的绿色化。
高频化可使电力电子装置小型化和高效率，模块化可减小装置的体积和装置的分布参数，绿色化可控制谐波、减小对电网和负载的影响。
4. 电力电子技术的应用(1) 在电机调速方面的应用：交直流电机的调压和变频；（2）在电力系统中的应用：高压直流输电技术、柔性交流输电技术、静止无功发生器、有源电力滤波器；（3）电源装置：在冶金、电化学工业中大量使用大容量整流电源、高频或中频感应加热电源、开关电源；（4）家用电器：调光台灯、节能灯，变频空调、变频冰箱等；（5）电子开关5 电力二极管的特性及主要类型特性：单向导电性：PN结加一定的正向电压（u AK>0.7V）可以导通；反向阻断和击穿性：加反向电压（u AK<0V）则只有微小的反向漏电流流过，不能导通。
(陈永超)电力电子技术及自动控制系统实验指导书
目录第一章DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置简介 (1)1-1控制屏介绍及操作说明 (1)1-2 DJK01电源控制屏 (2)1-3各挂件功能介绍 (3)第二章电力电子及电机控制实验的基本要求和安全操作说明 (38)1-1 实验的特点和要求 (38)1-2 实验前的准备 (38)1-3 实验实施 (38)1-4 实验总结 (39)1-5 实验安全操作规程 (39)第三章电力电子技术实验 (41)实验一单结晶体管触发电路实验 (41)实验二正弦波同步移相触发电路实验 (43)实验三锯齿波同步移相触发电路实验 (45)实验四西门子TCA785集成触发电路实验 (47)实验五单相半波可控整流电路实验 (50)实验六单相桥式半控整流电路实验 (53)实验七单相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (56)实验八三相半波可控整流电路实验 (59)实验九三相半波有源逆变电路实验 (62)实验十三相桥式半控整流电路实验 (65)实验十一三相桥式全控整流及有源逆变电路实验 (68)实验十二单相交流调压电路实验(1) (72)实验十三单相交流调压电路实验(2) (75)实验十四单相交流调功电路实验 (77)实验十五三相交流调压电路实验 (80)实验十六SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验 (82)实验十七直流斩波电路的性能研究（六种典型线路） (85)第四章直流电机调速系统实验 (90)实验一晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 (90)实验二晶闸管直流调速系统主要单元的调试 (95)实验三单闭环不可逆直流调速系统实验 (98)实验四双闭环不可逆直流调速系统实验 (105)实验五逻辑无环流可逆直流调速系统实验 (110)实验六三闭环错位选触无环流可逆直流调速系统实验 (117)实验七双闭环控制可逆直流脉宽调速系统（H桥） (124)第五章变频原理实验 (128)实验一三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验 (130)实验二三相马鞍波脉宽调制变频原理实验 (131)实验三三相空间电压矢量SVPWM变频原理实验 (132)实验四SPWM、马鞍波、空间电压矢量调制方式下V/f曲线测定 (133)实验五不同的变频模式下磁通轨迹观测实验 (134)第六章交流电机调速系统实验 (135)实验一双闭环三相异步电机调压调速系统实验 (135)实验二双闭环三相异步电机串级调速系统实验 (140)实验三单相正弦波脉宽调制SPWM变频调速系统实验 (144)实验四三相SPWM、马鞍波、SVPWM变频调速系统实验 (146)附录 (147)一、电源控制屏常见故障的诊断 (147)二、KC系列集成块原理说明 (148)三、DJK02和DJK02-1插座使用说明 (151)第一章 DJDK-1 型电力电子技术及电机控制实验装置简介1-1控制屏介绍及操作说明一、特点(1)实验装置采用挂件结构，可根据不同实验内容进行自由组合，故结构紧凑、使用方便、功能齐全、综合性能好，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《自动控制系统》、《直流调速系统》、《交流调速系统》及《电机控制》等课程所开设的主要实验项目。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
安阳师范学院电气工程及其自动化专业电力电子技术课
2008-2009学年第一学期考查试卷 (A卷)
题号一二三四五六七八九十总分总分人复核人
分数
一、分数评卷人填空（每空1分，共20分）
1、（2）电子技术包括和两大分支。
2、（2）电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个为标志的，它是应用于电力领域的电子技术，是使用电力电子器件对进行变换和控制的技术。
