现代电力电子技术
现代电力电子技术
uL
u2
E
+
-
触发电路产生的触发脉冲须满足下列要求： 足够的功率； 一定的宽度； 与主电路同步； 一定的移相范围。
产生的方式： 单结晶体管触发电路； 集成触发电路。
1
2
第3节 晶闸管触发电路
一、单结晶体管触发电路
等效电路
E
B2
B1
RB2
RB1
管内基极 体电阻
E
（发射极）
B2
（第二基极）
当 L >> R时， ILT在整个周期中可近似 看做直流。
5
晶闸管的中电流
IT =
IT =
平均值:
有效值:
晶闸管的选择
晶闸管电压 > （1.5 ~ 2）U2M
晶闸管电流
> （1.5）×
二、单相桥式半控整流电路
1、
电阻性负载桥式可控整流电路
（1）电路及工作原理
u2 > 0的导通路径：
u2 (A)
三、 特性与参数
1、特性
U
I
URSM
UFSM
URRM
IH
UFRM
IF
IG1=0A
IG2
IG3
IG3
IG2
IG1
>
>
正向
反向
2、主要参数
UFRM：
正向断态重复峰值电压。（晶闸管耐压值。 一般取 UFRM = 80% UFSM 。普通晶闸管 UFRM 为 100V~3000V）
URRM：反向重复峰值电压。（控制极断路时， 可以重复作用在晶闸管上的反向重复电 压。一般取URRM = 80% URSM。普通晶 闸管URRM为100V~3000V）
现代电力电子技术课程设计
现代电力电子技术课程设计介绍电力电子技术被广泛应用于现代工业生产、家庭用电和交通运输等方面。
因此，现代电力电子技术课程设计是电力工程专业的核心课程之一。
本文将介绍一种基于硬件和软件的电力电子课程设计，学生可以在课程中了解电力电子技术的基本原理和应用。
实验目的通过课程设计，学生应能掌握以下知识和能力：•了解电力电子技术的基本原理和应用；•熟悉电力电子硬件设备的搭建和使用；•掌握基于软件的电力电子控制方法；•能够完成基于电力电子技术的实际工程项目。
实验设备本次课程设计所需硬件设备如下：•变频调速控制器；•电机模拟负载；•相变器；•电容电压采样电路；•行波管电磁管；软件设备：•MATLAB/Simulink仿真软件。
实验内容选定一个具体的电力电子应用场景，例如交流电机的调速控制。
根据实际需求，设计和实现一个电力电子系统，包括硬件和软件两部分。
其中，硬件部分主要包括变频调速控制器、电机模拟负载、相变器、电容电压采样电路和行波管电磁管等，软件部分主要包括基于MATLAB/Simulink的控制算法设计。
实验具体步骤如下：1.搭建硬件设备搭建电力电子硬件设备，连接好所有器件，确定所有元件的工作状态。
变频调速器的输出需要用直流电压给相变器，经过相变器相位控制后，得到所需的交流电压输出给模拟电机负载。
电容电压采样电路与控制板需要连接好，以获取控制信号并输出到行波管电磁阀控制端口。
完成硬件连接后进行设备检测，确保所有器件均正常工作。
2.编写Simulink模型根据实际场景和需求，设计一个Simulink模型，使用PID控制算法为变频调速器提供控制信号。
在Simulink中分别设置输入、输出和控制算法，确保所有参数设定正确，且控制算法具有良好的控制效果。
3.模型仿真将Simulink模型与搭建好的硬件设备连接，进行系统仿真。
通过调整PID参数，检验仿真效果与控制性能。
如果仿真结果不理想，则重复调整控制算法和参数，以达到更好的控制效果。
现代电力电子技术第五讲
反并联二极管为其提供释放能量的通道
反并联二极管后，只要负载两端电压
（直流侧）低于交流侧两端电压值，则二 极管导通（正半周期VD1、VD4导通，负半 周期VD2、VD3导通），全控型器件被旁路， 整流工作状态与二极管整流电路完全相同， 对全控型器件进行PWM控制失去作用。只 有在直流侧电压Ud 大于交流侧电压时，二 极管才不会导通，全控型器件组成的桥式 电路才可以正常工作，故为升压整流。
矩阵式变频电路拓扑
Ua
Ub
UC
Sau
Sbu
SCU
UU
Sav
Sbv
Scv Uv
Saw
Sbw
SCW
UW
图5.38 三相矩阵式变频电路
图5.39 一种双向开关单元
在任一时刻，输出三相中的任一相都可以通 过交流开关与三相电源的任一相连接 。以U相为 例，可以通过Sau、Sbu 、SCU的通断控制使UU等 于Ua 、Ub 或者UC，但三个开关同时只能有一个 导通，否则会造成电源短路。这样输出UU 就是由 输入电源Ua 、Ub 、UC三相电压的片段组合而成， 只要开关频率足够高。选择合适的导通时刻与合 适的导通时间，UU就可以为预期所希望输出频率 的交流电了。
现代电力电子技术 第五讲
PWM变流电路
基本的PWM变流电路： PWM逆变电路 直流斩波电路 PWM整流电路 矩阵式变频电路
5.1 PWM逆变电路 应用PWM控制技术的逆变电路
5.1.1 单相桥式PWM逆变电路 单极性控制、双极性控制
电路结构
+
VT1
VD1 VT3
VD3
RL
现代电力电子技术的发展趋势及应用分析
现代电力电子技术的发展趋势及应用分析摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，随着智能电网的发展与进步，使得信息化、自动化以及数字化的技术应用空间越来越大。
电力电子是建设智能化电网的基础所在，也是满足NB-IoT市场经济发展的重要技术所在。
因此，为了满足社会的发展，就需要对电力系统进行全面改革，使先进的电力电子技术应用到智能电网中。
