全国统一高考数学试卷 理科全国卷 4.pdf
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1、来自 中国最大的资料库下载1 来自 中国最大的资料库下载 1 1电力电子变换和控制技术导论电力电子变换和控制技术导论 1.1电力电子学的定义 1.2电力电子学科的形成 1.3电力电子的内涵及其相关工业 1.4电力电子学科所研究的基本问题 1.5电力电子技术的主要内容 介绍几本书 2 来自 中国最大的资料库下载 1.11.1电力电子学的定义电力电子学的定义 1、定义:电力电子学是一门利用电力电子 器件对电能进行控制和转换的学科。 3 来自 中国最大的资料库下载 2、电能变换的目的 提高电能的利用率:原材料-制成成品 EG:木材-木工-桌子 提高电能的适应能力: EG:电网不能直接给HID灯、计算
2、机和通信设备供电 促进生产技术改造,提高效率和产品质量、降低成本: EG:感应加热 改变环境污染、改善劳动条件: EG:高压除尘 在美国,60%电能经过变换后才能利用,20-30年后将为 100%。 在我国,约30%电能经过变换后才能利用,存在大量劳动 力市场。 1.11.1电力电子学的定义(续电力电子学的定义(续1 1) 4 来自 中国最大的资料库下载 3、电力电子技术的特性节约能源 1.11.1电力电子学的定义(续电力电子学的定义(续2 2) 5 来自 中国最大的资料库下载 4、电力电子技术的特性主要手段 实现降压电路的方案一(采用电阻分压): 其损耗为:PT=UR*IR=(UIN-UO)
3、*IR UR较大 损耗大 1.11.1电力电子学的定义(续电力电子学的定义(续3 3) 6 来自 中国最大的资料库下载 实现降压电路的方案二(线性稳压): 线性电源损耗为:PT=UT*IT=(UIN-UO)*IT UT较大 损耗大 4、电力电子技术的特性主要手段 1.11.1电力电子学的定义(续电力电子学的定义(续4 4) 7 来自 中国最大的资料库下载 在电力电子电路中,有源器 件总是工作在开关状态 开关电源:PT=通态损耗+开关损耗 通态损耗=UT*IT UT较小 损耗小 实现降压电路的方案三(采用电力电子方式): 4、电力电子技术的特性主要手段 1.11.1电力电子学的定义(续电力电子学
4、的定义(续5 5) 8 来自 中国最大的资料库下载 实现降压电路的方案三(采用电力电子方式): 串联LC,滤出谐波,滤波器的截止频率开关频率 增加控制回路BUCK电路 4、电力电子技术的特性主要手段 1.11.1电力电子学的定义(续电力电子学的定义(续6 6) 9 来自 中国最大的资料库下载 1.2 1.2 电力电子学科的形成电力电子学科的形成 电力电子学 (Power Electronics) 名称60年代出现 1974年,美国的W. Newell 用倒三角形对电力电子学 进行了描述,被全世界普 遍接受 10 来自 中国最大的资料库下载 1.2 1.2 电力电子学科的形成(续电力电子学科的形
5、成(续1 1) 1、电力技术 2、电子技术 3、电力电子技术 11 来自 中国最大的资料库下载 1.2 1.2 电力电子学科的形成(续电力电子学科的形成(续2 2) 电力技术是一门涉及发 电、输电、配电及电力 应用的科学技术。 利用电磁学(电路、磁 路、电场、磁场的基本 原理),处理发电、输 配电及电力应用的技术 统称电力技术。 1、电力技术 12 来自 中国最大的资料库下载 1.2 1.2 电力电子学科的形成(续电力电子学科的形成(续3 3) 电子技术又称为电子学,它 是与电子器件、电子电路以 及电子设备和系统有关的科 学技术。 电子技术是研究电子器件, 以及利用电子器件来处理电 子电路中电
6、信号的产生、变 换、处理、存储、发送和接 收问题。 2、电子技术 13 来自 中国最大的资料库下载 1.2 1.2 电力电子学科的形成(续电力电子学科的形成(续4 4) 也称为电力电子学。 利用电力电子开关器件组成电 力开关电路,利用晶体管集成 电路和微处理器构成信号处理 和控制系统,对电力开关电路 进行实时、适式的控制,可以 经济有效地实现开关模式的电 力变换和电力控制,包括电压 (电流)的大小、频率、相位 和波形的变换和控制。 是综合了电子技术、控制技术 和电力技术的新兴交叉学科。 3、电力电子技术(Power Electronics) 14 来自 中国最大的资料库下载 1.3 1.3 P
