电力电子技术课程综述.doc
第一章电力电子技术综述
i
Vo
3V
1-1分压器、电压跟随器及输出特性
o
可以看出，随着电流增加输出电压线性下降，当输出电流为12mA时，所设计的电源输出电压为零。也就是说，这个电源对负载变化没有调节能力。 理想电压源输出电压不会随输出电流增大而下降，也就是说输出电压对负载变化应该具有100%的调节性能，从电路角度看，即电源等效内阻为零。
随着电子技术的不断发展，新器件不断出现，电力电子技术的发展方向是高频、高效、高功率密度和智能化，最终使人们进入电能变换和频率变换更加自由的时代，并充分发挥其节能、降耗和提高装置工作性能的作用。 功率半导体器件是现代电力电子技术（Modern Power Electronics）的基础，它的应用范围非常广阔，从毫瓦级的个人无线通信设备，到百万千瓦的高压直流输电（High Voltage DC Transmission）系统。
1 DC-AC变换器——逆变器 将直流电源变换成一个交流电源（单相或多相）称之为逆变，这种装置称为逆变器(Inverter)。
图1-4 基本的单相或三相dc-ac变换电路
基本电路如图1-4（a）所示，通过采用一个开关把直流电源变换成低频或高频交流源，输出波形为脉动直流波形，输出波形经过滤波电路整形成希望的波形，一般希望输出为正弦波形。 三相输出通过采用三个开关完成，如图1-4（b）所示。三个开关轮流导通120度，输出三相120度直流脉动波形。 交流电的频率、幅度大小和相位是交流电的三要素，使用电力电子技术如何自由地变换三要素，是DC-AC变换技术研究的主要内容。 DC-AC变换器应用范围很广，如飞机和空间站电源、UPS、闪光灯充电、太阳能发电、交流电机调速、变速恒频电源和感应加热电源等，它们输出交流频率从50Hz到1MHz不等。 DC-AC变换技术将在第6章介绍。
电力电子技术论文综述
班级：机自10-1F 学号24101900372序号：39 姓名吕博文引言电力电子技术是应用与电力领域的电子技术，具体地说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，主要用于电力变换。
目前所用的电力电子器件均为半导体制成，故也称电力半导体器件。
通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。
电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础，而变流技术则是电力电子技术的核心。
电力电子又称“功率电子学”（英文：Power Electronics），简称PE，是应用于电力领域，使用电力电子元件对电能进行变换和控制的电子技术。
电力电子技术分为电力电子元件制造技术和变流技术。
一般认为，1957年美国通用电气公司研制出第一个晶体管是电力电子技术诞生的标志。
1974年，美国的W. Newell提出：电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而行成。
这一观点被全世界普遍接受。
电力电子技术的发展史随着1902年第一个整流器的问世,进而引入了功率电子学这个概念。
原始整流器是一个内含液态汞的阴极放电管。
这个汞蒸气型的整流器,可以将数千安培的交流电转换为直流电,其容忍电压也高达一万伏特以上。
从1930年开始,这种原始的整流器开始匹配一个类似于通管技术的点阵式(或晶格结构)类比控制器,从而实现了直流电流的可控制性(引燃管,闸流管)。
由于正向可通过的电压约为20伏特,进而乘于正向可通过的电流就产生了可观的电功率损失,由此而来的投资和运营成本等等也会相应的增加。
因而这种整流器在现今的功率电子技术方面并不会得到广泛的应用。
随着半导体在整流方面的应用,第一个半导体整流器(硒和氧化亚铜整流器)被发明出来。
1957年,通用电气研发出第一种可控式功率型半导体,后来命名为晶闸管。
之后进一步地研发出多种类型的可控式功率型半导体。
这些半导体如今也在驱动技术方面得到广泛应用。
1 电力电子技术的应用电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。
电力电子技术课程综述
Hefei University电力电子技术课程综述授课教师：系别：电子信息与电气工程系班级：自动化（1）班姓名：学号：日期：2011年6月12日摘要:电力电子技术（Power Electronics Technology）是研究电能变换原理及功率变换装置的综合性学科，是在电子、电力与控制技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科。
包括电压、电流、频率和波形变换等知识，涉及电子学、自动控制原理和计算机技术等学科。
本课程综述主要介绍了电力电子技术的概况和该课程所学的几个重要知识点，并简要介绍了电力电子技术的发展趋势以及电力电子技术在实际生活中的应用等。
电力电子技术的发展是很迅速的，电力电子技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。
它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门。
最后，对课程做了总结并写了学习该门课程的一些心得想法。
关键字: 整流、逆变、变频、PWM、应用正文:一、电力电子技术电力电子技术（Power Electronics Technology）是采用半导体电力开关器件构成各种开关电路，按一定的规律，实时，适式地控制开关器件的通，断状态，可以实现电子开关型电力变换和控制的技术。
1、整流整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。
电力电子技术课程报告
电力电子技术课程报告电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。
1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形（如图）对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
这一观点被全世界普遍接受。
