电力电子绪论
电子行业电力电子基础绪论
电子行业电力电子基础绪论引言电力电子作为电子行业的一项重要技术，主要研究电能的转换和控制。
它在现代工业、交通、通信、医疗、家庭等各个领域都有广泛的应用。
本文将从电力电子的定义、发展历程以及在电子行业中的重要性等方面进行探讨。
电力电子的定义与发展历程电力电子是一门研究电能的转换和控制的学科，主要研究将电能从一种形式转换为另一种形式，如交流电转换为直流电、低电压转换为高电压等。
电力电子技术起源于20世纪30年代，当时它主要应用于电机控制领域。
在20世纪50年代至60年代，随着高频变压器和功率半导体器件的发展，电力电子在交流电能的变换与控制方面取得了巨大的突破。
在70年代至80年代，随着大规模集成电路技术的快速发展，电力电子器件的集成度和功率密度大幅提升，使得电力电子技术在多个领域得到广泛应用。
而到了21世纪，随着能源危机和环境问题的日益凸显，电力电子技术在可再生能源领域的应用变得尤为重要。
电力电子技术可以将太阳能、风能等可再生能源转换为有效利用的电能，并将其接入电力系统中。
电力电子在电子行业中的重要性1.电动车与能效提升：随着全球对环境污染和能源危机的日益关注，电动车已逐渐成为一种重要的交通方式。
而电动车的核心技术之一就是电力电子技术，通过电力电子装置实现电能的存储、转换和控制，进而实现电动车的高效能、低能耗和零排放。
2.可再生能源的转换与接入：随着可再生能源的不断发展和应用，电力电子技术在可再生能源的转换与接入方面起着至关重要的作用。
通过电力电子装置，可以将太阳能、风能等可再生能源转化为交流电，然后接入电力系统中，为社会供应清洁、可持续的电能。
3.智能电网的建设：智能电网是未来电力系统的发展方向，它不仅能够实现对电力的有效管理和调度，还可以实现用户对电力的智能化控制。
而电力电子技术作为智能电网的核心技术之一，可以实现电力的高效转换和控制，为智能电网的建设提供了重要支持。
4.能源互联网的构建：能源互联网是无缝衔接各种能源形式、实现能源供需多元化的系统，其核心在于能源的高效转换和控制。
电力电子教材重点知识点总结范文
电力电子教材重点知识点总结范文《电力电子技术》复习题第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展变换和控制的技术，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，也叫斩波电路（4）交流变交流AC-AC：可以是电压或电力的变换，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。
4、相控方式;对晶闸管的电路的控制方式主要是相控方式5、斩空方式：与晶闸管电路的相位控制方式对应，采用全空性器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制方式。
相对于相控方式可称之为斩空方式。
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：电力电子系统中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。
广义可分为电真空器件和半导体器件。
2 电力电子器件一般特征：1、处理的电功率小至毫瓦级大至兆瓦级。
2、都工作于开关状态，以减小本身损耗。
3、由电力电子电路来控制。
4、安有散热器3 电力电子系统根本组成与工作原理（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。
电力电子技术基础-绪论
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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
❖ 现有MATLAB 、PSpice 、Saber（ 国外）和PECS（ 国 内）等仿真软件可对电力电子电路进行仿真。
❖ 电力电子电路的仿真技术十分重要，但已超出本课程讲课 的范围，故课内不涉及。
六、学习方法与学习目标
1、课程学法指导
一．要着重物理概念与基本分析方法的学习，理论要结合实际，尽量做到器件、电路、 系统（包括控制技术）应用三者结合。
《电力电子技术基础》
——
第一章 绪论
一、电力电子技术的基本概念
1、什么是电力电子技术？
信息பைடு நூலகம்理
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。
所处理电力的单位大到数百MW甚至GW，小到数W甚至
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。
3、电力系统
发电环节：发电机励磁调节控制； 输电网中：电能质量控制器、直流输电、无功
补偿器、有源滤波器、固态开关； 配电网中:配电用无功补偿器、有源滤波器； 储能系统：抽水蓄能电站变频调速、超导磁铁
电力变换的种类
输入 输出
交流（AC）
