华电电力电子课件6(研究生)
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电力电讲义子课件
R Vo
-
图8.1(a) 硬开关电路
硬开通：A－B－C
iT 硬关断：C－B－A
C VD VCEP
开关轨迹
8.1 硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性
有LC缓冲器的软开关过程
开通（ A→Q→E→C）：LS使工作点从A→Q，在vT＝ VQ<VD下iT从0→Io，然后从E→C，Pon’< Pon。
开关频率增加可提高变换器的功率密度，但硬开关变 换器的开关损耗会成比例升高。
LC缓冲器能降低开关器件的功耗，但其自身功耗使整 个变换器的效率不一定能提高。
零开关技术可消除开通关断损耗，是电力电子变换器 高频化最理想的技术。
8.1 硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性
LC谐振实现开关器件零电压开通和零电流关断
零开关谐振变换器 零转换谐振变换器 LC谐振环节中有辅助开关管或无辅助开关管。
8.3 谐振开关型零电压开通（ZVS）变换器
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制（ZVS PWM）变换器工作原理 8.3.2 零电压开通脉冲频率调制（ZVS PFM）变换器工作原理
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制(ZVSPWM)变换器工作原理
t＝t6时，iL＝0， Vcr＝VT1＝0，T2早已关断， 此后VD经T1、Lr建立iT1。 t=t8时，iT1＝Io，D0截止，完成T1开通过程。
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制(ZVSPWM)变换器工作原理
开关状态5：t8<t<t10
t＝t9时，开通T2，此时iL=I0不变T1已是通态， vL＝vT2＝0，T2是零电压开通。 t=t10时，关断T1（相当于t0时软关断T1）完 成一个开关周期Ts。
主电路组成
-
图8.1(a) 硬开关电路
硬开通：A－B－C
iT 硬关断：C－B－A
C VD VCEP
开关轨迹
8.1 硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性
有LC缓冲器的软开关过程
开通（ A→Q→E→C）：LS使工作点从A→Q，在vT＝ VQ<VD下iT从0→Io，然后从E→C，Pon’< Pon。
开关频率增加可提高变换器的功率密度，但硬开关变 换器的开关损耗会成比例升高。
LC缓冲器能降低开关器件的功耗，但其自身功耗使整 个变换器的效率不一定能提高。
零开关技术可消除开通关断损耗，是电力电子变换器 高频化最理想的技术。
8.1 硬开关、LC缓冲软开关和LC谐振零开关基本特性
LC谐振实现开关器件零电压开通和零电流关断
零开关谐振变换器 零转换谐振变换器 LC谐振环节中有辅助开关管或无辅助开关管。
8.3 谐振开关型零电压开通（ZVS）变换器
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制（ZVS PWM）变换器工作原理 8.3.2 零电压开通脉冲频率调制（ZVS PFM）变换器工作原理
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制(ZVSPWM)变换器工作原理
t＝t6时，iL＝0， Vcr＝VT1＝0，T2早已关断， 此后VD经T1、Lr建立iT1。 t=t8时，iT1＝Io，D0截止，完成T1开通过程。
8.3.1 零电压开通脉冲宽度调制(ZVSPWM)变换器工作原理
开关状态5：t8<t<t10
t＝t9时，开通T2，此时iL=I0不变T1已是通态， vL＝vT2＝0，T2是零电压开通。 t=t10时，关断T1（相当于t0时软关断T1）完 成一个开关周期Ts。
主电路组成
电力电子技术培训课件PPT(共-34张)
3）
-34-
•
1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
•
2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
•
3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!
•
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!
电气产品加工电与力检电测子技术 电气产品安装、运行及维护 电气设备销售及服务
电气产品的生产管理与设备改造升级
-5-
1.1 《电力电子应用技术》课程定位
供电、 应电 专业 面向 的职 业岗 位
电力电子技术
电气产品安装、运行及维护
1）直接为学生二年级的《直流调速系统》，三 年级的顶岗实习、和最终的就业服务。 2）生产服务型企业维修电工——常用机电设备 的电气安装、调试、维护能力
实操过程性考30%， 项目综合（含理论）考核40%， 平时考核30%
任务引导、团队 合作能力、实践 操作能力
20% 实操过程性考核
考核学生综合运用能力 和强化独立完成工作过 程的能力
60% 项目综合（含理论）考
核
20% 平时考核
课堂提问、课堂小练习、作业、研究性习题，辅助以学习态度 考核
-29-
5.课程特色
-13-
1.4 课程开发思路 2）以装备制造业为背景设计教学载体（学习性工作任务）；
十大制造门类
-34-
•
1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。
•
2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。
•
3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!
