大工20秋《电力电子技术》复习资料十六
电力电子技术辅导资料十六主 题：第七章电力电子装置（第1-6节）学习时间：2020年7月13日--7月19日
“不忘初心、牢记使命”主题理论学习：
我们党要始终成为时代先锋、民族脊梁，始终成为马克思主义执政党，自身必须始终过硬。全党要更加自觉地坚定党性原则，勇于直面问题，敢于刮骨疗毒，消除一切损害党的先进性和纯洁性的因素，清除一切侵蚀党的健康肌体的病毒，不断增强党的政治领导力、思想引领力、群众组织力、社会号召力，确保我们党永葆旺盛生命力和强大战斗力。
摘选自《决胜全面建成小康社会，夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利》
内 容：一、本周知识点及重难点分布
表16-1 本周知识点要求掌握程度一览表
序号
学习知识点
要求掌握程度
本周难点
了解
熟悉
理解
掌握
1
电力电子装置概述
★
2
开关电源
★
3
不间断电源
★
4
晶闸管投切电容器
★
二、知识点详解
【知识点1】电力电子装置概述
电力电子装置：电力电子电路和特定控制技术组成的实用装置就是，也称为电力电子系统，用于大功率电能的变换和控制。
图16-1 电力电子装置的组成【知识点2】开关电源
1、概述
要求电源装置能达到一定的稳压精度，还要能够提供足够大的电流。
线性电源和开关电源的区别与联系
（1）线性电源：先用工频变压器降压，然后经过整流滤波后，由线性调压得到稳定的输出电压。
图16-2 线性电源原理方框图
（2）开关电源：先整流滤波、后经高频逆变得高频交流电压，由高频变压器降压、再整流滤波。
开关电源在效率、体积和重量等方面都优于线性电源，基本取代了线性电源。
图16-3交流开关电源原理方框图
开关电源应用：
①台式计算机和笔记本电源，电视机、播放机的电源，家用空调器、电冰箱电脑控制电路电源等：仅有几十W～几百W；
②手机等移动电子设备的充电器：功率仅有几W
③通信交换机、巨型计算机等大型设备：功率可达数kW～数百kW；
④工业上数控机床、自动化流水线：各种规格的开关电源为其控制电路供电。
⑤蓄电池充电、电火花加工，电镀、电解等电化学过程等：功率可达几十～几百kW；
⑥在X光机、微波发射机、雷达等设备：高压、小电流输出的开关电源。
2、开关电源的组成
图16-4典型开关电源组成
组成：输入电路、功率变换电路、控制电路、输出电路。
（1）输入电路。作用：把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。
（2）功率变换电路：主通道，进行斩波调制和输出，把输入直流电压调制成一个高频脉冲电压。是开关电源的核心部分。
（3）输出电路：将输出电压整流成脉动直流，并平滑成低纹波直流电压。
（4）控制电路：对输出电压进行取样、稳压，通过PWM控制器向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到稳定输出电压目的，决定开关电源的动稳态特性。 【知识点3】不间断电源
不间断电源UPS：指当交流输入电源（习惯称为市电）发生异常或断电时，还能继续向负载供电，并能保证供电质量，使负载供电不受影响的装置。
UPS广泛应用于各种对交流供电可靠性和供电质量要求高的场合。
UPS最基本的结构原理
图16-5 具有旁路开关的UPS系统
UPS基本工作原理
基本工作原理： 当市电正常时，由市电供电，当市电异常乃至停电时，由蓄电池向逆变器供电。从负载侧看，供电不受市电停电的影响。
市电正常时，负载也可由逆变器供电，此时负载得到的交流电压比市电电压质量高，能获得正常的恒压恒频的正弦波交流输出，并且具有稳压、稳频的性能，因此也称为稳压稳频电源。 【知识点4】晶闸管投切电容器
在电力系统中，对无功功率的控制是非常重要的，通过对无功功率的控制，可以提高功率因数，稳定电网电压，改善供电质量。
交流电力电容器的投入与切断是控制无功功率的一种重要手段，晶闸管投切电容器TSC是一种性能优良的无功补偿方式。
（a）基本单元 （b）分组投切
图16-6 TSC基本原理图
基本原理：用交流电力电子开关来投入或者切除电容器。
在实际工程中，为避免容量较大的电容器组同时投入或切断会对电网造成较大的冲击，一般把电容器分成几组，根据电网对无功的需求而改变投入电容器的容量，TSC实际上就成为断续可调的动态无功功率补偿器。 三、重要理论
1、电力电子装置：电力电子电路和特定控制技术组成的实用装置就是，也称为电力电子系统，用于大功率电能的变换和控制。 （知识点1）
2、线性电源和开关电源的区别与联系（知识点2）
（1）线性电源：先用工频变压器降压，然后经过整流滤波后，由线性调压得到稳定的输出电压。
（2）开关电源：先整流滤波、后经高频逆变得高频交流电压，由高频变压器降压、再整流滤波。
开关电源在效率、体积和重量等方面都优于线性电源，基本取代了线性电源。
3、开关电源应用（知识点2）
①台式计算机和笔记本电源，电视机、播放机的电源，家用空调器、电冰箱电脑控制电路电源等：仅有几十W～几百W；
②手机等移动电子设备的充电器：功率仅有几W
③通信交换机、巨型计算机等大型设备：功率可达数kW～数百kW；
④工业上数控机床、自动化流水线：各种规格的开关电源为其控制电路供电。
⑤蓄电池充电、电火花加工，电镀、电解等电化学过程等：功率可达几十～几百kW；
⑥在X光机、微波发射机、雷达等设备：高压、小电流输出的开关电源。
4、开关电源组成：输入电路、功率变换电路、控制电路、输出电路。（知识点2）
（1）输入电路。作用：把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。
（2）功率变换电路：主通道，进行斩波调制和输出，把输入直流电压调制
成一个高频脉冲电压。是开关电源的核心部分。
（3）输出电路：将输出电压整流成脉动直流，并平滑成低纹波直流电压。
（4）控制电路：对输出电压进行取样、稳压，通过PWM控制器向驱动电路提供调制后的矩形脉冲，达到稳定输出电压目的，决定开关电源的动稳态特性。
5、不间断电源UPS：指当交流输入电源（习惯称为市电）发生异常或断电时，还能继续向负载供电，并能保证供电质量，使负载供电不受影响的装置。（知识点3）
6、UPS基本工作原理（知识点3）
基本工作原理： 当市电正常时，由市电供电，当市电异常乃至停电时，由蓄电池向逆变器供电。从负载侧看，供电不受市电停电的影响。
市电正常时，负载也可由逆变器供电，此时负载得到的交流电压比市电电压质量高，能获得正常的恒压恒频的正弦波交流输出，并且具有稳压、稳频的性能，因此也称为稳压稳频电源。
7、交流电力电容器的投入与切断是控制无功功率的一种重要手段，晶闸管投切电容器TSC是一种性能优良的无功补偿方式。（知识点4）
8、晶闸管投切电容器基本原理：用交流电力电子开关来投入或者切除电容器。 （知识点4）四、课后习题
习题16.1填空题： ，英文缩写为UPS，是一种重要的 装置。答案：不间断电源，间接交流变流
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