现代电力电子技术
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现代电力电子技术课程设计介绍电力电子技术被广泛应用于现代工业生产、家庭用电和交通运输等方面。
因此,现代电力电子技术课程设计是电力工程专业的核心课程之一。
本文将介绍一种基于硬件和软件的电力电子课程设计,学生可以在课程中了解电力电子技术的基本原理和应用。
实验目的通过课程设计,学生应能掌握以下知识和能力:•了解电力电子技术的基本原理和应用;•熟悉电力电子硬件设备的搭建和使用;•掌握基于软件的电力电子控制方法;•能够完成基于电力电子技术的实际工程项目。
实验设备本次课程设计所需硬件设备如下:•变频调速控制器;•电机模拟负载;•相变器;•电容电压采样电路;•行波管电磁管;软件设备:•MATLAB/Simulink仿真软件。
实验内容选定一个具体的电力电子应用场景,例如交流电机的调速控制。
根据实际需求,设计和实现一个电力电子系统,包括硬件和软件两部分。
其中,硬件部分主要包括变频调速控制器、电机模拟负载、相变器、电容电压采样电路和行波管电磁管等,软件部分主要包括基于MATLAB/Simulink的控制算法设计。
实验具体步骤如下:1.搭建硬件设备搭建电力电子硬件设备,连接好所有器件,确定所有元件的工作状态。
变频调速器的输出需要用直流电压给相变器,经过相变器相位控制后,得到所需的交流电压输出给模拟电机负载。
电容电压采样电路与控制板需要连接好,以获取控制信号并输出到行波管电磁阀控制端口。
完成硬件连接后进行设备检测,确保所有器件均正常工作。
2.编写Simulink模型根据实际场景和需求,设计一个Simulink模型,使用PID控制算法为变频调速器提供控制信号。
在Simulink中分别设置输入、输出和控制算法,确保所有参数设定正确,且控制算法具有良好的控制效果。
3.模型仿真将Simulink模型与搭建好的硬件设备连接,进行系统仿真。
通过调整PID参数,检验仿真效果与控制性能。
如果仿真结果不理想,则重复调整控制算法和参数,以达到更好的控制效果。
电力电子技术的新进展及其应用电力电子技术是当今社会中非常重要的一个领域。
近年来,随着科技的不断进步和人们对环保、节能和高效的需求不断提高,电力电子技术也在不断发展与创新。
本文旨在介绍电力电子技术的新进展以及其在现代社会中的应用。
一、电力电子技术的新进展1、新型IGBT模块的研发IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)是电力电子技术中非常重要的一种器件,广泛应用于交流变直流、电机控制、变频调速等领域。
为提高IGBT模块的效率和稳定性,在多项研究中,人们开始关注IGBT模块的结构、工艺和材料等方面的改进。
一种新的IGBT模块是全极面键合技术(full-surface wire bonding technology)制造的。
与传统机械键合技术相比较,全极面键合技术能够提供更大的可靠性和更强的耐久性,其结构也更为简单,更容易集成其他模块或器件。
同时,全极面键合技术也能够提供更高的解决方案种类,以及单一模块上高达12个IGBT芯片的压缩。
这种新型IGBT模块的问世极大程度地提高了电力电子设备的效率与可靠性。
2、新型功率半导体器件的应用功率半导体器件是电力电子技术中最常用的器件之一。
最近在这方面的研究中,可以看到针对某些特殊的应用场合,出现了一些新型的功率半导体器件。
例如,一款新型的硅基氮化镓(GaN)晶体管已经被研制出来,该器件相比传统硅制器件具备更高的开关速度、更高的工作频率、更低的开关噪声、更高的开关效率和更低的导通电阻等优点。
这种器件还能够在800V DC电压、15A的高压、高温环境下稳定工作。
这种新型功率半导体器件的应用,大大提高了电力电子设备的创新能力和发展速度。
二、电力电子技术的应用1、交流变直流电源在交流变直流电源的应用方面,在工业制造和家庭用电方面都有广泛的应用。
利用交流斩波技术,交流电源可以转化成稳定的直流电源,从而为电子设备的正常功能提供电力支持。
电力电子技术的研究与应用在现代社会中,电力电子技术已经成为了一个不可或缺的技术领域。