•
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!
电气产品加工电与力检电测子技术 电气产品安装、运行及维护 电气设备销售及服务
电气产品的生产管理与设备改造升级
-5-
1.1 《电力电子应用技术》课程定位
供电、 应电 专业 面向 的职 业岗 位
电力电子技术
电气产品安装、运行及维护
1）直接为学生二年级的《直流调速系统》，三 年级的顶岗实习、和最终的就业服务。 2）生产服务型企业维修电工——常用机电设备 的电气安装、调试、维护能力
实操过程性考30%， 项目综合（含理论）考核40%， 平时考核30%
任务引导、团队 合作能力、实践 操作能力
20% 实操过程性考核
考核学生综合运用能力 和强化独立完成工作过 程的能力
60% 项目综合（含理论）考
核
20% 平时考核
课堂提问、课堂小练习、作业、研究性习题，辅助以学习态度 考核
-29-
5.课程特色
-13-
1.4 课程开发思路 2）以装备制造业为背景设计教学载体（学习性工作任务）；
十大制造门类
华电研究生现代电力电子课件.ppt
iG
K-
K
反向击穿
现代电力电子技术原理与应用
iA
导通态
反向 阻断区
0 反向击 穿电压
脉冲电流作用 下导通过程
关断态
vAK 正向转折
电压
符号
实际伏安特性
iA 导通态
理想伏安特性
导通过程
0
vAK
反向阻断
正向阻断
17
第二章 电力电子器件
晶闸管
现代电力电子技术原理与应用
18
第二章 电力电子器件
螺栓型晶闸管外观
10
第二章 电力电子器件
现代电力电子技术原理与应用
功率半导体器件（实际电力电子开关）
F: Forward R: Reverse B: Bidirection C: Conducting B: Blocking
11
第二章 电力电子器件
功率半导体器件分类
现代电力电子技术原理与应用
• 不控型－整流二极管 • 半控型－晶闸管 • 全控型－GTO、BJT、IGBT、MOSFET ……
43
第二章 电力电子器件
现代电力电子技术原理与应用
单相整流器“抽象”电路模型
44
第二章 电力电子器件
现代电力电子技术原理与应用
三相整流器“抽象”电路模型
45
32
第二章 电力电子器件
现代电力电子技术原理与应用
IGBT功率模块外观（底面）
33
第二章 电力电子器件
GTO
现代电力电子技术原理与应用
• 电流控制器件（关断控制电流很大） • 用于（极）大功率场合（可至数十兆瓦） • 开关频率低（千赫兹以下） • 极大功率应用的（几乎）唯一选择
电力电子技术(第二版)课件
电力电子技术的发展趋势
总结词
未来电力电子技术的发展趋势包括更高频率的电能转换、更高效的能量管理和系统集成、 以及更智能的控制策略。
详细描述
随着电力电子技术的不断发展，未来的电能转换将向更高频率的方向发展，这将有助于减小设备体积和重量， 提高系统效率。同时，随着能源危机和环境问题的日益严重，更高效的能量管理和系统集成成为电力电子技 术的重要发展方向。此外，人工智能和自动控制技术的不断发展，也将推动电力电子技术向更智能的控制策
VS
详细描述
交流调压电路主要由自耦变压器或接触器 组成，通过控制自耦变压器或接触器的通 断状态，改变交流电的电压波形，从而实 现交流电压的调节。交流调压电路广泛应 用于灯光调节、电机调速、加热器控制等 场合。
04
电力电子技术的应用
电力系统
电力系统控制
分布式发电与微电网
利用电力电子技术实现对电力系统电 压、电流、频率等的精确控制，提高 电力系统的稳定性和可靠性。
电力电子技术(第二版)课件
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 电力电子电路 • 电力电子技术的应用 • 电力电子技术的未来展望
01
电力电子技术概述
定义与特点
总结词
电力电子技术是利用半导体电力电子器件进行电能转换和控制的学科领域。
详细描述
电力电子技术主要研究将电能从一种形式转换为另一种形式，例如从交流（AC）转换为直流（DC），或从一个 电压级别转换到另一个电压级别。它涉及的半导体电力电子器件包括晶体管、可控硅整流器（SCR）、可关断晶 闸管（GTO）等。
节能控制
通过电力电子技术实现设备的节能控制，降低能耗，提高能源利用 效率。
智能家居与楼宇自动化
利用电力电子技术实现智能家居和楼宇自动化，提高居住环境的舒 适度和节能性。
电力电子技术华电PPT课件
电流限制：控制环节框图（单环系统）
30.11.2020
5
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
现代电力电子技术原理与应用
• 固有的良好调速特性 • 可用于伺服驱动与调速驱动 • 结构负杂 • 维护困难 • 造价较高
30.11.2020
6
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
基本方程
现代电力电子技术原理与应用
9
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
稳态方程
现代电力电子技术原理与应用
vt Raia ea
Tm Beqm Teq
30.11.2020
10
第八章 电机驱动装置
直流电机驱动
