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第一篇：電力電子技術(shù)報告

電力電子技術(shù)調(diào)查報告電力電子技術(shù)是一門新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對電能進行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變換的“電力”功率可大到數(shù)百MW甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。

電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和交流技術(shù)（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。

電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實現(xiàn),將標志著這些技術(shù)的成熟,實現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源,僅國內(nèi)有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內(nèi)外一大批科技人員對其進行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國內(nèi)市場正在啟動,并將很快發(fā)展起來。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。電力電子技術(shù)現(xiàn)階段在各方面的應(yīng)用都非常的廣泛！

高速發(fā)展的計算機技術(shù)帶領(lǐng)人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計算機全面采用了開關(guān)電源,率先完成計算機電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源), 同時還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓撲結(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。

目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

變頻器電源主要用于交流電機的變頻調(diào)速,其在電氣傳動系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器, 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動交流異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。

國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點。預(yù)計到2000年左右將形成高潮。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機電機。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進一步發(fā)展方向。

高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。

逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合, 整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。

由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題,也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過對多參數(shù)、多信息的提取與分析,達到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進而提前對系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。

大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機和CT機等大型設(shè)備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。

自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進一步減小。

國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期,對分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓撲結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點。已被大型計算機、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動機驅(qū)動電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

第二篇：《電力電子技術(shù)》學習心得

《電力電子技術(shù)》關(guān)于新能源的利用

通過這學期十幾周的學習，我對電力電子學有了簡單地了解。采用半導體電力開關(guān)器件構(gòu)成各種開關(guān)電路，按一定的規(guī)律，周期性地，實時、適式的控制開關(guān)器件的通、斷狀態(tài)，可以實現(xiàn)電子開關(guān)型電力變化和控制。這種電力電子變換和控制，被稱為電力電子學或電力電子技術(shù)。至于，什么事電力電子，強電與弱電的聯(lián)系是什么，它有什么用途等等。這些都將是我們這門課程的需要解決的主要問題和傳達給我們的知識和要點，通過這門課的學習我們隊這些問題都將會有一個比較深刻的理解和學習，為我們以后的學習和工作都會有一定的基礎(chǔ)積累。這門課程雖說知識考查課，但是它的作用是非同尋常的，它幫助我們學習弱電的學生們更好的理解和掌握我們本專業(yè)所需要學習和掌握的主要知識，同時它又幫助我們加深我們專業(yè)與強電專業(yè)的差別以及聯(lián)系，讓我們在看到兩種之間的差別的同時又讓我們明白兩者之間的聯(lián)系和交叉。為我們的知識盲區(qū)劃清界限，同時也為我們的專業(yè)尋找了另一個出路和用途為我們以后的學習方向和工作提供了一定的方向和出路。所以說這門課程所提供我們的不僅僅知識課本上的那一點點知識要點，更可貴的事它為我們提供了許多我們在自己專業(yè)上以及以后工作的道路上的方向。它就像一盞指明燈一樣，雖只是星星點燈，但它卻為我們的前進方向指明了航行的方向，起到的作用是非常巨大的。這也就是為什么說雖說它只是一門考查課但卻非常重要的課程。

如今，關(guān)于電力電子有關(guān)新能源的利用的話題越來越熱烈，有關(guān)新能源的利用有很大的前景和客觀的效益。

世界能源結(jié)構(gòu)正在發(fā)生巨大的變革。以資源有限、污染嚴重的石化能源為主的能源結(jié)構(gòu)將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐再Y源無限，清潔干凈的可再生能源為主的多樣性，復合型的能源結(jié)構(gòu)。太陽能作為一種新興的綠色能源，以其永不枯竭、無污染、不受地域資源限制等優(yōu)點，正得到迅速的推廣應(yīng)用。

隨著太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用的發(fā)展，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)不再只是作為偏遠無電地區(qū)的能源供應(yīng)，而是向逐漸取代常規(guī)能源的方向發(fā)展。在國外，并網(wǎng)發(fā)電逐漸成為太陽能光伏發(fā)電的主要應(yīng)用領(lǐng)域，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸形成，并持續(xù)高速發(fā)展。

目前國外并網(wǎng)逆變器技術(shù)發(fā)展十分迅速。目前的研究主要集中在空間矢量PWM技術(shù)、數(shù)字鎖相控制技術(shù)、數(shù)字DSP控制技術(shù)、最大功率點跟蹤和孤島檢出技術(shù)，以及綜合考慮以上方面的系統(tǒng)總體設(shè)計等。國外的有些并網(wǎng)逆變器還設(shè)計同時具有獨立運行和并網(wǎng)運行功能。國內(nèi)太陽能光伏應(yīng)用仍以獨立供電系統(tǒng)為主，并網(wǎng)系統(tǒng)則剛剛起步。目前國內(nèi)自主研制的并網(wǎng)逆變器存在有系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，可靠性低的弱點;且保護措施不全，容易引起事故，與建筑一體化等問題也沒有得到很好考慮。

由于太陽能電池只能在白天光照條件下輸出能量，根據(jù)負載需要，系統(tǒng)一般選用鉛酸蓄電池作為儲能環(huán)節(jié)來提供夜間所需電力。整個光伏系統(tǒng)由太陽能電池、蓄電池、負載和控制器組成。虛線框中部分即為系統(tǒng)控制部分的結(jié)構(gòu)框圖，一般由充電電路、放電電路和狀態(tài)控制電路3部分組成。系統(tǒng)各部分容量的選取配合，需要綜合考慮成本、效率和可靠性。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，太陽能電池的價格正在逐步下降，然而它仍是整個系統(tǒng)中最昂貴的部分。它的容量選取影響著整個系統(tǒng)的成本。相比較而言，蓄電池價格較為低廉，因此可以選取相對較大容量的蓄電池，盡可能充分利用太陽能電池所發(fā)出的功率。另外，在與負載容量配合時，應(yīng)該考慮到連續(xù)陰天的情況，對系統(tǒng)容量留出一定裕度。

