电力电子装置及系统
电力电子装置课程设计
电力电子装置课程设计一、教学目标本课程的教学目标旨在让学生掌握电力电子装置的基本原理、组成结构、工作特性及应用领域。
通过本课程的学习，使学生能够：1.知识目标：了解电力电子器件的类型、特性及工作原理；掌握电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标；熟悉电力电子装置在各领域的应用。
2.技能目标：能够分析电力电子装置的电路结构，进行简单的电路设计；具备电力电子装置的调试、维护和故障排除能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对电力电子技术的兴趣，认识其在现代社会中的重要性，树立正确的技术观念和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电力电子器件：介绍晶闸管、GTO、IGBT等常用电力电子器件的结构、特性和应用。
2.电力电子装置：详细讲解电力电子装置的电路组成、工作原理和性能指标，包括直流电动机调速系统、变频器、电力电子变压器等。
3.应用领域：介绍电力电子装置在工业、交通、家庭等领域的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解电力电子器件的原理、特性及应用，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生针对电力电子装置的实际案例进行讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力。
3.案例分析法：分析电力电子装置在实际应用中的典型病例，培养学生解决实际问题的能力。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行电力电子装置的搭建和调试，增强学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《电力电子装置原理与应用》等。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，供学生拓展阅读。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，丰富教学手段。
4.实验设备：提供电力电子装置实验所需的设备，包括电源、负载、控制器等。
五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，记录学生的表现，占总评的30%。
电力电子装置及系统
电力电子装置及系统概述张密李静怡牟书丹李子君0 引言在电力系统中，许多功能的实现都需要靠电力电子装置来完成。
比如说可再生能源的并网发电、无功和谐波的动态补偿、储能装置的功率转换、配用电能的双向流动、交直流电网的柔性互联等。
随着科技的日益发展，大功率、高电压电力电子器件的发展，变换器单元化、模块化以及智能化水平的提高，控制策略和调制策略性能的提升，电力电子装置在电力系统中的作用会越来越大。
1 电力电子装置及系统的概念电力电子装置是以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。
电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统，其基本组成如图所示。
它是通过弱电控制强电实现其功能的。
控制系统根据运行指令和输入、输出的各种状态，产生控制信号，用来驱动对应的开关器件，完成其特定功能。
2 电力电子装置的主要类型电力电子装置的种类繁多，根据电能转换形式的不同，基本上可以分为5大类：交流-直流变换器（AC/DC）、直流-交流变换器（DC/AC）、直流-直流变换器（DC/DC）、交流-交流变换器（AC/AC）和电力电子静态开关。
1.AC/DC变换器AC/DC变换器又称整流器。
用于将交流电能变换为直流电能。
2.DC/DC变换器DC/DC变换器用于将一种规格的直流电能变换为另一种规格的直流电能。
采用PWM 控制的DC/DC变换器也称直流斩波器，主要用于直流电机驱动和开关电源。
3.DC/AC变换器DC/AC变换器又称逆变器。
用于将直流电能变换为交流电能。
根据输出电压及频率的变化情况，可分为恒压恒频（CVCF）及变压变频（VVVF）两类，前者用作稳压电源，后者用于交流电动机变频调速系统。
4.AC/AC变换器AC/AC变换器用于将一种规格的交流电能变换为另一种规格的直流电能。
输入和输出频率相同的称为交流调压器，频率发生变化的称为周波变换器或变频器。
青岛科技大学电气工程及其自动化专业人才培养方案
2.50 48
电力电子技术应用创新实验课 11 B07042600 Power Electronics Application 2.00 32
电力系统仿真与智能电气设计
12 B07042200 Simulation of Power Systems and 1.50 32
Intelligent Electrical Design
B07030720
电磁场理论 B Theory of Electromagnetic Fields B
2.50 40
电气测量技术 03 B07041100 Electrical Measurement Technique 2.00 32
现代控制理论 04 B07010200 Modern Control Theory
模拟电子技术 A
Analog Electronic Technology A
4.00 64 3.00 48 4.00 80 4.00 80
学时分配
理 论
实验 或实
上
教
机