关键词：电子技术；发展趋势；应用引言开展电力电子化新一代电力系统动态问题研究是保障电网安全稳定运行的重大需求。
装备是构成电力系统的基本要素，装备变革意味着客观研究对象的变革。
装备动态特性的变化意味着电力系统动力学现象及机理的变化，传统电力系统动态问题基础理论和关键技术的适应性面临重大挑战，装备替代的量变势将引起系统动态问题的质变。
开展新一代电力系统动态问题的研究是电网运行的迫切和重大的需求。
1基本概念首先针对电子技术，该项技术主要依靠电子设备对电力进行控制，可实现电力开闭控制、转换控制等，故在不同的控制要求下，电子技术又可以分为多种形式，诸如电力技术、转换器技术等。
因此本质上可以将电子技术视作一种元件控制技术，能够通过电力供给与切断、电力类型转换、电力强弱调整等方式使元件作出对应的动作，促使电气装置依照用户需求运作，实现控制目的。
同时电子技术在元件控制中会生成对应的数据，即电力数据，依照电力数据可知当前电力运作是否正常，也能判断电力的故障、安全水平等，便于及时处理异常，保障电力运作稳定。
其次针对电气控制，此概念的主要意义在于开发电气能源的利用价值，诸如利用弱电控制强电，再通过强电控制设备，最后设备运作满足需求，且随着控制技术的发展，电气控制不仅实现了自动化运作，控制对象也越来越多，故电气控制能够满足人们在生活或工作中的多种需求。
关于电气控制的自动化原理，从当前技术角度出发，主要是利用信号收发装置连接计算机与电气控制系统，用户可以从计算机上拟定指令，并发出信号，信号将被收发装置接收，随即发送给电气控制系统的控制单元，该单元将依照信号指令逐步控制设备，待指令执行完毕，控制目的达成。
电力电子技术在电力系统中的应用
电力电子技术在电力系统中的应用电力电子技术是当今电力系统中最重要的一个领域，它已经成为电力行业的重要支撑技术之一，广泛应用于电力系统的各个领域。
电力电子技术是将电力电子元件和电力电子系统应用于电力领域，实现电力的控制、调节和变换。
它主要包括变流器技术、逆变器技术、直流输电技术、电机驱动技术等。
这些技术在电力系统中起到了至关重要的作用，它们可以更好地适应各种复杂的电力系统，提高电力系统的质量、效率和可靠性，同时还能更好地满足用户的需求，为电力行业的发展注入新的活力。
变流器技术是电力电子技术中的一个重要分支，它是通过将交流电转换为直流电或直流电转换为交流电，从而实现电力的控制和变换。
变流器技术在电力系统中的应用非常广泛，可以应用于发电机的输出电压控制、直流输电、交流输电、电动汽车充电桩和逆变器等领域。
它可以使电力系统更加高效、可靠和性能更加稳定。
逆变器技术是将直流电转换为交流电的一种技术，它可以将直流电转换为纯正的交流电，从而实现电力的控制和变换。
逆变器技术不仅可以通过电池实现电力存储，还可以应用于太阳能电池板、风力发电机等，从而实现可再生能源的利用。
直流输电技术是近年来出现的一种新的技术，它可以将电力以直流的形式输送到长距离的地方。
直流输电技术可以使电力传输更加高效、节能、可靠和安全，是电力系统中不可或缺的一部分。
电机驱动技术是电力电子技术中的重要分支，它主要应用于各种电机的起动、调速和控制等方面。
电机驱动技术可以使电机更加高效、节能和智能化，提高电机的性能和精度，从而实现各种各样的自动化控制。
总的来说，电力电子技术已经成为电力系统中不可或缺的一部分，它可以更好地适应电力系统的庞大和复杂，提高电力系统的质量、效率和可靠性，同时还能更好地满足用户的需求，为电力行业的发展注入新的活力。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是当今电力系统领域中的重要组成部分，它在电力系统中起着至关重要的作用。
随着科技的不断进步和电力需求的不断增长，电力电子技术在电力系统中的应用也得到了日益广泛的推广。
本文将综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状，旨在全面了解电力电子技术的应用和发展趋势。
一、电力电子技术在电力系统中的应用概况随着电网建设的不断完善和电力需求的不断增长，电力系统对电力电子技术的需求也越来越大。
电力电子技术在电力系统中主要应用于功率变换、电能质量控制和电力传输等方面。
在功率变换领域，电力电子技术主要用于实现交、直流电能之间的相互转换，适应不同负载的功率要求。
在电能质量控制方面，电力电子技术可实现电能的稳定输出，提高电网的稳定性和可靠性。
在电力传输方面，电力电子技术可实现高效电能传输，减少能量损耗，提高电网的传输效率。
电力电子技术在电力系统中的应用范围非常广泛，对电力系统的运行和发展具有重要意义。
1. 变流器技术的发展变流器是电力电子技术的核心设备之一，其性能和效率直接影响到电力系统的运行质量。
近年来，随着功率半导体器件的不断进步和新型拓扑结构的不断涌现，变流器技术取得了显著的发展。
高压、高频、高效的变流器设备逐渐成为电力系统的主流，大大提高了电能转换的效率和质量。
2. 控制技术的创新随着数字电子技术的发展，控制技术在电力系统中的应用也得到了快速发展。
智能化控制系统、数字信号处理技术等先进控制技术的应用，使得电力电子设备的控制性能得到了显著提升，提高了电力系统的运行稳定性和可靠性。
3. 新能源技术的融合随着新能源技术的快速发展，新能源与电力电子技术的融合应用成为电力系统发展的重要趋势。
