现代电力电子应用技术

现代电力电子技术及其应用

Modern Power Electronic Technology

课程编号：

学 时：40 学 分：2 课程性质：学位 选课对象：电气工程

内容概要：介绍了现代电力电子技术的发展状况、技术特点以及典型应用。通过对几类重要

典型应用的举例，掌握各种现代电力电子系统设计和分析的基本方法，从而为电力电子系统的设计打下基础。另外，本课程还对电力电子系统的可靠性和电磁兼容设计作了简单介绍。

建议参考教材：《开关电源的原理与设计》张占松 蔡宣三编著，电子工业出版社 2004年9

月 修订版

《电力电子技术》 西安交通大学 王兆安，黄俊主编，机械工业出版社2000

年10月 第4版

《电力电子器件及其应用》 李序葆，赵永健编著，机械工业出版社 1996

年12月 第1版

《现代电力电子技术及其应用》教学大纲

学 时：40 学 分：2

教学大纲说明

一、课程的目的和任务

讲授电力电子器件的脉宽调制（PWM）理论和技术、开关型电源变换的原理及控制技术﹑功率电子器件的驱动以及开关电源的应用等知识。同时介绍

现代电力电子技术应用及发展论文 关键词：电子技术,电力,发展,论文

现代电力电子技术应用及发展论文 介绍：现代电力电子技术的发展经历了几个不同的阶段，整流器时代、逆变器时代和变频器时代，现代电力电子技术属于变频器时代，同时又与微电子技术有效地进行了结合，这不仅使其应用范围十分广泛，而且在国民经济中的地位也变得越来越重要。　　　　1现代电力电子技术的发展趋势　　　　在当前科学技术快速发展的新形势下，随着电

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电子技术

浅谈现代电力电子技术

陈晓达

石家庄金同力科技有限公司，河北 石家庄 050000

摘要：电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，它的应用范围十分广泛，从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。 关键词：现代；电力电子技术 中图分类号：TM1 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）13-0168-01

前言

现如今的高新技术有很多都是和电网的相位、电压、电流和频率等基本参数的转换与控制相关。现代电力电子技术能实现对这些参数的高效处理与精确控翻，对大功率的电能频率的变换能够得到很好的实现，这样可以支持多项高新技术的发展。

1 现代电力电子技术的内涵

现如今电力电子技术主要是处理的对象时功率，主要是来实现高效率和高品质的用电。电力电子技术主要通过电力半导体器件和自动控制技术、计算机和电磁技术的三者综合运用来实现获取、传输、变换和利用。在各种高质量、高效和高可靠性的电源中能够起到非常重要的作用，可以让当代的电力电子技术得到很充分的运用。功率IGBT和MOSFET是非常具有代表性，其功率半导体复合器件主要具有高频、高压和大电流等的特点。这类

课后习题及答案

2.1 试说明功率二极管的主要类型及其主要工作特点。

2.2 人们希望的可控开关的理想特性有哪些？

2.3 阅读参考文献一，说明常用功率半导体器件的性能特点及其一般应用场合。

2.4 说明MOSFET和IGBT驱动电路的作用、基本任务和工作特点。

3.1 什么是半波整流、全波整流、不控整流、半控整流、全控整流、相控整流？

3.2 什么是电压纹波系数、脉动系数、基波电流数值因数、基波电流移位因数（基波功率因素）和整流输入功率因数？

3.3 简述谐波与低功率因数（电力公害）的危害，并说明当前抑制相控整流电路网侧电流谐波的措施。

4.1 画出降压换流器（Buck电路）的基本电路结构，简要叙述其工作原理，并根据临界负载电流表达式说明当负载电压VO和电流IO一定时，如何避免负载电流断续。

4.2 画出升压换流器（Boost电路）的基本电路结构，推证其输入/输出电压的变压比M表达式，说明Boost电路输出电压的外特性。

4.3 画出升降压换流器（ Buck-Boost电路）的基本电路结构，说明电路工作原理，推证其输入/输出电压（电流）间的关系式。

4.4 画出丘克换流器（ Cuk电路）的基本电路结构，说明电路工作原理及主要优点，推证其输入/输出电压（电流）间的

学习中心：江苏徐州丰县奥鹏 院校学号：C55160112090024 姓名 张先革

东 北 大 学 继 续 教 育 学 院

现代电力电子及变流技术 试 卷（作业考核 线下） B 卷（共 4 页）

总分 题号 得分 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 一、单选题（每小题2分，共10分）

1. 晶闸管是（

A

）。

A. 四层三端器件 B. 三层四端器件

C. 四个PN结的器件 D. 电压驱动型器件 2. （ C ）是双极型全控电力电子器件。 A. P-MOSFET B.TRIAC C.GTR D.GTO 3. 功率晶体管三个电极分别为( A )。

A. 发射极，基极，集电极； B.第一基极，发射极，第二基极； C.源极，栅极，漏极； D.阴极，门极，阳极。 4. 电压型交-直-交变频器中间直流环节是（ A ）。 A. 电容 B. 电感 C. 电容加电感 D. 电容加电阻 5. 三相半波可控整流电路，负载两端分别接（ B ）。

A. 整流变压器输出端和中性点

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人民邮电出版社北京

内 容 提 要

本书含电气控制和可编程控制器两大部分。第一部分介绍常用低压电器的结构、工作原理、使用方法，电气控制线路的设计与绘制；第二部分以典型实用的台达DVP系列可编程控制器为例，介绍可编程控制器的组成、原理、指令及编程、特殊模块，以及与台达工业自动化系列产品——人机界面（HMI）、变频器、伺服控制器、温度控制器等装置的通信等实例，重点介绍了系统组态及网络功能。

