电力电子技术-绪论

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电力电子技术课件绪论

电力电子技术课件绪论
16
3.电力电子技术的应用
(1)一般工业
17
冶金工业中高频感应加热电源设备
18
(2)交通运输
磁悬浮列车
DJ型交流电力传动机车
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国内外知名变频器
西门子(Siemens)公司
施奈德公司
富士公司
20
ABB公司
安圣(华为电气)变频器系列
21
(3)电力系统
晶闸管变流装置
无功补偿装置
22
(4)电子装置用电源 开关、UPS电源
电力电子技术
Power Electronics
石新春 杨京燕 王毅 编 中国电力出版社
1
绪论
1. 什么是电力电子技术 2. 电力电子技术的发展历史 3. 电力电子技术的应用 4. 本课程的主要内容
2
1. 什么是电力电子技术
1.1 概念 1.2 两大分支 1.3 与其他学科的关系
3
1.1 概念
信息电子技术:信息处理
电子技术
电力电子技术:电力变换 电力电子技术是应用于电力
领域的电子技术,也就是使
信息电子 技术
电力电子 用电力电子器件,应用电路
技术
理论、控制理论对电能进行
模拟电子 技术
数字电子 技术
变换、控制的技术。包括电 压、电流、频率、波形等方
面的变换、控制。

王兆安《电力电子技术》考研复习笔记

王兆安《电力电子技术》考研复习笔记

第一章绪论

一、电子技术的发展与应用概况

◆电子技术是研究电子器件、电子电路及其应用的科学技术。

◆电子技术最早应用于通信领域。

随着电子科学技术不断发展,尤其是近十余年来,以信息科学技术为中心的包括计算机技术、生物基因工程、光电子技术、军事电子技术、生物电子学、新型材料、新型能源、海洋开发工程技术等高新技术群的兴起,引起人类从生产到生活各个方面巨大变革。

◆电子技术是其它高新技术发展的基础和龙头,它的发展带动了其它高新技术的发展。

◆各种电子设备都是由电子线路构成的。

◆电子线路是由电子器件(又称有源器件,如电子管、半导体二极管、晶体管、集成电路

等)和电子元件(又称无源器件,如电阻器、电容器、电感器、变压器等)组成的具有一定功能的电路。

◆电子器件是电子线路的核心。电子器件的发展促进了电子技术的发展;同时,生产力和

科技进步对电子技术的新要求,又促进了电子器件的改进和新型器件的发明。

1、电子器件的发展

第一代电子管(又称为真空管)

1904年英国的弗莱明发明了电子管,使电子技术进入了第一个时代——电子管时代。从此,无线电通信、电视、广播、雷达、导航电子设备和计算机等开始问世,并得到迅速发展。

第二代晶体管

1948年美国贝尔(Bell)实验室发明晶体管后,使电子技术进入晶体管时代,拉开了人类社会步入信息时代的序幕。晶体管的广泛应用,开创了电子设备朝小型化、微型化发展的新局面。

第三代集成电路

1958年美国德克萨斯仪器公司发明了集成电路,使电子技术进入集成电路时代。它的出现打破了由电子管、晶体管等独立电子器件和元件构成的分立元件电路的传统观念,使电子技术的发展与应用有了新的突破。

电力电子技术---1绪论

电力电子技术---1绪论
☞飞机、船舶和电梯都离不开电力电子技术。
第三十页,共49页。
电车调速方式的发展
切换电阻方式
斩波电路方式
逆变电阻方式
第三十一页,共49页。
◆电力系统
☞据估计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能至 少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
☞直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整流 阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置,而轻型直流输电则主要采用全控
第十四页,共49页。
为了减小开关通断过程的损耗,可以采取措施使开关在 导通时,电流的升高滞后于端电压的降低,而在开关关 断时,电压的升高滞后于电流的降低,即使得通断过程 中电压、电流的乘积接近于零,如下图所示。
第十五页,共49页。
2. 电力电子学的形成
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,主要 是采用功率半导体器件进行功率变换与控制。
☞电力电子技术和控制理论
控制理论广泛用于电力电子技术中,它使电力电子装置 和系统的性能不断满足人们日益增长的各种需求。电力电
子技术可以看成是弱电控制强电的技术,是弱电和强电之
间的接口。而控制理论则是实现这种接口的一条强有 力的纽带。
另外,控制理论是自动化技术的理论基础,二者密不可 分,而电力电子装置则是自动化技术的基础元件和重要支 撑技术。
采用满足一定条件的开关器件: ✓ 在关断状态下能承受高的端电压,且漏电流为 零;