它通过将现代电子技术与传统电力技术相结合,实现了能量的高效转换与控制。
电力电子技术在发电、输电、配电、控制和使用等多个领域都发挥着重要的作用,并已经深入到人们的日常生活之中。
电力电子技术的研究重点是研究电力电子器件、电力电子系统的设计、控制策略等方面。
在电力电子器件方面,现代科技已经发明了具有高电压、高电流特性的大功率半导体器件,如IGBT、GTO、MOSFET等,它们可用于直流输电、交流输电、直流驱动变速、逆变电源等领域。
同时,电力电子技术也研究和探索不同的拓扑结构设计,如单级逆变器变成多级逆变器,LC滤波改成多电平滤波等等,以达到更好的能量效率和控制性能。
电力电子技术的研究中还包括控制策略的研究。
控制策略是在电力电子系统中实现功能的通用方法。
针对不同的应用场合,研究人员可以开发出不同的控制策略,如PI控制、模型预测控制、自适应控制等等。
通过这些控制方法,可以确保电力电子器件和系统的稳定运行,并且提升其控制精度和效率。
除了在研究阶段,电力电子技术在实际应用中也发挥着重要作用。
首先,电力电子技术可以提高能源利用效率。
在太阳能、风能等可再生能源领域,电力电子技术通过降低变流器的损耗,提高能量传输效率,从而控制能耗成本。
其次,电力电子产品的应用已经深入到了人们的生产生活之中。
比如随着电动汽车的普及,电力电子技术的应用不断扩大,智能化技术将在BMS系统、驱动系统、充电桩等方面得到更广泛的应用。
另外,电力电子技术在电力系统中也有广泛的应用,比如钳位型电网、可控智能补偿及传输架构等等,这些技术的应用将电力系统的安全、可靠保障和智能化构建带来了离不开的作用。
总体来看,电力电子技术的研究和应用,对节能减排、能源利用效率提升、垃圾资源化、绿色发展等具有重要的推动作用。
如今,伴随着科技的不断发展和人们对能源利用效率的追求,电力电子技术的应用前景仍然广阔,它将继续在国民经济和社会发展中发挥着越来越重要的作用。
现代电力电子技术的发展趋势及应用分析摘要:科技在迅猛发展,社会在不断进步,随着智能电网的发展与进步,使得信息化、自动化以及数字化的技术应用空间越来越大。
电力电子是建设智能化电网的基础所在,也是满足NB-IoT市场经济发展的重要技术所在。
因此,为了满足社会的发展,就需要对电力系统进行全面改革,使先进的电力电子技术应用到智能电网中。
关键词:电子技术;发展趋势;应用引言开展电力电子化新一代电力系统动态问题研究是保障电网安全稳定运行的重大需求。
装备是构成电力系统的基本要素,装备变革意味着客观研究对象的变革。
装备动态特性的变化意味着电力系统动力学现象及机理的变化,传统电力系统动态问题基础理论和关键技术的适应性面临重大挑战,装备替代的量变势将引起系统动态问题的质变。
开展新一代电力系统动态问题的研究是电网运行的迫切和重大的需求。
1基本概念首先针对电子技术,该项技术主要依靠电子设备对电力进行控制,可实现电力开闭控制、转换控制等,故在不同的控制要求下,电子技术又可以分为多种形式,诸如电力技术、转换器技术等。
因此本质上可以将电子技术视作一种元件控制技术,能够通过电力供给与切断、电力类型转换、电力强弱调整等方式使元件作出对应的动作,促使电气装置依照用户需求运作,实现控制目的。
同时电子技术在元件控制中会生成对应的数据,即电力数据,依照电力数据可知当前电力运作是否正常,也能判断电力的故障、安全水平等,便于及时处理异常,保障电力运作稳定。
其次针对电气控制,此概念的主要意义在于开发电气能源的利用价值,诸如利用弱电控制强电,再通过强电控制设备,最后设备运作满足需求,且随着控制技术的发展,电气控制不仅实现了自动化运作,控制对象也越来越多,故电气控制能够满足人们在生活或工作中的多种需求。
关于电气控制的自动化原理,从当前技术角度出发,主要是利用信号收发装置连接计算机与电气控制系统,用户可以从计算机上拟定指令,并发出信号,信号将被收发装置接收,随即发送给电气控制系统的控制单元,该单元将依照信号指令逐步控制设备,待指令执行完毕,控制目的达成。
电力电子设备新技术及应用一、引言随着电力电子技术的迅猛发展和全球环保意识的增强,电力电子设备越来越受到人们的重视。
作为现代工业化生产的重要支撑,电力电子设备的新技术及应用将在工业化、城市化、智慧化等方面发挥重大作用。