直流（DC）
整流
交流（AC） 交流电力控制变频、变相
电力电子技术基础绪论
绪论 1.3 电力电子技术的发展史
史前期 • 1904年电子管问世，开启
了电子技术用于电力领域的 先河；
• 20世纪30～50年代，是水 银整流器时代；
• 1947年晶体管诞生，引发 了电子学的第一次革命，产 生了半导体固态电子学这一 新兴学科。
发展史 • 1957年晶闸管问世，引发电子学的第二
电力电子技术
绪论
1 电力电子技术定义
1
2 电力变换的基本原理 3 电力电子技术的发展史 4 电力电子技术的应用 5 本课程内容介绍
绪论 1.1 电力电子技术的定义
电力电子技术（Power Electronics）， 出现于20世纪60年代， 又名电力电子学或功率电子学。
1974年，美国学者W.E.Newell认 为电力电子学是一门交叉于电气工程 三大学科领域——电力学、电子学和 控制理论之间的边缘学科。
使用电力时固定频率的交流电未必总是最佳选择： 如变频空调，需要改变频率； 如各种直流电源，将交流电变成直流电；
所以，需要电能形式之间的变换。
9
绪论 1.1电力电子技术的定义
电力电子技术是以电力为处理对象的电子技术，是使用电力电子 器件对电能进行变换和控制的技术。
电力
电力变换
交流
直流
交流变直流（整流） 直流变交流（逆流） 直流变直流 交流变交流
电力电子技术基础
哈尔滨理工大学
电力电子技术
主要内容
1 绪论 1 2 电力电子器件 3 直流斩波器 4 逆变器 5 整流器 6 交交变换器 7 软开关
电力电子技术
绪论
➢ 1. 什么是电力电子技术 ➢ 2. 电力变换的基本原理 ➢ 3. 电力电子技术的发展历史 ➢ 4. 电力电子技术的应用 ➢ 5. 本课程内容介绍
第1讲绪论电力电子课件
西门子系列变频器
420型经济系列
430系列风机水泵专用 440型通用型变频器
1.3 电力电子技术的应用
3) 电力系统
电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户 最终使用的电能中有60%以上至少经过一次电力电子变流装置的处理。电 力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。毫不夸张 地说，离开电力电子技术，电力系统的现代化是不可想象的。
能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，
因此，电力电子技术将青春永驻。
一门崭新的技术，21世纪仍将以迅猛的速度发展。
1.3 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 的发的发展史为纲的。
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电力电子技术的发展史
电力电子技术和电子学的关系
电力电子电路和电子电路 许多分析方法一致，仅应用目的不同 广义而言，电子电路中的功放和功率输出也可算做电力电子电
路 电力电子电路广泛用于电视机、计算机等电子装置中，其电源
部分都是电力电子电路
器件的工作状态 • 信息电子 既可放大，也可开关 • 电力电子 为避免功率损耗过大，总在开关状态 ——电力电
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。近年发展起来的柔性交流输电也是 依靠电力电子装置才得以实现的。柔性交流输电是应用大功率、高性能的 电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等，以实现 对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制，将原基本 不可控的电网变得可以全面控制。从而大大提高电力系统的高度灵活性和 安全稳定性，使得现有输电线路的输送能力大大提高。典型电力电子装置 有静止无功补偿器（SVC）、静止无功发生器（ASVG）、综合潮流控制器 （ UPFC ） 和 可 控 串 联 电 容 补 偿 器 （ TCSC ） 等
电子行业电力电子技术-绪论
电子行业电力电子技术-绪论一、引言随着科技的不断进步和社会的不断发展，电子行业的地位日益重要。
而在电子行业中，电力电子技术起着至关重要的作用。
电力电子技术是指将电能进行变换、控制和调节，使其达到特定的要求和应用的一种技术。
电力电子技术广泛应用于能源转换、电力传输、电力控制、驱动及工业自动化等领域，对于提高能源利用率、降低能源消耗和环境保护具有重要意义。
二、电力电子技术的定义和发展历程2.1 定义电力电子技术是指应用电子器件和电子技术对电能进行变换、控制和调节的一种技术。
它通过改变电能的电压、频率和波形，实现电能的转换和使用。
电力电子技术是电力系统和电子技术的结合，它在电力传输、能量利用、电力控制和驱动系统等方面发挥重要作用。
2.2 发展历程电力电子技术起源于20世纪初，经过了多年的发展和演变。
最早的电力电子装置是静态电动机起动器，它通过电子管和晶体管等器件实现起动电机的功能。
