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* 电力电子技术 Power Electronics 2005.7 * 绪论 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 课程性质及要求 * 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 返回 * 1.1 电力电子与信息电子 信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换 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。 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 返回 * 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。 * 1.2 　两大分支 变流技术 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 交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流 逆变 直流斩波 直流 交流电力控制 变频、变相 整流 交流 交流 直流 输出 输入 表1 电力变换的种类 进行电力变换的技术称为 变流技术。 返回 * 1.3 与其他学科的关系 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 * 1.3 与其他学科的关系 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。 二者同根同源。 * 1.3 与其他学科的关系 与电力学（电气工程）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 国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。 电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。 * 1.3 与其他学科的关系 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。 返回 * 2 电力电子技术的发展史 电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起决定性作用。电力电子技术（学）得到全面迅速的发展源于晶闸管的问世。 * 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 史前期 （黎明期） 1904 1930 1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年) 晶体管诞生 全控型器件迅速发展时期 返回 * 3 电力电子技术的应用 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 电力电子技术是以功率处理和能量变换为主要对象的现代工业电子技术。 * 举例： 1）在电力拖动系统中的应用 直流电机调速 调压调速 交流电机调速 p—电动机极对数 f1—定子电