电力电子技术在家用电器中的应用 ppt课件

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《电力电子技术的应用》PPT.

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一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.5 焊机电源----用途、结构及类型
■电焊机是用电能产生热量加热金属而实现焊接的电气设备，按照焊接加热原理的不同分为电弧焊机和电阻焊机两大类型。 ◆电弧焊机是通过产生电弧使金属融化而实现焊接；电阻焊机是使焊接金属通过大电流，利用工件表面接触电阻产生发热而融化实现焊接。 ◆这种焊接电源由于其优良特性已广泛应用。因存在高频逆变环节，又常被称为逆变焊机电源。
弧焊电源的基本结构图
12
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.6 功率因数校正技术----交流设备功率因数的提高 ■交流电力电子设备的共性问题：谐波污染与低功率因素. ■技术解决方案：功率因数校正技术（PFC）.
■ 交流用电设备采用有源PFC技术的好处： ◆功率因数提高，谐波电流减小，对电网的干扰降低，满足谐波限制标准。 ◆降低了对线路、开关、连接件等电流容量的要求。 ◆可实现宽范围电压输入，能适应世界各国不同的电网电压。 ◆整流电压波动减小，有利于提高了电路输出的控制精度和效率。 ■ 单相有源功率因数校正电路容易实现，可靠性也高，其技术已广泛应用。 ■ 三相有源功率因数校正电路结构和控制较复杂，成本也很高，三相功率因数校正技术仍是研究的热点。
8
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.3 开关电源----通信电源系统
48V直流母线 AC-DC 交流电网 AC-DC
一次电源
■分布式电源系统
负载
DC-DC
DC-DC
二次电源
负载
通信电源系统

◆在通信交换机、巨型计算机等复杂的电子装置中，供电的路数太多，总功率太大，难以用一个开关电源完成，因此出现了分布式的电源系统。 ◆一次电源完成隔离变换→48V直流母线→交换机中每块电路板上的DCDC变换器→电路所需的各种电压。 ◆一次电源采用多个开关电源并联的方案，每个开关电源仅仅承担一部分功率，并联运行的每个开关电源有时也被成称为“模块”，当其中个别模块发生故障时，系统还能够继续运行，这被称为“冗余”。

《电力电子技术》 ppt课件

电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言电力电子器件电力电子电路脉宽调制（PWM）技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构（显示图）
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
（N-IGBT）。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子，从
而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流能力。 – 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
（1）门极可关断晶闸管（2）电力晶体管（3）电力场效应晶体管（4）绝缘栅双极晶体管
★
第18页
电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件：栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件（复合型器件）
80年代后期开始，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得到迅猛的发展。
★
第10页
电力电子技术

电力电子技术(完整幻灯片PPT

1-3
2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗通态损耗
主要损耗断态损耗开关损耗
开通损耗关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度：下降时间与
延复迟系时数间，用的S比r表值示tf。/td，或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电力电子技术(完整幻灯片 PPT
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(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。
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03
整流与滤波技术
2024/3/26

电力电子技术的应用(ppt68页).pptx

Ce n] 2U 2
三峡大学电气与新能源学院
(10-9)
10
10.1.2 工作于有源逆变状态时
a 增大方向
增大方向
逆变电流断续时电动机的机械特性，与整流时十分相似：
理想空载转速上翘很多，机械特性变软，且呈现非线性。逆变状态的机械特性是整流状态的延续。
纵观控制角 a变化时，机械特性得
变化。
ia
ib
ic
O
wt
图10-1 三相半波带电动机负载且加平波电抗器时的电压电流波形
三峡大学电气与新能源学院
4
10.1.1 工作于整流状态时
此时，整流电路直流电压的平衡方程为
U d EM R Id U
（10-1）
式中，
R
RB
RM
3X B
2
。
EM 为电动机的反电动势
RId 负载平均电流Id所引起的各种电压降，包括：
三峡大学电气与新能源学院
2
10.1 晶闸管直流电动机系统·引言
晶闸管直流电动机系统——晶闸管可控整流装
置带直流电动机负载组成的系统。
是电力拖动系统中主要的一种。是可控整流装置的主要用途之一。
对该系统的研究包括两个方面：
其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况。其二是由整流电路供电时电动机的工作情况。本
率由于内阻不一定相同而稍有差异。
a1<a2<a3
a3
调节a 角，即可调节电动机的转速。 O
Id
图10-2 三相半波电流连续时以
三峡大学电气与新能源学院
电流表示的电动机机械特性
6
10.1.1 工作于整流状态时
2) 电流断续时电动机的机械特性

