电力电子技术课程概述

二、 电力电子技术及特点
1、电力电Biblioteka Baidu技术的概念
可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域 的电子技术。
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
信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换
二、 电力电子技术及特点

具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电 能进行变换和控制的技术。 电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。 变流技术则是电力电子技术的核心。 工程应用是电力电子技术的根本目的。
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。
二、 电力电子技术及特点
3. 电力电子技术分支和特点：
分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。 电力电子技术特点： 全控化 集成化 高频化
高效率化
变换器小型化 电力电子技术是电气工程学科中目前最为活跃的分支。有人 预言：电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同 成为未来科学技术的两大支柱。
三、 电力电子技术的发展概述
电力电子技术的发展是以电力 电子器件为核心，伴随变换技术和 控制技术的发展而发展的。
三、 电力电子技术的发展概述
1、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只晶闸管为标志的。
三、 电力电子技术的发展概述
表1-1 电力变换的种类
输入 输出
交流（AC）
直流（DC）
直流（DC） 交流（AC）
整流 （AC-DC） 直流斩波(DC-DC)
交流电力控制 变频、变相(AC-AC)
逆变(DC-AC)
二、 电力电子技术及特点
2. 电力电子技术和其它学科的关系 电力电子学
美国学者W. Newell认为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形成的。
2、电力电子技术的发展趋势
电力电子器件发展的目标是：大容量、高频率、 易驱动、低损耗、小体积（高芯片利用率）、模 块化。 新的控制技术的使用，以减小电力电子器件的开 关损耗，如软开关技术：通过谐振电路使得器件 在零电压（ZVS）或零电流（ZCS）的状态下进 行开关。 电力电子应用系统向着高效、节能、小型化和智 能化的方向发展。
四、 电力电子技术的应用

电力电子技术应用非常广泛，国防军事、工业、交通、 农业、商业、文体、医药等以至家用电器无不渗透着电 力电子技术的新成就。 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
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。
四、 电力电子技术的应用
1）一般工业
轧钢机
数控机床 电解铝 冶金工业
四、 电力电子技术的应用
2）交通运输
四、 电力电子技术的应用
3）电力系统
柔性交流输电FACTS
高压直流装置HVDC
SVC
四、 电力电子技术的应用
4）电子装置用电源
电子装置
程控交换机
微型计算机
四、 电力电子技术的应用
5）家用电器
二、 电力电子技术及特点
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，使电力电子装置和 系统的性能满足各种需求； 电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是 “弱电和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强 有力纽带； 控制理论和自动化技术密不可分，电力电子装置是自 动化技术的基础元件和重要支撑。
图1-1 描述电力电子学的倒三角形
二、 电力电子技术及特点
电力电子技术和电子学
电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子 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。
《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。
五、 教材内容简介
课程内容
电力电子技术
电力电子器件 基本电力电子电路
控制技术 应用
基本结构 工作原理 主要参数 应用特性
共 性 问 题
整 流 电 路
逆 变 电 路
直 流 直 流 变 流
交 流 交 流 变 流
脉 宽 调 制 技 术
软 开 关 技 术
电力 电子 装置 的应 用
六、课程总体要求
本课程主要包括器件、电路、应用这三方面的内容， 通过对本课程的学习，要求学生： 1．电路为主线——在熟悉电力电子器件外特性、额定参数 及极限参数的基础上，注重分析研究由各类器件所组成 的各种电力电子变流电路；着重掌握主电路的组成和工 作原理，不同负载对电路工作特性的影响以及主电路的 参数计算与元件选择；熟悉了解典型触发、驱动和缓冲 保护电路的组成、工作原理和特点。 2．重视分析方法——波形分析是电力电子电路的基本分析 方法，只有画出各种状态下的波形，才能加深对电路原 理的定性理解，并在此基础上进行分析。因此，要把它 作为主要学习内容，这样才能抓住各种电力电子电路分 析方法的共性。 3．注重实践——本课程是一门理论性和实践性均较强的专 业技术基础课，要学会从实际应用的角度去分析和掌握 各种典型电路;加强实验动手能力培养。