电力电子技术重点王兆安第五版

电力电子技术重点王兆安第五版

第1章绪论

1 电力电子技术定义:是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,是应用于电力领域的电子技术,主要用于电力变换。

2 电力变换的种类

(1)交流变直流AC-DC:整流

(2)直流变交流DC-AC:逆变

(3)直流变直流DC-DC:一般通过直流斩波电路实现

(4)交流变交流AC-AC:一般称作交流电力控制

3 电力电子技术分类:分为电力电子器件制造技术和变流技术。

第2章电力电子器件

1 电力电子器件与主电路的关系

(1)主电路:指能够直接承担电能变换或控制任务的电路。

(2)电力电子器件:指应用于主电路中,能够实现电能变换或控制的电子器件。

2 电力电子器件一般都工作于开关状态,以减小本身损耗。

3 电力电子系统基本组成与工作原理(1)一般由主电路、控制电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成。

(2)检测主电路中的信号并送入控制电路,根据这些信号并按照系统工作要求形成电力电子器件的工作信号。

(3)控制信号通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或关断。

(4)同时,在主电路和控制电路中附加一些保护电路,以保证系统正常可靠运行。

4 电力电子器件的分类

根据控制信号所控制的程度分类(1)半控型器件:通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断的电力电子器件。如SCR晶闸管。

(2)全控型器件:通过控制信号既可以控制其导通,又可以控制其关断的电力电子器件。如GTO、GTR、MOSFET和IGBT。(3)不可控器件:不能用控制信号来控制其通断的电力电子器件。如电力二极管。

根据驱动信号的性质分类

(1)电流型器件:通过从控制端注入或抽出电流的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如SCR 、GTO 、GTR 。 (2)电压型器件:通过在控制端和公共端之间施加一定电压信号的方式来实现导通或关断的电力电子器件。如MOSFET 、IGBT 。

第1章 电力电子技术绪论

第1章  电力电子技术绪论

1Baidu Nhomakorabea2.3 变流电路的发展
整流器时代
逆变器时代 变频器时代
1.2.4 控制技术的发展
电力电子器件经历了工频、低频、中频到高频的 发展历程,与此相对应,电力电子电路的控制也 从最初以相位控制为手段的由分立元件组成的控 制电路发展到集成控制器,再到如今的旨在实现 高频开关的计算机控制,并向着更高频率、更低 损耗和全数字化的方向发展。 电力电子技术的发展是从低频技术处理问题为主 的传统电力电子技术向以高频技术处理问题为主 的现代电力电子技术方向发展。
1.1.2 本课程的基本要求
(1) 了解电力电子技术的应用范围和发展动向。 (2) 熟悉和掌握晶闸管、功率MOSFET、IGBT等电力电子 器件的结构、工作原理、特性和使用方法。 (3) 熟练掌握单相、三相整流电路的基本原理、波形分析 和各种负载对电路工作的影响,并能对上述电路进行设计 计算。 (4) 熟练掌握无源逆变电路的工作原理、波形分析和参数 计算。 (5) 掌握直流斩波器DC-DC变换电路。 (6) 掌握脉宽调制(PWM)技术的工作原理和控制特性,了 解软开关技术的基本原理与控制方式。 (7) 掌握基本变流装置的调试试验方法,具有一定的研究 和实际工作能力。
1.2.2 电力电子器件的发展
第一代电力电子器件:硅整流管和晶闸管(SCR) 第二代电力电子器件 :电力晶体管(GTR)、可关断 晶闸管(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、 静电感应晶体管(SIT)、MOS控制晶闸管(MCT)、绝 缘栅双极晶体管(IGBT)等 第三代电力电子器件 :高频化、标准模块化、集 成化和智能化 。功率集成电路(PIC)分为智能功率 集成电路(SPIC)和高压集成电路(HVIC)两类

