高职评估-电力电子技术说课课件
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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
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
《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》
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
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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
(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
电力电子技术说课PPT课件
页
谢谢您的观看！
30
第30页/共30页
25
第25页/共30页
交流调压电路是将大小固定的交流 电变为大小连续调节的交流电。
日光灯的调节
26
第26页/共30页
直流斩波电路是将大小固定的直流电 变为大小连续调节的直流电。
无轨电车
27
第27页/共30页
＊ ＊＊ ＊＊ ＊
键验学23通 供 养..词，生学关 了对思引从—找能通通生在所考断依而—出熟入过 过探教学题在总条据“问练新项教索师内的实结触题掌件。目学课能的容设验出发并握教和1，力的启的计和.“”解整学练更，过发检为巩图半、决流法习分重下测下固形程波“问规和，析，、一所要讲整导题律不引总能通反节学解流的通，、仅导结力过馈的的的的”进解是问用使。探与作内基波、一决题晶为同索及辅容础形“步实教闸我学性时垫。上和关理际学管们学补。，熟计断解问法组生充研利算”悉可题，成实不用规究，控。了启的验足动律通整半发电晶寻。画”过流学路波闸找进。自的生特整管规行己特应点流律分的动点抓。。提析手导住使。培归实关纳，
• 以学生熟悉的概念和物体来讲解一个新的概念、原 理、原则，使抽象的概念具体化。
晶闸管的导通关 断条件以门的开 关做类比
23
第23页/共30页
逆变电路是把直流电变为幅值和频率连 续调节的交流电
变频空调
24
第24页/共30页
• 整流电路是将固定的交流电变为幅值 可以连续调节的直流电的电路。
直流调速
１０
逆变电路
８
斩波电路
８
交流电力控制电路
８
实践学时
２ ２
２ ２
ＰＷＭ控制技术
８
软开关技术
６
合计
谢谢您的观看！
30
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交流调压电路是将大小固定的交流 电变为大小连续调节的交流电。
日光灯的调节
26
第26页/共30页
直流斩波电路是将大小固定的直流电 变为大小连续调节的直流电。
无轨电车
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键验学23通 供 养..词，生学关 了对思引从—找能通通生在所考断依而—出熟入过 过探教学题在总条据“问练新项教索师内的实结触题掌件。目学课能的容设验出发并握教和1，力的启的计和.“”解整学练更，过发检为巩图半、决流法习分重下测下固形程波“问规和，析，、一所要讲整导题律不引总能通反节学解流的通，、仅导结力过馈的的的的”进解是问用使。探与作内基波、一决题晶为同索及辅容础形“步实教闸我学性时垫。上和关理际学管们学补。，熟计断解问法组生充研利算”悉可题，成实不用规究，控。了启的验足动律通整半发电晶寻。画”过流学路波闸找进。自的生特整管规行己特应点流律分的动点抓。。提析手导住使。培归实关纳，
• 以学生熟悉的概念和物体来讲解一个新的概念、原 理、原则，使抽象的概念具体化。
晶闸管的导通关 断条件以门的开 关做类比
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逆变电路是把直流电变为幅值和频率连 续调节的交流电
变频空调