與獨立供電的光伏系統(tǒng)相比，并網(wǎng)系統(tǒng)一般都沒有儲能環(huán)節(jié)，直接由并網(wǎng)逆變器接太陽能電池和電網(wǎng)。并網(wǎng)逆變器的基本功能是相同的。那就是，在太陽能電池輸出較大范圍內(nèi)變化時，能始終以盡可能高的效率將太陽能電池輸出的低壓直流電轉(zhuǎn)化成與電網(wǎng)匹配的交流電流送入電網(wǎng)。太陽能電池輸出的大范圍變動，主要原因是白天日照強度的變化，范圍在200W/m2到1000W/m2之間.通過回顧在這門課程學習到的知識，我們科一更加清楚的了解它的重要和作用。在第一章電力電子變化和控制技術(shù)導論的學習中，我了解了電力電子學科的形成、四類基本的開關(guān)型電力電子變換電路、兩種基本的控制方式（相控和脈沖寬度調(diào)制控制）、兩類應(yīng)用領(lǐng)域（電力變換電源和電力補償控制），以及電力電子變換器的基本特性。經(jīng)過這一章的學習，我對電力電子變換和控制技術(shù)有了一個全貌的認識。接下來的一章里學習了各類半導體電力開關(guān)器件的基本工作原理和靜態(tài)特性。然后又學習了直流-直流（DC/DC），直流-交流（DC/AC），交流-直流（AC/DC），交流-交流（AC/AC）四類電力電子變換的工作原理和特性以及電力電子變換器中的輔助元器件和系統(tǒng)，還分析了開關(guān)器件的開通關(guān)斷過程和各種緩沖器，以及電力電子變換電路的兩類典型應(yīng)用：多級開關(guān)電路組合型交流、直流電源和電力電子開關(guān)型電力補償、控制器等。

在這學期的學習中，我們學習到了許多有用得知識和技巧，同時我們在老師的指導下還嘗試了多種新的學習方法，例如分組學習并做PPT重點總結(jié)、自主學習后課堂講解等，這些方法都大大的調(diào)動了我們課下學習的積極性，課前的預(yù)習也使我們上課時能更好的理解以及吸收學科知識，更重要的是通過相關(guān)實驗課的學習和積累加深了我們相關(guān)課程和知識的映像，也為我們的知識儲備加深了更加深的一筆儲備，而且通過實踐掌握了這門課的掌握的要點，更是提升了我們處理和分析的能力，通過自己搭建電路，調(diào)試電路以及分析電路的實驗結(jié)果為我們進一步掌握電學知識的要點加深了更加有力的知識儲備。

太陽能光伏發(fā)電是當今備受矚目的熱點之一，光伏產(chǎn)業(yè)正以年均增長量40%的速率發(fā)展。

太陽能光伏發(fā)電裝置主要有光伏電池模塊和逆變器構(gòu)成。光伏逆變器按是否采用隔離方式，可分為工頻隔離的光伏逆變器、高頻隔離的光伏逆變器和非隔離光伏逆變器。工頻變壓器隔離的光伏逆變器是目前較常用的結(jié)構(gòu)，具有安全性高，可以防止逆變器輸出的直流偏置電流注入電網(wǎng)，但存在工頻變壓器體積大、笨重的問題。工頻隔離的光伏逆變器效率約在94%~96%之間。高頻隔離的光伏逆變器一般通過前級DC/DC變換器實現(xiàn)高頻隔離，如圖1(a)所示。它具有高頻隔離變壓器體積小、重量輕的特點。隔離DC/DC變換器電路有全橋移相DC/DC變換器，雙正激DC/DC變換器等。由于引入隔離DC/DC變換器，將引起3-4%效率損耗。高頻隔離的光伏逆變器整體效率在93-95%。

非隔離的光伏逆變器具有功率密度高、整機效率高的特點。目前，非隔離光伏逆變器效率已高達98.8%。非隔離光伏逆變器又可分為單級結(jié)構(gòu)、兩級結(jié)構(gòu)。單級結(jié)構(gòu)中，光伏模塊的輸出電壓必須與電網(wǎng)電壓相匹配，因此單級結(jié)構(gòu)對光伏陣列的額定電壓等級有較苛刻的要求，但在大功率光伏系統(tǒng)中不成為問題。兩級結(jié)構(gòu)中，光伏模塊的輸出首先通過前級DC/DC變換器升壓，再送入逆變器。兩級結(jié)構(gòu)對光伏模塊的額定電壓等級的要求比較寬松，因此在小功率光伏系統(tǒng)中較受青睞。非隔離光伏逆變器越來越得到廣泛應(yīng)用，在歐洲約占80%市場，在日本約占50%市場。

由于非隔離光伏逆變器中，光伏模塊與電網(wǎng)之間沒有電氣隔離，需特殊考慮安全性問題。圖2 為一個非隔離并網(wǎng)光伏逆變器示意圖。圖2(a)所示，光伏電池硅片與接地框架之間存在寄生電容。對于單晶體硅光伏電池，寄生電容約為50~150nF/kWp，對于薄膜光伏電[5]池，約為1μF/kWp。圖2(b)為考慮PV寄生電容光伏系統(tǒng)模型，Cpv 為光伏模塊等效對地寄生電容。逆變器ＰＷＭ調(diào)制將在Cpv兩端引起的高頻電壓，造成地電流。寄生電容Cpv的大小與光伏陣列的框架結(jié)構(gòu)有關(guān)，光伏電池表面及間距、框架結(jié)構(gòu)、天氣條件、濕度、覆蓋于光伏陣列表面的塵埃。地電流對人造成安全隱患，也造成電磁干擾。因此，對于非隔離光伏逆變并網(wǎng)系統(tǒng)，需要抑制由光伏模塊寄生電容引起的地電流問題。

地電流與光伏陣列輸出端電壓波動的幅度及頻率密切相關(guān)，即與逆變器拓撲及開關(guān)策略的選擇有關(guān)。地電流抑制有多種方法，主要有采用特殊的并網(wǎng)逆變拓撲和PWM調(diào)制方法、在交流側(cè)安裝共模電抗器、有源地電流抑制電路。

我們都知道，隨著大功率半導體開關(guān)器件的發(fā)明和變流電路的進步和發(fā)展，產(chǎn)生了利用這類器件和電路實現(xiàn)電能變換與控制的技術(shù)——電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)橫跨電力、電子和控制三個領(lǐng)域，是現(xiàn)代電子技術(shù)的基礎(chǔ)之一，是弱電子對強電力實現(xiàn)控制的橋梁和紐帶，已被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、交通、能源和人民生活的各個領(lǐng)域，有著極其廣闊的應(yīng)用前景，成為電氣工程中的基礎(chǔ)電子技術(shù)。

