电力电子与电气传动概述
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动一、专业介绍电力电子与电力传动是电气工程一级学科下属的二级学科，是一门综合了电能转换、电磁学、自动控制、微电子技术及电子信息、计算机技术等学科新成就而迅速发展起来的交叉学科。
1、研究方向目前，各大院校与电力电子与电力传动专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。
以北京理工大学为例，该专业所包含的研究方向有:01 电力电子应用及其控制技术02 车辆电力传动理论与设计03 电力电子系统电磁兼容与安全技术2、培养目标热爱祖国，有社会主义觉悟和较高道德修养，在电力电子与电力传动领域具有坚实宽广的理论基础和系统深入的专业知识与技能，具有从事本领域科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力，能适应社会对电力电子与电力传动方面的科研、教学、系统设计及软件开发等专门人才的需求。
3、专业特色本学科以电力电子器件为基础，涉及到电气、自动控制、计算机，微处理器技术等多个学科，是一门集电力、电子与控制于一身的新兴交叉学科。
电力电子与电力传动以电气工程领域内的电力电子器件、电气传动控制系统为主要研究对象，着重于电力电子器件的应用、功率变换装置和交、直流电机传动及伺服控制系统的分析、设计与综合。
4、研究生入学考试科目：初试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④881电工与电子技术(注：以上北京理工大学为例，各院校在考试科目中有所不同)二、推荐院校电力电子与电力传动硕士全国招生较强的单位有：浙江大学、合肥工业大学、中国矿业大学、西安交通大学、西安理工大学、华中科技大学、清华大学、南京航空航天大学、华北电力大学、哈尔滨工业大学、华南理工大学、上海交通大学、天津大学、西北工业大学、西安电子科技大学、北京交通大学、山东大学三、就业前景(一)应用逐渐多元化，顺应时代趋势电力传动系统是电力电子器件典型的应用领域，在国民经济中占有极其重要的地位，具有广阔的发展前景。
电力电子作为节能，自动化、智能化、机电一体化的基础正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动电力电子与电力传动技术电力电子是电力工程领域中关于电能的控制、调节与转换技术的一个重要分支。
它的发展与应用为电力系统的高效、稳定运行提供了重要支撑，同时也推动了电力传动领域的创新与发展。
本文将从电力电子与电力传动的基本概念入手，介绍其发展历程、应用领域以及未来发展方向。
一、电力电子与电力传动的基本概念电力电子是研究电能转换与控制的一门学科，其主要研究对象为各种电力器件和电路。
电力传动是指通过电力电子器件和系统进行电能转换和传输的过程。
二、电力电子与电力传动的发展历程电力电子技术的起源可以追溯到20世纪20年代，当时人们开始开发逆变器和整流器等电力电子器件。
随着工业自动化和电化学工业的发展，对电力电子技术的需求不断增加，电力电子技术也得到了迅速发展。
20世纪60年代，电力电子技术实现了大规模应用，成为现代电力系统的重要组成部分。
电力传动技术的发展与电力电子技术的发展密切相关。
电力传动技术最早应用于直流传动领域，随后扩展到交流传动领域。
20世纪70年代，随着高压直流输电技术的突破性进展，电力传动技术得到了广泛应用。
此后，交流传动技术在高速列车、电动汽车等领域也取得了重要进展。
三、电力电子与电力传动的应用领域电力电子与电力传动技术广泛应用于电力系统、工业制造、交通运输、新能源等领域。
在电力系统中，电力电子技术主要应用于输电、配电、电力质量改善等方面。
逆变器、变频器、谐波滤波器等电力电子器件和系统的应用，能够实现电力系统的高效稳定运行。
在工业制造领域，电力电子技术广泛应用于电机驱动、电力控制等方面。
通过使用变频器、伺服控制器等电力电子设备，可以实现对电动机的精确控制，提高工业生产效率。
在交通运输领域，电力电子技术在电动汽车、高速列车、轨道交通等方面有着广泛的应用。
电力电子器件和系统的应用，可以实现对电能的高效利用和传动效果的优化。
在新能源方面，电力电子技术在风能、太阳能等可再生能源的利用中发挥着重要作用。
