哈尔滨工业大学课件 电力电子技术20

合集下载

电力电子技术说课稿PPT课件精选全文

电力电子技术说课稿PPT课件精选全文
《电力电子技术》说课
说课内容
1 课程性质与作用
2 课程整体设计
3
教学内容
4 教学方法与手段
2
课程性质与作用
课程性质
自动化专业基 础课
针对岗位
企业生产第一线 产品装配、调试、 检验、维修、生 产管理、产品后 服务岗位
能力培养
识别电力电子器件 能力 掌握器件使用与保 护技术 相控整流电路分析 能力 单相相控整流电路 设计安装能力 故障排除能力
24
教学内容
教材
❖ 主教材:《电力电子技术》黄家善主编
机械工业出版社, 2005年1月第二版;
❖ 教学辅助教材:《电力电子器件及其应用》,李序葆.赵永健编, 机械工业出版社,2004年6月
动化系编
《可控整流装置》北京电机修理厂、清华大学自
科学出版社, 1971年6月
25
教学方法与手段
多媒体教学
课堂板书讲解
9
课程整体设计
课程教学实施思路: ❖ 理论教学主要结合在项目实验中进行。 ❖ 课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授,
每一个项目分解为若干个工作任务,通过每一个工 作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。 ❖ 大部分内容在实验室中进行理论实践一体化教学, 可先讲再实践,或先实践再分析理论知识,或边讲 边练,讲练结合,工学交替,理论教学与实践教学 同步进行。
“设计实验”根据敖教与学的客观实际并结会现有条件设计 一实用电路,以实现简单的调压或调速。
6
课程整体设计
项目设计(课程设计)
❖ 在项目实训中鼓励学生将课外活动或生活见到的 应用纳入教学设计活动中来,课内外学习相互结 合,使学生视野开阔、能力增强。
7
课程整体设计

哈工大电子与电工技术交流课件

哈工大电子与电工技术交流课件
数字电路 离散的二进制信号处理,如逻辑门、触发器等。
模拟与数字电路的区别与联系 在实际应用中的优缺点和转换方式。
PART 03
电工技术基础
电工材料与电路元件
电工材料
介绍常用的电工材料,如铜、铝、钢 等,它们的物理性质和用途。
电路元件
详细介绍各种电路元件,如电阻、电 容、电感等,以及它们的工作原理和 在电路展,电子 器件将更加微型化,推动电子 与电工技术的便携化和集成化。
网络化
互联网技术的发展,使得电子 与电工技术更加网络化,实现
远程控制和智能化管理。
PART 02
电子技术基础
电子元件的种类与特性
01
02
03
电子元件的种类
电阻、电容、电感、二极 管、三极管等。
电子元件的特性
电机与电力电子技术研究 哈工大在电机与电力电子技术领域取得了重要进展,如高 效能电机、新型电力电子变换器等,为能源的高效利用和 工业自动化提供了技术支持。
电力系统分析与控制研究 哈工大在电力系统分析与控制方面取得了显著成果,如智 能电网、分布式发电系统等,为现代电力系统的安全、稳 定、经济运行提供了解决方案。
电路原理与电路分析
电路原理
阐述电流、电压、功率等基本概念,以及欧姆定律、基尔霍夫定律等基本原理。
电路分析
介绍电路分析的方法,如节点电压法、网孔电流法等,以及如何进行复杂电路 的分析。
电机与电力电子
电机
介绍电机的基本原理和分类,如直流电机、交流电机、步进电机等,以及它们的 应用场景。
电力电子
阐述电力电子技术的基本概念和分类,如整流器、逆变器、斩波器等,以及它们 在电力系统中的应用。
电工技术
研究电流、电压、电磁场等物理 现象及其应用,涉及电力系统、 电机与电力电子、控制理论等领域。

《电力电子技术》 ppt课件

《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

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
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢! 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢! 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢! 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除,谢谢!