电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。
因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。
电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。
电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。
近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。
电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。
这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。
利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。
这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。
电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。
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的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。
此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。
70年代后期以门极可关断晶闸管（GTO），电力双极型晶体管（BJT），电力场效应管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件全速发展（全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断），使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。
80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合）为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，在流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。
电力电子技术课程总结
判断电流断续否？ 判断电流断续否？
然后，用 求Io、Uo
Uo - EM Io = R
轾 骣 ton + tx ÷m E Uo = 犏+ ç1a ç ÷ ç 犏 桫 T ÷ 臌 骣 ton + tx ÷E Uo - Em Io = ça m÷ = ç ç 桫 T ÷R R
第5章 交流电力控制电路和交交变频电路 5.1 交流调压电路
电力电子技术课程总结
（本总结为各章小结的集合 ）
第1章 晶闸管 章
1.2 晶闸管的结构与工作原理 晶闸管的通断条件：导通条件 晶闸管的阳极、 导通条件， 晶闸管的通断条件 导通条件， 晶闸管的阳极、 门极 都承受正向电压；关断条件， 都承受正向电压；关断条件， 晶闸管的阳极承受反向 电压或流过其阳极电流为零。 电压或流过其阳极电流为零 1.3 晶闸管的基本特性 门极伏安特性 IGT — 门极触发电流 UGT — 门极触发电压 注： 1 IG＞IGT，UG＞UGT（设计触发脉冲） 设计触发脉冲） 2 门极加负偏 门极加负偏1～3V，提高抗干扰能力 ， 3 增大脉冲幅值及前沿陡度，缩短开通时间。 增大脉冲幅值及前沿陡度，缩短开通时间。
2.5.2三相桥整流电路的有源逆变工作状态
有源逆变状态时各电量的计算：
U d = - 2.34U 2 cos b = - 1.35U L cos b 输出直流电流的平均值亦可用整流的公式，即
（2-105）
Id =
U
d
2p 每个晶闸管导通2π /3，故流过晶闸管的电 流有效值为：
I VT Id = = 0.577 I d 3
Pd = R I + EM I d
（2-107）
当逆变工作时，由于EM为负值，故Pd一般为负 值，表示功率由直流电源输送到交流电源。
电力电子技术概述
电力电子技术概述电力电子技术是指在电力系统中应用电子元器件和电子技术，从而实现对电能的调节、变换和控制的一门技术。
它在现代电力系统中扮演着重要的角色，对于提高电力传输、转换和利用效率起到至关重要的作用。
本文将概述电力电子技术的基本原理、应用领域和未来发展趋势。
一、基本原理电力电子技术的基本原理是通过应用晶体管、二极管、开关等电子元件，实现对电能的调节和控制。
通过改变电压、电流的形状、频率和幅值来实现对电能的变换。
电力电子技术的核心是开关技术和变换技术。
1. 开关技术：开关技术是指通过控制开关的通断状态，来控制电流和电压的变化。
常见的开关元件有晶体管、功率开关管等。
通过合理的开关控制，可以实现电流的调节、电压的变换等功能。
2. 变换技术：变换技术是指通过变换电流和电压的形状、频率和幅值，将电能从一种形式转换为另一种形式。
常见的变换技术有直流-直流变换、直流-交流变换等。
通过变换技术，可以将电能从电网中提取出来，或者将直流电能转换为交流电能。
二、应用领域电力电子技术在多个领域广泛应用，其中包括能源转换、电力传输和利用、电动汽车等。
1. 能源转换：电力电子技术在可再生能源领域发挥着重要作用。
通过电力电子技术，可以将太阳能、风能等可再生能源转换为电能，从而实现清洁能源的利用。
2. 电力传输和利用：电力电子技术在电力系统中的传输和利用环节起着关键作用。
通过电力电子技术，可以实现高压交流输电与变频无级调速控制，提高电力传输效率和系统稳定性。
3. 电动汽车：电力电子技术在电动汽车领域的应用不断增加。
通过电力电子技术，可以实现电动汽车的充电与放电控制、能量回馈、效率提升等功能，推动电动汽车的发展与普及。
三、未来发展趋势随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，电力电子技术将在未来得到更广泛的应用和发展。
1. 高效能源转换：未来电力电子技术将更加注重能源转换的高效率。
通过研究和改进电力电子器件的性能，提高能源转换效率，减少能源损失，从而推动清洁能源的大规模利用。