随着电子器件的不断发展和技术的进步，电力电子技术开始应用于交流电力系统的变频调速、可变电压调节等方面。
在20世纪60年代至80年代，随着功率半导体器件的出现，如可控硅、晶闸管和场效应管等，电力电子技术取得了重大突破。
电力电子技术在调速控制、无功补偿、静止无功发生器和电压变换器等方面得到广泛应用。
21世纪以来，电力电子技术在可再生能源、电动汽车和智能电网等领域的应用得到了进一步推广和发展。
新型功率半导体器件的出现，如IGBT 和SiC器件，使得电力电子技术的性能和效率得到了大幅提升。
三、电力电子技术的应用领域电力电子技术广泛应用于以下领域： ### 3.1 交流调速控制交流调速控制是电力电子技术最早应用的领域之一。
通过电力电子器件对交流电源的频率、电压和相位进行控制，实现交流电机的调速控制。
交流调速控制在工业生产中被广泛应用，例如电动机、泵、风机等设备的调速控制。
3.2 电力传输和配电电力电子技术在电力传输和配电领域的应用越来越重要。
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。
当前，电力电子技术所涉及的功率等级从几微瓦至几十亿瓦，而工作频率范围则从直流至几百万赫兹。
电力电子技术是弱电控制强电的技术信息控制—以弱电形式出现电网—提供生产机械的能源、以强电形式出现生产机械—负载电力电子技术—根据信息控制，执行对电网能量变换，使生产机械按信息控制要求工作。
或者说，电力电子技术通过电力电子器件进行电力变换和电力控制，向用户提供适合其负载的最佳电压和电流电力电子技术的发展趋势1.向容量更大和更小的两个方向发展2.向集成化方向发展高可靠性、高自动化、高性能、标准化的要求。
第一章 电力电子绪论
分析及仿 真方法 控制和估 算技术
集成芯片
数字信号 处理
计算机
逆导晶闸管 （RCT）
快速晶闸管 （FST） 晶闸管派 生器件 双向晶闸管 （TRIAC）
双向晶闸管 （TRIAC）
※
晶闸管的特点和不足之处
通过对门极控制可使其导 通，但不能使其关断。
晶闸管
必须用强迫换相电路关断它，使得电路复杂、
体积增大、重量增加、效率较低及可靠性下降； 器件的开关频率难以提高，限制了它的应用范 围； 相位运行方式使电网及负载上产生严重的谐波， 不但电路功率因数降低，而且对电网产生“公 害”。
第二代
自关断全控型电力电子器件
自关断全 控型器件
门极可关断晶 闸管（GTO）
电力双极型晶 体管（GTR）
电力场效应晶体管 （Power MOSFET）
自关断全 控型器件
通过对门极（基极、栅极） 的控制既可以使其开通， 又可以使其关断。
自关断全控型器件的开关速度普遍高于晶闸管， 可以用于开关频率很高的电路。
普通半导体整流器开始使用。 ✌ 晶闸管使电力电子技术进入了功率领域： 1）电力变换能力有了大幅度的突破； 2）实现了弱点对强电变换电路的控制； 3）变流装置由旋转方式变为静止方式，效 率提高、体积缩小、寿命延长、噪声消除、 维护方便。
半导体器 件的发展
变换器拓 扑结构
PWM技术
硬件和软 件控制
电力电子 的发展
变换器 小型化
电力电子器件的容 量和性能的优化
改善和提高电 网的供电质量
作业： 1、电子技术包括哪两项技术，这每项技 术又包含哪几类技术？ 2、电力电子技术涉及哪几个学科知识？ 3、电力变换有哪几种？又分别称为什么？ 4、电力电子器件有哪些，按出现的先后 写！
第1章 电力电子绪论
R1
Vs Io
12V
R2 Vo
Rs Io R1
Vs
12V
Vo
+- Vs
R2 RL
(a)
(b)
(c)
等效电路如图（b）所示，输出特性
Vo
显然这个电源在没有电流输出时，其 3.3V
输出电压为3.3V；有电流输出时，其
输出电压为
IO为输出电流或负B 载电流。
o
i
1-1分压器、电压跟随器及输出特性
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。
v
(a) 切换电阻方式 直流电源
t
直流电压 M 直流电动机 控制
改善乘坐舒适感（连续调速） 节能（降低电阻损耗）
(b) 斩波电路方式 (c) 逆变电路方式
直流电源
半导体开关 （斩波电路）
v
t
直流电压
M
直流电动机
控制
免维护（无电刷） 小而轻（高速运转）
直流电源
频率变换电路 （逆变电路）
图1.1 电车的调速方式
基本分类
按照器件内部电子和空穴两种载流子参与导 电的情况分为三类：
1、双极型电力电子器件：是指器件内部电子 和空穴两种载流子都参与导电过程的半导体 器件,这类器件具有通态压降低、阻断电压高、 电流容量大等优点,适用于中大容量的变流装 置和电动机的驱动控制。
这类器件有巨型晶体管(GTR)、可关断晶闸 管(GTO)、静电感应晶闸管(SITH)等。
1.1.6 电力电子器件的种类
一般特征（与信息处理器件比较）表现在以 下几个方面：
北京交通大学电力电子绪论PPT课件
第一章：绪论
绪论
1. 什么是电力电子技术（电力电子学）
2. 电力电子技术的发展史
3. 电力电子技术应用 4. 课程简介和要求说明