(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件

(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

《电力电子技术 》课件

《电力电子技术 》课件

主要器件和电路拓扑
在电力电子领域中,存在各种各样的器件和电路拓扑。我们将研究和比较这 些器件,如晶闸管、IGBT和MOSFET,并了解它们在不同电力电子应用中的使 用情况。此外,我们还将探讨各种电路拓扑,如半桥、全桥和谐振转换器。
电力电子转换技术
电力电子转换技术是将电能从一种形式转换为另一种形式的过程。我们将学 习不同类型的转换技术,如直流-直流转换器、直流-交流逆变器和交流-交流 变频器。通过研究这些技术,我们可以更好地理解电力电子在能源转换和控 制中的作用。
学习目标
通过学习《电力电子技术》,我们的目标是:
1 掌握电力电子的基础概念和原理。 3 熟悉电力电子转换技术及其应用。
2 了解主要的电力电子器件和电路拓
扑。
4 通过案例分析深入了解电力电子技
术。
电力电子基础概念
电力电子是一门研究电能的转换和控制的学科。它涉及到将电力从一种形式 转换为另一种形式的技术。我们将学习不同类型的电力电子器件和它们的工 作原理,例如功率变换器、逆变器和整流器。
总结和讨论
在这门课程的最后,我们将回顾所学的内容,并进行总结和讨论。我们将强调电力电子技术的重要性,并展望 未来的发展方向。通过本课程,我们希望能够激发学生对电力电子技术的兴趣,并为将来从事相关领域的研究 和工作打下坚实的基础。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
《电力电子技术 》PPT课 件
欢迎来到《电力电子技术》课程的PPT课件。在本次课程中,我们将介绍电力 电子的基础概念、主要器件和电路拓扑、电力电子转换技术以及其应用领域。 通过案例分析,我们将更深入地了解这一领域。最后,我们将总结和讨论所 学内容。
课程介绍
这门课程旨在帮助学生掌握电力电子技术的基本概念和原理。我们将深入研 究不同种类的电力电子器件和电路,并了解它们在各个领域中的应用。通过 这门课程,学生将获得实际应用和解决问题的技能。

合工大电力电子技术第一章精品PPT课件

合工大电力电子技术第一章精品PPT课件
路(Power Conversion Circuit)和对其进行控制的技术, 及构成电力电子装置(Power Electronic Equipment)和电力 电子系统(Power Electronic System)的技术。电力电子技术 的 核 心 , 理 论 基 础 是 电 路 理 论 (Theory of Electric circuit)。 2. 电力电子器件制造技术(Manufacture Technique of Power
Electronic Device)
• 电力电子器件制造技术的理论基础是半导体物理
(Semiconductor Physics)
电力电子变流技术
• 电力电子变流技术:用电力电子器件进行电力变换的技 术,简称为变流技术(Power Conversion Technique)。
• 电力变换四大类:交流-直流、直流-交流、直流-直 流和交流-交流。
输出
输入
直流
交流 整流
直流 直流斩波
交流
交流调压、变频、变相
逆变
电力电子技术和电子技术的关系
➢ 电力电子器件制造技术和电子器件(Electronic Device) 制造技术的理论基础是一样的,大多数工艺也相同
➢ 现代电力电子器件制造大都使用集成电路(Integrate Circuit - IC) 制 造 工 艺 , 采 用 微 电 子 (Microelectronics)制造技术,许多设备都和微电子器件制造 设备通用,说明二者同根同源。
❖交流电变为直流电的方法除水银整流器外,还 有发展更早的电动机—直流发电机组,即变流 机组。和旋转变流机组相对应,静止变流器的 称呼从水银整流器开始并沿用至今
❖ 最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管

