电力电子
电力电子技术及应用
电力电子技术及应用第一章电力电子技术的概述电力电子技术是指利用电子器件和电路技术，对电力进行变换、调节、控制和保护等处理的技术。
它既是电力系统的重要组成部分，又是电力工业中的核心技术之一。
电力电子技术是将电力与电子技术相结合的交叉学科，是研究电力驱动及其控制、电力变换及其调节等基础理论和应用技术，其主要应用领域包括电力系统、电力驱动、能量转换、新能源等。
第二章电力电子技术的基本理论电力电子技术的基本理论包括电力电子器件、电力电子电路、电力控制、电力调节等方面。
1. 电力电子器件电力电子器件是电力电路中的基础元件，包括晶闸管、功率晶体管、MOSFET管、IGBT管和二极管等。
其中晶闸管是最早被应用的电力电子器件，其功率比较大，但开关速度慢，一般用于直流电路中；功率晶体管、MOSFET管、IGBT管在开关速度和功率特性方面都得到了较大的提高，广泛应用于交流电路。
2. 电力电子电路电力电子电路是利用电力电子器件构成的一种特殊电路，主要包括直流-直流电路、直流-交流电路和交流-交流电路等。
直流-直流电路主要用于直流电源的升压、降压、变换和稳压等，是各种电力变换电路的核心部分；直流-交流电路主要用于交流电源的变换和调节，是各种交流电力驱动和照明装置的核心部分；交流-交流电路主要用于交流电动机的调速等。
3. 电力控制电力控制是指利用控制电路实现电力电子器件与电路的开关控制、脉宽调制、相位控制等，从而实现电力的调节和控制。
电力控制系统包括开关电源、逆变电源、直流调速、交流调速等，而控制策略主要包括脉宽调制、空间矢量调制等。
4. 电力调节电力调节是指通过电力电子技术对电力进行调节和变换。
其主要应用在变频调速、交流稳压、电动车充电等领域。
电力调节系统一般包括电源、滤波器、逆变器、负载等组成。
第三章电力电子技术的应用1. 电力系统电力电子技术在电力系统中广泛应用，主要包括无功补偿、市电汇流、直流输电等。
其中无功补偿系统是减小交流系统无功功率流的有效措施，可以提高电网的稳定性和可靠性，提高电力的使用率。
电力电子技术
图7.32 电压型交直交系统再生制动时的等值电路
38
电力电子技术 PWM整流器在可再生能源中的应用
– 可再生能源（风能、太阳能、潮汐发电、水 力发电等）不可控 ，不能直接并入电网 。
– 太阳能发电并网系统
TD1 TD3 TD5
L C
Salor Array
VDC
Lf
Cf
TD4
TD6
TD2
图7.36 太阳能发电并网系统原理图
18
电力电子技术
其它方面的应用
• 常规电源：不停电电源、开关电源、微机及仪器 仪表电源、航空电源、通信电源等。 • 专用电源：电化学电源、蓄电池充电放电、电子 模拟负载、电解水电源、交流电子稳 压电源、脉冲功率电源等； • 新型能源：如太阳能电池，风力发电等； • 节能： 如利用变频器调节电动机转速
30
电力电子技术
三、整流电路基本工作原理
• 整流——交流到直流的变换
– 不控整流（二极管） – 相控整流（晶闸管） – PWM整流（IGBT）
31
电力电子技术
相控整流电路的一般结构
• 主电路: －交流电源：工频电网或整流变压器
－滤波器：为保证电流连续
－负载：阻性负载、阻感负载、反电势负载等 • 控制电路：模拟控制、数字控制、单片机、DSP
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电力电子技术
单相桥式全控整流电路
• 工作原理（正半周）
ud
0 π
2 π
－ωt＝：发脉冲，T1T4导通
－ωt＝π：iT1=iT4=Id，T1T4仍然 导通，T2T3承受正电压
Ud
ωt
a
i2
u2 u2
i2 Id
u2
－ωt ＝π＋：T2T3导通，T1T4
电力电子基础知识归纳
电力电子基础知识归纳
1. 电力电子的定义
电力电子是一门关于控制和转换电能的学科，研究通过电子器件和电子控制实现电能的有效转换和控制。
2. 电力电子器件
2.1 双向开关器件
- MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）
- IGBT（绝缘栅双极晶体管）
2.2 单向开关器件
- 可控硅（SCR）
- 双向可控硅（GTO）
- 快速开关二极管（FRED）
- 二极管
3. 电力电子应用领域
3.1 变频器
变频器是一种通过改变电源频率来控制电机转速的装置，广泛应用于工业驱动运动控制等领域。
3.2 逆变器
逆变器是一种将直流电能转换为交流电能的装置，用于太阳能发电、电动车等领域。
3.3 交流调压器
交流调压器是一种能够调节交流电压的装置，常用于家庭和办公室电器的稳压供电。
4. 电力电子系统的优势
- 高效率：电力电子系统能够提高能源利用效率，减少能源浪费。
- 高精度：电力电子系统可以实现精确的电能控制和调节。
- 可靠性：电力电子系统具有较高的可靠性和稳定性。
以上是对电力电子基础知识的简要归纳，希望对您有所帮助。
如需更详细的信息，请参考相关教材和资料。