《电力电子技术》核心课程描述
1.掌握晶闸管的基本结构、工作原理、特性、参数、应用及选型；
2.掌握单相全控桥式整流电路、单相半控桥式整流电路工作原理；
3.掌握同步电压为锯齿波的触发电路、工作原理、电路中各点的波形；
4.掌握晶体管主电路与触发电路同步的方法；
5.了解防止晶闸管误触发的常用措施及常见电路；
6.掌握有源逆变电路的基本工作原理以及逆变角的定义方法；
7.掌握三相半波、桥式有源逆变电路基本工作原理和分析方法；
表3 《机器人离线仿真编程》核心课程描述
表4《工业机器人综合实训》核心课程描述。
现代电力电子技术综述
第1期（总第125期）机械管理开发2012年2月No.1（S UM No.125）M EC HANIC ALM ANAGEM ENT ANDDEVELOPM ENTFeb.2012引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。
随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。
毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。
1电力电子技术的发展［1］电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，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。
1）半控型器件（第一代电力电子器件）。
上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。
此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。
但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。
另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400Hz 。
由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。
2）全控型器件（第二代电力电气器件）。
随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO ）、电力双极晶体管（BJT ）和电力场效应晶体管（Pow er-M OSFET ）为代表的全控型器件迅速发展[1]。
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。
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。
电子仪器和仪表中被广泛采用。由于采用了高频技术，大大减小了电源体积、 重量和开关损耗。 不间断电源（UPS）被广泛地应用于计算机机房、医院、宾馆等重要的用电场 所。目前，UPS在现代社会中的作用越来越重要。 在节能照明灯具中，目前推广使用的LED灯、无极灯等，也必须采用变换器供电， 才能达到要求的电压和电流。
电力电子技术
绪
论
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
1. 电力电子技术的内容
电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电 子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对 电能的变换和控制。
求的电流波形和电压波形，提供足够的驱动功率，以确保电力电子器件的迅速可靠开通和关断。 ③ 缓冲电路：缓冲电路的功能是在电力电子器件开通和关断的过程中减缓其电流或电压的上升率，
以降低电力电子器件的开关损耗和开关应力。 ④ 保护电路：保护电路的功能是在电源或负载出现异常时，保护电力电子器件和设备免于损坏。
（2）在电力系统中的应用
据估计，在发达国家，用户使用的电能中有60%以上的电能至少经过一次以 上电力电子装置的处理。 在电力系统的发电机的直流励磁与交流励磁系统是由电力电子装置控制的，可
电力电子技术课程概述
四、电力电子技术的应用
6）其他
航天技术
大型计算机的UPS
新型能源
四、 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》 Power Electronics
信息与控制工程学院
概
述
一、课程性质与教学目的
二、 电力电子技术及特点
三、 电力电子技术的发展
四、 电力电子技术的应用
五、 教材内容简介
六、 课程总体要求
一、 课程性质与教学目的
电力电子技术是电气工程及其自动化、自动化、 电气自动化技术、电力系统自动化技术等电类专业必 修的学科基础课，是一门理论知识和应用实际紧密结 合的课程。 本课程的目的，是使学生在从应用的角度熟悉典 型电力电子器件的工作原理、外特性及功能的基础上， 熟悉和掌握电力电子技术的基本理论、基础知识，掌 握各类电力电子电路的电路结构、工作原理，掌握电 力电子变流电路的分析方法，并了解电力电子技术在 工程技术领域中的应用。
二、 电力电子技术及特点
1、电力电子技术的概念 电力电子技术可以理解为功率强大，可 供诸如电力系统那样大电流、高电压场合 应用的电子技术，它与传统的电子技术相 比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大 电流和承受高电压，而且要考虑在大功率 情况下，器件发热、运行效率的问题。为 了解决发热和效率问题，对于大功率的电 子电路，器件的运行都采用开关方式。这 种开关运行方式就是电力电子器件运行的 特点。
关于电力电子技术的综述报告.asd
关于电力电子技术的综述报告摘要：电力电子技术是能源技术、电子技术和控制技术三大领域的交叉，是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。
与传统的电子技术相比，为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。
