《电力电子技术》讲义资料
(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
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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
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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。
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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》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(第二版)课件
电力电子技术的发展趋势
总结词
未来电力电子技术的发展趋势包括更高频率的电能转换、更高效的能量管理和系统集成、 以及更智能的控制策略。
详细描述
随着电力电子技术的不断发展，未来的电能转换将向更高频率的方向发展，这将有助于减小设备体积和重量， 提高系统效率。同时，随着能源危机和环境问题的日益严重，更高效的能量管理和系统集成成为电力电子技 术的重要发展方向。此外，人工智能和自动控制技术的不断发展，也将推动电力电子技术向更智能的控制策
VS
详细描述
交流调压电路主要由自耦变压器或接触器 组成，通过控制自耦变压器或接触器的通 断状态，改变交流电的电压波形，从而实 现交流电压的调节。交流调压电路广泛应 用于灯光调节、电机调速、加热器控制等 场合。
04
电力电子技术的应用
电力系统
电力系统控制
分布式发电与微电网
利用电力电子技术实现对电力系统电 压、电流、频率等的精确控制，提高 电力系统的稳定性和可靠性。
电力电子技术(第二版)课件
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 电力电子电路 • 电力电子技术的应用 • 电力电子技术的未来展望
01
电力电子技术概述
定义与特点
总结词
电力电子技术是利用半导体电力电子器件进行电能转换和控制的学科领域。
详细描述
电力电子技术主要研究将电能从一种形式转换为另一种形式，例如从交流（AC）转换为直流（DC），或从一个 电压级别转换到另一个电压级别。它涉及的半导体电力电子器件包括晶体管、可控硅整流器（SCR）、可关断晶 闸管（GTO）等。
节能控制
通过电力电子技术实现设备的节能控制，降低能耗，提高能源利用 效率。
智能家居与楼宇自动化
利用电力电子技术实现智能家居和楼宇自动化，提高居住环境的舒 适度和节能性。
电力电子技术完整版全套PPT电子课件
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。
电力电子技术讲义-经典
1.3 电力电子技术的应用
➢ 一般工业：
交直流电机、电化学工业、冶金工业
➢ 交通运输：
电气化铁道、电动汽车、航空、航海
➢ 电力系统：
高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
➢ 电子装置电源：
为信息电子装置提供动力
➢ 家用电器：
“节能灯”、变频空调
➢ 其他：
UPS、 航天飞行器、新能源发电装置
16
1.3 电力电子技术的应用
◆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。
31
2.1.1 电力电子器件的概念和特征
■功率半导体器件（电力电子器件）的状态 导通态（on） 关断态（off） 切换态（换流与换相）
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2.1.1 电力电子器件的概念和特征
☞电力电子器件的功率损耗 通态损耗
断态损耗 开关损耗
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 一个分支。
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1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和控制理论 控制理论广泛用于电力电子系统中。 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。 电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支 撑技术。
直流斩波
直流
逆变
交流-交流变流
交流
整流
6
1.1 什么是电力电子技术
■电力电子学 ◆美国学者W. Newell认为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。
图1-1 描述电力电子学的倒三角形
7
1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和电子学 电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子
2024年电力电子技术课件
电力电子技术课件1.引言电力电子技术是现代电力系统的重要组成部分，涉及到电力电子器件、电路及其应用。
随着科技的不断发展，电力电子技术在能源、交通、工业等领域发挥着越来越重要的作用。
本课件旨在介绍电力电子技术的基本概念、原理和应用，帮助读者了解电力电子技术的相关知识。
2.电力电子器件电力电子器件是电力电子技术的基础，主要包括二极管、晶体管、晶闸管等。
这些器件具有开关速度快、控制精度高、效率高等优点，广泛应用于电力变换和控制领域。
2.1二极管二极管是一种具有单向导电特性的半导体器件，主要用于整流和隔离。
根据结构的不同，二极管可分为点接触二极管和面接触二极管。
点接触二极管具有高频性能好、反向电压高等特点，适用于高频和小功率的工作；面接触二极管具有反向电压低、电流容量大等特点，适用于低频和大功率的工作。
2.2晶体管晶体管是一种具有放大和开关功能的半导体器件，根据结构的不同，可分为双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）。
双极型晶体管具有输入阻抗低、输出阻抗高、电流放大能力强等特点，适用于模拟信号放大和开关控制；场效应晶体管具有输入阻抗高、输出阻抗低、开关速度快等特点，适用于数字信号放大和开关控制。