哈工大机电学院电子技术课件多学时电力电子技术

哈工大机电学院电子技术课件多学时电力电子技术

iB 2
G+
_EG
R
β 2iG
T2
EA
+ _
K EA > 0、EG > 0
形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iGiB1
iC1 β1iC2
12iGiB2
在极短时间内使两个 三极管均饱和导通,此 过程称触发导通。
2. 工作原理
A
β 1β 2iG T1
iG
iB 2
G
+
_EG
R
β 2iG
T2
EA
+ _
K EA > 0、EG > 0
形成正反馈过程
iB2 iG
iC2 2iGiB1
iC1 β1iC2
12iGiB2
晶闸管导通后,去 掉EG , 依靠正反馈, 仍可维持导通状态。
晶闸管导通的条件:
(1)晶闸管阳极电路(阳极与阴极之间)施加正向 电压。
(2)晶闸管控制电路(控制极与阴极之间)加正向 电压或正向脉冲(正向触发电压)。
电力电子器件的符号
A
A
A
C
D
C
G
G
B G
G
K
K
K
E
S
E
D
T
GTO GTR VDMOS IGBT
电力电子器件的主要性能指标
电压、电流、工作频率。
9.1.1 晶闸管 (Silicon Controlled Rectifier)
晶闸管是在晶体管基础上发展起来的一种大功率 半导体器件。它的出现使半导体器件由弱电领域扩 展到强电领域。
0.9 0.9 考虑到变压器副绕组及二极管上的压降,变压器

电力电子技术课件

电力电子技术课件

电力电子技术课件一、引言电力电子技术是指利用电子器件和电力电子器件来进行电能的变换、控制和调节的技术领域。

随着现代电力系统的发展和电能质量的要求不断提高,电力电子技术在电力系统中的应用越来越广泛。

本课件将介绍电力电子技术的基本原理、常见的电力电子器件以及其在电力系统中的应用。

二、电力电子技术的基本原理1. 电力电子器件的工作原理1.1 二极管的工作原理1.2 可控硅的工作原理1.3 晶闸管的工作原理1.4 MOSFET的工作原理1.5 IGBT的工作原理2. 电力电子器件的特性参数2.1 二极管的特性参数2.2 可控硅的特性参数2.3 晶闸管的特性参数2.4 MOSFET的特性参数2.5 IGBT的特性参数三、常见的电力电子器件1. 二极管1.1 整流二极管1.2 快恢复二极管1.3 肖特基二极管2. 可控硅2.1 半控型可控硅2.2 全控型可控硅2.3 可关断可控硅3. 晶闸管3.1 双向晶闸管3.2 单向晶闸管3.3 门极可关断晶闸管4. MOSFET4.1 N沟道MOSFET4.2 P沟道MOSFET5. IGBT5.1 IGBT的结构与工作原理5.2 IGBT的优点与应用四、电力电子技术在电力系统中的应用1. 交流电压控制1.1 交流电压调制技术1.2 交流电压控制器的设计与实现2. 直流电压控制2.1 直流电压调制技术2.2 直流电压控制器的设计与实现3. 电力变换与调节3.1 交流-直流变换技术3.2 直流-交流变换技术3.3 直流-直流变换技术4. 电力电子器件的保护与故障诊断4.1 电力电子器件的热保护4.2 电力电子器件的过流保护4.3 电力电子器件的过压保护4.4 电力电子器件的故障诊断与维修五、总结电力电子技术是现代电力系统中不可或缺的重要技术,通过本课件的学习,我们了解了电力电子技术的基本原理、常见的电力电子器件以及其在电力系统中的应用。