二、新技术1.半导体器件技术随着半导体技术的不断创新,半导体器件的性能得到了很大提高。
目前,IGBT、MOSFET、SiC等功率半导体器件已经成为电力电子设备的主要组成部分,其无磁场控制、低损耗、高控制精度、小体积等优点促进了电力电子设备的发展。
2.磁性元件技术电力电子设备中大量使用的磁性元件,传统的变压器、电感等元件制造成本高、重量大、体积大,对系统的稳定性、效率、品质等方面的影响也很大。
目前,采用新型的磁性材料、新工艺的磁性元件,如钠镁铁氧体、软磁合金材料等,可以有效地降低电力电子设备的成本和体积,提升设备的效率和品质。
3.控制技术电力电子设备中的控制技术对设备的性能和稳定性具有重要影响,如电压控制、电流控制、功率控制等。
目前,采用数字控制技术、信号处理技术和通讯技术等,可以实现更加智能化和自动化的电力电子设备控制。
三、应用场景1.新能源随着新能源的发展,电力电子设备成为新能源领域的重要组成部分。
如风力发电、太阳能发电系统中的逆变器、整流器等电力电子设备,其能够将直流电转换成交流电,提供了给电网稳定、高品质的电能。
2.工业控制电力电子设备在工业控制中的应用范围也越来越广泛。
如变频器、伺服系统等的控制,采用电力电子器件和控制技术,可以实现对电机运行的精细控制和高效转换,提升工业生产的效率和品质。
3.家用电器随着智能家居的发展,电力电子设备在家用电器中的应用必将越来越广泛。
如电视、冰箱、空调等家用电器的控制,可以通过采用电力电子器件和控制技术,实现更加智能化、节能化的家居生活。
四、结论电力电子设备的新技术和应用,不仅推动了工业、城市化、智慧化等方面的发展,也促进了电力系统的高效、稳定和可靠运行。
电力电子技术第一部分一、电力电子技术的定义电力电子技术是一门利用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能进行处理、控制和变换的学科,是现代电子学的一个重要分支,也是电工技术的分支之一。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术。
具体地说,就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
二、电力电子技术的研究内容电力电子技术的研究内容:1、电力电子器件2、变流技术3、控制技术或者说,电力电子技术的研究内容:电子学、电力学、控制理论三、与其它学科的关系1、与微电子学的关系三个相同点:(1)都分为电子器件和电子电路两大分支,二者同根同源(2)两类器件制造技术的理论基础相同;(3)制造工艺也基本相同。
两个不同点:(1)应用目的不同——前者用于电力变换,后者用于信息处理;(2)工作状态不同——在微电子技术中,器件既可以处于放大状态,也可以处于开关状态;而在电力电子技术中为避免功率损耗过大,电力电子器件总是工作在开关状态。
2、与电力学(电气工程)的关系(1)电力电子技术广泛用于电气工程中;(2)国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支;(3)电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。
3、与控制理论的关系(1)控制理论广泛用于电力电子系统中;(2)电力电子技术是弱电控制强电的技术,是弱电和强电的接口,控制理论是这种接口的有力纽带;(3)电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。
四、电力电子技术的发展历史美国通用电气公司研制出第一个工业用的普通晶闸管,标志电力电子技术的诞生1、传统电力电子技术电力电子器件以半控型的晶闸管为主,变流电路以相控电路为主,控制电路以模拟电路为主。
2、现代电力电子技术现代电力电子技术在器件、电路及其控制技术方面与传统电力电子技术相比主要有如下特点:A、集成化B、高频化C、全控化D、控制电路弱电化E、控制技术数字化3、电力电子技术的发展展望科学家预言,电力电子技术和运动控制一起,将和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。
