现代电源技术第5章 交流-交流变换电源

电力电子学——电力电子变换和控制技术（第二版）第5 章交流－直流变换器（整流器）5.0 概述5.1 整流器的类型和性能指标5.2 不控整流电路5.3 单相桥式晶闸管相控整流电路5.4 三相半波相控整流电路5.5 三相桥式相控整流电路5.6 交流电路电感对整流特性的影响*5.7 相控整流电压的谐波分析*5.8 带平衡电抗器的双三相桥12脉波整流电路5.9 相控有源逆变电路工作原理5.10 相控整流及有源逆变晶闸管触发控制5.11 含有源功率因数校正环节（PFC）的单相高频整流*5.12 三相高频PWM整流小结整流：利用半导体电力开关器件的通、断控制，将交流电能变为直流电能称为整流。

整流器：实现整流的电力半导体开关电路连同其辅助元器件和系统称为整流器。

5.1 整流器的类型和性能指标高频PWM 整流类型对AC－DC变换的基本性能要求控制响应特性整流器的基本性能指标Dnm V V /若PF小，在I 一定时，则P 小cos φνV5.2 不控整流电路在交流电源与直流负载间插入二极管电路，利用二极管的单向导电性实现交流-直流电能变换。

5.2.1 单相半波不控整流工作原理：（理想情况下） 正半周ωt = 0 ∼πD 1承受正向电压而导通v D =v s , i D =i s 负半周ωt = π ∼ 2πD 1受反压截止，阻断电路。

v D =0, i D =0若负载有电感，则i D 通过D 0续流。

v s5.2.2 两相半波不控整流（或双半波不控整流）tωsi 2D i性能优于单相半波不控整流Stωsi 2D i5.2.3 单相桥式不控整流2sin s s v V tω=si si s i、C相由三个相同的脉波组成，脉波tωO π3π−3T T 3D B i i =D电源相电压有效值O Av 537Bv Cv 2sin A s v V tω=3t ω5t ω7t ω1t ωtω23D 1D 5D 1D 3D 6D 2D 4D 6D 2D 2t ω4t ω6t ω8t ω468Bv Cv A v Bv Cv POv ONv OtωD P Nv v =AB v AC v BC v BA v CA v CB v 32sin(30)o AB s v V t ω=+60otωⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅡⅠOAi DI 脉波数m=6脉波宽60°()()()t d t V t d v V S AB D ωωπωπ°+⋅==∫∫°°°°30sin 233 3/109 03 09 03 lS l S V V V V 35.134.22363 ====ππ电源线电压有效值v sin(30sV t ω+tωO5.2.6 电容滤波的不控整流电路的脉动，改善了直流电压质量。

