电力电子应用技术莫正版主编3

第8章电力电子应用技术实例SS4型电力机车牵引整流器供电系统型电力机车牵引整流器SS4韶山4型电力机车是我国第三代电力机车的“领头”产品，于1989年获国家科技进步一等奖。

随着我国电力电子技术和功率器件的发展和应用，我国交-直流传动电力机车的调压调速技术实现了换代的跳跃发展，经历了第一代韶1、韶2型电力机车的低压侧或高压侧调压开关调幅式的有级调压调速技术，到第二代韶3型电力机车采用调压开关分级和级间晶闸管相控平滑调压相结合的调压调速技术，到第三代韶4~韶8型电力机车的多段桥晶闸管相控无级平滑调压调速的发展历程。

第三代电力机车以韶4型（SS4）为起点，使晶闸管相控调压调速的交直传动电力机车形成了电力机车家族。

型电力机车主电路的特点韶4型和韶4改进型电力机车的电气线路主要有主牵引电路、辅助供电电路、有触点控制电路、控制电源电路和电子控制电路五大部分，整个控制系统十分庞大和复杂，本节介绍SS4型电力机车的牵引整流器供电系统。

（1）牵引电动机供电方式1-受电弓；3-主变压器；4-主断路器；5-主放电器；6-高压互感器；1M~4M牵引电动机；79R~80R负载电阻；1L~4L主极绕组；31~34-过压吸收电路；91KC~94KC线路接触器；161~164-接地电刷；11JZ~14JZ-主整流器；127DJ~128DJ主接地继电器；111GK~114GK牵引电机隔离开关。

17PK~20PK主平波电抗器重载货运八轴SS4型电力机车的牵引供电电路如图8- 1 所示，使用直流串励牵引电动机，采用传统的交-直流供电方式；牵引电机采用“转向架独立供电方式”，一台转向架的两台牵引电机并联，由一台相控式主整流器供电,全车四个两轴转向架，具有四台独立的相控主整流器。

网侧电流从接触网流入升起的受电弓，经25kV车顶母线分为两路，一路进本节车，经主断路器4、主变压器高压绕组AX进入车体，经车体与转向架间软线和轴箱电刷到车轮和钢轨；另一路，25kV经高压连接器到另一节车的车顶母线。

课程设计报告题目三相可控整流技术的工程应用学院名称电气信息学院专业班级 xxxxxxxxxxxxxxx学号 xxxxxxxxxx学生姓名 xxxxx指导教师 xxxxxxx2012年1月12日摘要电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。

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。

电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。

可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。

整流电路技术在工业生产上应用极广。

如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。

整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。

大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。

它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。

整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路，不仅应用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。

因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义，这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环，而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。

关键词：电力电子三相桥式可控电路整流AbstractPower electronics technology has a very wide range of applications in the power system. It is estimated that in developed countries more than 60% of the electrical energy at least through the end-use of electricity, more than once device processing power electronic converters. Power system in the process leading to the modern power electronics technology is one of the key technologies. It is no exaggeration to say that, if you leave power electronics technology, the modernization of the electric power system is unthinkable.Rectifier circuit technology has very wide application in industrial production. Such as voltage variable speed DC power supply, electrolysis and electroplating DC power. The rectifying circuit is the AC power is converted to DC power circuit. Most of the rectifier circuit by the transformer, rectifier circuit, and filters. It has been widely used in the field of DC motor speed control, generator excitation regulator, electrolysis, electroplating.Rectifier circuit, especially the three-phase bridge controlled rectifier circuit is the most important and the most widely used application circuit in the power electronics technology is not only used in general industrial, is also widely used in the transportation, electric power systems, communication systems, energy systems and other fields. Comparative analysis and study of the three-phase bridge controlled rectifier circuit parameters and the different nature of the work load has great practical significance, this is not only an important part of the learning power electronic circuit theory and engineering practice The practical application of predictive and guiding role.Key words：Power electronic Three-phase bridge controlled circuit Rectifier目录摘要 (2)一.设计任务书 (5)二.设计说明 (6)2.1设计目的 (6)2.2作用 (6)2.3技术指标 (6)三.设计方案的选择 (7)3.1三相桥式可控整流电路原理 (7)3.2三相桥式可控整流电路原理图 (7)3.3三相桥式可控整流电路工作波形 (8)3.4总设计框图 (10)四.触发电路的设计 (11)五.保护电路的设计 (12)5.1过电压保护 (12)5.2过电流保护 (13)六.参数的计算 (14)七.器件选择清单 (15)八.三相桥式可控整流电路的工程应用 (16)九.心得体会 (16)参考文献 (17)一．设计任务书院系：xxxxxxxxx年级：xxxxxx专业班级：xxxxxxxxxx二．设计说明2.1设计目的合理运用所学知识，进行电力电子电路和系统设计的能力，理解和掌握常用的电力电子电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。