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• 整流电路是将固定的交流电变为幅值 可以连续调节的直流电的电路。
直流调速
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逆变电路
８
斩波电路
８
交流电力控制电路
８
实践学时
２ ２
２ ２
ＰＷＭ控制技术
８
软开关技术
６
合计
《电力电子技术》电子课件(高职高专第5版) 4.3 电压型逆变电路
0 2
2
(4.3.1)
输出电压瞬时值为:
uo
n 1, 3 , 5 ,
2U d n
s in nt
(4.3.2)
其中， 2f s 为输出电压角频率。
当 n=1时其基波分量的有效
值为:
U O1
2U d
2
0.45U d
(4.3.3)
图4.3.1 电压型半桥逆变电路及 其电压电流波形
4.3.1 电压型单相半桥逆变电路
图4.3.1 电压型半桥逆变电路 及其电压电流波形
4.3.1 电压型单相半桥逆变电路
2、工作原理：
在一个周期内，电力晶体 管 周正T1和偏T，2的半基周极反信偏号，各且有互半补。
若负载为纯电阻，在[0,π] 期 T2通π2截间 ，]期止，T间1，T截1，则有止T驱，u20有动则=U驱信ud0动。号=-信在导Ud号[通π。导，, 动 信信 号若号 ，负截 由载止于为，感纯尽性电管负感载T，1有中T驱的2无动电驱 流i。不能立即改变方向，于 是 D1导通续流，u0=－Ud /2 。
3、特点： 优点： 简单，使用器件少；
缺点：
1）交流电压幅值仅为Ud/2； 2）直流侧需分压电容器； 3）为了使负载电压接近正弦波通常在输出端要接LC 滤波器，输出滤波器LC滤除逆变器输出电压中的高次 谐波。 4、应用：用于几kW以下的小功率逆变电源；
4.3.2 电压型单相全桥逆变电路
电路工作原理：
(4.3.7)
图4.3.2 电压型单相全桥逆变 电路和电压、电流波形图
4.3.2 电压型单相全桥逆变电路
3）阻感负载RL
0≤ ωt ≤ θ期间，T1和T4有驱动信号， 由于电流i0为负值，T1和T4不导通，D1、
《电力电子技术》电子课件(高职高专第5版) 4.4 电流型逆变电路
电力电子技术(第5版) 第4章 无源逆变电路
4.4 电流型逆变电路
4.4.1 电流型单相桥式逆变电路
1、工作原理：
I0=当Id ；T1反、之T4，导I通0=，-IdT。2、T3关断时， T如4图和当T以42、.频4.T1率3（时fb交，）替则所切在示换负的开载电关上流管获波得形T1、。
输出电流波形为矩形波，与 电路负载性质无关，而输出电压 波形由负载性质决定。
③ 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不 能反向，故可控器件不必反并联二极管。
④ 当用于交-直-交变频器且负载为电动机时，若交 -直变换为相控整流，则可很方便地实现再生制动。
导 通 顺 序 T1→T2→T3→T4→T5→T6， 依 次间隔60°，每个桥臂导通120°，每个 时刻上桥臂组和下桥臂组中都各有一个臂 导通。
输出电流波形与负载性质无关。
输出电压波形由负载的性质决定。
输出电流的基波有效值I01和直流电流Id 的关系式为：
图4.4.2 电流型三相桥式逆变 电路原理图
主电路开关管采用自关断器 件时，如果其反向不能承受高电 压，则需在各开关器件支路串入 二极管。
图4.4.1 电流型单相桥式逆变 电路及电流波形
4.4.1 电流型单相桥式逆变电路
2、参数计算：
将图4.4.1（b）所示的电流波形i0展开成傅氏级数,有
io
4Id
(sint
1 sin3t 3
1 sin5t 5
6 I01 Id 0.78Id
(4.4.4)
图4.4.3 电流型三相桥式逆变电路 的输出电流波形
4.4.3 电流型逆变电路的特点
① 直流侧接大电感，相当于电流源，直流电流基 本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
4.4 电流型逆变电路
4.4.1 电流型单相桥式逆变电路
1、工作原理：
I0=当Id ；T1反、之T4，导I通0=，-IdT。2、T3关断时， T如4图和当T以42、.频4.T1率3（时fb交，）替则所切在示换负的开载电关上流管获波得形T1、。