电力电子技术_基础知识
电力电子系统集成化研ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成为热点，目前主要集中
于电力电子器件与控制电路的集成、磁性元件的集 成两大块。
三、电力电子技术的应用
电源
弧焊电源 电解、电镀电源 不停电电源（UPS） 恒频恒压电源 直流开关电源 充电电源 感应加热电源 脉冲电源、激光电源 。。。
数码产品广泛应用各类开关电源
新能源应用
风能、太阳能、潮汐能、地热能等应用
电网电源常见问题波形示意图
未来电力系统将大量应用电力电子 技术以提高电力品质和供电效率
风力、太阳能发电系统
风力发电
太阳能发电
三、电力电子技术的应用
照明
各类气体放电灯 电子镇流器 LED照明驱动器
西湖夜景
杭州湾大桥
集中运行中心
面向军事应用领域举例
电力电子技术与电能控制的关系
一、什么是电力电子学
典型的电力电子系统
电流采样
二、电力电子技术的发展与现状
电力电子器件的进步推动电力电子学的变革发展
1957年通用电气公司发明晶闸管，标志着电力电子技术的 诞生，相控变换技术广泛应用；
20世纪70年代后期，GTO、GTR、P-MOSFET迅速发
展，PWM控制技术推广应用； 20世纪80年代后期，IGBT开始推广应用，大功率变换进
入以IGBT+PWM技术为主流的时代；
20世纪90年代，为降低器件开关损耗，软开关技术开始推 广应用；
二、电力电子技术的发展与现状
进入21世纪以后
为了实现高频和低 EMI 的大功率变换，多电平变换 技术逐步推广应用；
船用操作变流器模块
配电模块
燃料电池
《电力电子技术》学习资料
《电力电子技术》学习资料概述本文档旨在提供关于电力电子技术的研究资料，帮助读者了解该领域的基本概念和原理。
1. 电力电子技术简介- 电力电子技术是指利用电子器件和电力技术，将电能进行控制、变换和传输的技术领域。
- 电力电子技术广泛应用于电力系统、工业控制、电动车辆、电力传输等领域。
2. 电力电子技术的重要原理与器件2.1 可控硅器件- 可控硅器件是电力电子技术中最基本的器件之一。
- 可控硅器件可以实现对电能的方向、大小以及周期进行控制，广泛应用于电动机控制、电能变换等领域。
2.2 逆变器与变频器- 逆变器用于将直流电转换为交流电，常用于太阳能发电系统、UPS系统等。
- 变频器用于控制交流电机的转速和转矩，广泛应用于变频空调、工业驱动等领域。
2.3 共模电路- 共模电路用于电力系统的滤波和隔离。
- 共模电路能够有效抑制电力系统中的干扰信号和电磁波。
2.4 光伏逆变器- 光伏逆变器是将光伏电池所产生的直流电转换为交流电的装置。
- 光伏逆变器广泛应用于太阳能发电系统，为电网注入可再生能源。
3. 电力电子技术的应用3.1 电力系统- 电力电子技术在电力系统中起到重要作用，可以实现电力的传输、分配和控制。
- 电力电子技术能够提高电力系统的稳定性和效率。
3.2 工业控制- 电力电子技术在工业控制中应用广泛，如电动机控制、自动化生产线等。
- 电力电子技术可以实现对电力的精确控制和调节。
3.3 电动车辆- 电力电子技术是电动车辆关键技术之一。
- 电力电子技术可以实现电动车辆的电能转换和控制，提高能源利用效率。
3.4 可再生能源- 电力电子技术在可再生能源的应用中起到重要作用。
- 电力电子技术可以将风能、光能等可再生能源转换为可用的电能，推动可再生能源的开发利用。
总结本文档介绍了电力电子技术的基本概念、重要原理与器件，以及其在电力系统、工业控制、电动车辆和可再生能源中的应用。
通过学习电力电子技术，读者可以更深入了解和应用这一领域的知识。
电力电子技术知识点总结
电力电子技术知识点总结一、电力电子器件1. 晶闸管：晶闸管是一种具有双向导电性能的电子器件，可以控制大电流、大功率的交流电路。
其结构简单，稳定性好，具有一定的可逆性，可用作直流电压调节元件、交流电压调节元件、静止开关、逆变器等。
2. 可控硅：可控硅是一种具有双向导电性的半导体器件，具有控制开关特性，可用于控制大电流、大功率的交流电路。
可控硅具有可控性强，工作稳定等特点，适用于电力调节、交流电源、逆变器等领域。
3. MOSFET：MOSFET是一种以金属氧化物半导体栅极场效应晶体管为基础的器件，和普通的MOS晶体管相比，MOSFET在导通电阻上有较低的压降、耗散功率小、寄生电容小、开关速度快等优点，适用于开关电路、逆变器、电源调节等领域。
4. IGBT：IGBT是一种继承了MOSFET和双极晶体管的特点的半导体器件，具有高阻塞电压、低导通压降、大电流、耐脉冲电流等特点，适用于高频开关电路、变频器、电源逆变器、电机调速等领域。
5. 二极管：二极管是最基本的电子元件之一，具有正向导通和反向截止的特点，广泛用于整流、短路保护、开关电源等方面。
以上所述的电力电子器件是电力电子技术的基础，掌握了这些器件的特性和应用，对于电力电子技术的学习和应用具有重要的意义。
二、电力电子拓扑结构1. 变流器拓扑结构：变流器是电力电子技术中的一种重要装置，用于将直流电转换为交流电或者改变交流电的频率、电压和相数等。
