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电力电子技术在家用电器中的应用ppt

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《电力电子技术》 ppt课件

《电力电子技术》 ppt课件
电力电子技术
《电力电子技术》
电力电子技术
《电力电子技术》
引言 电力电子器件 电力电子电路 脉宽调制（PWM）技术和软开关技术
第2页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 什么是电力电子技术？ ➢ 电力电子技术的发展史 ➢ 电力电子技术的应用
第3页
电力电子技术
《电力电子技术》
➢ 电子技术: 信息电子技术 电力电子技术
电力电子技术
IGBT的结构（显示图）
– 图a—N沟道VDMOSFET与GTR组合——N沟道IGBT
（N-IGBT）。 – IGBT比VDMOSFET多一层P+注入区，形成了一个大面
积的P+N结J1。 – ——使IGBT导通时由P+注入区向N基区发射少子，从
而对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流 能力。 – 简化等效电路表明，IGBT是GTR与MOSFET组成的达林 顿结构，一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。 – RN为晶体管基区内的调制电阻。
第17页
电力电子技术
《电力电子技术》
1.不可控器件——电力二极管
2.半控型器件——晶闸管 3. 典型全控型器件
（1）门极可关断晶闸管 （2）电力晶体管 （3）电力场效应晶体管 （4）绝缘栅双极晶体管
★
第18页
电力电子技术
《电力电子技术》
1. IGBT的结构和工作原理
三端器件：栅极G、集电极C和发射极E
➢ 全控型器件（复合型器件）
80年代后期开始，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）为代 表的全控型器件因驱动功率小、开关速度快、载流能力大等得 到迅猛的发展。
★
第10页
电力电子技术

电力电子技术(完整幻灯片PPT

电力电子技术(完整幻灯片PPT
1-3
2.1.1 电力电子器件的概念和特征
电力电子器件的损耗 通态损耗
主要损耗 断态损耗 开关损耗
开通损耗 关断损耗
通态损耗是器件功率损耗的主要成因。
器件开关频率较高时，开关损耗可能成为器件功率损 耗的主要因素。
1-4
2.1.2 应用电力电子器件系统组成
电力电子系统：由控制电路、驱动电路、保护电路
恢复特性的软度：下降时间与
延复迟系时数间，用的S比r表值示tf。/td，或称恢uFFra bibliotek2V0
b) tfr
t
图2-6 电力二极管的动态过程波形
a) 正向偏置转换为反向偏置
b) 零偏置转换为正向偏置
1-17
2.2.2 电力二极管的基本特性
关断过程
IF
diF
dt
trr
须经过一段短暂的时间才能重新获 UF
td
A
G
KK
A A
G
G
P1 N1 P2 N2
J1 J2 J3
K
K G
A
a)
b)
c)
图2-7 晶闸管的外形、结构和电气图形符号
a) 外形 b) 结构 c) 电气图形符号
外形有螺栓型和平板型两种封装。
四层三结三极。
螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧 密联接且安装方便。
平板型晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。
电力电子技术(完整幻灯片 PPT
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(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件

(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件

实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
37
新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26

电力电子技术介绍课件

电力电子技术介绍课件
电机驱动：电力电子技术用于控制电机的转速、 转矩和位置，实现精确的电机控制。
过程控制：电力电子技术用于实现对工业过程的 精确控制，如温度、压力、流量等参数的控制。
能源管理：电力电子技术用于实现对能源的优化 管理，如节能、环保、高效等。
自动化生产线：电力电子技术用于实现自动化生 产线的控制和管理，提高生产效率和产品质量。
电力电子电路
01
电力电子电路是电力电子技 02
电力电子电路主要包括功率
术的核心部件，用于实现电
制。
和保护电路等部分。
03
功率器件是电力电子电路的核 04
驱动电路用于控制功率器件
心，用于实现电能的转换和控
的开关状态，实现对电能的
制，如IGBT、MOSFET等。
转换和控制。
低事故风险
谢谢
汇报人名字
05
控制电路用于实现对电力电 06
保护电路用于保护电力电子
子电路的控制和调节，如
电路免受损害，如过流保护、
PWM控制、相位控制等。
过压保护等。
电力电子系统
01
电力电子技术的核心部件包括：电
力电子器件、控制电路、驱动电路、
保护电路等。
02
电力电子器件是电力电子技术的基
础，包括：功率半导体器件、电力
电子开关器件、电力电子集成电路
电力电子技术在电动汽车中的应用
01
电力电子技术是电动汽 车的核心技术之一，用 于控制和调节电动汽车 的电机、电池和充电系
统。
02
电力电子技术在电动汽 车中用于实现电机驱动
控制、电池管理系统 （BMS）和充电系统 的高效、安全、可靠运
行。
03
电力电子技术在电动汽 车中实现了电机驱动系 统的高效、节能、低噪 声运行，提高了电动汽 车的驾驶舒适性和续航

