《电力电子技术绪论》课件.ppt

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电力电子技术是现代电子技术的重要分支，在电能的转换、控制和利用中发挥着至关重要的作用。
本课程将介绍电力电子技术的基本原理、核心器件、常用电路拓扑以及应用领域。
课程简介
课程目标
本课程旨在帮助学生掌握电力电子技术的基础理论和应用知识，培养学生分析、设计和应用电力电子系统的能力。
课程内容
课程内容涵盖电力电子技术的基本概念、功率半导体器件、电力电子电路、电力电子控制系统等方面。
教学方法
采用理论讲解、实验演示、案例分析等多种教学方法，结合工程实际，使学生能够更好地理解和掌握电力电子技术。
考核方式
课程考核采用平时成绩和期末考试相结合的方式，平时成绩包括课堂参与、作业完成情况等，期末考试以闭卷笔试为主。
电力电子技术的发展历程
1
早期发展阶段
20世纪初，电子管作为主要器件，用于直流电源变换，应用于无线电广播和通信等领域。
2
晶体管时代
20世纪50年代，晶体管的出现，促进了电力电子技术的发展，使开关电源和逆变器等应用得到广泛推广。
3
现代电力电子技术
20世纪80年代，功率半导体器件不断发展，例如MOSFET，IGBT等，为电力电子技术的应用提供了更加强大的基础。
电力电子技术的基本概念
定义
电力电子技术是指利用电力电子器件来控制和变换电能的技术，将电能从一种形式转换为另一种形式，并对其进行调节和控制。
核心
电力电子器件是电力电子技术的核心，它是一种能够快速开关的电子器件，可以控制电流和电压。
电力电子技术的应用领域
电力系统
电力电子技术应用于电力系统，提高效率，增强可靠性，降低损耗。例如，用于变压器、输配电线路、电机控制等。
新能源领域
在新能源领域，电力电子技术应用于光伏发电、风力发电、储能等，实现高效的能量转换和利用。
工业自动化
电力电子技术在工业自动化领域，用于控制电机、伺服系统、焊接等，实现高效、精确的自动化生产。
电动汽车
电力电子技术在电动汽车领域，用于驱动电机、电池管理、充电系统等，实现高效的电动汽车动力系统。
电力电子系统的基本组成
功率变换电路
将电能从一种形式转换为另一种形式，例如交流电转换为直流电。
控制电路
控制功率变换电路的操作，例如调节电压、电流或频率。
滤波电路
去除功率变换过程中产生的噪声和谐波，确保输出信号的质量。
传感器
监测电力电子系统的运行状态，例如电压、电流、温度等。
电力电子设备的分类
1
按功率划分
功率范围广泛，从几瓦到几兆瓦不等。
2
按工作频率划分
频率范围从几十赫兹到几兆赫兹。
3
按应用领域划分
包括电源、电机驱动、电力系统、新能源等。
4
按工作原理划分
主要包括整流、逆变、DC-DC变换等。
功率半导体器件
功率半导体器件是电力电子系统中的核心元件，它们具有控制电流和电压的能力。
常见的功率半导体器件包括二极管、晶体管、IGBT等，它们被广泛应用于电力电子系统中，如整流、逆变、直流-直流变换等。
电力电子开关
电力电子开关是电力电子系统中必不可少的核心元件，用于控制电流的通断，实现能量的转换和控制。
电力电子开关根据其工作原理和应用领域可分为多种类型，例如晶闸管、MOSFET、IGBT等。
电力电子开关的性能参数包括导通电阻、关断电压、开关速度等，这些参数对电力电子系统的性能有重要影响。
整流电路的基本原理
整流电路将交流电转换为直流电，是电力电子技术中的核心环节。整流电路的关键在于利用二极管或其他半导体器件的单向导电特性，将交流电的正半周电流导通，负半周电流截止，从而实现将交流电转换为直流电的目的。
1
单相整流
将单相交流电转换为直流电。
2
三相整流
将三相交流电转换为直流电。
3
可控整流
通过控制半导体器件的导通角，调节输出直流电压和电流。