tp-3531电力电子技术第1章pps.pps
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1、第一章 电力电子的发展,1.1 什么是电力电子技术,1.2 电力电子的特性,1.3 电力电子发展史,1.1 什么是电力电子技术,电力电子技术,由根据电力电子器件的特性,采用一种有效的静态的变换、控制方法,把一种输入变换为所需要的另一种输出形式 。,电力电子的发展,下 页,返回,下 页,上 页,返 回,目的,方法,电气和电子元件,线性以及非线性电路控制理论的应用,成熟的设计技巧的使用;使用先进的分析工具 。,控制功率从电源流向负载,实现高效、高可靠性、高实用性的控制并使用体积小、质量轻、损耗低的器件。,电力电子的发展,下 页,上 页,返 回,高实用性,不使用像发热电子管以及电解电容器等等这些时限
2、很短的器件 。,高可靠性,避免使用需要周期性维护或替换的旋转器件 。,电力电子的发展,下 页,上 页,返 回,电力电子设备的主要目的,处理电气功率,控制交流或直流电源与一个或者多个需要此交流或直流电源的负载之间的功率的传输。,功能,由接在变换器终端的电阻组成的一个或多个负载的需要来决定 。,功率传输,1.2 电力电子的特征,电力电子的发展,下 页,上 页,返 回,交直流电流变换器,功率调节器,电力电子的发展,下 页,上 页,返 回,四大类电力电子功率变换设备,1. AC-AC变换器,调节阻抗是电阻、电容或电感。这种变换器常用做交流功率控制器。,电源和负载之间的时间间隔是thigh ,则其呈现高
3、阻抗 电源时间间隔是tlow,则呈现低阻抗,电力电子的发展,下 页,上 页,返 回,2. AC-DC变换器,整流,交流通过特性不对称的非线性电阻变换为直流。,整流过程可控,电力电子的发展,下 页,上 页,返 回,3. DC-AC变换器,反向整流,用功率调节装置,使直流电源得到负载为交流形式的功率。,电源和负载之间能量的流动由功率调节装置控制,电力电子的发展,下 页,上 页,返 回,有源电阻的值在直流操作点(U1,I1)和(U2,I1)之间变化,电压U2 U1时,电流I2 UIN或者IOUT IIN 。,该变换器输出端平均电压必须比输入端平均电压高,或输出端平均电流比输入端平均电流高。,电力电子
4、的发展,下 页,上 页,返 回,电力电子的发展,如果UOUT UIN ,则,DCDC变换过程中,交流输入电源作为中间过程可能完全被转换为交流电源。,DCDC变换过程必须由交流电源作为中间过程。如果 IOUT IIN ,最小交流功率为:,下 页,上 页,返 回,电力电子的发展,1.3 电力电子的发展史,电力电子技术迅速发展,与全球能源、环境等问题息息相关。能源消费是一个国家经济繁荣程度的标准。能源消耗带来的环境污染和安全问题已成为社会的主要问题。利用电力电子技术可以有效地节约能源。节约能源不仅带来经济效益,也为减少环境污染带来了利益。,下 页,上 页,返 回,电力电子的发展,内燃机,感应电动机,
5、直流电机,下 页,上 页,返 回,电力电子的发展,晶体管,晶闸管,集成电路,下 页,上 页,返 回,电力电子的发展,功率放大器,磁放大器,下 页,上 页,返 回,电力电子的发展,磁放大器,可作为可饱和电抗器及饱和电抗器,串联连接磁放大器,并联连接磁放大器,输出绕组,控制 绕组,不包含发热装置、电阻丝和旋转元件。 磁放大电路是一种高效的电力电子电路。,下 页,上 页,返 回,电力电子的发展,电源是直流电压,可使用电池 作为电源。相当于一个阻抗元件,控制电 压施加到栅极的终端,可以控 制阻抗的值在最大值与最小值 之间变化。通过阳极与栅极之间的反馈,本身可以产生振动,可作为高频信号源用来调制声音和其
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