本书可作为高等院校自动化、电气工程及自动化、机械工程及自动化、机械电子工程及相关专业的教材，也可作为研究生及广大工程技术人员的参考书。

现代电气控制与台达DVP系列PLC应用技术

编 著 刘教瑜

责任编辑 李永涛

人民邮电出版社出版发行 北京市崇文区夕照寺街14号

邮编 100061 电子邮件 315@http://www.77cn.com.cn

网址 http://www.77cn.com.cn

北京艺辉印刷有限公司印刷

开本：787 1092 1

1电磁式电气主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?

结构为电磁机构线圈——通电生磁铁芯——扩大磁力衔铁——连接触点视磁力情 况带动触点动作、触点系统和灭弧装置此部分继电器没有

2何谓电磁机构的吸引特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎么样的配合关系 3单项交流电磁铁的大段路环断裂或脱落后在工作中会出现什么现象为什么 4常用的灭弧方法有哪些

常用的灭弧法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、狭沟或狭缝灭 弧法、真空灭弧法和六氟化硫灭弧法。

5接触器的作用是什么根据结构特性如何区分交、直流接触器

接触器是用来接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器用它可实现频繁的远距 离控制。

区分交流直流只需看下铭牌 AC是交流 DC是直流。

一般交流接触器可以用在直流电路上而直流接触器则不能用在交流电路中

6交流接触器在衔铁吸合前得瞬时为什么会在线圈中产生很大的电流冲击?直流接触器会 不会出现这种现象为什么

交流接触器的线圈是一个电感,是用交流电工作的.吸合前线圈内部没有铁心,电感很小,阻抗 也就很小,所以电流大;吸合后铁心进入线圈内部,电感量增大,阻抗增大,所

1电磁式电气主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?

结构为电磁机构线圈——通电生磁铁芯——扩大磁力衔铁——连接触点视磁力情 况带动触点动作、触点系统和灭弧装置此部分继电器没有

2何谓电磁机构的吸引特性与反力特性?吸力特性与反力特性之间应满足怎么样的配合关系 3单项交流电磁铁的大段路环断裂或脱落后在工作中会出现什么现象为什么 4常用的灭弧方法有哪些

常用的灭弧法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、狭沟或狭缝灭 弧法、真空灭弧法和六氟化硫灭弧法。

5接触器的作用是什么根据结构特性如何区分交、直流接触器

接触器是用来接通或分断电动机主电路或其他负载电路的控制电器用它可实现频繁的远距 离控制。

区分交流直流只需看下铭牌 AC是交流 DC是直流。

一般交流接触器可以用在直流电路上而直流接触器则不能用在交流电路中

6交流接触器在衔铁吸合前得瞬时为什么会在线圈中产生很大的电流冲击?直流接触器会 不会出现这种现象为什么

交流接触器的线圈是一个电感,是用交流电工作的.吸合前线圈内部没有铁心,电感很小,阻抗 也就很小,所以电流大;吸合后铁心进入线圈内部,电感量增大,阻抗增大,所

异步电动机矢量控制系统

1 异步电动机矢量控制原理

异步电动机的数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统,虽然通过坐标变换可以使之降阶并化简,但并没有改变其非线性、多变量的本质,因此,需要异步电动机调速系统具有高动态性能时,必须面向这样一个动态模型。经过多年的潜心研究和实践,有几种控制方案已经获得成功的应用,目前应用最多的方案有: (1)按转子磁链定向的矢量控制系统; (2)按定子磁链控制的直接转矩控制系统。三相交流异步电机矢量控制理论用来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量,根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制,从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制,并同时控制两分量间的幅值和相位,即控制定子电流矢量。

矢量控制要求对异步电机的动态数学模型进行化简，将定子电流分解为转矩分量和励磁分量，通过控制矢量电流i的幅值和方向去等效地控制三相电流ia、ib、ic的瞬时值，从而调节电机的磁场和转矩以达到调速的目的。矢量控制系统的原理结构图如图1-1

图1-1 矢量控制系

第2章《电气控制线路基础》 思考题与练习题 2.01、三相笼型异步电动机在什么条件下可直接启动?试设计带有短路、过载、失压保护的三相笼型异步电动机直接启动的主电路和控制电路，对所设计的电路进行简要说明，并指出哪些元器件在电路中完成了哪些保护功能?

答：三相笼型异步电动机在小于10KW的条件下可直接启动。

题2.01、单向全压启动控制线路 2.02、某三相笼型异步电动机单向运转，要求采用自耦变压器降压启动。试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护措施。

2.02、自耦变压器降压启动控制线路 2.03、某三相笼型异步电动机单向运转，要求启动电流不能过大，制动时要快速停车。试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。

L1L2L3主电路控制电路L1FA1BBQA0FA0QA1QA3SF2QA3nBSQA2RSF1QA1QA3QA1BB1M1MA

3BSL2FA2QA1QA2QA3

2.04、某三相笼型异步电动机可正反向运转，要求降压启动。试设计主电路和控制电路，并要求有必要的保护。

L1L2L3QA0FA1L1FA2BBSF3QA1QA2QA2QA3RSF1QA1BBM1QA1SF2QA2BS1nBS2n控