原始题目:电力电子技术的发展趋势电力电子技术是一项关键的技术领域,它在现代电力系统中发挥着重要的作用。
随着科技的进步和能源需求的增长,电力电子技术的发展趋势如下:1. 数字化和智能化随着数字技术的迅猛发展,电力电子技术正朝着数字化、智能化方向发展。
传统的电力电子设备正在逐渐被数字控制替代,电力系统的监控、控制和保护功能将更加智能化。
智能电网的建设也推动了电力电子技术的进一步发展。
2. 高效能源转换能源转换效率是电力电子技术的关键指标之一。
未来的电力电子设备将更加注重高效能源转换,通过提高转换效率和减小能量损耗来实现能源的有效利用。
新型的功率电子器件和拓扑结构的研究将推动电力电子技术的高效能源转换发展。
3. 多能级和混合型电力电子系统多能级和混合型电力电子系统具有更高的设计灵活性和能效,因此被广泛应用于电力传输和分配系统中。
未来的电力电子技术将进一步发展多能级和混合型电力电子系统,以提高系统的稳定性、可靠性和能效。
4. 可再生能源集成随着可再生能源的快速发展,电力电子技术在可再生能源系统中的应用日益广泛。
未来,电力电子技术将进一步集成可再生能源,通过调节能量的输入和输出,提高可再生能源的利用效率和系统的稳定性。
5. 新型材料和器件的应用新型材料和器件的研究将推动电力电子技术的发展。
例如,高温超导材料的应用可以提高电力电子设备的效率和功率密度,新型半导体材料的应用可以改善电力电子器件的性能。
未来,新型材料和器件的不断创新将促进电力电子技术的发展。
总之,未来电力电子技术将实现数字化、智能化、高效能源转换、多能级和混合型系统的发展,并加强与可再生能源集成以及应用新型材料和器件。
这些趋势将提升电力电子技术的性能和应用范围,为电力系统的可靠性、可持续性和经济性提供支持。
现代电力电子技术的发展及未来趋势摘要:电力电子技术是指利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,对节省电能有重要意义,从根本上讲,电力电子技术也是研究电源的技术。
目前,电力电子作为智能化、自动化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,随着第三代半导件器件的成熟和应用,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用且节能高效,实现高效率和高品质用电相结合。
关键词:电力电子技术;发展;未来趋势1. 电力电子技术的发展电力电子技术起始于五十年代末六十年代初,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,八十年代末和九十年代初,是以IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的全控型功率半导体复合器件时代,其发展以低频技术向以高频技术方向转变。
1.1整流器时代大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。
当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
但目前也只有国产晶闸管可在世界上与其他国家生产的同类产品相媲美,甚至略胜一筹。
1.2逆变器时代七十年代出现了全控型器件,它们在交流电机变频调速因节能效果显著而得到迅速发展和广泛应用。
随着变频调速装置的迅速发展,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输电,静止式无功功率动态补偿等。
这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.3变频器时代进入八十年代后期,以绝缘栅双极晶体管为代表的复合型器件异军突起。
随之而来大规模和超大规模集成电路技术也得到迅猛发展。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,导致了中小功率电源向高频化发展,也为大中型功率电源向高频发展带来机遇。
