現(xiàn)代電力電子技術(shù)原理及應(yīng)用方法

現(xiàn)代電力電子技術(shù)原理與應(yīng)用50120021第一章

緒論2024年5月26日2第章關(guān)于本課程學(xué)習(xí)方式

閱讀講授、討論實(shí)驗(yàn)測驗(yàn)、考試2024年5月26日3第章關(guān)于本課程成績評定閱讀報(bào)告成績（20%）課上測驗(yàn)成績（20%）實(shí)驗(yàn)成績（30%）最終考試成績（30%）+總成績（100%）2024年5月26日4第章關(guān)于本課程關(guān)于閱讀報(bào)告1000字左右（onereport）原創(chuàng)（注明參考文獻(xiàn)）綜述、分析、比較直接、簡潔的非文學(xué)文字修改與潤色2024年5月26日5教學(xué)網(wǎng)頁：../pe_lab第章關(guān)于本課程zhangyigong@126.com電子郵件地址：2024年5月26日6第章關(guān)于本課程本周閱讀報(bào)告（一周后提交）

“AC/DC換流器”郵件主題“Readingreport”2024年5月26日7第一章緒論關(guān)鍵詞

開關(guān)（電力電子器件）電能形態(tài)效率器件非線性（單向?qū)щ姡?024年5月26日8第一章緒論關(guān)鍵詞：圖示開關(guān)器件開關(guān)電能形態(tài)理論效率：100％理想開關(guān)存在嗎？2024年5月26日9第一章緒論電力電子技術(shù)與信息電子技術(shù)

處理的對象不同設(shè)計(jì)電路的出發(fā)點(diǎn)與準(zhǔn)則不同源自相同的技術(shù)基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展的“分”與“合”2024年5月26日10第一章緒論電力電子技術(shù)的任務(wù)

處理、控制電能的形態(tài)處理、控制電能的流動(dòng)向用戶提供最佳的電壓和/或電流

滿足工藝要求節(jié)約能源2024年5月26日11第一章緒論電能：

主要用于傳輸?shù)哪茉葱螒B(tài)2024年5月26日12第一章緒論電能的優(yōu)點(diǎn)

容易輸送與分配容易（且必須）與多種其它形式的能源相互轉(zhuǎn)換在某種程度上易于控制（通、斷；升、降壓）可滿足從毫瓦級（甚至更?。┑紾瓦級（甚至更大）功率源需求2024年5月26日13第一章緒論電能的優(yōu)點(diǎn)

容易輸送與分配容易（且必須）與多種其它形式的能源相互轉(zhuǎn)換在某種程度上易于控制（通、斷；升、降壓）可滿足從毫瓦級（甚至更小）到G瓦級（甚至更大）功率源需求

瓦以下：移動(dòng)設(shè)備中的電源數(shù)瓦至數(shù)千瓦：電腦或辦公設(shè)備電源數(shù)千瓦至數(shù)兆瓦：調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)千兆瓦（GW）：HVDC2024年5月26日14第一章緒論電能的生產(chǎn)、輸送與消費(fèi)中面臨的問題

不同能量形式的轉(zhuǎn)換難于直接以電的形式儲存能量電能形態(tài)的多樣性與各自的適用場合適合電力網(wǎng)輸電的電能形態(tài)與其它電能形態(tài)之間的轉(zhuǎn)換2024年5月26日15第一章緒論電能形態(tài)的多樣性2024年5月26日16第一章緒論電能形態(tài)的多樣性2024年5月26日17與電能形態(tài)轉(zhuǎn)換有關(guān)的問題第一章緒論

電能總是與其它能量形式的相互轉(zhuǎn)換與幾乎所有“電類”工程師從事的工作有關(guān)不同的應(yīng)用對不同電能形態(tài)的需求廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的可能性2024年5月26日18與電能形態(tài)轉(zhuǎn)換有關(guān)的問題第一章緒論

電能總是與其它能量形式的相互轉(zhuǎn)換與幾乎所有“電類”工程師從事的工作有關(guān)不同的應(yīng)用對不同電能形態(tài)的需求廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的可能性電能形態(tài)：能源形式；負(fù)載類型；轉(zhuǎn)換過程的優(yōu)劣2024年5月26日19與電能形態(tài)轉(zhuǎn)換有關(guān)的問題第一章緒論

電能總是與其它能量形式的相互轉(zhuǎn)換與幾乎所有“電類”工程師從事的工作有關(guān)不同的應(yīng)用對不同電能形態(tài)的需求廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的可能性信息處理、電機(jī)、通信系統(tǒng)、遙感、制造業(yè)、等等2024年5月26日20與電能形態(tài)轉(zhuǎn)換有關(guān)的問題第一章緒論

電能總是與其它能量形式的相互轉(zhuǎn)換與幾乎所有“電類”工程師從事的工作有關(guān)不同的應(yīng)用對不同電能形態(tài)的需求廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的可能性變壓器（磁耦合）：AC；化工過程：DC；交流電機(jī)：AC；直流電機(jī)：DC輸電：高電壓；用電：低電壓2024年5月26日21與電能形態(tài)轉(zhuǎn)換有關(guān)的問題第一章緒論

