电力电子电路的微机控制课件第1章

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1、第1章章绪论绪论1.1电力电子电路智能化控制的现状1.2电力电子电路微机控制系统的基本组成1.3课程的内容体系和教学要求同时介绍若干种实用的典型控制电路，归纳出基本的控制方法及规律，引出本课程要讨论的主要内容。1-11.1电力电子电路智能化控制的现状电力电子技术的现状自晶闸管出现以后，半个世纪以来电力电子技术这门新兴学科显示出了旺盛的生命力。特别是近20多年来，伴随着微电子技术、微机应用技术、传感器技术、新材料技术以及自动控制技术的迅猛发展，电力电子技术得到了飞速发展，渗透到人类生产和生活的方方面面。作为涉及电力、电子和控

2、制领域的交叉学科（易出成果）其发展空间巨大。电力电子技术也是最直接的节能技术。1-21.1电力电子电路智能化控制的现状电力电子技术的地位电力电子技术和运动控制一起，与计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。计算机人脑电力电子技术消化系统和循环系统电力电子＋运动控制肌肉和四肢传感器感觉器官电力电子技术是电能变换技术，是将粗电变为精电的技术。能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源。因此，将电力电子技术与以微处理器为代表的弱电控制结合，构成性能完善的控制系统，这是必然的发展趋势。一门崭新的技术，21世纪仍将以迅猛的速度发

3、展。1-31.1电力电子电路智能化控制的现状电力电子技术的基本特征、研究任务和发展方向基本特征电能处理与节能、弱电控制强电、高新技术的支撑、多学科的交叉与融合。研究任务电力电子器件的应用、电力电子电路的电能变换原理、电路和系统的控制技术与应用。发展方向高频化、高效率、高功率密度、高压大功率、高功率因数、高性能、高可靠性、高允许工作温度、高智能化、低成本。思考：电力变换包括哪些内容？请举例说明。1-41.1电力电子电路智能化控制的现状电力电子电路微机控制系统的特点全数字化。利于提高控制精度。系统通用性强，灵活性大，易于扩展和

4、修改。控制性能可大幅度提高。利于实现联机和集中控制，提高自动化水平。软件可实现多种功能，电路和结构简化。便于故障检测和分析，系统工作的可靠性高。1-51.1电力电子电路智能化控制的现状微机对电力电子电路控制所起的作用使电路简单。绝大多数控制功能可通过软件实现。可以实现复杂的控制。丰富了系统的功能，提高了系统的性能。有很好的灵活性和适应性。便于系统的调试、维护、升级和使用。控制精度高。数字控制无模拟电路的零漂等问题，总能找到合适的微机保证系统的控制精度。可实现人机界面、多机联网、自动化管理等智能功能。1-61.1电力电子电路

5、智能化控制的现状电力电子技术的应用一般工业：交直流电机、电化学工业、冶金工业交通运输：电气化铁道、电动汽车、航空、航海电力系统：高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿电子装置电源：为信息电子装置提供动力家用电器：“节能灯”、变频空调等其他：UPS、航航天天飞行器、新能源、发电装置1-71.1电力电子电路智能化控制的现状例：单片机(CPU)对电机的控制现在约90%以上的动力源来自于电机，约60%的电能用于各种电动机。简单控制：电机的起动、制动、正反转和顺序控制等。通过CPU或以CPU为核心的PLC控制继电器或开关器件来实现。复

6、杂控制：对电机的转速、位置、转矩、电压和电流等物理量进行控制。通常需达到一定的精度。一般需要高性能CPU或DSP以及专用控制程序来实现。电机的复杂控制在国民经济各方面的应用越来越多。1-81.2电力电子电路微机控制系统的基本组成电力电子系统的构成电力电子电路的主电路所用的功率器件一般工作在开关状态。这对器件、电路及控制均提出了许多特殊的要求，如精确的波形控制、干扰及抑制等等。电力电子技术可细分为：电力电子器件、电力电子电路以及系统和控制三大部分。已经深入到人类活动的方方面面。小到调光台灯，大到远距离直流输电，都能见到其应用

7、。1-91.2电力电子电路微机控制系统的基本组成应用电力电子器件的系统组成由控制电路、驱动电路、检测电路、保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成。系统的示意图见下图。在主电路检测和控制电控路中附加电路V1一些电路，控制电路制保护LR以保证电电路力电子器电件和整个驱动V2系统正常路电路主电路可靠运行。电气隔离现控制电路核心部分多为微处理器（CPU或DSP）。1-101.2电力电子电路微机控制系统的基本组成电气隔离主电路中的电压和电流一般都较大，而控制电路的元器件只能承受较小的电压和电流，因此在主电路和控制电路连接的路径上

8、，如驱动电路与主电路的连接处，或者驱动电路与控制信号的连接处，以及主电路与检测电路或保护电路的连接处，一般需要进行电气隔离，以提高系统的安全性、可靠性和电磁兼容性能。现实际应用中一般采用光(光耦合器等)和磁(互感器、变压器和继电器等)的电气隔离方式来传递信号。从抗干扰角度讲的隔离技术将在后续课中详细介绍