风能、光能等新能源技术的应用使得电力系统的结构发生了变革，电力电子技术成为了实现新能源并网的重要手段，为电力系统的清洁化和可持续发展提供了有力支持。
4. 智能电网技术的兴起智能电网技术是当今电力系统领域的热点之一，它以电力电子技术为核心，通过信息技术实现了电力系统的智能化管理和控制。
现代电力电子技术第1章(Introduction 4h)
关断时正向电流降为零到完全恢复对反向电压阻断能力时间。
浪涌（Surge）电流IFSM 指电力二极管承受最大连续一个或几个工频周期过电流。
哈工大（威海）自动化研究所
1.1 传统电力电子器件介绍 ---功率整流管
4. 主要类型
普通二极管
又称整流二极管，用于开关频率不高（1kHz以下）整流电路中。反 向恢复时间较长，在5S以上，正向电流定额和反向电压定额分别 可达数千安和数千伏以上。
DC-DC，AC-AC 相位控制
变流电路 控制技术
周波控制 调制控制
哈工大（威海）自动化研究所
§1.1 电力电子器件发展历程
20世纪初 电子管 电子技术 诞生 电力电子技术诞生 整流技术发展 现代电力电子技术 逆变技术发展 21世纪 广泛应用时代
哈工大（威海）自动化研究所
20世纪50年代
SCR 20世纪70年代 GTO，GTR，MOS 20世纪90年代 IGBT
通态电流临界上升率。
哈工大（威海）自动化研究所
1.1 传统电力电子器件介绍 ---普通晶闸管 4.主要派生器件
(1)快速晶闸管FST
包括快速晶闸管和高频晶闸管，分别应用于400Hz和
10kHZ以上斩波或逆变电路；
开关时间及du/dt和di/dt耐量明显改善：关断时间（普 通晶闸管数百微秒，快速晶闸管数十微秒，高频晶闸管 10微秒）； 与普通晶闸管相比，高频晶闸管电压和电流定额不高；
1.1 传统电力电子器件介绍 ---普通晶闸管 (4)光控晶闸管LTT 利用一定波长的光照信号触发导通； 光缆装有作为触发光源的发光二极管或半导体激光器；
保证主控电路的绝缘，避免电磁干扰影响；
高压大功率场合，如HVDC输电和HV核聚变装置占重要地位。
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。
电力电子技术电力电子技术的定义电力电子技术是一门
电力电子技术第一部分一、电力电子技术的定义电力电子技术是一门利用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能进行处理、控制和变换的学科，是现代电子学的一个重要分支，也是电工技术的分支之一。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。
具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
二、电力电子技术的研究内容电力电子技术的研究内容：1、电力电子器件2、变流技术3、控制技术或者说，电力电子技术的研究内容：电子学、电力学、控制理论三、与其它学科的关系1、与微电子学的关系三个相同点：（1）都分为电子器件和电子电路两大分支，二者同根同源（2）两类器件制造技术的理论基础相同；（3）制造工艺也基本相同。
两个不同点：（1）应用目的不同——前者用于电力变换，后者用于信息处理；（2）工作状态不同——在微电子技术中，器件既可以处于放大状态，也可以处于开关状态；而在电力电子技术中为避免功率损耗过大，电力电子器件总是工作在开关状态。
2、与电力学(电气工程)的关系（1）电力电子技术广泛用于电气工程中；（2）国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支；（3）电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。
3、与控制理论的关系（1）控制理论广泛用于电力电子系统中；（2）电力电子技术是弱电控制强电的技术，是弱电和强电的接口,控制理论是这种接口的有力纽带；（3）电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。
四、电力电子技术的发展历史美国通用电气公司研制出第一个工业用的普通晶闸管，标志电力电子技术的诞生1、传统电力电子技术电力电子器件以半控型的晶闸管为主，变流电路以相控电路为主，控制电路以模拟电路为主。
2、现代电力电子技术现代电力电子技术在器件、电路及其控制技术方面与传统电力电子技术相比主要有如下特点：A、集成化B、高频化C、全控化D、控制电路弱电化E、控制技术数字化3、电力电子技术的发展展望科学家预言，电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。
原始题目：电力电子技术的发展趋势
原始题目：电力电子技术的发展趋势电力电子技术是一项关键的技术领域，它在现代电力系统中发挥着重要的作用。
随着科技的进步和能源需求的增长，电力电子技术的发展趋势如下：1. 数字化和智能化随着数字技术的迅猛发展，电力电子技术正朝着数字化、智能化方向发展。
传统的电力电子设备正在逐渐被数字控制替代，电力系统的监控、控制和保护功能将更加智能化。
智能电网的建设也推动了电力电子技术的进一步发展。
2. 高效能源转换能源转换效率是电力电子技术的关键指标之一。
未来的电力电子设备将更加注重高效能源转换，通过提高转换效率和减小能量损耗来实现能源的有效利用。
新型的功率电子器件和拓扑结构的研究将推动电力电子技术的高效能源转换发展。