电力电子与电力传动专业介绍
电路、磁路、电磁场。
3
1.1电力电子学科的形成 2.电子技术
• 主要器件： 晶体管、场效应管、 集成电路、微处理器、 电感、电容。
• 完成功能： 信号产生、变换、存储、 发送、接受。 • 基础理论： 电路、磁路、电磁场。
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1.1电力电子学科的形成
3.电力电子技术
• 主要器件： 晶体管、场效应管、 集成电路、微处理器、 电感、电容。 • 完成功能： 发电、输电、配电、用电 中的电能变换与控制。 • 基础理论： 电路、磁路、电磁场 。
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1.2 电力电子变换和控制的技术经济意义
经过变换处理后再供用户使用的电能，占全国发电总量 的百分比的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要 标志之一； 预计到2020~2030年，美国发电站生产的全部电能都将 经变换和处理后再供负载使用； 2003年美国制定了“国家电力传输路线图”计划，电力 电子被列为五大关键技术之一； 电力电子技术是近年来受到各国关注的智能电网的关键 技术之一； 风能、太阳能等新能源的利用几乎都离不开电力电子技 术的支撑。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动
1 .电力电子学科的形成
2. 电力电子与电力传动技术的经济意义
3. 电力电子与电力传动的研究方向
4.电力电子与电力传动的学科前沿
2
1.1 电力电子学科的形成
1.电力技术
• 主要设备： 电机、开关、变压器、 电感、电容、输电线。 • 完成功能： 发电、输电、配电、用电。
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4. 电力电子与电力传动的学科前沿
1 ）高频开关电源技术：所有的信息系统与通信 设备都需要使用开关电源，小到各种便携数码产 品，还有现 在时兴的各种平板电视，大到服务 器系统、通信基站机房、及种种航空设施等； 2 ）在电力系统中的应用：如各种谐波补偿、有 源滤波装置等，还有不断发展的不间断电源设备 （UPS），电动汽车的驱动与控制系统，电机的 节能驱动方面，如各种变频器，在当前能源短缺 的状况下，太阳能、风能及各种再生能源的应用 。
电力电子与电力传动
2020/12/13
5
四、主要研究方向
✓ 电力牵引与传动
主要研究轨道交通、无轨电车、船舶和电动汽 车等电力牵引与传动系统中的电能变换器（变 流器）和调速控制方法的理论及应用。
✓ 交流传动及ห้องสมุดไป่ตู้制
主要研究交流电机的高性能调速与
方法，以及它们在工业领域的优化
DC/AC
设计与控制技术。
接
✓ 特种电源技术
直流
得道多助失道寡助，掌控人心方位上 。03:11: 5403:1 1:5403: 11Sund ay, December 13, 2020
安全在于心细，事故出在麻痹。20.12. 1320.1 2.1303: 11:5403 :11:54 December 13, 2020
加强自身建设，增强个人的休养。202 0年12 月13日 上午3时 11分20 .12.132 0.12.13
按照A，B两套培养方案分别设课，学制均为四年， 毕业后均授予工学学士学位。
A方案目标是培养能够从事电气工程及其自动化方 面的研究、工程设计、科技开发、制造运行、实验 分析、经济管理以及电子与计算机应用技术等领域 工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才。
B方案目标是培养具有一定的自然科学与人文社科 学科知识与素质，能够掌握电工、电子、信息、控 制与计算机应用专业知识，并具有较强的工程实践 能力，能承担相关专业领域的工程设计、制造运行、 技术开发、实验分析、电子计算机应用和经济管理 的“应用型”高级工程技术人才。
交流
负 载
主要研究采用高频变换技术设计各
种特殊用途的专用电源。
2020/12/13
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四、主要研究方向
