机车电力电子技术全套教学课件.pptx

全套可编辑PPT课件专业基础能力培养课程机车电力电子技术预备知识uU1.直流电电压脉冲u稳恒电压脉动电压uu预备知识2.交流电正弦电压方波电压阶梯波电压ut–+NP预备知识3.电路的组成和作用；4.电子器件预备知识5.直流稳压电源uuuuu稳压电路滤波电路整流电路RL1.1什么是电力电子技术1.电力电子技术（概念）：指电力领域的电子技术，是应用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。它使来自工频电网或直流电网的电能变换成频率、性质和用途不同的电能，以适应不同的用电装置的需要。电力变换目的：把电源提供的电能变换为负载所需的电能。直流电机交流电机调压调速变压变频调速1.1什么是电力电子技术2.基本工作原理电力电子器件构成变换电路输入输出用电装置电网反馈信号驱动电路及控制器参考值电力电子电路基本工作原理框图1.1什么是电力电子技术3.内容（PD）（1）电力电子器件：（工作在开关状态）SCRIGBT1.1什么是电力电子技术3.内容充电桩（2）电力变换电路交—直—交变频电路（3）电力电子的外围电路:驱动电路、缓冲电路、保护电路门极驱动单元1.1什么是电力电子技术4.意义（1）节能：提高电能的使用效率。（变频空调、冰箱）（2）易实现自动化、智能化、机电一体化。（3）易于控制，效果好。1.1什么是电力电子技术电力电子技术器件变换电路小结外围电路意义1.2电力电子器件的分类、特点1.分类：（1）开关方式分全控型不控型半控型（二极管）（绝缘栅场效应管）（晶闸管）二十世纪八十年代1930年（1957）1.2电力电子器件分类、特点1.分类：（2）导电载流子分：双极型两种载流子参与导电复合型单极性器件和双极性器件复合而成单极型只有一种载流子参与导电（电力MOS管）（IGBT）（电力晶体管）1.2电力电子器件分类、特点优缺点：单极型：开关时间短，工作频率高，响应快，输入阻抗高。控制性能好。导通压降高，电压、电流定额小。双极型：导通压降低，电压电流定额大，输入阻抗低。控制性能从不好，功耗大。复合型：电流密度高、导通压降低，输入阻抗高、响应快。1.2电力电子器件分类、特点1.分类：（3）驱动电路信号性质：电压驱动型控制信号为电压电流驱动型控制信号为电流（控制性能差，功耗大）（开关时间段，驱动电路简单，信号损耗小）（一般为双极性器件）（一般为单极性和复合型器件）1.2电力电子器件分类、特点2.特点（与信息电子器件比）：①功率大；工作在开关状态：静态，动态。②需要驱动电路进行驱动。③需要散热器冷却。1.2电力电子器件分类、特点2.特点：（与金属开关的区别）①金属开关的通态电阻很低，而半导体开关管有1V以上的电压降；金属开关断态时基本无漏电流，而半导体开关管断态时有一定的漏电流；电子开关（半导体开关管）（功率开关管）②金属开关频率低，一般一秒只能通断几次，而半导体开关管开关频率可以达到kHz~MHz；③金属开关管的电流是双向流动的，而通常半导体开关管电流是单方向流动的。金属开关1.2电力电子器件分类、特点小结电力电子器件开关方式载流子分类驱动信号信息电路比特点金属开关比1.3电力变换电路电力电子器件主要用于构成电力电子变换电路。变换的本质：整形变换电路，又称为变流电路，有四种形式：逆变电路(DC/AC)斩波电路（DC/DC）交-交变换(AC/AC)整流电路(AC/DC)AC/DC：输入交流，输出直流电压固定或可调。AC/ACDC/DC：输入直流，输出直流电压固定或可调。AC/DCDC/AC：输入直流，输出交流电压、频率、相位固定或可调。DC/DCDC/ACAC/AC：输入交流，输出交流电压、频率、相位固定或可调。机车电力电子技术课程1.4电力电子技术在机车上应用直—直流电传动交—直—交电传动地铁1.4电力电子技术在机车上应用交——直流电传动DF4内燃机车SS9电力机车1.4电力电子技术在机车上应用交—直—交电传动HXD3型电力机车HXN3型内燃机车1.4电力电子技术在机车上应用交—直—交流电传动复兴号动车组CRH380动车组复习提问1.金属开关与电子开关的区别：①金属开关的通态电阻很低，而半导体开关管有1V以上的电压降；金属开关断态时基本无漏电流，而半导体开关管断态时有一定的漏电流；②金属开关频率低，一般一秒只能通断几次，而半导体开关管开关频率可以达到kHz~MHz；③金属开关管的电流是双向流动的，而通常半导体开关管电流是单方向流动的。2.四种电力变换电路：DC/DC、AC/DC、DC/AC、AC/AC斩波电路、整流电路、逆变电路、交-交变换电路3.常用电力电子器件：PD、SCR、GTR、IGBT、功率MOS电力二极管、晶闸管、电力三极管、绝缘栅双极晶体管2-1认知晶闸管一、概述：晶闸管是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅（SCR），可控