基本方程
现代电力电子技术原理与应用
Tem kt f ia ea k e f m
30.11.2020
11
第八章 电机驱动装置
I2 a,rms
F I a ,rm s I a ,av
Tem Ia,av
30.11.2020
15
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
• 在所需象限运行的能力 • 电流限流能力 • 较硬的机械特性 • 尽可能好的波形因数 • 快速的响应特性
30.11.2020
16
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
伺服驱动装置
• 四象限运行 • 硬机械特性 • 快速响应特性
交接时间的影响
30.11.2020
DC/DC全桥换流器
17
第八章 电机驱动装置
现代电力电子技术原理与应用
用于驱动直流电机的电力电子装置
华电《电力系统分析基础》 PPT
电网监视与控制
SCADA－数据采集与监视控制系统 （Supervisory Control And Data Acquisition ）
电气设备在线监测与故障诊断（计划检修→状态检修） 负荷分级（一级、二级、三级），故障时，按负荷等级
限电。
➢负荷（一级 二级 三级）
一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人 身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。
一、电力系统的形成与发展 二、电力系统的基本概念 三、电力系统的基本参量和接线图
电的产生
1831年 法拉第发现 电磁感应定律
交流发电机 直流发电机 直流电动机
= 直流发电机
100~400V
电弧灯
M 直流电动机
特点：输电电压低，输送距离短，输送功率小。
高压输电
1882年，法国人M ·德波列茨将位于弥斯巴赫煤矿的蒸汽 机发出的电能输送到 57km外的慕巴黑，并用以驱动水泵。
二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大 量减产，人民生活受影响。
三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
2.保证良好的电能质量
衡量电能质量的基本指标：
电压质量 35kV及以上：±5% 10kV及以上：±7% 频率质量 ±0.2 ~ 0.5Hz
主要指标：
电压偏差、频率偏差、谐波畸变率、三相不平衡度、 电压波动和闪变。
电气接线图：主要显示系统中某发电厂（变电所） 内的发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主 微观
要电机、电器、线路之间的电气接线。
1.2 电力系统运行的特点和要求
1. 可以很方便地转换成其他形式的能，如光能、热 能、机械能、化学能等。
2. 便于生产、输送、分配、使用，易于控制。
3. 可以方便地将自然界的一次能源转化为电能，如 煤、石油、天然气、水能、核能、风能和太阳能 等。
SCADA－数据采集与监视控制系统 （Supervisory Control And Data Acquisition ）
电气设备在线监测与故障诊断（计划检修→状态检修） 负荷分级（一级、二级、三级），故障时，按负荷等级
限电。
➢负荷（一级 二级 三级）
一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人 身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。
一、电力系统的形成与发展 二、电力系统的基本概念 三、电力系统的基本参量和接线图
电的产生
1831年 法拉第发现 电磁感应定律
交流发电机 直流发电机 直流电动机
= 直流发电机
100~400V
电弧灯
M 直流电动机
特点：输电电压低，输送距离短，输送功率小。
高压输电
1882年，法国人M ·德波列茨将位于弥斯巴赫煤矿的蒸汽 机发出的电能输送到 57km外的慕巴黑，并用以驱动水泵。
二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大 量减产，人民生活受影响。
三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
2.保证良好的电能质量
衡量电能质量的基本指标：
电压质量 35kV及以上：±5% 10kV及以上：±7% 频率质量 ±0.2 ~ 0.5Hz
主要指标：
电压偏差、频率偏差、谐波畸变率、三相不平衡度、 电压波动和闪变。
电气接线图：主要显示系统中某发电厂（变电所） 内的发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主 微观
要电机、电器、线路之间的电气接线。
1.2 电力系统运行的特点和要求
1. 可以很方便地转换成其他形式的能，如光能、热 能、机械能、化学能等。
2. 便于生产、输送、分配、使用，易于控制。
3. 可以方便地将自然界的一次能源转化为电能，如 煤、石油、天然气、水能、核能、风能和太阳能 等。
电力电子技术(第2版)第6章
6.1.4 零电压开关准谐振变换器
零电压开关准谐振Buck变换器(ZVS-QRC)也有全波模式和半波模式2 种电路。若开关器件只能承受单方向电压，则ZVS-QRC工作于半波 模式，其电路如图6-5(a)所示；若开关器件能承受双向电压，则 ZVS-QRC工作于全波模式，其电路如图6-5(b)所示。在ZVS-QRC中， 谐振电容Cr与开关管并联，谐振电感Lr与二极管VD串联。
(6) 箝位回馈阶段[T5，T6]。 在T5时，电容电压uc已上升到Ud，由于电感 电流iLr大于负载电流，因此将继续给电容 C充电，uc的电压一旦高于Ud ，由于二极 管VD0的箝位作用，谐振回路电感中的电 流除供给负载外，多余的电流通过VD0回 溃给电压源，电感电流逐渐减小，等效电 路如图6-8(g)所示。当电感电流减小到等 于负载电流时，VT0导通，由电压源和电 感电流iLr 同时给负载供电。VT0 是在零电 压和零电流下导通。
通常，在高通断频率时，ZVS比ZCS更可取，原因在于开关的内部 电容。当开关在零电流但在一定电压下闭合时，内部电容上的电 荷耗散在开关中。当通断频率很高时，这种损耗变得很大。但是， 如果开关是在零电压时闭合就不存在这种损耗。 从上述的电路分析可知，开关准谐振变换器可以有效地降低器件 的开关损耗，使得ZCS-QRC的实际工作频率达到1-2MHz，ZVSQRC的实际工作频率达到10MHz，但器件的电压或电流应力都比 较大，这是一个缺点，也是应用中一个重要的限制因素，值得进 一步研究。
1. 谐振直流环的结构
虚框内为桥式并 联谐振网络，它 由主开关管 VT0(VD0)，谐 振开关管VTa、 VTb、VDa、 VDb及谐振电感 Lr组成。
三相逆变器开关器件两端并联的电容可以等效为逆变器两端的电容C。则 在VT0、VTa、VTb通断，形成Lr、C谐振过程中就能使电容C两端直流电压 为零值，从而在主开关器件VT1—VT6需要改变开关状态时，产生零电压 开通和零电压、零电流关断的条件。该拓扑具有以下特点： (1) 逆变器开关器件可以选择在任何时刻通断，谐振可以在任何时刻进行，便 于和逆变器VT1—VT6开关器件的PWM控制同步。 (2) 所有开关器件承受的电压应力不超过Ud。 (3) 谐振电路的开关动作均在零电压条件下进行。 (4) 谐振电感Lr不在主回路能量传递通道上，逆变器不换流时Lr不工作，Lr仅用 作谐振时的储能元件。 (5) 谐振电容和每个主开关器件并联，因此，可以利用器件本身的寄生电容作 谐振电容或者作为谐振电容的一部分。
电力电子学课件PPT课件
27
第27页/共34页
UPFC*=STATCOM+SSSC
☺变流器I在逆变状态向电 网送出有功功率时，
☺变流器I在高频整流状态 从电网吸取有功功率时，
变流器II则高频整流状态 变流器II则逆变状态向电网
从电网吸取有功功率。
送出有功功率。
28
第28页/共34页
UPFC*：有功、无功潮流
P
V2 IP V2 I
X
19
第19页/共34页
20
STATCOM控制
☺幅值、相位控制框图。 ☺直流侧电压、无功功率闭环调节。
第20页/共34页
第10章 电力电子开关型补偿控制器
10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR) 10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*) 10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM) 10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)
☺这种双变换器串并联结构如用于不停电电源领域，则可
称之为增量式UPS。
31
第31页/共34页
全章小结（1）
☺ 利用电力半导体开关器件可以调控电感、电容、电 阻的数值； ☺ 利用电力电子开关组成的开关型电力变换电路可以 构成各种类型的电压、电流补偿器和控制器。 ☺ 利用这些电力补偿器和控制器：
可以改变电网等效负载的感抗、容抗和电压、电流； 可以补偿谐波电流和谐波电压； 可以调控电网负载的基波电压的大小和相位； 可以补偿线路电抗； 可以改变输电线路的有功和无功功率，并对电力系 统的功率平衡进行快速、灵活、有效的调节和控制。
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UPFC*=STATCOM+SSSC
☺变流器I在逆变状态向电 网送出有功功率时，
☺变流器I在高频整流状态 从电网吸取有功功率时，
变流器II则高频整流状态 变流器II则逆变状态向电网
从电网吸取有功功率。
送出有功功率。
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UPFC*：有功、无功潮流
P
V2 IP V2 I
X
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STATCOM控制
☺幅值、相位控制框图。 ☺直流侧电压、无功功率闭环调节。
第20页/共34页
第10章 电力电子开关型补偿控制器