電力電子的誕生,上世紀五十年代未第一只晶閘管問世，電力電子技術(shù)開始登上現(xiàn)代電氣傳動技術(shù)舞臺，以此為基礎(chǔ)開發(fā)的可控硅整流裝置，是電氣傳動領(lǐng)域的一次革命，使電能的變換和控制從旋轉(zhuǎn)變流機組和靜止離子變流器進入由電力電子器件構(gòu)成的變流器時代。這標志著電力電子的誕生。

第一代電力電子器件,進入70年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產(chǎn)品，它們是普通晶閘管不能自關(guān)斷的半控型器件，被稱為第一代電力電子器件。第二代電力電子器件,隨著電力電子技術(shù)理論研究和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容量和類型等方面得到了很大發(fā)展，是電力電子技術(shù)的又一次飛躍，先后研制出大功率雙極型晶體管(GTR)，門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)，功率MOSFET等自關(guān)斷全控型第二代電力電子器件。第三代電力電子器件,以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)為代表，開始向大容量高頻率、響應(yīng)快、低損耗方向發(fā)展。

現(xiàn)代電力電子時代,八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進入現(xiàn)代電力電子時代。電力電子器件正朝著標準模塊化、智能化、功率集成的方向發(fā)展。在國際上電力電子技術(shù)是競爭最激烈的高新技術(shù)領(lǐng)域。

功率半導體器件是電力電子電路的基礎(chǔ)，通過學習掌握了多種電力電子器件的工作原理、基本特性、主要參數(shù)等內(nèi)容。其中包括功率二極管、大功率晶體管、晶閘管、場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極型晶體管等。整流管是電力電子器件中結(jié)構(gòu)最簡單，應(yīng)用最廣泛的一種器件。目前已形成普通型，快恢復型和肖特基型三大系列產(chǎn)品，電力整流管對改善各種電力電子電路的性能，降低電路損耗和提高電流使用效率等方面都具有非常重要的作用。

單相整流電路可分為單相半波電路和單相橋式電路。單相整流電流電路比較簡單、成本也低、控制方便，但輸出電壓波形差，諧波分量較大，使用場合受到限制。

多相整流電路以三相整流電路為主。三相整流電路也可分為三相半波和三相橋式電路。三相整流電路輸出直流電壓波形較好，脈動小。因此它應(yīng)用較廣，尤其是三相橋式整流電路在直流電機拖動系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。多相整流電路通常在大功率整流裝置中應(yīng)用。

按照負載性質(zhì)又可分為電阻性負載、電感性負載、反電動勢負載和電容性負載。a.阻性負載：負載為電阻時，輸出電壓波形與電流波形形狀相同，移相控制角較大時，輸出電流會出現(xiàn)斷續(xù)。

b.電感性負載：負載有電感和電阻，以電感為主時，由于電感有維持電流導通的能力，當電感數(shù)值較大時，輸出直流電流可連續(xù)而且基本保持不變。

c.反電勢負載：即負載中有反電勢存在。如蓄電池充電為反電勢電阻性負載，直流電機拖動系統(tǒng)為反電勢電感性負載。反電勢越大，晶閘管導通角越小。d.電容性負載一般在變頻器、不間斷電源、開關(guān)電源等場合使用。

可控整流電路的工作原理、特性、電壓電流波形以及電量間的數(shù)量關(guān)系與整流電路所帶負載的性質(zhì)密切相關(guān)，必須根據(jù)負載性質(zhì)的不同分別進行討論。然而實際負載的情況是復雜的，屬于單一性質(zhì)負載的情況是很少，往往是幾種性質(zhì)負載的綜合，所以在分析時還要根據(jù)具體情況進行詳細區(qū)別討論。在學習整流電路過程中，根據(jù)交流電源的電壓波形、功率半導體器件的通斷狀態(tài)和負載的性質(zhì)，分析電路中各點的電壓、電流波形，掌握整流電壓和移相控制的關(guān)系。掌握了電路中的電壓、電流波形，也就掌握了電路的工作原理。

逆變：在生產(chǎn)實際中除了需要將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榇笮】烧{(diào)的直流電供給負載外，常常還要將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，即逆變過程。變流器工作在逆變狀態(tài)時，如交流側(cè)接至電網(wǎng)上，直流電將被逆變成與電網(wǎng)同頻的交流電并反饋回電網(wǎng)，因為電網(wǎng)有源，則稱為有源逆變。有源逆變是整流電路在特定條件下的工作狀態(tài)，其分析方法與整流狀態(tài)時相同，在直流電機拖動系統(tǒng)中可通過有源逆變將直流電機的能量傳送到電網(wǎng)。當前,電力電子作為節(jié)能、自動化、智能化、機電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學,向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學方向轉(zhuǎn)變。

電力電子技術(shù)的創(chuàng)新與電力電子器件制造工藝改進，已成為世界各國工業(yè)自動化控制和機電一體化領(lǐng)域競爭最激烈的陣地，各個發(fā)達國家均在這一領(lǐng)域注入極大的人力，物力和財力，使之進入高科技行業(yè)，就電力電子技術(shù)的理論研究而言，目前日本、美國及法國、荷蘭、丹麥等西歐國家可以說是齊頭并進，在這些國家先進的電力電子技術(shù)不斷開發(fā)完善，促進電力電子技術(shù)向著高頻化邁進，實現(xiàn)用電設(shè)備的高效節(jié)能，為真正實現(xiàn)工控設(shè)備的小型化，輕量化，智能化奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，也為電力電子技術(shù)的不斷拓展創(chuàng)新描繪了廣闊的前景。而我國開發(fā)研制電力電子器件的綜合技術(shù)能力與國外發(fā)達國家相比，仍有較大的差距，要發(fā)展和創(chuàng)新我國電力電子技術(shù)，并形成產(chǎn)業(yè)化規(guī)模，就必須走有中國特色的產(chǎn)學創(chuàng)新之路，即牢牢堅持和掌握產(chǎn)、學、研相結(jié)合的方法走共同發(fā)展之路