3. 多能级和混合型电力电子系统多能级和混合型电力电子系统具有更高的设计灵活性和能效，因此被广泛应用于电力传输和分配系统中。
未来的电力电子技术将进一步发展多能级和混合型电力电子系统，以提高系统的稳定性、可靠性和能效。
4. 可再生能源集成随着可再生能源的快速发展，电力电子技术在可再生能源系统中的应用日益广泛。
未来，电力电子技术将进一步集成可再生能源，通过调节能量的输入和输出，提高可再生能源的利用效率和系统的稳定性。
5. 新型材料和器件的应用新型材料和器件的研究将推动电力电子技术的发展。
例如，高温超导材料的应用可以提高电力电子设备的效率和功率密度，新型半导体材料的应用可以改善电力电子器件的性能。
未来，新型材料和器件的不断创新将促进电力电子技术的发展。
总之，未来电力电子技术将实现数字化、智能化、高效能源转换、多能级和混合型系统的发展，并加强与可再生能源集成以及应用新型材料和器件。
这些趋势将提升电力电子技术的性能和应用范围，为电力系统的可靠性、可持续性和经济性提供支持。
电力电子技术实验内容
电力电子技术实验内容电力电子技术实验内容电力电子技术是现代电力工业中的关键技术之一，其作用是将电能在电力系统中转换、控制、调节和保护。
电力电子技术的应用范围广泛，包括电力变换、灯光控制、电动机驱动、UPS系统、遥控、遥测、安全监控、节能措施等领域。
电力电子技术实验是电力电子理论的实践部分，通常是电力电子课程的学习和教学中重要的一环。
本文将介绍电力电子技术实验的内容，包括基础实验和高级实验两部分。
一、基础实验1. 半波整流电路实验半波整流电路是最简单的电力电子电路之一，实验主要是通过半波整流电路的实现原理，掌握半波整流电路的基本工作原理、电流及电压的波形特点、电路的计算方法、及其应用等。
2. 全波整流电路实验全波整流电路相对于半波整流电路来说功能更强大，也更加的复杂。
在全波整流电路实验中，主要是掌握全波整流电路的实现原理、工作状态、电路计算方法等。
3. 三相半波整流电路实验三相半波整流电路是工业中常用的电力电子电路之一，用于三相有源电力负载与电网间的电能转换。
在三相半波整流电路实验中，主要是通过对三相系统与半波整流电路的联接和三相半波整流电路的实现原理、工作状态、电路计算方法等的探究，从而深入理解三相半波整流电路的必要性。
4. 交流电调压电路实验交流电调压电路是电力电子技术中的一项重要技术，用于将交流电转换成直流电，实现加工、生产、交通，安全控制系统等领域的控制与输送。
在交流电调压电路实验中，主要是掌握交流电调压电路的实现原理、电路计算方法等。
5. 电容滤波电路实验电容滤波电路也是电力电子技术中的一项重要技术，主要是用于将电路中的高频信号或杂波滤除，保证电路中的信号干净。
在电容滤波电路实验中，主要是掌握电容滤波电路的实现原理、电路计算方法等方面的知识。
6. 电感滤波电路实验电感滤波电路也是电力电子技术中的一种重要技术，其作用是滤除低频杂波。
在电感滤波电路实验中，主要是掌握电感滤波电路的实现原理、电路计算方法等知识。
现代电力电子技术的发展及未来趋势
现代电力电子技术的发展及未来趋势摘要:电力电子技术是指利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,对节省电能有重要意义,从根本上讲,电力电子技术也是研究电源的技术。
目前,电力电子作为智能化、自动化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,随着第三代半导件器件的成熟和应用,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用且节能高效,实现高效率和高品质用电相结合。
关键词:电力电子技术;发展;未来趋势1. 电力电子技术的发展电力电子技术起始于五十年代末六十年代初,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,八十年代末和九十年代初,是以IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的全控型功率半导体复合器件时代,其发展以低频技术向以高频技术方向转变。
1.1整流器时代大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。
当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
但目前也只有国产晶闸管可在世界上与其他国家生产的同类产品相媲美,甚至略胜一筹。
1.2逆变器时代七十年代出现了全控型器件,它们在交流电机变频调速因节能效果显著而得到迅速发展和广泛应用。
随着变频调速装置的迅速发展,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输电,静止式无功功率动态补偿等。
这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.3变频器时代进入八十年代后期,以绝缘栅双极晶体管为代表的复合型器件异军突起。
随之而来大规模和超大规模集成电路技术也得到迅猛发展。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,导致了中小功率电源向高频化发展,也为大中型功率电源向高频发展带来机遇。
