电力电子学_绪论辩析.ppt

河海大学常州校区计信学院电气系 Power Electronics 河海大学常州校区计信学院电气系 电力电子技术 E-mail: daiwl@hhuc.edu.cn 电力电子技术 Power Electronics 戴卫力 Ph.D 1 什么是电力电子技术 2 电力电子技术的发展史 3 电力电子技术的应用 4 国内外著名企业、学府 1 什么是电力电子技术? 1.1 电力电子与信息电子 1.2 两大分支 1.3 与其他学科的关系 1.4 地位和未来 信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换 　　电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。 模拟电子技术 电子技术 信息电子技术 电力电子技术 数字电子技术 电力电子技术—— 使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。 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mW级。 1.1 电力电子与信息电子 1.2 两大分支 电力电子器件制造技术 电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。 变流技术（电力电子器件应用技术） 用电力电子器件构成电力变换电路和对其 进行控制的技术，以及构成电力电子装置 和电力电子系统的技术。 电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。 电力——交流和直流两种 从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得到的是直流。 电力变换四大类 AC-DC、DC-AC、DC-DC、AC-AC 变流技术 表1 电力变换的种类 逆变 直流斩波 直流 变频、变相 整流 交流 交流 直流 输出 输入 进行电力变换的技术称为 变流技术。 电力电子学 (Power Electronics)名称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学进行了描述，被全世界普遍接受。 电力 电子学 电子学 电力学 控制 理论 连续、离散 电路、器件 静止器、旋转电机 图1 描述电力电子学的倒三角形 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。 二者同根同源。 与电子学（信息电子学）的关系 1.3 与相关学科的关系 1.4 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。 历史是人类社会的一面镜子 　　分析过去、现在有助于把握未来 科学史是科学家的一面镜子 　　了解一门学科的过去、现在有助于把握未来 2 电力电子技术的发展史 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。 晶闸管问世，(“公元元年”) 　IGBT及功率集成器件出现和发展时代 晶闸管时代 水银（汞弧）整流器时代 电子管问世 全控型器件迅速发展时期 史前期 （黎明期） 1904 1930 1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年) 晶体管诞生 一般工业： 交直流电机、电化学工业、冶金工业 交通运输：电气化铁道、电动汽车、航空、航海 电力系统： 高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿 电子装置电源：为信息电子装置提供动力 家用电器：“节能灯”、变频空调 其他：UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置 3 电力电子技术的应用 轧钢机 数控机床 冶金工业 电解铝 1）一般工业 2）交通运输 3）电力系统 SVC 高压直流装置HVDC 柔性交流输电FACTS 4）电子装置用电源 程控交换机 电子装置 微型计算机 5）家用电器 6）其他 大型计算机的UPS 航天技术 新型能源 总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激 发人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发 展。 电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源， 因此可以说，电力电子技术研究的也就是电源 技术。 电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在 大型风机、水泵采用变频调速，在使用量十分 庞大的照明电源