✓ 电力电子电路的拓扑变换与应用 主要研究AC/DC变换器、DC/DC变换器、
第四章 电力电子技术与电力传动
电气工程专业导论
13
一．电力电子技术的作用（续）
容量为12kV/1.5kA的晶闸管
电气工程专业导论
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一．电力电子技术的作用（续）
电力电子可控开关元件
电气工程专业导论
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一．电力电子技术的作用（续）
——电力电子变换技术
电源可分为两类： 直流电（D.C） ，频率 f =0 交流电（A.C） ，频率 f 0
电力变换按电压(电流)的大 小、波形及频率变换划分为 四类基本变换及相应的四种 电力变换电路或电力变换器。
Converter Inverter
这四类基本变换可以组合成 许多复合型电力变换器
电气工程专业导论
16
主要发展发展方向
高频化；
控制数字化；
大容量化
电气工程专业导论
17
高频
电气工程专业导论
电气工程专业导论
21
软开关：
软开关
和硬开关工作不同，理想的软关断过程是电流先降到 零，电压在缓慢上升到断态值，所以关断损耗近似为 零。由于器件关断前电流已下降到零，解决了感性关 断问题。理想的软开通过程是电压先降到零，电流在 缓慢上升到通态值，所以开通损耗近似为零，器件结 电容的电压亦为零，解决了容性开通问题。
第四章 电力电子技术与电力传动
一．电力电子技术的作用 二．电力电子技术的特点 三．电力电子技术的研究内容 四．电力电子技术的主要应用领域 五．电力电子技术的发展方向
六．电力传动概况
电气工程专业导论
1
一．电力电子技术的作用
电气工程专业导论
2
电力系统
交流电源 （交流发电机）
直流输电 交流/直流 直流/交流
电气工程专业导论
电力电子与电力传动2篇
电力电子与电力传动电力电子与电力传动是现代电气工程的重要领域，涉及到电能的转换、传输和控制。
本文将从电力电子和电力传动的基础概念、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
第一篇：电力电子的基础概念与应用领域电力电子是一门研究电力系统中的电能转换与控制的学科。
它利用半导体器件和电子控制技术，将电力系统中的电能转换为适合特定需求的形式。
电力电子主要包括直流-直流、直流-交流和交流-交流等转换方式。
电力电子的应用领域非常广泛。
在能源领域，电力电子技术被广泛应用于可再生能源发电系统，如风力发电和光伏发电。
通过电力电子装置，可以将不稳定的可再生能源转换为稳定的电能输出，并与电网进行互联。
另外，电力电子还被应用于传统能源发电系统的调节控制，提高发电效率和稳定性。
在交通运输领域，电力电子技术在电动汽车和高铁系统中得到广泛应用。
电力电子装置可以将电能转换为驱动电动汽车或高铁的动力，提高能源利用效率，减少污染物的排放。
此外，在工业领域，电力电子技术被应用于工艺过程控制和能源管理，提高生产效率和节能环保。
电力电子还在电力系统中起着重要的作用。
通过电力电子装置，可以实现电网的无功功率控制和电力质量控制，维持电力系统的稳定和可靠性。
此外，电力电子还被应用于大型的电网互联和分布式发电系统的接入与管理。
电力电子的发展趋势主要包括器件技术的进步和系统级集成的发展。
随着功率半导体器件的不断改进，电力电子装置的效率和可靠性得到了大幅提升。
同时，电力电子装置的体积和重量也得到了显著减小，使得其在各个领域中的应用更加广泛。
此外，随着电力电子的不断进步，系统级集成也成为了发展的趋势。
通过将多个电力电子装置进行集成和协调控制，可以实现更高效、更智能的电能转换和控制。
总之，电力电子与电力传动是现代电气工程的重要内容。
电力电子技术的应用领域非常广泛，包括能源领域、交通运输领域和工业领域等。
随着技术的不断进步，电力电子的发展趋势主要体现在器件技术的进步和系统级集成的发展。
自然科学知识：电力电子学和电气传动
自然科学知识：电力电子学和电气传动电力电子学和电气传动电力电子学和电气传动是现代电气工程领域中最重要的方向之一。
随着现代社会的快速发展和对电能的需求日益增加，电气传动和电力电子学技术也得到了快速发展和广泛应用。
电力电子学是将电气能量转换成其他形式的能量的一种技术，其主要任务是将电能变成可用的或更适合特定用途的形式。