《电力电子技术》PPT课件 (2)

与应用。转
5.电力电子技术的应用
〔1〕一般工业
轧钢机
电解铝
数控机床
冶金工业
电化学工业中整流变压器
电化学整流电源设计
冶金工业中高频感应加热电源设备
〔2〕交通运输
电力电子技术在汽车42V直流总线下
DJ型交流电力传动机车
磁悬浮列车
飞机
局部国内外知名公司的变频器
西门子〔Siemens〕公司
施奈德公司
电力电子技术
高
静
压
止
直
无
流
功
电力机车
交直流电
电解
电镀
电加热
高性能交
输
补
牵力
直
电
偿
引传
流
动
电
源
与控制理论的关系
控制理论
实现
电力电子技术
电力电子装置是自动化的
根底元件
支撑技术
弱电和强电接口
弱电控制强电
3、学科的组成
电力电子技术
电力电子器件制造技术
变流技术
电力电子器件制造技术— 电力电子技术的根底
功率晶体管〔GTR〕
功率场效应管〔MOSFET〕
绝缘栅双极型晶体管〔IGBT〕
史前期（黎明期）
晶体管诞生
晶闸管问世，(公元
元年)
器件
全控型器件迅速发展
1904
1930
1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年)
水银（汞
晶闸管时代
IGBT出现
弧）整流器时代
功率集成器件
电力二极管
器件
器件
电力二极管实物图

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contents
目录
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 电力电子电路 • 电力电子技术的控制策略 • 电力电子技术的实验与仿真
01
电力电子技术概述
电力电子技术的定义与发展
定义
电力电子技术是一门研究利用半导体器件对电能进行变换和控制的科学。
发展历程
饱和压降等特性
05
广泛应用于电机控制、电源转
换等领域
06
03
电力电子电路
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。
整流电路的应用
列举整流电路在电力电子领域的应用，如电源供应器、电池充电器和电机驱动器等。
整流电路的类型
详细阐述不同类型的整流电路，如单相半波整流电路、单相全波整流电路、三相半波整流电路和三相全波整流电路等。
光调光器和电加热温度控制器等。
一般工业应用
01
02
03
电动机控制
利用电力电子技术实现对电动机的启动、调速、制动等控制，提高工业生产效率。
电热控制
通过电力电子技术对电热设备进行控制，实现精确的温度控制和节能效果。
照明控制
利用电力电子技术研发的照明控制系统，可实现对照明设备的智能控制和节能管理。
。
应用领域
适用于对控制精度要求不高、成本敏感的场合，如某些电源管理
、电机驱动等。
优缺点分析
优点在于实现简单、成本低；缺点在于控制精度低、易受干扰、
调试困难。
数字控制技术
原理与特点
基于数字电路和微处理器实现控制，具有控制精度高、灵活性好、易于实现复杂控制算法等特点。