希望本课件能够帮助大家更好地理解和应用电力电子技术,提高电力系统的可靠性和效率。

2024版《电力电子技术》PPT课件

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。

2024版电力电子技术完整版全套PPT电子课件

2024版电力电子技术完整版全套PPT电子课件
从早期的整流器、逆变器到现在的 高频开关电源、智能电网等,电力 电子技术经历了多个发展阶段。
电力电子技术的应用领域
能源转换
如太阳能、风能等可再 生能源的转换与利用。
电机驱动
如电动汽车、电动自行 车等电机驱动系统的控
制。
电力系统
工业自动化
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。
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
电力电子技术的未来趋势
高效率、高功率密度
随着半导体器件性能的提升,电 力电子设备的效率将更高,功率
密度将更大。
智能化、数字化
随着人工智能、大数据等技术的 发展,电力电子设备的控制将更 加智能化、数字化。
绿色化、环保化
随着环保意识的提高,电力电子 设备将更加注重绿色化、环保化 设计。
多学科交叉融合
电力电子技术与材料科学、计算 机科学等多学科的交叉融合将更
交流-交流变流电路
01
交流-交流变流电路的工作原理
解释交流-交流变流电路的基本工作原理,包括电压型和电流型等。
02
交流-交流变流电路的类型
详细介绍不同类型的交流-交流变流电路,如交流调压器、交流调功器
和交流电力控制器等。
03
交流-交流变流电路的应用
概述交流-交流变流电路在电力电子领域的应用,如电机软启动器、灯

《电力电子技术 》课件

《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20

电力电子技术20
哈尔滨工业大学电气工程系
文件: 电力电子技术20.4
电力电子技术
开关型直流-交流逆变器(1)
阶段 : o > 0, io > 0 po > 0, DC → AC ,1象限逆变 阶段1: 阶段 v 阶段 : o < 0, io > 0 po < 0, AC → DC , 2象限整流 阶段2: 阶段 v 阶段 : o < 0, io < 0 po > 0, AC → DC ,3象限逆变 阶段3: 阶段 v 阶段 : o > 0, io < 0 po < 0, AC → DC , 4象限整流 阶段4: 阶段 v 逆变器在交流输出的一个周期中需工作于所有4个象限。
直流-交流逆变器的种类: 根据输出端交流的相数分类 单相逆变器 逆变器: 单相逆变器:逆变器的输出为单相交流电 三相逆变器 逆变器: 三相逆变器:逆变器的输出为三相交流电 根据输入端直流电源特性分类 电压源型逆变器 型逆变器: 电压源型逆变器:逆变器的输入为直流电压源 电流源型逆变器 型逆变器: 电流源型逆变器:逆变器的输入为直流电流源 电流源型逆变器不常用,不在本章中学习) (电流源型逆变器不常用,不在本章中学习) 根据逆变器的控制方式分类 PWM型逆变器:利用PWM PWM方式控制输出电压的波形 PWM型逆变器:利用PWM方式控制输出电压的波形 方波型逆变器 逆变器: 方波型逆变器:输出电压的波形近似为方波
开关型直流-交流逆变器(1)
6.1 开关型逆变器的基本原理
6.1.1 开关型逆变器基本结构
对逆变器输出特性的要求 输出电压为正弦 输出电压为正弦 需要滤波) (需要滤波) 负载通常为感性, 负载通常为感性, 负载通常为感性 电流滞后于电压。 电流滞后于电压。 (如交流电机) 如交流电机) 如交流电机 根据电压和 电流的极性, 电流的极性, 一个周期可 分为4个阶段 个阶段。 分为 个阶段。
  1. 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. 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. 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)。
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
u O uUN'
Ud 2 U − d 2
urU
uc urV
urW
t
O
t
uVN' O uWN' O t t
同步调制三相PWM波形 N=9
电力电子技术20.15
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
3) 分段同步调制—— 异步调制和同步调制的综合应用。
fc /kHz
2 .4
14 7
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术20.13
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
4. 异步调制和同步调制
载波比 载波频率fc与调制信号频率fr之比,N= fc / fr
根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况,PWM调制方式分 为异步调制和同步调制。 1) 异步调制 载波信号和调制信号不同步的调制方式
结束
哈尔滨工业大学远程教育 电力电子技术
文件:
电力电子技术20.17
a1 = a5 =
2U d
π
(1 − 2 cos α 1 + 2 cos α 2 − 2 cos α 3 )
2U d 5π 2U d a7 = 7π
⎫ ⎪ ⎪ ⎪ (1 − 2 cos 5α 1 + 2 cos 5α 2 − 2 cos 5α 3 ) = 0 ⎬ ⎪ ⎪ (1 − 2 cos 7α 1 + 2 cos 7α 2 − 2 cos 7α 3 ) = 0 ⎪ ⎭
同时满足式上述两式的波形称为四分之一周期对称波形,用傅里叶级 数表示为