新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电力电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
现代电力电子技术的发展与应用
（一）整流器时代
整流器时代主要是指二十世纪六、七时年代的电力电子发展阶段，整流器时代最具代表性的电子元器件是大功率硅整流管和晶闸管的开发和应用。当时工业用电大多数采用工频交流发电机来提供，于是，如何将交流电转换成直流电成为当时的热门研究。1958年，美国通用电气宣布研发出晶闸管，世界上第一只晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开始，也标志着电能的控制和转换进入了整流器时代。最初的电力电子器件主要以二极管和晶闸管为主，属于半控型电子技术。整流是指将电力由交流（AC）转换为直流（DC）的过程，包括可控整流和非可控整流，其中可控整流是通过晶闸管作为控制元器件来实现的。可控硅整流装置的广泛使用，标志着电能转换进入了电力电子技术的整流器时代。
工业生产中会大量使用各种交流、直流电动机，这些电动机均属于电力电子技术范畴。利用电力电子元器件进行工业规模电能的转换，将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能，最常见的电能转换有：利用元器件将直流电能转换成交流电能，或者逆之转换；将工频电源转换成工业生产所用设备所需频率的电源。
此外，电力电子技术还广泛地应用于冶金工业和电化学工业中。冶金工业中的加热电源、直流弧炉电源以及高中频感应淬火电源；在电化学工业中，电解铝、电解食盐水等工艺都大量地使用大容量整流电源。
关键词：电力电子技术发展应用
电力电子技术是一种新型现代化技术，它结合了电力、电子和控制的技术，具有专业性、系统性和综合性的特点。随着电力电子技术的日臻完善，电力电子技术被广泛应用于各个领域，为人们的生产生活提供了极大地便利。
现代电力电子技术及应用
现代电力电子技术及应用电力电子技术是指以半导体器件为核心，应用电子技术来实现电力转换、控制和保护的技术。
电力电子技术的发展，不仅加速了电力系统的进步，而且也成为现代电子技术应用领域中的重要组成部分。
本文将以电力电子技术的发展、应用和前景为主线，进行以下详细阐述。
一、电力电子技术的发展电力电子技术的发展始于20世纪60年代，主要是针对电力变频调速和谐波污染这两个问题。
20世纪70年代到80年代，随着电力电子器件如晶闸管、功率场效应管（MOSFET）和可控硅（SCR）等的出现，电力电子技术逐渐成熟，并在电力系统中得到广泛应用。
在这个阶段，电力电子技术主要应用于电动机的调速控制、输电线路电力因数补偿、谐波抑制等方面。
20世纪90年代以来，随着高压直流输电（HVDC）技术、柔性交流输电（FACTS）技术和电能质量（PQ）控制技术的发展，电力电子技术获得了更大的应用空间。
其中，HVDC技术不仅弥补了交流传输中输电线路对环境的影响，还提高了长距离输电效率；FACTS技术则通过直接控制交流输电系统的电压、电流和相位等参数，实现对电力系统的灵活控制，提高电力系统的可靠性和稳定性。
此外，电能质量控制技术也在消除电路中的谐波、尖峰电流和点状变压器等方面发挥了重要作用。
二、电力电子技术的应用在电力系统中，电力电子技术已经广泛应用于能源转换、输配电和工业自动化等领域。
下面将重点介绍电力电子技术在这些领域中的应用。
1、能源转换应用电力电子技术在能源转换中的应用包括风力发电、太阳能电池和燃料电池等方面。
其中，风力发电和太阳能电池都属于可再生能源，将电力电子技术应用于其控制系统中可以提高其发电效率和可靠性；燃料电池则可将化学能转化为电能，成为能源转换领域的理想选择。
2、输配电应用电力电子技术在输配电领域中的应用主要有功率因数补偿技术、电网稳频技术和电网无功控制技术等。
其中，功率因数补偿技术是指通过电容器、静态无功补偿器等设备将系统的功率因数提高到合理的范围，降低输电损耗，提高系统效率和稳定性；电网稳频技术是通过调节负载和电压控制器的频率和电压，使系统频率和电压保持稳定；电网无功控制技术则主要是调节无功电力来维持系统的电压稳定和电能质量。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状随着电力系统的不断发展，电力电子技术作为其重要组成部分之一，也在不断创新、发展，为电力系统的稳定运行和优化提供了更加有效的手段。
在过去几十年中，电力电子技术已经发生了很大的变化。
从最早的晶闸管、thyristor等器件，到如今的IGBT、MOSFET等高性能晶体管，电力电子器件的性能和可靠性都得到了提升。
与此同时，电力电子技术在功率变换、电力调节和控制等方面的应用也越来越广泛。
目前，在电力系统中，电力电子技术主要应用于以下几个方面：1. 电力变换和传输：电力电子器件和系统可以将交流电变换成直流电或者将直流电变为交流电，从而实现电力的传输和电网的稳定运行。
2. 电力调节和控制：电力电子技术可以通过控制电力系统中的各种器件，实现对电力信号的调节和控制。
例如，可通过电力发电系统的控制器来管理电力压力、频率等参数。
3. 电力质量控制：通过电力电子技术，可以对电力质量进行调整。
补偿电装置（SVC）可以对电力系统中的电压波动和电力失调等现象进行补偿，从而实现电力的质量控制。
