電力電子第一章緒論

1電力電子技術(shù)PowerElectronics信電學(xué)院電氣自動化教研室E-mail：lw_ccec@126.comTelQ:23352532課程網(wǎng)站/pe21什么是電力電子技術(shù)2電力電子技術(shù)的發(fā)展史3電力電子技術(shù)的應(yīng)用4教材的內(nèi)容簡介緒論31.1電力電子與信息電子1.2電力電子技術(shù)兩大分支1.3與其他學(xué)科的關(guān)系1.4地位和未來1

什么是電力電子技術(shù)4信息電子技術(shù)——信息處理電力電子技術(shù)——電力變換電子技術(shù)一般即指信息電子技術(shù)，廣義而言，也包括電力電子技術(shù)。模擬電子技術(shù)電子技術(shù)信息電子技術(shù)電力電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)電力電子技術(shù)——使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，即應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。目前電力電子器件均用半導(dǎo)體制成，故也稱電力半導(dǎo)體器件。電力電子技術(shù)變換的“電力”可大到數(shù)百MW甚至GW，也可小到數(shù)W甚至mW級。1.1

電力電子與信息電子5

變流技術(shù)（電力電子器件應(yīng)用技術(shù)）用電力電子器件構(gòu)成電力變換電路和對其進行控制的技術(shù)，以及構(gòu)成電力電子裝置和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。變流技術(shù)的核心是電路理論。1.2

電力電子技術(shù)兩大分支

電力電子器件制造技術(shù)電力電子器件制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)是半導(dǎo)體物理。6

電力——交流和直流兩種

從公用電網(wǎng)直接得到的是交流，從蓄電池和干電池得到的是直流。

電力變換四大類

交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流表1電力變換的種類

進行電力變換的技術(shù)稱為變流技術(shù)。逆變直流斬波直流交流電力控制變頻、變相整流交流交流直流

輸出輸入1.2

兩大分支

變流技術(shù)7電力電子學(xué)(PowerElectronics)，該名稱20世紀60年代出現(xiàn)。1974年，美國Dr.Newell用圖1的倒三角形對電力電子學(xué)進行了描述，被全世界普遍接受。電力電子學(xué)電子學(xué)電力學(xué)控制理論連續(xù)、離散

電路、器件靜止器、旋轉(zhuǎn)電機圖1描述電力電子學(xué)的倒三角形1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系8Dr.Newell紐厄爾博士1、1973年6月，IEEE三個學(xué)會上發(fā)表“電力電子從不被重視到脫穎而出”的主題講演；2、1974年IEEE工業(yè)應(yīng)用(IA)匯刊全文正式發(fā)表了這篇講演；3、IEEE高級會員，1976年逝世；4、曾在西屋公司和卡內(nèi)基－梅隆大學(xué)講授電力電子學(xué)。去世后由莫特將該課程的講義編輯出版，書名“固態(tài)電力電子學(xué)導(dǎo)論”5、2006年清華大學(xué)教授蔡宣三發(fā)表紀念文章，高度評價紐厄爾博士Dr.Newell對電力電子的貢獻。9都分為器件和應(yīng)用兩大分支。器件的材料、工藝基本相同，采用微電子技術(shù)。應(yīng)用的理論基礎(chǔ)、分析方法、分析軟件也基本相同。信息電子電路的器件可工作在開關(guān)狀態(tài)，也可工作在放大狀態(tài)；而電力電子電路的器件一般只工作在開關(guān)狀態(tài)。二者同根同源。

與電子學(xué)（信息電子學(xué)）的關(guān)系1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系101.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系電力電子技術(shù)廣泛用于電氣工程中高壓直流輸電靜止無功補償電力機車牽引交直流電力傳動電解、電鍍、電加熱、高性能交直流電源國內(nèi)外均把電力電子技術(shù)歸為電氣工程的一個分支。電力電子技術(shù)是電氣工程學(xué)科中最為活躍的一個分支。

與電力學(xué)（電氣工程）的關(guān)系11控制理論廣泛用于電力電子系統(tǒng)中。電力電子技術(shù)是弱電控制強電的技術(shù)，是弱電和強電的接口；控制理論是這種接口的有力紐帶。電力電子裝置是自動化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。

與控制理論（自動化技術(shù)）的關(guān)系1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系12電力電子技術(shù)和運動控制一起，和計算機技術(shù)共同成為未來科學(xué)技術(shù)的兩大支柱。計算機人腦電力電子技術(shù)消化系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)電力電子＋運動控制肌肉和四肢電力電子技術(shù)是電能變換技術(shù),是把粗電變?yōu)榫姷募夹g(shù)，能源是人類社會的永恒話題，電能是最優(yōu)質(zhì)的能源，因此，電力電子技術(shù)將青春永駐。一門嶄新的技術(shù)，21世紀仍將以迅猛的速度發(fā)展。1.4

地位和未來13電力電子技術(shù)的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。晶閘管問世(電力電子元年)

IGBT及功率集成器件出現(xiàn)和發(fā)展時代晶閘管時代水銀（汞?。┱髌鲿r代電子管問世全控型器件迅速發(fā)展時期史前期（黎明期）19041930194719571970198019902000t(年)晶體管誕生2電力電子技術(shù)的發(fā)展史14一般工業(yè)：交直流電機、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)交通運輸：電氣化鐵道、電動汽車、航空、航海電力系統(tǒng)：高壓直流輸電、柔性交流輸電、無功補償電子裝置電源：為信息電子裝置提供動力家用電器：

“節(jié)能燈”、變頻空調(diào)其他：

UPS、航天飛行器、新能源、發(fā)電裝置3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用15軋鋼機數(shù)控機床冶金工業(yè)電解鋁1）一般工業(yè)3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用162）交通民運輸3電力哲電子堡技術(shù)頓的應(yīng)輛用173）電力遙系統(tǒng)SV晚G高壓汁直流西裝置HV拳DC柔性博交流娃輸電FA述CT澡S3電力旦電子餃技術(shù)蔑的應(yīng)堆用184）電子悠裝置窯用電皺源程控姻交換務(wù)機電子詠裝置微型炎計算怕機3電力吸電子第技術(shù)辜的應(yīng)貝用195）家概用電都器3電力膜電子罪技術(shù)饒的應(yīng)膀用206）其問他大型忠計算鄉(xiāng)豐機的UP鑼S航天男技術(shù)新型宏能源3電力薯電子肯技術(shù)額的應(yīng)立用21總之冊，電丑力電隨子技鋤術(shù)的日應(yīng)用乖范圍慌十分浪廣泛濱，激漏發(fā)人鈔們學(xué)紅習(xí)、戰(zhàn)研究童電力監(jiān)電子兄技術(shù)路并使驢其飛飾速發(fā)低展。電力飲電子暴裝置彎提供粥給負窯載的垃是各輸種不卵同的跳電源及，因鐘此可韻以說慚，電扮力電款子技視術(shù)研禍究的絲式也就胳是電源從技術(shù)。電力艦電子露技術(shù)惜對節(jié)市省電膜能有棄重要門意義誕。特拐別在方大型橋風機泥、水睛泵采棕用變矛頻調(diào)餅速，暗在使晉用量欺十分先龐大可的照梁明電咽源等棒方面衡，因趨此它辜也被巨稱為袋是節(jié)能擠技術(shù)。3電力腔電子善技術(shù)蹲的應(yīng)上用224.戚1教材奧的內(nèi)脫容簡吹介《