本人對這門課程開始就是心懷重視態(tài)度對待它，奈何一看教學模式竟然是考查，然后又見到旁邊那么多的同學都是采取消極的態(tài)度，所以本人的態(tài)度也是一落千丈，至此就是心情好時就聽老師講，心情不好抑或是有其他比較有趣的事情的時候就干自己的事情去了，雖然偶爾也會忌憚于老師的發(fā)威而艱難的將眼睛往黑板上挪，但心中始終想的是自己的事情（呵呵，在此對老師說句sorry），好了，廢話不扯了，還是說正事吧，以下就是我本人對電力電子的一些想法和理解以及從網(wǎng)上了解的相關(guān)應(yīng)用，當然這些僅僅只是從我聽了課的那幾次課來介紹，其他沒有介紹的請見諒(原因就不多說了哈)。

首先解釋一下，什么是電力電子技術(shù)。書本上如是說：電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。我理解是，就是強電模塊的電力和弱電模塊的電子相結(jié)合從而形成的一門新興技術(shù)，主要是由電力學，電子學以及控制理論三個學科相互交叉相互補充而成的，已經(jīng)成為現(xiàn)代電氣工程與自動化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程（可惜，本校由于課程改革竟然把本課程放到大四來開，而且還是考查，這就導致本校學生對電力電子技術(shù)這門課程的不重視以及對相關(guān)技術(shù)術(shù)語的迷茫不懂，這是一個亟待改進的問題）。然后就是介紹一些相關(guān)的但是比較重要的電力電子器件。首先是種類：其中器件的典型代表就是晶閘管，談到晶閘管必須討論一下這原件的兩個主要功能：整流和續(xù)流。

我只介紹關(guān)于整流方面的相關(guān)類容（原因就不多說哈）。經(jīng)過我的聽課，整流電路是電路中保證穩(wěn)定的一個必要因素，也是不可缺少的因素，由于可控元件的不同導致導通角和關(guān)斷角都會不一樣，至于工作原理，波形以及管壓降就請自行查閱相關(guān)書本。整流電路中存在幾種特殊的狀態(tài)依次是：逆變（有源/無源）；整流以及無環(huán)流（可能由于對術(shù)語不熟悉的原因，某些字不是很精確，請見諒）。整流電路又可以分為幾種類型分別是：單相半波整流電路、單相橋式全控整流電路、單相全波可控整流電路、單相橋式半控整流、電路三相半波可控整流電路、三相橋式全控整流電路，其中整流電路的負載又有以下三種：電阻、阻感、反電勢。下面僅僅附上最簡單的單相半波可控整流電路的電路原理圖，其他相關(guān)波形請查閱書本。

除了整流電路之外，比較重要的電力電子概念就是斬波電路，斬波，顧名思義就是將波形斬斷，做到輸出可調(diào)，其中的直流斬波電路又有升壓和降壓兩種。牽涉到的相關(guān)參數(shù)有平均電壓、電流的計算、占空比等等。本課程中對于復合/多重多相斬波電路不作要求。整流電路和斬波電路之外還有逆變電路。所謂逆變電路就是將直流轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣鞯南嚓P(guān)電路，同時要區(qū)別無源逆變電路和有源逆變電路的異同點，逆變電路的基本工作原理、主要用途、換流方式具體細節(jié)參照書本，逆變電路中可以分為電壓型逆變電路、電流型逆變電路。具體電路圖由于篇幅限制不在此介紹。當然對于某個電路我們要能夠區(qū)別這是整流電路還是逆變電路，關(guān)鍵就是看電流是有直流變?yōu)榻涣鬟€是由交流變?yōu)橹绷?，前者我們稱為逆變，后者稱為整流。

談完這些，最后不能落下的就是PWM控制技術(shù)，由于本人對這個不是很了解，一下只是簡單介紹一下相關(guān)事情，PWM控制的基本原理是面積等效原理，而SPWM波形——脈沖寬度按正弦規(guī)律變化而和正弦波等效的PWM波形。PWM控制方法有計算法、調(diào)制法 和跟蹤法等三種方法。當然我們也必須知道單極性和雙極性PWM 調(diào)制有什么區(qū)別以及了解特定諧波消去法的原理。

以上只是按照書本上的大概內(nèi)容講述了一下我所了解到的知識點，下面我將主要從電力電子技術(shù)在各個領(lǐng)域尤其是電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用，當然，限于本人的水平，我只能粗淺的談?wù)劥笾碌膽?yīng)用，詳細的以及相關(guān)原理應(yīng)用請讀者自行查詢相關(guān)書籍。

異步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)、混合動力汽車、不間斷電源（UPS）、電池充電器、感應(yīng)加熱爐、變速恒頻風力發(fā)電等相關(guān)設(shè)備都是應(yīng)用了有關(guān)的電力電子技術(shù)，而電力電子在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用則是可以細分很多方面，簡單的說光伏發(fā)電接口超導儲能、有源電力濾波器（APF）、靜止無功補償（SVC）、靜止無功發(fā)生器（SVG）、高壓直流輸電（HVDC）、靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS），由于本人在本學期同時選修了電力系統(tǒng)經(jīng)濟技術(shù)講座，在這課程當中，老師著重介紹的柔性發(fā)電技術(shù)同樣是電力電子技術(shù)的重要應(yīng)用方面。比如說高壓直流輸電（HVDC）、靜止無功補償（SVC）、靜止無功發(fā)生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）、晶閘管控制串聯(lián)電容裝置（TCSC、CSC、ASC）、次同步振蕩阻尼器（SCR）、晶閘管控制相角調(diào)節(jié)器（TCPAR、PST）、靜止調(diào)相機（STACON）、晶閘管控制動態(tài)制動器（TCDB）、統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）。