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
1-13
绪论
2. 电力电子技术的发展史
史前期 （黎明期）
晶闸管问 世，(公元
元年)
全控型器件 迅速发展
晶体管诞生
1904
1930
绪论
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
1-3
绪论
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 ✓目前电力电子器件均用半导
电力电子技术——电力变换 电子技术一般即指信息
能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，
因此，电力电子技术将青春永驻。
✓20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的技术，21世纪
仍将以迅猛的速度发展
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
1-11
1.5 电能的基本变换形式
绪论
• AC～DC 整流
• DC～DC 斩波
• DC～AC 逆变
交流 电源
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
13.11.2020
北京交通大学电气工程学院
1-8
电力电子技术绪论(ppt 50页)
2 电力电子技术的发展
电力电子技术的两大分支：
电力电子器件制造技术：是电力电子技术的基础，
电 也是电力电子技术发展的动力，其理论基础是半导
力 电
体物理。
子 电力电子器件应用技术（也称变流技术）：
技
是用电力电子器件构成的电力变换电路和
术 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。
电力电子电路的根本任务是实现电能变换和控制。
能够完成电能变换和控制的电路称为电力电子电路。 2）电力电子电路的基本形式：有四种 ①直流变换电路：将直流电能转换为另一固定电压或
可调电压的直流电能的电路。也称开关型DC/DC变 换电路或称直流斩波器。 ②逆变电路：将直流电能变换为交流电能的电路。
也称为DC/AC变换电路。
它是电力电子技术的核心，其理论基础是电路理 论。
（1）电力电子器件的发展：其发展过程也就是电力电子技 术的发展过程。 1904年：电子管问世；之后出现了汞弧整流器。 汞弧整流器：把水银封于真空管内，利用对其蒸气的点弧 可对大电流进行控制，其性能和晶闸管很相似。 30年代～50年代：是汞弧整流器发展迅速并大量应用的时 期。 1947年：美国著名的贝尔实验室发明了晶体管，引发了电 子技术的一场革命。 1956年：美国研制出了最先用于电力领域的半导体器件— —硅整流二极管（SR）。它广泛用于电化学工业、电气铁 道直流变电所、轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流 输电。 1957年：美国通用电气公司发明了晶闸管（SCR），（即 普通反向阻断型可控硅）。它标志着电力电子技术的诞生。 但在此之前，用于电力变换的电子技术就已经存在了， 把晶闸管出现前的时期称为史前期或黎明期。
多年来，为了提高电力电子装置的功率密度以减小体积，把 多个大功率器件组成的各种单元与驱动、保护电路集成一体， 构成了功率集成电路（PIC）。
电力电子技术-绪论
教材介绍
电力电子技术 王兆安 刘进军主 编 机械工业出版社，2009年 机械工业出版社，2009年
31
参考教材1 参考教材
电力电子技术》 《电力电子技术》 丁道宏主编 航空工业出版社 ，1999
32
参考教材2 参考教材
电力电子技术》 《电力电子技术》 徐德鸿、 徐德鸿、马皓等编写 2006 年，科学出版社
14
电力半导体器件的发展
晶闸管（ 晶闸管（ SCR ）
开关频率低，直流输电等大功率领域， 开关频率低，直流输电等大功率领域， 10000V、 10000V、6000A
大功率晶体管（ 大功率晶体管（GTR）
开关频率较低，低饱和压降，几百千瓦以下， 开关频率较低，低饱和压降，几百千瓦以下， 1000A/1200V
控制 理论
8
控制理论（ 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
电子学 电力学 G 电力
•
电力电子技术是弱电控制 强电的ห้องสมุดไป่ตู้术， 强电的技术，是弱电和强 电的接口， 电的接口，控制理论是这 种接口的有力纽带 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 基础元件和重要 术的基础元件和重要支撑 技术
功率MOSFET 功率MOSFET
开关频率高，可上MHz，高压器件通态压降大， 开关频率高，可上MHz，高压器件通态压降大，中小功率低压场合 MHz
IGBT：