《电力电子技术》西安交通大学_王兆安_第五版

《电力电子技术》西安交通大学_王兆安_第五版

之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组,并且
其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基
础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立
的。
☞晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不
能使其关断的器件,属于半控型器件。对晶闸管电
路的控制方式主要是相位控制方式,简称相控方式。
晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实
器件制造技术的理论基础(都是基于半导体理论)
是一样的,其大多数工艺也是相同的。
电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也
是一致的。
☞电力电子技术和电力学 电力电子技术广泛用于电气工程中,这是电力电
子学和电力学的主要关系。
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6
1.1 什么是电力电子技术
各种电力电子装置广泛
应用于高压直流输电、静止
科和其他学科的关系,小三角形则描述了电气工程一级学
科内各二级学科的关系。
编辑ppt
7
1.1 什么是电力电子技术
☞电力电子技术和控制理论 控制理论广泛用于电力电子技术中,它使电力电
子装置和系统的性能不断满足人们日益增长的各种
需求。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技
术,是弱电和强电之间的接口。而控制理论则是实
☞采用全控型器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制(PWM) 方式。相对于相位控制方式,可称之为斩波控制方式,简称斩控方式。

电力电子技术绪论

电力电子技术绪论

发展历史

1904年,电子管出现,从而开创了电子技术之先河;

1948年,晶体管发明,引发了电子技术的一场革命,真空电子管被晶体管所替代。

20世纪60年代以后,随着IC(集成电路)、LSI(大规模集成电路)等新器件的陆续开发,电子技术在处理小信号的通信、信息、测量、控制

等领域取得了显著发展,信息电子技术的鼎盛时代从此开始,并延续至

今日。

1957年,美国通用电气公司研制出第一个晶闸管(Thyristor)或Silicon Controlled Rectifier(SCR,可控硅),晶闸管因电气性能和控制性能优

越,其应用范围迅速扩大。

随着电力半导体器件在大容量方面的发展,控制电力半导体器件的新技术也不断出现,电子技术逐渐向功率控制扩展,从而形成了电力电子学。

处理大功率的技术是采用什么器件呢?

在真空电子管出现后不久,就发明了能够通过大电流的气体放电管(闸流管)。

20世纪30年代,采用闸流管进行电动机控制研究实用化。

在30年代到50年代,可处理数百千瓦以上功率的大容量水银整流器发展迅速并进入大量应用的时期,它广泛用于电化学工业、电气化铁路、

轧钢用直流电动机的传动,甚至用于直流输电。

一般认为,电力电子学的诞生是以晶闸管的发明为标志。

20世纪60年代以后,以晶闸管为代表的各类高电压、大电流电力半导体开关器件相继研制成功并得到广泛应用,电力电子技术迅猛发展。

最近十几年,以微电子技术精细加工为基础的高频、高压、大电流、全控型电力半导体开关器件的研制工作发展迅速,电压电流额定值更高、

性能更优良、开关速度更快的新器件有望得到广泛应用。

电力电子技术绪论

电力电子技术绪论

粗电
精电
电力电子电路
DC→AC 逆变电路
例如用于节能灯
输出:20KHz~50KHz
第1个重要概念:电力电子电路
AC →DC 整流
DC → AC 逆变
电路 DC → DC 直流变换 AC → AC 交流电力控制
粗电
精电
电力电子电路
DC→DC 直流变换
例如用于直流电动机控制
第1个重要概念:电力电子电路
重庆科技学院电子信息工程学院
《电力电子技术》案例教案
授课教师:李鹏飞
2010年2月
课 程 简 介 电力电子技术(power electronics)
专业主干课程(专业基础课) 冶金专业:电力电子与冶金自动化 (自动化学院、电气工程学院均有招生)
基础课程: • 电子学(模拟电子、数字电子等) • 电工学(电路、电机等) • 控制理论(自动控制原理、现代控制理论等)
交流 电动机 直流 发电机
变流机组示意图
2. 电力电子技术发展史 文献中最早出现电力电子名词是1969 H.F.Storm(上 世纪50-60 年代国际著名的磁放大器专家) 在IEEE Spectrum 上发表的文章:美国的固态电力电子技 术(Solid State Power Electronicsim USA)。
交流 电动机 直流 发电机
变流机组示意图

