现代电力电子技术原理与应用(2).ppt

现代电力电子技术原理与应用,,50120021,第一章绪论,2021年3月2日,2,第章关于本课程,学习方式,阅读讲授、讨论实验测验、考试,2021年3月2日,3,第章关于本课程,成绩评定,阅读报告成绩（20）课上测验成绩（20）实验成绩（30）最终考试成绩（30）,,,总成绩（100）,2021年3月2日,4,第章关于本课程,关于阅读报告,1000字左右（one-pagereport）原创（注明参考文献）综述、分析、比较直接、简洁的非文学文字修改与润色,2021年3月2日,5,教学网页,,第章关于本课程,zhangyigong,电子邮件地址,2021年3月2日,6,第章关于本课程,本周阅读报告（一周后提交）,“AC/DC换流器”,邮件主题,“Readingreport”,2021年3月2日,7,第一章绪论,关键词,开关（电力电子器件）电能形态效率器件非线性（单向导电）,2021年3月2日,8,第一章绪论,关键词图示,,开关器件,理论效率100％,理想开关存在吗,2021年3月2日,9,第一章绪论,电力电子技术与信息电子技术,处理的对象不同设计电路的出发点与准则不同源自相同的技术基础技术发展的“分”与“合”,2021年3月2日,10,第一章绪论,电力电子技术的任务,处理、控制电能的形态处理、控制电能的流动向用户提供最佳的电压和/或电流,满足工艺要求节约能源,2021年3月2日,11,第一章绪论,电能主要用于传输的能源形态,2021年3月2日,12,第一章绪论,电能的优点,容易输送与分配容易（且必须）与多种其它形式的能源相互转换在某种程度上易于控制（通、断；升、降压）可满足从毫瓦级（甚至更小）到G瓦级（甚至更大）功率源需求,2021年3月2日,13,第一章绪论,电能的优点,容易输送与分配容易（且必须）与多种其它形式的能源相互转换在某种程度上易于控制（通、断；升、降压）可满足从毫瓦级（甚至更小）到G瓦级（甚至更大）功率源需求,瓦以下移动设备中的电源数瓦至数千瓦电脑或办公设备电源数千瓦至数兆瓦调速驱动装置数千兆瓦（GW）HVDC,2021年3月2日,14,第一章绪论,电能的生产、输送与消费中面临的问题,不同能量形式的转换难于直接以电的形式储存能量电能形态的多样性与各自的适用场合适合电力网输电的电能形态与其它电能形态之间的转换,2021年3月2日,15,第一章绪论,电能形态的多样性,2021年3月2日,16,第一章绪论,电能形态的多样性,2021年3月2日,17,与电能形态转换有关的问题,第一章绪论,电能总是与其它能量形式的相互转换与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关不同的应用对不同电能形态的需求广阔的应用领域实现的可能性,2021年3月2日,18,与电能形态转换有关的问题,第一章绪论,电能总是与其它能量形式的相互转换与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关不同的应用对不同电能形态的需求广阔的应用领域实现的可能性,电能形态能源形式；负载类型；转换过程的优劣,2021年3月2日,19,与电能形态转换有关的问题,第一章绪论,电能总是与其它能量形式的相互转换与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关不同的应用对不同电能形态的需求广阔的应用领域实现的可能性,信息处理、电机、通信系统、遥感、制造业、等等,2021年3月2日,20,与电能形态转换有关的问题,第一章绪论,电能总是与其它能量形式的相互转换与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关不同的应用对不同电能形态的需求广阔的应用领域实现的可能性,变压器（磁耦合）AC；化工过程DC；交流电机AC；直流电机DC输电高电压；用电低电压,2021年3月2日,21,与电能形态转换有关的问题,第一章绪论,电能总是与其它能量形式的相互转换与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关不同的应用对不同电能形态的需求广阔的应用领域实现的可能性,遍及电力系统中发电、输电、配电、用电各环节,2021年3月2日,22,与电能形态转换有关的问题,第一章绪论,电能总是与其它能量形式的相互转换与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