太阳能光伏发电专业电力电子课件第1章 绪论

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电子镇流器的工作原理
电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电 源的变换器，其基本工作原理是： 工频电源经过射频干扰（RFI）滤波器，全波整流和 无源（或有源）功率因数校正器（PPFC或APFC）后， 变为直流电源。通过DC/AC变换器，输出20K-100KHZ的 高频交流电源，加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯 丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，但使 灯管"放电"变成"导通"状态，再进入发光状态，此时高频 电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需 的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保护电 路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等。
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某家庭按使用15只灯泡电费计算 1、普通灯泡电费： 15只灯×40W/只×5小时/天×30天=90000W×小时=90度 每月电费=90度×1元/度=90元 2、节能灯的电费： 15只灯×8W/只×5小时/天×30天=18000W×小时=18度 每月电费=18度×1元/度=18元 即这个家庭使用节能灯后每月可以节省电费：90元—18元=72元， 一年就可以节省电费864元。
将直流电变为交流电回送电网
高压直流输电
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3 电力电子技术的应用
交流调压
将固定的交流电变为可调的交流电
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3 电力电子技术的应用
变频
将频率固定的交流电变为频率 可调的交流电
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3 电力电子技术的应用
变频
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课堂提问
1.什么是电力电子技术？ 2.电力电子技术的应用？
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作业
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电子节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在 1160K温度时，灯丝就开始发射电子（固在灯丝上涂了一 些电子粉）电子碰撞氩原子弹性碰撞，氩原子碰撞后，获 得能量又撞击汞原子在吸收能量后，跃迁产生电离；发出 253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯 工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度 2200K～2700K低，所以它的寿命也大大提高到8000小时 以上，又由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉 的能量转换效率也很高，能达到每瓦60（lm）流明。
1.3 与相关学科的关系
与控制理论（自动化技术）的关系
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。
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1.4
计算机 电力电子技术
地位和未来
人脑 消化系统和循环系统 肌肉和四肢
连续、离散
控制 理论
图1 描述电力电子学的倒三角形
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1.3 与相关学科的关系
与电子学（信息电子学）的关系 都分为器件和应用两大分支。 器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。
应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相 同。
应用：信息电子电路-信息处理：器件可工作在开 关状态，也可工作在放大状态； 电力电子电路-电力变换和控制：器件一般只工作 在开关状态。 二者同根同源。 电力电子技术 海南科技职业学院
电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。
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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。 电力变换四大类 交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流 表1 电力变换的种类
输入 交流 直流 输出 直流 整流 直流斩波 交流 交流电力控制 变频、变相 逆变
第三部分 全书的深入
第7章 PWM控制技术 第8章 软开关技术
第5章 直流-直流 变流电路 第6章 交流-交流 变流电路
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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 。
电力电子技术的应用
直流斩波
将固定的直流电变为 可调的直流电
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3 电力电子技术的应用
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人 们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，因 此可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。 电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型 风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大的照 明电源等方面，因此它也被称为是节能技术。
某纺织厂按100只灯24小时电费计算 1、原T8日光灯40W，实际能耗40W+10W（镇流器）=50W； 100只×50W/只×24小时×30天×12月=43200000W×小时=43200度 年用电费用43200度×1元/度=43200元 2、替换型T5节能支架灯，实际功耗26W； 100只×26W/只×24小时×30天×12月=22464000W×小时=22464度 年用电费用22464度×1元/度=22464元 每年节省电费：43200-22464=20736元
变流技术
1.2
两大分支
进行电力变换的技术称为变流技术。
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1.3 与相关学科的关系
电力电子学 (Power
Electronics)名称60年代
出现。 1974年，美国的W. Newell用图1的倒三角形 对电力电子学进行了描 述，被全世界普遍接受。
电子学
电力学
电力 电子学
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
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2 电力电子技术的发展史
史前期 （黎明期） 晶闸管问 世，(“公元 元年”)
全控型器件迅 速发展时期
晶体管诞生
1904 电子管 问世
1930
1947
1957
电力电子技术 Power Electronics
绪 论
1 什么是电力电子技术
2 电力电子技术的发展史 3 电力电子技术的应用
4 教材内容简介和使用说明
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1 什么是电力电子技术
1.1 电力电子与信息电子
1.2 两大分支
1.3 与其他学科的关系
1.4 地位和未来
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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 静止无功补偿
电力机车牵引
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。
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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
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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2章 电力电子 器件 第9章 电力电子器件应 用的共性问题 第4章 逆变电路
第二部分 全书的主体 第3章 整流电路
电力电子技术和运动控制一起，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＋运动控制
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。
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2 电力电子技术的发展史
电子技术一般即指信息
电子技术，广义而言，也包 括电力电子技术。
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电力电子器件制造技术 电力电子技术的基础，理论基础是半导体 物理。 变流技术（电力电子器件应用技术）
1.2
两大分支
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，以及构成电力电子装置
和电力电子系统的技术。
1.1
信息电子技术
电力电子与信息电子
电子技术
电力电子技术——使用电力电子
电力电子技术
器件对电能进行变换和控制的技 术，即
模拟电子技术
数字电子技术
应用于电力领域的电子技术。
信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换
目前电力电子器件均用半导体制 成，故也称电力半导体器件。 电力电子技术变换的“电力”， 可大到数百MW甚至GW，也可 小到数W甚至mW级。
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1970
1980
1990 2000 t(年)
水银（汞 弧）整流 器时代
晶闸管时代
IGBT及功率 集成器件出现 和发展时代
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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一般工业：
3 电力电子技术的应用
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
书末附有“术语索引”。
课时分配：课内教学学时为64学时（包含实验， 每个实验2学时）。
和其他课程的关系：
模拟电子电路 数字电子电路
电力电 子技术
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微电网、光 伏发电系统 的安装与调 试
电子节能灯小知识
直到1879年爱迪生发明了电灯炮（白炽灯），它的原理是： 当灯接入电路中，电流流过灯丝的热效应，使白炽灯发出 连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即 可察觉，由于工作时灯丝温度很高，大部分的能量以红外 辐射的形式浪费掉了;同时由于灯丝温度很高，蒸发也很 快，所以寿命大大的缩短了，大约在2200小时左右，而光 效大约在每瓦12（Lm）左右。
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
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3 电力电子技术的应用
可控整流
将交流电变为ຫໍສະໝຸດ Baidu流电
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3 电力电子技术的应用
有源逆变
不间断电源