电力电子技术应用教案一、教学目标1、让学生了解电力电子技术的基本概念、发展历程和应用领域。

2、掌握常见的电力电子器件的工作原理、特性和应用。

3、学会分析电力电子电路的工作原理和性能特点。

4、能够设计简单的电力电子电路并进行实验验证。

二、教学重难点1、重点电力电子器件的工作原理和特性，如二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等。

典型的电力电子电路，如整流电路、逆变电路、斩波电路等的工作原理和分析方法。

电力电子技术在电力系统、工业控制、新能源等领域的应用。

2、难点电力电子器件的开关特性和驱动电路的设计。

复杂电力电子电路的分析和计算。

电力电子系统的电磁兼容性和可靠性设计。

三、教学方法1、课堂讲授：通过多媒体教学手段，结合实例，讲解电力电子技术的基本概念、原理和应用。

2、实验教学：安排相关实验，让学生亲自动手操作，加深对电力电子电路的理解和掌握。

3、案例分析：通过实际工程案例，引导学生分析和解决问题，提高学生的工程应用能力。

4、小组讨论：组织学生进行小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新思维。

四、教学过程1、课程导入通过展示一些常见的电力电子设备，如变频器、电源适配器、电动汽车充电桩等，引出电力电子技术的概念，激发学生的学习兴趣。

2、电力电子技术概述介绍电力电子技术的定义、发展历程和研究内容。

讲解电力电子技术在能源变换、工业控制、交通运输等领域的重要作用。

3、电力电子器件详细讲解二极管、晶闸管、MOSFET、IGBT 等常见电力电子器件的结构、工作原理和特性。

对比不同器件的优缺点，介绍其适用的场合。

讲解电力电子器件的驱动电路和保护电路的设计。

4、电力电子电路分析整流电路的工作原理，包括单相半波整流、单相全波整流、三相桥式整流等。

讲解逆变电路的分类和工作原理，如电压型逆变电路和电流型逆变电路。

介绍斩波电路的基本类型，如降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路等，并分析其工作过程和性能特点。

5、电力电子技术的应用讲述电力电子技术在电力系统中的应用，如高压直流输电、无功补偿、有源滤波等。

电力电子应用技术第一篇：电力电子应用技术概述电力电子应用技术是指将电子技术应用于电力系统中，通过改变电能的形式、控制电能的流动和转换电能的性质等手段，实现电力系统的高效运行、节能减排等目的的技术。

电力电子应用技术在现代电力系统中起着越来越重要的作用。

电力电子应用技术具有以下特点：首先，它能够实现电力的有源控制，控制电力的流动方向、大小和形式等；其次，它能够实现电力的高效转换，提高电能转换效率，减少能量损失；最后，它能够实现电力的无级调节，满足电力系统的不同需求。

电力电子应用技术主要包括以下几个方面：1. 电力电子器件技术：包括各种电力电子元器件的设计、制造和应用，如功率晶体管、IGBT等。

2. 电力电子控制技术：包括各种电力电子开关的控制、调节和保护等技术，如PWM控制技术、电流限制技术等。

3. 电力电子电路技术：包括各种电力电子电路的设计、优化和实现，如DC-DC转换器、AC-DC整流器、DC-AC逆变器等。

4. 电力电子系统技术：包括各种电力电子系统的设计、集成和应用，如电动汽车充电系统、太阳能发电系统等。

电力电子应用技术的发展趋势是多元化、智能化和绿色化。

多元化是指电力电子应用技术将在不同领域得到广泛应用，如工业自动化、新能源应用、家庭电器等；智能化是指电力电子应用技术将越来越智能化，实现自适应、自校准、自诊断等功能；绿色化是指电力电子应用技术将越来越注重环保和能源节约，实现低碳、零排放、高效节能等目标。