7、EPE的内涵的内涵/ /工业领域和行业工业领域和行业 PE=电子技术:电路/器件+控制技术:模拟控制技术/数字 控制技术+电力技术=新的边沿学科。 风机(10%) 水泵(20%) 压缩机(10%) 照明(10%) 电焊机(0.9%) 电解(4.2%) 电脑(10%) 通信(1%) 冶金(17%) 其它17.9 15 来自 中国最大的资料库下载 1.3 1.3 PEPE的内涵的内涵/ /工业领域和行业工业领域和行业(续(续1 1) 电力工业 建筑业 交通工业 IT/影视业 农业 冶金工业 材料工业 航空航天 军事 医疗/家电 环保业 16 来自 中国最大的资料库下载 1.4 1.4 PEPE所研
8、究的基本问题所研究的基本问题 17 来自 中国最大的资料库下载 1.4 1.4 PEPE所研究的基本问题(续所研究的基本问题(续1 1) 18 来自 中国最大的资料库下载 1.4 1.4 PEPE所研究的基本问题(续所研究的基本问题(续2 2) 用于电路设计的器件 19 来自 中国最大的资料库下载 2、PE的拓扑电路 1.4 1.4 PEPE所研究的基本问题(续所研究的基本问题(续3 3) 输入 输出 交流直流 直流整流直流斩波 交流 交流电力控制 变频、变相 逆变 20 来自 中国最大的资料库下载 1.4 1.4 PEPE所研究的基本问题(续所研究的基本问题(续4 4) 高效变换器 21 来
9、自 中国最大的资料库下载 3、软开关技术 50-70年代是电力电子的常规发展期:主要技术:整流和缓 冲电路; 80年代至今是现代电力电子发展期:从硬开关到软开关技 术。 高开关技的展程 序号名称用 170年代串或并 振技半或全 器 280年代中准振或多振技端或式 器 380年代末 ZCS-PWM或ZVS-PWM技 端或式 器 480年代末移相全ZVS-PWM技全 器250W以上 590年代初 ZCT-PWM或ZVT-PWM技 端或式 器 1.4 1.4 PEPE所研究的基本问题(续所研究的基本问题(续5 5) 22 来自 中国最大的资料库下载 4、控制方法 1.4 1.4 PEPE所研究的基本
10、问题(续所研究的基本问题(续6 6) 23 来自 中国最大的资料库下载 5、研究方法 (1) 仿真:Pspice /Micro CAP /Saber; (2) 负载匹配: 每一种负载对应一个特别的电路和控制方式,这是电力电 子中的一个特殊问题。 (3) 建模 1.4 1.4 PEPE所研究的基本问题(续所研究的基本问题(续7 7) 24 来自 中国最大的资料库下载 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容电力电子研究的主要内容 25 来自 中国最大的资料库下载 1、新器件/模块电源 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容电力电子研究的主要内容( (续续 1)1) 26 来自 中国最大的资料库下载
11、 2、高频/高性能/高效率/高稳定性 软开关技术 MOSFET/IGBT 高频磁性材料 新的控制策略 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容(续电力电子研究的主要内容(续2 2) 27 来自 中国最大的资料库下载 3、电气传动/工业电源 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容(续电力电子研究的主要内容(续3 3) 28 来自 中国最大的资料库下载 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容(续电力电子研究的主要内容(续4 4) 29 来自 中国最大的资料库下载 5、家电/医疗电器/汽车 6、自然能的利用 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容(续电力电子研究的主要内容(续5 5) 家电:电冰箱,电
