leyu体育现代电力电子技术原理与应用现代电力电子技术原理与应用50120021第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日2第章关于本课程学习方式•阅读•讲授、讨论•实验•测验、考试现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日3第章关于本课程成绩评定阅读报告成绩（20%）课上测验成绩（20%）实验成绩（30%）最终考试成绩（30%）+总成绩（100%）现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日4第章关于本课程关于阅读报告•1000字左右（one-pagereport）•原创（注明参考文献）•综述、分析、比较•直接leyu体育、简洁的非文学文字•修改与润色现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日5教学网页：章关于本课程电子邮件地址：现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日6第章关于本课程本周阅读报告（一周后提交）“AC/DC换流器”邮件主题“Readingreport”现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日7第一章绪论关键词•开关（电力电子器件）•电能形态•效率•器件非线性（单向导电）现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日8第一章绪论关键词：图示开关器件开关电能形态理论效率：100％现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日9第一章绪论电力电子技术与信息电子技术•处理的对象不同•设计电路的出发点与准则不同•源自相同的技术基础•技术发展的“分”与“合”现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日10第一章绪论电力电子技术的任务•处理、控制电能的形态•处理、控制电能的流动•向用户提供最佳的电压和/或电流•满足工艺要求•节约能源现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日11第一章绪论电能：主要用于传输的能源形态现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日12第一章绪论电能的优点•容易输送与分配•容易（且必须）与多种形式的能源相互转换•在某种程度上易于控制（通、断；升、降压）•可满足从毫瓦级（甚至更小）到G瓦级（甚至更大）功率源需求现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日13第一章绪论电能的优点•容易输送与分配•容易（且必须）与多种形式的能源相互转换•在某种程度上易于控制（通、断；升、降压）•可满足从毫瓦级（甚至更小）到G瓦级（甚至更大）功率源需求•瓦以下：移动设备中的电源•数瓦至数千瓦：电脑或办公设备电源•数千瓦至数兆瓦：调速驱动装置•数千兆瓦（GW）：HVDC现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日14第一章绪论电能的生产、输送与消费中面临的问题•不同能量形式的转换•难于直接以电的形式储存能量•电能形态的多样性与各自的适用场合•适合电力网输电的电能形态与电能形态之间的转换现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日15第一章绪论电能形态的多样性现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日16第一章绪论电能形态的多样性现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日17与电能形态转换有关的问题第一章绪论•电能总是与能量形式的相互转换•与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关•不同的应用对不同电能形态的需求•广阔的应用领域•实现的可能性现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日18与电能形态转换有关的问题第一章绪论•电能总是与能量形式的相互转换•与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关•不同的应用对不同电能形态的需求•广阔的应用领域•实现的可能性电能形态：能源形式；负载类型；转换过程的优劣现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日19与电能形态转换有关的问题第一章绪论•电能总是与能量形式的相互转换•与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关•不同的应用对不同电能形态的需求•广阔的应用领域•实现的可能性信息处理、电机、通信系统、遥感、制造业、等等现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日20与电能形态转换有关的问题第一章绪论•电能总是与能量形式的相互转换•与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关•不同的应用对不同电能形态的需求•广阔的应用领域•实现的可能性变压器（磁耦合）：AC；化工过程：DC；交流电机：AC；直流电机：DC输电：高电压；用电：低电压现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日21与电能形态转换有关的问题第一章绪论•电能总是与能量形式的相互转换•与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关•不同的应用对不同电能形态的需求•广阔的应用领域•实现的可能性遍及电力系统中发电leyu官网、输电、配电、用电各环节现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日22与电能形态转换有关的问题第一章绪论•电能总是与能量形式的相互转换•与几乎所有“电类”工程师从事的工作有关•不同的应用对不同电能形态的需求•广阔的应用领域•实现的可能性足够容量、足够开关速度的电力电子器件已面世，提供了实用化电力电子装置的基础现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日23电力电子装置（换流器）概念框图第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日24换流器的功能第一章绪论•DC/DC：改变、控制电压高低•AC/DC：变交流（市电）为可控直流•DC/AC：变直流为可控（正弦）交流•AC/AC：改变并控制电压频率和幅值现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日25：换流器中几乎必不可少第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日26换流器效率第一章绪论•高效率：低损耗的换流器•低损耗：换流器体积小、重量轻•低损耗：换流器可靠性高•低损耗：某些场合决定装置能否实现效率：换流器最重要的指标之一现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日27电力电子技术：定义第一章绪论Definition:Powerelectronicsinvolvesthestudyofelectroniccircuitsintendedtocontroltheflowofelectricalenergy.Thesecircuitshandlepowerflowatlevelsmuchhigherthantheindividualdeviceratings.现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日28构成换流器电路的元器件第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日29例：DC/DC换流器：功能要求第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日30例：DC/DC换流器实现：电阻分压器第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日31例：DC/DC换流器实现：串联式线性稳压器第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日32例：DC/DC换流器实现：单刀双掷开关第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日33例：DC/DC换流器实现：单刀双掷开关第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日34例：DC/DC换流器实现：开关型电路原理图第一章绪论低损耗低通滤波器开关型降压换流器（Buck换流器）现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日35例：DC/DC换流器实现：（稳压输出）第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日36研究内容•电力电子器件•电力电子电路•电力电子装置与应用第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日37与相关学科的关系•电路理论•信号处理•系统与控制论•电力系统•电机学•……第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日38第一章绪论电力电子技术与学科现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日39电力电子电路的特点第一章绪论•非线性电路•含有高速动作的开关•电压、电流的有效（有用）成分与成分•损耗的影响与分析现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日40分析电力电子电路的方法第一章绪论•非线性电路•含有高速动作的开关•电压leyu体育、电流的有效（有用）成分与成分•损耗的影响与分析转换成线性电路处理：•不同时段应用不同的电路•何时更换电路？现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日41分析电力电子电路的方法第一章绪论•非线性电路•含有高速动作的开关•电压、电流的有效（有用）成分与成分•损耗的影响与分析•重复平衡模式的概念•电感元件的伏－秒平衡•电压（电流）的平均值近似现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日42分析电力电子电路的方法第一章绪论•非线性电路•含有高速动作的开关•电压、电流的有效（有用）成分与成分•损耗的影响与分析器件模型的近似程度现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日43分析电力电子电路的方法第一章绪论•相对简单的主电路与相对复杂的控制电路•开关器件的多样性•开关器件特性的复杂性现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日44分析电力电子电路的方法第一章绪论•相对简单的主电路与相对复杂的控制电路•开关器件的多样性•开关器件特性的复杂性•认为的工作是理想•在电路图中不画出现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日45分析电力电子电路的方法第一章绪论•相对简单的主电路与相对复杂的控制电路•开关器件的多样性•开关器件特性的复杂性用理想的抽象开关代替现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日46分析电力电子电路的方法：重复平衡模式下第一章绪论•不同时段的不同线性电路•忽略高频成分•理想开关•忽略电阻•电感元件的伏－秒平衡（电容元元件的安－秒平衡）现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日47分析电力电子电路的方法：非重复模式第一章绪论现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日48分析电力电子电路的方法第一章绪论KVL与KCL不能违反的电路定律：现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日49第一章绪论电路中的开关器件：遵守KVL现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日50第一章绪论电路中的开关器件：遵守KCL现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日51第一章绪论危险的企图现代电力电子技术原理与应用2019年8月5日52第一章绪论危险的企图的后果