常见的变流器拓扑结构包括单相全桥变流器、三相全桥变流器、单相半桥变流器、三相半桥变流器等。
2. 逆变器拓扑结构：逆变器是电力电子技术中的一种重要装置，用于将直流电转换为交流电，逆变器可以选择不同的拓扑结构和控制策略，以满足不同的电力系统需求。
常见的逆变器拓扑结构包括单相全桥逆变器、三相全桥逆变器、单相半桥逆变器、三相半桥逆变器等。
3. 母线型柔性直流输电系统：母线型柔性直流输电系统是一种新型电力电子系统，用于将大容量的交流电转换为直流电进行长距离输电。
电力电子
1.电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
电力有交流和直流两种。
从公共电网直接得到的电力是交流，从蓄电池和干电池得到的电力是直流。
交流变直流（AC-DC）直流变交流（DA-AC）直流变直流（DC-DC）交流变交流（AC-AC）电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（电力电子器件的应用技术——包括电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术，以及由这些电路构成电力电子装置和电力电子系统的技术）。
在信息电子技术中，半导体器件即可处于放大状态，也可处于开关状态；而在电力电子技术中，为避免损耗功率过大，电力电子器件总是工作在开关状态。
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晶闸管为标志的。
2.在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路被称为主电路。
电力电子器件是指可直接用于处理电能的主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。
广义上电力电子器件也可分为电真空器件和半导体器件两类。
电力电子器件的特征：1）所能处理电功率的大小，也就是其承受电压和电流的能力，是其最重要的参数，一般都远大于处理信息的电子器件。
2）为了减小本身的损耗，提高效率，一般都工作在开关状态。
3）由信息电子电路来控制,而且需要驱动电路。
4）自身的功率损耗通常仍远大于信息电子器件，在其工作时一般都需要安装散热器。
通态损耗是电力电子器件功率损耗的主要成因。
电流驱动型：通过从控制端注入或者抽出电流来实现导通或者关断的控制。
电压驱动型（场控器件或场效应器件）：仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。
脉冲触发型：通过在控制端施加一个电压或电流的脉冲信号来实现器件的开通或者关断的控制。
电平控制型：必须通过持续在控制端和公共端之间施加一定电平的电压或电流信号来使器件开通并维持在导通状态或者关断并维持在阻断状态电力电子器件按照器件内部的电子和空穴两种载流子参与导电的情况：单极型器件，双极型器件，复合型器件。
《电力电子》课件
智能控制是一种基于人工智能的控制 方法，其工作原理是通过人工智能算 法实现电力电子设备的智能控制。
数字控制
数字控制是一种现代的控制方法，其 工作原理是通过数字电路和微控制器 实现电力电子设备的控制。
03
电力电子系统设计
系统设计方法
确定系统目标
明确电力电子系统的功能要求，如电压转换、功 率控制等。
电力电子的发展历程
1940年代
1950年代
1960年代
1970年代
1980年代至今
开关管和硅整流器的出 现，开始应用于信号放 大和处理。
晶体管的发明，开始应 用于信号放大和处理以 及无线通信等领域。
可控硅整流器（SCR） 的出现，开始应用于电 机控制和电力系统等领 域。
出现了可关断晶闸管（ GTO）等更加高效的电 力电子器件。
• 高效性：电力电子技术可以实现高效地转换和控制电能，从而提高能源利用效率。 • 灵活性：电力电子器件具有较小的体积和重量，可以方便地集成到各种系统中，实现灵活的电能转换和控制。 • 应用广泛：电力电子技术在能源转换、电机控制、电网管理和可再生能源系统中有着广泛的应用。
电力电子的应用领域
电机控制
电网管理
05
电力电子技术技术
随着电力电子器件性能的不断提 升，电力电子系统的频率逐渐提 高，实现了更高的转换效率和更 小的体积。
高效化技术
为了降低能源消耗和减少环境污 染，电力电子系统正在不断追求 更高的效率。高效化技术包括拓 扑结构优化、控制策略改进等。
电力电子在智能电网中的应用前景
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IGBT是一种广泛应用于电力电子领域的半导体器 件，其工作原理是通过控制栅极电压来调节漏极 和源极之间的电流。
电力电子试题及答案
电力电子试题及答案（注：此部分为标题）【试题一】1. 请简要说明电力电子的定义和作用。
【答案一】电力电子是以电力为能源，利用电力半导体器件进行能量转换、控制和调节的一门学科。
