绪论电力电子技术

绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-1电力电子技术任课教师：刘志刚、梁晖、阳冠欧绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-2绪论绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-3课程性质•《电力电子技术》是一门跨学科的、利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》由三部分内容组成。–电力电子器件–电力电子电路–电力电子系统及其控制•《电力电子技术》是考研专业课程之一。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-4主要任务培养学生：•了解电力电子技术的发展动向和应用领域。•了解与熟悉常用的电力电子器件的工作机理、电气特性和主要参数。•理解和掌握基本的电力电子电路的工作原理、电路结构、波形的原理、电气性能、分析方法和参数计算，并能进行初步的设计。•对电力电子电路具有一定的实验和调试能力。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-5课程教学内容•绪论•第一章电力电子器件的原理与特性•第二章相控整流电路•第三章有源逆变电路•第四章直流斩波器•第五章交流调压电路和脉冲变流电路•第六章无源逆变电路•第七章相控交－交变频电路（周波变换器）•第八章电力电子器件的门（栅）极控制电路绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-6第一章电力电子器件的原理与特性•了解电力电子器件的发展、分类与应用，理解和掌握晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR或BJT)、电力场效应晶体管(电力MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等常用的电力电子器件的工作机理、电气特性和主要参数。•重点：各种电力电子器件原理、性能上的不同点，各自应用的场合。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-7第二章相控整流电路•理解和掌握单相桥式、三相半波、三相桥式等整流电路的电路结构、工作原理、波形的道理、电气性能、分析方法和参数计算。•重点：波形分析和基本电量计算的方法。•难点：不同负载对工况的影响和整流器交流侧电抗对整流电路的影响绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-8第三章有源逆变电路•理解和掌握单相、三相有源逆变电路的工作原理，有源逆变的应用和整流电路的功率因数及其改善的方法•重点：波形分析法，有源逆变的条件和有源逆变失败的原因。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-9第四章直流斩波器•了解直流斩波器的工作原理及控制方式，掌握直流斩波器的基本电路、波形分析及电路参数计算，一般了解各种换流电路。掌握多相多重型斩波电路、多象限斩波电路。•重点：掌握各种斩波电路的波形分析及工作原理。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-10第五章交流调压电路和脉冲变流电路•掌握交流调压器的基本类型、用途和电路，简要分析单、三相交流调压电路，理解和掌握交流斩波调压的原理与基本性能，理解脉冲整流电路的基本原理（包括电压型和电流型）。能进行电流型与电压型脉冲整流器的性能特点比较，了解这些变流器的工作应用。•重点：电流型与电压型脉冲整流器的原理、主要方程式及相量图。•难点：基本能量关系。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-11第六章无源逆变电路•掌握无源逆变电路的概念、原理及分类，重点掌握三相桥式逆变电路的原理与参数，了解新器件（IGBT）构成的三相逆变电路及三点式逆变电路及器件容量的选择方法、原则，一般了解SCR及IGBT谐振式逆变电路，简单了解麦氏三相逆变电路及参数计算，掌握电流型逆变电路，掌握逆变电路的调压、脉宽调制和谐波消除方法，掌握电力电子器件的缓冲电路。•重点：掌握三相桥式逆变电路的原理与参数、脉宽调制和谐波消除方法。•难点：麦氏三相逆变电路的分析。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-12第七章相控交－交变频电路•掌握交－交变频电路（周波变换器）的原理及电路，分析其优缺点。了解倍频电路、无环流单相－单相周波变流电路，掌握三相周波变流器的有环流运行及电流型单相－三相交－交变频电路。•重点：交－交变频电路（周波变流器）的原理及电路。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-13第八章电力电子器件的门（栅）极控制电路•掌握晶闸管对触发电路的要求，了解单结晶体管及普通晶体管移相触发电路及GTO、IGBT、MOSFET等器件对触发电路的要求。•重点：掌握IGBT触发电路。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-14课程的教学基本要求•课堂讲授•作业•实验•考试绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-15本课程与其他课程的联系•本课程的先修课程为：电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、电机学。•想更加深入了解电力电子器件的半导体物理原理的学生可选修电力电子器件。•本课程为学习电传动控制基础、电力电子装置及控制、高频电力电子技术等课程奠定了基础。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-16所涉及到的理论•微电子技术–模拟电路–脉冲与数字电路–计算机应用•电路理论•电力系统理论•自动控制原理与系统•电机学及电机拖动绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-17学科的根本目的•对电能进行变换，包括对电压、电流、频率和相位的变换。•四种基本变换形式–AC～DC整流–DC～AC逆变–DC～DC斩波–AC～AC交交变频绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-18本学科存在与发展的必然性•为获得某些优良的控制特性；•节能；•环保的要求，或称绿色电力电子装置。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-19本学科的特点•实践性强•发展迅速•与现代新技术紧密结合•功率范围大，从几瓦到数百兆瓦以上•广阔的应用前景–工业、能源、交通、国防、金融–家用电器，等等绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-20学习、应用中应特别注意的问题•功率因数•谐波•效率•系统价格（成本）、性能、性能价格比•能量变换的基本观点绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-21考试方式与成绩评定•平时作业：10％•期中考试：20％•实验：10％•期末考试：60％绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-22如何学习好本课程•基本原理;•基本电路分析、波形分析；•元器件的使用；•对控制电路的要求。绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-23参考书目•半导体变流技术（第三版）–黄俊机械工业出版社•电力电子技术（第一版）–周明宝机械工业出版社•现代电力电子技术（第一版）–张立科学出版社•电力电子技术习题集（第一版）–叶斌中国铁道出版社绪论February14,2000北方交通大学电气工程系0-24其它•电力电子技术的未来和发展，及其应用的领域。•有关课程建设与改革。－－THEEND－－