开关频率较高，一般低于50kHZ，10MW级 将取代GTR、 开关频率较高，一般低于50kHZ，10MW级，将取代GTR、 50kHZ GTR GTO
36
成绩构成
平时成绩30%(出勤，作业) 平时成绩30%(出勤，作业) 30%(出勤 考试成绩70% 考试成绩70%
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
电力电子技术第五版王兆安课件-1绪论
03
电力电子技术பைடு நூலகம்应用领 域
电力系统
电力系统中的高压直流输电（HVDC）
01
通过电力电子技术实现大容量、长距离的直流输电，提高电网
稳定性和输电效率。
灵活交流输电系统（FACTS）
02
基于电力电子技术的控制器能够对交流输电系统进行快速、灵
活的控制，改善电网的稳定性、阻尼和潮流控制。
分布式发电与微电网
电力电子技术第五版 王兆安课件-1绪论
目 录
• 电力电子技术的定义与重要性 • 电力电子技术的发展历程 • 电力电子技术的应用领域 • 电力电子技术的基本元件与电路 • 电力电子技术的未来挑战与解决方案 • 结论
01
电力电子技术的定义与 重要性
定义
总结词
电力电子技术是一门研究利用半导体电力电子器件进行电能转换和控制的学科。
结合可再生能源的发展，研究电力电子技 术在绿色能源转换和智能电网建设中的应 用，推动能源可持续发展。
06
结论
本章总结
01
介绍了电力电子技术的 定义、发展历程和应用 领域。
02
强调了电力电子技术在 能源转换和智能电网中 的重要性。
03
概述了电力电子技术的 基本概念、电路拓扑和 变换理论。
04
展望了未来电力电子技 术的发展趋势和挑战。
稳压等领域。
电路分析方法
基尔霍夫定律
基尔霍夫定律是电路分析的基本原理，包括电流定律和电压定律， 用于描述电路中电压和电流的关系。
等效电路法
等效电路法是一种将复杂电路简化为简单电路的方法，通过引入等 效电阻、电感等元件来简化电路分析。
状态方程法
状态方程法是一种描述电路中状态变量的方法，通过建立状态方程 来分析电路的工作状态和动态特性。
电子行业电力电子技术--绪论
电子行业电力电子技术–绪论引言电子行业是一个以电力电子技术为核心的高科技产业，电力电子技术在电力系统中起着至关重要的作用。
随着社会的发展和科技的进步，电力电子技术在电子行业中的应用得以不断拓展和创新，为电力系统的稳定运行和能源的高效利用提供了有力的支持。
电力电子技术的背景电力电子技术是将电力与电子技术相结合的一门学科，它涉及到电力系统的调控、转换、保护和控制等方面。
在过去的几十年里，电力电子技术在电力系统中的应用得到了快速的发展和广泛的应用。
随着电力系统的规模和负荷的增加，传统的电力传输方式已经无法满足电力系统对稳定供电的要求。
电力电子技术的出现填补了这一空白，为电力系统的运行提供了强大支持。
电力电子技术的应用领域电力电子技术在电子行业中应用广泛，涉及到多个领域。
其中，典型的应用领域包括：1.电力传输与配电系统：电力电子技术在电力传输与配电系统中起着至关重要的作用。
通过使用电力电子器件，可以将电能从发电厂传输到用电终端，并在传输过程中进行功率调节和控制，提高电力系统的稳定性和效率。
2.可再生能源发电系统：随着可再生能源的不断发展与应用，电力电子技术在可再生能源发电系统中的应用越来越广泛。
通过使用电力电子器件，可以将太阳能、风能等可再生能源转换为电能，并将其接入电力系统，实现可再生能源与传统电力系统的无缝衔接。
3.电动车充电系统：电动车充电系统是电力电子技术的另一个重要应用领域。
电力电子技术可以将交流电源转换为适合电动车充电的直流电源，并对电动车充电过程进行控制和保护，提高充电效率和安全性。
4.工业自动化控制系统：电力电子技术在工业自动化控制系统中扮演着重要角色。
通过使用电力电子器件，可以实现工业设备的精确控制和高效运行，提高生产效率和质量。
电力电子技术的发展趋势随着科技的不断进步和电力行业的发展，电力电子技术也在不断创新和发展。
未来，电力电子技术的发展趋势包括以下几个方面：1.高效能源转换技术：随着能源问题的日益严重，高效能源转换技术将成为电力电子技术的一个重要发展方向。
电子行业电力电子课件—绪论
电子行业电力电子课件—绪论1. 引言在当今的电子行业中，电力电子技术扮演着至关重要的角色。
随着电子设备的广泛应用，电力电子技术的发展对能源的有效利用和电力系统的稳定运行起着关键作用。
本课件旨在介绍电力电子技术在电子行业中的基本概念、发展历程和应用领域。
2. 电力电子技术概述2.1 电力电子技术定义电力电子技术是将电子器件和电路应用于电力系统中，实现对电力的控制、转换和处理的一门技术。
它通过提高电力系统的效率和可靠性，使得电力可以在不同形式之间进行转换，并实现对电力的精确控制。
2.2 电力电子技术的发展历程电力电子技术的发展可以追溯到20世纪60年代，随着半导体器件的发展和成本的降低，电力电子技术得到了广泛应用。
从最初的整流器和逆变器，到现在的交流调压器、变频器和无功补偿装置，电力电子技术不断演变和创新，为电力系统的优化提供了强大的支持。
