南航电力电子技术.习题课.课后习题详解丁道宏PPT课件

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电力电子技术最新ppt课件

0.637Ud
相电压基波有效值：
UUN1
UUN1m 2
0.45Ud
.
4-26
4.2.2 三相电压型逆变电路
例：三相桥式电压型逆变电路，180°导电方式，Ud=200V。试求输出相电压的基波幅值UUN1m和有效值UUN1、输出线电压的基波幅值 UUV1m和有效值UUV1、输出线电压中7次谐波的有效值UUV7。
4-13
4.2.1 单相电压型逆变电路
返回
图4－6 单相半桥电压型逆变电路及其工作波形
工单作向（原半3理桥）：电t3压—逆t4 变电电源路经优V缺2对点负总载结供：电，电流指数规律（（※桥① ② 接※思答源称为★后12电功上载优缺两单考：反之））反（下了因角压率升电点点个相：当馈为tt4向降解为θ型12较。压：：电）——半电负能反=上，决是逆大a负为所容utt桥路载量馈t升负r23这0阻4变时载-c用，幅—一中为提二1。载t一电电感电a怎电/器还值t般的感供极n负电24矛源感负路么压件需ω小u应二性通管载压电盾电经载L。d办为少保，.用极或道。/电为感，压V，？1R。证只在管阻（D压1/经在经.呈？/有22小主感即C为续V单V2感u？1电功要性续uD1d-流向=性1.对d1源率起时流C./续，半，负22电电什，过流电桥,u电载不压路么二程d，流的流.供能的中作极）电指基滞电精一。用管，流数础后，确半？为故指规上电电满，负这数律提压流足并载些规下出，指。且向二律降了滞数输直极反。单规入流管向负向律端电被全
两个二极管的作用也是提供无功能量的反馈通道。
图4-8 带中心抽头变压器的逆变电路
在Ud和负载参数相同，变压器匝比为1：1：1情况下，uo和io波形及幅值与全桥逆变电路完全相同。与全桥电路的比较：

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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电力电子技术基础22-习题ppt课件

流定额可以直接用下式
求出：
.
IT(AV)
(1.5~2)I 1.57
电力电子技术基础习题讲解
——习题2－5
某电阻负载R＝0.8Ω ，要求直流平均电压在0～ 24V可调。如用220V交流
T
a) u1
u2
VT
uVT
id
ud R
电源直接供电和用变压器
降到60V供电，都采用单
u2
相半波可控整流电路，试
b) 0 t1
压器容量，并做出ud、id、
i2的波形。
.
ud =
0
id
Id
O i2 Id
O
E t
t
-Id
t
电力电子技术基础习题讲解
——习题2－8
课本57页第5～8行：（阻感反电动势负载）如果电感量
足够大就能使电流连续，SCR每个周期导通180度，ud、
Id的波形和电感负载电流连续时压为
的电流平均值、电流有 i
效值以及波形系数 Im
i
Im
0
i
0
Im
t
t
t
0
.
电力电子技术基础习题讲解 ——习题1－3
电流平均值的定义
IdT 10 Ti(t)d t2 1 0 2i(t)d(t)
电流有效值的定义
波形系数的定义
I 1 2(i(t))2d(t)
2 0
I
Kf
I. d
电力电子技术基础习题讲解
VT T
a) u1
uVT
id
u2
ud R
酷工作条件；
u2
（1）采用交流220V直接供电时 b )

2024年度电力电子技术完整版全套PPT电子课件

载流子与掺杂
解释半导体中的载流子（电子和空穴）以及掺杂对半导体性质的影响。
半导体能带结构
阐述半导体中导带、价带和禁带的形成及作用。
2024/2/3
8
PN结及其特性
1 2
PN结的形成
介绍P型半导体和N型半导体的接触形成的PN结。
PN结的单向导电性
阐述PN结在正向偏置和反向偏置下的导电特性。
3
高效能变频器设计
针对不同的应用场景和负载特性，设计合理的变频调速方案，实现电机的高效、稳定和精确控制。同时，采用先进的散热技术和防护措施，提高变频器的使用寿命和安全性。
2024/2/3
21
05
直流变换与斩波技术
2024/2/3
22
直流变换器基本原理和类型
直流变换器基本原理
直流变换器是一种将直流电能转换成另一种或几种直流电能的电力电子装置，通过对开关器件的控制，实现输入电压到输出电压的变换。
滤波电路设计方法
根据滤波电路的类型和性能要求，可选择合适的电容、电感等元件，并确定其参数。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波、LC滤波等。
2024/2/3
15
功率因数校正技术
功率因数定义
功率因数是指交流电路中有功功率与视在功率之比，反映了电能的利用效率。
2024/2/3
功率因数校正技术
功率因数校正技术是通过在整流电路中加入功率因数校正电路，提高电路的功率因数，减少无功功率的损耗。常见的功率因数校正电路有APFC电路、PFC电路等。
电力电子技术完整版全套PPT 电子课件
2024/2/3
1
目录
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件基础 • 整流与滤波技术 • 逆变与变频技术 • 直流变换与斩波技术 • 交流调压与交-交变频技术 • 电力电子系统仿真与实验 • 电力电子技术应用案例