其作用主要包括将电力从一种形式转换为另一种形式，如直流到交流、交流到直流、改变电压和频率等。
同时，电力电子在各个领域中起到了电能传输和控制的关键作用，例如在电力系统中实现高效能源转换和配电控制，在电动汽车中驱动电动机等。
【试题二】2. 请简要介绍电力电子中常用的电力半导体器件有哪些，并简要说明其工作原理。
【答案二】常用的电力半导体器件包括：可控硅（SCR）、晶闸管（Thyristor）、功率晶体管（Power Transistor）、金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。
- 可控硅（SCR）：通常由四个独立的、可相互控制的结区组成。
其工作原理是由控制极施加适当的触发脉冲后，使得电流能够从阳极开始导通，并在失去触发脉冲后一直保持导通。
- 晶闸管（Thyristor）：与可控硅相似，是一种双向可控硅。
其工作原理与可控硅相同。
- 功率晶体管（Power Transistor）：它与普通晶体管相比，能够承受较大的电流和功率。
其工作原理是通过控制输入的电压和电流来控制输出的电流。
- 金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）：通过控制栅极上的电压来控制源-漏极间的电流。
其工作原理是栅极电压的变化可以改变沟道上电子的浓度，从而影响导电能力。
- 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）：综合了MOSFET和双极型晶体管的优点，在工作时既有MOSFET的高输入电阻和低控制功率，又有双极型晶体管的低导通压降。
【试题三】3. 请简要说明电力电子在可再生能源领域中的应用，并阐述其意义。
【答案三】电力电子在可再生能源领域中有着重要的应用。
常见的应用包括风力发电、光伏发电和可再生能源储能系统等。
- 风力发电：电力电子器件用于将风力发电机输出的交流电转换为适用于电网的交流电，并进行协调控制；同时，在风速变化较大的情况下，电力电子器件还能够进行功率调节，以维持电力系统的稳定运行。
电力电子技术
拓扑结构
常见的升降压型DC/DC变换器拓 扑结构包括Buck-Boost电路、
Zeta电路等。
应用领域
升降压型DC/DC变换器在需要宽 范围电压输入的场合中得到了广 泛应用，如电动汽车充电桩、工
业自动化设备、通信设备等。
2024/1/28
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05交流-Leabharlann 流变换技术2024/1/28
20
交流调压电路原理及分类
分类
根据控制信号的性质，交流调功电路可分为 模拟控制交流调功电路和数字控制交流调功 电路。
2024/1/28
22
交流电力电子开关及应用
交流电力电子开关
是一种能够控制交流电通断的开关器件，具 有快速、可靠、节能等优点。常见的交流电 力电子开关有晶闸管、双向晶闸管、可关断 晶闸管等。
2024/1/28
拓扑结构
应用领域
升压型DC/DC变换器在太阳能发电、 风力发电等新能源领域，以及电动汽 车、电动自行车等交通工具中得到了 广泛应用。
常见的升压型DC/DC变换器拓扑结构 包括Boost电路、Sepic电路等。
2024/1/28
18
升降压型DC/DC变换器
工作原理
升降压型DC/DC变换器结合了降 压型和升压型变换器的特点，可 以实现输入电压的升降压转换。
电力电子技术
2024/1/28
1
目录 CONTENTS
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 整流与逆变技术 • 直流-直流变换技术 • 交流-交流变换技术 • 电力电子技术应用实例分析
2024/1/28
2
01
电力电子技术概述
2024/1/28
3
定义与发展历程
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。
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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
电力电子技术知识点总结
电力电子技术知识点总结电力电子技术是现代电力系统中的关键部分，它将电力系统与电子技术相结合，用于有效地控制、转换和传递电能。
本文将对电力电子技术的基本概念、分类和应用进行综述。
1. 电力电子技术的概述电力电子技术是指应用电子器件和电子控制器件来实现电力的调节、变换和传递的技术。
通过电力电子技术，可以实现电能的高效利用，提高能量转换效率和电力质量，同时也可以实现对电力系统的灵活控制。
2. 电力电子技术的分类电力电子技术根据其应用领域和转换方式可以分为多种类型，常见的包括：2.1 直流-直流变换技术（DC-DC）直流-直流变换技术主要是通过电力电子器件实现直流电能的调节和变换。
