电子教程:新能源转换与控制技术第2章电源变换和控制技术基础知识
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电力电子技术及应用第一章电力电子技术的概述电力电子技术是指利用电子器件和电路技术,对电力进行变换、调节、控制和保护等处理的技术。
它既是电力系统的重要组成部分,又是电力工业中的核心技术之一。
电力电子技术是将电力与电子技术相结合的交叉学科,是研究电力驱动及其控制、电力变换及其调节等基础理论和应用技术,其主要应用领域包括电力系统、电力驱动、能量转换、新能源等。
第二章电力电子技术的基本理论电力电子技术的基本理论包括电力电子器件、电力电子电路、电力控制、电力调节等方面。
1. 电力电子器件电力电子器件是电力电路中的基础元件,包括晶闸管、功率晶体管、MOSFET管、IGBT管和二极管等。
其中晶闸管是最早被应用的电力电子器件,其功率比较大,但开关速度慢,一般用于直流电路中;功率晶体管、MOSFET管、IGBT管在开关速度和功率特性方面都得到了较大的提高,广泛应用于交流电路。
2. 电力电子电路电力电子电路是利用电力电子器件构成的一种特殊电路,主要包括直流-直流电路、直流-交流电路和交流-交流电路等。
直流-直流电路主要用于直流电源的升压、降压、变换和稳压等,是各种电力变换电路的核心部分;直流-交流电路主要用于交流电源的变换和调节,是各种交流电力驱动和照明装置的核心部分;交流-交流电路主要用于交流电动机的调速等。
3. 电力控制电力控制是指利用控制电路实现电力电子器件与电路的开关控制、脉宽调制、相位控制等,从而实现电力的调节和控制。
电力控制系统包括开关电源、逆变电源、直流调速、交流调速等,而控制策略主要包括脉宽调制、空间矢量调制等。
4. 电力调节电力调节是指通过电力电子技术对电力进行调节和变换。
其主要应用在变频调速、交流稳压、电动车充电等领域。
电力调节系统一般包括电源、滤波器、逆变器、负载等组成。
第三章电力电子技术的应用1. 电力系统电力电子技术在电力系统中广泛应用,主要包括无功补偿、市电汇流、直流输电等。
其中无功补偿系统是减小交流系统无功功率流的有效措施,可以提高电网的稳定性和可靠性,提高电力的使用率。
《电力电子变换和控制技术》课程教学大纲课程代码:060431007课程英文名称:Power Electronics课程总学时:40 讲课:40 实验:上机:0适用专业:电气工程及其自动化专业大纲编写(修订)时间:2017.11一、大纲使用说明(一)课程的地位及教学目标本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课,是为进入专业课学习做准备的重要必修课程,是培养电力电子技术领域高级工程技术人才的一门主干课程。
本课程的教学目标和任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法;掌握各种电力电子电路(包括AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC)的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验实训技能;熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标。
为发电厂电气部分、交直流调速控制系统、电力系统继电保护等后续课程打好基础。
通过本课程的学习,学生将达到以下要求:1.掌握常用电力电子器件的性能。
2.掌握整流装置的基本原理、控制方法、设计计算等。
3.掌握逆变装置的基本原理、控制方法、设计计算等。
4.掌握PWM控制的基本原理。
5.掌握基本变流装置的调试方法。
6.了解电力电子技术的发展趋势。
7.为后续专业课打好基础。
8.了解软开关技术(二)知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识:掌握常用电力电子器件和典型电力变换一般知识,四大类电力变换的结构特点、性能、控制方法、器件保护、应用等。
2.基本理论和方法:掌握常用电力电子器件的静态和动态特性以及器件参数的定义;掌握整流电路的结构分析以及整流电路的控制方法,主要指相位控制的整流电路;掌握逆变电路的结构分析以及逆变电路的控制方法,包括单相电压型逆变电路和单相电流型逆变电路;掌握斩波电路的结构分析以及斩波电路的控制方法,包括基本降压和升压斩波电路;掌握交流电力控制电路的结构分析以及交流电力控制电路的控制方法,包括交流调压和交流调功以及交流电子开关;掌握PWM控制技术;掌握电力电子器件的驱动和保护方法。
