电气工程概论 第四章 电力电子技术及电力传动

1、电气工程概论1电气工程概论2电气工程概论3Power 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.电气工程概论4电力电子技术的基本工作框图：电力电子技术的基本工作框图：电气工程概论5容量为容量为12kV/1.5kA的晶闸管的晶闸管电气工程概论

2、6电力电子可控开关元件电力电子可控开关元件电气工程概论7安装在挪威的安装在挪威的160Mvar、42kV的无功发生器的无功发生器电气工程概论8电气工程概论9电气工程概论10电气工程概论11电气工程概论12电气工程概论13电气工程概论14ab电气工程概论15电气工程概论16电气工程概论17输入输入输出输出电气工程概论18电气工程概论19电气工程概论20电气工程概论21电气工程概论22电气工程概论23电气工程概论24电气工程概论25电气工程概论26p电机是电气技术所涉及的重要对象之一。电能的生电机是电气技术所涉及的重要对象之一。电能的生产是由发电机完成的；电动机则可拖动生产机械和产是由发电机完成的

3、；电动机则可拖动生产机械和各种负载运转，从而实现生产的自动化和家用电器各种负载运转，从而实现生产的自动化和家用电器及办公设备的智能化。及办公设备的智能化。p电动机分为直流电机和交流电机两种。在电机的发电动机分为直流电机和交流电机两种。在电机的发展史上，直流电机发明较早，它的电源是电池。后展史上，直流电机发明较早，它的电源是电池。后来才出现了交流电机。来才出现了交流电机。p直流电动机具有调速范围广、易于平滑调速；起动、直流电动机具有调速范围广、易于平滑调速；起动、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优点。但直流电机有一个突出的缺点但直流电机有一个

4、突出的缺点换流问题。它限换流问题。它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作量。 电气工程概论27p人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些调速场合代替了直流电动机。调速场合代替了直流电动机。p除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。发展和应用，也

5、是电机发展和应用的一个重要方面。p电力电力拖动系统又称为拖动系统又称为电力电力传动系统或电机调速系统。电机调速传传动系统或电机调速系统。电机调速传动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特种调速传动四大类。种调速传动四大类。电气工程概论28p工艺调速传动工艺调速传动指生产工艺要求必须调速的传指生产工艺要求必须调速的传动，主要用于轧机、造纸、动，主要用于轧机、造纸、化工化工等场合。等场合。p节能调速传动节能调速传动是指一般采用风机、泵、压缩是指一般采用风机、泵、压缩机等调节流量和压力的场合。机等调节流量和压力的场合。p电力电力

6、牵引调速传动牵引调速传动则指用地电气铁道、地铁，则指用地电气铁道、地铁，各种电动车，工矿牵引、矿井卷扬及电梯等各种电动车，工矿牵引、矿井卷扬及电梯等场合实现运输、牵引的传动。场合实现运输、牵引的传动。p精密、特种调速传动精密、特种调速传动是指用于现代数控机床、是指用于现代数控机床、机器人、雷达等场合对伺服、运动控制要求机器人、雷达等场合对伺服、运动控制要求特别高的传动。特别高的传动。 电气工程概论29p正是因为正是因为电力电力传动系统具有如此广泛的应用背景，传动系统具有如此广泛的应用背景，再加上再加上电力电子电力电子技术的飞速发民，近十年来全球技术的飞速发民，近十年来全球工业应用的电机调速装置

7、增长了工业应用的电机调速装置增长了25%25%，远远超过，远远超过了前了前3030年的增长率。年的增长率。p随着微随着微电子电子技术和自动控制技术的发展，使全数技术和自动控制技术的发展，使全数字微机控制的字微机控制的电力电力拖动系统得以问世并迅速发展拖动系统得以问世并迅速发展起来。微机控制技术在起来。微机控制技术在电力电力拖动系统中的应用给拖动系统中的应用给这一领域注入了新的活力，使之呈现现出蓬勃发这一领域注入了新的活力，使之呈现现出蓬勃发展的新景象。展的新景象。 电气工程概论304.7.1 电力传动概述电力传动概述电机工作时，根据其控制的对象不同，有的需要在一定宽范围内调速，有的需要一定负载

8、变化范围内稳速，有的需要以一定的要求加速和减速等。总之，电机传动需要满足控制对象机械运动的出力和速度要求。电力传动就是利用电力电子变流装置对电机的转矩和转速两个主要参数进行调节控制，以满足控制对象负载的特性要求。电气工程概论31典型的电力传动系统框图典型的电力传动系统框图 电气工程概论324.7.2 直流电机传动直流电机传动直流电机，既可作发电机用，又可作电动机用。通以直流电而产生转动机械能的运行方式为直流电动机工作方式；施加转动机械能而发出直流电的运行方式为直流发电机工作方式。直流电机传动主要是电动机运行方式，即通以直流电，使电机按照要求输出转矩和转速。直流电机传动在制动时，电机可以是发电机运行方式，发出直流电，把旋转机械能变成电能回馈到直流电网中。电气工程概论33DC-DC