电力电子变流技术课件.ppt

绪论

1.电力电子技术的内容

2.电力电子技术的发展

3.电力电子技术的应用

4.电力电子技术课程的学习要求

1.电力电子技术的内容

l电力电子学,又称功率电

子学(Power

静

。它主要研止

Electronics)电子学器电力学

、

究各种电力电子器件，件旋

、器电力转

电路电

以及由这些电力电子器

机

电子技术

件所构成的各式各样的

连续、离散

电路或装置，以完成对

控制

电能的变换和控制。理论

l电能有直流(DC)和交流(AC)两大类。前者有电压幅值

和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率

和相位的差别。

l实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电

能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因

数等)进行变换。

变换器共有四种类型：

l交流-直流(AC-DC)变换

l直流-交流(DC-AC)变换：

有源逆变；无源逆变。

l交-交(AC-AC)变换：

交流调压；交-交变频。

l直流-直流(DC-DC)变换

2.电力电子技术的发展

l电力电子器件发展：电能转换由依靠旋转机组改为利用

电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、

重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应

快及使用方便等优点。

l功率二极管

SCR：晶闸管（可控硅）

GTO：门极可关断晶闸管

BJT/GTR：双极型功率晶体管

P-MOSFET：功率场效应晶体管

IGBT：绝缘栅双极型晶体管等。

l控制电路及微型计算机的发展：分立元件－集成电路

－专为各种控制功能设计的专用集成电路，使变换器

的控制电路大为简化。微型计算机引入，运算精度提

高位数成倍增加，运算速度增快，功能不断完善，使

控制技术发生了根本的变化，使控制不仅依赖硬件电

路，而且可利用软件编程，既方便又灵活。

l控制理论的发展：各种新颖、复杂的控制策略和方案

得到实现，并具有自诊断功能，并具有智能化的功能。

将新的控制理论和方法应用在变换器中。

l综上所述可以看出，微电子技术、电力电子器件和控

制理论是现代电力电子技术的发展动力。

3.电力电子技术的应用

（1）开关电源

（2）调速系统

（3）过程控制自动化、机器人

（4）运输电力机车、电车、地铁

（5）感应加热

（6）高压直流输电、风力发电、太阳能发电

（7）民用空调、电梯、办公设备、手机

4.电力电子技术课程的学习要求

l熟悉和掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数，能正确

选择和使用它们。

l熟悉和掌握各种基本变换器的工作原理，特别是各种基本电路中

的电磁过程，掌握其分析方法、工作波形分析和变换器电路的初

步设计计算。

l了解各种开关元件的控制电路、缓冲电路和保护电路。

l了解各种变换器的特点、性能指标和使用场合。

l掌握基本实验方法与训练基本实验技能。

第1章电力电子器件

主要内容：

l常用电力电子器件的基本结构、工作原理、外

特性、主要参数、开关特性、安全工作区。

l常用电力电子器件的驱动电路和缓冲电路。

1.1功率二极管

1.1.1功率二极管的结构和工作原理

1.功率二极管的结构