常见的直流-直流变换技术包括升压、降压、反相等。
2.2 直流-交流变换技术（DC-AC）直流-交流变换技术是将直流电能转换为交流电能，常见的应用场景包括太阳能发电系统和电动汽车充电桩。
2.3 交流-直流变换技术（AC-DC）交流-直流变换技术是将交流电能转换为直流电能，常见的应用场景包括电力系统中的整流器和UPS电源。
2.4 交流-交流变换技术（AC-AC）交流-交流变换技术主要是通过电力电子器件实现交流电能的调节和变换。
常见的交流-交流变换技术包括电压调节、频率调节和相位调节等。
3. 电力电子技术的应用电力电子技术在现代电力系统中有着广泛的应用，常见的应用包括：3.1 电力传输与配电电力传输与配电中的变压器、线路的无功补偿和电压调节等都会涉及到电力电子技术的应用。
通过电力电子技术，可以降低传输损耗、提高电力质量。
3.2 新能源发电电力电子技术在新能源发电领域有着重要的应用，如风能发电和太阳能发电系统中的逆变器、控制器等都需要电力电子技术来实现能量转换。
3.3 智能电网智能电网是未来电力系统的发展方向，电力电子技术在智能电网中有着重要的作用，通过电力电子器件和控制策略的应用，可以实现对电力系统的高效调节和控制。
4. 电力电子技术的发展趋势随着新能源的快速发展和电力系统的智能化改造，电力电子技术将得到更广泛的应用。
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
交直流电流变换器
功率调节器
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变流技术
第一章电力电子技术的发展
电力——交流和直流两种
从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得到 的是直流。
电力变换四大类
交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
输入
表1 电力变换的种类
输出
直流
交流
整流
交流
交流电力控制 变频、变相
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第一章电力电子技术的发展
电力电子类似于微电子学技术，都是基于硅材料应用 科学的一个分支，采用硅分子渗透技术。
交流电 脉冲
电磁辐射
电能量 激光束
直流电
返回 下 页 第四页，共五十二页。
第一章电力电子技术的发展
电力电子技术市场取决于它的成本、可靠性，以及电力应 用中新技术有效性。
二者同根同源。
返回 上页 下页 第九页，共五十二页。
第一章电力电子技术的发展
※ 与相关学科的关系
与电力学（电气工程）的关系
电力电子技术广泛用于电气工程中
高压直流输电 静止无功补偿 电力机车牵引 交直流电力传动 电解、电镀、电加热、高性能交直流电源
国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个
分支。
电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个
返回 上页 下页 第三十三页，共五十二页。
第一章电力电子技术的发展
静电感应式晶体管（SIT） 静电感应式晶闸管（SITH） MOS晶闸管（MCT）
开关频率高
耐压性高 电流容量大
可以构成大功率、高频的电力电子电路。
IGBT开关频率比BJT高很多，在正向偏置安全工作 区内可以不需要缓冲器。
(完整版)电气类专业知识点--电力电子知识点讲义整理
电力电子技术知识点讲义汇总——天天向上图文工作室独家整理复习笔记知识点第1章绪论1 电力电子技术定义：是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC：整流(2）直流变交流DC—AC：逆变(3）直流变直流DC—DC:一般通过直流斩波电路实现(4）交流变交流AC—AC：一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类：分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系（1)主电路：指能够直接承担电能变换或控制任务的电路.（2）电力电子器件：指应用于主电路中，能够实现电能变换或控制的电子器件.2 电力电子器件一般都工作于开关状态，以减小本身损耗.3 电力电子系统基本组成与工作原理（1）一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
（2）检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
（3）控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
(4）同时，在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。