新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电力电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
现代电力电子技术及应用电力电子技术是指以半导体器件为核心,应用电子技术来实现电力转换、控制和保护的技术。
电力电子技术的发展,不仅加速了电力系统的进步,而且也成为现代电子技术应用领域中的重要组成部分。
本文将以电力电子技术的发展、应用和前景为主线,进行以下详细阐述。
一、电力电子技术的发展电力电子技术的发展始于20世纪60年代,主要是针对电力变频调速和谐波污染这两个问题。
20世纪70年代到80年代,随着电力电子器件如晶闸管、功率场效应管(MOSFET)和可控硅(SCR)等的出现,电力电子技术逐渐成熟,并在电力系统中得到广泛应用。
在这个阶段,电力电子技术主要应用于电动机的调速控制、输电线路电力因数补偿、谐波抑制等方面。
20世纪90年代以来,随着高压直流输电(HVDC)技术、柔性交流输电(FACTS)技术和电能质量(PQ)控制技术的发展,电力电子技术获得了更大的应用空间。
其中,HVDC技术不仅弥补了交流传输中输电线路对环境的影响,还提高了长距离输电效率;FACTS技术则通过直接控制交流输电系统的电压、电流和相位等参数,实现对电力系统的灵活控制,提高电力系统的可靠性和稳定性。
此外,电能质量控制技术也在消除电路中的谐波、尖峰电流和点状变压器等方面发挥了重要作用。
二、电力电子技术的应用在电力系统中,电力电子技术已经广泛应用于能源转换、输配电和工业自动化等领域。
下面将重点介绍电力电子技术在这些领域中的应用。
1、能源转换应用电力电子技术在能源转换中的应用包括风力发电、太阳能电池和燃料电池等方面。
其中,风力发电和太阳能电池都属于可再生能源,将电力电子技术应用于其控制系统中可以提高其发电效率和可靠性;燃料电池则可将化学能转化为电能,成为能源转换领域的理想选择。
2、输配电应用电力电子技术在输配电领域中的应用主要有功率因数补偿技术、电网稳频技术和电网无功控制技术等。
其中,功率因数补偿技术是指通过电容器、静态无功补偿器等设备将系统的功率因数提高到合理的范围,降低输电损耗,提高系统效率和稳定性;电网稳频技术是通过调节负载和电压控制器的频率和电压,使系统频率和电压保持稳定;电网无功控制技术则主要是调节无功电力来维持系统的电压稳定和电能质量。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状随着电力系统的不断发展,电力电子技术作为其重要组成部分之一,也在不断创新、发展,为电力系统的稳定运行和优化提供了更加有效的手段。
在过去几十年中,电力电子技术已经发生了很大的变化。
从最早的晶闸管、thyristor等器件,到如今的IGBT、MOSFET等高性能晶体管,电力电子器件的性能和可靠性都得到了提升。
与此同时,电力电子技术在功率变换、电力调节和控制等方面的应用也越来越广泛。
目前,在电力系统中,电力电子技术主要应用于以下几个方面:1. 电力变换和传输:电力电子器件和系统可以将交流电变换成直流电或者将直流电变为交流电,从而实现电力的传输和电网的稳定运行。
2. 电力调节和控制:电力电子技术可以通过控制电力系统中的各种器件,实现对电力信号的调节和控制。
例如,可通过电力发电系统的控制器来管理电力压力、频率等参数。
3. 电力质量控制:通过电力电子技术,可以对电力质量进行调整。
补偿电装置(SVC)可以对电力系统中的电压波动和电力失调等现象进行补偿,从而实现电力的质量控制。
4. 新能源开发:电力电子技术的应用还可促进新能源的开发,如风力和太阳能。
5. 智能电网和微电网:电力电子技术也可以促进智能电网和微电网的发展,提高电网运行的智能性和可靠性。
因此,电力电子技术在电力系统中有着广泛的应用前景。
未来,随着电力自动化程度的不断提高,电力电子技术将继续发挥着重要作用,成为电力系统高效运行和优化的重要手段。
总之,现代电力电子技术在电力系统中的发展已经取得了很大进展,其应用可以改善电力质量、提高电网运行效率、促进新能源开发和智能电网建设等目标的实现。
