电力电子技术_基础知识

新能波形示意图
未来电力系统将大量应用电力电子 技术以提高电力品质和供电效率
风力、太阳能发电系统
风力发电
太阳能发电
三、电力电子技术的应用
照明
各类气体放电灯 电子镇流器 LED照明驱动器
西湖夜景
杭州湾大桥
集中运行中心
面向军事应用领域举例
主电路：完成电能变换 控制电路：协调整个系统正常工作 缓冲电路：在主电路中保护半导体器件 驱动电路：传递控制信号，控制半导体器件开关
保护电路：分为两部分，一部分在主电路中实现故障保
护，多为熔断器与机械开关；另一部分融合 于控制电路中，通过电子检测实现故障保护。
一、什么是电力电子学
展，PWM控制技术推广应用； 20世纪80年代后期，IGBT开始推广应用，大功率变换进
入以IGBT+PWM技术为主流的时代；
20世纪90年代，为降低器件开关损耗，软开关技术开始推 广应用；
二、电力电子技术的发展与现状
进入21世纪以后
为了实现高频和低 EMI 的大功率变换，多电平变换 技术逐步推广应用；
功率控制模块
耐故障的固态配电系统 电抗冰装置 电动制动
永磁马达
电传动辅助设备； 环境控制系统； 发动机辅助设备
发动机
固态功率控制器
分区配电系统
船用操作变流器模块
标准电力电子模块
发电模块
船用操作逆变器模块
固态遥 控端口
电源 负载 功率 端口 功率端口 控制 系统控制
备用功率单 元发电机
电动飞行 执行机构
船用操作变流器模块
配电模块
燃料电池
双向逆变器 储能
电动机控制器
备用负载配电和控制
辅助系统
功率源
交流 发电机
双向 逆变器
双向逆变器
发动机
传送带
能量管理和控制
四、本课程主要教学内容
绪 论 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章
电力电子器件及其应用 直流－直流变换技术 直流－交流变换技术 交流－直流变换技术 交流－交流变换技术 软开关与多电平变换技术（自学）
手机
电脑
数码相机
复印打印机
摄像机
平板电视
超导储能电源
感应加热电源
塑料薄膜加工等离子体放电装置
人工心脏电源
三、电力电子技术的应用
电力传动
风机、泵类节能调速 精密调速与特种调速 牵引传动 电气化轨道交通
电气化轨道交通
电动汽车
三、电力电子技术的应用
电力系统
高压直流输电技术 大型发电机的静止励磁控制 水力、风力发电机的变速恒频励磁控制 无功补偿与谐波抑制 柔性交流输电与分布式智能供电系统
电力电子技术与电能控制的关系
一、什么是电力电子学
典型的电力电子系统
电流采样
二、电力电子技术的发展与现状
电力电子器件的进步推动电力电子学的变革发展
1957年通用电气公司发明晶闸管，标志着电力电子技术的 诞生，相控变换技术广泛应用；
20世纪70年代后期，GTO、GTR、P-MOSFET迅速发
电力电子系统集成化研究成为热点，目前主要集中
于电力电子器件与控制电路的集成、磁性元件的集 成两大块。
三、电力电子技术的应用
电源
弧焊电源 电解、电镀电源 不停电电源（UPS） 恒频恒压电源 直流开关电源 充电电源 感应加热电源 脉冲电源、激光电源 。。。
数码产品广泛应用各类开关电源
在工程应用中通常称为电力电子技术。
一、什么是电力电子学
电力电子技术的特征
在电能的产生与使用之间建立一种联系；
电路中的电力半导体器件工作于开关状态（模拟电子技
术也可以实现变换，但电力半导体器件工作于线性放大
状态，损耗大效率低）； 电路变换效率高。
一、什么是电力电子学
电力电子系统的组成
电力电子技术
绪
论
一、什么是电力电子学
电力电子学（Power Elctronics）的概念
有效利用电力半导体器件、应用电路和设计理论、分析 开发工具，实现对电能的高效变换和控制的一门技术， 包括电压、电流、频率和波形的变换。 应用于电力技术领域的电子学，是电气工程、电子科学
与技术、控制理论三大学科的交叉科学。