10.1 电力传输基本运行特性 10.2 晶闸管开关型并联补偿控制器(TSC、TCR) 10.3 晶闸管开关型串联电容补偿 (TCSC、GCSC*) 10.4 PWM变流器型静止同步并联补偿器 (STATCOM) 10.5 PWM变流器型静止同步串联补偿器(SSSC) 10.6 谐波电流补偿器(HCC) 10.7 谐波电压补偿器(HVC) 10.8 统一潮流控制器(UPFC*) 10.9 统一电能质量控制器(UPQC*)
☺这种双变换器串并联结构如用于不停电电源领域，则可
称之为增量式UPS。
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全章小结（1）
☺ 利用电力半导体开关器件可以调控电感、电容、电 阻的数值； ☺ 利用电力电子开关组成的开关型电力变换电路可以 构成各种类型的电压、电流补偿器和控制器。 ☺ 利用这些电力补偿器和控制器：
可以改变电网等效负载的感抗、容抗和电压、电流； 可以补偿谐波电流和谐波电压； 可以调控电网负载的基波电压的大小和相位； 可以补偿线路电抗； 可以改变输电线路的有功和无功功率，并对电力系 统的功率平衡进行快速、灵活、有效的调节和控制。
华北电力大学-电力电子技术原理
2020/10/5
19
第七章 在电力工业中的应用
HVDC原理示意图
A端
正极12脉动
Ld YY
现代电力电子技术原理与应用
双桥换流器
B端
交流系统A
滤波 DY
YY
滤波及 无功补偿
滤波
直流输电线
负极12脉动
DY
Ld
交流系统B
2020/10/5
20
第七章 在电力工业中的应用
现代电力电子技术原理与应用
双桥12脉动换流器直流电压（ 变化，u = 0 ）
• 试验性 “远距离” 直流输电
• 交流电力系统
• 现代意义的高压直流输电
2020/10/5
9
第七章 在电力工业中的应用
现代电力电子技术原理与应用
电力发展简史：人们对电的认识
• 静电
• 伏打电1池9世纪80～90年代，交流发 电机，变压器，感应电动
• 电报 机……。 • 试验性规“模远巨距大离的”交直流流电输力电系统。
线传输微弱的电流 • 交流电力系统
• 现代意义的高压直流输电
2020/10/5
8
第七章 在电力工业中的应用
现代电力电子技术原理与应用
电力发展简史：人们对电的认识
• 静电 1882年，1500～2000 V， 1.5 kW， 57 km。
• 伏打电池 1927年，125 kV，
• 电报 20 MW，225 km。
电力发展简史：人们对电的认识
• 静电 • 伏打电池 • 电报 • 试验性 “远距离” 直流输电 • 交流电力系统 • 现代意义的高压直流输电
2020/10/5
7
第七章 在电力工业中的应用
电力电子技术完整版课件全套ppt教程 (2)全文编辑修改
（四）动态参数
1．断态电压临界上升率du／dt du／dt是在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通 态转换的最大阳极电压上升率。在实际使用时的电压上升率必须低于此
规定值。
表1-3 断态电压临界上升率（du / dt）的等级
du /
dt
V
25
/μs
级 别
A
50 100 200 500 800 1000
8
800
20
9
900
22
10 1000 24
12 1200 26
14 1400 28
16 1600 30
18 1800
2000 2200 2400 2600 2800 3000
表1-2 晶闸管正向通态平均电压的组别
正向 通态 平均 电压 V
组别 代号
正向 通态 平均 电压 V
组别 代号
UT（AV） ≤0.4
晶闸管承受断态重复峰值电压UDRM 和反向重复峰值电压URRM 时的 峰值电流。
5. 浪涌电流ITSM ITSM是一种由于电路异常情况引起的使结温超过额定结温的不重 复性最大正向过载电流，用峰值表示。它是用来设计保护电路的。
按标准，普通晶闸管型号的命名含义如下：
（三）门极触发电流IGT和门极触发电压UGT IGT是在室温下，给晶闸管施加6V正向阳极电压时，使元件由断态转 入通态所必需的最小门极电流。
4．通态（峰值）电压UTM UTM 是晶闸管通以π倍或规定倍数额定通态平均电流值
时的瞬态峰值电压。从减小损耗和器件发热的观点出发，应
该选择UTM较小的晶闸管。 5．通态平均电压(管压降)UT(AV) 当元件流过正弦半波的额定电流平均值和稳定的额定结
1．断态电压临界上升率du／dt du／dt是在额定结温和门极开路的情况下，不导致晶闸管从断态到通 态转换的最大阳极电压上升率。在实际使用时的电压上升率必须低于此
规定值。
表1-3 断态电压临界上升率（du / dt）的等级
du /
dt
V
25
/μs
级 别
A
50 100 200 500 800 1000
8
800
20
9
900
22
10 1000 24
12 1200 26
14 1400 28
16 1600 30
18 1800
2000 2200 2400 2600 2800 3000
表1-2 晶闸管正向通态平均电压的组别
正向 通态 平均 电压 V
组别 代号
正向 通态 平均 电压 V
组别 代号
UT（AV） ≤0.4
晶闸管承受断态重复峰值电压UDRM 和反向重复峰值电压URRM 时的 峰值电流。
5. 浪涌电流ITSM ITSM是一种由于电路异常情况引起的使结温超过额定结温的不重 复性最大正向过载电流，用峰值表示。它是用来设计保护电路的。