电力变换的四大类型在现代电力系统中，电力变换是一项至关重要的技术，它可以将电能从一种形式转换为另一种形式，以满足不同电气设备的需求。

电力变换可以分为四种类型，分别是直流到直流（DC-DC）变换、交流到直流（AC-DC）变换、直流到交流（DC-AC）变换和交流到交流（AC-AC）变换。

一、直流到直流（DC-DC）变换直流到直流变换，顾名思义，就是将直流电源转换为不同的直流电压和电流。

由于直流电压不能直接被改变，因此需要采用电力变换技术来实现这一转换。

直流到直流变换可以分为降压变换、升压变换、反相变换和隔离变换等不同类型。

二、交流到直流（AC-DC）变换交流到直流变换是将交流电源转换为直流电源，也称为整流器。

它可以将交流电压和电流转换为具有恒定电压和电流的直流电源。

交流到直流变换可以分为单相半波整流、单相全波整流、三相半波整流和三相全波整流等不同类型。

三、直流到交流（DC-AC）变换直流到交流变换是将直流电源转换为交流电源，也称为逆变器。

它可以将直流电压和电流转换为具有可调频率和电压的交流电源。

直流到交流变换可以分为单相半桥逆变、单相全桥逆变、三相半桥逆变和三相全桥逆变等不同类型。

四、交流到交流（AC-AC）变换交流到交流变换是将一个交流电源转换为另一个交流电源，它可以改变电源的电压、频率和相位等参数。

交流到交流变换可以分为变压器变换、相位控制变换和频率控制变换等不同类型。

在现代电力系统中，电力变换技术已经成为不可或缺的一部分，它能够实现电能的高效转换和传输，使得电气设备能够更加灵活和高效地工作。

因此，了解电力变换的四大类型对于电气工程师和电力工作者来说是非常重要的。

电力电子学—交流/直流变换器第5章交流/直流变换器02整流的基本原理03负载性质对整流特性的影响04交流电路电感对整流特性的影响目录05相控有源逆变电路06三相高频PWM 整流01整流器的类型和性能指标01单相桥式相控整流电路的介绍目录02电路结构与整流原理03小结与思考有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）01单相桥式相控整流电路的介绍相控整流电路：实现AC－DC电能变换的晶闸管电路，通过改变晶闸管的延迟触发控制角调控整流输出电压的平均值。

半控开关器件晶闸管: 开通可控特性（承受正向电压，且有触发脉冲）单向导电性02电路结构与整流原理T 1T 2T 3T 4R v sv Dv 1ab 模态一T 1T 2T 3T 4i DR v sv Dv 1i 1ab i S 模态二w tw tw ta v s v G v D w tv T1, 4T 1T 4导通T 1T4π2πT 1T 2T 3T 4R v sv Dv 1ab 模态三模态四T 1T 2T 3T 4i DR v sv Dv 1i 1ab i S w tw tw ta v s v G v D w tv T1, 4T 2T3T 2T 3导通控制角a ：晶闸管的自然导通点到施加触发信号瞬间对应的电角度导通角θ：一个周期内持续导通时间对应的电角度，θ=π-a移相：改变控制角，实现相控移相范围：控制角变化范围同步：使触发信号与交流电源频率和相位保持协调换相(换流)：一个晶闸管导通电流到另一个晶闸管导通电流的过程名词术语w tw t0w ta v s v G v D qT 1,T 4T 2,T 3()s S 0πD D s 11co 220.9s 1cos 1cos 2sin d =π22π2V V V V V t t a a a aw w +++===⎰⏹输出直流电压平均值V D :☐α愈大，输出电压平均值V D 愈小；☐当α＝0，V D 为最大值；当α＝π，V D =0；☐α的移相范围：0~πS i b a1i 1v Dv sv R Di 4T 3T 2T 1T s i 0twq D v atw 输出电压2输出电流3输入电压1输入电流41. 平均值V D2. 有效值V rms==++-πππa a πa V V V V 22; 1cos sin 222D rms S s 1. 平均值I D 2. 有效值I L=+-=+ππa πa πaR I V R I V 2sin 22;1cos 22L S D s 1. 有效值I S=I I S L====+-ππa πa S V I V P V I V 2PF sin 2S S S rms L rms =w v V t2sin s s 已知：s v 0tw 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）sin 2PF 2P S a πa ππ-==+控制角a 0︒ 30︒ 60︒ 90︒ 120︒ 150︒ 180︒ PF10.9710.8980.7070.4270.17控制角a 对功率因数PF 的影响控制角a 较大使功率因数PF 很低，交流电源的利用率很低！03小结与思考关注晶闸管的特性：单向导电性/开通可控开通条件/关断条件输出电压和电流的计算和分析功率因数的计算和分析T1T2T3T4i DRv s v Dv1i1ab掌握模态分析的方法谢谢！。