学践
48
32
48
64 24 24 64 64 32 32 32 32 80 96 32 48 16
48
48 48
24 24 54 10 42 6 56 24 56 24
1.00 32
09
B14010102
大学体育 2 College Physical Education 2
1.00 32
10
B14010103
大学体育 3 College Physical Education 3
1.00 32
11
B14010104
大学体育 4 College Physical Education 4
电力电子技术复习要点
复习要点基本概念：电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。
通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。
电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
信息电子技术主要用于信息处理，而电力电子技术主要用于电力变换。
电力包括交流和直流两种。
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。
电力变换通常可分为四大类：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。
通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两大分支。
变流技术也称为电力电子器件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术。
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，是电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。
电力电子器件制造技术：是电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。
对于信息电子，器件既可工作在放大状态，也可处于开关状态；而电力电子总处在开关状态，为避免功率损耗过大。
这是电力电子技术的一个重要特征。
电力电子装置广泛用于高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动、电解、励磁、电加热、高性能交直流电源等电力系统和电气工程通常把电力电子技术归属于电气工程学科。
它在电气工程学科中是一个最为活跃的分支，其不断进步给电气工程的现代化以巨大的推动力。
控制理论广泛用于电力电子技术，使电力电子装置和系统的性能满足各种需求。
电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是“弱电和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强有力纽带。
控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。
以计算机为核心的信息科学将是21世纪起主导作用的科学技术之一，而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。
电力电子装置 2021复习要点
2021电力电子装置考试复习要点：1.电力电子装置与系统的基本组成及各部分功能要求能够画出系统图并说明各个部分功能。
☐（功率）输入输出☐信号变换/反馈回路☐控制系统☐驱动电路☐保护吸收电路☐主电路（含滤波电路）☐人机/通信（可选）2.各种开关器件的特性及适用范围；常用器件：SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT频率、功率特性及其使用范围。
3.开关器件选型依据；器件: 电压、电流、频率、功率4.电力电子变换器几种基本拓扑原理及分析拓扑结构：AC/DC(SCR、IGBT/MOSFET整流)、DC/DC(基本斩波电路：BUCK、BOOST等)、DC/AC(有源逆变、无源逆变)、AC/AC(基于SCR)5.电力电子变换器串并联组合变换器的多重化：减小谐波、提高电压、电流、功率。
6.电力电子装置为什么要高频化？高频化：减小体积、重量。
高频损耗及软开关技术。
7.硬开关与软开关的区别，它们典型的开通/关断电压电流波形，开关损耗的产生机理，与哪些因素有关；如何减小开关损耗；硬开关与软开关：开关损耗由开关电压、电流重叠及导通压降引起。
开关损耗四种类型。
采用软开关。
8.软开关按电压电流的不同可分为哪几类？软开关类型：零电压开通/零电流关断(效果好)、零电压关断/零电流开通(效果差)并分别说明。
9.ZVS PWM与ZVT PWM的异同点？哪种更优？为什么？ZVS PWM：零开关PWM：电路中引入了辅助开关来控制谐振的开始时刻，使谐振仅发生于开关过程前后。
ZVT PWM：零转换PWM：电路中采用辅助开关控制谐振的开始时刻，所不同的是，谐振电路是与主开关并联的，因此输入电压和负载电流对电路的谐振过程的影响很小，电路在很宽的输入电压范围内和从零负载到满载都能工作在软开关状态，而且电路中无功功率的交换被削减到最小，这使得电路效率有了进一步提高。
10.使用隔离型变换器的原因，有哪些典型的隔离型变换器？它们分别由哪个非隔离型变换器推演的隔离型变换器：电位隔离、电压变换。
电力电子化电力系统暂态稳定性分析综述
电力电子化电力系统暂态稳定性分析综述一、概述随着科技的快速发展和电力电子技术的广泛应用，电力电子化电力系统已成为现代电网的重要组成部分。