电力电子技术的应用(ppt68页).pptx

电力电子技术的应用(ppt68页).pptx

Ce n] 2U 2
三峡大学电气与新能源学院
(10-9)
10
10.1.2 工作于有源逆变状态时
a 增大方向
增大方向
逆变电流断续时电动机的机械特 性，与整流时十分相似：
理想空载转速上翘很多，机械特 性变软，且呈现非线性。 逆变状态的机械特性是整流状态 的延续。
纵观控制角 a变化时，机械特性得
变化。
ia
ib
ic
O
wt
图10-1 三相半波带电动机负载且 加平波电抗器时的电压电流波形
三峡大学电气与新能源学院
4
10.1.1 工作于整流状态时
此时，整流电路直流电压的平衡方程为
U d EM R Id U
（10-1）
式中，
R
RB
RM
3X B
2
。
EM 为电动机的反电动势
RId 负载平均电流Id所引起的各种电压降，包括：
三峡大学电气与新能源学院
2
10.1 晶闸管直流电动机系统·引言
晶闸管直流电动机系统——晶闸管可控整流装
置带直流电动机负载组成的系统。
是电力拖动系统中主要的一种。 是可控整流装置的主要用途之一。
对该系统的研究包括两个方面：
其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况。 其二是由整流电路供电时电动机的工作情况。本
率由于内阻不一定相同而稍有差异。
a1<a2<a3
a3
调节a 角，即可调节电动机的转速。 O
Id
图10-2 三相半波电流连续时以
三峡大学电气与新能源学院
电流表示的电动机机械特性
6
10.1.1 工作于整流状态时
2) 电流断续时电动机的机械特性

电力电子技术概述 PPT课件

电力电子技术概述 PPT课件
代化以巨大的推动力
1.1 什么是电力电子技术
电力电子技术与控制理论的关系
1) 控制理论广泛用于电力电子技术，使电力电子装置和系统 的性能满足各种需求
2) 电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是“弱电 和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强有力纽带
3) 控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置是自动 化技术的基础元件和重要支撑技术
➢ 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
1.3 电力电子技术的应用
4) 电子装置用电源
➢ 各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信 设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源， 现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需 的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电 源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由 于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了 线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电 源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
➢ 电动汽车的电机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、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空 和航海都离不开电力电子技术
➢ 如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力 电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统， 而近年来交流变频调速已成为主流
1.3 电力电子技术的应用
➢ 传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来 兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可 再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中 太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更 是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制 约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲， 需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当

第3章电力电子技术在节能领域的应用ppt课件

（2000年）
12
第3章 电力电子技术在节能领域的应用
➢ 我国一次能源消费结构
年份
1980 1990 2000 2005 2007 2009 2010
能源消费总量 （亿吨标准煤）
6.0 9.9 14.6 23.6 28.1 30.7 32.5
煤炭 72.2 76.2 69.2 70.8 71.1 70.4 68.0
18
第3章 电力电子技术在节能领域的应用
资源与供需矛盾突出
➢ 资源贫乏，但能源消费持续增长。2010年，中国是世界能
源生产和消费第二大国，煤炭的生产和消费是第一大国， 石油和电力的生产和消费是第二大国。
➢ 2010年能耗结构：能源消耗总量32.5亿吨标准煤，其中煤
炭消耗30亿吨，原油消费量3.8亿吨（原油净进口1.99亿 吨），天然气消费量887亿立方米。
31
第3章 电力电子技术在节能领域的应用
变频调速的基本原理：
➢ 异步电机的转速n可以表示为
n = 60f/p
n—同步速度，f—电源频率，p—电动机极对数
➢ 可见，改变电源频率就可以改变同转速和电机转速。
➢ 为了保持在调速时，电动机产生最大转矩不变，亦需要维持
磁通不变，这亦由频率和电压协调控制来实现，即在降低频 率的同时也要降低交流电压，故称为可变频率可变电压调速 （VVVF），简称变频调速。
➢ 能源的争夺是国际政治、外交、战争的重要根源。
5
第3章 电力电子技术在节能领域的应用
人类利用能源的演化历史：
8
第3章 电力电子技术在节能领域的应用
化石能源剩余探明储量居世界前五位的国家（2011）
煤炭
排
序
国家
储量

