电力电子作业

1、电力电子在飞机电源上的应用。

在维护手册的飞机电路图中上常见的电力电子器件有晶闸管、二极管和功率三极管。

功率二极管的应用与在通用电气系统中的应用相似，首先是与继电器线圈并联的起续流及钳位作用．只要有电磁开关的地方就会有二极管的应用，只要有电磁开关的地方就会有二极管的应用。续流二投管的通流能力是要求与主电路一样的。二极管另一重要的应用是旋转整流器与变压整流器。

旋转整流器是无刷交流发电机的一个重要组成环节，它与三相永磁交流发电机做成一体构成三相桥整流，输出直流作为主交流发电机的励磁。变压整流器是变压器与整流器的组合，整流器也是由二极管构成三相桥式整流，由变压器把115v40l'-iz的交流变成所需要的低压交流输出，由整流器变换成直流，如28v直流系统。另外，单独利用二极管单向导电性在主电路中起极性保护作用的应用也是常见的。

晶闸管在飞机的冷水加温系统中也是常见的，应用中把它与电加热器串联，构成温度可控的元触点开关。晶闸管作为无艟点可控开关串联在继电器线圈电路中的应用也是常见的，如用在飞机辅助动力装置的控制组件中。晶闸管最大规模的应用要算是飞机的新型逆变电源，由晶问管构成星型逆变桥和三角形逆变桥，用输出多重化技术输出阶梯形正弦波再经滤波器作为主交流电源——变速恒额电源输出。

功率三极管也获得了广泛的应用，除了在通信系统dc/ac电源变换中的应用以外，在应急交流电源系统中，它是作为静变流器使用的。最初的变流作用是由变流机组实现的．直至现在仍有使用的，它是旋转式变流机组，由直流电动机驱动400hz交流发电机输出电能。重量大，噪音高，维护不便。

在晶问管出现以后，当时的先进飞机就采用了晶闸管式的静变流器，输人28v直流．输出115v400hz交流，控制电路比较复杂。在较大功率复合式三极管出现以后，又出现了采用三极管的静止变流器。作用仍然是直流输，交流输出，控制电路也比较复杂。

直至现在，这种形式的静变流器在国内外有些飞机上仍有使用的。现在太型飞机上的静变流器(500w-1500w)多是采用功率三极管模块作为可控开关，由数字电路或逻辑电路进行400hz信号产生、驱动与控制，控制电路构成简单，主电路也不复杂。主电路构成均为推换式，由变压器升压。

三极管作为无触点可控开关与继电器线圈串联的形成也是广泛采用的。由此可以看出飞机采用的先进技术与电力电子技术提供的发展条件是分不开的。

2、将线性电源和开关电源进行对比性研究。

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（pwm）控制ic和mosfet构成。

开关电源大致由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。

开关电源就是利用电子开关器件（如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现dc/ac、dc/dc电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。

开关电源一般有三种工作模式：频率、脉冲宽度固定模式，频率固定、脉冲宽度可变模式，频率、脉冲宽度可变模式。

线性电源（linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电路进行稳压。

3、电脑的电源组成及工作原理。

常见的电脑用电源**器的功能是将输入的交流市电(ac110v/220v)，经过隔离型交换式降压电路转换出各装置所需的各种低压直流电：3.3v、5v、12v、-12v及提供电脑关闭时待命用的5v standby(5vsb)。

电源转换流程为。

交流输入→emi滤波电路→整流电路→功率因数修正电路(主动或是被动pfc)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是dc-dc转换电路)→滤波(平滑输出涟波，由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出。

一些主要器件如下。

交流电输入插座：

此为交流电从外部输入电源**器的第一道关卡，为了阻隔来自电力线上干扰，以及避免电源**器运作所产生的交换杂讯经电力线往外散布干扰其他用电装置，都会於交流输入端安装一至二阶的emi(电磁干扰)filter(滤波器)，其功能就是一个低通滤波器，将交流电中所含高频的杂讯旁路或是导向接地线，只让60hz左右的波型通过。

桥式整流器：

内部由四颗二极体交互连接所构成的桥式整流器，其功用是将输入交流进行全波整流后，供后端交换电路使用。

其外观与大小会随著元件额定电压及电流的不同而有所差异，部分电源**器会将其固定於散热片上，协助其散热，以利稳定的长时间运作。

金氧变阻器(mov)：

变阻器跨接於保险丝后端的火线与地线间，其动作原理为当其两端电压差低於其额定电压值时，本体呈现高阻抗；当电压差超出其额定值，本体电阻会急速下降，l-n间呈现近似短路状态，前端的保险丝因短路而升高的电流将会使其熔断，以保护后端电路，有时本体承受功率过大时，亦以自毁方式来警告使用者该装置已经出现问题。

4、电力电子在清洁能源领域的应用及发展。

主要的清洁能源发电系统。

光伏发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。由太阳能、光伏阵列、双向直流变换器、蓄电池或超级电容和并网逆变器构成。光伏阵列除保证负载的正常供电外，将多余电能通过双向直流变换器储存到蓄电池或超级电容中；当光伏阵列不足以提供负载所需的电能时，双向直流变换器反向工作向负载提供电能。

风力发电系统按照风轮发电机转速是否恒定分为定转速运行与可变速运行两种方式。按照发电机的结构区分，有异步发电机、同步发电机、永磁式发电机、无刷双馈发电机和开关磁阻发电机等机型。风力发电的运行方式可分为独立运行、并网运行、与其它发电方式互补运行等。

燃料电池发电系统是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能的电化学装置。燃料电池发电最大的优势是高效、洁净，无污染、噪声低，模块结构、积木性强、不受卡诺循环限制，能量转换效率高，其效率可达 0 4 %一 5 6 %.燃料电池被称为是继水力、火力、核能之后***发电装置和替代内燃机的动力装置。

混合能源发电系统利用风能资源和太阳能资源天然的互补性而构成的“风力一太阳能混合发电系统”，可以弥补因风能、太阳能资源间歇性不稳定所带来的可靠性低的缺陷，在一定程度上提供稳定可靠电能。

作为可再生能源应用的重要组成部分的电力电子变换装置的研究与开发也成为一个重要的研究课题。可再生能源发电中应用到的电力电子技术主要包括逆变器及并网技术、太阳能充电控制技术、变速恒频风力发电系统、燃料电池功率调节系统、谐波抑制和能量管理等。

电力电子作业

电力电子作业

电力电子作业

电力电子作业

其他用户还读了