按标准，普通晶闸管型号的命名含义如下：
（三）门极触发电流IGT和门极触发电压UGT IGT是在室温下，给晶闸管施加6V正向阳极电压时，使元件由断态转 入通态所必需的最小门极电流。
4．通态（峰值）电压UTM UTM 是晶闸管通以π倍或规定倍数额定通态平均电流值
时的瞬态峰值电压。从减小损耗和器件发热的观点出发，应
该选择UTM较小的晶闸管。 5．通态平均电压(管压降)UT(AV) 当元件流过正弦半波的额定电流平均值和稳定的额定结
《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
电力电子技术全套电子课件完整版ppt整本书电子教案最全教学教程
电力电子技术
（第5版）
课程目标
• 通过本课程的学习，使学生在熟悉和掌握典型电力电子系 统模型的工作原理基础上，构建科学合理的设计方案，并 能 够 对 电气工程领域复杂工程问题的系统模型和设计方案 进行推理和验证。
• 培养学生熟悉和掌握典型电力电子电路的电路模型原理， 并进行关键参数计算、主要器件选型。并能够结合具体或 特定需求进行合理的分析和初步设计电力变换装置。
2. 电力电子技术的发展
电力电子器件的发展
史前期 （黎明期）
晶闸管问世
电子管问世
晶体管诞生
全控型器件迅 速发展时期
碳化硅等宽禁 带半导体材料
发展
GTO\BJT\功率 MOSFET出现和 发展时代
1904
1930
1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年)
水银（汞弧） 整流器时代
• 培养学生在熟悉和掌握典型电力电子电路工作原理的基础 上，根据要求制定基本合理的实验方案，并进行必要的计 算或可行性分析。
考核及成绩评定方法
项目
形式
平时作业
作业（12次）
实验
实验+实验报告
小测试
小测试（2次）
期末考试 选择题、填空题、简答题、综合题、思考题
总成绩
比例 30% 10% 20% 60% 100%
（3） 变换器的辅助电路
变换器必须在一些辅助电路的支持下才能正常工作，这些辅助电路包括：
① 控制电路：控制电路的功能具有检测、控制和隔离功能。采集变换器工作状
态，根据输入和输出的要求产生主电路开关管的通断控制信号，实现强电、弱
电的隔离。
控 制 电 路 电气隔离
检测 电路
（第5版）
课程目标
• 通过本课程的学习，使学生在熟悉和掌握典型电力电子系 统模型的工作原理基础上，构建科学合理的设计方案，并 能 够 对 电气工程领域复杂工程问题的系统模型和设计方案 进行推理和验证。
• 培养学生熟悉和掌握典型电力电子电路的电路模型原理， 并进行关键参数计算、主要器件选型。并能够结合具体或 特定需求进行合理的分析和初步设计电力变换装置。
2. 电力电子技术的发展
电力电子器件的发展
史前期 （黎明期）
晶闸管问世
电子管问世
晶体管诞生
全控型器件迅 速发展时期
碳化硅等宽禁 带半导体材料
发展
GTO\BJT\功率 MOSFET出现和 发展时代
1904
1930
1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年)
水银（汞弧） 整流器时代
• 培养学生在熟悉和掌握典型电力电子电路工作原理的基础 上，根据要求制定基本合理的实验方案，并进行必要的计 算或可行性分析。
考核及成绩评定方法
项目
形式
平时作业
作业（12次）
实验
实验+实验报告
小测试
小测试（2次）
期末考试 选择题、填空题、简答题、综合题、思考题
总成绩
比例 30% 10% 20% 60% 100%
（3） 变换器的辅助电路
变换器必须在一些辅助电路的支持下才能正常工作，这些辅助电路包括：
① 控制电路：控制电路的功能具有检测、控制和隔离功能。采集变换器工作状
态，根据输入和输出的要求产生主电路开关管的通断控制信号，实现强电、弱
电的隔离。
控 制 电 路 电气隔离
检测 电路
中国电力最高学府——华北电力大学ppt
• 主要课程：力学、工程热力学、工程流体力学、传热学、汽轮机原理、锅炉原理、热 力发电厂、泵与风机、自动控制理论、工程图学、机械设计基础、电工技术基础、电 子技术基础以及各专业方向的专业课。本专业设置的必修和选修课程有110余门可供学 生学习，涉及素质教育的各个方面。
•
毕业去向：1.大型现代化电力企业从事生产、经营和管理工作；2.各级政府部门及
• 毕业去向：1.核电厂的运行、维护和管理及技术支持工作；2.核电设 备制造企业的技术开发工作；3.核工程设计院和研究院的设计和科研 工作；4.核电工程公司的技术咨询与管理工作。
• 主要就业单位有：五大电力集团公司、中国广东核电集团公司、中国 核工业集团公司、核电工程建设公司、核电设备制造企业、核工程设 计院、核工程与核技术研究院所等。
控制系统、微机原理及应用、过程计算机控制、计算机仿真、计算机软件基
础、数字信号处理和现代控制理论基础等。
•
学生毕业后主要在电力系统就业，也可在机械、船舶、化工、核工业、
计算机等行业的工业过程控制、电力电子技术、过程检测与自动化仪表、电
子与计算机技术、信息处理、管理与决策等领域内从事系统分析、设计、运
电压技术、继电保护等。
•
专业方向。 ：电力系统及其自动化、继电保护与自动远动技术、