输出电流波形为矩形波，与 电路负载性质无关，而输出电压 波形由负载性质决定。
③ 直流侧电感起缓冲无功能量的作用，因电流不 能反向，故可控器件不必反并联二极管。
④ 当用于交-直-交变频器且负载为电动机时，若交 -直变换为相控整流，则可很方便地实现再生制动。
导 通 顺 序 T1→T2→T3→T4→T5→T6， 依 次间隔60°，每个桥臂导通120°，每个 时刻上桥臂组和下桥臂组中都各有一个臂 导通。
输出电流波形与负载性质无关。
输出电压波形由负载的性质决定。
输出电流的基波有效值I01和直流电流Id 的关系式为：
图4.4.2 电流型三相桥式逆变 电路原理图
主电路开关管采用自关断器 件时，如果其反向不能承受高电 压，则需在各开关器件支路串入 二极管。
图4.4.1 电流型单相桥式逆变 电路及电流波形
4.4.1 电流型单相桥式逆变电路
2、参数计算：
将图4.4.1（b）所示的电流波形i0展开成傅氏级数,有
io
4Id
(sint
1 sin3t 3
1 sin5t 5
6 I01 Id 0.78Id
(4.4.4)
图4.4.3 电流型三相桥式逆变电路 的输出电流波形
4.4.3 电流型逆变电路的特点
① 直流侧接大电感，相当于电流源，直流电流基 本无脉动，直流回路呈现高阻抗。
《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。
电力电子技术介绍课件
电机驱动：电力电子技术用于控制电机的转速、 转矩和位置，实现精确的电机控制。
过程控制：电力电子技术用于实现对工业过程的 精确控制，如温度、压力、流量等参数的控制。
能源管理：电力电子技术用于实现对能源的优化 管理，如节能、环保、高效等。
自动化生产线：电力电子技术用于实现自动化生 产线的控制和管理，提高生产效率和产品质量。
电力电子电路
01
电力电子电路是电力电子技 02
电力电子电路主要包括功率
术的核心部件，用于实现电
制。
和保护电路等部分。
03
功率器件是电力电子电路的核 04
驱动电路用于控制功率器件
心，用于实现电能的转换和控
的开关状态，实现对电能的
制，如IGBT、MOSFET等。
转换和控制。
低事故风险
谢谢
汇报人名字
05
控制电路用于实现对电力电 06
保护电路用于保护电力电子
子电路的控制和调节，如
电路免受损害，如过流保护、
PWM控制、相位控制等。
过压保护等。
电力电子系统
01
电力电子技术的核心部件包括：电
力电子器件、控制电路、驱动电路、
保护电路等。
02
电力电子器件是电力电子技术的基
础，包括：功率半导体器件、电力
电子开关器件、电力电子集成电路
电力电子技术在电动汽车中的应用
01
电力电子技术是电动汽 车的核心技术之一，用 于控制和调节电动汽车 的电机、电池和充电系
统。
02
电力电子技术在电动汽 车中用于实现电机驱动
控制、电池管理系统 （BMS）和充电系统 的高效、安全、可靠运
行。
03
电力电子技术在电动汽 车中实现了电机驱动系 统的高效、节能、低噪 声运行，提高了电动汽 车的驾驶舒适性和续航
过程控制：电力电子技术用于实现对工业过程的 精确控制，如温度、压力、流量等参数的控制。
能源管理：电力电子技术用于实现对能源的优化 管理，如节能、环保、高效等。
自动化生产线：电力电子技术用于实现自动化生 产线的控制和管理，提高生产效率和产品质量。
电力电子电路
01
电力电子电路是电力电子技 02
电力电子电路主要包括功率
术的核心部件，用于实现电
制。
和保护电路等部分。
03
功率器件是电力电子电路的核 04
驱动电路用于控制功率器件
心，用于实现电能的转换和控
的开关状态，实现对电能的
制，如IGBT、MOSFET等。
转换和控制。
低事故风险
谢谢
汇报人名字
05
控制电路用于实现对电力电 06
保护电路用于保护电力电子
子电路的控制和调节，如
电路免受损害，如过流保护、
PWM控制、相位控制等。
过压保护等。
电力电子系统
01
电力电子技术的核心部件包括：电
力电子器件、控制电路、驱动电路、
保护电路等。
02
电力电子器件是电力电子技术的基
础，包括：功率半导体器件、电力
电子开关器件、电力电子集成电路
电力电子技术在电动汽车中的应用
01