4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类（1）半控型器件：通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件.如SCR晶闸管.（2）全控型器件：通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT.（3）不可控器件：不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管。
根据驱动信号的性质分类(1）电流型器件：通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件.如SCR、GTO、GTR.（2）电压型器件：通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件.如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类（1）单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。
电力电子技术与应用
电力电子技术与应用电力电子技术是指利用半导体器件和电磁元件等电子器件，对电力进行高效、稳定的转换与控制的技术领域。
它在现代电力系统和电力设备中扮演着至关重要的角色。
本文将从电力电子技术的定义、应用、发展趋势等方面进行探讨。
一、电力电子技术的定义电力电子技术是指利用电子器件对电能进行调节、变换、控制的技术。
电力电子器件一般具有高功率、高频率、高唯一性和高可靠性等特点，主要包括晶体管、可控硅、IGBT等。
电力电子技术通过改变电路的开关状态和电源工作方式，实现电能的调整和转换，从而满足电力系统对不同形式电能的需求。
二、电力电子技术的应用1. 高压直流输电技术高压直流输电是电力电子技术的一项重要应用。
通过将交流电能转换为直流电能，再进行输送，可以有效降低输电损耗，提高电网稳定性。
高压直流输电技术在远距离、大容量输电方面具有明显优势，已广泛应用于长距离跨区域输电工程。
2. 可再生能源发电技术电力电子技术在可再生能源发电中起到了关键作用。
风力发电、光伏发电等可再生能源具有不稳定性和间歇性，而电力电子技术可以实现对可再生能源的有效调节和控制，使其能够稳定地并入电力系统。
此外，电力电子技术还可以实现电能的质量改善和功率因数校正。
3. 变频调速技术变频调速技术是电力电子技术在电机控制领域的应用。
通过电力电子器件对电机进行调节，可以实现电机转速的连续调整和转矩的精确控制。
变频调速技术广泛应用于电力、化工、交通等行业，可以实现能量的高效利用和运行的平稳可靠。
4. 无功补偿技术无功补偿是电力电子技术在电力系统中的重要应用之一。
通过电力电子器件对无功功率的生成和吸收进行调节，可以实现电网的无功功率平衡和电压稳定控制。
无功补偿技术对提高电力系统的电能质量和稳定性具有重要意义。
三、电力电子技术的发展趋势1. 高功率、高可靠性随着电力需求的增长和电力器件技术的不断进步，电力电子技术将朝着高功率、高可靠性方向发展。
电力电子器件的集成化和可靠性的提升将进一步推动电力电子技术的发展。
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contents•电力电子技术概述•电力电子器件目录•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电力电子技术的定义与发展定义发展历程如太阳能、风能等可再生能源的转换与利用。
如电动汽车、电动自行车等电机驱动系统的控制。
如智能电网、分布式发电等电力系统的优化与控制。
如变频器、伺服系统等工业自动化设备的控制。
能源转换电机驱动电力系统工业自动化高效率、高功率密度智能化、数字化绿色化、环保化多学科交叉融合晶闸管（Thyristor 可控的单向导电性，用于可控整流电路Power Diode ）具有单向导电性，可用于整流电路010402050306电力晶体管（Giant Transistor，GTR）具有耐压高、电流大、开关特性好等优点通过在门极施加负脉冲使其关断电流控制型器件，通过控制基极电流来控制集电极电流可关断晶闸管（Gate Turn-OffThyristor，GTO）具有可控的开关特性，适用于高电压、大电流场合01电力场效应晶体管（Power MOSFET ）02电压控制型器件，通过控制栅源电压来控制漏极电流03具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等优点04绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor ，IGBT ）05结合了MOSFET 和GTR 的优点，具有电压控制、大电流、低饱和压降等特性06广泛应用于电机控制、电源转换等领域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。