这也给电力系统的暂态稳定性带来了新的挑战。
暂态稳定性是指电力系统在受到大扰动后，能否保持同步运行并恢复到稳定状态的能力。
对电力电子化电力系统的暂态稳定性进行深入分析和研究，对于确保电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
电力电子化电力系统暂态稳定性分析涉及多个领域的知识，包括电力电子技术、电力系统分析、稳定性理论等。
其分析方法主要有时域仿真法、基于机器学习的预测方法、基于大数据技术的分析方法等。
这些方法各有优缺点，需要根据具体的应用场景和需求进行选择和优化。
近年来，随着人工智能、大数据等技术的快速发展，电力电子化电力系统暂态稳定性分析也取得了一些新的进展。
例如，基于机器学习的预测方法可以通过对历史数据的训练，建立模型对未来的暂态稳定性进行预测，从而提高分析的准确性和效率。
同时，基于大数据技术的分析方法可以通过处理海量的电力系统状态数据，建立高维度的模型，以更全面地反映电力系统的动态特性。
电力电子化电力系统暂态稳定性分析仍面临一些挑战。
电力电子装置的非线性特性和快速动态响应给电力系统的稳定性分析带来了困难。
随着电网规模的扩大和互联程度的提高，电力系统的动态特性变得更加复杂多变，这也增加了暂态稳定性分析的难度。
现有的分析方法在准确性和实时性方面仍有待提高。
1. 电力电子化电力系统的定义与发展背景随着科技的不断进步，电力电子技术在电力系统中扮演着日益重要的角色。
电力电子化电力系统，简而言之，是指应用现代电力电子技术，如变流器、整流器、逆变器等设备，实现电能的高效转换、稳定控制和灵活调节的电力系统。
这一技术极大地提高了电力系统的运行效率和稳定性，推动了电力系统的现代化和智能化发展。
发展背景方面，随着工业化和城市化的进程，电力需求持续增长，传统的电力系统已难以满足日益增长的电力需求。
电力电子装置及系统课程设计报告
电力电子装置及系统课程设计报告1. 课程设计概述本课程设计的目的是通过对电力电子装置及系统的研究与实践，使学生掌握电力电子技术的基本原理、基本电路和基本器件，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。
通过实际设计一个电力电子装置或系统，使学生了解电力电子装置在现代工业、交通运输、通信等领域的应用，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
介绍电力电子技术的发展历程、基本概念、基本原理和发展趋势，使学生对电力电子技术有一个全面的了解。
介绍常用的电力电子装置及其基本电路，如半桥逆变器、全桥逆变器、谐振变换器等，使学生掌握这些电路的设计方法和工作原理。
介绍常用的电力电子器件，如晶闸管、MOSFET、IGBT等，使学生了解这些器件的结构、工作原理和性能参数。
根据课题要求，设计一个具有一定功能的电力电子装置或系统，并进行实际调试，使学生掌握电力电子装置及系统的设计方法和调试技巧。
指导学生撰写课程设计报告，并进行答辩准备，使学生养成良好的学术写作习惯和团队合作精神。
1.1 课程设计目的与任务本次电力电子装置及系统课程设计的目的是培养学生的工程设计能力和实践操作经验。
通过课程设计，使学生熟练掌握电力电子装置的基本原理、系统构成、运行控制和优化方法，从而能够独立完成电力电子装置的设计、安装、调试和运行维护工作。
课程设计还旨在提高学生的团队协作能力和创新意识，为将来的工程实践和技术创新打下坚实的基础。
电力电子装置的基本原理与设计：学生需掌握电力电子装置的基本原理、主要构成、电路设计及选型计算。
学生还需具备能够根据实际需求独立完成装置的初步设计能力。
系统的运行与控制：学生需理解并掌握电力电子系统的运行特性，包括稳定性、动态响应等。
学生还需掌握系统的控制策略，如PID控制、模糊控制等，并能够根据实际需求设计合适的控制系统。
优化与改进：学生需要根据实际需求和现场环境对电力电子装置进行优化和改进，以提高其性能和使用寿命。
这包括装置的节能优化、抗干扰设计以及可靠性提升等。
第1章 电力电子与电机系统集成概述
2.虚拟试验平台系统
图1-28 智能电子电机组成图
2.虚拟试验平台系统
图1-29 系统目标框图
3.电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)
克服电磁干扰是电力电子与电机控制集成系统安 全可靠运行的关键问题。集成系统中的EMI和EM C研究内容包括：采用仿真方法，对以IGBT、MO SFET等快速开关器件为主的电磁噪声源的耦合途 径及其对系统的电磁干扰水平进行研究；着眼于 在设计阶段就对电磁干扰水平有所预见，通过合 理设计电路，抑制电磁干扰水平；通过研究典型 电力电子线路中电磁源的特性及其影响因素，降 低电磁噪声强度的有效方法；采用场路结合方法， 编写分析计算程序；采用分析软件对电气线路中 的电磁噪声进行预估；计算电力电子线路中电磁 噪声源形成的辐射场(近场)在导体中感应的电压 (电流)及其对其他器件的影响等。
6.同步磁阻永磁电机
图1-4 同步磁阻电机不同时期的结构形式
7.开关磁阻电机
1)永磁类电机由于其结构多样化、功率密度高、性能优良而得到越来越多 的应用，逐步替代交流异步电机和电励磁同步电机。 2)随着电力电子技术的发展，电子换向器逐步替代机械式换向器。 3)电机运行越来越多地与控制技术紧密相连，两者成为不可缺一的整体。
1.1.2 电机的结构与原理
1.电励磁机械换向式直流电机
2.永磁机械换向器直流电机 3.异步电机 4.电励磁同步电机 5.永磁同步电机 6.同步磁阻永磁电机 7.开关磁阻电机
1.电励磁机械换向式直流电机
图1-3 各种电机结构示意图
2.永磁机械换向器直流电机
