电力电子装置及系统课件

电力电子装置及系统课件素材
第1章绪论
1.1 电力电子装置及系统概述1.1.1 电力电子装置及系统的概念
图1.1电力电子装置及其控制系统
1.1.2 电力电子装置的主要类型
1.1.3 电力电子装置的应用概况
1.1.4 电力电子装置的发展前景
1.2 半导体电力电子开关器件1.
2.1 电力二极管
图1.2半导体二极管
1.2.2 晶闸管
图1.3晶闸管符号及接法
图1.4GTO的符号
1.2.3 电力晶体三极管图1.5BJT的符号
图1.6双极性晶体管开通、关断波形
1.2.4 电力场效应晶体管
图1.7 P-MOSFET的符号和等效电容1.2.5 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
*1.2.6 MCT和IGCT
图1.10MCT等效电路模型及符号
1.2.7 半导体电力开关模块和电源集成电路
图1.11IPM内部结构图
1.3 电力电子器件的应用技术1.3.1 散热技术
图1.12稳态等效热路图
1.3.2 缓冲电路
图1.13常用的关断缓冲电路
图1.14BJT的电流、电压关断波形
图1.15常用开通缓冲电路
图1.16BJT电流、电压的开通波形图1.17BJT开关轨迹的改变
1.3.3保护技术
图1.18交流电流互感器
图1.19霍耳元件示意图
图1.20LEM的工作原理示意图图1.21控制极保护电路
图1.22自锁式保护电路
习题及思考题
第2章高频开关电源2.1 高频开关电源概述2.1.1 高频开关电源的发展状况
图2.1线性稳压电源原理图
2.1.2 高频开关电源的基本组成
图2.2各种变换拓扑电路及主要工作波形
图2.3电压模式控制原理图
图2.4电压前馈模式控制原理图
图2.5电流控制模式原理图
2.2 单端反激开关电源2.2.1 单端反激电源的基本关系式
图2.6单端反激电源
2.2.2 自激型单端反激开关电源图2.7自激型单端反激电路工作原理
图2.8单端自激反激开关电源的实用电路图2.9电路实测波形
2.2.3 他激型单端反激开关电源图2.10UC3842内部结构框图
图2.11UC3842组成的小型充电器
*2.3 高频开关变压器
2.3.1 磁性材料的基本术语和定义
图2.12磁化曲线
图2.13磁导率与温度的关系
2.3.2 开关变压器常用的磁性材料
2.3.3 高频开关电源变压器的设计原则图2.14开关电源变压器磁滞回线
图2.15〓变压器的分布电容
图2.16〓单端反激变换器等效电路
图2.17〓初级电感对电流、电压波形的影响
2.4 功率因数为1的高频整流器2.4.1 非连续电流模式功率因数校正器
图2.18〓峰值电流控制原理
图2.19〓峰值电流控制模式波形
2.4.2 连续电流模式功率因数校正器图2.20〓UC3854的控制模式电路图
图2.21〓UC3854典型应用电路原理图2.4.3三相高频整流器
图2.22〓滞后电流控制
图2.23〓单相半桥PWM高频整流器
图2.24〓各开关状态下的等效电路图图2.25〓电路运行矢量分析
图2.26〓PWM高频整流器控制系统基本功能框图
图2.27〓SPWM高频整流器
习题及思考题
第3章逆变器
3.1 恒频恒压正弦波逆变器3.1.1 逆变器概论
图3.1〓主电路拓扑结构
图3.2〓直流脉宽调制原理
图3.3〓两种SPWM调制模式
图3.4〓变压器的磁滞回线
图3.5〓直流不平衡的模拟补偿方法图3.6〓抗直流偏磁数字PI控制器
3.1.2 单相恒压恒频正弦波逆变器实例
图3.7〓单相逆变器主电路原理图
图3.8〓SPWM控制电路框图
图3.9〓数字分频电路
图3.10〓标准正弦波形成电路
图3.11〓SPWM波形成电路及其波形
图3.12〓TLP250组成的驱动原理
3.1.3 三相恒压恒频正弦波逆变器图3.13〓三相逆变系统组成原理图
图3.14〓三相SPWM系统框图
图3.15〓IR2130结构及应用电路
图3.16〓瞬时值内环反馈双环控制框图
图3.17〓单相半桥式电路
图3.18〓SPWM调制形成
图3.19〓补偿前后幅频特性示意图图3.20〓平均值外环控制简化框图
*3.1.4 数字化波形控制技术
图3.21〓40kV A三相逆变器主电路原理图
图3.22〓逆变器的等效电路模型
图3.23〓逆变器的系统控制框图
图3.24〓电压反馈单环PID控制的逆变器系统框图
图3.25〓参数ζr、ωr、n变化时系统闭环波特图
图3.26〓单环PID控制实验波形
图3.27〓带输出电流前馈的双环控制系统框图
图3.28〓控制器与观测器原理框图
图3.29〓基于状态观测器的双环控制实验波形
图3.30〓基于输出前馈解耦的双环控制系统框图
图3.31〓基于前馈解耦的双环控制实验波形图3.32〓滞环电压控制框图
图3.33〓无差拍控制系统框图
图3.34〓重复控制系统框图
图3.35〓基于遗传算法优化的模糊重复控制框图
图3.36〓基于遗传算法优化的模糊重复控制实验波形
3.2 交流电动机变频调速系统3.2.1 变频调速概论
图3.37〓三相逆变器电压空间矢量PWM控制原理
图3.38〓等效空间矢量U
3.2.2 智能功率模块变频调速装置图3.39〓PM75RSE120内部结构图
图3.40〓80C196MC微处理器内部结构图3.2.3 高压变频器
图3.41〓高压变频器结构
3.3 感应加热电源
3.3.1 高频谐振逆变器的工作原理图3.42〓并联谐振式电路的结构
图3.43〓串联谐振式感应加热电源
3.3.2 高频感应加热电源的控制习题及思考题
第4章不间断电源UPS 4.1 UPS的功能及原理
4.1.1 概述
图4.1〓典型UPS结构图
4.1.2 UPS的类型及其工作原理
图4.2〓后备式UPS系统结构图
图4.3〓双变换在线式UPS系统框图
图4.4〓UPS高频机系统结构图
图4.5〓在线互动式UPS原理图
图4.6〓Delta变换UPS原理图4.1.3 典型UPS的性能对比
4.1.4 UPS的发展方向
图4.7〓高频隔离UPS系统结构框图
4.2 UPS的组成和设计
图4.8〓不间断电源装置组成框图4.2.1 蓄电池组
图4.9〓UPS蓄电池典型充电过程
4.2.2 整流器和PFC电路
4.2.3 逆变器
图4.10〓有源功率因数校正及半桥逆变结构
4.2.4 逆变、市电的切换电路
图4.11〓UPS中常用的转换开关
图4.12〓采用各种开关作为转换元件的UPS转换
4.2.5 滤波电路
4.2.6 旁路控制电源和系统辅助电源4.2.7 接地装置、保护和报警系统4.3 UPS输出电压控制
4.3.1 UPS输出电压波形控制
4.3.2 UPS同步锁相技术
图4.13〓锁相环的基本原理。