电力电子技术完整版全套PPT电子课件

电力电子技术完整 版全套PPT电子课 件
contents
目录
• 电力电子技术概述 • 电力电子器件 • 电力电子电路 • 电力电子技术的控制策略 • 电力电子技术的实验与仿真
01
电力电子技术概述
电力电子技术的定义与发展
定义
电力电子技术是一门研究利用半 导体器件对电能进行变换和控制 的科学。
发展历程
饱和压降等特性
05
广泛应用于电机控制、电源转
换等领域
06
03
电力电子电路
整流电路
整流电路的工作原理
介绍整流电路的基本工作原理，包括 半波整流、全波整流和桥式整流等。
整流电路的应用
列举整流电路在电力电子领域的应用 ，如电源供应器、电池充电器和电机 驱动器等。
整流电路的类型
详细阐述不同类型的整流电路，如单 相半波整流电路、单相全波整流电路 、三相半波整流电路和三相全波整流 电路等。
光调光器和电加热温度控制器等。
一般工业应用
01
02
03
电动机控制
利用电力电子技术实现对 电动机的启动、调速、制 动等控制，提高工业生产 效率。
电热控制
通过电力电子技术对电热 设备进行控制，实现精确 的温度控制和节能效果。
照明控制
利用电力电子技术研发的 照明控制系统，可实现对 照明设备的智能控制和节 能管理。
。
应用领域
适用于对控制精度要求不高、成 本敏感的场合，如某些电源管理
、电机驱动等。
优缺点分析
优点在于实现简单、成本低；缺 点在于控制精度低、易受干扰、
调试困难。
数字控制技术
原理与特点
基于数字电路和微处理器实现控制，具有控制精度高、灵活性好 、易于实现复杂控制算法等特点。

电力电子技术的应用幻灯片PPT


'增大方向
'增大方向
n 反组变流器
' 1
' 2
' 3
' 4
'= '=
2
' 4
' 3
' 2
' 1 =' ;' = 1 1 11 =' ;' = 2 2 22
正组变流器
1
2
3
4
=
=
2
I
d
4
3
2
1
图10-5 电动机在四象限中的机械特 性
10/70
增大方向
10.1.3 直流可逆电力拖动系统
+ EM M
-
电能
+
+
电网 电网
电能
Ud - 反组
正组 - Ud
+ M EM
-
发电运行
电动运行
反转整流 Id
Id 反转逆变
反组 +T
EM M
+
电能
电网
+ Ud
反组
电网
电能
正组 + Ud
M EM
+
反组
电动运行 -n
发电运行
c)
图10-6 两组变流器的反并联可逆线路
12
10.1.3 直流可逆电力拖动系统
◆直流可逆拖动系统，能方便地实现
正反向运转外，还能实现回馈制动。
正转逆变 Id
Id 正转整流
☞由正转到反转的过程
+
+
√从1组桥切换到2组桥工作，
+ 电能
电网 电网

2024版《电力电子技术》PPT课件

电力电子技术的定义与发展01020304定义晶闸管时代可控硅时代现代电力电子时代用于高压直流输电、无功补偿、有源滤波等，提高电力系统的稳定性和效率。

用于电动汽车、电动自行车、电梯等电机驱动系统，实现高效、节能的电机控制。

用于太阳能、风能等新能源发电系统，实现能源的高效利用和转换。

用于自动化生产线、机器人等工业设备，实现设备的精确控制和高效运行。

电力系统电机驱动新能源工业自动化数字化与智能化随着计算机技术和人工智能的发展，电力电子技术将实现数字化和智能化，提高系统的自适应能力和智能化水平。

高频化与高效化随着半导体材料和器件的发展，电力电子技术将实现更高频率和更高效率的电能转换。

绿色化与环保化随着环保意识的提高，电力电子技术将更加注重绿色、环保的设计理念，降低能耗和减少对环境的影响。

工作原理特点应用整流电路、续流电路等工作原理通过门极触发导通，无法自行关断特点耐压高、电流大、开关速度快应用直流电机调速、交流调压等工作原理特点应用工作原理特点应用逆变器、斩波器、电机驱动等工作原理特点应用工作原理开关速度快、耐压高、电流大、热稳定性好应用逆变器、斩波器、电机驱动等高端应用领域特点VS整流电路的作用整流电路的分类整流电路的工作原理整流电路的应用整流电路逆变电路逆变电路的作用逆变电路的分类逆变电路的工作原理逆变电路的应用直流-直流变流电路直流-直流变流电路的作用直流-直流变流电路的分类直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路交流-交流变流电路的作用交流-交流变流电路的工作原理A B C D交流-交流变流电路的分类交流-交流变流电路的应用电机驱动照明控制加热与焊接030201一般工业应用交通运输应用电动汽车驱动轨道交通牵引航空电源电力系统应用高压直流输电柔性交流输电通过电力电子技术可实现高压直流输电，减少输电损耗和占地面积。