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。
逆变电路逆变电路的工作原理01逆变电路的类型02逆变电路的应用031 2 3直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的类型直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路的工作原理01交流-交流变流电路的类型02交流-交流变流电路的应用03电动机控制电热控制照明控制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飞机电源系统电力系统应用高压直流输电柔性交流输电分布式发电与微电网新能源应用风能发电太阳能发电风力发电机组中采用电力电子技术实现变速恒频控制，提高风能发电的稳定性和可靠性。
电力电子方向岗位职责
电力电子方向岗位职责引言电力电子是现代电气工程领域中的重要方向，主要研究电能的控制、转换和处理技术。
电力电子工程师在电力电子行业中起着至关重要的作用。
本文将详细介绍电力电子方向岗位的职责。
岗位职责1. 研发电力电子设备电力电子工程师负责设计、开发和测试各类电力电子设备，如变频器、逆变器、电力调压器等。
他们需要熟悉电力电子器件、电路和系统的原理和性能，能够运用电力电子技术解决电能的控制和转换问题。
2. 进行性能测试与优化电力电子设备的性能测试是电力电子工程师的一项重要工作。
他们需要制定测试方案并进行电性能、热性能、功率因数等各项性能测试。
根据测试结果，他们还需要优化电力电子系统的设计，并提出改进意见，以确保设备的性能和可靠性。
3. 编制电力电子系统设计方案根据客户需求和项目要求，电力电子工程师需要编制电力电子系统的设计方案。
他们需要考虑电路拓扑结构、控制策略、电力器件选型等问题，并进行系统仿真和评估。
在设计阶段，他们还需要与其他相关部门进行沟通，确保设计方案的可行性和合理性。
4. 技术支持与售后服务电力电子工程师还承担技术支持和售后服务的工作。
他们需要为客户提供有关电力电子设备的技术指导和解决方案，并解答客户的疑问。
在设备安装调试、故障排除和维护保养过程中，他们也需要提供及时的技术支持和售后服务。
5. 跟踪行业动态及技术发展电力电子行业技术发展迅速，电力电子工程师需要及时关注行业动态和最新技术发展。
他们需要不断学习和积累知识，提高自己的专业水平，以适应行业的发展变化。
6. 协调与合作电力电子工程师工作中需要与其他部门、供应商和客户进行协调与合作。
他们需要与电力系统设计师、机械工程师、自动化工程师等配合工作，以确保项目的顺利进行和达到预期的效果。
总结电力电子方向是电气工程领域中的重要方向之一，电力电子工程师在该领域中扮演着重要的角色。
他们的岗位职责包括研发电力电子设备、进行性能测试与优化、编制电力电子系统设计方案、技术支持与售后服务、跟踪行业动态及技术发展以及协调与合作。
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一、填空题。
在题中“ ”处填上答案。
（本大题共9小题，每空1分,共14分）
1、 如某晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V ，反向重复峰值电压为825V ，则该
晶闸管的额定电压应为________________。
2、 在所学过的器件中，___________最适合在小功率、高开关频率的场合。
3、 采用_____________是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。
4、 0
180导电方式的三相桥式电压型逆变电路，换相是在同一相的上、下两个开关元
件之间进行的，属于__________换流。
5、 正弦脉宽调制中，调制信号常采用________________波形，而载波信号常用
_________波形。
6、并联谐振式逆变电路的换流方式属于_____________________。
6、 载波信号和调制信号不保持同步的调制方式称为_______________________。
7、 一个单相全控桥式整流电路，交流电压有效值为220V ，流过晶闸管的电流有效
值为15.7A ，则这个电路中晶闸管的额定电压为 ；晶闸管的额定电流为 。
（不考虑安全裕量）
8、 BUCK 降压斩波电路中，已知d U =50V , L 、C 值极大，R=20Ω。
采用脉宽调
制控制方式，当50 , 25on T s t s μμ==时，输出电压平均值0U =____________，输出电流平均值0I =__________。
9、三相桥式全控整流电路中,必须对应导通的两个晶闸管同时加触发脉冲,可采用_________脉冲和____________脉冲来实现.