电力电子技术、城市供用电技术、高电压及信力设计院、电力规划院、电力建设部门、
电力科研开发部门、发电厂以及与电力生产密切相关的设备制造企业
等。
华电，期待你的到来
热能与动力工程
• 热能与动力工程专业是华北电力大学创建最早的专业，成立于1958年建校之初，是学 校师资力量最强、特色最突出的专业之一，也是体现学校鲜明办学特色的支柱专业。 该专业具有一级学科博士学位授予权，依托一个教育部重点实验室和一个北京市重点 实验室。本专业的目标是培养既掌握热能与动力工程专业的基础理论知识、计算技能， 又具备从事相关领域工作所需要的经济管理知识和能力，能够从事电力行业相关领域 的科学技术应用、研究、开发和管理的高级人才。本专业培养的学生基础扎实，知识 面宽，具有一定创新精神、较强的实践能力和良好的发展潜力。目前热能与动力工程 专业已经从面向传统火力发电，拓展出一些新的专业方向。现本专业的专业方向包括： 热能动力、集控运行、燃气轮机及其联合循环、核能发电、风力发电等。
华电发电厂电气部分第6讲PPT教案
S [70/ 0.9 5010% / 0.8] / 2 42 （MVA） NT
比较（1）〜（4），按最大者选择主变的容量， 即 SNT ≥ 48MVA ，故选择SF7-63000/110，
额定电压121/10.5kV
第18第页1/共9页56/共页50页
2、变电站主变压器
1）变电所主变容量，一般应按5-10年规划 负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、 电网结构等综合考虑，确定其容量。
S NT PLmax / cosL PN'G (1 Kp ) / cosG / n （MVA）
第15第页1/共6页56/共页50页
2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷
PLmax PLmin cosL
[原则3] 发电机电压母线上有
停用
两台或以上主变时，当其中 容量最大的一台因故退出运
a. 一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，多采用三绕组 变压器。但每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的 15%及以上，否则选两台双绕组变合理。
b. 对于最大机组为200MW以上的发电厂，一般采用双绕组变压 器，加联络变压器。
c. 在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变 的场所，均可优先选用自耦变。它损耗小，体积小，效率高， 但限流效果差，且变比不宜过大。
行时，其余主变在允许的正
常过负荷范围内，应能输送
母线剩余功率的70%以上。
PN1
cosG
PC 厂用
TG11
PN 2
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL 70%/(n 1)（MVA）
第16第页1/共7页56/共页50页
2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
比较（1）〜（4），按最大者选择主变的容量， 即 SNT ≥ 48MVA ，故选择SF7-63000/110，
额定电压121/10.5kV
第18第页1/共9页56/共页50页
2、变电站主变压器
1）变电所主变容量，一般应按5-10年规划 负荷来选择，根据城市规划、负荷性质、 电网结构等综合考虑，确定其容量。
S NT PLmax / cosL PN'G (1 Kp ) / cosG / n （MVA）
第15第页1/共6页56/共页50页
2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
直配负荷
PLmax PLmin cosL
[原则3] 发电机电压母线上有
停用
两台或以上主变时，当其中 容量最大的一台因故退出运
a. 一般当最大机组容量为125MW及以下的发电厂，多采用三绕组 变压器。但每个绕组的通过容量应达到该变压器额定容量的 15%及以上，否则选两台双绕组变合理。
b. 对于最大机组为200MW以上的发电厂，一般采用双绕组变压 器，加联络变压器。
c. 在110KV及以上中性点直接接地系统中，凡需选用三绕组变 的场所，均可优先选用自耦变。它损耗小，体积小，效率高， 但限流效果差，且变比不宜过大。
行时，其余主变在允许的正
常过负荷范围内，应能输送
母线剩余功率的70%以上。
PN1
cosG
PC 厂用
TG11
PN 2
S NT PNG (1 Kp ) / cosG PLmin / cosL 70%/(n 1)（MVA）
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2）具有发电机电压母线接线的主变压器容量的确定原则
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2004级硕士研究生课程
现代电力电子技术原理与应用
第六章
谐振换流器
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