2024版《电力电子技术》PPT课件

电力电子技术的定义与发展01020304定义晶闸管时代可控硅时代现代电力电子时代用于高压直流输电、无功补偿、有源滤波等，提高电力系统的稳定性和效率。

用于电动汽车、电动自行车、电梯等电机驱动系统，实现高效、节能的电机控制。

用于太阳能、风能等新能源发电系统，实现能源的高效利用和转换。

用于自动化生产线、机器人等工业设备，实现设备的精确控制和高效运行。

电力系统电机驱动新能源工业自动化数字化与智能化随着计算机技术和人工智能的发展，电力电子技术将实现数字化和智能化，提高系统的自适应能力和智能化水平。

高频化与高效化随着半导体材料和器件的发展，电力电子技术将实现更高频率和更高效率的电能转换。

绿色化与环保化随着环保意识的提高，电力电子技术将更加注重绿色、环保的设计理念，降低能耗和减少对环境的影响。

工作原理特点应用整流电路、续流电路等工作原理通过门极触发导通，无法自行关断特点耐压高、电流大、开关速度快应用直流电机调速、交流调压等工作原理特点应用工作原理特点应用逆变器、斩波器、电机驱动等工作原理特点应用工作原理开关速度快、耐压高、电流大、热稳定性好应用逆变器、斩波器、电机驱动等高端应用领域特点VS整流电路的作用整流电路的分类整流电路的工作原理整流电路的应用整流电路逆变电路逆变电路的作用逆变电路的分类逆变电路的工作原理逆变电路的应用直流-直流变流电路直流-直流变流电路的作用直流-直流变流电路的分类直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路交流-交流变流电路的作用交流-交流变流电路的工作原理A B C D交流-交流变流电路的分类交流-交流变流电路的应用电机驱动照明控制加热与焊接030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引航空电源电力系统应用高压直流输电柔性交流输电通过电力电子技术可实现高压直流输电，减少输电损耗和占地面积。

智能电网风能发电通过电力电子技术可实现风能发电系统的变速恒频控制和并网运行。

电力电子技术在家用电器中的应用19页PPT

谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
电力电子技术在家用电器中的应用
16、自己选择的路、跪着也要把它走完。 17、一般情况
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须充满光明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的人只能引为烧身，只有真正勇敢的人才能所向披靡。

《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PPT课件第7章

电力电子技术的展望
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分布式发电系统中的电力电子装置
分布式发电系统中的电力电子装置主要包括逆变器和分布式电源控制器，用于实现分布式电源的并网运行和功率控制。
分布式发电系统的优势与挑战
分布式发电系统能够提高供电可靠性和能源利用效率，但同时也面临着并网技术、运行控制和能源管理等方面的挑战。
分布式发电系统中的电力电子装置
05
交流调压电路的分类
可控硅调压电路、晶体管调压电路等。
交流调压电路的工作原理
通过快速开关晶体管或可控硅等器件，实现交流电压的快速调节。
交流调压电路的应用
灯光调节、电机调速、加热控制等。
交流调压电路
04
电力电子系统
电力系统运行
电力系统的运行需要保持稳定、安全、经济和可靠，通过调度和控制手段实现电力供需平衡和系统安全。
双极晶体管
场效应晶体管
晶体管的放大作用
通过电场效应控制导电沟道的开启和关闭，分为N沟道和P沟道两种类型。
通过控制基极电流，实现对集电极或发射极电流的放大，从而实现信号的放大。
03
02
01
晶体管
可控硅整流器是一种大功率开关器件，通过控制其导通角来控制输出电压和电流的大小。
工作原理
可控硅整流器需要一个触发信号才能导通，可以通过控制触发信号的相位和占空比来调节输出。
02
电力电子器件
半导体器件基础
半导体材料
硅和锗是最常用的半导体材料，它们具有特殊的电学性质，是制造电子器件的基础。
载流子
半导体中的主要载流子有电子和空穴，它们在电场的作用下可以移动，从而形成电流。