2.3晶闸管晶闸管是一种具有双向导电特性的半导体器件，具有开关速度快、控制精度高、效率高等优点，广泛应用于电力变换和控制领域。
根据结构的不同，晶闸管可分为单向晶闸管（SCR）和双向晶闸管（TRIAC）。
单向晶闸管具有单向导电特性，适用于交流电源的整流和调节；双向晶闸管具有双向导电特性，适用于交流电源的开关和控制。
3.电力电子电路电力电子电路是电力电子技术的核心，主要包括整流电路、逆变电路、斩波电路等。
这些电路通过对电力电子器件的控制，实现电能的变换和控制。
3.1整流电路整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路，根据整流方式的不同，可分为半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。
半波整流电路具有结构简单、成本低等优点，但输出电压脉动较大；全波整流电路具有输出电压脉动小、效率高等优点，但结构复杂；桥式整流电路具有输出电压脉动小、效率高等优点，但需要使用四个二极管。
《电力电子技术》讲义资料
➢ 这种通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大 小的方式称为相位控制方式，简称相控方式。
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电力电子技术
2）带阻感负载的工作情况
➢ 阻感负载的特点：
电感对电流变化有抗拒 作用，使得流过电感的电流 不能发生突变
➢ 电力电子电路的一种基本分 析方法
⑴通过器件的理想化，将电路简
电力电子技术
➢晶闸管
1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，这标志着电 力电子技术的诞生。
晶闸管因电气性能和控制性能优越，很快取代了水银整流器 和旋转变流机组，且其应用范围也迅速扩大。工业的迅速发展 也有力地推动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就 是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。
同处理信息的电子器件相比，电力电子器 件的一般特征
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电力电子技术
➢同处理信息的电子器件相比，电力电子 器件的一般特征
1. 能处理电功率的大小，即承受电压和电流 的能力。
2. 电力电子器件一般都工作在开关状态。 3. 实用中，电力电子器件往往需要由信息电子
电路来控制。 4. 为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温
★
第16页
电力电子技术
电力电子器件
➢ 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导 电的情况分为三类： ➢单极型器件——由一种载流子参与导电的 器件。（电力MOSFET和SIT） ➢双极型器件——由电子和空穴两种载流子 参与导电的器件。（电力二极管、晶闸管、 GTO、GTR和SITH ） ➢复合型器件——由单极型器件和双极型器 件集成混合而成的器件。 （ IGBT和MCT ）
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电力电子技术
电力电子器件的分类
1.不可控器件——电力二极管
电力电子技术讲义
电力电子技术讲义电力电子技术讲义目录第1章电力电子器件 (3)第2章整流电路 (18)第3章逆变电路 (30)第4章直流直流变流电路 (39)第5章PWM控制技术 (45)第1章电力电子器件1.1电力二极管1. 电力二极管的基本特性电力二极管是指可以承受高电压大电流具有较大耗散功率的二极管，它与其他电力电子器件相配合，作为整流、续流、电压隔离、钳位或保护元件，在各种变流电路中发挥着重要作用；它的基本结构、工作原理和伏安特性与信息电子电路中的二极管相同，以半导体PN结为基础；主要类型有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管；由一个面积较大的PN结和两端引线以及封装组成，从外形上看，大功率的主要有螺栓型和平板型两种封装，小功率的和普通二极管一致。
图1-1 电力二极管的外形、结构和电气图形符号a) 外形b) 结构c) 电气图形符号2.电力二极管的基本特性静态特性，主要是指其伏安特性。
正向电压大到一定值（门槛电压UTO ），正向电流才开始明显增加，处于稳定导通状态。
与IF对应的电力二极管两端的电压即为其正向电压降UF。
承受反向电压时，只有少子引起的微小而数值恒定的反向漏电流。
动态特性，因为结电容的导致电压-电流随时间变化，这就是电力二极管的动态特性，并且往往专指反映通态和断态之间转换过程的开关特性，由正向偏置转换为反向偏置。
电力二极管并不能立即关断，而是须经过一段短暂的时间才能重新获得反向阻断图1-2 电力二极管的伏安特性能力，进入截止状态。
在关断之前有较大的图1-3 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反向电流出现，并伴随有明显的反向电压过冲。
延迟时间：td=t1-t0电流下降时间：tf =t2- t1反向恢复时间：trr=td+ tf恢复特性的软度： tf /td ，或称恢复系 数，用Sr 表示。
由零偏置转换为正向偏置，先出现一个过冲UFP ，经过一段时间才趋于接近稳态压降的某个值（如2V ）。
电力电子技术讲义(超全讲解)
绪－22
4 教材的内容简介和使用说明
4.1 教材的内容简介
4.2 教材的使用说明
绪－23
4.1 教材的内容简介
《电力电子技术》 教材结构
第一部分 全书的基础
第二部分 全书的主体
第三部分 全书的深入
第2章 整流电路
第1章 电力电子器件 第3章 直流斩波电路 第4章 交流控制电路 和交交变频电路
第6 章 PWM控制技术 第7章 软开关技术
第5章 逆变电路
第8章 组合变流电路
绪－24
4.2 教材的使用说明
每章的最后有小结，对全章的要点和重点进行总 结。
教材正文后附有“教学实验”部分，精选了5个最 基本的，有较高实用价值的实验 。
书末附有“术语索引”。
课时分配：课内教学学时为48~56学时（包含实验， 每个实验2学时）。
电力电子技术是电能变换技术,是把粗电变为精电的技术， 能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，
因此，电力电子技术将青春永驻。