12、视,空调,洗衣机; 汽车工业: 改善发动机的性能:发动机控制,变速,点火; 舒适用器件:动力/驾驶盘/动力门窗/锁; 安全用器件:防盗闸; 汽车供电系统的新动向,12V-48V; 新的动向:电/气混合驱动的汽车。 30 来自 中国最大的资料库下载 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容(续电力电子研究的主要内容(续6 6) Timed Wiper Mirror Adjust Power Seats Electronic Sunroof Window Lift Power Door Locks Keyless Entry 31 来自 中国最大的资料库下载 7、基本技术与周边技术 基本技术:检测/
13、控制/诊断/新器件/新电路/仿真 周边技术: 电力系统/直流输电/静态无功补偿/柔性交流输电 自然能的利用 工业发展的需求 控制学科的发展 IT的发展/计算机/家电 军事 1.5 1.5 电力电子研究的主要内容(续电力电子研究的主要内容(续7 7) 32 来自 中国最大的资料库下载 8、EMC及绿色电源技术 EMC:EMI/传导EMI和发射EMI;热点课题 绿色电源技+m=+,0x4,而AB=x+mx=+x,AB的取值范围是(,+)故答案为:(,+)方法二:如下图,作出底边BC=2的等腰三角形EBC,B=C=75,倾斜角为150的直线在平面内移动,分别交EB、EC于A、D,则四边形ABCD即为
14、满足题意的四边形;当直线移动时,运用极限思想,直线接近点C时,AB趋近最小,为;直线接近点E时,AB趋近最大值,为+;故答案为:(,+)【点评】本题考查求AB的取值范围,考查三角形中的几何计算,考查学生的计算能力,属于中档题三、解答题:17(12分)Sn为数列an的前n项和,已知an0,an2+2an=4Sn+3(I)求an的通项公式:()设bn=,求数列bn的前n项和【考点】8E:数列的求和;8H:数列递推式菁优网版权所有【专题】54:等差数列与等比数列【分析】(I)根据数列的递推关系,利用作差法即可求an的通项公式:()求出bn=,利用裂项法即可求数列bn的前n项和【解答】解:(I)由an
15、2+2an=4Sn+3,可知an+12+2an+1=4Sn+1+3两式相减得an+12an2+2(an+1an)=4an+1,即2(an+1+an)=an+12an2=(an+1+an)(an+1an),an0,an+1an=2,a12+2a1=4a1+3,a1=1(舍)或a1=3,则an是首项为3,公差d=2的等差数列,an的通项公式an=3+2(n1)=2n+1:()an=2n+1,bn=(),数列bn的前n项和Tn=(+)=()=【点评】本题主要考查数列的通项公式以及数列求和的计算,利用裂项法是解决本题的关键18(12分)如图,四边形ABCD为菱形,ABC=120,E,F是平面ABCD同
16、一侧的两点,BE丄平面ABCD,DF丄平面 ABCD,BE=2DF,AE丄EC()证明:平面AEC丄平面AFC()求直线AE与直线CF所成角的余弦值【考点】LM:异面直线及其所成的角;LY:平面与平面垂直菁优网版权所有【专题】5F:空间位置关系与距离;5G:空间角;5H:空间向量及应用【分析】()连接BD,设BDAC=G,连接EG、EF、FG,运用线面垂直的判定定理得到EG平面AFC,再由面面垂直的判定定理,即可得到;()以G为坐标原点,分别以GB,GC为x轴,y轴,|GB|为单位长度,建立空间直角坐标系Gxyz,求得A,E,F,C的坐标,运用向量的数量积的定义,计算即可得到所求角的余弦值【解
17、答】解:()连接BD,设BDAC=G,连接EG、EF、FG,在菱形ABCD中,不妨设BG=1,由ABC=120,可得AG=GC=,BE平面ABCD,AB=BC=2,可知AE=EC,又AEEC,所以EG=,且EGAC,在直角EBG中,可得BE=,故DF=,在直角三角形FDG中,可得FG=,在直角梯形BDFE中,由BD=2,BE=,FD=,可得EF=,从而EG2+FG2=EF2,则EGFG,(或由tanEGBtanFGD=1,可得EGB+FGD=90,则EGFG)ACFG=G,可得EG平面AFC,由EG平面AEC,所以平面AEC平面AFC;()如图,以G为坐标原点,分别以GB,GC为x轴,y轴,|
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