4. 新能源开发：电力电子技术的应用还可促进新能源的开发，如风力和太阳能。
5. 智能电网和微电网：电力电子技术也可以促进智能电网和微电网的发展，提高电网运行的智能性和可靠性。
因此，电力电子技术在电力系统中有着广泛的应用前景。
未来，随着电力自动化程度的不断提高，电力电子技术将继续发挥着重要作用，成为电力系统高效运行和优化的重要手段。
总之，现代电力电子技术在电力系统中的发展已经取得了很大进展，其应用可以改善电力质量、提高电网运行效率、促进新能源开发和智能电网建设等目标的实现。
在未来的发展中，电力电子技术将继续推动电力系统的发展，实现电力工业和社会经济的可持续发展。
现代电力电子技术理论 Snubber
现代电力电子技术理论 Snubber什么是 Snubber？在电路中，Snubber 又称为降压电路，用于消除开关电路中峰值电压的过冲和过流。
Snubber 能够有效地减少电路中储能电容和电感的运动。
它主要是通过加入电容来稳定电压，消除过冲和过流现象，从而保护开关管和半导体器件。
Snubber 的工作原理在开关管的关闭瞬间，由于开关管引起的电感的储能，将会产生电压峰值。
这个电压峰值可能会超出开关管的击穿电压，导致开关管被烧毁。
Snubber 回路主要的作用是消除这个过冲电压。
Snubber 回路由电阻和电容器组成，并在开关管的引脚中间串联一个电压限制器电阻，使得开关管在断开时不会被强大的电压击穿。
在电压限制器电阻的帮助下，Snubber 回路能够消除过冲电压并保护开关管。
Snubber 的应用场景Snubber 回路在电子设备中的应用十分广泛，如：1.逆变器输出过滤回路中2.稳压电源输出滤波回路中3.电力电子变流器输出回路中4.交流电机启动回路中5.直流电机刹车回路中等Snubber 回路在控制开关电路中起着至关重要的作用，它可以消除电压过冲和过流现象，保护电子设备和电路元件，提高电路的可靠性和稳定性。
Snubber 回路的优缺点Snubber 回路的优点主要体现在以下方面：1.可以消除电路中的峰值电压，保护半导体器件2.在稳定各种电路时十分有效3.可以降低电路中噪音干扰Snubber 回路的缺点同样存在，主要包括：1.Snubber 回路会消耗一部分电源能量，从而导致损失2.Snubber 回路的设计需要考虑到额外的元件和电路布局的复杂性，这会增加设计和制造成本Snubber 回路的设计方法Snubber 回路的设计方法一般包括：1.根据 circuit requirements 确定电感和电容的值2.选取正确的电容和电压等级，以满足电路要求3.定义一个大小合适的电阻，以限制电压过冲4.最后进行电路布局和元件放置Snubber 回路的设计方法需要考虑到电路的性能特点，包括频率、功率、损耗等等。
《现代电力电子技术》课件
电力电子技术的未来发展方向
高效化
智能化
未来电力电子技术将更加注重能效的提高 ，不断推动能源转换和利用效率的提升。
随着人工智能和物联网技术的发展，电力 电子技术将更加智能化，能够实现自适应 控制和远程监控等功能。
集成化
绿色化
未来电力电子技术将更加注重集成化设计 ，实现多功能、高集成度的电力电子系统 。
05
CATALOGUE
电力电子技术的挑战与未来发 展
电力电子技术的挑战
01
02
03
技术更新换代快
随着科技的不断进步，电 力电子技术需要不断更新 换代，以满足更高的性能 和效率要求。
节能环保压力
随着能源危机和环境问题 的日益严重，电力电子技 术在节能环保方面面临更 大的压力。
市场竞争激烈
电力电子市场参与者众多 ，竞争激烈，企业需要不 断提升技术水平和产品创 新能力。
详细描述
在DC/DC转换电路中，开关电源的作用是通过控制开关 管的通断时间来调节输出电压的大小。当输入电压通过开 关管时，通过控制开关管的占空比，可以调节输出电压的 大小，从而实现将一种直流电压转换为另一种直流电压。
总结词
DC/DC转换电路的应用
详细描述
DC/DC转换电路广泛应用于各种需要不同电压等级的场 合，如通信设备、计算机、仪器仪表等。通过DC/DC转 换电路，可以将较高或较低的电压转换为所需的稳定直流 电压，满足各种设备的用电需求。
电力电子技术的应用
电力系统
电力系统中的电力电子技术应用主要涉及发 电、输电和配电环节。通过使用电力电子设 备，如可编程逻辑控制器（PLC）和智能传 感器，可以实现电网的智能化控制和优化管 理，提高电力系统的稳定性和可靠性。
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现代电力电子技术现代电力电子技术二、主观题(共12道小题)(主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)11. 电力电子技术的研究内容？12. 电力电子技术的分支？13. 电力变换的基本类型？14. 电力电子系统的基本结构及特点？15. 电力电子的发展历史及其特点？16. 电力电子技术的典型应用领域？17. 电力电子器件的分类方式？18. 晶闸管的基本结构及通断条件是什么？19. 维持晶闸管导通的条件是什么？20. 对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。
21. 整流电路的主要分类方式？22. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。