在电力电子学的研究和应用过程中，主要研究电子能量变换器、半导体开关功率电子装置、电力电子传动系统、电力质量改善、电力能量调节等方面的问题。
电力电子学的发展，为电力系统的信息化、高效化和智能化提供了新的技术手段。
电气传动技术是利用电力传动装置对机械运动进行控制和驱动的一种技术。
在这个技术领域中，主要研究电气传动系统、电机和驱动控制器等问题。
电气传动技术广泛应用于工业生产的各个领域中，例如机床、冶金、石化、挖掘机械、轨道交通、电梯、升降机、风力发电等领域。
通过电气传动技术，不仅可以提高生产效率和减少能源消耗，同时也可以提高工作环境的安全性和稳定性。
电力电子学和电气传动技术相互关联，在工业生产和现代社会中都有着重要的应用。
例如，在电机驱动系统中，需要使用功率半导体电子元件和高速控制方法来实现对电机控制，从而使电机系统具有快速响应性和高效性。
在风力发电等分布式能源系统中，电力质量的改善需要电力电子学技术的支持，同时也需要电气传动技术来实现电能的传输和分配。
总体来说，电力电子学和电气传动技术的发展主要受到科技进步和应用需求的影响。
未来，这两个技术领域还有很大的发展空间，将进一步推动工业生产和社会发展的进步和创新。
电力电子与电气传动概述
电力电子与电气传动概述电气C142张启文1 电力电子与电气传动主要内容电力电子与电气传动包括电力电子技术与电气传动两大部分。
电力电子技术的主要内容：电力电子器件及其应用，即应用电力电子器件实现电力变换：AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC。
电气传动的主要内容：直流调速与交流调速信息电子技术——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。
2、电力电子技术的发展概况1904年：电子管问世1930-1947：水银整流器时代1957-1970：晶闸管时代1985-2000：IGBT及功率集成器件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。
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AC/DC可控整流：将交流电变为直流电有源逆变：将直流电变为交流电回送电网交流调压：将固定的交流电变为可调的交流电变频：将频率固定的交流电变为频率可调的交流电直流斩波：将固定的直流电变为可调的直流电4、就业前景(一)应用逐渐多元化，顺应时代趋势电力传动系统是电力电子器件典型的应用领域，在国民经济中占有极其重要的地位，具有广阔的发展前景。
电力电子作为节能，自动化、智能化、机电一体化的基础正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
譬如，风能是正在开发中的具有广阔前景的新能源之一。
它对寻求新能源，改善生态环境，发展偏远地区经济，都具有重大的意义。
在当今积极提倡环保节能的国际大环境下，现代电力电子技术是21世纪各国竞相发展的强国兴邦技术之一，随着与微电子技术的不断融合，其应用范围日益广泛，并且有向各行业渗透的趋势，面临来自环境和资讯等方面的严峻挑战，现代电力行业急需一批既懂电力工程技术，又懂电力电子与电气传动技术的高层次复合型人才。
电力电子技术与电力传动
三．电力电子技术的研究内容（续） 电力电子技术的研究内容（
2. 变换器电路结构与设计
GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
根据电能变换的输入输出形式，可以分为四种形式： 根据电能变换的输入输出形式，可以分为四种形式：
交流-直流变换器（AC/DC）——整流器； 交流-直流变换器（AC/DC）——整流器； 整流器 直流-直流变换器（DC/DC）——斩波器 直流-直流变换器（DC/DC）——斩波器； 斩波器； 直流-交流变换器（DC/AC）——逆变器 直流-交流变换器（DC/AC）——逆变器； 逆变器； 交流-交流变换器（AC/AC）——交流调压器 周波变换器； 交流-交流变换器（AC/AC）——交流调压器、周波变换器； 交流调压器、
IGBT及其符号 IGBT及其符号 IGBT— IGBT—绝缘栅双极晶体管
电气工程专业导论 15
三．电力电子技术的研究内容（续） 电力电子技术的研究内容（
GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
IGCT及其符号 IGCT及其符号 IGCT— IGCT—集成门极换向晶闸管
电气工程专业导论
2
一．电力电子技术的作用（续） 电力电子技术的作用（
GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
当今世界电力能源的使用约占总能源的40%。 当今世界电力能源的使用约占总能源的40%。而电能中有 40%需要经过电力电子设备的变换才能被使用 40%需要经过电力电子设备的变换才能被使用。 需要经过电力电子设备的变换才能被使用。 IEEE给出电力电子技术的定义： IEEE给出电力电子技术的定义： 给出电力电子技术的定义 Power electronics is the technology associated with the efficient conversion, control and conditioning of electric power by static means from its available input form into the desired electrical output form. 简单地说，电力电子技术就是以电子器件为开关，把能得到 简单地说，电力电子技术就是以电子器件为开关， 的电源变换为所需要的电源的一门科学应用技术，即电源变换 的电源变换为所需要的电源的一门科学应用技术， 技术。 技术。 它是电子工程、电力工程和控制工程相结合的一门技术，以 它是电子工程、电力工程和控制工程相结合的一门技术， 控制理论为基础、以微电子器件或计算机为工具、 控制理论为基础、以微电子器件或计算机为工具、以电子开关 器件为执行机构实现对电能的有效变换。 器件为执行机构实现对电能的有效变换。
电子行业电力电子与电力传动
电子行业电力电子与电力传动1. 介绍电子行业是一个充满竞争和创新的行业。
在电子设备的设计和制造过程中，电力电子和电力传动是两个重要的方面。
本文将介绍电力电子和电力传动在电子行业中的应用和意义。
电力电子是指用于控制和调节电能的电子设备和技术。
它主要包括电源、逆变器、变频器和电机驱动器等。
电力电子技术在电子行业中的应用十分广泛，可以说是电子设备发展的核心和关键。
电力电子的主要作用是将电流、电压和频率进行调整，以提供所需的电能给各种电子设备。
电力传动是指将电能转化为机械能的过程。
它通过电机和传动装置，将电能传输到机械设备中，实现运动和驱动。
电力传动在电子行业中扮演着重要的角色，可以用于各种电子设备的动力输出，例如电动汽车、机器人、工业设备等。
2. 电力电子的应用2.1 电源电源是电子设备的基础组件，它将电能转化为所需的直流或交流电。
在电子行业中，电源的稳定性和效率非常重要。
电力电子技术可以帮助设计和制造高效、低噪音、稳定的电源，并且可以适应不同的输入电压和输出电流要求。
电力电子在电子设备的电源设计中起到了至关重要的作用。
2.2 逆变器和变频器逆变器和变频器是电力电子的重要组成部分。
逆变器可以将直流电转换为交流电，而变频器可以改变交流电的频率。
逆变器和变频器在很多电子设备中都有广泛应用，如太阳能发电系统、无线通信基站等。
它们可以提供所需的交流电源，并且可以通过控制频率和电压来满足不同设备的需求。
2.3 电机驱动器电机驱动器是指控制和调节电机运行的设备。
在电子行业中，电机驱动器广泛应用于各种设备中，如电动汽车、机器人、工业设备等。
电机驱动器可以通过控制电机的电流和电压，实现对电机的精确调节和控制。
电力电子技术的发展，为电机驱动器的设计和制造提供了更高的效率和性能。
3. 电力传动的应用3.1 电动汽车电动汽车是电力传动的一个重要应用领域。
在电子行业中，电力传动可以将电能传输到汽车的电机中，从而提供动力。
电力传动可以使电动汽车具有更高的能效和更低的排放量，从而减少对环境的影响。
电气工程概论第四章电力电子技术和电力传动PPT课件
电气无级变速器
通过改变电机的输入电压 或电流实现无级变速的传 动装置，具有平滑变速和 高效节能的优点。
05
电力传动控制技术
开环控制技术
总结词
通过简单的输入信号控制输出，不涉及反馈调节。
详细描述
开环控制技术通常采用简单的输入信号来控制输出，不涉 及对输出结果的反馈调节。这种控制方式结构简单，但抗 干扰能力较差，精度不高，适用于一些对精度要求不高的 场合。
可再生能源
节能与环保
用于将太阳能、风能等可再生能源转换为 可用的电能，如光伏逆变器、风电变流器 等。
用于节能和环保领域，如无功补偿器、有 源滤波器等，用于提高电能质量和降低能 源消耗。
电力电子技术的发展趋势
高效、紧凑、可靠的新型电力电子系统的 研究与开发。
宽禁带半导体材料在电力电子领域的应用 研究。
直流电机
利用直流电能转换为机械能的电动机，具 有调速性能好、启动转矩大等优点。
直流调速
通过改变电机的输入电压或电流，调节电 机的输入功率，实现电机的速度控制。
直流电源
为直流电机提供电源的装置，通常由电池 、整流器和滤波器组成。
交流传动系统
交流电机
利用交流电能转换为机械 能的电动机，具有效率高
、结构简单等优点。
03
电力电子电路
整流电路
总结词
将交流电转换为直流电的电路
详细描述
整流电路是电力电子电路中的一种基本电路，其作用是将交流电转换为直流电。整流电路通常由二极管或晶体管 构成，利用其单向导电性实现交流到直流的转换。整流电路广泛应用于各种电源供应、电机控制和电网系统中。
逆变电路
总结词
将直流电转换为交流电的电路
详细描述
第四章 电力电子技术与电力传动
三．电力电子技术的研究内容（续） 电力电子技术的研究内容（
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
a
b
BJT及其符号 BJT及其符号 BJT— BJT—双极晶体管
电气工程专业导论 14
三．电力电子技术的研究内容（续） 电力电子技术的研究内容（
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
IGBT及其符号 IGBT及其符号 IGBT— IGBT—绝缘栅双极晶体管
电气工程专业导论 15
三．电力电子技术的研究内容（续） 电力电子技术的研究内容（
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
IGCT及其符号 IGCT及其符号 IGCT— IGCT—集成门极换向晶闸管
电气工程专业导论 16
电气工程专业导论
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一．电力电子技术的作用（续） 电力电子技术的作用（
电力电子技术的基本工作框图： 电力电子技术的基本工作框图：
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
电气工程专业导论
4
一．电力电子技术的作用（续） 电力电子技术的作用（
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
3. 控制与调节
电力电子的所有应用 都包含有控制与调 节问题。 节问题。如： 静态电力变换与控制； 静态电力变换与控制； 静态电力供应； 静态电力供应； 运动控制等
ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
计算机用于电力电子技术的控制与调节
电气工程专业导论
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三．电力电子技术的研究内容（续） 电力电子技术的研究内容（
容量为12kV/1.5kA的晶闸管 的晶闸管 容量为
电力电子与电力传动学科
电力电子与电力传动学科电力电子与电力传动学科是电力工程领域里的两个关键领域。
它们是一种综合性学科，涵盖了电力电子技术和电力传动技术的理论和应用。
这些领域的研究和应用对电力系统的现代化和全球能源转型具有重要意义。
在这篇论文中，我将说一下电力电子和电力传动的概念、应用和未来发展方向。
一、电力电子电力电子是一种研究电能控制与变换技术的学科，旨在研究在电路与系统中的电流、电压等信号的控制与变化。
电力电子已成为当今电力工程领域重要的子领域，同时也是应用最广泛的学科之一。
电力电子技术可以用于近代电网的无功电流调节和有功电能调节，以及交直流电源之间的转换。
电力电子技术还可以用于现代照明、家电、通讯、车辆、船舶和离岛等电动力驱动系统的设计、控制与管理。
电力电子技术主要指研究电力电子器件及其控制和电力电子应用设备设计、制造和应用控制等方面的学科。
电力电子学的发展史可以追溯到20世纪40年代，当时美国在航空航天和军工方面需要使用高质量的直流电源，研究人员发现电力电子技术可以解决这个问题。
从70年代开始，电力电子技术在日本、欧洲等地区得到广泛应用，其重要性为人们所认识。
随着交直流电网的发展和现代化电力电子器件的开发，这个学科变得愈发重要。
电力电子技术在现代电力系统中的应用已被广泛认可。
对变频驱动器来说，为变频控制确保高效的电气能量转换是至关重要的。
同时，这种控制通过有效的电气调整，有助于实现对特定应用的适应性，并有助于有效降低电网对峰值负载的要求。
因此，电力电子技术所提供的控制和执行能力在许多领域（例如，可再生能源电力产生，电动力驱动器，照明系统等）中仍然非常关键。
二、电力传动电力传动学科是电力工程领域的一个重要分支，它主要研究电动机和变速器等机电装备控制、调速及其逆变器、明灯、精度无刷马达、纯电动汽车、并网型电站等电力传动技术。
随着工业智能化和高效率的需求，电力传动学科的研究和应用已成为现代化工业化和城市化发展的重要方向。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动电力电子与电力传动电力电子是指利用电子器件和电子技术来实现对电能的控制、转换和调节的一门学科。
它在电力系统中起到了至关重要的作用，不仅提高了电能的利用率，还有效地改善了电力质量和系统的稳定性。
而电力传动则是指通过电力装置来驱动机械设备进行工作的过程，它是现代工业生产中不可或缺的一部分。
电力电子技术的发展为电力传动系统带来了许多优势。
首先，电力电子能够实现电能的高效转换和精确控制，提高了能源的利用效率。
其次，电力电子器件的快速开关特性可以实现对电能的精确控制，使电力传动系统能够更好地适应负载变化和工作条件的要求。
此外，电力电子技术还可以提高电力传动的稳定性和可靠性，减少系统的损耗和噪音。
在电力电子与电力传动中，最常见的应用之一是变频调速技术。
通过电力电子装置将电能进行变频转换，可以实现对电机的调速控制。
变频调速技术具有精确控制、启动平稳、节能高效等优点，在工业生产中被广泛应用于各种机械传动系统，如电机驱动、制动系统、风力发电等方面。
电力电子与电力传动的应用还涉及到电力系统的稳定性和质量控制。
通过电力电子技术可以对电网进行有源功率调节，调整并补偿电力系统中存在的功率因数、谐波和电压波动等问题，从而提高电力系统的稳定性和电能质量。
此外，电力电子技术还可以实现电网对分布式电源的接入、能量的存储和调度等功能，提高了电力系统的可靠性和灵活性。
在电力电子与电力传动领域，还存在着一些挑战和问题需要解决。
首先，电力电子设备常常工作在高温、高电压和大电流等恶劣环境下，其可靠性和稳定性的要求较高。
因此，如何提高电力电子器件的可靠性和耐久性是当前的研究热点之一。
其次，电力传动系统中存在大量的谐波和电磁干扰，对电力电子设备和传动系统的工作造成了一定的影响，如何有效降低谐波和电磁干扰是当前的研究难题之一。
总之，电力电子与电力传动是现代电力系统中不可或缺的重要组成部分。
它们的发展不仅提高了电能的利用效率和质量，还为工业生产提供了更加可靠和灵活的电力传动解决方案。
电气工程概论第四章电力电子技术与电力传动
DC-DC直流斩波主电路
•(a)
•(b)
•电气工程概论
4.7.3 交流电机传动
• 目前交流电机最为普遍的调速方法，无论是同步电机
还是异步电机，都是通过调节定子电压(电流)的频率fs来
实现。
•电气工程概论
Hale Waihona Puke •电气工程概论人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些 调速场合代替了直流电动机。
除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电 机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的 发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。
电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调速传 动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特 种调速传动四大类。