将电励磁机械换向式直流电机中的电励磁磁极换成永 磁励磁，其他部分结构不变，即为永磁机械换向器直 流电机。两者主要差别在于后者的永磁励磁不能调节， 但不需要外接励磁电源。
现代电力电子学
研究生学位课程《现代电力电子学》的学习提纲与要求一．本课程的目的与意义目前电力电子技术已成为国家经济领域中不可缺少的基础技术和重要手段，大至兆瓦级的高电压大电流的电气工程直流输电，小Array至家用的各种电器，无不渗透电力电子技术。
国际上公认电力电子技术的诞生是以1957年第一个晶闸管问世为标志的。
电力电子这一名称迟至60年代才出现1974年，美国W.E.Newell用右图的倒三角形对电力电子学进行了描述。
认为电力电子学是电力学，电子学和控制理论三个学科交叉结合形成的一门新型学科，随着科学技术的发展电力电子技术又与控制理论、材料科学、图一描述电力电子学的倒三角电机工程、微电子技术、计算机技术等许多领域密切相关。
目前，电力电子技术逐步发展成为一门多学科相互渗透的中和性学科。
可以将电力电子技术定义为：以电力为对象，利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科，若认为微电子技术的信息处理技术，那么电力电子技术就是电力处理技术。
电力电子学除涵括技术和应用外，还有电力电子技术和相关学科的理论问题。
目前，许多高新技术均与电网的电流、电压、频率和相位等基本参数的转换与控制相关。
现代电力电子技术能够实现对这些参数的精确控制和高效率的处理。
特别是能够实现大功率电能的频率变换，为多项新技术的发展提供了有力的支持。
因此，现代电力电子技术不仅本身是一项高新技术，而且是其它高新技术的发展基础，电力电子技术可应用到各工业、电力、交通、冶金、化工、电信、国防、家电等各个领域，尤其与微电子、计算机技术、现代控制理论相结合，其应用面越广，自动化水平，快速性和可靠性发展越来越快，技术水平越来越高，为现代生产和现代生活带来了深远的影响。
简而言之，电力电子技术应包含电力电子器件，电力电子电路，电力电子装置及其系统三方面的内容，这三者有着密不可分的关系，随着器件的不断发展，电路和装置乃至系统，更容易发展。
更加现代化。
现代电力电子技术有如下特点：1）集成化，2）高频化，3）全控化，4）电路弱电化，5）控制技术数字化，6）多功能化。
电子技术的应用领域
电子技术的应用领域电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术(整流，逆变，斩波，变频，变相等)两个分支。
现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
电力电子学(PowerElectronics)这一名称是在上世纪60年代出现的。
1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形(如图)对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
这一观点被全世界普遍接受。
"电力电子学"和"电力电子技术"是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。
此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。
70年代后期以门极可关断晶闸管(GTO)，电力双极型晶体管(BJT)，电力场效应管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件全速发展(全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断)。
使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。
80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT可看作MOSFET和BJT的复合)为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，载流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。
为了使电力电子装置的结构紧凑，体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式，后来又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路(PIC)。
目前PIC的功率都还较小但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。
利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。
一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。
IEC62305-4(中文版)
注：对电力线路，合适的测试电流In由IEC61643-1的等级Ⅱ测试程序定义。
3.17用组合波测试的SPD
耐受典型波形8/20μs的感应电涌电流的SPD，要求一个相应的冲击试验短路电流为Ⅰsc。
IEC 62305第一版源自并取代了：
– IEC 61312-1, first edition (1995);
– IEC 61312-2, first edition (1998);
– IEC 61312-3, first edition (2000);
– IEC 61312-4, first edition (1998).