第一章 电力电子绪论

第一章 电力电子绪论

第三代
复合型场控半导体电力电子器件
大型达林顿双极结型晶体管(BJT) 给电力电子
学带来很大发展。 电力场效应晶体管 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
代替了BJT
IGBT是半导体器件的发展史上是重要的里程碑。
是第三代复合型场控半导体器件的代表。
全控化 电源变换 绿色化
集成化Байду номын сангаас
高频化 高效率化
现代电力电子技 术的主要特点
晶体管诞生 晶闸管问世
1904
1930
1947 1957 1970 1980 1990 2000

电子管 问世
水银(汞弧) 整流器时代
晶闸管 时代
IGBT出现功 率集成器件
电力电子技术史前期
硒整流器
金属封装水银整流器
电真空器件
电子管
水银整流器 闸流管
传统电力电子技术阶段——第一代电力电子器件
✌ 晶体管引发了电子技术的一场革命。 ✌ 最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管,
成绩评定:平时成绩(60%)+期末考试成绩(40%)
其中平时成绩:出勤成绩(25%)+作业成绩(25%)+ 平时表现(10%)。 出勤成绩:应该共出勤28次,少出勤一次扣1分。 作业成绩:交了一次作业,就得1分,每堂课必有作业。
平时表现:为作业超量完成,积极回答问题等加分。

电力电子技术教案

电力电子技术教案

第 1、2 课时

课题:

电力电子技术绪论

教学目的和要求:

掌握电力电子技术等概念,了解电力电子技术的发展史以及电力电子技术的应用。

重点与难点:

掌握电力电子技术等相关概念

教学方法:

图片展示,应用介绍,结论分析.

预复习任务:

复习前期学过的《电工技术基础》等课程的相关知识。

1 什么是电力电子技术

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。

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1W以下。

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

直流交流

输出

输入

交流整流交流电力控制、变频、变相

直流直流斩波逆变

1。3 与相关学科的关系

电力电子学名称60年代出现。

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。

电工电子技术绪论

电工电子技术绪论

电力电子技术教学设计

绪论

主要内容:电力电子技术的基本观点、学科地位、基本内容和发展历史、电力电子技

术的应用范围和发展远景、本课程的任务与要求。

1什么是电力电子技术

电子技术——信息电子技术、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;

电力电子技术——应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件对电能进行变换

和控制的技术。

当前所用的电力电子器件均用半导体系成,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 以下信息电子技术主要用于信息办理,电力电子技术主要用于电力变换

电力——沟通和直流两种

从公用电网直接获得的电力是沟通,从蓄电池和干电池获得的电力是直流。

电力变换往常可分为四大类,即沟通变直流、直流变沟通、直流变直流和沟通变沟通。

进行电力变换的技术称为变流技术。

表 0-1 电力变换的种类

输入沟通直流沟通直流

输出直流直流沟通沟通

种类直流整流直流斩波沟通沟通电力控制变频、变相逆变

电力电子技术的两个分支:电力电子器件制造技术、变流技术(电力电子器件的应用

技术)

