电力电子技术课程概述

图7.32 电压型交直交系统再生制动时的等值电路
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电力电子技术 PWM整流器在可再生能源中的应用
– 可再生能源（风能、太阳能、潮汐发电、水 力发电等）不可控 ，不能直接并入电网 。
– 太阳能发电并网系统
TD1 TD3 TD5
L C
Salor Array
VDC
Lf
Cf
TD4
TD6
TD2
图7.36 太阳能发电并网系统原理图
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电力电子技术
其它方面的应用
• 常规电源：不停电电源、开关电源、微机及仪器 仪表电源、航空电源、通信电源等。 • 专用电源：电化学电源、蓄电池充电放电、电子 模拟负载、电解水电源、交流电子稳 压电源、脉冲功率电源等； • 新型能源：如太阳能电池，风力发电等； • 节能： 如利用变频器调节电动机转速
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电力电子技术
三、整流电路基本工作原理
• 整流——交流到直流的变换
– 不控整流（二极管） – 相控整流（晶闸管） – PWM整流（IGBT）
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电力电子技术
相控整流电路的一般结构
• 主电路: －交流电源：工频电网或整流变压器
－滤波器：为保证电流连续
－负载：阻性负载、阻感负载、反电势负载等 • 控制电路：模拟控制、数字控制、单片机、DSP
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电力电子技术
单相桥式全控整流电路
• 工作原理（正半周）
ud
0 π
2 π
－ωt＝：发脉冲，T1T4导通
－ωt＝π：iT1=iT4=Id，T1T4仍然 导通，T2T3承受正电压
Ud
ωt
a
i2
u2 u2
i2 Id
u2
－ωt ＝π＋：T2T3导通，T1T4

《电力电子技术》说课
说课内容
1 课程性质与作用
2 课程整体设计
3
教学内容
4 教学方法与手段
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课程性质与作用
课程性质
自动化专业基 础课
针对岗位
企业生产第一线 产品装配、调试、 检验、维修、生 产管理、产品后 服务岗位
能力培养
识别电力电子器件 能力 掌握器件使用与保 护技术 相控整流电路分析 能力 单相相控整流电路 设计安装能力 故障排除能力
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教学内容
教材
❖ 主教材：《电力电子技术》黄家善主编
机械工业出版社， 2005年1月第二版；
❖ 教学辅助教材：《电力电子器件及其应用》，李序葆.赵永健编， 机械工业出版社，2004年6月
动化系编
《可控整流装置》北京电机修理厂、清华大学自
科学出版社， 1971年6月
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教学方法与手段
多媒体教学
课堂板书讲解
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课程整体设计
课程教学实施思路： ❖ 理论教学主要结合在项目实验中进行。 ❖ 课程的教学以项目作为核心实例带动知识点讲授，
每一个项目分解为若干个工作任务，通过每一个工 作任务使学生掌握必要的理论知识和技能。 ❖ 大部分内容在实验室中进行理论实践一体化教学， 可先讲再实践，或先实践再分析理论知识，或边讲 边练，讲练结合，工学交替，理论教学与实践教学 同步进行。
“设计实验”根据敖教与学的客观实际并结会现有条件设计 一实用电路，以实现简单的调压或调速。
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课程整体设计
项目设计（课程设计）
❖ 在项目实训中鼓励学生将课外活动或生活见到的 应用纳入教学设计活动中来，课内外学习相互结 合，使学生视野开阔、能力增强。
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课程整体设计

电力电子技术课程大纲一、课程简介电力电子技术是现代能源领域的重要分支，本课程旨在介绍电力电子技术的基本原理、应用场景和发展趋势，培养学生的电力电子设计和应用能力。

二、课程目标1. 了解电力电子技术的基本概念和原理；2. 熟悉电力电子器件的特性和使用方法；3. 掌握电力电子系统的设计和优化方法；4. 学会应用电力电子技术解决实际问题。

三、教学内容1. 电力电子器件1.1 二极管、晶闸管、可控硅等基本器件的原理和特性；1.2 MOSFET、IGBT等新型器件的原理和应用；1.3 调制技术在电力电子器件中的应用。

2. 电力电子转换器2.1 单相和三相整流电路的原理和控制方法；2.2 逆变电路的原理和应用；2.3 DC/DC变换器和DC/AC变换器的设计和调试。

3. 电力电子系统3.1 交流调速系统的原理和设计；3.2 UPS电源系统的结构和工作原理；3.3 电动汽车充电桩的设计与实现。

4. 典型应用案例4.1 可再生能源并网发电系统；4.2 交通运输电力电子系统；4.3 工业电力电子系统。

五、教学方法1. 理论讲授：通过课堂讲解，系统阐述电力电子技术的基本理论和原理；2. 实验操作：通过实验室实践，让学生熟悉电力电子器件的使用和系统的设计；3. 课程设计：通过综合实践项目，培养学生的应用能力和创新能力；4. 论文撰写：鼓励学生进行课程相关的研究，并撰写学术论文。

六、教材及参考资料1. 主教材：《电力电子技术导论》，作者：XXX；2. 参考资料：- 《现代电力电子技术》，作者：XXX；- 《电力电子技术应用与实践》，作者：XXX；- 《电力电子器件及其应用》，作者：XXX。

七、考核方式1. 平时成绩：包括出勤率、课堂表现和实验报告等；2. 期中考试：笔试形式，考察学生的理论基础和应用能力；3. 期末考试：笔试形式，综合考察学生的知识掌握程度和综合应用能力；4. 实践项目：要求学生完成一个与电力电子技术相关的实践项目，并撰写实践报告。

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0.1 电力电子技术概述
（3）控制技术 相位控制； 通断控制； 脉冲宽度控制（PWM 控制技术）； 软开关技术等。
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0.2 电力电子技术的发展
◆一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第 一个晶闸管为标志的。 ◆电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心发展起来的。 20世纪80年代以来，微电子技术与电力电子技术相结合而产生了一代高频 化、全控型的电力电子器件，从而使电力电子技术跨入了现代电力电子技 术的新时代。
变频空调 器、洗衣 机、电冰 箱、微波 炉等 。
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0.3 电力电子技术的应用
◆电力系统 ☞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。 ☞直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整
流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置，而轻型直流输电则主 要采用全控型的IGBT器件。近年发展起来的柔性交流输电（FACTS） 也是依靠电力电子装置才得以实现的。
☞晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）、静止 无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等电力电子装置大量 用于电力系统的无功补偿或谐波抑制。在配电网系统，电力电子装置 还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质 量控制，改善供电质量。
☞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。
风电场
总之，电力电子技术的应用越来越广，其地位也越来越重要。
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0.4 本课程教学要求和学习方法
1、学习本课程的要求
（1）掌握晶闸管、电力MOSFET、IGBT等电力电子 器件的结构、工作原理、特性和使用方法；