第四部分：建筑物内部电子和电气系统
第五部分：公共设施
该出版物的起草与ISO/IEC指令性文件第二部分一致。
委员会决定将该出版物的内容保持不变，直至在IEC的网站http://webstore.iec.ch上关于该出版物的日期到期。到那时，该出版物将被：
-再次认证；
-撤销；
-由修订版取代，或
-修正。
Ⅲ
2）IEC在技术问题快报中发表的正式决定或协议尽可能的代表了国际上在相关领域中多数人的统一意见，因为技术委员会是由各相关IEC国家委员会的代表组成的。
3）IEC的出版物具有为国际应用提供建议的功能，并被IEC国家委员会所接受。尽管IEC将尽力确保其出版物内容的精确性，但并不为出版物的用途和最终用户对出版物的误解承担责任。
Protection against lightning
Part4:Eiectrical and electronic systems within structures
翻译：郭晋
《电力电子装置与系统》课程介绍与教学大纲
《电力电子装置与系统》课程简介课程编号：06054936课程名称：电力电子装置与系统/ power electronics equipment and system学分：2学..时：32适用专业：电气工程及其自动化本科专业建议修读学期：7开课单位：电气与信息工程学院电气工程系先修课程：模拟电子数字电子自动控制原理电力电子技术考核方式与成绩评定标准：课程考核采用百分制。
课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的30%,平时成绩考核采用考勤、作业、课堂提问、实验和报告相结合的方式；期终成绩考核采用闭卷考试方式，期终考试成绩占课程考核成绩的70%。
教材与主要参考书目：《电力电子装置及系统》，杨荫福主编，清华大学出版社，2006《电力电子学一电力电子变换和控制技术》，陈坚主编，高等教育出版社，2002《电力电子技术》（第5版），王兆安主编，机械工业出版社，2009《开关电源设计》，王志强等译，电子工业出版社，2010内容概述：中文：本课程是电气工程及其自动化专业的专业选修课。
本课程主要内容包括功率器件、高频开关电源、逆变电源、谐振电源及无功补偿系统等常用电力电子装置方面的内容。
叙述了各种电力电子装置的工作原理，并结合实例给出了各种常用电力电子装置的设计思想及相应的控制原理框图。
通过本课程的学习，要求学生掌握各类常用电力电子装置及系统的结构及工作原理，掌握电力电子装置的设计方法，并能够运用所学知识进行常用电力电子装置的初步设计，同时，培养学生运用综合知识的能力和解决工程实际问题的能力。
英文：This course is a professional elective course in electrical engineering and automation. The main contents of this course include power devices, high-frequency switching power supply, inverter power supply, resonant power supply and reactive power compensation system and other commonly used power electronic devices. In addition,it describes the working principle of various power electronic devices, and gives the design ideas of various commonly used power electronic devices and the corresponding control block diagram. Through the study of this course, students are required to master the structure and working principle of various types of commonly used power electronic devices and systems, master the design method of power electronic devices, and be able to use the knowledge to carry on the preliminary design of commonly used power electronic devices, The ability to use comprehensive knowledge and the ability to solve practical problems.《电力电子装置与系统》教学大纲课程编号：06054936课程名称：电力电子装置与系统/ power electronics equipment and system学分：2学..时：32建议修读学期：7一、课程性质、目的与任务本课程是电气工程及其自动化专业的专业选修课，主要内容包括功率器件、高频开关电源、逆变电源等常用的电力电子装置与系统，介绍了常用电力电子装置的工作原理及其共性问题，并结合实例给出了电力电子装置的设计思想及相应的控制策略。