在未来的发展中,电力电子技术将继续推动电力系统的发展,实现电力工业和社会经济的可持续发展。
电力电子技术的发展趋势及重要地位由于全世界范围内的环境急剧恶化,目前各国都在发展节能经济、绿色环保经济,其中新能源发电、电气节能等是发展的主要领域,对电力电子技术的发展要求越来越高。
除此以外电力电子技术在智能电网、电力牵引甚至是军工领域也同样发挥重要的作用,大力发展电力电子技术是主流趋势。
电力电子技术的发展能够有效提高整体电力发展水平,也能快速促进我国经济模式转型,增强世界竞争力。
一、电力电子技术的重要地位和作用分析现代电力电子技术的发展共经过三个阶段,根据时代的要求不同,每个阶段发展的侧重点和方向不同,从80年代以来微电子技术已经实现了大规模和超大规模的集成电路的发展和应用,为目前电力电子技术的发展奠定了良好的基础,也大大拓宽了电力电子技术的应用领域。
電力电子技术广泛应用于多个领域,主要能够应用于再生能源发电、电力节能、改造传统产业及家用电器中,能够覆盖从生活到工业发展的方方面面,在我国工业发展中占据重要的地位。
电力电子技术的主要内容包括逆变、整流、变频,同时也包括斩波和智能开关等,其发展的核心体系在于电能器件的有效转换,主要通过三种机制发挥其作用:一是电力电子技术能够有效整合微电子技术和控制技术,在这个过程中变频器发挥了重要作用,有效整合后能够将固定不变的直流电转变可变化的交流电,能够有效增快供电的速率,避免不必要的电能资源浪费;二是新兴发电技术如风力发电、水力发电等都离不开电力电子技术的发展,依靠电力电子技术电力系统才能更高效的发电;三是电力电子技术能够应用于开关电源和供电电源中,而这些电源的应用均为电力电子技术的发展提供了良好的技术指导。
二、电力电子技术的发展趋势分析随着经济和科学技术的不断发展,对电力电子技术的发展需求也越来越高,将电力电子技术与前沿科学技术联合起来,提高电力电子技术的智能水平,同时利用电力电子技术改善经济发展模式,促进绿色经济的发展是大势所趋。
电力电子技术的发展主要有以下几大趋势:(1)促进电力电子技术的集成化和模块化。
现代电力电子技术理论 Snubber什么是 Snubber?在电路中,Snubber 又称为降压电路,用于消除开关电路中峰值电压的过冲和过流。
Snubber 能够有效地减少电路中储能电容和电感的运动。
它主要是通过加入电容来稳定电压,消除过冲和过流现象,从而保护开关管和半导体器件。
Snubber 的工作原理在开关管的关闭瞬间,由于开关管引起的电感的储能,将会产生电压峰值。
这个电压峰值可能会超出开关管的击穿电压,导致开关管被烧毁。
Snubber 回路主要的作用是消除这个过冲电压。
Snubber 回路由电阻和电容器组成,并在开关管的引脚中间串联一个电压限制器电阻,使得开关管在断开时不会被强大的电压击穿。
在电压限制器电阻的帮助下,Snubber 回路能够消除过冲电压并保护开关管。
Snubber 的应用场景Snubber 回路在电子设备中的应用十分广泛,如:1.逆变器输出过滤回路中2.稳压电源输出滤波回路中3.电力电子变流器输出回路中4.交流电机启动回路中5.直流电机刹车回路中等Snubber 回路在控制开关电路中起着至关重要的作用,它可以消除电压过冲和过流现象,保护电子设备和电路元件,提高电路的可靠性和稳定性。
Snubber 回路的优缺点Snubber 回路的优点主要体现在以下方面:1.可以消除电路中的峰值电压,保护半导体器件2.在稳定各种电路时十分有效3.可以降低电路中噪音干扰Snubber 回路的缺点同样存在,主要包括:1.Snubber 回路会消耗一部分电源能量,从而导致损失2.Snubber 回路的设计需要考虑到额外的元件和电路布局的复杂性,这会增加设计和制造成本Snubber 回路的设计方法Snubber 回路的设计方法一般包括:1.根据 circuit requirements 确定电感和电容的值2.选取正确的电容和电压等级,以满足电路要求3.定义一个大小合适的电阻,以限制电压过冲4.最后进行电路布局和元件放置Snubber 回路的设计方法需要考虑到电路的性能特点,包括频率、功率、损耗等等。
现代电力电子技术第1次作业
二、主观题(共12道小题)
11.电力电子技术的研究内容?