变流技术:包含用电力电子器件组成各样电力变换电路和对这些电路进行控制的技术,

以及由这些电路组成电力电子装置和电力电子系统的技术。“变流”不仅指交直流之间的变换,也包含上述的直流变直流和沟通变沟通的变换。

电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础,其理论基础是半导体物理

变流技术是电力电子技术的核心,其理论基础是电路理论

“电力电子技术”和“电力电子学”两个名词的关系

电力电子学(Power Electronics) 这一名称 60 年月出现

电力电子技术基础-绪论

电力电子技术基础-绪论


时间是人类发展的空间。2020年12 月13 日星期 日3时1 2分2 2秒03 :12:2 213 December 2020

科学,你是国力的灵魂;同时又是社 会发展 的标志 。上午 3时12 分22 秒上午3 时12 分03:12:22 20.1 2.13

每天都是美好的一天,新的一天开启 。20. 12.13 20.1 2.130 3:12 03:12 :220 3:12:22Dec -20
讯发射电源; ❖ 各种精密稳压:稳流电源。
程控交换机
电子装置 微型计算机
2、电力传动
❖ 工艺调速传动:轧钢、榨糖、造纸、化工、炼油; ❖ 节能调速传动:风机、水泵、压缩机; ❖ 牵引调速传动:轨道牵引、城市交通、电梯、矿井卷扬机
等; ❖ 精密调速和特种调速:数控机床主轴和伺服控制、雷达与
火炮跟踪控制、离心机控制等。

人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。 03:12 :220 3:12:2203:1212 /13/ 2020 3:12:22 AM

安全象只弓,不拉它就松,要想保安 全,常 把弓弦 绷。20 .12.1 303:12:22 03:1 2Dec- 2013 -Dec -20

加强交通建设管理,确保工程建设质 量。03 :12:2 203:12:22 03:1 2Sun day, December 13, 2020

《电力电子技术》西安交通大学-王兆安-第五版

《电力电子技术》西安交通大学-王兆安-第五版

现这种接口的一条强有力的纽带。
另外,控制理论是自动化技术的理论基础,二
者密不可分,而电力电子装置则是自动化技术的基
础元件和重要支撑技术。
2021/3/26
8
1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
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1.2 电力电子技术的发展史
◆全控型器件和电力电子集成电路(PIC) ☞70年代后期,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管
(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器 件迅速发展。全控型器件的特点是,通过对门极(基极、栅极)的控 制既可使其开通又可使其关断。
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1.2 电力电子技术的发展史
◆晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎
明期。
☞1904年出现了电子管,它能在真空中对电子流进行控
制,并应用于通信和无线电,从而开启了电子技术用于电
力领域的先河。
☞20世纪30年代到50年代,水银整流器广泛用于电化学
工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传
电力电子装置进行调速的。 ☞一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近

电力电子技术 绪论

电力电子技术 绪论

控制电路及微型计算机的发展:分立元件-集成电路-专为各种控制功能设计的专 用集成电路,使变换器的控制电路大为简化。微型计算机引入,运算精度提高位数 成倍增加,运算速度增快,功能不断完善,使控制技术发生了根本的变化,使控制 不仅依赖硬件电路,而且可利用软件编程,既方便又灵活。
控制理论的发展:各种新颖、复杂的控制策略和方案得到实现,并具有自诊断功能, 并具有智能化的功能。将新的控制理论和方法应用在变换器中。
电流容量从低到高的顺序依次为功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、双极型 功率晶体管、可关断晶闸管、晶闸管,其中绝缘栅双极型晶体管、双极型功率晶体 管电流容量接近。
开关频率从低到高的顺序依次为晶闸管、可关断晶闸管、双极型功率晶体管、绝缘 栅双极型晶体管、功率场效应晶体管,其中绝缘栅双极型晶体管、双极型功率晶体 管的开关频率接近。
4. 电力电子技术课程的学习要求
熟悉和掌握常用电力电子器件的工作机理、特性和参数,能正确选择和使用它们。 熟悉和掌握各种基本变换器的工作原理,特别是各种基本电路中的电磁过程,掌
握其分析方法、工作波形分析和变换器电路的初步设计计算。 了解各种开关元件的控制电路、缓冲电路和保护电路。 了解各种变换器的特点、性能指标和使用场合。 掌握基本实验方法与训练基本实验技能。
电力电子技术


1. 电力电子技术的内容 2. 电力电子技术的发展 3. 电力电子技术的应用 4. 电力电子技术课程的学习要求

电力电子技术01

电力电子技术01

浙江大学徐德鸿教授,在《电力电子技术》前言中写道: 20世纪人类最伟大的20项科技成果是:电气化、汽车、飞机、自来水供水系统、电子技术、无线电与电视、农业机械化、计算机、电话、空调与制冷、高速公路、航天、互联网、成像技术、家电、保健科技、石化、激光与光纤、核能利用、新材料.