一门崭新的技术，21世纪仍将以迅猛的速度发展。
绪－12
2 电力电子技术的发展史
历史是人类社会的一面镜子 分析过去、现在有助于把握未来
科学史是科学家的一面镜子
了解一门学科的过去、现在有助 于把握未来
二者同根同源。
绪－9
1.3 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 电力机车牵引 静止无功补偿 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 一个分支。
绪－10
绪－13
《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
电力电子技术全套课件
整流电路具有将交流电转换为直流电的功能，是电力电子设备中不可或缺的组成部分。同时，整流电 路的性能直接影响到电力电子设备的整体性能。因此，在设计整流电路时，需要根据实际需求选择合 适的电路类型和器件，并进行合理的布局和走线，以确保整流电路的稳定性和可靠性。
04
逆变电路
逆变电路的工作原理与分类
技术特点与优势
分析高压直流输电的技术特点和优势，如远距离输电损耗 小、系统稳定性高等。
工程应用与发展趋 势
介绍高压直流输电在国内外的典型工程应用，并探讨其未 来发展趋势和技术挑战。
THANKS
感谢观看
制。
逆变电路的应用与特点
应用
逆变电路广泛应用于电力电子变换器、不间断电源、变频调 速系统、新能源发电系统等领域。
特点
逆变电路具有高效率、高功率因数、低谐波污染等优点，能 够实现能量的双向流动和电网的并网运行。同时，随着电力 电子技术的发展，逆变电路的性能和可靠性也在不断提高。
05
直流-直流变流电路
升压型直流-直流变流电路
工作原理
升压型直流-直流变流电路通过开关管的导通和关断，控制电感的 充放电过程，从而实现输入电压到输出电压的升压转换。
电路组成
升压型直流-直流变流电路主要由开关管、电感、电容、二极管等 元件组成，与降压型电路类似，但元件的连接方式和参数有所不同 。
应用场景
升压型直流-直流变流电路广泛应用于各种需要升压的电子设备中， 如电动汽车、太阳能发电系统等。
02
电力电子器件
不可控器件
电力二极管（Power Diode） 工作原理及特性
主要参数与选型
不可控器件
01
晶闸管（Thyristor）
电力电子技术讲义C610 共89页
设 U 2 220 V , 有 L 12 uH
, 取 L 20 uH
在电源峰值时闭合 此时 SCR 未导通
K , 将产生最大的
, 负载电阻
R 可忽略
du / dt , , 等效
电路如图
di
:
2 U 2 iR AK
L dt
u AK
L R AK
du AK dt
( i 为漏电流
)
L 2 220 15 10 6 ( H ) 9 . 3 uH 500
第7章 自关断器件
7.1电力晶体管GTR 7.2其它自关断器件
7.1电力晶体管GTR( 1 ) 截止状态
7.1.1结构和工作原理I B
0 (或
E
为负
B
)
IB 90% 90%
即发射结零偏或反偏
10%
t
IC 0
集电结反偏
td
( 2 ) 放大状态
Ic
tr
90%
90%
I B I C U ce
10% ton
ts
10% tf
t IC ;
t0f
PN结存在势垒电容和扩散电容
IB
U ce E C I C R L
开通时间ton=td(延时）+tr(上升） ns级 关断时间tof=ts(存储）+tf(下降） us级 tof>>ton,器件供应商只给tof参数
6.2.3di/dt,du/dt保护
•du/dt的限制措施 (1)进线加电抗器(有变压器不用,因其有漏感) (2)晶闸管桥臂串20~30uH的空芯电抗器（或套磁环） •di/dt的限制措施 （1）同di/dt的限制措施 （2）采用整流式阻容吸收电路
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电力电子技术
电力电子器件的分类
(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。
(2) 全控型器件——通过控制信号既可控制其导 通又可控制其关断，又称自关断器件。
(3) 不可控器件——不能用控制信号来控制其通 断。
★
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电力电子技术
电力电子器件
概述 电力电子器件 电力电子器件器件辅助电路 电力电子器件器件的串联和并联使用
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电力电子技术
概述
➢ 电力电子器件的概念和特征 ➢ 电力电子器件的分类
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电力电子技术
电力电子器件的概念和特征
➢ 电力电子器件 ——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。
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电力电子技术
2.电力电子器件器件的保护
（1）电力电子器件器件的过电压保护 （2）电力电子器件器件的过电流保护 （3）缓冲电路
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电力电子技术
电力电子器件器件的串联和并联使用
1.晶闸管的串联
➢ 目的：当晶闸管额定电压小于要求时，可以串联 ➢ 问题：理想串联希望器件分压相等，但因特性差异，
逆变
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电力电子技术
描述电力电子学的倒三角形
静止器、旋转电机
电路、器件
电子学
电力学
电力 电子技术
连续、离散
控制 理论
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电力电子技术
2. 电力电子技术的发展史
电力电子器件的发展对电力电子技术 的发展起着决定性的作用，因此，电力电 子技术的发展史是以电力电子器件的发展 史为纲的。
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电力电子技术
➢ 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。
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电力电子技术
3. 电力电子技术的应用
