电力电子技术绪论

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1、电力电子技术PowerElectronics1什么是电力电子技术2电力电子技术的发展史3电力电子技术的应用4教材内容简介和使用说明绪论2电力电子技术的定义有效地利用电力半导体器件，应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的高效能变换和控制的一门技术基础：电力半导体器件手段：电路分析和控制理论对象：电能的变换和控制31.1电力电子与信息电子1.2两大分支1.3与其他学科的关系1.4地位和未来1什么是电力电子技术4信息电子技术——信息处理电力电子技术——电力变换模拟电子技术电子技术信息电子技术电力电子技术数字电子技

2、术电力电子技术(定义)：使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即：应用于电力领域的电子技术。电力电子器件制造技术目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。变流技术用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。电力电子技术变换的“电力”，可大到数百MW甚至GW，也可小到数W甚至mW级。1.1电力电子与信息电子5信息电子技术——依靠电子器件实现电信号的产生、变换、处理、存储、发送和接收。电力电子技术——应用功率半导体器件，对电能进行变换—包括电压、电流、频

3、率和波形等方面的变换，以达到使电能更好的符合各种用电设备的要求。6电力——交流和直流两种从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得到的是直流。电力变换四大类交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流对电能形式进行变换的技术称为变流技术。变流技术逆变整流变频、变相直流斩波电力电子器件电力电子变流技术1.2两大分支7电力电子技术的两大分支电力电子器件制造技术电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理变流技术（电力电子器件应用技术）用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术，以及构成电力电子装置和电力电子系统

4、的技术。?电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。8电能变换技术介绍?电力变换四大类9电力电子装置类型?电力电子装置分类?可控整流器把交流电压变换成固定或可调的直流电压；（AC→DC）?逆变器把直流电变换成频率固定或可调的交流电；（DC→AC）?交流调压器把固定或变化的交流电压变换成可调或固定的交流电压；（AC→AC）?斩波器把固定或变化的直流电压变换成可调或恒定的直流电压；（DC→DC）10电力电子学(PowerElectronics)名称60年代出现。1974年，美国的W.Newell用图1的倒三角形对电力电子学

5、进行了描述，被全世界普遍接受。电力电子学电子学电力学控制理论连续、离散电路、器件静止器、旋转电机图1描述电力电子学的倒三角形1.3与相关学科的关系11都分为器件和应用两大分支。器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。信息电子电路的器件可工作在开关状态，也可工作在放大状态；电力电子电路的器件一般只工作在开关状态。二者同根同源。与信息电子学的关系1.3与相关学科的关系12电力电子技术广泛用于电气工程中高压直流输电　　静止无功补偿电力机车牵引　　交直流电力传动电解、电镀、电加

6、热、高性能交直流电源国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支与电气工程的关系1.3与相关学科的关系13电力电子技术——应用于电力领域的电子技术处理功率：大到数百MW甚至GW，小到数W甚至mW级。14电力系统变换过程15与电力技术的关系从发电角度来说，利用电力电子技术高效产生电能；从用电角度来说，利用电力电子技术可以进行节能改造，提高用电效率；从输、配电角度来说，必须利用电力电子技术提高输配电质量。16控制理论广泛用于电力电子系统中。电力电子技术是弱电控制强电的技术，是

7、弱电和强电的接口；控制理论是这种接口的有力纽带。电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。与控制理论（自动化技术）的关系1.3与相关学科的关系17电力电子技术和运动控制一起，协同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　　　　　肌肉和四肢电力电子技术是电能变换技术,是把粗电变为精电的技术，1.4地位和未来18电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。晶闸管问世(电力电子开始)IGBT及功率集成器件出现和发展时代晶闸管时代水银（汞弧）整流器时

8、代电子管问世全控型器件迅速发展时期史前期（黎明期）19041930194719571970198019902000t(年)晶体管诞生2电力电子技术的发展史19器件发展20212223一般工业：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、无功补偿电子装置用电源：为信息电子装置提供