电动机分为直流电机和交流电机两种。在电机的发 展史上，直流电机发明较早，它的电源是电池。后 来才出现了交流电机。
直流电动机具有调速范围广、易于平滑调速；起动 、制动和过载转矩大；易于控制，可靠性较高等优 点。但直流电机有一个突出的缺点——换流问题。 它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工 作量。
•电气工程概论
正是因为电力传动系统具有如此广泛的应用背景 ，再加上电力电子技术的飞速发民，近十年来全 球工业应用的电机调速装置增长了25%，远远超 过了前30年的增长率。
随着微电子技术和自动控制技术的发展，使全数 字微机控制的电力拖动系统得以问世并迅速发展 起来。微机控制技术在电力拖动系统中的应用给 这一领域注入了新的活力，使之呈现现出蓬勃发 展的新景象。
采用SVC、DVR和APF的电能质量 控制示意图
•电气工程概论
• 4.5 电力电子技术的主要应用领域
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电力电子与电气传动概述
电气C142张启文
1 电力电子与电气传动主要内容
电力电子与电气传动包括电力电子技术与电气传动两大部分。
电力电子技术的主要内容：电力电子器件及其应用，即应用电力电子器件实现电力变换：AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC。
电气传动的主要内容：直流调速与交流调速
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。
2、电力电子技术的发展概况
1904年：电子管问世
1930-1947：水银整流器时代
1957-1970：晶闸管时代
1985-2000：IGBT及功率集成器件和发展时代
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。
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
AC/DC可控整流：将交流电变为直流电
有源逆变：将直流电变为交流电回送电网
交流调压：将固定的交流电变为可调的交流电
变频：将频率固定的交流电变为频率可调的交流电
直流斩波：将固定的直流电变为可调的直流电
4、就业前景
(一)应用逐渐多元化，顺应时代趋势
电力传动系统是电力电子器件典型的应用领域，在国民经济中占有极其重要的地位，具有广阔的发展前景。
电力电子作为节能，自动化、智能化、机电一体化的基础正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
譬如，风能是正在开发中的具有广阔前景的新能源之一。
它对寻求新能源，改善生态环境，发展偏远地区经济，都具有重大的意义。
在当今积极提倡环保节能的国际大环境下，现代电力电子技术是21世纪各国竞相发展的强国兴邦技术之一，随着与微电子技术的不断融合，其应用范围日益广泛，并且有向各行业渗透的趋势，面临来自环境和资讯等方面的严峻挑战，现代电力行业急需一批既懂电力工程技术，又懂电力电子与电气传动技术的高层次复合型人才。
(二)无处不在的新兴学科
近几十年来，电力电子技术得到迅猛发展，应用范围极其广泛，在各级工业、交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统以及家电产品等国民经济和人民生活的各个领域都有重要的应用：大到航天飞行器中的特种电源、远程特高压电压传输系统，小到家用的空调、冰箱和计算机电源，电力电子及电力传动技术可以说是无处不在。
可以毫不夸张地说，只要是需要电能的地方，就需要电力电子和电力传动。
电气传动技术也正在向智能化迈进，具有巨大的研究价值和广泛的应用前景，从而也为广大毕业生提供了源源不断的就业机会。
5、就业方向
本专业适合到电力系统、电气工程及其相关领域的高校、科研单位及企业从事教学、研发、管理、生产等方面的工作。
例如，研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、电力电子电源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。