电力电子技术学习总结.ppt

电力电子技术学习总结 电研041班：刘春玲1提纲：一、电力电子技术的历史发展过程简介 二、课程所学主要内容总结 三、当今世界电力电子技术的发展现状及趋势 2 随着大功率半导体开关器件的发明和变流电路的进步和发展，产生了利用这类器件和电路实现电能变换与控制的技术电力电子技术。电力电子技术横跨电力、电子和控制三个领域，是现代电子技术的基础之一，是弱电子对强电力实现控制的桥梁和纽带，已被广泛应用于工农业生产、国防、交通、能源和人民生活的各个领域，有着极其广阔的应用前景，成为电气工程中的基础电子技术。前 言3电力电子的诞生 上世纪五十年代未第一只晶闸管问世，电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台，以此为基础开发的可控硅整流装置，是电气传动领域的一次革命，使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代。这标志着电力电子的诞生。第一代电力电子器件 进入70年代晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，它们是普通晶闸管不能自关断的半控型器件，被称为第一代电力电子器件。第二代电力电子器件 随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高，电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展，是电力电子技术的又一次飞跃，先后研制出大功率双极型晶体管(GTR)，门极可关断晶闸管(GTO)，功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。4第三代电力电子器件 以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表，开始向大容量高频率、响应快、低损耗方向发展。现代电力电子时代 八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。电力电子器件正朝着标准模块化、智能化、功率集成的方向发展。在国际上电力电子技术是竞争最激烈的高新技术领域。5功率半导体器件是电力电子电路的基础，通过学习掌握了多种电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数等内容。其中包括功率二极管、大功率晶体管、晶闸管、场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等。整流管是电力电子器件中结构最简单，应用最广泛的一种器件。目前已形成普通型，快恢复型和肖特基型三大系列产品，电力整流管对改善各种电力电子电路的性能，降低电路损耗和提高电流使用效率等方面都具有非常重要的作用。整流电路 1.单相整流电路可分为单相半波电路和单相桥式电路。单相 整流电流电路比较简单、成本也低、控制方便，但输出电 压波形差，谐波分量较大，使用场合受到限制。62.多相整流电路以三相整流电路为主。三相整流电路也可分为三相半波和三相桥式电路。三相整流电路输出直流电压波形较好，脉动小。因此它应用较广，尤其是三相桥式整流电路在直流电机拖动系统中得到了广泛应用。多相整流电路通常在大功率整流装置中应用。按照负载性质又可分为电阻性负载、电感性负载、反电动势负载和电容性负载。1.阻性负载：负载为电阻时，输出电压波形与电流波形形状相同，移相控制角较大时，输出电流会出现断续。2.电感性负载：负载有电感和电阻，以电感为主时，由于电感有维持电流导通的能力，当电感数值较大时，输出直流电流可连续而且基本保持不变。3.反电势负载：即负载中有反电势存在。如蓄电池充电为反电势电阻性负载，直流电机拖动系统为反电势电感性负载。反电势越大，晶闸管导通角越小。74.电容性负载一般在变频器、不间断电源、开关电源等场合使用。可控整流电路的工作原理、特性、电压电流波形以及电量间的数量关系与整流电路所带负载的性质密切相关，必须根据负载性质的不同分别进行讨论。然而实际负载的情况是复杂的，属于单一性质负载的情况是很少，往往是几种性质负载的综合，所以在分析时还要根据具体情况进行详细区别讨论。在学习整流电路过程中，根据交流电源的电压波形、功率半导体器件的通断状态和负载的性质，分析电路中各点的电压、电流波形，掌握整流电压和移相控制的关系。掌握了电路中的电压、电流波形，也就掌握了电路的工作原理。8逆变 在生产实际中除了需要将交流电转变为大小可调的直流电供给负载外，常常还要将直流电转换成交流电，即逆变过程。变流器工作在逆变状态时，如交流侧接至电网上，直流电将被逆变成与电网同频的交流电并反馈回电网，因为电网有源，则称为有源逆变。有源逆变是整流电路在特定条件下的工作状态，其分析方法与整流状态时相同，在直流电机拖动系统中可通过有源逆变将直流电机的能量传送到电网。当前,电力电子作为节能、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。9电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺改进，已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各个发达国家均在这一领域注入极大的人力，物力和财力，使之进入高科技行业，就电力电子技术的理论研究而言，目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进，在这些国家先进的电力电子技术不断开发完善，促进电力电子技术向着高频化迈进，实现用电设备的高效节能，为真正实现工控设备的小型化，轻量化，智能化奠定了重要的技术基础，也为电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景。而我国开发研制电力电子器件的综合技术能力与国外发达国家相比，仍有较大的差距，要发展和创新我国电力电子技术，并形成产业化规模，就必须走有中国特色的产学创新之路，即牢牢坚持和掌握产、学、研相结合的方法走共同发展之路。10报告完毕，谢谢！11