南航电力电子技术课件-第二章

南航电力电子技术课件-第二章引—关于可控整流电路SCR具有可控性，使整流电路输出直流电压可调，因而称为可控整流电路。

不可控整流电路——由D不可控，由其组成的整流电路，，输出直流电压不易调节，因此为不可控整流电路。

SCR 具有可控性，使整流电路输出直流电压可调，因而称为可控整流电路。

不可控整流电路——由D 不可控，由其组成的整流电路，，输出直流电压不易调节，因此为不可控整流电路。

第一节单相桥式可控整流电路第一节单相桥式可控整流电路第一节单相桥式可控整流电路第一节单相桥式可控整流电路一、单相桥式全控整流电路Single Phase Bridge Controlled Rectifier（一）电阻性负载（一）电阻性负载8的变化规律（减函数），求（一）电阻性负载（二）电感性负载（二）电感性负载（二）电感性负载（单相桥式全控整流电路）3.L 很大,wL >>R i u 说明→负载电流i d 连续（θ＝π）、脉动很小波形近似为一水平线3.L 很大,wL >>R（二）反电势负载第一节单相桥式可控整流电路第一节单相桥式可控整流电路大电感负载：大电感负载：大电感负载：（二）有续流D 的单相桥式半控整流电路负载影响：关断点、电压波形、耐压波形、移相范围、θ负载影响：关断点、电压波形、耐压波形、移相范围、θ电路由来、SCR触发导通、二极管自然换相导通、失控现象△、续流D的作用△电路由来、SCR 触发导通、二极管自然换相导通、失控现象△、续流D 的作用△波形是基础，画波形关键找对开、关点波形是基础，画波形关键找对开、关点一、单相桥式全控整流电路（一）电阻性负载（二）电感性负载（三）反电势负载二、单相桥式半控整流电路（一）电路工作原理（二）带续流二极管的单相桥式半控整流电路波形U d 、I d （电感电压平均值为零）、阻性负载各变量随a的变化规律（图2-2、例2-1）U d 、I d （电感电压平均值为零）、阻性负载各变量随a 的变化规律（图2-2、例2-1）计算虽然单相电路线路简单，但电压脉动较大，所以对大容量设备，多采用三相整流电路。

2024版电力电子技术完整版全套PPT电子课件[2]

LTspice
适用于模拟电路和数字电路的仿真，提供多种电力电子器件模型和虚拟示波器功能。
电力电子技术的实验与仿真案例
整流电路实验与仿真
逆变电路实验与仿真
通过搭建整流电路并对其进行仿真，可以研究整流器的工作原理、波形分析和性能指标。
利用逆变电路实验和仿真，可以探究逆变器的调制方式、控制策略和输出特性。
逆变电路
逆变电路的工作原理
01
解释逆变电路的基本工作原理，包括电压型逆变电路和电流型
逆变电路等。
逆变电路的类型
02
详细介绍不同类型的逆变电路，如单相逆变电路、三相逆变电
路和多电平逆变电路等。
逆变电路的应用
03
概述逆变电路在电力电子领域的应用，如不间断电源、变频器
和太阳能发电系统等。
直流-直流变流电路
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
半实物仿真实验
结合实验室搭建电路和虚拟仿真实验，通过接口设备将两者连接起来，实现实时数据交互和联合仿真。
电力电子技术的仿真工具
MATLAB/Simulin k
提供丰富的电力电子元件库和仿真模型，支持多种控制策略的实现和性能分析。
PSIM
专注于电力电子系统仿真，具备强大的电路分析功能和丰富的元件库。
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。

