绪论(电力电子).ppt

电力电子技术Power Electronics 绪 论(Introduction) 1.电力电子技术及特点 2.电力电子技术的发展 3.电力电子技术研究的内容 4.电力电子技术的应用 1. 电力电子技术及特点 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. 因此电力电子技术包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分。 概念 电力电子技术的两大分支 电力电子学与相关学科的关系 2. 电力电子技术的发展 在有电力电子器件以前，电能转换是依靠旋转机组来实现的。与这些旋转式的交流机组比较,利用电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。 3、电力电子技术研究的内容 电力电子技术包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分。 3.1电力电子器件： 不控型、半控型、全控型。（按开通、关断控制方式） 电压型、电流型（驱动） 双极型、单极型、混合型。（按载流子参与导电情况） 3.2电力电子应用系统组成 以电力半导体器件为核心，通过不同的电路拓扑和控制方式来实现对电能的转换和控制，这就是电力电子应用系统或变流电路。 四种换流方式： 电源换流、负载换流、 强迫换流、无换向换流 3.3电力变换的种类 电力——交流和直流两种 与其它课程的关系 推荐参考教材 References 《电力电子技术 》，张友汉主编 ，北京：高等教育出版社，2002 《电力电子技术 》，王云亮主编 ，北京：电子工业出版社，2004.8 《电力电子技术基础 》，应建平[等]编著，北京：机械工业出版社，2003 《电力电子技术手册 》，(美)Muhammad H.Rashid主编；陈建业等译 ，北京：机械工业出版社，2004 《电力电子技术释疑与习题解析 》，葛延津主编 ，沈阳：东北大学出版社，2003 * 3 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。 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 电力电子器件应用技术（变流技术） 电力电子技术的核心、理论基础是电路理论。 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 电力电子学是以电力学（电气工程）、电子学以及自动控制技术作为基础构成的边缘技术新学科。 (1)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，都采用微电子技术 应用的理论基础、分析方法也基本相同 二者同根同源 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 二者的应用目的不同 (2)与电力学（电气工程）的关系 10 电力电子学和电力学关系 电力电子技术广泛用于电气工程 电力电子技术 高 压 直 流 输 电 静 止 无 功 补 偿 交 直 流 电 力 传 动 电 解 电 镀 电 加 热 电 力 机 车 牵 引 电气工程 分支 高性能交直流电源 (3)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，而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 11 史前期 1904-1957 1970 ~全控型器件迅速发展 晶体管时代 1957-1970 1957 晶闸管问世 1930 ~1947 水银整流器时代 1947 晶体管出现 80年代后 以IGBT为代表的复合型器件突起，随着全控型电力电子器件的不断进步，一种结构紧凑、体积小的电力电子装置也应运而生。把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。 电力电子技术的发展史 The history 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出现 功率集成器件 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 史前期 （黎明期） 1904 1930 1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(