【正文】 內(nèi)容 1電力電子器件及應(yīng)用 1電力電子器件分類按照電力電子器件能夠被控制電路信號(hào)所控制的程度分類： ，例如晶閘管； ，例如GTO（門(mén)極可關(guān)斷晶閘管）、GTR（電力晶體管），MOSFET（電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管）、IGBT（絕緣柵雙極晶體管）；，例如電力二極管；按照驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間信號(hào)的性質(zhì)分類： ，例如IGBT、MOSFET、SITH（靜電感應(yīng)晶閘管）； ，例如晶閘管、GTO、GTR；根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的有效信號(hào)波形分類：，例如晶閘管、GTO；，例如GTR、MOSFET、IGBT；按照電力電子器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況分類： ，例如電力二極管、晶閘管、GTO、GTR； ，例如MOSFET、SIT；，例如MCT（MOS控制晶閘管）和IGBT 電力電子技術(shù)是利用電力電子器件構(gòu)成各種開(kāi)關(guān)電路，按一定的規(guī)律，實(shí)時(shí)，適式地控制開(kāi)關(guān)器件的通，斷狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)電子開(kāi)關(guān)型電力變換和控制的技術(shù)。1．2 整流（ACDC變換器）1．不可控整流電路相控整流電路相控有源逆變電路電壓型橋式PWM整流電路 整流的概念A(yù)CDC變換器是指將交流電能的電力電子裝置，而ACDC變換器的交流側(cè)一般連入電網(wǎng)或其他交流電源。通常根據(jù)ACDC變換器運(yùn)行過(guò)程中電能傳遞方向的不同，ACDC變換器又可分為整流運(yùn)行和有源逆變運(yùn)行兩種工作狀態(tài)：當(dāng)ACDC變換器運(yùn)行過(guò)程中，若電能由交流側(cè)向直流側(cè)傳遞，此種工作狀態(tài)稱為整流，運(yùn)行于整流工作狀態(tài)的ACDC變換器通常稱為整流器。1．3斬波 DCDC變換器是指能將一定幅值的直流電變換成另一幅值直流電的電力電子裝置，主要應(yīng)用于直流電壓變換（升壓、降壓、升降壓等）、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)等場(chǎng)合。DCDC變換器基本電路構(gòu)成的基本思路與換流分析。開(kāi)關(guān)變換器中電感、電容元件的基本特性——伏秒平衡特性（電感元件）、安秒平衡特性（電容元件），這是定量分析開(kāi)關(guān)變換器的基礎(chǔ)。電流連續(xù)條件下的DCDC變換器基本特性分析，這是DCDC變換器性能分析和參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，主要包括：穩(wěn)態(tài)增益、電感電流及電容電壓脈動(dòng)量、功率器件中電壓及電流關(guān)系等。多象限和多相多重DCDC變換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和換流分析。4逆變 DCAC變換器是指能將一定幅值的直流電變換成一定幅值和一定頻率交流電的電力電子裝置，又稱逆變器。如果DCAC變換器的交流輸出連接無(wú)源負(fù)載，則稱這種DCAC變換器為無(wú)源逆變器；如果DCAC變換器的交流輸出連接電網(wǎng)，則稱這種DCAC變換器為有源逆變。逆變器的電路結(jié)構(gòu)、分類及主要性能指標(biāo)。逆變器的三種基本變換方式——方波變換、階梯波變換、正弦波變換。方波逆變器的基本電路及其特點(diǎn)。正弦波逆變器及其SPWM控制 5 ACAC變換器 ACAC變換器是指將一種形式的交流電變換成另一種形式的交流電的電力電子變換裝置。根據(jù)變換參數(shù)的不同，ACAC變換電路可以分為交流調(diào)壓電路、交流電子控制電路和交交變頻電路。交流調(diào)壓電路一般采用相位控制，其特點(diǎn)是維持頻率不變，僅改變輸出電壓的幅值，它廣泛應(yīng)用于電爐控制溫度、燈光調(diào)節(jié)、異步電機(jī)的軟啟動(dòng)和調(diào)速等場(chǎng)合；交流電力控制電路主要用于投切交流電力電容器以控制電網(wǎng)的無(wú)功功率，也可以用于電爐的溫度控制；交交變頻電路也稱直接變頻電路，是一種沒(méi)有中間直流環(huán)節(jié)就能把某一頻率、電壓的交流電直接變換成另一種頻率、電壓交流電的變換電路。交流調(diào)壓電路的構(gòu)成思想、單相相控式交流調(diào)壓電路的工作原理、星形連接的三相相控式交流調(diào)壓電路的工作原理和電路的工作特點(diǎn)。