本文从三个方面阐述了现代电力电子技术的主要研究内容；从五个方面讲述了电力电子技术的主要应用；以及对电力电子发展的热点问题和发展趋势做了总结性的阐述。
关键字：电力电子内容应用发展趋势一、电力电子技术研究的内容电力电子技术研究的内容包括三个方面：电力电子器件、变换器主电路和控制电路。
1、电力电子器件电力电子器件是电力电子技术的基础。
电力电子器件用于大功率变换和控制时，与信息处理用器件不同：一是必须具有承受高电压、大电流的能力；二是以开关方式运行。
按照开通、关断的控制可分为3类：不控型、半控型和全控型。
2、电力电子变换器的主电路现代电力电子技术的主要研究方向之一就是变换器主电路的拓扑优化。
拓扑优化可以理解为：在变换器设计中，合理选择确定网络中各元件的位置，以便实现功能和性能指标要求且最经济。
拓扑优化的目标为高频化、高效率、高功率因数和低变换损耗。
高频化加软开关技术和PWM控制方式，既可以减少变换器体积、重量和开关损耗，又能提高波形质量、功率因数和变换效率。
3、电力电子电路的控制控制电路的主要作用是：为变换器中的功率开关器件提供控制极驱动信号。
故电力电子电路的控制也是研究内容之一。
控制电路应该包括时序控制、保护电路、电气隔离和功率放大等电路。
二、电力电子技术的应用电力电子技术是以功率和变换为主要对象的现代工业电子技术,当代工、农业等各个领域都离不开电能，离不开表征电能的电压、电流、频率、波形和相位等基本参数的控制和转换，而电力电子技术可以对这些参数进行精确的控制和高效的处理，所以电子技术是实现电气工程现代化的重要基础。
电力电子技术应用范围十分广泛,国防、工业、交通运输、能源、通信系统、电力系统、计算机系统、新能源系统以及家用电器等无不渗透着电力电子技术的成果。
电力电子综述
现代电力电子技术课程综述1. 什么是电力电子技术？电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，具体来说， 就是为了给不同要求的负载提供适配的电源，对电能的电压、电流、频率、波形和相数等参数进行变换。
电力电子技术与多种学科密不可分，因此出现了两种不同的定义。
一种是1973年第四届国际电力电子会议首次提出的Newevell 定义，如右图1；另一种是1980年国际上出现的电力电子技术的新定义，如图2.。
电力电子学电子学器件电路电力学静止器、旋转电机连续离散控制理论图1 电力电子学的Newevell 定义电力电子技术计算机辅助设计CDA模拟和数字电子学微机应用控制理论超大规模集成电路电力变换电路电力半导体器件图2 电力电子学的新定义两种定义的差别，反映了电力电子技术的迅速发展和所涉猎以及应用领域的不断扩大，预示着电力电子技术无限的发展前景和未来。
2.电力电子技术发展历史随着科学技术的发展，电力电子也经历了几个发展阶段。
（1）第一阶段——水印整流器时代1902年出现了第一个玻璃的汞弧整流器；1910年出现了铁壳汞弧整流器。
用汞弧整流器代替机械式开关和换流器,这是电力电子技术的发端；20世纪40年代末出现了晶体管。
（2）第二阶段——晶闸管时代1957年，美国CE公司造出世界上第一支晶闸管（中国当时成为可控硅），拉开了电力电子发展的第二阶段序幕。
（3）第三阶段——大功率晶体管时代从1975年起，开发出大功率晶体管代替晶闸管，GTO、IGBT、MOSFET 陆续出现。
（4）第四阶段——智能化、模块化功率器件时代从1980年开始，美国GE公司首次发布功率器件智能化(intelligent）的概念（5）第五阶段——未来——超高频、超大容量高度功能的新元器件一批新半导体材料的出现，必将带来一批新型高压、小型化的器件。
至于控制方面，人工智能的技术含量将会更高。
3.电力电子器件的分类电力电子器件常用的分类方法有三种：（1）按电力电子器件能够被控电路信号所控制的程度，可分为三种类型：1）半控型器件。
电力电子技术课程综述
电力电子技术课程综述目录摘要： (1)一、电力电子技术主要内容 (1)1、1电力电子器件及应用 (1)1、1、1电力电子器件分类 (1)1.1.2电力电子器件的应用 (2)1．2 整流（AC-DC变换器） (2)1．2.1整流电路分类 (2)1.2.2 整流的概念 (3)1．3斩波 (3)1.3.1基本概念 (3)1.3.2主要内容 (3)1、4逆变 (4)1.4.1基本概念 (4)1.4.2主要内容 (4)1、5 AC-AC变换器 (4)1.5.1基本概念 (4)1.5.2主要内容 (5)二、电力电子技术的应用 (5)三、学习小结 (5)四、电力电子的发展及其发展趋势 (6)五、电力电子技术的具体应用 (7)参考文献 (8)摘要：电力电子技术（Power Electronics Technology）是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
电力电子技术（Power Electronics Technology）是研究电能变换原理及功率变换装置的综合性学科，是在电子、电力与控制技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科。
包括电压、电流、频率和波形变换等知识，涉及电子学、自动控制原理和计算机技术等学科。
关键字:整流、逆变、斩波、变频正文一、电力电子技术主要内容1、1电力电子器件及应用1、1、1电力电子器件分类按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类：1.半控型器件，例如晶闸管；2.全控型器件，例如GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管），MOSFET（电力场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）；3.不可控器件，例如电力二极管；按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类：1.电压驱动型器件，例如IGBT、MOSFET、SITH（静电感应晶闸管）；2.电流驱动型器件，例如晶闸管、GTO、GTR；根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类：1.脉冲触发型，例如晶闸管、GTO；2.电子控制型，例如GTR、MOSFET、IGBT；按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类：1.双极型器件，例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR；2.单极型器件，例如MOSFET、SIT；3.复合型器件，例如MCT（MOS控制晶闸管）和IGBT1.1.2电力电子器件的应用电力电子技术是利用电力电子器件构成各种开关电路，按一定的规律，实时，适式地控制开关器件的通，断状态，可以实现电子开关型电力变换和控制的技术。