第一章 工矿企业供电系统本章重点内容：电力负荷的分类；供电系统的结线方式；矿井供电方式与矿井井下变电所，教学方法：多媒体课件、教学模型、现场教学相结合。

第一节 概述本节主要介绍煤矿企业对供电的基本要求、电力负荷的分类、电力系统的一些基本概念、供电电源和电压的确定。

一、供电的重要性及基本要求（一）井下特殊的环境（二）煤矿企业对供电的基本要求1、供电可靠：1）要求供电不间断。

2）对重要负荷供电应绝对可靠：如主排水泵、副井提升机等。

3）采用双回独立线路供电。

2、供电安全：（1）供电安全就是包括人身和设备安全。

（2）我们依《煤矿安全规程》和有关技术规程规定，进行工作，确保供电安全。

3、供电质量（1）要求用电设备在额定参数下运行，因为此时性能最好。

（2）反映供电质量指标主要有两个：频率和电压。

频率50Hz ，要求偏差小于±0.5Hz ，即额定频率的1%，一般由发电厂决定。

电压，各种电气设备要求电压偏差也不一样，一般工作情况下电动机允许电压偏差±5%，过高或过低都有烧坏电动机的可能。

４．供电经济：在保证供电安全、可靠，质量的前提下（１）尽量降低基本建设投资。

（２）尽可能降低设备、材料、有色金属的消耗。

（３）尽量降低电能消耗和维修费用等。

二．电力负荷的分类（依据重要性）：1、一类负荷（一级负荷）（1）定义：凡因突然中断供电可能造成人身伤亡或重大设备损坏、造成重大经济损失或在政治上产生不良影响的负荷。

例：矿井通风机、主排水泵、副井提升机等。

（2）供电要求：两个独立电源供电。

2、二类负荷：（1）定义：凡因突然停电造成大量减产或大量废品的负荷。

例：煤矿主井提升机、压风机。

（2）供电：两个独立电源供电。

3、三类负荷：（1）定义：指除一、二类负荷以外的其它负荷。

例：学校宿舍、地面附属车间及矿井机修厂等。

（2）供电：单回路供电、多负荷共用一条输电线路。

（三）负荷分类的目的确保一类负荷供电不间断，保证二类负荷用电，考虑三类负荷供电三、电力系统１、电力系统：是指发电厂、各输电线路和升降变电所以及电力网用户组成的统一整体。

现代电源的原理和应用论文1. 引言电源是现代电子设备中不可或缺的组成部分，它提供了所需的电能，并将其转化为适当的形式供电设备使用。

本文将介绍现代电源的工作原理以及其在各个领域中的应用。

2. 电源的工作原理电源的工作原理基于电场和电流的相互作用，其主要包括以下几个方面：2.1 直流电源和交流电源•直流电源将交流电转化为直流电，并通过稳压电路来保持输出电压的稳定性。