所有这些科技成果几乎都不同程度地应用了电力电子技术,电力电子技术在推动科学技术的发展中发挥了重要作用。

电力电子技术广泛地应用于工业、交通、IT、通信、国防以及家电等领域,全球600亿美元的电力电子产品市场已经形成,支撑着5700亿美元的电器电子硬件产品。据美国国家电力科学研究院预测,到2010年,80%的电能将通过电力电子变流器来处理。

引自:徐德鸿,“电力电子技术”,科学出版社,2006年

文件:电力电子技术01.1电力电子技术

哈尔滨工业大学电气工程系

电力电子技术

主讲教师:李久胜

jiusheng@

电气工程系专业平台课

文件:电力电子技术01.2电力电子技术

哈尔滨工业大学电气工程系

1 绪论

学习目的:

了解电力电子技术的概貌

了解电能变换器的种类

了解电力电子器件的种类

熟悉常用的数学工具

了解电力电子电路的计算机仿真软件 了解课程的主要内容和参考教材

学时:2

文件:电力电子技术01.3电力电子技术

哈尔滨工业大学电气工程系

1.1电力电子技术概述

使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

1.1.1 电力电子技术(Power Electronics)的定义

从工程的对象和内容及手段几方面理解电力电子技术 对象:能量中的电能

内容:对电能的变换和控制

电力电子技术绪论

电力电子技术绪论
☞晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不 能使其关断的器件,属于半控型器件。对晶闸管电 路的控制方式主要是相位控制方式,简称相控方式。 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实 现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
1.2 电力电子技术的发展史
◆全控型器件和电力电子集成电路(PIC) ☞70年代后期,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管
另外,控制理论是自动化技术的理论基础,二 者密不可分,而电力电子装置则是自动化技术的基 础元件和重要支撑技术。
Hale Waihona Puke Baidu
1.2 电力电子技术的发展史
■电力电子技术的发展史
图1-3 电力电子技术的发展史
◆一般认为,电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。
1.2 电力电子技术的发展史
图1-4 AB变频器
1.3 电力电子技术的应用
◆交通运输 ☞电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的
直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置。直流 斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中,电 力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外,车辆 中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。
1.1 什么是电力电子技术
各种电力电子装置广泛
应用于高压直流输电、静止
无功补偿、电力机车牵引、
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2020/11/27
电力电子技术-绪论
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电力电子技术-绪论
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
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电力电子技术-绪论
1 什么是电力电子技术
1.1 电力电子与信息百度文库子 1.2 两大分支 1.3 与其他学科的关系
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电力电子技术-绪论
3 电力电子技术的应用
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等方面,因此它也被 称为是节能技术。
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。
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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。
1930
1947
1957
1970
1980
1990 2000 t(年)
水银(汞弧) 整流器时代
晶闸管时 代
IGBT及功率集成
器件出现和发展时 代
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。
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3 电力电子技术的应用
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。
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
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3 电力电子技术的应用
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。
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2 电力电子技术的发展史
史前期 (黎明期)
晶体管诞生
晶闸管问世, (“公元元 年”)
全控型器件迅速发 展时期
1904 电子管问世
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1.1 电力电子与信息电子
电子技术
信息电子技术
电力电子技术
模拟电子技术
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。
信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换
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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。
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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。
电子学
电力学
电力 电子学
连续、离散
控制 理论
图1 描述电力电子学的倒三角形
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—定子电流频率 s—转差率
(变极调速)
(变频调速)
(变转差率调速)
通常,利用电力电子装置进行变频调速。
2)在电力系统中的应用
• 发电机励磁装置:由晶闸管构成静态直流电源装置,供发电机励磁。
3)电子开关
如电机,采用手动开关——接触器,在开关频率较大的情况下,产生过电压, 易损坏。可以采用可控开通、可控关断的电力电子器件来控制开通和关断。
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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
表1 电力变换的种类
输出 输入
直流
交流
交流
整流
交流电力控制 变频、变相
直流
直流斩波
逆变
进行电力变换的技术称为 变流技术。
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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。
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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。
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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。
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