电力系统中的电力电子装置的有效调度与控制
电力系统中的电力电子装置的有效调度与控制随着工业化和城市化进程的加快，人们对电力的需求越来越大。
为了提高电力系统的稳定性和效率，在电力系统中采用电力电子装置进行有效调度与控制成为必然选择。
本文将探讨电力电子装置的分类和应用，以及有效调度和控制的关键技术。
一、电力电子装置的分类和应用电力电子装置是指利用半导体器件和电力电子技术对电力进行调节和控制的装置。
根据其功能和作用，电力电子装置可以分为以下几个方面。
1. 逆变器逆变器是将直流电转换成交流电的装置，广泛应用于电力系统中。
逆变器可以将太阳能和风能等清洁能源转换为交流电以供给电力系统使用。
同时，逆变器也可以将电力系统的直流电转换为交流电以供给交流负载使用。
2. 变频器变频器是将交流电的频率改变的装置，主要应用于电机的调速控制。
电机的调速控制在工业生产中非常重要，变频器可以灵活地改变电机的转速，提高能源利用效果。
3. 整流器整流器是将交流电转换成直流电的装置。
它广泛应用于电力系统中，特别是高压直流输电系统。
整流器可以将交流电由市电网络输送到直流电线路中，以减少输电损耗和提高输电效率。
4. 电力负荷控制器电力负荷控制器能够根据电力系统的负荷情况，自动调整电力的供给和需求。
通过智能化的负荷控制，可以在不影响用户正常用电的前提下，降低电力系统的负荷峰值，提高电力系统的供电能力。
二、电力电子装置的有效调度与控制电力电子装置的有效调度和控制是电力系统运行的关键环节。
以下将介绍一些关键的技术和方法。
1. 频率控制技术频率是电力系统运行中最重要的参数之一。
通过调整电力电子装置的频率，可以有效控制电力系统的功率流动和电力负荷的平衡。
在电力系统中，通过频率控制技术可以实现对电力的有效调度和控制，使电力系统运行更加稳定和高效。
2. 相位控制技术相位是电力系统运行中另一个重要的参数。
通过调整电力电子装置的相位，可以有效控制电力系统的电压和电流波形，提高电力传输的效率和稳定性。
电力电子装置及系统实验报告之Flyback电路讨论
电力电子装置及系统实验报告之Flyback电路讨论目录课堂讨论内容 (4)提要 (4)1.问题一：论证Flyback能否实现PFC功能 (4)1.1Flyback电路原理及PFC功能： (4)1.2论证及分析: (5)2.问题二：若可以，将如何实现该Flyback? 需涉及：主要元器件和IC的选择及理由 (6)2.1PFC反激电路设计： (6)2.2UC3854内部结构 (6)2.3完整电路 (6)3.问题三：若Flyback采用MOSFET的同步整流技术，将如何解决该MOSFET的驱动问题？ (8)3.1同步整流： (8)3.2MOSFET驱动电路 (8)3.3同步整流驱动电路特点 (9)3.4其中：二极管起保护作用 (10)4.问题四：论证MOSFET同步整流的Flyback能否实现节能？ (11)4.1同步整流原理 (11)4.2整流损耗分析开关电源的整流损耗： (12)4.2.1整流管的正向导通压降 (12)4.2.2反向漏电流及反向电压 (12)4.2.3反向恢复时间引起的 (12)4.3节能条件 (13)课堂讨论内容（1）论证Flyback能否实现PFC功能（2）若可以，将如何实现该Flyback0? 需涉及：主要元器件和IC的选择及理由（3）若Flyback采用MOSFET的同步整流技术，将如何解决该MOSFET的驱动问题？（4）论证MOSFET同步整流的FLyback能否实现节能？若能，有条件吗？提要本次对于Flyback电路的讨论，我们详细研究及讨论了Flyback电路的工作原理，并在清楚了其工作原理的基础上，仔细查阅资料和并将其与课本知识的结合，进行了上述四个问题的详细讨论并研究。
1.问题一：论证Flyback能否实现PFC功能1.1Flyback电路原理及PFC功能：Flyback电路图：PFC的功能： PFC的英文全称为“Power Factor Correction”，意思是“功率因数校正”，功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。