•交流电源则直接输出交流电，其输出电压波形随时间变化。

2.2 变压器变压器是电源中重要的组成部分之一，它实现了电能的输送和电压的转换。

变压器的工作原理基于电磁感应定律，通过交流电的变化磁场来实现高低压之间的耦合。

2.3 整流电路整流电路将交流电转化为直流电，常见的整流方式有单相桥式整流和三相桥式整流。

整流电路通常由二极管和滤波电容组成，用来滤除交流成分，使输出电流变成纯直流。

2.4 稳压电路稳压电路用于保持电源输出的稳定性，防止电压波动对电子设备的损害。

常用的稳压电路有线性稳压和开关稳压两种方式。

3. 电源的应用3.1 通信领域•在通信领域，电源是无线基站和通信设备的重要组成部分。

它们为通信设备提供稳定的电能，并保证信号传输的可靠性。

3.2 工业自动化•在工业自动化领域，电源用于供电各种工控设备和机器人系统，确保其正常运行。

电源在此应用中需要具备高效、可靠、稳定的特点。

3.3 电子产品•在电子产品中，电源是关键的支持部件。

从家用电器到个人电子设备，都需要电源提供电能供其正常工作，如计算机、手机、电视等。

3.4 医疗设备•医疗设备对电源的要求非常高，因为它们直接关系到患者的生命安全。

电源需要具备高度的稳定性和可靠性，以确保医疗设备正常运行。

3.5 军事应用•在军事领域，电源扮演着重要角色。

电源在军用设备和通信系统中的应用需要具有高度的抗干扰能力和可靠性。

4. 结论现代电源在各个领域中都有着广泛的应用。

电源的工作原理主要包括直流电源和交流电源，变压器、整流电路和稳压电路等组成部分。

西工大20年10月《现代电源技术》期末考试作业机考参考答
案
西工大20年10月机考现代电源技术作业
试卷总分:100 得分:98
本作业每次试题内容相同，只是题目和选项顺序是随机调整的，大家可放心下载使用
一、单选题(共20 道试题,共40 分)
1.在PWM信号发生器中，关于PWM信号占空比D的下列哪一种说法是正确的？
A.占空比D与调制深度有关；
B.占空比D与三角波的幅度有关；
C.占空比D与三角波的相位有关；
D.占空比D与导通时间Ton成正比。

正确答案:B
2.线性稳压电源电路中，功率调整管工作状态正确的为下列哪一种？
A.高频开关状态；
B.低频线性放大状态；
C.低频开关状态；
D.高频放大状态。

正确答案:B
3.在半桥式功率变换器电路中，关于两个功率开关栅极驱动结构的下列哪一种说法是正确的？
A.两个功率开关均不是悬浮栅；
B.两个功率开关都是悬浮栅；
C.上管为悬浮栅，下管不是悬浮栅；
D.下管为悬浮栅，上管不是悬浮栅。

正确答案:C
4.开关稳压电源电路中，功率管工作状态正确的为下列哪一种？
A.低频开关状态；
B.低频线性放大状态；
C.高频开关状态；
D.高频放大状态。

现代电源技术教学大纲一、课程简介本课程是关于现代电源技术的教学大纲。

本课程旨在向学生传授现代电源技术的基本理论和实践知识，包括电源设计方法、功率转换技术、电源管理技术、开关电源技术、线性电源技术、交流电源技术等内容。

通过本课程的学习，学生将能够掌握现代电源技术的基本概念、原理和方法，能够独立进行电源的设计和应用。

二、课程目标1. 理解电源的基本原理和电源设计的基本流程。

2. 熟悉各种类型的电源，并了解各种电源的特点和应用。

3. 掌握功率转换技术、电源管理技术、开关电源技术、线性电源技术、交流电源技术等技术。

4. 能够独立进行电源的设计和应用。

5. 培养学生创新意识和团队合作精神，具有良好的职业道德和实验守则意识。

三、课程大纲第一章电源基础知识1.1 电源概述1.2 电源的基本特性1.3 电源分类1.4 电源设计的基本流程第二章功率转换技术2.1 变压器基础知识2.2 开关电源工作原理2.3 开关电源设计基本原则2.4 均衡磁联机构设计与应用第三章电源管理技术3.1 电源管理技术概述3.2 电源管理电路的设计3.3 电源管理芯片的应用第七章现代电源技术应用7.1 电源在通讯、医疗、工业等领域的应用7.2 电源技术在新能源领域的应用7.3 电源技术在智能家居、物联网等领域的应用四、教学方法1. 讲授内容通过讲授课程内容，传达电源技术的基本理论和实际应用经验。

2. 实验教学通过设计和实现电源的实验，让学生掌握电源技术的应用技能。

3. 项目实践组织学生分组进行电源项目的设计、开发和实现，培养学生的团队合作精神和实践能力。

4. 网络教学采用网络教学平台，提供教学课件和多媒体资源，方便师生交流和学习。

五、考核办法本课程的考核主要以实验、课堂考试和课程设计为主要内容，占总评成绩的60%；平时表现、课堂作业和互动讨论为其余40%。

要求课堂考试成绩在60分以上，其他各环节达到规定要求。