关不同的应用对不同电能形态的需求广阔的应用领域实现的可能性,足够容量、足够开关速度的电力电子器件已面世，提供了实用化电力电子装置的基础,2021年3月2日,23,电力电子装置（换流器）概念框图,第一章绪论,2021年3月2日,24,换流器的功能,第一章绪论,DC/DC改变、控制电压高低AC/DC变交流（市电）为可控直流DC/AC变直流为可控（正弦）交流AC/AC改变并控制电压频率和幅值,2021年3月2日,25,控制器换流器中几乎必不可少,第一章绪论,2021年3月2日,26,换流器效率,第一章绪论,高效率低损耗的换流器低损耗换流器体积小、重量轻低损耗换流器可靠性高低损耗某些场合决定装置能否实现,效率换流器最重要的指标之一,2021年3月2日,27,电力电子技术定义,第一章绪论,DefinitionPowerelectronicsinvolvesthestudyofelectroniccircuitsintendedtocontroltheflowofelectricalenergy.Thesecircuitshandlepowerflowatlevelsmuchhigherthantheindividualdeviceratings.,2021年3月2日,28,构成换流器电路的元器件,第一章绪论,,,,,2021年3月2日,29,例DC/DC换流器功能要求,第一章绪论,2021年3月2日,30,例DC/DC换流器实现电阻分压器,第一章绪论,2021年3月2日,31,例DC/DC换流器实现串联式线性稳压器,第一章绪论,2021年3月2日,32,例DC/DC换流器实现单刀双掷开关,第一章绪论,2021年3月2日,33,例DC/DC换流器实现单刀双掷开关,第一章绪论,2021年3月2日,34,例DC/DC换流器实现开关型电路原理图,第一章绪论,,低损耗低通滤波器,开关型降压换流器（Buck换流器）,2021年3月2日,35,例DC/DC换流器实现控制器（稳压输出）,第一章绪论,2021年3月2日,36,研究内容,电力电子器件电力电子电路电力电子装置与应用,第一章绪论,,2021年3月2日,37,与相关学科的关系,电路理论信号处理系统与控制论电力系统电机学,第一章绪论,2021年3月2日,38,第一章绪论,电力电子技术与其它学科,2021年3月2日,39,电力电子电路的特点,第一章绪论,非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析,2021年3月2日,40,分析电力电子电路的方法,第一章绪论,非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析,转换成线性电路处理不同时段应用不同的电路何时更换电路,2021年3月2日,41,分析电力电子电路的方法,第一章绪论,非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析,重复平衡模式的概念电感元件的伏－秒平衡电压（电流）的平均值近似,2021年3月2日,42,分析电力电子电路的方法,第一章绪论,非线性电路含有高速动作的开关电压、电流的有效（有用）成分与其它成分损耗的影响与分析,器件模型的近似程度,2021年3月2日,43,分析电力电子电路的方法,第一章绪论,相对简单的主电路与相对复杂的控制电路开关器件的多样性开关器件特性的复杂性,2021年3月2日,44,分析电力电子电路的方法,第一章绪论,相对简单的主电路与相对复杂的控制电路开关器件的多样性开关器件特性的复杂性,认为控制器的工作是理想在电路图中不画出,2021年3月2日,45,分析电力电子电路的方法,第一章绪论,相对简单的主电路与相对复杂的控制电路开关器件的多样性开关器件特性的复杂性,用理想的抽象开关代替,2021年3月2日,46,分析电力电子电路的方法重复平衡模式下,第一章绪论,不同时段的不同线性电路忽略高频成分理想开关忽略电阻电感元件的伏－秒平衡（电容元元件的安－秒平衡）,2021年3月2日,47,分析电力电子电路的方法非重复模式,第一章绪论,2021年3月2日,48,分析电力电子电路的方法,第一章绪论,KVL与KCL,不能违反的电路定律,2021年3月2日,49,第一章绪论,电路中的开关器件遵守KVL,2021年3月2日,50,第一章绪论,电路中的开关器件遵守KCL,2021年3月2日,51,第一章绪论,危险的企图,2021年3月2日,52,第一章绪论,危险的企图的后果,