電力電子技術緒論

電力電子技術PowerElectronics上海拓普信息技術職業(yè)學院電子與自動化學院1.電力電子技術的概念2.電力電子技術的發(fā)展3.現代電力電子技術的應用領域4.本課程的學習要求緒論1.1電力電子與信息電子1.2兩大分支1.3與其他學科的關系1.4地位和未來1.電力電子技術的概念信息電子技術——信息處理電力電子技術——電力變換電子技術一般即指信息電子技術，廣義而言，也包括電力電子技術。模擬電子技術電子技術信息電子技術電力電子技術數字電子技術電力電子技術

（PowerElectronics）——以電力為對象的電子技術，包括電力電子器件、變流電路和控制電路三部分，是電力、電子、控制三大電氣工程技術領域之間的交叉學科。目前電力電子器件均用半導體制成，故也稱電力半導體器件。電力電子技術變換的“電力”，可大到數百MW甚至GW，也可小到數W甚至mW級。1.1

電力電子與信息電子

變流技術（電力電子器件應用技術）

用電力電子器件構成電力變換電路和對其進行控制的技術，以及構成電力電子裝置和電力電子系統的技術。電力電子技術的核心，理論基礎是電路理論。1.2兩大分支

電力電子器件制造技術電力電子技術的基礎，理論基礎是半導體物理。

電力——交流和直流兩種

從公用電網直接得到的是交流，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稱為變流技術。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電力電子學(PowerElectronics)名稱60年代出現。1974年，美國的W.Newell用圖1的倒三角形對電力電子學進行了描述，被全世界普遍接受。電力電子學電子學電力學控制理論連續(xù)、離散電路、器件靜止器、旋轉電機圖1描述電力電子學的倒三角形1.3與相關學科的關系都分為器件和應用兩大分支。器件的材料、工藝基本相同，采用微電子技術。應用的理論基礎、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狀態(tài)，也可工作在放大狀態(tài)；電力電子電路的器件一般只工作在開關狀態(tài)。二者同根同源。

與電子學（信息電子學）的關系1.3與相關學科的關系1.3與相關學科的關系電力電子技術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外均把電力電子技術歸為電氣工程的一個分支。電力電子技術是電氣工程學科中最為活躍的一個分支。與電力學（電氣工程）的關系控制理論廣泛用于電力電子系統中。電力電子技術是弱電控制強電的技術，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的基礎元件和重要支撐技術。與控制理論（自動化技術）的關系1.3與相關學科的關系電力電子技術和運動控制一起，和計算機技術共同成為未來科學技術的兩大支柱。計算機人腦電力電子技術消化系統和循環(huán)系統電力電子＋運動控制肌肉和四肢電力電子技術是電能變換技術,是把粗電變?yōu)榫姷募夹g，能源是人類社會的永恒話題，電能是最優(yōu)質的能源，因此，電力電子技術將青春永駐。一門嶄新的技術，21世紀仍將以迅猛的速度發(fā)展。1.4

地位和未來電力電子技術的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。晶閘管問世，(“公元元年”)IGBT及功率集成器件出現和發(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.電力電子技術的發(fā)展

2.1電力電子器件2.電力電子技術的發(fā)展

2.1電力電子器件2.電力電子技術的發(fā)展2.2電力電子技術的發(fā)展2.2.1整流器時代用大功率硅整流器和晶閘管將工頻交流電轉換為直流電（20世紀60～70年代）。2.2.2逆變器時代將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電，主要用于變頻調速（20世紀70～80年代）。2.2.3變頻器時代采用新型電力電子器件（MOSFET、IGBT等）制作的高頻變頻調速器（80年代后）。開關電源技術

高頻開關電源（SMR），開關頻率為50～100KHz，小型、高效，容量較高，用于通信電源等。直流/直流（DC/DC）變換器用于電車無極調速，節(jié)能。不間斷電源（UPS）用于計算機系統。變頻器電源用于交流電機的變頻調速高頻逆變式整流焊機電源

AC－DC－DC－AC大功率開關型高壓直流電源輸出電壓50KV，電流0.5A以上。電力有源濾波器抑制電網諧波。3.

電力電子技術的應用領域軋鋼機數控機床冶金工業(yè)電解鋁1）一般工業(yè)3.

電力電子技術的應用領域2）交通運輸3.

電力電子技術的應用領域3）電力系統SVC動態(tài)無功功率補償裝置

高壓直流裝置HVDC柔性交流輸電FACTS3.

電力電子技術的應用領域4）電子裝置用電源程控交換機電子裝置微型計算機3.

電力電子技術的應用領域5）家用電器3.

電力電子技術的應用領域6）其他大型計算機的UPS航天技術新型能源3.

電力電子技術的應用領域總之，電力電子技術的應用范圍十分廣泛，激發(fā)人們學習、研究電力電子技術并使其飛速發(fā)展。電力電子裝置提供給負載的是各種不同的電源，因此可以說，電力電子技術研究的也就是電源技術。電力電子技術對節(jié)省電能有重要意義。特別在大型風機、水泵采用變頻調速，在使用量十分龐大的照明電源等方面，因此它也被稱為是節(jié)能技術。3.

電力電子技術的應用領域課程的性質、目的和任務4.本課程的學習要求本課程的目的和任務是使學生熟悉各種電力電子器件的特性和使用方法；掌握各種電力電子電路的結構、工作原理、控制方法、設計計算方法及實驗技能；熟悉各種電力電子裝置的應用范圍及技術經濟指標。本課程是機電一體化技術專業(yè)必修的技術基礎課。4.學習本課程的要求(3)能正確選擇電力電子器件的驅動電路；熟悉常用器件組成的變流電路所必要的保護設施的選取。(1)熟悉晶閘管SCR、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的基本結構，掌握其外部特性、主要參數以及器件的額定參數選擇，能查閱器件手冊選取所需的器件，會對器件進行簡單測試

。(2)掌握各種基本的整流電路、直流斬波電路、交流—交流電力變換電路和逆變電路的結構、工作原理、波形分析和控制方法。(4)了解電力電子技術的應用范圍和發(fā)展動向。(5)掌握基本電力電子裝置的實驗和調試方法。共51學時考察課考核：平時60%期末40%9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。2月-252月-25Sunday,February23,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。21:10:4921:10:4921:102/23/20259:10:49PM11、夫學須志也，才須學也，非學無以廣才，非志無以成學。2月-2521:10:4921:10Feb-2523-Feb-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。21:10:4921:10:4921:10Sunday,February23,202513、志不立，天下無可成之事。2月-252月-2521:10:4921:10:49February23,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。23二月20259:10:49下午21:10:492月-2515、會當凌絕頂，一覽眾山小。二月259: