《电力电子第五章》课件.pptxVIP

电力电子第五章制作人：时间：2024年X月

CONTENTS目录第1章电力电子简介

第2章电力电子器件

第3章电力电子变换器

第4章电力电子应用

第5章电力电子控制

第6章电力电子系统设计

第7章总结

01第1章电力电子简介

电力电子的定义和意义电力电子是指用电子技术控制和转换电能的一门技术学科。电力电子技术的出现，使得电力系统的控制、保护、调节和变换等问题得到了极大的改善。电力电子技术的应用领域广泛，对于推动能源的高效利用和减少污染具有重要的意义。

电力电子的应用领域如电机变频调速、电力负载控制等工业电气化如高速铁路、地铁、电动汽车等交通运输如风力、光伏等可再生能源

电力电子的发展历史晶体管和可控硅器件的出现20世纪50年代至70年代IGBT和功率MOSFET技术的发展20世纪80年代至90年代新型功率器件和智能电网的兴起21世纪

电力电子的未来发展趋势未来，新型器件的应用将成为电力电子技术的关键所在。新型功率器件的诞生，将使得电力电子系统变得更加高效、可靠和节能，并且为建设智能电网提供更好的支持。同时，电力电子技术与智能电网的结合，将为能源的利用和管理带来更大的便利，成为未来电力领域的重要发展方向。

交通运输高速铁路

地铁

电动汽车

船舶可再生能源风力发电

光伏发电

生物质能

地热能智能电网智能电表

电网调度和管理系统

储能系统

微电网电力电子的应用案例工业电气化电机变频调速

电力负载控制

高压直流输电

电压、电流、频率的调节和控制

030102晶体管和可控硅器件的出现新型功率器件和智能电网的兴起IGBT和功率MOSFET技术的发展

总结电力电子技术的应用领域广泛，涵盖了工业电气化、交通运输、可再生能源等方面。在电力电子技术的发展历史中，晶体管和可控硅器件的出现、IGBT和功率MOSFET技术的发展、新型功率器件和智能电网的兴起，为电力电子技术的应用带来了更广阔的空间和更为强大的支持。未来，电力电子技术将继续发展壮大，为能源高效利用和减少污染做出更大的贡献。

02第2章电力电子器件

晶体管晶体管是一种半导体器件，由三个掺杂不同材料的区域构成。其中的基区被掺杂少量杂质，而发射区和集电区则被掺杂大量杂质。当一定的电压加在晶体管上时，基区就会变成导电的，电子就可以流动。因此，可以用小信号控制大信号，实现功率放大器的功能。

晶体管功率放大器的应用将小音量信号放大到足以驱动扬声器的音量音频放大器用于通信系统中的无线电频率信号的放大射频放大器通过晶体管的导通和截止来实现电源的开关控制开关电源

可控硅器件可控硅器件是一种具有三个电极的半导体器件，同时具有控制、放大和开关的功能。其基本结构包括P型、N型半导体和一个控制电极。通过控制电极的电压可以使可控硅进入导通或截止状态，实现交流输出电压的调整。

可控硅器件在交流调压中的应用通过可控硅的导通角度来控制输出电压的大小单相半波控制通过两个可控硅分别控制正负电压的导通角度来控制输出电压的大小单相全波控制通过六个可控硅对三相电源进行控制，实现输出电压的调整三相桥式控制

IGBTIGBT即绝缘栅双极型晶体管，是晶体管和可控硅的结合体。其基本结构包括P型、N型半导体和一个绝缘栅极。IGBT既具有晶体管的快速开关能力，也具有可控硅的耐高电压特性。因此，在电力电子中，IGBT广泛应用于交流电源变频控制器、UPS电源、电动机驱动器等领域。

IGBT在电力电子中的应用通过控制IGBT的导通和截止，实现交流电源输出电压和频率的调整交流电源变频控制器在过度到备用电源时，通过IGBT的导通和截止来控制电源输出电压UPS电源通过控制IGBT的导通和截止，实现电动机转速的调整电动机驱动器

功率MOSFET功率MOSFET是一种具有高速开关能力的半导体器件。它的基本结构包括N型半导体、金属层和绝缘层。当一定的电压加在金属层时，会形成一个强电场，使得N型半导体中的电子移动。因此，可以用小信号控制大信号，实现功率放大器的功能。功率MOSFET广泛应用于汽车电子、航空航天、汇流排等领域。

功率MOSFET在电力电子中的应用用于汽车点火系统、照明、电动座椅等领域汽车电子用于飞机和卫星的电子控制系统航空航天用于计算机和服务器的高速公用总线汇流排

03第3章电力电子变换器

单相半波整流电路单相半波整流电路是由一个二极管、一个负载和一个变压器构成的，它们形成了一个电子电路。当输入电压极性为正时，被接通的二极管导通，负载就会得到电流。当输入电压极性为负时，二极管截止，负载就无法得到电流。

单相半波整流电路的特点和应用场合简单、成本低特点效率低、输出电压波动大特点单相小功率电源应用场合

单相全波整流电路单相全波