u(ω t ) =
式中,an为
an =
哈尔滨工业大学远程教育
π∫
4
π
n =1, 3,5,Λ
∑a
n
sin nω t
2 0
u(ω t ) sin nω tdω t
文件:
电力电子技术20.10
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
下图,能独立控制α1、α 2和α 3共3个时刻。该波形的an为
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术20.2
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
4.5
PWM型逆变电路的控制方法
目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术。 逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合。 PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种,目前实用的PWM逆变电路几 乎都是电压型电路。 本节内容: PWM逆变电路的控制信号的产生方法 PWM逆变电路输出电压的谐波分析 PWM逆变电路性能的改进 PWM逆变器控制电路的工程实现方法
给定a1,解方程可得α1、α2和α3。a1变,α1、α2和α3也相应改变。
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术20.12
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
一般在输出电压半周期内,器件通、断各k次,考虑到PWM波四分之一周 期对称,k个开关时刻可控,除用一个自由度控制基波幅值外,可消去k-1 个频率的特定谐波。 k的取值越大,开关时刻的计算越复杂。 除计算法和调制法外,还有跟踪控制方法,在下一讲学习。
uo Ud
式中n=1,3,5,… 确定a1的值,再令两个 不同的 an=0(n=3,5…), 就可建三个方程,求得 α1、α2和α3 。
O a 1 -Ud
a2 a3
π