现代电力电子技术二、主观题(共12道小题)11. 电力电子技术的研究内容？参考答案：主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。
12. 电力电子技术的分支？参考答案：电力学、电子学、材料学和控制理论等。
13. 电力变换的基本类型？参考答案：包括四种变换类型：（１）整流ＡＣ－ＤＣ（２）逆变ＤＣ－ＡＣ（３）斩波ＤＣ－ＤＣ（４）交交电力变换ＡＣ－ＡＣ14. 电力电子系统的基本结构及特点？参考答案：电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路，功率变换主电路是属于电路变换的强电电路，控制电路是弱电电路，两者在控制理论的支持下实现接口，从而获得期望性能指标的输出电能。
'15. 电力电子的发展历史及其特点？参考答案：主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍，并说明电力电子技术的未来发展趋势16. 电力电子技术的典型应用领域？参考答案：介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍，要说明电力电子技术应用的主要特征。
17. 电力电子器件的分类方式？参考答案：电力电子器件的分类（１）从门极驱动特性可以分为：电压型和电流型（２）从载流特性可以分为：单极型、双极型和复合型（３）从门极控制特性可以分为：不可控、半控及全控型18. 晶闸管的基本结构及通断条件是什么？参考答案：晶闸管由四层半导体结构组成，是个半控型电力电子器件，导通条件：承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。
关断条件：流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。
19. 维持晶闸管导通的条件是什么？参考答案：流过晶闸管的电流大于维持电流。
20. 对同一晶闸管，维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。
参考答案：I L__〉____I H21. 整流电路的主要分类方式？参考答案：按组成的器件可分为不可控（二极管）、半控（SCR)、全控(全控器件）三种；按电路结构可分为桥式电路和半波电路；按交流输入相数分为单相电路和三相电路。
22. 单相全控桥式整流大电感负载电路中，晶闸管的导通角θ=________。
参考答案：180º二、主观题(共12道小题)(主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)11. 单相全控桥式整流阻性负载电路中，晶闸管的移相范围________。
12. 有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___________，且满足|Ud|<|Ed|。
13.14.15.16.17. 直流斩波器的工作原理是什么？18. 直流斩波器的控制方式是什么？19. 整流斩波器的基本组成元件是什么？20.22.二、主观题(共12道小题)11. 单相全控桥式整流阻性负载电路中，晶闸管的移相范围________。
参考答案：0-180º12. 有源逆变产生的条件之一是：变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___________，且满足|Ud|<|Ed|。
参考答案：相反13.参考答案：14.参考答案：15.参考答案：16.参考答案：17. 直流斩波器的工作原理是什么？参考答案：通过控制电路周期性地对DC/DC变换主电路的电力电子器件快速通断控制，将输入的直流电压斩成一系列幅值相等的脉冲电压，改变脉冲列的脉冲宽度或频率，并经过LC低通滤波器处理以后实现对输出电压平均值的调节。
18. 直流斩波器的控制方式是什么？参考答案：直流斩波器的控制方式（１）定频调宽（２）定宽调频（３）调频调宽瞬时值控制和平均值控制19. 整流斩波器的基本组成元件是什么？参考答案：电力电子器件、电感和电容组成参考答案：21.22.参考答案：(主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)1. 电源为220V的单相反并联交流调压电路对1.5Ω的电阻负载进行调压求控制角为30º时，负载上的电压有效值U O、电流有效值I O和功率因数λ。
2. 无源逆变和有源逆变的区别?3. 无源逆变的基本类型包括哪些？4. 电力电子器件的换流方式包括哪些？5. 电压型无源逆变电路和电流型无源逆变电路的区别？6. 正弦脉宽调制技术的原理？7. 单极型调制和双极型调制的区别？8. 同步调制和异步调制的区别？9.10.11. 电力电子技术的定义和作用？12. 双极型器件和单极型器件的特点与区别？1. 电源为220V的单相反并联交流调压电路对1.5Ω的电阻负载进行调压求控制角为30º时，负载上的电压有效值U O、电流有效值I O和功率因数λ。
参考答案：2. 无源逆变和有源逆变的区别?参考答案：有源逆变是把直流电能逆变成交流电能后送给电网；无源逆变是把直流电能逆变正交流电能后送给负载；3. 无源逆变的基本类型包括哪些？参考答案：从相数角度：单相逆变及三相逆变电路从直流电流的性质角度：电压源型和电流源型逆变电路从输出波形的特征角度：矩形波和脉宽调制波逆变电路从电路结构的角度：桥式及零式逆变电路从导通角大小的角度：120度及180度导通型逆变电路4. 电力电子器件的换流方式包括哪些？参考答案：器件换流、电网换流、负载换流和强迫换流。