电力电子技术是电动汽 车的核心技术之一，用 于控制和调节电动汽车 的电机、电池和充电系
统。
02
电力电子技术在电动汽 车中用于实现电机驱动
控制、电池管理系统 （BMS）和充电系统 的高效、安全、可靠运
行。
03
电力电子技术在电动汽 车中实现了电机驱动系 统的高效、节能、低噪 声运行，提高了电动汽 车的驾驶舒适性和续航
高职评估-电力电子技术说课课件
学历学位
硕士 本科 硕士 本科
双师素质
是 是 是 是
主讲/实 训教师
邓文亮 刘静
校内外兼 职教师
郑伟
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
黄龙
本科
是
三、方法与过程
教学设计依据： 课程特点：工程性、实践性强 学生特点：好奇心强、乐于动手 教学设计思想: 以学生为主体，教师为主导,充分发挥学生的 主观能动性,以工作过程为导向，在采用任务驱动 式的教学模式中，综合应用了多种教学方法。
维修 电工
照明电路安装 焊机线路安装 电机安装与配线 电气设备安装……
停送电操作 开关柜运行维护
照电动机安装接线图施工
电动机的安装与配线 懂安全操作规程…… 电机、开关柜、变频器、 PLC、变压器等设备 运行监测与判断能力 懂安全操作规程……
电气设备 安装工
自动化生 产线维护员 中小型自动化 系统设计员 自动设备 销售员
课程整体设计 教学日历（计划）及教案 工作任务单 全套课件 习题与试题
技能测试样题
课程考核标准
谢谢！
开关电源的拆装、检测 与维修
无源逆变与变频器
实验项目：GTR与MOSFET的测试、直流 斩波电路实验、PWM实验
变频器的安装、配线、 运行维护
二、内容与资源
2.教学资源
教材
体现 “做中学、学中做” 理论够用、 技能多练
突出 职业化特点
工学结合、 理实一体
教参
教参 《电力电子技术》，王兆安，黄俊，西安交通大学出版社 《现代电力电子技术》，郭世明，黄念慈，西南交通大学出版社
三、方法与过程
任务提出 制定计划 知识准备 项目实施 总结评价
案例法 演示法
问答法 讨论法
《电力电子技术》电子课件(高职高专第5版) 5.3 交流电力电子开关
电力电子技术(第5版) 第5章 交流变换电路
5.3 交流电力电子开关
作用
5.3 交流电力电子开关
将晶闸管反并联后串入交流电路代替机械开关， 起接通和断开电路的作用；
优点
◆响应速度快、无触点寿命长、可频繁控制通断；
◆控制晶闸管总是在电流过零时关断，在关断时不会 因负载或线路电感存储能量而造成过电压和电磁干扰；
图5.3.2 TSC理想投切时刻原理说明
5.3 交流电力电子开关
2、晶闸管投切时间的选择
3)电路特点：
◆由于二极管的作用，在电路不导通时uC总会维持在电源
电压峰值； ◆二极管不可控，响应速度要慢一些，投切电容器的最大
时间滞后为一个周波。图5. Nhomakorabea.3 晶闸管和二极管反并联方式的TSC
4）为避免电容器组投切造成较大 电流冲击，一般把电容器分成几组，如 图5.3.1(b)所示，可根据电网对无功的 需求而改变投入电容器的容量。
图5.3.1 TSC基本原理图
5.3 交流电力电子开关
2、晶闸管投切时间的选择
1）选择原则：投入时刻交流电源电压和电容器预充电 电压相等，防止冲击电流。
2）理想选择：理想情况下，希望电容器预充电电压为 电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过 程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。
◆提高功率因数、稳定电网电 压、改善用电质量
◆是一种很好的无功补偿方式
图5.3.1 TSC基本原理图
5.3 交流电力电子开关
1、电路结构和工作原理（晶闸管反并联）
1）实际常用三相TSC，可三角形联 结，也可星形联结。
2）反并联的晶闸管控制C并入电网 或从电网断开，如图5.3.1（a）。
3）串联电感很小，用来抑制电容 器投入电网时的冲击电流。
5.3 交流电力电子开关
作用
5.3 交流电力电子开关
将晶闸管反并联后串入交流电路代替机械开关， 起接通和断开电路的作用；
优点
◆响应速度快、无触点寿命长、可频繁控制通断；
◆控制晶闸管总是在电流过零时关断，在关断时不会 因负载或线路电感存储能量而造成过电压和电磁干扰；
图5.3.2 TSC理想投切时刻原理说明
5.3 交流电力电子开关
2、晶闸管投切时间的选择
3)电路特点：
◆由于二极管的作用，在电路不导通时uC总会维持在电源
电压峰值； ◆二极管不可控，响应速度要慢一些，投切电容器的最大
时间滞后为一个周波。图5. Nhomakorabea.3 晶闸管和二极管反并联方式的TSC
4）为避免电容器组投切造成较大 电流冲击，一般把电容器分成几组，如 图5.3.1(b)所示，可根据电网对无功的 需求而改变投入电容器的容量。
图5.3.1 TSC基本原理图
5.3 交流电力电子开关
2、晶闸管投切时间的选择
1）选择原则：投入时刻交流电源电压和电容器预充电 电压相等，防止冲击电流。
2）理想选择：理想情况下，希望电容器预充电电压为 电源电压峰值，这时电源电压的变化率为零，电容投入过 程不但没有冲击电流，电流也没有阶跃变化。
◆提高功率因数、稳定电网电 压、改善用电质量
◆是一种很好的无功补偿方式
图5.3.1 TSC基本原理图
5.3 交流电力电子开关
1、电路结构和工作原理（晶闸管反并联）
1）实际常用三相TSC，可三角形联 结，也可星形联结。
2）反并联的晶闸管控制C并入电网 或从电网断开，如图5.3.1（a）。
3）串联电感很小，用来抑制电容 器投入电网时的冲击电流。
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》课件
➢ 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。
——电力电子技术的基础
第5页
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
第6页
交流
交流电力控制 变频、变相
逆变
描述电力电子学的倒三角形
➢ uCE 的 下 降 过 程 分 为 tfv1 和 tfv2 两 段 。 tfv1——IGBT 中 MOSFET 单 独 工 作 的 电 压 下 降 过 程 ； tfv2—— MOSFET 和 PNP 晶 体 管 同 时 工 作 的 电 压 下 降 过 程 。
第26页 （开关过程图）
➢ IGBT的关断过程（开关过程图）
—— 与MOSFET的相似，因为开通过程中IGBT在大部 分时间作为MOSFET运行。 ➢ 开通延迟时间td(on) ——从uGE上升至其幅值10%的时
刻，到iC上升至10% ICM² 。 ➢ 电流上升时间tr ——iC从10%ICM上升至90%ICM所需时
间。
➢ 开通时间ton——开通延迟时间与电流上升时间之和 。
➢ 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。
——电力电子技术的基础
第5页
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
第6页
交流
交流电力控制 变频、变相
逆变
描述电力电子学的倒三角形
➢ uCE 的 下 降 过 程 分 为 tfv1 和 tfv2 两 段 。 tfv1——IGBT 中 MOSFET 单 独 工 作 的 电 压 下 降 过 程 ； tfv2—— MOSFET 和 PNP 晶 体 管 同 时 工 作 的 电 压 下 降 过 程 。
第26页 （开关过程图）
➢ IGBT的关断过程（开关过程图）
—— 与MOSFET的相似，因为开通过程中IGBT在大部 分时间作为MOSFET运行。 ➢ 开通延迟时间td(on) ——从uGE上升至其幅值10%的时
刻，到iC上升至10% ICM² 。 ➢ 电流上升时间tr ——iC从10%ICM上升至90%ICM所需时
间。
➢ 开通时间ton——开通延迟时间与电流上升时间之和 。
《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》电子课件(高职高专第5版) 1.8 其它新型电力电子器件
1、SITH的工作原理
1）结构：在SIT的结构的基础上再增加一 个P+层即形成了SITH的元胞结构，如图 2.8.4(a)。
2）三极：阳极A、阴极、栅极G，