电力电子学——电力电子变换和控制技术(第二版)第 1 章电力电子变换和控制技术导论1 电力电子变换和控制技术导论1.1 电力电子学科的形成1.2 电力电子变换和控制的技术经济意义1.3 开关型电力电子变换的基本原理及控制方法1.4 开关型电力电子变换器基本特性1.5 开关型电力电子变换器的应用领域课程学习要求1.1 电力电子学科的形成1.电力技术2.电子技术3.电力电子技术1.电力技术✓电力技术是一门涉及发电、输电、配电及电力应用的科学技术。
✓利用电磁学(电路、磁路、电场、磁场的基本原理),处理发电、输配电及电力应用的技术统称电力技术。
2.电子技术✓电子技术又称为电子学,它是与电子器件、电子电路以及电子设备和系统有关的科学技术。
✓电子技术是研究电子器件,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。
✓又称为信息电子技术或信息电子学。
(Power Electronics)3.电力电子技术✓也称为电力电子学。
✓利用电力电子开关器件组成电力开关电路,利用集成电路和微处理器构成信号处理和控制系统,对电力开关电路进行实时、适式的控制,经济有效地实现开关模式的电力变换和电力控制,包括电压(电流)的大小、频率、相位和波形的变换和控制。
✓是综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科。
✓电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲3.电力电子技术(Power Electronics)典型的电力电子系统框图1.2 电力电子变换和控制的技术经济意义✓为了满足一定的生产工艺和流程的要求,供电电源的电压、频率甚至波形都必须满足各种用电设备的不同要求。
✓将发电厂生产的单一频率和电压的电能变换为各个用电设备最佳工况所需要的另一种特性和参数(频率、电压、相位和波形)的电能,再供负载使用,用电设备可以获得更好的技术特性和更大的经济效益。
1.3 开关型电力电子变换的基本原理及控制方法1.电力变换的类型2.交流机组实现电力变换3.利用开关器件实现电力变换的基本原理1.电力变换的类型✓电源可分为两类:直流电(D.C),频率f=0交流电(A.C),频率f 0✓电力变换按电压(电流)的大小、波形及频率变换划分为四类基本变换及相应的四种电力变换电路或电力变换器。
新能源电源变换技术总结
新能源电源变换技术是近年来电力行业发展的重要领域。
随着环保意识的增强和能源消耗的增加,新能源电源变换技术逐渐成为电力行业的主要研究方向,以满足市场需求和可持续发展的要求。
新能源电源变换技术是指将不同类型的电源转换为适合特定用途的电源的技术。
例如,将太阳能或风能等可再生能源转化为交流电,以供电力系统使用。
新能源电源变换技术的发展,为可再生能源的利用提供了强有力的支持。
新能源电源变换技术的应用范围非常广泛。
不仅可以用于太阳能和风能等可再生能源的利用,还可以用于直流电的变换,以及交流电的变换。
此外,在电动车、航空航天、电子产品等领域,新能源电源变换技术也有着广泛的应用。
第三,新能源电源变换技术的发展趋势是向智能化、高效化、轻量化和可靠性方向发展。
随着科技的不断发展,新能源电源变换技术也在不断地升级和改进。
例如,采用数字信号处理技术,可以提高变换器的控制精度和可靠性。
采用高频开关技术,可以减小变换器的体积和重量,提高变换器的效率。
新能源电源变换技术的发展离不开政策和市场的支持。
政府部门应加大对新能源电源变换技术的投入和支持,鼓励企业加大研发投入,提高技术水平,推动新能源电源变换技术的应用和发展。
同时,市
场需求也是新能源电源变换技术发展的重要推动力,市场需求的增加将促进新能源电源变换技术的应用和发展。
新能源电源变换技术是电力行业发展的重要领域,具有广泛的应用前景和发展潜力。
在未来的发展中,新能源电源变换技术将不断地升级和改进,以适应市场需求和可持续发展的要求。
新能源电力变换与控制技术嘿,咱今儿个就来聊聊这新能源电力变换与控制技术。
你说这电啊,那可真是咱生活中离不开的宝贝呀!就好像是我们身体里流淌的血液一样重要。
新能源电力变换,这可不是什么简单的事儿。