交流調(diào)功電路的工作原理、晶閘管投切電容器電路的工作特點(diǎn)相控式單相交交變頻器的電路構(gòu)成特點(diǎn)、工作原理、調(diào)壓方法；相控式三相交交變頻器的電路接線特點(diǎn)。二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用大功率直流電源。它的發(fā)展主要以提高單機(jī)容量和增加效率為主要目標(biāo)。電機(jī)控制。無(wú)論是交流電機(jī)還是直流電機(jī)均采用電力電子技術(shù)來(lái)完成電機(jī)的速度、轉(zhuǎn)矩、跟隨性等控制，但目前更多的是研究直流調(diào)速不能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。電源變換。它的發(fā)展主要以增加效率和提高控制性能為主要目標(biāo)，如電焊機(jī)、電磁感應(yīng)加熱、電動(dòng)機(jī)車、電動(dòng)汽車，電鍍電源、電冰箱、洗衣機(jī)等控制。高壓直流輸電。無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)鹊?。開(kāi)關(guān)型電力電子變換電源。三、學(xué)習(xí)小結(jié)時(shí)間總是過(guò)得這么快的，本學(xué)期的課程結(jié)束了，但是學(xué)習(xí)還沒(méi)有結(jié)束！電力電子對(duì)我而言并不是很難，只要上課認(rèn)真聽(tīng)老師講解了，自己課下也花時(shí)間 去學(xué)習(xí)了，就會(huì)很好理解！對(duì)于各種電路及波形的分析也不是很難。我覺(jué)得這本書(shū)的重點(diǎn)和難點(diǎn)是ACDC變換器這章，需要我們?nèi)ダ斫?，學(xué)透。這章的內(nèi)容老師也是重點(diǎn)講解的，當(dāng)然一開(kāi)始有點(diǎn)半懂不懂的，理解和做題方面都存在不少問(wèn)題，所以會(huì)和同學(xué)在一起討論。課上老師的詳細(xì)解釋加上課后同學(xué)的幫助，是我很快找到了學(xué)習(xí)這門(mén)課的方法。死記硬背肯定是不行的，一定要去理解。課堂上聽(tīng)老師講過(guò)之后，一定要自己去過(guò)一遍，要徹底明白，知道自己會(huì)分析，理解！本學(xué)期課程結(jié)束之后，我們開(kāi)始了電力電子實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴褂玫缴险n學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，我覺(jué)得這幾節(jié)實(shí)驗(yàn)課對(duì)我來(lái)說(shuō)受益匪淺，理論聯(lián)系實(shí)際是最好的學(xué)習(xí)方法?？傊?，這門(mén)課程我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)，感謝老師的悉心教導(dǎo)以及同學(xué)們的幫助！四、電力電子的發(fā)展及其發(fā)展趨勢(shì)電力電子技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的關(guān)鍵基礎(chǔ)性技術(shù)之一。當(dāng)前, 面對(duì)全球性的能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題, 電力電子技術(shù)更是利用其獨(dú)有的特點(diǎn), 發(fā)揮出不可替代的作用。在電氣工程領(lǐng)域呈現(xiàn)三大應(yīng)用熱點(diǎn): 電氣節(jié)能、新能源發(fā)電和電力牽引。電氣節(jié)能電氣節(jié)能包括變頻調(diào)速、電能質(zhì)量有源濾波等，尤其以變頻調(diào)速為主要內(nèi)容。今后進(jìn)一步的發(fā)展主要集中在：（1）專用型。主要為專門(mén)的應(yīng)用進(jìn)行專門(mén)的設(shè)計(jì)和制作, 以提高性能簡(jiǎn)化功能, 減低成本為主要目的。（2）集成型。越來(lái)越多的電力傳動(dòng)系統(tǒng)將電機(jī)。變頻器及其控制集成于一體, 形成一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)品。（3）高性能。包括高效率, 主要在精細(xì)化入手。高精度, 增加閉環(huán)控制。高容錯(cuò)性能, 充分利用電力電子裝置可調(diào)可控的的特點(diǎn), 來(lái)達(dá)到系統(tǒng)容錯(cuò)的目的。