2.3 电力电子技术的应用领域电力电子技术广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：•电力系统稳定性控制：通过控制电流和电压的波形和相位，优化电力系统的稳定性。
•电力质量改善：通过控制电力波形的失真、谐波和噪声，提高电力的质量。
•能量转换与调节：将电力从一种形式转换为另一种形式，如直流-交流转换、电力的降压升压等。
•电力系统损耗控制：通过控制电力的流动和转换过程，减少能源的损耗和浪费。
3. 电力电子技术的基本原理3.1 电力电子器件电力电子器件是电力电子技术的核心组成部分，常用的电力电子器件包括二极管、晶闸管、场效应管和继电器等。
这些器件具有控制电流和电压的能力，能够实现电力的开关和调节。
3.2 电力电子电路电力电子电路是电力电子技术的重要实现手段。
常见的电力电子电路包括整流电路、逆变电路、变换电路等。
这些电路通过控制电力电子器件的状态和工作方式，实现对电力的控制和转换。
3.3 电力电子控制电力电子控制是电力电子技术应用的关键环节。
通过采用不同的控制策略和算法，可以实现对电力的精确调节和控制。
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(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.
控制电路经历了由分立元件到集成电路的发展 阶段.现在已有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. 微处理器和微型计算机的引入,特别是它们的 位数成倍增加,运算速度不断提高,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.
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. 综上所述可以看出,微电子技术,电力电子器 件和控制理论则是现代电力电子技术的发展动 力.
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.
电有直流(DC)和交流(AC)两大类.前者有电压 幅值和极性的不同,后者除电压幅值和极性外, 还有频率和相位的差别. 实际应用中,常常需要在两种电能之间,或对 同种电能的一个或多个参数(如电压,电流, 频率和功率因数等)进行变换.
变换器共有四种类型: 交流-直流(AC-DC)变换:将交流电转换为直流电. 直流-交流(DC-AC)变换:将直流电转换为交流电.这 是与整流相反的变换,也称为逆变.当输出接电网时, 称之为有源逆变;当输出接负载时,称之为无源逆变. 交-交(AC-AC)变换,将交流电能的参数(幅值或频率) 加以变换.其中:改变交流电压有效值称为交流调压; 将工频交流电直接转换成其他频率的交流电,称为交 -交变频. 直流-直流(DC-DC)变换,将恒定直流变成断续脉冲输 出,以改变其平均值.
4. 电力电子技术课程的学习要求
(1) 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. (2) 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. (3) 了解各种开关元件的控制电路,缓冲电路和保护 电路. (4) 了解各种变换器的特点,性能指标和使用场合. (5) 掌握基本实验方法与训练基本实验技能.
(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ห้องสมุดไป่ตู้,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.
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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.
1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世 后,因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管 时代. 70年代以后,出现了通和断或开和关都能控制 的全控型电力电子器件(亦称自关断型器件), 如:门极可关断晶闸管(GTO),双极型功率晶 体管(BJT/ GTR),功率场效应晶体管(PMOSFET),绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等.
电力电子技术
绪
论
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. 它既是电子学在强电(高电压,大电流)或电工 领域的一个分支,又是电工学在弱电(低电压, 小电流)或电子领域的一个分支,或者说是强 弱电相结合的新科学.电力电子学是横跨"电 子","电力"和"控制"三个领域的一个新 兴工程技术学科.