电力电子技术概述
(汞弧整流器、闸流管) (采用的主要材料硅）
目前，除了在大功率高频微波电路中仍使用真空管
（电真空器件）外，其余的电力电子电路均由功率
半导体器件组成
32
1.4 电力电子器件
-----概念、分类、特征、损耗
同处理信息的电子器件相比的一般特征
☞能处理电功率的能力，一般远大于处理信息的电子器
☞飞机、船舶和电梯都离不开电力电子技术。
18
1.3 电力电子技术的应用
◆电力系统 ☞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 控型的IGBT器件。 ☞晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器 （TSC）、静止无功发生器（SVG）、有源电力 滤波器（APF）等电力电子装置大量用于电力系统
☞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 动，甚至用于直流输电。这一时期，各种整流电路、逆变
电路、周波变流电路的理论已经发展成熟并广为应用。在 这一时期，也应用直流发电机组来变流。
13
硬开关和软开关
☞硬开关：
开关过程中电压和电流均不为零，出现了重叠。 电压、电流变化很快，波形出现明显得过冲，导致
开关噪声。
14
硬开关和软开关
☞软开关：
在原电路中增加了小电感、电容等谐振元件，在开
关过程前后引入谐振，消除电压、电流的重叠。 降低开关损耗和开关噪声。
15
1.3 电力电子技术的应用
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HefeiUniversity合肥学院电力电子技术课程综述系别：电子信息及电气工程系专业：自动化班级：姓名:学号：目录摘要： (3)绪论 (4)1.1电力电子技术简介： (4)1.2电力电子技术的应用： (4)1.3电力电子技术的重要作用： (5)1.4电力电子技术的发展 (5)本课程简介 (6)2.1电力电子器件： (6)2.1.1根据开关器件是否可控分类 (6)2.1.2 根据门极)驱动信号的不同 (6)2.1.3 根据载流子参与导电情况之不同，开关器件又可分为单极型器件、双极型器件和复合型器件。
(6)2.2 DC-DC变换器 (7)2.2.1主要内容： (7)2.2.2直流-直流变换器的控制 (7)2.3 DC-AC变换器（无源逆变电路） (8)2.3.1电压型变换器 (8)2.3.2电流型变换器 (8)2.3.3脉宽调制(PWM)变换器 (9)2.4 AC-DC变换器（整流和有源逆变电路） (9)2.4.1简介 (9)2.4.2工作原理 (9)2.5 AC-AC变换器 (10)2.5.1 简介 (10)2.5.2 分类 (10)2.6 软开关变换器 (10)2.6.1分类 (10)2.6.2 重点 (10)总结 (11)参考文献 (11)摘要：电力电子技术是在电子、电力与控制技术上发展起来的一门新兴交叉学科，被国际电工委员会（IEC）命名为电力电子学（Power Electronics）或称为电力电子技术。
近20年来，电力电子技术已渗透到国民经济各领域，并取得了迅速的发展。
作为电气工程及其自动化、工业自动化或相关专业的一门重要基础课，电力电子技术课程讲述了电力电子器件、电力电子电路及变流技术的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习和电力电子技术的研究与应用打下良好的基础。
关键词：电力电子技术控制技术自动化电力电子器件Abstract: Power electronic technology is in Electronics, electric Power and controltechnology developed on an emerging interdisciplinary, is the international electrotechnical commission (IEC) named Power Electronics (Power Electronics) or called Power electronic technology. Nearly 20 years, power electronic technology has penetrated into every field of national economy, and have achieved rapid development. As electrical engineering and automation, industrial automation or related professional one important courses, power electronic technology course about power electronics device, power electronic circuits, the basic theory of converter technology, the basic concept and basic analysis for subsequent specialized course of study and power electronic technology research and application lay a good foundation.Keywords:Power electronic technology control technology automation powerelectronics device绪论电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
