哈工大现代电力电子技术课件1-DC-DC
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•电力电子技术概述•电力电子器件•整流电路与逆变电路•直流-直流变换器目录•交流-交流变换器•电力电子技术应用实例定义与发展历程定义发展历程应用领域及重要性应用领域重要性提高能源利用效率、实现节能减排、促进可再生能源发展等方面具有不可替代的作用。
基本原理与分类基本原理分类0203PNPN四层半导体结构阳极、阴极和控制极晶闸管的基本结构和工作原理01触发导通和关断过程晶闸管的派生器件快速晶闸管01 02 03电力晶体管(GTR)结构特点和工作原理驱动电路和保护电路电力场效应管(结构特点和工作原理驱动电路和保护电路主要参数和特性曲线01 02 031 2 3010203040102 03整流电路原理整流电路分类整流电路应用逆变电路原理逆变电路分类逆变电路应用030201PWM控制技术PWM控制技术原理通过调节脉冲宽度或频率,实现对输出电压或电流的控制。
PWM控制技术应用电机调速、电源管理、照明控制等。
PWM控制技术优势高效率、高精度、低噪声等。
工作原理电路结构控制方式应用领域电路结构工作原理应用领域控制方式两种,也可采用滞环控制等非线性控制方法。
应用领域应用于需要宽范围电压输出的场合,如太阳能逆变器、不间断电源(UPS )等。
工作原理通过控制开关管的导通和关断时间,实现输入电压到输出电压的升降压变换。
电路结构升降压型变换器主要由输入滤波电路、开关管、储能元件(如电感或电容)和输出滤波电路组成,与升压型变换器类似,但增加了降压功能。
控制方式可采用PWM 、PFM 或滞环控制等非线性控制方法,实现输出电压的稳定调节。
升降压型变换器工作原理通过控制晶闸管的导通角来调节输出电压的大小。
优点结构简单,控制方便,效率高。
缺点输出电压波形畸变较大,谐波含量高。
应用领域灯光控制、电机软启动等。
工作原理能够实现快速、无级调节负载功率。
优点缺点应用领域01020403电加热、电焊机等。
通过控制晶闸管的通断时间来调节负载功率的大小。
contents•电力电子技术概述•电力电子器件目录•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电力电子技术的定义与发展定义发展历程如太阳能、风能等可再生能源的转换与利用。
如电动汽车、电动自行车等电机驱动系统的控制。
如智能电网、分布式发电等电力系统的优化与控制。
如变频器、伺服系统等工业自动化设备的控制。
能源转换电机驱动电力系统工业自动化高效率、高功率密度智能化、数字化绿色化、环保化多学科交叉融合晶闸管(Thyristor 可控的单向导电性,用于可控整流电路Power Diode )具有单向导电性,可用于整流电路010402050306电力晶体管(Giant Transistor,GTR)具有耐压高、电流大、开关特性好等优点通过在门极施加负脉冲使其关断电流控制型器件,通过控制基极电流来控制集电极电流可关断晶闸管(Gate Turn-OffThyristor,GTO)具有可控的开关特性,适用于高电压、大电流场合01电力场效应晶体管(Power MOSFET )02电压控制型器件,通过控制栅源电压来控制漏极电流03具有开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好等优点04绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor ,IGBT )05结合了MOSFET 和GTR 的优点,具有电压控制、大电流、低饱和压降等特性06广泛应用于电机控制、电源转换等领域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。
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。
逆变电路逆变电路的工作原理01逆变电路的类型02逆变电路的应用031 2 3直流-直流变流电路的工作原理直流-直流变流电路的类型直流-直流变流电路的应用交流-交流变流电路的工作原理01交流-交流变流电路的类型02交流-交流变流电路的应用03电动机控制电热控制照明控制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飞机电源系统电力系统应用高压直流输电柔性交流输电分布式发电与微电网新能源应用风能发电太阳能发电风力发电机组中采用电力电子技术实现变速恒频控制,提高风能发电的稳定性和可靠性。