電機(jī)與電力電子技術(shù)-孫冠群第0章 電力電子技術(shù)緒論-電子課件

電力電子技術(shù)PowerElectronics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)用簡(jiǎn)介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1.4地位和未來(lái)1什么是電力電子技術(shù)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(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)。1.1

電力電子與信息電子變流技術(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。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。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(jìn)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)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1.3與相關(guān)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。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(kāi)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(kāi)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1.3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(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。與電力學(xué)（電氣工程）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)。與控制理論（自動(dòng)化技術(shù)）的關(guān)系1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系電力電子技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制一起，和計(jì)算機(jī)技術(shù)共同成為未來(lái)科學(xué)技術(shù)的兩大支柱。計(jì)算機(jī)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(yùn)動(dòng)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(huì)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(jì)仍將以迅猛的速度發(fā)展。1.4

地位和未來(lái)歷史是人類社會(huì)的一面鏡子分析過(guò)去、現(xiàn)在,有助于把握未來(lái)科學(xué)史是科學(xué)家的一面鏡子了解一門學(xué)科的過(guò)去、現(xiàn)在,助于把握未來(lái)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)世全控型器件迅速發(fā)展時(shí)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GE貝爾一般工業(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3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用軋鋼機(jī)數(shù)控機(jī)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2）交通運(yùn)輸3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用3）電力系統(tǒng)SVC高壓直流裝置HVDC柔性交流輸電FACTS3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用4）電子裝置用電源3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用5）家用電器3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用6）其他大型計(jì)算機(jī)的UPS航天技術(shù)新型能源3

電力電子技術(shù)的應(yīng)用總之，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