新能源發(fā)電 新能源發(fā)電中的電力電子技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)為：一次能源供給隨機(jī)性大, 風(fēng)能、太陽(yáng)能都隨天氣情況而有很大變化。并網(wǎng)發(fā)電要求高，電網(wǎng)側(cè)要求輸入電能波動(dòng)小, 電能質(zhì)量高等。其中主要的問(wèn)題是裝備可靠性差，有關(guān)功能和性能還滿足不了要求, 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。電力牽引電力牽引正成為世界各國(guó)交通發(fā)展重點(diǎn)。電力牽引主要包括高鐵、地鐵、城市輕軌、電動(dòng)汽車等。電力牽引的核心部分是電力電子與電力傳動(dòng)。電力牽引的主要特點(diǎn)為：蓄電池供電，四象限運(yùn)行，恒力矩控制，高溫、強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境等。這些特點(diǎn)對(duì)電力電子設(shè)備要求較高。當(dāng)前在電力牽引中的電力電子技術(shù)主要發(fā)展方向包括：（1）提高電力電子變換器裝置的效率和功率密度, 主要發(fā)展集成技術(shù)和冷卻技術(shù)。（2）實(shí)施精確控制, 應(yīng)用高性能的閉環(huán)控制, 特別是針對(duì)低速和高速下的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制一直是熱點(diǎn)研究課題。（3）保證可靠運(yùn)行, 采用冗余控制以及能量綜合管理技術(shù)等。電力電子技術(shù)是目前發(fā)展較為迅速的一門(mén)學(xué)科，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要基礎(chǔ)技術(shù)之一，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造的重要手段。電力電子技術(shù)的發(fā)展是以電力電子器件為核心，伴隨變換技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。可以預(yù)言，隨著各學(xué)科新理論、新技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的應(yīng)用具有十分廣泛的前景。五、電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源開(kāi)關(guān)電源和線性電源在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上是完全不一樣的，開(kāi)關(guān)電源顧名思義有開(kāi)關(guān)動(dòng)作，它利用變占空比或變頻的方法實(shí)現(xiàn)不同的電壓，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，最大的優(yōu)點(diǎn)是高效率，一般在90％以上，缺點(diǎn)是文波和開(kāi)關(guān)噪聲較大，適用于對(duì)文波和噪聲要求不高的場(chǎng)合；而線性電源沒(méi)有開(kāi)關(guān)動(dòng)作，屬于連續(xù)模擬控 制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，芯片面積也較小，成本較低，優(yōu)點(diǎn)是成本低，文波噪聲小，最大的缺點(diǎn)是效率低。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，電源框圖如圖所示系統(tǒng)主要由隔離變壓、整流濾波、DC—DC變換器、控制系統(tǒng)、顯示等電路模塊組成。隔離變壓模塊實(shí)現(xiàn)220VAC變壓為18VAC，再經(jīng)整流濾波電路轉(zhuǎn)換為直流電壓；控制器模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示、A/D和D/A轉(zhuǎn)換、過(guò)流保護(hù)、DC—DC電壓輸出控制和穩(wěn)壓、顯示、人機(jī)交換等功能。過(guò)流保護(hù)電路實(shí)現(xiàn)輸出電流過(guò)流保護(hù)功能；同時(shí)，電壓負(fù)反饋電路進(jìn)一步對(duì)負(fù)載電壓進(jìn)行精確控制。圖1參考文獻(xiàn)－：高等教育出版社,、王兆安 [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,、陳國(guó)呈,[J].上海大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院學(xué)報(bào),1995(6):、2001劉志剛，葉斌，北京交通大學(xué)出版社