智能电网风能发电通过电力电子技术可实现风能发电系统的变速恒频控制和并网运行。

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交流电力控制技术在家电中的应用
10110110001010111000101110100111000110100
交流电力控制技术的应用
10110110001010111000101110100111000110100
交流电力控制电路：
只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路
三种基本型：
Project B
几十瓦～几百瓦：计 算机、电视机、DVD 播放机、音响、家用 空调器、电冰箱的控 制电路、电动自行车 充电器；
Project C
几千瓦～几百 千瓦：通信交换
机、巨型计算机、 数控机床、自动 化流水线、CT机、 X光机、微波发 射机、雷达、电 镀、电解、电动 汽车。
开关电源
开关电源举例 （1）——40W LCD 显示器电源 开关电源举例 （2）——手机充电器 电路 开关电源举例 （3）——电脑电源电 路 开关电源举例 （4）——电视机电源 电路
交流调压电路 交流调功电路 交流电力电子开关
应用：
灯光控制 调温电热毯 吸尘器
灯 光 控 制
10110110001010111000101110100111000110100
交流电力控制技术
调光台灯 （白炽灯）
10110110001010111000101110100111000110100
采用的是单相交流调压电路。 开关器件一般是双向晶闸管。 多数采用比较简单的触发电路（或称控 制电路）
10110110001010111000101110100111000110100
Power Electronical Technology
10110110001010111000101110100111000110100
刘艺
林固静
周海娟
FROM THE FIRST GROUP
家用电器
电力电子技术在家用电器中的应用
交流电力
变频技术概述
1.变频技术的应用
功能
①调节室内温度。 ②调节室内湿度。 ③调节室内气流速度。 ④净化室内空气。 ⑤定期更换室内空气。 ⑥产生负离子。
空调
优点
①舒适 ②节能 ③制冷、制热能 力强
膨胀阀(节流阀)
吸
冷风
四通换向阀
热
室外机
发 热
冷凝器
制冷原理
压缩机
变频技术的其他应用
压缩机
把电能转换成机械能，一方面 压缩蒸发器排出的低压制冷剂 蒸气，使之升压到常温下冷凝 所需的冷凝压力，另一方面提 供了制冷剂在系统中循环流动 所需的动力
双灯调光 电路
刚打开电源开关时，10W辅助灯正常发 亮，随着电位器的阻值减小，双向晶闸 管导通角逐渐增大，40W主灯亮度增大， 辅灯亮度减小。
路灯自动控 制电路
调温电热毯
简单的二极管整流调温 电热毯电路 （亦可用 于卫生间调光）
1档— 停止 2档— 低温 3档— 高温
吸尘器
1. 吸尘器的类型 按外形分类：立式、卧
10110110001010111000101110100111000110100

THANKS FOR YOUR ATTENTION!
刘艺
林固静
周海娟
FROM THE FIRST GROUP
概述
70%
分类
90%
应用
40%
技术应用
1.变频技术在家电中 的应用 2.交流电力控制技术 在家电中的应用 3.开关电源在家电中 的应用 4.手机等便携式移动 设备的电源管理
用
应
术
技
10110110001010111000101110100111000110100
便携式 移动设备
电源
开关
变频技术
控制技术
概念
手机
手机等便携式移动设备的电源管理
特点
便携式移动设备，主要是指便于携 带的移动电子产品，如MP3/MP4 播放器、手机、数码相机、摄像机、 视频播放机、便携式VCD/DVD 、 GPS定位导航器、电子血压表、平 板电脑、笔记本电脑、上网本 、电 子阅览器等。
蓄电池供电，容量有限。
目前市场上计算机、通信、消 费电子、汽车电子、医疗仪器 等产品中都有便携式的产品。
开关电源的应用
10110110001010111000101110100111000110100
应用场合
极其广泛
Project A
几瓦： 手机、数码 相机等移动 电子设备的 充电器；
现状
大多数电子设备的 开关电源功率不大， 但数量极其庞大， 所消耗的电能约占 全国总发电量的 10%左右，并且随 着国家现代化进程 的发展，用电比例 会进一步增加
式、便携式。 按功能分类：干式吸尘
器、干湿两用吸尘器、 旋 转刷式地毯吸尘器、打蜡 吸尘器等
交流电力控制技术在家电中的应用
吸尘器的控制电路
吸尘器的控制电路： 控制电路的作用是控制电动机 的通断。按吸尘器的功能，电 动机有不调速及无级调速等几 种。
10110110001010111000101110100111000110100
电磁阀
双温控双制冷循环系统中控 制制冷剂流向，是一个两位 三通电磁阀，一个入口端， 连接干燥过滤器；两个出口 端，连接冷藏室和冷冻室蒸 发器毛细管
洗衣机 电冰箱
微波炉
变频微波炉用变频器，取代普 通工频变压器，机身轻巧。 变频器可以将50Hz的频率转换 成为20KHz ~ 45KHz的高频率， 通过改变频率来得到不同的输 出功率。 解决了传统微波炉低火力时， 间歇供电，加热不均匀的缺点。