你想想看,那些新能源,像太阳能啦、风能啦,它们可不是那么乖乖听话的,得通过各种技术手段把它们变成我们能直接用的电。
这就好比是把一堆乱七八糟的食材,通过大厨的精心烹饪,变成一道道美味佳肴。
控制技术呢,那就像是个厉害的指挥官。
它得指挥着这些电能乖乖地按照我们的要求去流动,去工作。
要是没有它呀,那电可就像没头苍蝇一样乱撞啦!咱平常家里用的电,可都是经过了一系列复杂的过程才来到我们身边的。
从发电站出来,经过长长的电线,再通过各种变电设备,最后才能进入我们的家里。
这其中的每一步都离不开新能源电力变换与控制技术呀!你说要是没有这些技术,那我们的生活会变成啥样呢?晚上没有明亮的灯光,夏天没有凉爽的空调,冬天没有温暖的暖气。
哎呀,那可真是不敢想象啊!就拿太阳能来说吧,太阳那么大的能量,要是不能好好利用起来,那多可惜呀!通过新能源电力变换技术,我们就能把太阳能变成电能,给我们的生活带来便利。
而且控制技术还能让这些电能更稳定、更安全地为我们服务呢!再想想那些大型的工厂、企业,要是没有先进的新能源电力变换与控制技术,他们的生产效率能高吗?肯定不行呀!所以说,这技术可真是太重要啦!咱国家现在对新能源的发展那可是相当重视的呀!为啥呢?因为这不仅关系到我们每个人的生活,还关系到国家的未来发展呢!有了这些技术,我们就能更好地利用新能源,减少对传统能源的依赖,还能保护环境呢!你看现在马路上跑的那些电动汽车,不也是靠新能源电力变换与控制技术才能跑得那么欢快嘛!这技术让我们的出行变得更加环保、更加便捷。
所以说呀,新能源电力变换与控制技术就是我们生活中的大功臣!我们可得好好珍惜它,让它为我们的生活创造更多的美好。
总之,新能源电力变换与控制技术可太重要啦!它就像是一个神奇的魔法,让我们的生活变得更加丰富多彩。
电力电子技术知识点讲义汇总——天天向上图文工作室独家整理复习笔记知识点第1章绪论1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。
2 电力变换的种类(1)交流变直流AC-DC:整流(2)直流变交流DC—AC:逆变(3)直流变直流DC—DC:一般通过直流斩波电路实现(4)交流变交流AC—AC:一般称作交流电力控制3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。
第2章电力电子器件1 电力电子器件与主电路的关系(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路.(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件.2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗.3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。
(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。
(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。
(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。
4 电力电子器件的分类根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件.如SCR晶闸管.(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。
如GTO、GTR、MOSFET 和IGBT.(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。
如电力二极管。
根据驱动信号的性质分类(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件.如SCR、GTO、GTR.(2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件.如MOSFET、IGBT。
根据器件内部载流子参与导电的情况分类(1)单极型器件:内部由一种载流子参与导电的器件。
《新能源电源变换技术》课程标准一、课程基本情况一、课程编码及课程名称课程编码:16123301课程名称:新能源电源变换技术二、学时及学分总学时数:88,其中,讲授学时:64,实践(实验)学时:24。