答:主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。
12.电力电子技术的分支?
答:电力学、电子学、材料学和控制理论等。
13.电力变换的基本类型?
答:
包括四种变换类型:(1)整流AC-DC
(2)逆变DC-AC
(3)斩波DC-DC
(4)交交电力变换AC-AC
14.电力电子系统的基本结构及特点?
答:
电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路,功率变换主电路是属于电路变换的强电电路,控制电路是弱电电路,两者在控制理论的支持下实现接口,从而获得期望性能指标的输出电能。
'
15.电力电子的发展历史及其特点?
答:主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍,并说明电力电子技术的未来发展趋势
16.电力电子技术的典型应用领域?
答:介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍,要说明电力电子技术应用的主要特征。
17.电力电子器件的分类方式?
答:
电力电子器件的分类
(1)从门极驱动特性可以分为:电压型和电流型
(2)从载流特性可以分为:单极型、双极型和复合型
(3)从门极控制特性可以分为:不可控、半控及全控型
18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么?
答:晶闸管由四层半导体结构组成,是个半控型电力电子器件,导通条件:承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。
关断条件:流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。
19.维持晶闸管导通的条件是什么?
答:流过晶闸管的电流大于维持电流。
20.对同一晶闸管,维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。
答:I L__〉____I H
21.整流电路的主要分类方式?
答:
按组成的器件可分为不可控(二极管)、半控(SCR)、全控(全控器件)三种;
按电路结构可分为桥式电路和半波电路;
按交流输入相数分为单相电路和三相电路。
22.单相全控桥式整流大电感负载电路中,晶闸管的导通角θ=________。
答:180º
现代电力电子技术第2次作业
二、主观题(共12道小题)
11.单相全控桥式整流阻性负载电路中,晶闸管的移相范围________。
答:0-180º
12.有源逆变产生的条件之一是:变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___ ________,且满足|Ud|<|Ed|。
答:相反
13.
答:1 4.
答:1 5.
答:1 6.
答:
17.直流斩波器的工作原理是什么?
答:通过控制电路周期性地对DC/DC变换主电路的电力电子器件快速通断控制,将输入的直流电压斩
成一系列幅值相等的脉冲电压,改变脉冲列的脉冲宽度或频率,并经过LC低通滤波器处理以后实现对输出电压平均值的调节。
18.直流斩波器的控制方式是什么?
答:
直流斩波器的控制方式
(1)定频调宽
(2)定宽调频
(3)调频调宽
瞬时值控制和平均值控制
19.整流斩波器的基本组成元件是什么?
答:电力电子器件、电感和电容组成
2
0.
答:
2 1.
答:
22.
答:
现代电力电子技术第3次作业
一、主观题(共12道小题)
1.电源为220V的单相反并联交流调压电路对1.5Ω的电阻负载进行调压求控制角为30º时,负载上的电压有效值U O、电流有效值I O和功率因数λ。
答:
2.无源逆变和有源逆变的区别?
答:有源逆变是把直流电能逆变成交流电能后送给电网;
无源逆变是把直流电能逆变正交流电能后送给负载;
3.无源逆变的基本类型包括哪些?
答:
从相数角度:单相逆变及三相逆变电路
从直流电流的性质角度:电压源型和电流源型逆变电路
从输出波形的特征角度:矩形波和脉宽调制波逆变电路
从电路结构的角度:桥式及零式逆变电路
从导通角大小的角度:120度及180度导通型逆变电路
4.电力电子器件的换流方式包括哪些?
