电力电子课件绪论.ppt

Power Electronics,电 力 电 子 技 术,1,2019/5/26,2019/5/26,2,什么是电力电子技术？,引例：已知电源电压为100VDC，要求向负载提供50VDC直流电压，如何实现？,2019/5/26,3,方法1：电阻分压,能量转换效率：,转换效率低，能源浪费严重！,2019/5/26,4,方法2：电子电路,能量转换效率：,如何提高能量转化效率？,2019/5/26,5,方法3：电力电子电路,原理图,输出电压波形,能量转换效率：,提高了能量转化效率!,电力电子器件,2019/5/26,6,电力电子技术,应用于电力领域的电子技术 IEEE：电力电子技术是一种电能处理技术，即采用功率半导体器件(电力电子器件)和线路对电能进行转换、控制和高效利用的一门技术。,2019/5/26,7,第一章 绪论,1.电力电子技术课程介绍 2.电力电子技术的研究内容 3.电力电子技术的应用 4.电力电子技术与其他学科的关系 5.电力电子技术课程要求 6. 教材的内容简介和使用说明,2019/5/26,8,1.课程介绍,专业基础课 前修课程：电路、数电、模电、电机原理与拖动基础 后续课程：电力拖动运动控制系统 电力电子技术与电力拖动运动控制系统是矿大电气专业研究生的复试课程 学时：48 = 38 + 10 (理论 + 实验),2019/5/26,9,2.研究内容,(1) 电力电子器件 Power Semiconductor Devices (2) 电力电子电路 Power Electronics Circuits (3) 电力电子装置 Power Electronics Equipments,2019/5/26,10,(1) 电力电子器件,不可控：功率二极管 Power Diodes 半控型：晶闸管 Thyristors 可控硅 SCR ：Silicon-Controlled Rectifier 全控型： BJT： Power Bipolar Junction Transistors GTO：Gate Turn Off Thyristors MOSFET ：Power metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors IGBT：Insulated Gate Bipolar Junction Transistors IGCT：Intergrated Gate Commutated Thyristors IPM： Intelligent Power Module,2019/5/26,11,电力电子器件的发展,1904,1930,1947,1957,1970,1980,1990,2000,t(年),电力电子技术发展史是以电力电子器件的发展史为纲,2019/5/26,12,(2) 电力电子电路,基本变化电路,2019/5/26,13,(2) 电力电子电路(续),组合变换电路 变频器：AC-DC-AC Rectifier + Inverter 光伏并网逆变器：DC-DC-AC DC Chopper + Inverter,2019/5/26,14,(3) 电力电子装置,放大、校正环节,执行环节,弱电,强电,电力电子装置是典型的以弱电控制强电的装置！,2019/5/26,15,智能车中的电力电子技术,速度反馈,H桥变换电路,驱动电路,电 源,舵机,传感器,道路检测,车体,2019/5/26,16,3.电力电子技术的应用,(1) 一般工业 (2) 交通运输 (3) 电力系统 (4) 电子装置用电源 (5) 家用电器 (6) 其他,2019/5/26,17,3.电力电子技术的应用(续),(1)一般工业,山西潞安矿务局屯留煤矿主井提升机(滚筒),SIMOVERT ML2 IGCT 变频器,SIMOVERT ML2 传动柜,10 MVA 功率单元,控制柜,132kW 4Q变频器,2019/5/26,20,现场测试,2019/5/26,21,徐州华润天能集团柳泉煤矿空压机房,2019/5/26,22,新能源发电,光伏并网发电系统,中国矿业大学南湖校区公教4、5楼顶,2019/5/26,23,新能源发电,光伏并网发电系统,光伏并网逆变器,2019/5/26,24,新能源发电,风力发电,江苏 江阴高新技术创业园,2019/5/26,25,新能源发电,江苏 江阴高新技术创业园,2019/5/26,26,3.电力电子技术的应用(续),(2)交通运输：高铁,2019/5/26,27,3.电力电子技术的应用(续),(2)交通运输：地铁,2019/5/26,28,3.电力电子技术的应用(续),(2)交通运输：轮船,2019/5/26,29,3.电力电子技术的应用(续),(2)交通运输：电动汽车,2019/5/26,30,3.电力电子技术的应用(续),(3)电力系统：HVDC 超高压直流输电,2019/5/26,31,3.电力电子技术的应用(续),(3)电力系统：FACTS柔性交流输电 APF有源电力滤波器 SVG静止无功发生器,徐州供电公司教育培训中心,2019/5/26,32,3.电力电子技术的应用(续),(4)电子装置用电源 (5)家用电器：变频空调、冰箱、洗衣机 (6)其他：航空、航天,2019/5/26,33,4.电力电子技术与其他学科的关系,电力电子技术 (Power Electronics)名称60年代出现； 1974年，美国的W. Newell用倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。,2019/5/26,34,(1) 电力电子技术与信息电子技术的关系,信息电子技术信息处理 电力电子技术电力变换,2019/5/26,35,(1) 电力电子技术与信息电子技术的关系,联系 通属于电子学 器件制造理论相同，工艺相同，设备相同 分析方法一致 区别 应用的目的和场合 器件工作状态,2019/5/26,36,(2) 电力电子技术与电力学,电力电子技术广泛用于电气工程中 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,2019/5/26,37,(3) 电力电子技术与控制理论,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，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,2019/5/26,38,与电力电子技术相关的课程,电力系统：Power System 控制理论：Control Theory 电子学：Electronics 电路原理：Circuit Theory 信号处理：Signal Processing 电机学：Electronics Machines 电磁学：Electromagnetics 计算机仿真：Simulation and Computing,2019/5/26,39,5.课程要求,熟悉和掌握可控整流电路、逆变电路的基本原理及参数计算； 掌握变频电路、斩波电路、调压电路的工作原理，重点掌握全控型逆变电路的基本原理； 熟悉常用触发电路的特点； 熟悉晶闸管和全控器件的工作特点，能够正确选择电力电子器件； 掌握电力电子电路的仿真方法。,2019/5/26,40,6.教材的内容简介和使用说明,(1) 教材的内容简介 (2) 教材的使用说明 (3) 参考资料 (4) 考核标准 (5) 答疑安排 (6) 联系方式,2019/5/26,41,(1) 内容简介,教材的内容可分为三大部分 第一部分：绪论及电力半导体器件 (第1，2，9章-全书的基础) 第二部分：各种电力电子电路 (第3-8章-全书的主体) 第三部分：工程设计和应用 (第10章-技术的应用),2019/5/26,42,(2) 教材使用说明,课后习题：重点和难点知识针对性的应用 附录A：术语索引 附录B：与电力电子有关的学术组织、学术会议及期刊 参考文献：课外阅读材料,2019/5/26,43,(3) 参考资料,孙树朴等.电力电子技术中国矿业大学出版社，2000年. 王兆安、黄俊.电力电子技术机械工业出版社，2003年. 刘志刚.电力电子技术清华大学出版社，2004. IEEE Transactions on Power Electronics Jai P.Agrawal，Power Electronic System:Theory and design，Tsinghua University Presi，2001. 洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真. 公共邮箱： 密码：123