3、（3）进行电力变换的技术称为，它通常可分为四大类，即交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流，其中，交流变直流称为，直流变交流称为。
4、（4）写出电力电子器件对应的英文简写名称：门极可关断晶闸管；电力双极型晶体管；电力场效应晶体管；绝缘栅极双极型晶体管。
5、（3）按照器件能够被控制电路信号所控制的程度，分为三类：、和。
6、（1）对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使其输出电压平均值。
7、（1）控制角α与逆变角β之间的关系为。
8、（1）SPWM有两种调制方式：单极性和调制。
9、（1）将直流电能转换为交流电能又馈送回交流电网的逆变电路称为逆变器。
10、（2）设电源相电压为U2，则单相全波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为；三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为。
二、分数评卷人单项选择题（每小题2分，共20分）
从每小题的四个备选答案中选出一个正确答案，填入下表答案栏。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
分数
1、α为( )度时，三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。
A、0度
B、60度
C、30度
D、120度。
2、能够实现有源逆变的电路为( ) 。
A、三相半波可控整流电路
B、三相半控整流桥电路
C、单相全控桥接续流二极管电路
D、单相桥式半控整流电路
3、已经导通了的晶闸管可被关断的条件是流过晶闸管的电流( )
A、减小至维持电流I H以下
B、减小至擎住电流I L以下
C、减小至门极触发电流I G以下
D、减小至5A以下
4、单相半波可控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是( ) A 、90° B 、120° C 、150° D 、180°
5、在型号为KP10-12G 中，数字12表示( )。
A 、额定电压12V
B 、额定电流12A
C 、额定电压1200V
D 、额定电流1200A
6、功率晶体管GTR 从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为( )
A 、一次击穿
B 、二次击穿
C 、临界饱和
D 、反向截止
7、降压斩波电路中，已知电源电压U d =16V,负载电压U 0=12V,斩波周期T=4ms ，则开通时间T ab =( ) A 、1ms B 、2ms C 、3ms D 、4ms 8、对同一晶闸管，维持电流I H 与擎住电流I L 在数值大小上有( )。
A 、I L 大于I H
B 、I L 小于I H
C 、I L 等于I H
D 、两者大小不一定 9、SPWM 逆变电路中，增加三角载波频率，输出正弦基波的频率( )。
A 、增加 B 、减小 C 、不变 D 、不确定 10、在一般可逆电路中，最小逆变角βmin 选在下面那一种范围合理( )。
A 、30º-35º B 、10º-15º C 、0º-10º D 、0º 1、 实现有源逆变必须满足哪些必不可少的条件？（6分）
2、电压型逆变电路中反馈二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反馈二极管？（6分）
3、如图为单相桥式SPWM 逆变器的主电路，试说明单极性控制方式在调制波u r 负半周的控制方法，设负向三角形载波为u c 。
（6分）
三、
分数
评卷人
简答题 (共18分)。
1、在图示斩波电路中，已知E=50V ，负载电阻R=20Ω，L 值和C 值极大，采用脉宽调制控制方式，当T=40µs ，t on =30µs 时，计算输出电压平均值U 0，输出电流平均值I 0。
(8分)
2、三相桥式全控整流电路，U 2=100V ，带电阻电感负载，R=5Ω，L 值极大，当a=60 时，计算输出平均电压U d 、输出电流I d 、晶闸管电流的平均值I dT 和有效值I VT 。
(8分)
四、
分数
评卷人
计算题（共计42分）
3、（共26分）单相桥式全控整流电路，U 2＝100V ，负载中R ＝2Ω，反电势E =60V ，L 值极大，当α＝30°时，要求：
（1）作出u d 、i d 和i 2的波形；（6分）
（2）求整流输出平均电压U d 、输出电流I d ，变压器二次电流有效值I 2；（6分） （3）考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流范围；（8分）
（4）如果考虑变压器漏感L B ，如何求输出平均电压U d ，请列出方程组。
（6分）
2
O
ω t
O
ω t
u
d
u。