二、是非题（本大题共8小题，每题2分, 总计16分）注: 错误的题目需要改正.
1、晶闸管、双向晶闸管及门极可关断晶闸管都属于半控型器件。
（ ）
2、IGBT 相比MOSFET ，具有通态压降大，耐高压、大电流的特点。
（ ）
3、有源逆变指的是把直流电能转变成交流电能送给负载。
（ ）
4、变压器漏抗使整流电路和有源逆变电路的输出电压幅值均减小。
（ ）
5、在有源逆变电路中，最小逆变角βmin 一般在10º-15º的范围合理内。
( )
6、交流调压和交流调功电路的控制方式相同，都采用相控方式。
（ ）
7、载波比K 是PWM 的主要参数。
设正弦调制波的频率为f r ，三角波的频率为f c ，
则载波比表达式为K=f r /f c 。
（ ）
8、设置补偿电容可以提高变流装置的功率因数。
（ ）
三、简答题（本大题共5小题，每题4分,总计20分）
1、请写出晶闸管的导通条件，如果要是导通的晶闸管关断，写出两种具体方法（4
2、单相全波整流电路，由一只晶闸管与一只整流二极管组成。
已知
2200,45
U Vα
== ,请完成以下两个波形。
（4分）
3、在单相全控桥式整流电路中，若
2220,100,2
U V E V R
===Ω，当逆变角0
30
β=时，能否实现有源逆变？为什么？（4分）
4、影响整流电路功率因数的两个因素是什么？如何改善功率因数？（4分）
5、交流调压与交流调功电路有什么异同点？（4分）
四、分析计算题（共50分,须有简单计算过程)
１、（10分）单相桥式全控整流电路，要求输出能在20~90V之间可调，负载电阻为5Ω，输入电压U2=220V，试求：
a）晶闸管的移相范围。
b）晶闸管的额定电压和额定电流（考虑2倍余量后，电压按100V、电流按10A等级取值）。
c）负载消耗的最大功率。
d）最大功率因数。
２、（10分）三相桥式全控整流电路，反电动势阻感负载。
已知输入电压U2=220V，R=1Ω，L=∞，变压器漏抗L B=1mH,E=200V，试求α=60°时：
a）不考虑变压器漏抗时的，输出电压平均值U d和负载电流I d。
b）考虑变压器漏抗时的，输出电压平均值U d、负载电流I d及换相重叠角γ。
３、（10分）设计一个Boost升压斩波电路，要求输入直流电压U d=3V，输出直流电压U o=15V，输出电流为2A，开关频率f=120KHz。
试求：
a)当纹波电流要求小于0.01A时，电感的最小取值？
b)如要求输出的纹波电压ΔU<10mV，电容值至少取多大？
４、（10分）电压型三相桥式逆变电路，感性负载，Y型接法，采用方波输出控制方式。
已知：直流电压U d=200V，逆变频率f o=100Hz，R=50Ω，L=10mH，试求：
输出线电压有效值U UV及基波有效值U UV1。
a）负载线电流的基波有效值I01和5次谐波有效值I05。
b）输出线电压总谐波系数THD。
5、(10分）有一单相调压电路，U2=220V，f=50Hz，L=5.516mH，R=1Ω。
a)控制角的移相范围和可正常调压范围内的电流最大值。
b)最大输出有功功率和功率因数？。