1）一般工业 2）交通运输 3）电力系统 4）电子装置用电源 5）家用电器 6）其他（不间断电源（UPS）、航天飞行器中的各 种电子仪器所需电源）
➢ 1904年出现了电子管
能在真空中对电子流进行控制，并应用于通 信和无线电，从而开了电子技术之先河。
➢ 电动机—直流发电机组和水银整流器
广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所 以及轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输 电等。
各种整流电路、逆变电路、周波变流电路的 理论已经发展成熟并广为应用。
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电力电子技术
➢晶闸管
1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管，这标志着电 力电子技术的诞生。
晶闸管因电气性能和控制性能优越，很快取代了水银整流器 和旋转变流机组，且其应用范围也迅速扩大。工业的迅速发展 也有力地推动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就 是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。
电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
目录
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
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电力电子技术
引言
➢ 什么是电力电子技？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
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电力电子技术
1.什么是电力电子技术
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
信息电子技术 ——模拟电子技术和数字电子技术。（主要进行信息处理）
电力电子技术 ——应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能 进行变换和控制的技术。（主要进行电力变换）
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电力电子技术
电力电子技术两个分支
➢ 变流技术（电力电子器件应用技术）
用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制 的技术，及构成电力电子装置和电力电子系统的技术
——电力电子技术的核心
同处理信息的电子器件相比，电力电子器 件的一般特征
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电力电子技术
➢同处理信息的电子器件相比，电力电子 器件的一般特征
1. 能处理电功率的大小，即承受电压和电流 的能力。
2. 电力电子器件一般都工作在开关状态。 3. 实用中，电力电子器件往往需要由信息电子
电路来控制。 4. 为保证不致于因损耗散发的热量导致器件温
使器件电压分配不均匀 ➢ 静态不均压：串联的器件流过的漏电流相同，但
因静态伏安特性的分散性，各器件分压不等 ➢ 承受电压高的器件首先达到转折电压而导通，使
另一个器件承担全部电压也导通，失去控制作用 ➢ 反向时，可能使其中一个器件先反向击穿，另一
个随之击穿
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电力电子技术
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电力电子技术
电力电子器件
➢ 按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导 电的情况分为三类： ➢单极型器件——由一种载流子参与导电的 器件。（电力MOSFET和SIT） ➢双极型器件——由电子和空穴两种载流子 参与导电的器件。（电力二极管、晶闸管、 GTO、GTR和SITH ） ➢复合型器件——由单极型器件和双极型器 件集成混合而成的器件。 （ IGBT和MCT ）
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电力电子技术
1.电力电子器件器件的驱动
➢ 驱动电路——主电路与控制电路之间的接口 ➢ 使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短 开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、 可靠性和安全性都有重要的意义 ➢ 对器件或整个装置的一些保护措施也往往设在驱 动电路中，或通过驱动电路实现
➢ 驱动电路的基本任务： ➢ 将信息电子电路传来的信号按控制目标的要求， 转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间， 可以使其开通或关断的信号 ➢ 对半控型器件只需提供开通控制信号 ➢ 对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提 供关断控制信号
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电力电子技术
电力电子器件的分类
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
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电力电子技术
电力电子器件器件辅助电路
1.电力电子器件器件的驱动 2.电力电子器件器件的保护
➢ 电力电子器件制造技术
——电力电子技术的基础
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电力电子技术
变流技术
➢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
➢电力变换四大基本类型
交流变直流、直流变交流、直流变直流和交流变交流
➢进行电力变换的技术称为变流技术
输入 输出
交流
直流
直流
整流
直流斩波
交流
交流电力控制 变频、变相