电力电子技术介绍课件

电机驱动：电力电子技术用于控制电机的转速、转矩和位置，实现精确的电机控制。
过程控制：电力电子技术用于实现对工业过程的精确控制，如温度、压力、流量等参数的控制。
能源管理：电力电子技术用于实现对能源的优化管理，如节能、环保、高效等。
自动化生产线：电力电子技术用于实现自动化生产线的控制和管理，提高生产效率和产品质量。
电力电子电路
01
电力电子电路是电力电子技 02
电力电子电路主要包括功率
术的核心部件，用于实现电
制。
和保护电路等部分。
03
功率器件是电力电子电路的核 04
驱动电路用于控制功率器件
心，用于实现电能的转换和控
的开关状态，实现对电能的
制，如IGBT、MOSFET等。
转换和控制。
低事故风险
谢谢
汇报人名字
05
控制电路用于实现对电力电 06
保护电路用于保护电力电子
子电路的控制和调节，如
电路免受损害，如过流保护、
PWM控制、相位控制等。
过压保护等。
电力电子系统
01
电力电子技术的核心部件包括：电
力电子器件、控制电路、驱动电路、
保护电路等。
02
电力电子器件是电力电子技术的基
础，包括：功率半导体器件、电力
电子开关器件、电力电子集成电路
电力电子技术在电动汽车中的应用
01
电力电子技术是电动汽车的核心技术之一，用于控制和调节电动汽车的电机、电池和充电系
统。
02
电力电子技术在电动汽车中用于实现电机驱动
控制、电池管理系统（BMS）和充电系统的高效、安全、可靠运
行。
03
电力电子技术在电动汽车中实现了电机驱动系统的高效、节能、低噪声运行，提高了电动汽车的驾驶舒适性和续航

电力电子技术的应用幻灯片PPT

'增大方向
'增大方向
n 反组变流器
' 1
' 2
' 3
' 4
'= '=
2
' 4
' 3
' 2
' 1 =' ;' = 1 1 11 =' ;' = 2 2 22
正组变流器
1
2
3
4
=
=
2
I
d
4
3
2
1
图10-5 电动机在四象限中的机械特性
10/70
增大方向
10.1.3 直流可逆电力拖动系统
+ EM M
-
电能
+
+
电网电网
电能
Ud - 反组
正组 - Ud
+ M EM
-
发电运行
电动运行
反转整流 Id
Id 反转逆变
反组 +T
EM M
+
电能
电网
+ Ud
反组
电网
电能
正组 + Ud
M EM
+
反组
电动运行 -n
发电运行
c)
图10-6 两组变流器的反并联可逆线路
12
10.1.3 直流可逆电力拖动系统
◆直流可逆拖动系统，能方便地实现
正反向运转外，还能实现回馈制动。
正转逆变 Id
Id 正转整流
☞由正转到反转的过程
+
+
√从1组桥切换到2组桥工作，
+ 电能
电网电网

《电力电子技术的应用》PPT

双PWM控制的电压型VVVF电源拓扑电路特点：
能源再生反馈；可实现电动机四象限运行；输入电流为正弦波，可实现高功率因数；控制较复杂，技术含量高，成本较高。
4
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.1 电力拖动系统----发展趋势 ■交流传动系统的优点（与直流系统相比）
◆最高速度更高和容量更大； ◆交流电动机结构简单，体积更小； ◆耗电量少，更节能； ◆高精度，快速响应。
教学目标：
熟悉电力电子技术的应用领域，了解和把握电力电子技术的新技术发展及应用趋势。
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.1 电力拖动系统----直流传动系统的变流器装置
3
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.1 电力拖动系统----交流传动系统的变频器装置 ■交直交变频器（VVVF电源）
特点：输出交流电压与频率可变。优点：可实现交流电机的平滑调速。
8
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.3 开关电源----通信电源系统
48V直流母线 AC-DC 交流电网 AC-DC
一次电源
■分布式电源系统
负载
DC-DC
DC-DC
二Байду номын сангаас电源
负载
通信电源系统
◆在通信交换机、巨型计算机等复杂的电子装置中，供电的路数太多，总功率太大，难以用一个开关电源完成，因此出现了分布式的电源系统。 ◆一次电源完成隔离变换→48V直流母线→交换机中每块电路板上的DCDC变换器→电路所需的各种电压。 ◆一次电源采用多个开关电源并联的方案，每个开关电源仅仅承担一部分功率，并联运行的每个开关电源有时也被成称为“模块”，当其中个别模块发生故障时，系统还能够继续运行，这被称为“冗余”。