5. 电压型无源逆变电路和电流型无源逆变电路的区别？参考答案：（1）电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波，输出电压为方波交流，输出电流的波形与负载性质有关；电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波，输出电流为方波交流，输出电压的波形与负载性质有关。
（2）电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管，以提供之后的感性负载电流回路；电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管，但是应在负载两端并联电容，以吸收换流时负载电感中的储能。
6. 正弦脉宽调制技术的原理？参考答案：正弦脉宽调制技术是把正弦波调制成一系列幅值相等，宽度按正弦规律变化的脉冲列来等效获得负载所需要的正弦波形。
7. 单极型调制和双极型调制的区别？参考答案：(1)单极性调制是指逆变器输出的半个周期中，被调制成的脉冲输出电压只有一种极性，正半周为+Ud和零，负半周为-Ud和零。
（2）双极性调制是指逆变器输出的每半个周期中都被调制成+/-Ud之间变化的等幅不等宽的脉冲列。
8. 同步调制和异步调制的区别？参考答案：异步调制：载波频率与调制波频率变化不一致；同步调制：载波频率与调制波频率同步变化；参考答案：10.参考答案：11. 电力电子技术的定义和作用？参考答案：电力电子技术是研究利用电力电子器件实现电能变换和控制的电路，内容涉及电力电子器件、功率变换技术和控制理论，作用是把粗电变成负载需要的精电。
12. 双极型器件和单极型器件的特点与区别？参考答案：双极型，电流驱动，通流能力很强，开关速度较低，所需驱动功率大，驱动电路复杂；单极型，电压驱动，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单。
现代电力电子技术第4次作业(计完成题目数)一、主观题(共10道小题)(主观题请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。
在线只需提交客观题答案。
)1. GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？2. 可关断晶闸管（GTO）的电流关断增益βoff的定义式为βoff=______。
3. 图1-1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
4. 如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?5. 有源逆变的条件是什么？6. 半控能否用于有源逆变，为什么？7.8. 在可控整流的负载为纯电阻情况下，电阻上的平均电流与平均电压之乘积，是否等于负载功率？为什么？9. 在可控整流的负载为大电感与电阻串联的情况下，果忽略电感的电阻，时负载电阻上的电流平均值与电压平均值的乘积是否等于负载功率?为什么?10. 某单相可控整流电路给电阻性负载供电和给反电动势负载蓄电池充电，在流过负载电流平均值相同的条件下，哪一种负载的晶闸管额定电流应选大一点？为什么？一、主观题(共10道小题)1. GTO和普通晶闸管同为PNPN结构，为什么GTO能够自关断，而普通晶闸管不能？参考答案：GTO是多胞结构，门极和阴极的电阻小，并且GTO胞元工作时处于浅度饱和状态，从而可以采取向外抽电流方式使GTO关断。
2. 可关断晶闸管（GTO）的电流关断增益βoff的定义式为βoff=______。
参考答案：βoff=I ATO/I GM3. 图1-1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形，各波形的电流最大值均为Im，试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
参考答案：4. 如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少？这时，相应的电流最大值Im1、Im2、Im3各为多少?参考答案：5. 有源逆变的条件是什么？参考答案：实现的条件是基于相控整流电路形式，满足：（１）负载侧存在直流电势，并且直流电势的绝对值大于整流输出电压的绝对值；（２）晶闸管的触发角大于９０度；6. 半控能否用于有源逆变，为什么？参考答案：半控桥不能用于有源逆变，因为半控桥整流输出电压始终大于零。
7.参考答案：8. 在可控整流的负载为纯电阻情况下，电阻上的平均电流与平均电压之乘积，是否等于负载功率？为什么？参考答案：9. 在可控整流的负载为大电感与电阻串联的情况下，果忽略电感的电阻，时负载电阻上的电流平均值与电压平均值的乘积是否等于负载功率?为什么?参考答案：负载功率等于电流平均值与电压平均值和乘积，P=Pd。
因为，虽然Ud的波形存在谐波分量，但id是恒定的直流，没有谐波分量，而功率是同次谐波电压、电流的乘积，所以，负载功率等于电流平均值与电压平均值的乘积，即P=Pd。