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电力电子技术课件.ppt

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电力电子技术课件.ppt

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文档介绍

文档介绍:电力电子技术课件
第1页,共21页,编辑于2022年,星期四
什么是电力电子技术
■电力电子技术的概念
◆可以认为,所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
☞电力电子技术中所变换的“电力子技术的发展史
◆全控型器件和电力电子集成电路(PIC)
☞70年代后期,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管
(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器
件迅速发展。全控型器件的特点是,通过对门极(基极、栅极)的控
制既可使其开通又可使其关断。
☞采用全控型器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制(PWM)
方式。相对于相位控制方式,可称之为斩波控制方式,简称斩控方式。

☞在80年代后期,以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)为代表的复合
型器件异军突起。它是MOSFET和BJT的复合,综合了两者的优点。
与此相对,MOS控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)
复合了MOSFET和GTO。
*
第11页,共21页,编辑于2022年,星期四
电力电子技术的发展史
☞把驱动、控制、保护电路和电力电子器件集成在
一起,构成电力电子集成电路(PIC),这代表了
电力电子技术发展的一个重要方向。电力电子集成
技术包括以PIC为代表的单片集成技术、混合集成
技术以及系统集成技术。
☞随着全控型电力电子器件的不断进步,电力电子
电路的工作频率也不断提高。与此同时,软开关技
术的应用在理论上可以使电力电子器件的开关损耗
降为零,从而提高了电力电子装置的功率密度。
*
第12页,共21页,编辑于2022年,星期四
电力电子技术的应用
■电力电子技术的应用范围十分广泛。它不仅用于
一般工业,也广泛用于交通运输、电力系统、通信
系统、计算机系统、新能源系统等,在照明、空调
等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。
◆一般工业
☞工业中大量应用各种交直流电动机,都是用电力电子装置进行调速的。
☞一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置,以达到节能的目的。
*
第13页,共21页,编辑于2022年,星期四
电力电子技术的应用
图1-4 AB变频器
☞有些并不特别要求调速的电机为
了避免起动时的电流冲击而采用了
软起动装置,这种软起动装置也是
电力电子装置。
☞电化学工业大量使用直流电源,
电解铝、电解食盐水等都需要大容
量整流电源。电镀装置也需要整流
电源。
☞电力电子技术还大量用于冶金工
业中的高频或中频感应加热电源、
淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
*
第14页,共21页,编辑于2022年,星期四
电力电子技术的应用
◆交通运输
☞电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的
直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流
斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电
力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆
中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。
☞电动汽车的电机依靠电力电子装置进行电力变换和驱
动控制,其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高
级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器
驱动并控制。
☞飞机、船舶和电梯都离不开电力电子技术。
*
第15页,共21页,编辑于2022年,星期四
电力电子技术的应用
◆电力系统
☞据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能
至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
☞直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整
流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置,而轻型直流输电则主
要采用全控型的IGBT器件。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)
也是依靠电力电子装置才得以实现的。
☞晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)、静止
无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等电力电子装置大量
用于电力系统的无功补偿或谐波抑制。在配电网系统,电力电子装置
还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等,以进行电能质
量控制,改善供电质量。
☞在变电所中,给操作系统提供可靠的交直流操作电源,给蓄电池
充电等都需要电力电子装置。
*
第16页,共21页,编辑于2022年,星期四
电力电子技术的应用
图1-5 中国南方电网公司安顺换流站
图1-6 静止无功发生器(上)和
晶闸管投切电容器(下)
*
第17页,共21页,编辑于2022年,星期四
电力电子