電力電子技術(shù)-緒論課件

電力電子技術(shù)PowerElectronics2005.71

緒論

1什么是電力電子技術(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課程性質(zhì)及要求2

1什么是電力電子技術(shù)1.1電力電子與信息電子1.2兩大分支1.3與其他學(xué)科的關(guān)系返回3

1.1電力電子與信息電子信息電子技術(shù)——信息處理電力電子技術(shù)——電力變換電力電子技術(shù)——使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)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M(fèi)W甚至GW，也可小到數(shù)W甚至mW級(jí)。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)返回4

1.2兩大分支電力電子器件制造技術(shù)電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，理論基礎(chǔ)是半導(dǎo)體物理。

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(duì)其進(jìn)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)。電力電子技術(shù)的核心，理論基礎(chǔ)是電路理論。5

1.2兩大分支

變流技術(shù)

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表1電力變換的種類進(jìn)行電力變換的技術(shù)稱為變流技術(shù)。返回61.3與其他學(xué)科的關(guān)系

電力電子學(xué)

(PowerElectronics)名稱60年代出現(xiàn)。1974年，美國(guó)的W.Newell用圖1的倒三角形對(duì)電力電子學(xué)進(jìn)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(jī)圖1描述電力電子學(xué)的倒三角形7

1.3與其他學(xué)科的關(guān)系

與電子學(xué)（信息電子學(xué)）的關(guān)系都分為器件和應(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)；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。8

1.3與其他學(xué)科的關(guān)系

與電力學(xué)（電氣工程）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(wú)功補(bǔ)償電力機(jī)車牽引交直流電力傳動(dòng)電解、電鍍、電加熱、高性能交直流電源國(guó)內(nèi)外均把電力電子技術(shù)歸為電氣工程的一個(gè)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(gè)分支。9

1.3與其他學(xué)科的關(guān)系

與控制理論（自動(dòng)化技術(shù)）的關(guān)系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(qiáng)電的技術(shù)，是弱電和強(qiáng)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(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。返回10

2電力電子技術(shù)的發(fā)展史電力電子器件的發(fā)展對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展起決定性作用。電力電子技術(shù)（學(xué)）得到全面迅速的發(fā)展源于晶閘管的問(wèn)世。11

2電力電子技術(shù)的發(fā)展史電力電子技術(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(wèn)世，(“公元元年”)IGBT及功率集成器件出現(xiàn)和發(fā)展時(shí)代晶閘管時(shí)代水銀（汞?。┱髌鲿r(shí)代電子管問(wèn)世史前期（黎明期）19041930194719571970198019902000t(年)晶體管誕生全控型器件迅速發(fā)展時(shí)期返回123電力電子技術(shù)的應(yīng)用一般工業(yè)：交直流電機(jī)、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)交通運(yùn)輸：電氣化鐵道、電動(dòng)汽車、航空、航海電力系統(tǒng)：高壓直流輸電、柔性交流輸電、無(wú)功補(bǔ)償電子裝置電源：為信息電子裝置提供動(dòng)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)電裝置電力電子技術(shù)是以功率處理和能量變換為主要對(duì)象的現(xiàn)代工業(yè)電子技術(shù)。13舉例：1）在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用直流電機(jī)調(diào)速調(diào)壓調(diào)速交流電機(jī)調(diào)速

p—電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)f1—定子電流頻率s—轉(zhuǎn)差率（變極調(diào)速）（變頻調(diào)速）（變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）

通常，利用電力電子裝置進(jìn)行變頻調(diào)速。2）在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)電機(jī)勵(lì)磁裝置：由晶閘管構(gòu)成靜態(tài)直流電源裝置，供發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。3）電子開關(guān)如電機(jī)，采用手動(dòng)開關(guān)——接觸器，在開關(guān)頻率較大的情況下，產(chǎn)生過(guò)電壓，易損壞?？梢圆捎每煽亻_通、可控關(guān)斷的電力電子器件來(lái)控制開通和關(guān)斷。3電力電子技術(shù)的應(yīng)用14總之，電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛，激發(fā)人們學(xué)習(xí)、研究電力電子技術(shù)并使其飛速發(fā)展。電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的電源，因此可以說(shuō)，電力電子技術(shù)研究的也就是電源技術(shù)。電力電子技術(shù)對(duì)節(jié)省電能有重要意義。特別在大型風(fēng)機(jī)、水泵采用變頻調(diào)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(shù)。3電力電子技術(shù)的應(yīng)用返回15

4課程性質(zhì)及要求性質(zhì)：電工類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。要求：了解器件結(jié)構(gòu)、工作原理及特性；熟悉掌握各種典型電力電子電路的基本原理、參數(shù)計(jì)算及波形繪制等；了解PWM技術(shù)；正確、合理選擇器件；有一定科學(xué)實(shí)驗(yàn)和分析能力。與其他課程之間的聯(lián)系：電路電子技術(shù)基礎(chǔ)電力電子技術(shù)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)返回169、要學(xué)生做的事，教職員躬親共做；要學(xué)生學(xué)的知識(shí)，教職員躬親共學(xué)；要學(xué)生守的規(guī)則，教職員躬親共守。2023/6/92023/6/9Friday,June9,202310、閱讀一切好書如同和過(guò)去最杰出的人談話。2023/6/92023/6/92023/6/96/9/20234:30:58AM11、一個(gè)好的教師，是一個(gè)懂得心理學(xué)和教育學(xué)的人。2023/6/92023/6/92023/6/9Jun-2309-Jun-2312、要記住，你不僅是教課的教師，也是學(xué)生的教育者，生活的導(dǎo)師和道德的引路人。2023/6/92023/6/92023/6/9Friday,June9,202313、Hewhoseizetherightmoment,istherightman.誰(shuí)把握機(jī)遇，誰(shuí)就心想事成。2023/6/92023/6/92023/6/92023/6/96/9/202314、誰(shuí)要是自己還沒(méi)有發(fā)展培養(yǎng)和教育好，他就不能發(fā)展培養(yǎng)和教育別人。09六月20232023/6/92023/6/92023/6/915、一年之計(jì)，莫如樹谷；十年之計(jì)，莫如樹木；終身之計(jì)，莫如樹人。六月232023/6/92023/6/92023/6/96/9/202316、提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)更重要。因?yàn)榻鉀Q問(wèn)題也許僅是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技能而已，而提出新的