3）原理：栅极开路，在阳极和阴极之间加 正向电压，有电流流过SITH；
在栅极G和阴极K之间加负电压，G-K 之间PN结反偏，在两个栅极区之间的导 电沟道中出现耗尽层，A-K间电流被夹 断，SITH关断；
其中：1）导通的MCT中晶闸管流过主电 流，而触发通道只维持很小的触发电流。 2）使P-MCT触发导通的栅极相对阳极的负脉 冲幅度一般为-5～-15V，使其关断的栅极相 对于阳极的正脉冲电压幅度一般为+10V。
对于N-MCT管 ，其工作原理刚好相反。
图1.8.6 P-MCT的结构、 等效电路和符号
1.8.3 MOS控制晶闸管（MCT）
②碳化硅MOSFET 碳化硅MOSFET其结构与硅功率MOSFET没有太大区别，具有理想 的栅极绝缘特性、高速的开关性能、低导通电阻和高稳定性，驱动电 路非常简单，与硅功率MOSFET驱动电路完全兼容。用6H-SiC和4HSiC制造功率MOSFET，其通态电阻可以比同等级的硅功率MOSFET 分别低100倍和2000倍。2006年，美国Cree公司制作出5A/10kV的 4H-SiC MOSFET，其通态压降为3.76V；2009年多种功率等级系列 化的SiC MOSFET已经量产，并广泛应用到光伏逆变器、风电并网逆 变器、电动汽车充电机等领域。
④ 碳化硅IGBT 碳化硅MOSFET器件的通态电阻过高，在10kV以下的应用中，碳化硅IGBT 相对于碳化硅MOSFET的优势并不十分明显。在15 kV以上的应用领域，碳 化硅IGBT综合了功耗低和开关速度快的特点，相对于碳化硅的MOSFET以及 硅基的IGBT器件具有明显的技术优势，特别适合于高压电力系统领域。新型 高温高压碳化硅IGBT器件将对大功率应用，特别是电力系统的应用产生重大 的影响。可以预见，高压碳化硅IGBT器件将和pin二极管器件一起，成为下一 代智能电网技术中核心的电力电子器件。
2024版电力电子技术完整版全套PPT电子课件
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。
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学历学位
硕士 本科 硕士 本科
双师素质
是 是 是 是
主讲/实 训教师
邓文亮 刘静
校内外兼 职教师
郑伟
黄龙
本科
是
三、方法与过程
教学设计依据： 课程特点：工程性、实践性强 学生特点：好奇心强、乐于动手 教学设计思想: 以学生为主体，教师为主导,充分发挥学生的 主观能动性,以工作过程为导向，在采用任务驱动 式的教学模式中，综合应用了多种教学方法。
2
变频驱动装置调试与应用
1.课程定位（续）
也是双证培养模式中维修电工、电气设备安装工国家技能 鉴定的嵌入课程。
电气设备安装工 ----《国家劳动部职业资格证书》
2.课程目标 知识目标：
1、熟悉电力电子器件的特性、 主要参数、驱动及保护； 2、熟悉单相可控整流、三相可 控整流电路的组成并了解其工 作原理，了解触发电路的类型； 3、理解交流调压调光电路的组 成并了解其工作原理； 4、理解开关电源的组成并了解 其工作原理； 5、熟悉变频器的组成并了解其 工作原理。 3、能检查维修开关电源， 能使用和维护变频器。 2、能组建、调试单结晶 体管触发电路、直流调速
维修 电工
照明电路安装 焊机线路安装 电机安装与配线 电气设备安装……
停送电操作 开关柜运行维护
照电动机安装接线图施工
电动机的安装与配线 懂安全操作规程…… 电机、开关柜、变频器、 PLC、变压器等设备 运行监测与判断能力 懂安全操作规程……
电气设备 安装工
自动化生 产线维护员 中小型自动化 系统设计员 自动设备 销售员
可控整流与直流调速认识
实验项目：器件测试、单结晶体管触发 电路、单相和三相可控整流电路实验
简单直流调速系统的组 装与调试
交流调压与调光控制
实验项目：双向晶闸管的测试、单相交 流高压电路实验
调光电路组装与调试
直流斩波与 开关电源 （20学时）
无源逆变与 变频器 （12学时）
直流斩波与开关电源
实验项目：IGBT测试、变频调速实验
自动化生产线 安装与调试
工厂变配电设备 安装与调试……
中小型控制系统设计 ……
一、定位与目标
1.课程定位