在這里我們介紹的已經(jīng)夠多了，我的理解，所謂電力電子技術(shù)，簡單的說就是強電與弱電的結(jié)合，其中既有強電的知識要點，同時也有弱電的許多內(nèi)容，這門學科是強電與弱電的最好的結(jié)合的事例。原本強弱電本不分家的，在這里我們可以清楚的看到強電與弱電的相互聯(lián)系，對比分析以及兩者之間的差別，正所謂萬事萬物本都相互聯(lián)系，沒有什么事物是絕對的獨立的。通過學習這門課程，教會我們在對待任何事物的時候都應(yīng)該懷抱一個發(fā)散及聯(lián)想的思維模式，學會去看待不同事物之間的差別以及聯(lián)系對我們發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)和掌握更深的知識有著非常重要的作用和效果。從1957年第一臺風力發(fā)電裝置產(chǎn)生到現(xiàn)在，風力發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)從傳統(tǒng)的恒速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)，出現(xiàn)的主要結(jié)構(gòu)如圖3所示?；谄胀ó惒诫姍C的恒速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計成熟，在現(xiàn)在的風電場上還廣泛應(yīng)用，但需額外安裝無功補償裝置，存在機械應(yīng)力大等缺點。變速恒頻結(jié)構(gòu)類型，基于調(diào)節(jié)繞線電機轉(zhuǎn)子側(cè)電阻來實現(xiàn)小范圍轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，其調(diào)速范圍是同步轉(zhuǎn)速以上0-10%。現(xiàn)在風電場的主流機型變速恒頻雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)通過變流器與電網(wǎng)相連，變流器容量為發(fā)電容量的30%，定子側(cè)直接與電網(wǎng)相連。定子和轉(zhuǎn)子都可以向電網(wǎng)輸送能量。可以工作在同步轉(zhuǎn)速的±30%的范圍之內(nèi)。在并網(wǎng)發(fā)電時都能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率點跟蹤控制，有效的提高了風能利用率。同時能夠?qū)Χㄗ觽?cè)的有功功率和無功功率實現(xiàn)獨立控制，在電網(wǎng)產(chǎn)生電壓跌落故障時可以給電網(wǎng)提供無功支撐。變速恒頻直驅(qū)風力發(fā)電系統(tǒng)，代表了風力發(fā)電系統(tǒng)未來的發(fā)展方向，這種結(jié)構(gòu)顯著的優(yōu)點是可以簡化齒輪箱或者取消齒輪箱，因此能夠顯著減少機械故障。也可以方便實現(xiàn)無功支撐。過去，電網(wǎng)故障時一般采取風力發(fā)電裝置脫離電網(wǎng)進行保護的方案，但隨著風電發(fā)電容量的比重日益增長，這種處理方法可能造成電力系統(tǒng)故障的擴大，危害電力系統(tǒng)的安全運行。針對這種情況，德國、丹麥等一些風電發(fā)展成熟的國家都出臺了風電并網(wǎng)的規(guī)范，要求風力發(fā)電裝置在電網(wǎng)電壓跌落時，具有電網(wǎng)無功支撐功能，即低電壓穿越(LVRT)。圖4為德國E-ON低電壓穿越的要求，陰影部分為要求提供無功支撐，而且每跌落1%電網(wǎng)電壓，需要提供額定電流2%的無功電流，直到提供100%無功電流。ABB、GE等制造的雙饋變流器具備低電壓穿越功能。

隨著近期國家新能源振興規(guī)劃的提出，風電裝機容量在未來將大幅度增長，將在全國電力容量中占有可觀的比重，因此我國也必要制定風電低電壓穿越規(guī)范。低電壓穿越技術(shù)的研究開發(fā)已引起國內(nèi)同行的重視。

在整個雙饋風力發(fā)電中，從電力電子領(lǐng)域提高整機效率的環(huán)節(jié)主要有兩個方面：通過對雙饋電機的優(yōu)化控制，減小電機的損耗，進而實現(xiàn)整體效率的提高；通過對變流器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇，使用高效率的變流器拓撲結(jié)構(gòu)來提高整機的效率。目前風電大功率變流器裝置中一般采用比較成熟的兩電平六開關(guān)背靠背變流器，通過研究多電平技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)在提高變流器效率方面也有很重要的意義。

目前風電裝置主流采用690V等級，該電壓等級嚴重落后風電裝置的大容化的快速發(fā)展的步伐。造成電纜的材料耗費、損耗的增加。圖5是采用三電平BTB變流器5MW風電裝置。

最后我再次也希望通過這篇總結(jié)來表達自己對知道老師的感謝之情，謝謝您的不懈努力和耐心指導，才使得我再這次的實驗過程中收獲的這么多，也正式您的不吝教誨才使得我們在這次實驗中學習和收獲了許多的有用的知識和技巧，我相信在以后的學習或者工作中一定有其用武之地。過多的感謝無以言表，萬分感激，至此敬禮！

第三篇：電力電子技術(shù)讀書筆記

關(guān)于《電力電子技術(shù)》的理解及感想

信息技術(shù)系2010級

信息一班

任俊凱

通過閱讀《電力電子技術(shù)》，我認識到，電力電子技術(shù)是一門新興的應(yīng)用

于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對電能進行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)所變換的“電力”功率可大到數(shù)百MW甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。而電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和交流技術(shù)（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。

在模塊《功率技術(shù)》的閱讀中，我了解到，功率電子技術(shù)就是利用

電力電子器件實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術(shù)。一般情況下，它是將一種形式的工業(yè)電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的工業(yè)電能。例如，將交流電能變換成直流電能或?qū)⒅绷麟娔茏儞Q成交流電能；將工頻電源變換為設(shè)備所需頻率的電源；在正常交流電源中斷時，用逆變器（見電力變流器）將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。應(yīng)用電力電子技術(shù)還能實現(xiàn)非電能與電能之間的轉(zhuǎn)換。例如，利用太陽電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能。與電子技術(shù)不同，電力電子技術(shù)變換的電能是作為能源而不是作為信息傳感的載體。因此人們關(guān)注的是所能轉(zhuǎn)換的電功率。

電力電子技術(shù)是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科。因它本身是大功率的電技術(shù)，又大多是為應(yīng)用強電的工業(yè)服務(wù)的，故常將它歸屬于電工類。電力電子技術(shù)的內(nèi)容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎(chǔ)為半導體物理學；它的工藝技術(shù)為半導體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應(yīng)用了微電子學的技術(shù)。電力電子電路吸收了電子學的理論基礎(chǔ)，根據(jù)器件的特點和電能轉(zhuǎn)換的要求，又開發(fā)出許多電能轉(zhuǎn)換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。利用這些電路，根據(jù)應(yīng)用對象的不同，組成了各種用途的整機，稱為電力電子裝置。這些裝置常與負載、配套設(shè)備等組成一個系統(tǒng)。電子學、電工學、自動控制、信號檢測處理等技術(shù)常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應(yīng)用。

