第1章-概述祥解.ppt

重点和难点 电力电子技术定义、它与其它学科的关系。 电力电子变换的基本类型 绪 论 1、课程性质? 2、主要参考文献? 3、预备知识 4、课程的基本要求 5、课程的计分方案 6、作业 1、课程性质? 电气工程与自动化本科专业的必修课, 同时也是电力电子专业研究生的专业课 先修课程：《电机学》或《电机拖动》、《自动控制理论》、《电力系统分析》等 后续课程：《现代交流调速系统》、 《交流电机及其系统分析》、《电力电子专题讲座》等 2、主要参考文献? 陈坚. 电力电子学. 北京：高等教育出版社，2003 赵良炳. 现代电力电子技术基础. 北京：清华大学出版社，2000 李永东. 交流电机数字控制系统. 北京：机械工业出版社，2002 黄济荣. 电力牵引交流传动与控制. 北京：机械工业出版社，1998 《电力电子技术》，学术期刊 《电工技术学报》，学术期刊 《中国电机工程学报》，学术期刊 3、预备知识 §3.1 电力电子技术的定义 §3.2 电力电子技术和其它学科的关系 §3.3 电力电子技术和电子学的关系 §3.4 电力电子技术与电气工程的关系 §3.5 电力电子技术与控制理论的关系 §3.6 电力电子技术的发展地位和未来 §3.7 电力电子变换的类型 §3.8 电力电子技术的发展史 §3.9 电力电子技术的应用 §3.10 21世纪电力电子技术的前景 § 3.1 电力电子技术的定义 电子技术包括： 信息电子技术和电力电子技术。 信息电子技术——模拟电子技术和数字电子技术。 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。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1W以下。 § 3.2 电力电子技术和其它学科的关系 电力电子技术（ Power Electronics ）实际上是一门交叉学科，该名称于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技术进行了描述，被全世界普遍接受。 § 3.3 电力电子技术和电子学的关系 与电子学（信息电子学）的关系 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（为避免功率损耗过大）。 二者同根同源。 电子学中的电子器件 对应于 电力电子器件 电子学中的电子电路 对应于 电力电子电路 §3.4 电力电子技术与电气工程的关系 与电气工程（电力学）的关系 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、电加热、高性能交直流电源等）。 国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支，属于电气工程一级学科下属的电力电子与电力传动二级学科。 电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支，其不断的技术进步给电气工程的现代化以巨大的推动力。 §3.5 电力电子技术与控制理论的关系 与控制理论（自动化技术）的关系 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。 §3.6 电力电子技术的发展地位和未来 电力电子技术和运动控制一起，和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，能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，因此电力电子技术将青春永驻。 一门崭新的技术，21世纪仍将以迅猛的速度发展。 §3.7 电力电子变换的类型 进行电力变换的技术称为变流技术。 通常电力变换装置有四大类： 交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流等，或是它们的变换组合，例如：交直交变换装置等。其关系参见图2所示。 §3.8 电力电子技术的发展史（1） 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，其过程参见图3。 §3.8 电力电子技术的发展史（2） 1. 半导体整流管的发展 2. 晶闸管及其派生器件的发展 3. 双极型晶体管（亦称功率晶体管，Grand Transistor—GTR） 4. 功率场效应管（MOSFET）的发展 5. 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的发展 6. 功率集成电路的发展 7. 智能化电力电子功率模块IPM和PEBB 1. 半导体整流管的发