答:器件换流、电网换流、负载换流和强迫换流。
5.电压型无源逆变电路和电流型无源逆变电路的区别?
答:
(1)电压型无源逆变电路直流侧接大电容滤波,输出电压为方波交流,输出电流的波形与负载性质有关;电流型无源逆变电路直流侧接大电感滤波,输出电流为方波交流,输出电压的波形与负载性质有关。
(2)电压型无源逆变电路各逆变开关管都必须反并联二极管,以提供之后的感性负载电流回路;电流型无源逆变电路各逆变开关管不需反并联二极管,但是应在负载两端并联电容,以吸收换流时负载电感中的储能。
6.正弦脉宽调制技术的原理?
答:正弦脉宽调制技术是把正弦波调制成一系列幅值相等,宽度按正弦规律变化的脉冲列来等效获得负载所需要的正弦波形。
7.单极型调制和双极型调制的区别?
答:
(1)单极性调制是指逆变器输出的半个周期中,被调制成的脉冲输出电压只有一种极性,正半周为+Ud和零,负半周为-Ud和零。
(2)双极性调制是指逆变器输出的每半个周期中都被调制成+/-Ud之间变化的等幅不等宽的脉冲列。
8.同步调制和异步调制的区别?
答:异步调制:载波频率与调制波频率变化不一致;
同步调制:载波频率与调制波频率同步变化;
9.
答:
1
0.
答:
11.电力电子技术的定义和作用?
答:电力电子技术是研究利用电力电子器件实现电能变换和控制的电路,内容涉及电力电子器件、功率变换技术和控制理论,作用是把粗电变成负载需要的精电。
12.双极型器件和单极型器件的特点与区别?
答:双极型,电流驱动,通流能力很强,开关速度较低,所需驱动功率大,驱动电路复杂;
单极型,电压驱动,开关速度快,输入阻抗高,热稳定性好,所需驱动功率小而且驱动电路简单。
现代电力电子技术第4次作业
一、主观题(共10道小题)
1.GTO和普通晶闸管同为PNPN结构,为什么GTO能够自关断,而普通晶闸管不能?
答:GTO是多胞结构,门极和阴极的电阻小,并且GTO胞元工作时处于浅度饱和状态,从而可以采取向外抽电流方式使GTO关断。
2.可关断晶闸管(GTO)的电流关断增益βoff的定义式为βoff=______。
答:βoff=I ATO/I GM
3.图1-1中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为Im,试计算各波形的电流平均值Id1、Id2、Id3与电流有效值I1、I2、I3。
答:
4.如果不考虑安全裕量,问100A的晶闸管能送出的平均电流Id1、Id2、Id3各为多少?这时,相应的电流最大值 Im1、Im2、Im3各为多少?
答:
5.有源逆变的条件是什么?
答:
实现的条件是基于相控整流电路形式,满足:
(1)负载侧存在直流电势,并且直流电势的绝对值大于整流输出电压的绝对值;
(2)晶闸管的触发角大于90度;
6.半控能否用于有源逆变,为什么?
答:半控桥不能用于有源逆变,因为半控桥整流输出电压始终大于零。
7.
答:
8.在可控整流的负载为纯电阻情况下,电阻上的平均电流与平均电压之乘积,是否等于负载功率?为什么?
答:
压平均值的乘积是否等于负载功率?为什么?
答:负载功率等于电流平均值与电压平均值和乘积,P=Pd。
因为,虽然Ud的波形存在谐波分量,但id是恒定的直流,没有谐波分量,而功率是同次谐波电压、电流的乘积,所以,负载功率等于电流平均值
与电压平均值的乘积,即P=Pd。
10.某单相可控整流电路给电阻性负载供电和给反电动势负载蓄电池充电,在流过负载电流平均值相同的条件下,哪一种负载的晶闸管额定电流应选大一点?为什么?
答:。