武汉大学研究生课程《电力电子技术》：第1章 概述－第二部分.ppt

现 代 电 力 电 子 学 第二部分 提高部分 第一章 概述 1-1 电能的形式 1、人们获得电能的两种形式： 1,直流电 由蓄电池或直流发电机获得，频率为零，电压值恒定。 2,交流电 由电网获得，波形交变，但频率和电压幅值恒定。 2、用电设备或负载需要多种形式的电能： 电压大小可调的直流电；电压大小可调的交流电；频率可调的交流电等。 1-2 电能形式转换器 由电力电子器件组成的不同电路可实现将电能转换为用电设备所要求的电能形式。图1-1表示不同电能之间的转换。 由图1-1可见，根据所完成的电能转换功能的不同，可将电力电子电路或变电器分为以下几类： 斩波器 直接变频器 整流器 逆变器 以上几种电力电子电路实现从一种电能系统到另一种电能系统的直接变换，故成为直接变电器。 在许多场合，需要一种间接的变换过程，如给交流电机供电的逆变器的直流输入电源常是由交流电网经过整流器而得到的。这种由多个直接变电器构成的、中间经由第三种电能形式而将一种电能形式转换为另一种电能形式的电力电子电路成为称为间接变电器，常用的有以下两种间接变电器。 间接变频器：它实现的电能转换过程与直接变频器相同，但中间经过一直流电系统。 间接直流变压器：它实现的电能转换与斩波器相同，但经过一个交流电系统。 1-3电力电子装置类型 随着微电子技术和电力电子技术的发展，电力电子设备被广泛应用于工业的各个领域以取代陈旧的、低效率的用电设备。直流输电系统、各种电机调速系统和伺服系统、半导体中频电源系统等都是电力电子技术应用的例子。在这些系统中，电力电子电路与电源、负载及控制器构成一个有机整体，它们之间通过相互作用从而令人满意的完成从电源到负载（或从负载到电源）的能量传输，如图1-2所示。 将由电源、电力电子电路（即变电器）、负载及控制器构成的这样一个系统称作为电力电子装置。通常人们感兴趣的不仅是变电器本身的特性，更感兴趣的是电力电子装置作为一个整体的特性以及构成它的各部件之间的相互作用。 电力电子装置大体可归纳为以下类型： 1、变换器 2、电流装置：整流、逆变、电源、输电装置 3、开关控制装置 4、变频调速 5、高频电源 6、补偿和滤波 7、电力潮流控制 8、电能质量控制 路灯自动控制器 早晨,当光强度变大时,光电三极管 V1阻值逐渐变小,端电压下降.调整当V1的端电 压低于Ec/3时,接成比较器形式的NE555定时器的输出有高变低.当天渐渐暗下来时,光强随之减弱,V1端电压逐渐上升,一旦电压高于2 Ec/3时,NE555定时器输出由低变高. 当NE555定时器输出由高变低时,V2导通,并使晶闸管VT的门极电位有一个下跳,使其可靠关断.当NE555定时器输出由低变高时,V2基极电压高跳使其截止,且此时晶闸管VT 的门极电位高跳,使其可靠导通.VT导通时,继电器KA接通,灯亮. V1的端电只要大于Ec/3,继电器保持得电,如低于Ec/3则失电.开关电压幅值可由100kΩ 可变电阻调节,使电路开关电压满足所要求的环境. 智力竞赛抢答器电路 一种智力抢答器电路如图所示 图中SB1～SB4为四路抢答按钮,发光二极管VD1～VD4分别代表参加抢答的四个代表队.SB0为裁判复位按钮.无人抢答时, SB1～SB4 均打开.此时,稳压二极管V1被击穿导通,三极管V2进入饱和状态,集电极输出低电平,音乐集成电路IC失电不工作,扬声器B无声,发光管VD1～VD4均不亮. 有人抢答时,如第二路抢答,SB2闭合,此时晶闸管VT2门极获得触发电压而导通,第二路发光二极管VD2发光显示.这时,R1左边电位跌落到2.5V左右(等于VD2导通压降加上VT2的管压降).此电压不足以击穿V1,故V1截止,三极管V2因失去基极偏流也随之截止.该管集电极输出高电位,音乐集成电路IC得电工作, B即输出“滴,滴”响声表示有人抢答.由于V1截止,R2左端电位为零.这时其它路即使按动开关SB1,SB3或SB4,晶闸管VT均不会被触发导通,即电路处于互锁状态.裁判根据VD2点亮和B发出响声,知道第二路有人抢答,可按一下复位按钮SBO,使电源瞬时中断.这时VT即关断,电路恢复到原先的静止状态,可进入下一题的抢答. 集成电路IC也可采用KD-157“叮咚”门铃芯片.整个电路的调试仅调整微调电阻RP,要求开关SB1～SB4均未按动时,发光管VD1～VD4均不亮,扬声器无声.当按动任一开关(SB1～SB4),相应的发光二级管应点亮,且扬声器发声,并且要求有良好的互锁性能. 简易照明延时