电力电子技术与电力传动
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方案一: 电阻降压
电气工程专业导论
8
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
方案二: 串联晶体管
电气工程专业导论
9
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗 串联LC, 滤出谐波, 滤波器的截止频率<<开关频率
电气工程专业导论
电气工程专业导论
13
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
容量为12kV/1.5kA的晶闸管
电气工程专业导论
14
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
电力电子可控开关元件
电气工程专业导论
15
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
无功补偿和谐波抑制(VAR Compensate and Harmonic Control)对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器 （Thysistor Controlled Reactor－TCR）、晶闸管投切电 容器（ Thysistor Controlled Capacitor－TSC）都是重要 的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器（Static VAR Generator－SVG）、有源电力滤波器（Active Power Filter－APF）等新型电力电子装置具有更为优越 的无功功率和谐波补偿（VAR and Harmonic Compensate）的性能。在配电网系统，电力电子装置还 可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进 行电能质量控制，改善供电质量
电气工程专业导论
4
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
更普遍的定义：电力电子学是一门利用电力电子器 件对电能进行控制和转换的学科。电力电子技术的 根本特性——节约能源。
电气工程专业导论
5
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OL—OGY—例1
第四章 电力电子技术与电力传动 ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
一．电力电子技术的作用 二．电力电子技术的特点 三．电力电子技术的研究内容 四．电力电子技术的主要应用领域 五．电力电子技术的发展方向 六．电力传动概况
电气工程专业导论
1
一．电力电子技术的作用 ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电气工程专业导论
16
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
主要发展发展方向
• 高频化；
• 控制数字化；
• 大容量化
电气工程专业导论
17
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
• 高频 • 软开关技术 • 新的控制策略 • 磁集成
电气工程专业导论
18
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
• DC-DC
• DC-AC • 交流调速：矢量控制和直接转矩控制 • 能量管理
电气工程专业导论
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ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技 术是关键技术之一。毫不夸张地说，离开电力 电子技术，电力系统的现代化是不可想象的。
• 传统电力技术如何将交流电变为直流电？ • 基本原理 • 缺点
电气工程专业导论
6
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OL—OGY—例2
如何用电力电子开关器件实现电能的变换？
✓ DC/DC直流降压电路
电气工程专业导论
7
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电气工程专业导论
3
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
当今世界电力能源的使用约占总能源的40%。而电 能中有40%需要经过电力电子设备的变换才能被使用。 IEEE给出电力电子技术的定义：
Power electronics is the technology associated with the efficient conversion, control and conditioning of electric power by static means from its available input form into the desired electrical output form. 它是电子工程、电力工程和控制工程相结合的一门 技术，以控制理论为基础、以微电子器件或计算机为 工具、以电子开关器件为执行机构实现对电能的有效 变换。
——电力电子变换技术
• 电源可分为两类： – 直流电（D.C） ，频率 f=0 – 交流电（A.C） ，频率 f0
• 电力变换按电压(电流)的大 小、波形及频率变换划分为 四类基本变换及相应的四种 电力变换电路或电力变换器。
Converter Inverter
• 这四类基本变换可以组合成 许多复合型电力变换器
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方案三: 串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗
1
VD0 Ts
Ts 0
vo
(t)dt
DVD
电气工程专业导论
D 开关占空比 Ts 开关周期
11
一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
电力电子技术的基本工作框图：
电气工程专业导论
2
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电力系统
交流电源 （交流发电机）
直流输电 交流/直流 直流/交流
直流电源（太 阳能电池等）
直流/交流
电力电子技术的应用领域
一Байду номын сангаас工业系统 （钢铁等）
交通运输
（电气化铁道、电 动汽车）
家用电器产品 （逆变器空调等）
其它（如 UPS)
电气工程专业导论
12
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
• IEEE Transaction ON Industrial Electronics • IEEE Transaction ON Power Electronics • IET Transaction ON Power Electronics • • 中国电机工程学报 • 电工技术学报
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方案二: 串联晶体管
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方案三:串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗 串联LC, 滤出谐波, 滤波器的截止频率<<开关频率
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
容量为12kV/1.5kA的晶闸管
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
电力电子可控开关元件
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
无功补偿和谐波抑制(VAR Compensate and Harmonic Control)对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器 （Thysistor Controlled Reactor－TCR）、晶闸管投切电 容器（ Thysistor Controlled Capacitor－TSC）都是重要 的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器（Static VAR Generator－SVG）、有源电力滤波器（Active Power Filter－APF）等新型电力电子装置具有更为优越 的无功功率和谐波补偿（VAR and Harmonic Compensate）的性能。在配电网系统，电力电子装置还 可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进 行电能质量控制，改善供电质量
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
更普遍的定义：电力电子学是一门利用电力电子器 件对电能进行控制和转换的学科。电力电子技术的 根本特性——节约能源。
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OL—OGY—例1
第四章 电力电子技术与电力传动 ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
一．电力电子技术的作用 二．电力电子技术的特点 三．电力电子技术的研究内容 四．电力电子技术的主要应用领域 五．电力电子技术的发展方向 六．电力传动概况
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一．电力电子技术的作用 ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
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主要发展发展方向
• 高频化；
• 控制数字化；
• 大容量化
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• 高频 • 软开关技术 • 新的控制策略 • 磁集成
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• DC-DC
• DC-AC • 交流调速：矢量控制和直接转矩控制 • 能量管理
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电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技 术是关键技术之一。毫不夸张地说，离开电力 电子技术，电力系统的现代化是不可想象的。
• 传统电力技术如何将交流电变为直流电？ • 基本原理 • 缺点
电气工程专业导论
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OL—OGY—例2
如何用电力电子开关器件实现电能的变换？
✓ DC/DC直流降压电路
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
当今世界电力能源的使用约占总能源的40%。而电 能中有40%需要经过电力电子设备的变换才能被使用。 IEEE给出电力电子技术的定义：
Power electronics is the technology associated with the efficient conversion, control and conditioning of electric power by static means from its available input form into the desired electrical output form. 它是电子工程、电力工程和控制工程相结合的一门 技术，以控制理论为基础、以微电子器件或计算机为 工具、以电子开关器件为执行机构实现对电能的有效 变换。
——电力电子变换技术
• 电源可分为两类： – 直流电（D.C） ，频率 f=0 – 交流电（A.C） ，频率 f0
• 电力变换按电压(电流)的大 小、波形及频率变换划分为 四类基本变换及相应的四种 电力变换电路或电力变换器。
Converter Inverter
• 这四类基本变换可以组合成 许多复合型电力变换器
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方案三: 串联单刀双掷开关,理想开关,无损耗
1
VD0 Ts
Ts 0
vo
(t)dt
DVD
电气工程专业导论
D 开关占空比 Ts 开关周期
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一．电力电子A技NHU术I U的NIVE作RSI用TY O（F TE续CHN）OLOGY
电力电子技术的基本工作框图：
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电力系统
交流电源 （交流发电机）
直流输电 交流/直流 直流/交流
直流电源（太 阳能电池等）
直流/交流
电力电子技术的应用领域
一Байду номын сангаас工业系统 （钢铁等）
交通运输
（电气化铁道、电 动汽车）
家用电器产品 （逆变器空调等）
其它（如 UPS)
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• IEEE Transaction ON Industrial Electronics • IEEE Transaction ON Power Electronics • IET Transaction ON Power Electronics • • 中国电机工程学报 • 电工技术学报