1.1电力电子技术简介：电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。
1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形（如图）对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
这一观点被全世界普遍接受。
“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
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的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。
此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。
70年代后期以门极可关断晶闸管（GTO），电力双极型晶体管（BJT），电力场效应管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件全速发展（全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断），使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。
80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合）为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，在流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。
为了使电力电子装置的结构紧凑，体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式，后来又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。
目前PIC的功率都还较小但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。
1.2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1.3电力电子技术的重要作用：(1) 优化电能使用。
通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。
例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。
(2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。
据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。
(3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。
实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。
(4) 电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。
有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。
1.4电力电子技术的发展从20世纪50年代中到70年代末，以大功率硅二极管、双极型功率晶体管和晶闸管应用为基础（尤其是晶闸管）的电力电子技术发展比较成熟。
70年代末以来，两个方面的发展对电力电子技术引起了巨大的冲击。
其一为微机的发展对电力电子装置的控制系统、故障检测、信息处理等起了重大作用,今后还将继续发展;其二为微电子技术、光纤技术等渗透到电力电子器件中，开发出更多的新一代电力电子器件。
其中除普通晶闸管向更大容量（6500伏、3500安）发展外，门极可关断晶闸管(GTO)电压已达4500伏，电流已达 2500～3000安；双极型晶体管也向着更大容量发展，80年代中后期其工业产品最高电压达1400伏，最大电流达400安,工作频率比晶闸管高得多,采用达林顿结构时电流增益可达75～200。
随着光纤技术的发展，美国和日本于1981～1982年间相继研制成光控晶闸管并用于直流输电系统。
这种光控管与电触发的晶闸管相比，简化了触发电路，提高了绝缘水平和抗干扰能力，可使变流设备向小型、轻量方向发展，既降低了造价，又提高运行的可靠性。
同时，场控电力电子器件也得到发展，如功率场效应晶体管(power MOSFET)和功率静电感应晶体管(SIT)已达千伏级和数十至数百安级的电压、电流等级，中小容量的工作频率可达兆赫级。
由场控和双极型合成的新一代电力电子器件，如绝缘栅双极型晶体管（IGT或IGBT）和MOS控制晶闸管（MCT）也正在兴起,容量也已相当大。
这些新器件均具有门极关断能力，且工作频率可以大大提高，使电力电子电路更加简单，使电力电子装置的体积、重量、效率、性能等各方面指标不断提高，它将使电力电子技术发展到一个更新的阶段。
与此同时，电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置的计算机模拟和仿真技术也在不断发展。
本课程简介本书在介绍电力电子技术基本理论和基本概念的同时，重视对研究对象问题提出、方案对比、分析思路等研究能力的训练和培养，并尝试研究型思维的启发与训练。
在内容安排上，本书针对本科生的教学特点，力图避免新技术、新理论的简单罗列。
本书共分为7章，包括：绪论、电力电子器件及应用、DC-DC变换器、DC-AC 变换器（无源逆变电路）、AC-DC变换器（整流和有源逆变电路）、AC-AC变换器、软开关转换器。
每章后都附有本章小结和思考题，便于教师教学和学生自学。
2.1电力电子器件：常用电力电子器件的基本结构、工作原理、外特性、主要参数、开关特性、安全工作区。
这些器件的驱动电路和缓冲电路。
2.1.1根据开关器件是否可控分类(1) 不可控器件二极管VD是不可控器件。