提高开关频率的好处
• 更小的体积
• 更轻的重量
• 更高的功率密度
• 低成本
2
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
提高开关频率的问题
• 更严重的EMI
• 开关承受的更强的开关应力
• 开关损耗增大
9
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
在谐振电容上并联电流源负载的电路
10
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振 直－直换流器
11
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振直－直换流器：间断导通方式
12
第六章 谐振换流器
• 谐振型直流连接换流器
• 高频连接整数半波换流器
7
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
无阻尼串联谐振电路
微分方程组
diL Lr vC Vd dt dvC 代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
无阻尼串联谐振电路
微分方程组的解
Vd VC 0 iL (t ) I L 0 cos 0 (t t0 ) sin 0 (t t0 ) Z0 vC (t ) Vd (Vd VC 0 ) cos 0 (t t0 ) Z 0 I L 0 sin 0 (t t0 )
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振直－直换流器：连续导通方式一
13
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振直－直换流器：连续导通方式二
14
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振 直－直换流器： 稳态工作特性 电流源特性
15
3
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
感性输出电流时的开关损耗
4
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
消耗型吸收回路
5
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
零电压和/或零电流切换
6
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
谐振换流器分类
• 负载谐振换流器
• 谐振开关换流器
现代电力电子技术原理与应用
第六章
谐振换流器
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
提高开关频率的好处
• 更小的体积
• 更轻的重量
• 更高的功率密度
• 低成本
2
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
提高开关频率的问题
• 更严重的EMI
• 开关承受的更强的开关应力
• 开关损耗增大
9
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
在谐振电容上并联电流源负载的电路
10
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振 直－直换流器
11
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振直－直换流器：间断导通方式
12
第六章 谐振换流器
• 谐振型直流连接换流器
• 高频连接整数半波换流器
7
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
无阻尼串联谐振电路
微分方程组
diL Lr vC Vd dt dvC 代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
无阻尼串联谐振电路
微分方程组的解
Vd VC 0 iL (t ) I L 0 cos 0 (t t0 ) sin 0 (t t0 ) Z0 vC (t ) Vd (Vd VC 0 ) cos 0 (t t0 ) Z 0 I L 0 sin 0 (t t0 )
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振直－直换流器：连续导通方式一
13
第六章 谐振换流器
现代电力电子技术原理与应用
串联谐振电路
串联负载谐振直－直换流器：连续导通方式二
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串联谐振电路
串联负载谐振 直－直换流器： 稳态工作特性 电流源特性
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• 负载谐振换流器
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