而這門技術(shù)的作用有很多，比如：（1）優(yōu)化電能使用。通過電力

電子技術(shù)對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節(jié)約，實現(xiàn)了電能使用最佳化。例如，在節(jié)電方面，針對風機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應(yīng)加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調(diào)查，潛在節(jié)電總量相當于1990年全國發(fā)電量的16%，所以推廣應(yīng)用電力電子技術(shù)是節(jié)能的一項戰(zhàn)略措施，一般節(jié)能效果可達10%-40%，我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應(yīng)用項目。(2)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機電一體化等新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)發(fā)達國家預(yù)測，今后將有95%的電能要經(jīng)電力電子技術(shù)處理后再使用，即工業(yè)和民用的各種機電設(shè)備中，有95%與電力電子產(chǎn)業(yè)有關(guān)，特別是，電力電子技術(shù)是弱電控制強電的媒體，是機電設(shè)備與計算機之間的重要接口，它為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)采用微電子技術(shù)創(chuàng)造了條件，成為發(fā)揮計算機作用的保證和基礎(chǔ)。(3)電力電子技術(shù)高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展，將使機電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng)，向高頻化方向發(fā)展。實現(xiàn)最佳工作效率，將使機電設(shè)備的體積減小幾倍、幾十倍，響應(yīng)速度達到高速化，并能適應(yīng)任何基準信號、實現(xiàn)無噪音且具有全新的功能和用途。(4)電力電子智能化的進展，在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)一體化，其發(fā)展有可能引起電子技術(shù)的重大改革。有人甚至提出，電子學的下一項革命將發(fā)生在以工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)為對象的電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，電力電子技術(shù)將把人們帶到第二次電子革命的邊緣。

通過閱讀這本書，我對電子技術(shù)的興趣愈發(fā)濃厚。我明白了電力電

子技術(shù)的基本原理和方法及作用。我將會繼續(xù)深入了解和學習這項技術(shù)。希望自己可以在電子技術(shù)方面學到更多更深的知識。

第四篇：電力電子技術(shù)總結(jié)報告

《電力電子應(yīng)用設(shè)計》課程學習總結(jié)報告

14001203nn 馬云

1． 理論方面：

本課程主要以人造金剛石液壓機合成加熱調(diào)功控制系統(tǒng)為案例，主要學習了單相交流調(diào)壓電路、觸發(fā)脈沖發(fā)生電路、電壓檢測電路、電流檢測轉(zhuǎn)換電路、相位失衡檢測電路、相位失衡保護電路、過壓-過流保護電路、電源電路、比較與比例-積分電路等。

我們先將總圖分解成三個部分，我所負責的是觸發(fā)脈沖發(fā)生電路和電壓檢測電路（總圖的左上方部分），我先通過DXP軟件畫出這兩個電路的原理圖，再通過SIM軟件對觸發(fā)脈沖發(fā)生電路和電壓檢測電路進行仿真，確認無誤后用DXP開始PCB圖的繪制，因為實際原因（銅板的大?。┍M量將元器件安排的緊湊一些，最后將各個成員的PCB圖匯總。打印出PCB圖后去實驗室進行板子的印刷、腐蝕、打孔、焊接，最后用實驗室的儀器進行調(diào)試。

1.1 主電路及其工作原理

在電路中，要使晶閘管正常導通，必須同時滿足下面兩個條件：

（1）陽極對陰極加正向電壓；

（2）控制極對陰極加正向電壓（或正向脈沖）。

而且，晶閘管還有一個重要特點，就是它一旦導通后控制極即失去控制作用，器件始終處于導通狀態(tài)，除非陽極對陰極電壓降低到很小，致使陽極電流降到某一數(shù)值之下。

1.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)主回路及其工作原理

1.3 電源電路及其工作原理

本系統(tǒng)電路工作需要的電源有5V、15V兩個 1.3.1 正、負15V電路及其工作原理

橋式整流：用 4個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器。負載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。7815、7915芯片：7815、7915是一種三端正穩(wěn)壓器電路，TO-220F封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣，內(nèi)含過流、過熱和過載保護電路。

芯片前面兩個電容成緩沖，后面兩個芯片起濾波作用，使電壓更穩(wěn)定，二級管指示作用。

1.3.2 正5V電路及其工作原理

橋式整流：用 4個二極管組成的橋式整流電路可以使用只有單個次級線圈的變壓器。負載上的電流波形和輸出電壓值與全波整流電路相同。

集成穩(wěn)壓器7805；固定式的三端繼承穩(wěn)壓器，它可以在滿足一定條件下輸出5V電壓。

C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容。1.4 保護電路工作原理

1.4.1 相位失衡保護電路及其工作原理

通過LM324運算放大器將電路中的運算信號放大進入到“或”非門和“與”非門中進行比較來判斷主電路相位是否失衡。

1.4.2 電壓檢測與過電壓保護電路及其工作原理

電壓檢測電路：LM324和周圍幾個電阻組成一個放大運算器用于檢測電壓。過電壓保護電路：電壓通過LM324放大再通過與非門和或非門進行比較，當電壓過大時斷開電路。

1.4.3 電流檢測與過電流保護電路及其工作原理

過電流保護電路：電壓通過LM324放大再產(chǎn)生電流再通過與非門和或非門進行比較，當電過大時斷開電路。2． 電路仿真

運用SIM軟件進行仿真。

1、建立仿真文件。

2、繪制原理圖。

3、原理圖仿真。（一、放置探針。

二、仿真設(shè)置。

三、RUN。）3． 實驗內(nèi)容及方法步驟

3.1 實驗?zāi)康?/p>

實現(xiàn)實驗電路功能，在此過程中實踐電力電子技術(shù)課程上所學的知識點。3.2 實驗電路

3.3 排版布線

1、焊盤按照板子大小盡可能的大一些。

2、線寬線距盡可能大些一般0.8mm，電源、地線盡可能加粗（根據(jù)工作電流而定）。

3、走線一般大于120度，不可以出現(xiàn)90度角走線。

4、走線盡量不要兜圈子、少拐彎，輸入輸出避免相鄰平行走線防止反射干擾、自激。

5、高頻電路和主控單片機拉開一定的距離，防止高頻干擾，振蕩線圈、電容、晶振布線盡可能短，避免分布電容、電感的影響。

3.4 元器件的安裝和焊接

1、印刷前先用砂紙去除板子表面氧化銅。

2、腐蝕時注意搖晃和時間，不要腐蝕過度或未腐蝕完全。

3、低發(fā)熱元件貼板

4、發(fā)熱較大的元器件離板一定距離或作專門處理，甚至加裝散熱器，但要固定好

5、電焊工藝要標準。

4． 硬件電路調(diào)試方法和過程（此部分不得少于300字）

如按功能分為多個模塊，各模塊可單獨先調(diào)，再進行2個或3個模塊聯(lián)調(diào)……，最后進行總體聯(lián)調(diào)。5． 心得體會：