南航电力电子课件电力电子技术课件2024新版

新能源发电技术
光伏发电
利用光伏效应将太阳能转换为电能，通过电力电子技术实现最大功率点跟踪（MPPT）和并网控制。
风力发电
将风能转换为机械能，再通过电力电子技术将机械能转换为电能并接入电网。
电动汽车充电技术
交流充电
通过车载充电机将交流电转换为直流电对电池进行充电，充电功率较低，适用于家庭充电。
直流快充
柔性直流输电（VSC-HVDC）
基于电压源型换流器的直流输电技术，具有可控性强、无需交流侧提供无功支持等特点。
无功补偿技术
静止无功补偿器（SVC）
通过控制晶闸管的导通角来调节无功功率的输出，实现电网无功功率的平衡。
静止同步补偿器（STATCOM ）
基于自换相电压源型变流器的无功补偿技术，具有响应速度快、谐波含量低等优点。
信息技术
应用于数据中心、通信基站等信息设备的电源管理和节能技
术。
电力电子技术的未来趋势
高效率与高性能
追求更高的转换效率和更好的性能，如宽禁带半导体器件的应用。
绿色化与可持续
注重环保和可持续发展，推动清洁能源和绿色电力电子技术的发展。
智能化与数字化
引入人工智能、大数据等先进技术，实现电力电子系统的智能化管理和优化。
集成化与模块化
提高系统集成度，实现模块化设计和生产，降低成本和提高可靠性。
02
电力电子器件
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、耐高压、耐大电流
不可控器件
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
不可控器件
特点
耐压高、电流大、开关速度快

(完整word版)电力电子技术.课后习题答案.南航.丁道宏

第一章第1章思考题与习题1.1晶闸管的导通条件是什么? 导通后流过晶闸管的电流和负载上的电压由什么决定? 答：晶闸管的导通条件是：晶闸管阳极和阳极间施加正向电压，并在门极和阳极间施加正向触发电压和电流（或脉冲）。

导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A 决定。

1.2晶闸管的关断条件是什么? 如何实现? 晶闸管处于阻断状态时其两端的电压大小由什么决定?答：晶闸管的关断条件是：要使晶闸管由正向导通状态转变为阻断状态，可采用阳极电压反向使阳极电流I A 减小，I A 下降到维持电流I H 以下时，晶闸管内部建立的正反馈无法进行。

进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A 决定。

1.3温度升高时，晶闸管的触发电流、正反向漏电流、维持电流以及正向转折电压和反向击穿电压如何变化？答：温度升高时，晶闸管的触发电流随温度升高而减小，正反向漏电流随温度升高而增大，维持电流I H 会减小，正向转折电压和反向击穿电压随温度升高而减小。

1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) I g =0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。

1.5请简述晶闸管的关断时间定义。

答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。

即gr rr q t t t +=。

1.6试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。

1.7请简述光控晶闸管的有关特征。

答：光控晶闸管是在普通晶闸管的门极区集成了一个光电二极管，在光的照射下，光电二极管电流增加，此电流便可作为门极电触发电流使晶闸管开通。

主要用于高压大功率场合。

1.8型号为KP100-3，维持电流I H =4mA 的晶闸管，使用在图题1.8所示电路中是否合理，为什么?(暂不考虑电压电流裕量)图题1.8答：（a ）因为H A I mA K VI <=Ω=250100，所以不合理。

电力电子技术.课后习题答案.南航.丁道宏

导通后流过晶闸管的电流由负载阻抗决定，负载上电压由输入阳极电压U A 决定。

进而实现晶闸管的关断，其两端电压大小由电源电压U A 决定。

1.4晶闸管的非正常导通方式有哪几种？答：非正常导通方式有：(1) I g =0，阳极电压升高至相当高的数值；(1) 阳极电压上升率du/dt 过高；(3) 结温过高。