电子行业电力电子装置概述
电子行业电力电子装置概述在电子行业中，电力电子装置是非常关键的组成部分。
本文将概述电力电子装置的基本概念、作用、分类、应用以及未来发展趋势。
1. 电力电子装置的基本概念电力电子装置是指利用半导体器件和电子技术来处理和控制电能转换的设备。
它主要用于将电能从一种形式转换为另一种形式，例如将交流电转换为直流电、提高或降低电压和电流的大小、调节电力质量等。
2. 电力电子装置的作用电力电子装置在电力系统中发挥着重要的作用。
它可以实现高效能量转换，提高电能利用率；充当电力系统的功率调节和控制器件；改善电力质量，减少电力系统中的谐波和电压浪涌等问题；实现电力系统的稳定和可靠运行。
3. 电力电子装置的分类电力电子装置按照其功能和应用可以分为多个类型，包括：3.1 变频器变频器主要用于将交流电转换为可调频率的交流电，广泛应用于交流电驱动系统中。
它可以实现对电机的转速和转矩进行精确控制，提高系统的控制性能。
逆变器将直流电转换为交流电。
它在太阳能电池板、风电系统、电动车等领域中得到广泛应用。
逆变器可以将直流电能转换为符合电网标准的交流电能，实现电源的互联互通。
3.3 整流器整流器将交流电转换为直流电。
它通常用于电力系统中，将输送的交流电转换为直流电供电给特定负载。
整流器可以实现对直流电压和电流的调整和稳定。
调光器主要用于对电路中的光源进行调节，改变亮度和颜色。
它广泛应用于室内照明、舞台灯光控制等场合，可以实现对光源的精确控制。
3.5 电力因数校正器电力因数校正器主要用于改善电力质量，提高功率因数。
它可以对电流波形进行调整，减少谐波含量，降低电网损耗。
4. 电力电子装置的应用电力电子装置在各个领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：4.1 交通运输电力电子装置在电动汽车、高铁、电动船等交通工具中发挥重要作用。
它可以实现对电机的控制和动力传输，提高能量利用效率。
4.2 可再生能源太阳能电池板和风力发电机等可再生能源系统都需要电力电子装置来实现能量的转换和输送。
电力电子装置及系统重点
第1章绪论1.图1.1电力电子装置及其控制系统2.电力电子装置的主要类型：整流器、直流斩波器、逆变器、交流调压器、静态开关。
3.电力电子装置的应用概况：A.直流电源装置;通信电源，充电电源，电解、电镀直流电源，开关电源。
B.交流电源装置;交流稳压电源，通用逆变电源，不间断电源UPS。
C.特种电源装置：静电除尘用高压电源，超声波电源，感应加热电源，焊接电源。
4.半导体电力电子开关器件：电力二极管：晶闸管：图1.2半导体二极管图1.3晶闸管符号及接法图1.4GTO的符号电力晶体三极管：电力场效应晶体管：图1.5BJT的符号图1.7 P-MOSFET的符号和等效电容绝缘门极双极型晶体管IGBT：图1.8IGBT等效电路及其符号图1.9IGBT管擎住效应原理图5.从不同角度对电力电子器件进行分类A.按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：（1）半控型器件：晶闸管及其派生器件（2）全控型器件：IGBT,MOSFET，GTO,GTR（3）不可控器件:电力二极管B.按照驱动信号的波形（电力二极管除外）（1）脉冲触发型：晶闸管及其派生器件（2）电平控制型：（全控型器件）IGBT,MOSFET，GTO,GTRC.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：（1）单极型器件：电力MOSFET，功率SIT,肖特基二极管（2）双极型器件：GTR,GTO,晶闸管，电力二极管等（3）复合型器件：IGBT,MCT,IGCT等D.按照驱动电路信号的性质，分为两类：（1）电流驱动型：晶闸管，GTO，GTR等（2）电压驱动型：电力MOSFET,IGBT等6.MCT和IGCT：在晶闸管结构中引进一对MOSFET管，通过这一对MOSFET管来控制晶闸管的开通和关断就组成了MCT。
集成门极换流晶闸管IGCT又称为发射极关断晶闸管ETO，实际上IGCT就是把MCT 中的MOSFET管从半导体器件内部移到外部来，即在晶闸管壳的外部装设环状的门极，再配以外加集成MOSFET实现体外MCT的功能。
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电力电子装置及系统概述
张密李静怡牟书丹李子君
0 引言
在电力系统中，许多功能的实现都需要靠电力电子装置来完成。
比如说可再生能源的并网发电、无功和谐波的动态补偿、储能装置的功率转换、配用电能的双向流动、交直流电网的柔性互联等。
