电力电子技术-李久胜02

哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.1电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育电力电子技术主讲教师：李久胜电力电子技术第1讲1绪论（1）哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.3电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育1绪论本章主要内容：‰电力电子技术的含义是什么?‰它由哪些基本技术组成?‰它的应用范围是什么?本章将就这些内容阐述电力电子技术的概貌。‰教材内容介绍和使用说明‰学时：2哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.4电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育1.1电力电子技术（学）的含义电力电子技术定义：使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。1.电力电子技术（PowerElectronics)在工程技术中的位置工程的内容：对资源获取、加工处理和利用工程的对象：资源三大资源包括：材料、能源或能量、信息从工程的对象和内容及手段几方面理解电力电子技术‡对象：能量中的电能‡阶段：对电能的加工和利用‡手段：利用半导体器件与电子技术的关系？哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.5电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育电力电子技术是应用在电力变换领域的电子技术。为什么要对电力（电能）进行变换？哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.6电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育2.电力（电能）变换的目的和作用电力系统的主体：固定频率50或60Hz的交流电作为主体。为什么采用交流电作为电力网的主体？使用电力时固定频率的交流电未必总是最佳选择：‡有利于大功率电能远距离传输‡直接驱动交流感应电动机（工业传动的主要形式）‡需要改变频率，如变频空调‡将交流电变成直流电，如微机电源电能变换举例：电车控制、利用自然能发电哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.7电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育例1：电车（地铁等）用设置在车底下的变流装置控制来自架空线的直流电流，对电动机进行调速。图1.1电车的调速方式哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.8电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育例2：自然能发电（太阳能和风能）在采用自然能发电时，必须控制变化的发电功率。图1.2太阳能发电能量流程图1.3风能发电能量流程哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.9电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育3.电力电子技术的学科特点和应用领域‡学科基础：20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的边缘技术学科电力电子技术广泛应用于电气工程中，是电气工程这个学科中最活跃的一个分支。哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.10电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育‡应用领域不断扩大，对电力电子装置的需求迅速增长现代工业、交通运输、军事装备、尖端科学等领域，科技的发展和进步¾一方面，推动了电力电子技术的发展。¾同时，对电能变换的需求将会进一步提高。（据统计70％的电能都是经过变换后才使用，随着科技的发展，电能变换的比例将会进一步提高。）人类生活质量和生存环境的改善，都依赖与高品质的电能。能源是人类永恒的话题，电能是最优质的能源。电力电子技术是电能变换的技术，是把粗电变精电的技术。电力电子技术将青春永驻！电力电子技术是电气工程领域的新学科和迅速发展的朝阳产业。电能变换有哪些类型？哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.11电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育1.2电能变换的基本特点1.电能变换的种类逆变直流斩波交流电力控制变频、调功整流直流交流交流直流输出输入电能变换的含义：在输入与输出之间，将电压、电流、频率（含直流）、相位、相数中的一项以上加以改变。电力变换四大类型电能变换是如何实现的？哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.12电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育2.电能变换的基本原理将电能任意地、高效率地变换和控制，应采用开关控制方式（电路）。方式1：AC-DC利用S1～S4的导通与关断的组合，可由交流形成直流。同时，控制开关导通的时间，可控制直流电压大小。电路结构负载电压波形S1S2S3S4ottS1S4S2S3S1S4在功率变换电路中，为了尽量提高电能变换的效率，所以器件只能工作在开关状态，这样才能降低损耗。哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.13电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育方式2：AC-AC控制S1,S2开关导通的时间，可控制交流电压大小。电路结构负载电压波形S1S2tS1S2S1哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.14电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育方式3：DC-DC利用S的导通和关断，控制负载上的直流电压。电路结构负载电压波形StDCS通S断S通S断S通平均电压哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.15电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育方式4：DC-AC利用S1～S4的导通与关断的组合，将负载电压值控制在正负范围。同时，可控制负载上交流电压的频率。电路结构负载电压波形S1S2S3S4负载DCtS1S4S2S3S1S4S2S3S1S4哈尔滨工业大学远程教育文件:电力电子技术01.16电力电子技术绪论(1)哈尔滨工业大学远程教育本讲总结1.1电力电子技术（学）的含义电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术是电气工程领域的新学科和迅速发展的朝阳产业。1.2电能变换的基本特点电能变换指在输入与输出之间，将电压、电流、频率（含直流）、相位、相数中的一项以上加以改变。将电能任意地、高效率地变换和控制，应采用开关控制方式（电路）。电能变化电路有四种基本类型。重点：电能变换的含义和变换电路的基本类型。难点：电力电子电路应采用开关控制方式实现电能变换。