1.5请简述晶闸管的关断时间定义。

答：晶闸管从正向阳极电流下降为零到它恢复正向阻断能力所需的这段时间称为关断时间。

即gr rr q t t t +=。

1.6试说明晶闸管有哪些派生器件？答：快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管等。

1.7请简述光控晶闸管的有关特征。

主要用于高压大功率场合。

电力电子技术ppt课件

② 按照内部载流子的工作性质分：单极型器件：导通时只有空穴或电子一种载流子导电的器件。功率场
效应晶体管，器件的特点主要是工作频率高、导通压降较大，单个器件容量较小。双极型器件：导通时的载流子既有空穴也有电子导电的器件。功率二极管、晶闸管及派生器件、可关断晶闸管、双极型功率晶体管等。器件的特点主要是功率较高、而工作频率较低。复合型器件：复合型既含有单极型器件的结构，又有双极型器件的结构，通常其控制部分采用单极性结构，主功率部分采用双极型结构。绝缘栅双极型晶体管、MOS控制晶闸管等。结合了两者的优点，具有卓越的电气性能，是电力电子器件的发展方向。
电力电子技术
（第3版）
绪论
1. 电力电子技术的内容 2. 电力电子技术的发展 3. 电力电子技术的应用 4. 电力电子技术课程的学习要求
1. 电力电子技术的内容
电力电子学 , 又称功率电子学 (Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。
4. 电力电子技术课程的学习要求
熟悉和掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数，能正确选择和使用它们。
熟悉和掌握各种基本变换器的工作原理，特别是各种基本电路中的电磁过程，掌握其分析方法、工作波形分析和变换器电路的初步设计计算。
了解各种开关元件的控制电路、缓冲电路和保护电路。了解各种变换器的特点、性能指标和使用场合。掌握基本实验方法与训练基本实验技能。
电力电子器件的电压、电流、开关频率是影响它们使用的关键参数 ➢电压容量从低到高的顺序依次为功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、双极型功率晶体管、可关断晶闸管、晶闸管，其中绝缘栅双极型晶体管、双极型功率晶体管电压容量接近，可关断晶闸管、晶闸管电压容量接近。 ➢电流容量从低到高的顺序依次为功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、双极型功率晶体管、可关断晶闸管、晶闸管，其中绝缘栅双极型晶体管、双极型功率晶体管电流容量接近。 ➢开关频率从低到高的顺序依次为晶闸管、可关断晶闸管、双极型功率晶体管、绝缘栅双极型晶体管、功率场效应晶体管，其中绝缘栅双极型晶体管、双极型功率晶体管的开关频率接近。

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

《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

2024版电力电子技术ppt课件

•电力电子技术概述•电力电子器件•整流电路与逆变电路•直流-直流变换器目录•交流-交流变换器•电力电子技术应用实例定义与发展历程定义发展历程应用领域及重要性应用领域重要性提高能源利用效率、实现节能减排、促进可再生能源发展等方面具有不可替代的作用。

基本原理与分类基本原理分类0203PNPN四层半导体结构阳极、阴极和控制极晶闸管的基本结构和工作原理01触发导通和关断过程晶闸管的派生器件快速晶闸管01 02 03电力晶体管（GTR）结构特点和工作原理驱动电路和保护电路电力场效应管（结构特点和工作原理驱动电路和保护电路主要参数和特性曲线01 02 031 2 3010203040102 03整流电路原理整流电路分类整流电路应用逆变电路原理逆变电路分类逆变电路应用030201PWM控制技术PWM控制技术原理通过调节脉冲宽度或频率，实现对输出电压或电流的控制。

PWM控制技术应用电机调速、电源管理、照明控制等。

PWM控制技术优势高效率、高精度、低噪声等。

工作原理电路结构控制方式应用领域电路结构工作原理应用领域控制方式两种，也可采用滞环控制等非线性控制方法。

应用领域应用于需要宽范围电压输出的场合，如太阳能逆变器、不间断电源（UPS ）等。

工作原理通过控制开关管的导通和关断时间，实现输入电压到输出电压的升降压变换。

电路结构升降压型变换器主要由输入滤波电路、开关管、储能元件（如电感或电容）和输出滤波电路组成，与升压型变换器类似，但增加了降压功能。

控制方式可采用PWM 、PFM 或滞环控制等非线性控制方法，实现输出电压的稳定调节。

升降压型变换器工作原理通过控制晶闸管的导通角来调节输出电压的大小。

优点结构简单，控制方便，效率高。

缺点输出电压波形畸变较大，谐波含量高。

应用领域灯光控制、电机软启动等。

工作原理能够实现快速、无级调节负载功率。

优点缺点应用领域01020403电加热、电焊机等。

通过控制晶闸管的通断时间来调节负载功率的大小。