总的来说，电力电子应用技术对于现代电力系统的高效运行、可靠稳定和环境保护具有重要作用，是电力工程师必须掌握的重要技术之一。

第二篇：电力电子应用技术在新能源领域的应用新能源是指指代替传统化石燃料、具有低碳、零排放的清洁、可再生资源，如太阳能、风能、地热能等。

新能源具有不可替代的重要地位，但其稳定性和可控性仍然是一个亟待解决的问题。

在这个背景下，电力电子应用技术的应用显得尤为重要和必要。

电力电子应用技术在新能源领域的应用主要集中在以下几个方面：1. 太阳能发电系统：太阳能发电系统是一种将太阳能转换为电能的系统，电力电子应用技术在其中发挥着重要作用。

第1章复习题及思考题解答1.1 电力技术、电子技术和电力电子技术三者所涉及的技术内容和研究对象是什么？三者的技术发展和应用主要依赖什么电气设备和器件？答：电力技术涉及的技术内容：发电、输电、配电及电力应用。

其研究对象是：发电机、变压器、电动机、输配电线路等电力设备，以及利用电力设备来处理电力电路中电能的产生、传输、分配和应用问题。

其发展依赖于发电机、变压器、电动机、输配电系统。

其理论基础是电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理)，利用电磁学基本原理处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。

电子技术，又称为信息电子技术或信息电子学，研究内容是电子器件以及利用电子器件来处理电子电路中电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收问题。

其研究对象:载有信息的弱电信号的变换和处理。

其发展依赖于各种电子器件（二极管、三极管、MOS管、集成电路、微处理器电感、电容等）。

电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。

它涉及电力电子变换和控制技术技术，包括电压（电流）的大小、频率、相位和波形的变换和控制。

研究对象：半导体电力开关器件及其组成的电力开关电路，包括利用半导体集成电路和微处理器芯片构成信号处理和控制系统。

电力电子技术的发展和应用主要依赖于半导体电力开关器件。

1.2 为什么三相交流发电机或公用电网产生的恒频、恒压交流电，经电压、频率变换后再供负载使用，有可能获得更大的技术经济效益？答：用电设备的类型、功能千差万别，对电能的电压、频率、波形要求各不相同。

为了满足一定的生产工艺和流程的要求，确保产品质量、提高劳动生产率、降低能源消耗、提高经济效益，若能将电网产生的恒频、恒压交流电变换成为用电负载的最佳工况所需要的电压、频率或波形，有可能获得更大的技术经济效益。

例如：若风机、水泵全部采用变频调速技术，每年全国可以节省几千万吨以上的煤，或者可以少兴建上千万千瓦的发电站。

若采用高频电力变换器对荧光灯供电，不仅电-光转换效率进一步提高、光质显著改善、灯管寿命延长3～5倍、可节电50%，而且其重量仅为工频电感式镇流器的10%。

《电力电子技术》第五版 机械工业出版社课后习题答案第二章 电力电子器件1. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。

或：u AK >0且u GK >0。

2. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。

要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。

3. 图1-43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I m ，试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 1、I 2、I 3。

002π2π2ππππ4π4π25π4a)b)c)图1-430图1-43 晶闸管导电波形解：a) I d1=π21⎰ππωω4)(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1=⎰ππωωπ42)()sin (21t d t I m =2mI π2143+≈0.4767 I m b) I d2 =π1⎰ππωω4)(sin t td I m =πm I (122+)≈0.5434 I m I 2 =⎰ππωωπ42)()sin (1t d t I m =22m I π2143+≈0.6741I m c)I d3=π21⎰2)(πωt d I m =41I mI 3 =⎰202)(21πωπt d I m =21 I m4. 上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶闸管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少？这时，相应的电流最大值I m1、I m2、I m3各为多少?解：额定电流I T(AV) =100A 的晶闸管，允许的电流有效值I =157A ，由上题计算结果知a) I m1≈4767.0I ≈329.35， I d1≈0.2717 I m1≈89.48 b)I m2≈6741.0I ≈232.90,I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314,I d3=41 I m3=78.5第3章 整流电路3．单相桥式全控整流电路，U 2＝100V ，负载中R ＝2Ω，L 值极大，当α＝30°时，要求：①作出u d 、i d 、和i 2的波形；②求整流输出平均电压U d 、电流I d ，变压器二次电流有效值I 2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流。