学分:4三、适用专业及开设学期适用专业:光伏发电与应用技术专业开设学期:第4学期四、课程的性质、目标和任务新能源电源变换技术是可再生能源领域中占有重要地位的一门学科,它包括太阳能、风能、生物质能、可燃冰、潮流能、潮汐能、波浪能、温差能和盐差能等利用技术。
这些能源的应用研究内容主要是计算各方面自然存在的能量,再通过研究不同机构用其吸收这些能量,将其转换为机械能,带动发电机工作。
它的应用是一门多学科的综合技术,这包括大气环境、海洋环境学、流体力学、机械设计、电工及电控学等。
通过课程学习使学生掌握新能源能利用技术的基本理论与研究方法。
通过学习使学生了解太阳光伏、太阳热能、风能、生物质能、潮汐能、地热能等可再生能源发电及燃料电池发电技术;了解电力系统中的各种储能技术及最新发展,包括超导储能、飞轮储能、电池储能、超级电容及抽水蓄能技术等;了解用于可再生能源的电力变换技术,包括变换拓扑、工作原理及性能分析;以及分布式发电系统和主干系统的相互影响及其运行与控制;了解国内外最新的可再生能源发电应用工程情况等。
五、课程的基本要求通过该课程学习可使学生了解可再生能源的生成、特点及利用方法,使学生基本掌握新能源应用研究的技术手段。
掌握太阳能、风能发电的机理及设备;燃料电池发电的机理;各种储能技术;电力电子功率变换电路;分散电源对大系统的影响分析等。
六、课程教学内容第一章绪论(共2学时)(一)本章教学目的和要求通过本章学习,对本课程所学习的知识有一个初步的了解,掌握课程的学习方法。
要求学生对能源有一个概括的认识。
(二)教学内容第1章新能源发电与控制技术导论1.1能源储备与可持续发展战略1.1.1我国的能源结构与储备1.1.2我国的可持续发展战略1.2能源的分类与基本特征1.2.1能源的分类1.2.2能源的基本特征1.2.3新能源及主要特征1.2.4分布式能源及主要特征1.3新能源发电——能源转换的重要形式1.3.1新能源发电技术的应用1.3.2我国新能源发电的现状1.3.3新能源发电及电源变换的主要形式1.4新能源发电与控制技术的经济意义1.4.1能源是经济发展的引擎1.4.2新能源发电的经济意义本章小结(三)重点与难点重点:1.能源的基本分类难点:1.新能源的开发及发展趋势第2章电源变换和控制技术基础知识(6学时)(一)本章教学目的和要求通过本章学习,对本课程所学习的知识有一个初步的了解,掌握常用电力电子器件的基本知识、使用方法。
实验六电能变换技术电能变换技术是现代电力电子技术的核心。
它是利用现代电力电子技术和手段把某种电能(如电力网的交流电、蓄电池可输出的直流电等)变换成另外一种用途和特性的电能。
例如,开关电源可把电力网的交流电变换成供电子电路使用的低压直流电、逆变器可把蓄电池的直流电变换成普通交流电器使用的交流电、变频器可把50Hz的交流电变换成供三相异步电机调速使用的电压和频率可调的交流电、DC-DC变换器可以把低压直流电变换成高压直流电,也可以把高压直流电变换成低压直流电等等。
一、实验目的1.了解电能变换技术的基本原理。
2.理解、熟悉一种直流电能变换的指导思想、技术核心和过程的相关特性。
3.掌握一种现代实用技术。
4.拓宽实验者的思维模式与空间。
二、仪器及用具专用直流电能变换实验台1个,数字示波器1台,低压直流稳压电源1台,直流电压表1块,直流电流表1块,滑线电阻器1只。
三色导线若干根。
三、原理现代电力电子的核心技术之一是采用高频开关方法。
它通过高频开关可把低频交流电或直流电变换成高频交流电,通过变压器得到所希望的电压,然后再通过电感、电容、二极管等器件获得具有一定特性的电能。
如光伏电力系统中的正弦波逆变器。
这种逆变器可有两种变换方案。
一种方案是先利用高频开关、采用正弦脉宽调制逆变技术得到正弦脉宽调制的脉动工频交流电,再经电感、电容滤波得到纯正的工频交流电,最后通过工频变压器调整电压得到最终需要的符合供电要求的工频交流电,其原理如图6.1所示。
图6.1 电能变换方案之一第二种方案是先采用高频开关逆变产生高频交流电,下一步由变压器达到希望的电压值,再使用高频变压器获得所需电压的高频交流电,然后经高频整流、滤波得到高压直流电。
最后,高压直流再经正弦脉宽调制、逆变、滤波得到纯正弦波工频交流电。
其工作过程示意由图6.2所示。
直高高高高流频频频压电开变整直能关压流流正弦逆滤交调变波电制图6.2电能变换方案之二本实验主要实践与光伏电力装置相关的DC/DC变换技术。