随着科技的日益发展，大功率、高电压电力电子器件的发展，变换器单元化、模块化以及智能化水平的提高，控制策略和调制策略性能的提升，电力电子装置在电力系统中的作用会越来越大。
1 电力电子装置及系统的概念
电力电子装置是以满足用电要求为目标，以电力半导体器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制的装置。
电力电子装置和负载组成的闭环控制系统称为电力电子控制系统，其基本组成如图所示。
它是通过弱电控制强电实现其功能的。
控制系统根据运行指令和输入、输出的各种状态，产生控制信号，用来驱动对应的开关器件，完成其特定功能。
2 电力电子装置的主要类型
电力电子装置的种类繁多，根据电能转换形式的不同，基本上可以分为5大类：交流-直流变换器（AC/DC）、直流-交流变换器（DC/AC）、直流-直流变换器（DC/DC）、交流-交流变换器（AC/AC）和电力电子静态开关。
1.AC/DC变换器
AC/DC变换器又称整流器。
用于将交流电能变换为直流电能。
2.DC/DC变换器
DC/DC变换器用于将一种规格的直流电能变换为另一种规格的直流电能。
采用PWM 控制的DC/DC变换器也称直流斩波器，主要用于直流电机驱动和开关电源。
3.DC/AC变换器
DC/AC变换器又称逆变器。
用于将直流电能变换为交流电能。
根据输出电压及频率的变化情况，可分为恒压恒频（CVCF）及变压变频（VVVF）两类，前者用作稳压电源，后者用于交流电动机变频调速系统。
4.AC/AC变换器
AC/AC变换器用于将一种规格的交流电能变换为另一种规格的直流电能。
输入和输出频率相同的称为交流调压器，频率发生变化的称为周波变换器或变频器。
5.静态开关
静态开关又称无触点开关，它是由电力电子器件组成的可控电力开关。
根据需要，以上各类变换可以组合应用。
此外，各类变换器正在向模块化发展，可方便地组成不同功率等级的变换器。
3 电力电子装置的应用概况
3.1发电阶段中的应用
（1）发电机组励磁。
大型发电机组应用静止励磁技术，与励磁机相比，具有调节速度快、控制简单的特点，显著提高了发电厂的运行性能和效率。
（2）风力发电。
变流器是风力发电中不可或缺的核心环节。
风电变流器通过整流器和逆变器将不稳定的风能变换为电压、频率和相位符合并网要求的电能。
（3）光伏电站。
大型光伏电站由光伏阵列组件、汇流器、逆变器组、滤波器和升压变压器构成，是大规模集中利用太阳能的有效方式。
3.2电能存储
（1）抽水储能装置
抽水储能通过实现电力功率方面的转换，来实现电力供能备用紧急能源、调峰填谷等不同的作用，电力功率实现转换的主要方法是利用抽水蓄能机组励磁电流幅值与频率的转换。
（2）电池储能装置
目前在电池储能装置方面，能够把利用任意发电装置生产出来的电力资源储存到电池中，转变为电池装置中的电能。
电力电子装置的有效利用，能够得到损耗最小化、储能最优化的储能系统。
（3）压缩空气储能装置
压缩空气储能装置是风力发电所用的电力电子装置。
在空气压缩过程中，通过采用变频驱动技术可以大幅度调整电网负荷并提高空气压缩效率；在发电过程中，通过采用控制发电机的励磁可以拓宽储气系统的发电运行范围和发电效率。
3.3输电阶段中的应用
在输电领域，电力系统如果想要低损耗、高容量、长距离地传输电力，必须要有电力电子装置的协助，利用变流器、换流器等降低电能损耗，才能实现高效的电力传输。
3.4有利于电能利用率的提高
（1）无功补偿。
采用动态无功补偿器对抑制系统功率振荡、保持母线电压稳定、解决负荷电压闪变和不平衡等问题有重要作用。
（2）谐波治理。
谐波治理分为从谐波源本身出发抑制谐波的主动谐波治理和增加额外谐波治理装置的被动谐波治理。
（3）电压暂降抑制。
动态电压恢复器（DVR）是一种基于电压源逆变技术的串联型电能质量控制器，可以动态补偿正序、负序和零序电压，抑制不平衡的电压暂降。
4 电力电子装置的发展前景
电力电子装置在电力系统中的应用十分广泛，也是电力系统中的重要组成部分之一，电力电子装置在我国的起步较晚，但是发展却非常迅速。
同时，电力电子装置的快速发展与改善，对促进我国电力系统的发展作出了突出贡献，主要表现在以下几个方面：第一，体现在控制方法方面，模拟控制→数字控制；第二，体现在装置方面，半控型装置→全控型装置→复合型装置；第三，体现在关键技术壁垒方面，硬件设计→软件设计；第四，体现在电能传输介质方面，电缆传输→光纤传输等等。
5 结语
综上所述，随着能源消耗问题与环境污染问题的日趋尖锐，节能环保理念深入人心，在这样的背景下，电力系统逐渐向着智能化、可持续发展的方向转型，电力电子装置在电力系统中的合理、有效应用显得非常重要。
因此，应当加强对电力电子装置与电力系统的进一步研究，将更多。