5.1學習本課程的收獲

在我們完成課設(shè)的過程中，我們分工合作通過原理圖的繪制以及PCB圖的繪制、布線，我們加深了對DXP軟件的運用，通過對電路的仿真我們有學會了使用SIM軟件。同時在電路板的手工印刷、腐蝕、打孔、焊接中加強了我們的實際動手能力?？简灹宋覀兊哪托暮图毿?，最后通過對板子的各種調(diào)試，了解板子的各種性能及完成度，又是考驗我們對實驗室中各種調(diào)試儀器比如示波器、電源、變壓器等的運用。

5.2本課程內(nèi)容優(yōu)點與不足

課程內(nèi)容豐富，偏向于實際動手操作，老師手把手教我們SIM、DXP等等軟件的應(yīng)用，在課堂上抽出時間給我們的pcb圖驗錯以便我們少走歪路，更快更好的完成自己的課堂任務(wù)。PPT生動形象的介紹了一個板子從設(shè)計要制作的所有流程。

5.3意見和建議

希望老師能夠多給一些時間讓我們完善我們的課設(shè)作品，時間過于緊湊失誤也有很多。

5.4你對那些上課遲到、早退、曠課、玩手機、做其它與課程學習無關(guān)的事情以及抄襲作業(yè)的同學有什么看法？如果你是老師，你會采取怎樣的應(yīng)對措施？

這是對老師勞動成果的不尊重，一次警告，第二次就扣平時分，扣完為止。6.附錄

6.1 附錄1 布線圖 6.2 附錄2 裝配圖

6.3 附錄3 實物圖

第五篇：電力電子技術(shù)學習心得

《電力電子技術(shù)》學習心得

——關(guān)于整流

通過這學期十幾周的學習，我對電力電子學有了簡單地了解。采用半導體電力開關(guān)器件 構(gòu)成各種開關(guān)電路，按一定的規(guī)律，周期性地，實時、適式的控制開關(guān)器件的通、斷狀態(tài)，可以實現(xiàn)電子開關(guān)型電力變化和控制。這種電力電子變換和控制，被稱為電力電子學或電力 電子技術(shù)。至于，什么事電力電子，強電與弱電的聯(lián)系是什么，它有什么用途等等。這些都 將是我們這門課程的需要解決的主要問題和傳達給我們的知識和要點。

下面，我詳細談一些在整流方面的心得體會?！罢麟娐贰保╮ectifying circuit）是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動機的調(diào)速、發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。整流電路通常由主電路、濾波器和變壓器組成。20世紀70年代以后，主電路多用硅整流二極管和晶閘管組成。濾波器接在主電路與負載之間，用于濾除脈動直流電壓中的交流成分。變壓器設(shè)置與否視具體情況而定。變壓器的作用是實現(xiàn)交流輸入電壓與直流輸出電壓間的匹配以及交流電網(wǎng)與整流電路之間的電隔離。

整流電路的意義：

1、整流電路的作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動性直流電，這就是交流電的整流過程，整流電路主要由整流二極管組成。經(jīng)過整流電路之后的電壓已經(jīng)不是交流電壓，而是一種含有直流電壓和交流電壓的混合電壓。習慣上稱單向脈動性直流電壓。

電源電路中的整流電路主要有半波整流電路、全波整流電路和橋式整流三種，倍壓整流電路用于其它交流信號的整流，例如用于發(fā)光二極管電平指示器電路中，對音頻信號進行整流。

2、前三種整流電路輸出的單向脈動性直流電特性有所不同，半波整流電路輸出的電壓只有半周，所以這種單向脈動性直流電主要成分仍然是50Hz的；因為輸入交流市電的頻率是50Hz，半波整流電路去掉了交流電的半周，沒有改變單向脈動性直流電中交流成分的頻率；全波和橋式整流電路相同，用到了輸入交流電壓的正、負半周，使頻率擴大一倍為100Hz，所以這種單向脈動性直流電的交流成分主要成分是100Hz的，這是因為整流電路將輸入交流電壓的一個半周轉(zhuǎn)換了極性，使輸出的直流脈動性電壓的頻率比輸入交流電壓提高了一倍，這一頻率的提高有利于濾波電路的濾波。

3、在電源電路的三種整流電路中，只有全波整流電路要求電源變壓器的次級線圈設(shè)有中心抽頭，其他兩種電路對電源變壓器沒有抽頭要求。另外，半波整流電路中只用一只二極管，全波整流電路中要用兩只二極管，而橋式整流電路中則要用四只二極管。根據(jù)上述兩個特點，可以方便地分辨出三種整流電路的類型，但要注意以電源變壓器有無抽頭來分辨三種整流電路比較準確。

4、在半波整流電路中，當整流二極管截止時，交流電壓峰值全部加到二極管兩端。對于全波整流電路而言也是這樣，當一只二極管導通時，另一只二極管截止，承受全部交流峰值電壓。所以對這兩種整流電路，要求電路的整流二極管其承受反向峰值電壓的能力較高；對于橋式整流電路而言，兩只二極管導通，另兩只二極管截止，它們串聯(lián)起來承受反向峰值電壓，在每只二極管兩端只有反向峰值電壓的一半，所以對這一電路中整流二極管承受反向峰值電壓的能力要求較低。

整流電路

5、在要求直流電壓相同的情況下，對全波整流電路而言，電源變壓器次級線圈抽頭到上、下端交流電壓相等；且等于橋式整流電路中電源變壓器次級線圈的輸出電壓，這樣在全波整流電路中的電源變壓器相當于繞了兩組次級線圈。