《电力电子技术》是电气自动化技术专业的基础性较强的 核心专业课程。
序号 1 2 3 序号 1 前续课程名称 电工技术及应用 电子产品装接与调试 电子技术及应用 后续课程名称 PLC控制系统集成 晶闸管选用与测试、变频器应用和维护能力 为本课程提供的主要支撑能力 电工电路分析能力、电工安全操作意识 电子元器件测试能力、电子产品组装与调试能力 选用电子元器件能力、电子电路分析与应用能力 需要本课程提供的主要支撑能力
校内 实训
校外 基地
1、电工电子多合一实验室两个。 2、电工电子装接实训室一个。
3、电工实训车间一个。
4、电力电子仿真实验室一个。 5、变频器及PLC实训室一个。 6、开关电源组装实训室一个。
1、乐百氏重庆公司
2、重庆长安汽车有限公司 3、山城啤酒永川分厂
师资 姓名
许艳英
职称
副教授 高级技 师 讲师 高级工 程师 高级工 程师
技能目标：
1、能正确识别、选用电
素质目标：
服从领导工作分配、 遵守厂纪厂规、有职 业道德，有一定的社 交和应变能力、能沟
力电子器件，判断其好坏。
系统及调光灯电路。
通协调，有团队合作
意识，工作中互相协 作，有环保意识。
二、内容与资源
1.课程内容设计
工作 岗位 岗位技能 沟通协调、团结协作 职业道德、环保意识 维修 电工 安全操作 识图能力 仪表使用能力 电气 沟通协调、团结协作 与直流调速 职业道德、环保意识 安全操作 交流调压与 调光控制 可控整流 课程支撑技能 学习 项目
四、课程考核与反馈
课程综合成绩 =平时成绩40%+期末理论成绩20%+期末实践成绩40%
四、考核与反馈
2、全面及时反馈：
学生学情反馈 考核数据反馈 职业认证反馈 实习单位反馈
课程组
讨论 总结 发现问题 提出解决方案
规范 管理 教学 资料
教学及管理文件库
课程标准（教学大纲 ）
学习项目设计 教师手册 学习指南 实验实训指导
电力电子技术与应用
电气自动化专业:
邓文亮
主要内容
一
定位与目标
二
内容与资源 方法与过程 考核与反馈
三 四
一、定位与目标
岗位群 典型工作任务 职业能力 能设计和安装照明电路 PLC安装和接线能力 能检测电机、焊机并接线 课程 电工技术及应用 电子技术及应用 电子产品装接 与调试 电力电子技术 及应用 机床电气控制
变压器运行维护 可编程控制器运行维护 变频器运行维护…… 电机检修 变压器检修 开关柜检修 控制元件检修 变机技术 及应用 变频驱动装置调 试与应用 PLC控制系统集成
电机、开关柜、变频器、 控制电路、变压器故障诊 断和检修能力 懂安全操作规程…… 中小型控制系统设计能力 团队协作、人际沟通能力 懂安全操作规程……
三、方法与过程
任务提出 制定计划 知识准备 项目实施 总结评价
案例法 演示法
问答法 讨论法
讲授法、演示法 实验法
观察法 模拟仿真 动手调试法、 角色扮演法 评价法
四、考核与反馈
1、开放式、全程课程考核体系： 过程考核（平时成绩）：在教学过程中对学生的 学习态度、各类作业及任务单完成情况进行评价 综合考核：在教学活动结束时，对学生掌握的知 识（期末理论成绩）和技能情况（期末实践成绩） 评价。
课程整体设计 教学日历（计划）及教案 工作任务单 全套课件 习题与试题
技能测试样题
课程考核标准
谢谢！
识图能力
仪表使用能力 变频器安装使用能力 电力电子器件检测能力 无源逆变与 变频器 直流斩波与
设备
装配 员
电机运行维护能力 变频器安装使用能力
开关电源
PLC运行和维护能力
电力电子器件检测能力
二、内容与资源
无源逆变与变频器
直流斩波与开关电源
交流调压与调光控制 可控整流与直流调速
二、内容与资源
学习项目 可控整流与 直流调速 （20学时） 交流调压与 调光控制 （12学时） 学任务一（理论+实验） 学习任务二(综合实训)
开关电源的拆装、检测 与维修
无源逆变与变频器
实验项目：GTR与MOSFET的测试、直流 斩波电路实验、PWM实验
变频器的安装、配线、 运行维护
二、内容与资源
2.教学资源
教材
体现 “做中学、学中做” 理论够用、 技能多练
突出 职业化特点
工学结合、 理实一体
教参
教参 《电力电子技术》，王兆安，黄俊，西安交通大学出版社 《现代电力电子技术》，郭世明，黄念慈，西南交通大学出版社