部分习题参考答案第3章1. U o = 1.5V ，I o = 3A ，I max = 3.01A ，I min =2.99A 。

2. I R = 16A ，I S = 16.8A ，I D =3.2A ，I C = 0，P o = P i = 2.56kW 。

3. D 的变化范围：0.505～0.617，L = 0.168mH ，C = 55.44F μ，L = 0.031mH ，D = 0.25，η = 94%。

4. 9H μ5. I R = 2A ，I S = I L = 10A ，I D = 2A ，I C = 0，P o = P i = 1kW 。

6. D max = 0.5；D max = 0.62，可以。

8. 0.3，间断电流方式。

9. 当0<D <0.5时，降压斩波；当0.5<D <1时，升压斩波。

10. Δi L1/I L1 = 13.4%，Δi L2/I L2 = 6.7%，Δv C1/V C1 = 8.87%。

第4章6. 300V 。

7. 120D d π。

8. (1)43.24V ；(2)6.1A ；(3)186W 。

14. 343.98V ，243.23V ，297.89V ，210.64V ；595.79V ，421.29V ，515.96V ，364.84V 。

15. 487.4V ，82.07A 。

21. 80.7V ，53.8A 。

29. 623.54V 。

30. 提示：主电路通过DC/DC 变换再用桥式逆变电路，并要有相应的保护；控制电路用单片机或专用集成芯片。

36. 提示：设计包括整流电路、逆变电路、保护电路、缓冲电路、驱动电路、滤波电路和散热器的选择和计算。

第5章5. d 78V U =，d 39A I =，2d 39A I I ==；d 78V U =，d 9A I =，29A I =。

10. d 20.274U U =。

12. d d dT T 58.5V 11.7A 3.9A 6.75A U I I I ====，，，。

参考文献
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10. 烟气脱硫脱硝技术的比较。

姜学东，潘磊。

第十届全国电除尘及第二届脱硫学术会议。

广州，2003年11月。

46。

图书] 国外电气工程名著译丛——电力电子技术手册正版图书假一赔十分类：无线电电子学、电信技术人气值：177作者：[美]Muhammad H.Rashid ISBN号：711114261译者：陈建业开本：16开出版社：机械工业出版社装帧：平装本出版：2004-06-01 版次：2004年6月第1版原价：￥118.0元印次：2004年6月第1次会员价：￥94.4元节省￥23.60元页数/字数：760/1945000读者评论>>·您的帐号: * 您的姓名: *·朋友的Email: *·再说几句:《电力电子技术手册》是第一本对于该领域的工科学生和从事实际工作的专业人员有用的、全面旦简明的参考书。

本手册以一种精心组织同时又提供充分信息的方式，涵盖了电力电子技术的苦个领域。

本手册并非理论书籍，而是利用电力电子技术最新应用的实例，从传统的课题一直到最新的进展，来对这个迅速发展的学科的实用性知识进行介绍。

来源:精彩网电力电子技术已经在现代技术中占据了重要的地证，并且对电能的有效控制起了革命性的作用。

人类对能源，特别是对电能的需求正在不断增长，而电力电子技术的应用有助于提高电能的利用效率、降低能耗。

电力电子技术将电力电子器件作为开关应用来实现电能的转换或处理，以固态电子技术来实现对功率和能量流的高效控制。

从微波炉到高压直流输电，电力电子技术的各个应用领域均在寻找致率更高、损耗更小的新型器件。

随着电力电子器件不断地得到改进，其在照明控制、运动控制的电源、工厂自动化、交通运输、储能、大功率工业传动以及输配电领域的应用范围正在不断地扩展。

来源:精彩网来源:精彩网本手册包括：来源:精彩网＊现代电力电子器件的特性，这些器件被作为开关应用于电能的交-直、直-直、直-交和交-变变换中。

来源:精彩网＊各种电力变流器的是本原理和运行、分析和设计的深人说明。

来源:精彩网来源:精彩网特色：来源:精彩网＊共35章，涵盖电力电子技术和其应用的各个领域。