6、在全波和橋式整流電路中，都將輸入交流電壓的負半周轉(zhuǎn)到正半周或?qū)⒄胫苻D(zhuǎn)到負半周，這一點與半波整流電路不同，在半波整流電路中，將輸入交流電壓一個半周切除。

7、在整流電路中，輸入交流電壓的幅值遠大于二極管導通的管壓降，所以可將整流二極管的管壓降忽略不計。

8、對于倍壓整流電路，它能夠輸出比輸入交流電壓更高的直流電壓，但這種電路輸出電流的能力較差，所以具有高電壓，小電流的輸出特性。

9、分析上述整流電路時；主要用二極管的單向?qū)щ娞匦?，整流二極管的導通電壓由輸入交流電壓提供。

作用原理：

電力網(wǎng)供給用戶的是交流電，而各種無線電裝置需要用直流電。整流，就是把交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^程。利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，可以把方向和大小改變的交流電變換為直流電。下面介紹利用晶體二極管組成的各種整流電路。

半波整流電路

半波整流電路是一種最簡單的整流電路。它由電源變壓器B、整流二極管D 和負

三相橋式全控電路

載電阻Rfz，組成。變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的交變電壓e2，D 再把交流電變換為脈動直流電。變壓器砍級電壓e2，是一個方向和大小都隨時間變化的正弦波電壓，它的波形如圖5-2（a）所示。在0～K時間內(nèi)，e2為正半周即變壓器上端為正下端為負。此時二極管承受正向電壓面導通，e2通過它加在負載電阻Rfz上，在π～2π 時間內(nèi)，e2為負半周，變壓器次級下端為正；上端為負。這時D承受反向電壓，不導通，Rfz，上無電壓。在2π～3π時間內(nèi)，重復0～π 時間的過程，而在3π～4π時間內(nèi)，又重復π～2π時間的過程…這樣反復下去，交流電的負半周就被“削”掉了，只有正半周通過Rfz，在Rfz上獲得了一個單一右向（上正下負）的電壓，如圖5-2（b）所示，達到了整流的目的，但是，負載電壓Usc。以及負載電流的大小還隨時間而變化，因此，通常稱它為脈動直流。

這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整流是以“犧牲”一半交流為代價而換取整流效果的，電流利用率很低（計算表明，整流得出的半波電壓在整個周期內(nèi)的平均值，即負載上的直流電壓Usc =0.45e2，此處注意e2是變壓器二次端口的有效值，而不是最大值。如變壓器得到e2=在高電壓、小電流的場合，而在一般無線電裝置中很少采用。

,e2取值為20）因此常用全波整流電路

如果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖5-3 是全波整流電路的電原理圖。

全波整流電路，可以看作是由兩個半波整流電路組合成的。變壓器次級

圖片

線圈中間需要引出一個抽頭，把次組線圈分成兩個對稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個電壓e2a、e2b，構(gòu)成e2a、D1、Rfz與e2b、D2、Rfz，兩個通電回路。

全波整流電路的工作原理，可用圖5-4 所示的波形圖說明。在0～π間內(nèi)，e2a 對Dl為正向電壓，D1 導通，在Rfz 上得到上正下負的電壓；e2b 對D2為反向電壓，D2 不導通。在π-2π時間內(nèi)，e2b 對D2為正向電壓，D2導通，在Rfz 上得到的仍然是上正下負的電壓；e2a 對D1為反向電壓，D1 不導通。

帶平衡電抗器的雙反星型可控整流電路帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路是將整流變壓器的兩組二次繞組都接成星形，但兩組接到晶閘管的同名端相反；兩組二次繞組的中性點通過平衡電控器LB連接在一起。

橋式整流電路 橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點，而同時在一定程度上克服了它的缺點。

整流電路

整流電路

橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時，對D1、D3和方向電壓，Dl，D3導通；對D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。電路中構(gòu)成e2、Dl、Rfz、D3通電回路，在Rfz，上形成上正下負的半波整流電壓，e2為負半周時，對D2、D4加正向電壓，D2、D4導通；對D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz、D4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負的另外半波的整流電壓。

如此重復下去，結(jié)果在Rfz，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖5-6中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級電壓的最大值，比全波整流電路小一半。

三相橋式全控電路TR為三相整流變壓器，其接線組別采用Y/Y-12。VT1~VT6為晶閘管元件，F(xiàn)U1~FU6為快速熔斷器。TS為三相同步變壓器，其接線組別采用△/Y-11。P端為集成化六脈沖觸發(fā)電路+24V電源輸出端，接脈沖變壓器一次繞組連接公共端。P1~P6端為集成化六脈沖觸發(fā)電路功放管V1~V6集電極輸出端，分別接脈沖變壓器一次繞組的另一端。UC端為移相控制電壓輸入端。

三相橋式半控電路

三相橋式半控電路

三相橋式半控整流電路與三相橋式全控整流電路基本相同，僅將共陽極組VT4，VT6，VT2的晶閘管元件換成了VD4，VD6，VD2整流二極管，以構(gòu)成三相橋式半控整流電路。

通過這門課的學習我們對這些問題都將會有一個比較深刻的理解和學習，為我們以后的學習和工作都會有一定的基礎(chǔ)積累。這門課程雖說知識考查課，但是它的作用是非同尋常的，它幫助我們學習弱電的學生們更好的理解和掌握我們本專業(yè)所需要學習和掌握的主要知識，同時它又幫助我們加深我們專業(yè)與強電專業(yè)的差別以及聯(lián)系，讓我們在看到兩種之間的差的同時又讓我們明白兩者之間的聯(lián)系和交叉。為我們的知識盲區(qū)劃清界限，同時也為我們的業(yè)尋找了另一個出路和用途為我們以后的學習方向和工作提供了一定的方向和出路。所以說這門課程所提供我們的不僅僅知識課本上的那一點點知識要點，更可貴的事它為我們提供了多我們在自己專業(yè)上以及以后工作的道路上的方向。它就像一盞指明燈一樣，雖只是星星點燈，但它卻為我們起到的作用是非常巨大的。這也就是為什么說雖說它只是一門考查課但卻非常重要的課程。