電能總是與其它能量形式的相互轉(zhuǎn)換與幾乎所有“電類”工程師從事的工作有關(guān)不同的應(yīng)用對不同電能形態(tài)的需求廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的可能性遍及電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、配電、用電各環(huán)節(jié)2024年5月26日22與電能形態(tài)轉(zhuǎn)換有關(guān)的問題第一章緒論

電能總是與其它能量形式的相互轉(zhuǎn)換與幾乎所有“電類”工程師從事的工作有關(guān)不同的應(yīng)用對不同電能形態(tài)的需求廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的可能性足夠容量、足夠開關(guān)速度的電力電子器件已面世，提供了實(shí)用化電力電子裝置的基礎(chǔ)2024年5月26日23電力電子裝置（換流器）概念框圖第一章緒論2024年5月26日24換流器的功能第一章緒論DC/DC：改變、控制電壓高低

AC/DC：變交流（市電）為可控直流

DC/AC：變直流為可控（正弦）交流

AC/AC：改變并控制電壓頻率和幅值2024年5月26日25控制器：換流器中幾乎必不可少第一章緒論2024年5月26日26換流器效率第一章緒論

高效率：低損耗的換流器低損耗：換流器體積小、重量輕低損耗：換流器可靠性高低損耗：某些場合決定裝置能否實(shí)現(xiàn)效率：換流器最重要的指標(biāo)之一2024年5月26日27電力電子技術(shù)：定義第一章緒論Definition:Powerelectronicsinvolvesthestudyofelectroniccircuitsintendedtocontroltheflowofelectricalenergy.Thesecircuitshandlepowerflowatlevelsmuchhigherthantheindividualdeviceratings.2024年5月26日28構(gòu)成換流器電路的元器件第一章緒論2024年5月26日29例：DC/DC換流器：功能要求第一章緒論2024年5月26日30例：DC/DC換流器實(shí)現(xiàn)：電阻分壓器第一章緒論2024年5月26日31例：DC/DC換流器實(shí)現(xiàn)：串聯(lián)式線性穩(wěn)壓器第一章緒論2024年5月26日32例：DC/DC換流器實(shí)現(xiàn)：單刀雙擲開關(guān)第一章緒論2024年5月26日33例：DC/DC換流器實(shí)現(xiàn)：單刀雙擲開關(guān)第一章緒論2024年5月26日34例：DC/DC換流器實(shí)現(xiàn)：開關(guān)型電路原理圖第一章緒論低損耗低通濾波器開關(guān)型降壓換流器（Buck換流器）2024年5月26日35例：DC/DC換流器實(shí)現(xiàn)：控制器（穩(wěn)壓輸出）第一章緒論2024年5月26日36研究內(nèi)容

電力電子器件電力電子電路電力電子裝置與應(yīng)用第一章緒論2024年5月26日37與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系

電路理論信號處理系統(tǒng)與控制論電力系統(tǒng)電機(jī)學(xué)

……第一章緒論2024年5月26日38第一章緒論電力電子技術(shù)與其它學(xué)科2024年5月26日39電力電子電路的特點(diǎn)第一章緒論

非線性電路含有高速動(dòng)作的開關(guān)電壓、電流的有效（有用）成分與其它成分損耗的影響與分析2024年5月26日40分析電力電子電路的方法第一章緒論

非線性電路含有高速動(dòng)作的開關(guān)電壓、電流的有效（有用）成分與其它成分損耗的影響與分析轉(zhuǎn)換成線性電路處理：不同時(shí)段應(yīng)用不同的電路何時(shí)更換電路？2024年5月26日41分析電力電子電路的方法第一章緒論

非線性電路含有高速動(dòng)作的開關(guān)電壓、電流的有效（有用）成分與其它成分損耗的影響與分析

重復(fù)平衡模式的概念電感元件的伏－秒平衡電壓（電流）的平均值近似2024年5月26日42分析電力電子電路的方法第一章緒論

非線性電路含有高速動(dòng)作的開關(guān)電壓、電流的有效（有用）成分與其它成分損耗的影響與分析器件模型的近似程度2024年5月26日43分析電力電子電路的方法第一章緒論

相對簡單的主電路與相對復(fù)雜的控制電路開關(guān)器件的多樣性開關(guān)器件特性的復(fù)雜性2024年5月26日44分析電力電子電路的方法第一章緒論

相對簡單的主電路與相對復(fù)雜的控制電路開關(guān)器件的多樣性開關(guān)器件特性的復(fù)雜性

認(rèn)為控制器的工作是理想在電路圖中不畫出2024年5月26日45分析電力電子電路的方法第一章緒論

相對簡單的主電路與相對復(fù)雜的控制電路開關(guān)器件的多樣性開關(guān)器件特性的復(fù)雜性

用理想的抽象開關(guān)代替2024年5月26日46分析電力電子電路的方法：重復(fù)平衡模式下第一章緒論

不同時(shí)段的不同線性電路忽略高頻成分理想開關(guān)忽略電阻電感元件的伏－秒平衡（電容元元件的安－秒平衡）2024年5月26日47分析電力電子電路的方