ωt
特定谐波消去法的输出PWM波形
哈尔滨工业大学远程教育
文件: 电力电子技术20.11
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
消去两种特定频率的谐波 在三相对称电路的线电压中,相电压所含的3次谐波相互抵消。 可考虑消去5次和7次谐波,得如下联立方程:
ωr为信号波角频率
从右图得,
1 + a sin ω r t D 2 = δ /2 Tc / 2 Tc δ = (1 + a sin ω r t D ) 2
1 (Tc − δ ) = Tc (1 − a sin ω r t D ) 2 4
δ
2
δ
2
uo
δ'
δ
δ'
t
三角波一周期内,脉冲两边间隙宽度
O
δ '=
规则采样法
哈尔滨工业大学远程教育
文件: 电力电子技术20.8
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
3.计算法之特定谐波消去法 (Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM) uo Ud
O a 1 -Ud
特定谐波消去法的输出PWM波形 这是计算法中一种较有代表性的方法。 例如:输出电压半周期内,器件通、断各3次(不包括0和 π),共6个开关时刻可控。 为减少谐波并简化控制,要尽量使波形对称。
电力电子技术
第20讲
4 直流-Байду номын сангаас流变换器(4)
直流-交流变换器(3)
本讲是 第4章 直流-交流变换器 的第4讲,上3讲的主要内容是: 4.1 逆变电路概述 4.2 单相方波型逆变电路 4.3 三相方波型逆变电路 4.4 逆变电路输出电压及波形的控制
方波型逆变电路的缺点:输出电压是方波,谐波含量大。 采用PWM技术可有效地控制输出电压基波的幅值和频率,并减小 谐波含量。因此各种逆变电路都采用了PWM技术。 本讲继续学习PWM型逆变电路的控制方法。
70
80
分段同步调制方式举例 为防止fc在切换点附近来回跳动,采用滞后切换的方法。 同步调制比异步调制复杂,但用微机控制时容易实现。 可在低频输出时采用异步调制方式,高频输出时切换到同步调制方式,这 样把两者的优点结合起来,和分段同步方式效果接近。
哈尔滨工业大学远程教育
文件: 电力电子技术20.16
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术20.14
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
2) 同步调制 ——载波信号和调制信号保持同步的调制方式,当变频时 使载波与信号波保持同步,即N等于常数。 基本同步调制方式,fr变化时N 不变,信号波一周期内输出脉冲 数固定。 三相电路中公用一个三角波载 波,且取N为3的整数倍,使三相 输出对称。 为使一相的PWM波正负半周镜 对称,N应取奇数。 fr很低时,fc也很低,由调制带来 的谐波不易滤除。 fr很高时,fc会过高,使开关器件 难以承受。
通常保持fc固定不变,当fr变化时,载波比N是变化的 在信号波的半周期内,PWM波的脉冲个数不固定,相位也不固定, 正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称. 当fr较低时,N较大,一周期内脉冲数较多,脉冲不对称产生的不利影 响都较小 当fr增高时,N减小,一周期内的脉冲数减少,PWM脉冲不对称的影 响就变大
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术20.3
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
4.5.1 PWM逆变电路的控制信号的产生方法
计算法 根据正弦波频率、幅值和半周期脉冲数,准确计算PWM波各脉冲宽 度和间隔,据此控制逆变电路开关器件的通断,就可得到所需PWM 波形。 本法较繁琐,当输出正弦波的频率、幅值或相位变化时,结果都要 变化。 调制法 在调制信号ur 和载波信号uc的交点时刻控制器件的通断,在负载上调 制出期望的信号。
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
本讲总结
4.5 PWM型逆变电路的控制方法 4.5.1 PWM逆变电路的控制信号的产生方法 调制方法:调制法 计算法:规则采样法, 特定谐波消去法 调制方式:异步调制,同步调制,分段同步调制
重点:PWM型逆变电路的调制方法和调制方式 难点:规则采样法的原理和计算公式
201
99
2 .0 1 .6 1 .2 0 .8 0 .4 0
69
45
33
把整个fr范围划分成若干个频段, 每个频段内保持N恒定,不同频段 的N不同。 在fr高的频段采用较低的N,使载波 频率不致过高;在fr 低的频段采用 较高的N,使载波频率不致过低。
21
10
20
30
40 f r /H z
50
60
a2 a3
π

ωt
哈尔滨工业大学远程教育
文件:
电力电子技术20.9
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
首先,为消除偶次谐波,使波形正负两半周期镜对称,即
u (ω t ) = − u (ω t + π )
其次,为消除谐波中余弦项,应使波形在正半周期内前后1/4周期以 π/2为轴线对称
u (ω t ) = u (π − ω t )
an
4 ⎡ α1 U d = ⎢ ∫0 2 sin n ω t d ω t + π ⎣ + =
∫α
α2
1
(−
Ud sin n ω t ) d ω t 2
∫α
α3
2
π ⎤ Ud Ud 2 sin n ω t d ω t + ∫ ( − sin n ω t ) d ω t ⎥ α3 2 2 ⎦
2U d (1 − 2 cos n α 1 + 2 cos n α 2 − 2 cos n α 3 ) nπ
文件: 电力电子技术20.5
u
ur
uc
uc
ur
O
ωt
ωt
uo uof
uo Ud u of uo
ωt
O -U d
ωt
双极性PWM控制方式波形
电力电子技术
直流-交流变换器(3)
2.计算法之规则采样法
u u
r
u
c
1)自然采样法: 按照SPWM控制的基本 原理,在正弦波和三 角波的自然交点时刻 控制开关器件的通断 ,这种生成PWM波的方 法,成为自然采样法 。 其求解复杂,难以在 实时控制中在线计算 ,工程应用不多。
相关文档
最新文档