电力电子技术全套教程

单击此处编辑母版标题样式,*,*,绪,*,电力电子技术,Power Electronics,西安交通大学,课程 :/pel-course.xjtu.edu,1 什么是电力电子技术,2 电力电子技术的发展史,3 电力电子技术的应用,4 教材内容简介和使用说明,绪 论,2,电力电子与信息电子,两大分支,与其他学科的关系,地位和未来,1,什么是电力电子技术,3,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。,模拟电子技术,电子技术,信息电子技术,电力电子技术,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。,目前电力电子器件均用半导体制成，故也称电力半导体器件。,电力电子技术变换的“电力”，可大到数百,MW,甚至,GW，,也可小到数,W,甚至,mW,级。,电力电子与信息电子,4,变流技术,（电力电子器件应用技术）,用电力电子器件构成电力变换电路和对其,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。,电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。,1.2,两大分支,电力电子器件制造技术,电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。,5,电力,交流和直流两种,从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池得到的是直流。,电力变换四大类,交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流,表1,电力变换的种类,进行电力变换的技术称为 变流技术。,逆变,直流斩波,直流,交流电力控制,变频、变相,整流,交流,交流,直流,输出,输入,1.2,两大分支,变流技术,6,电力电子学,(,Power Electronics),名称,60,年代出现。,1974,年，美国的,W. Newell,用图,1,的倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。,电力,电子学,电子学,电力学,控制,理论,连续、离散,电路、器件,静止器、旋转电机,图1 描述电力电子学的倒三角形,1.3,与相关学科的关系,7,都分为,器件,和,应用,两大分支。,器件,的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。,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。,与电子学（信息电子学）的关系,1.3,与相关学科的关系,8,1.3,与相关学科的关系,电力电子技术广泛用于电气工程中,高压直流输电静止无功补偿,电力机车牵引交直流电力传动,电解、电镀、电加热、高性能交直流电源,国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。,电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。,与电力学（电气工程）的关系,9,控制理论广泛用于电力电子系统中。,电力电子技术是弱电控制强电的技术， 是弱电和强电的接口；,控制理论是这种接口的有力纽带。,电力电子装置是自动化技术的基础元件和 重要支撑技术。,与控制理论（自动化技术）的关系,1.3,与相关学科的关系,10,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,。,计算机 人脑,电力电子技术 消化系统和循环系统,电力电子运动控制 肌肉和四肢,电力电子技术是,电能变换技术,是把,粗电,变为,精电,的技术，,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。,地位和未来,11,历史是人类社会的一面镜子,分析过去、现在有助于把握未来,科学史是科学家的一面镜子,了解一门学科的过去、现在有助于把握未来,2,电力电子技术的发展史,12,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。,晶闸管问世，(“公元元年”),IGBT及功率集成器件出现和发展时代,晶闸管时代,水银（汞弧）整流器时代,电子管问世,全控型器件迅速发展时期,史前期,（黎明期）,1904,1930,1947,1957,1970,1980,1990,2000,t(年),晶体管诞生,2,电力电子技术的发展史,13,一般工业,：,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,3,电力电子技术的应用,14,轧钢机,数控机床,冶金工业,电解铝,1）一般工业,3,电力电子技术的应用,15,2）,交通运输,3,电力电子技术的应用,16,3）,电力系统,SVC,高压直流装置HVDC,柔性交流输电FACTS,3,电力电子技术的应用,17,4）,电子装置用电源,程控交换机,电子装置,微型计算机,3,电力电子技术的应用,18,5）家用电器,3,电力电子技术的应用,19,6）其他,大型计算机的UPS,航天技术,新型能源,3,电力电子技术的应用,20,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,。,3,电力电子技术的应用,21,4.1 教材的内容简介,4.2 教材的使用说明,4,教材的内容简介和使用说明,22,4.1,教材的内容简介,电力电子技术,教材结构,第二部分,全书的主体,第一部分,全书的基础,第三部分,全书的深入,第,1,章,电力电子器件,第,2,章,整流电路,第6章,PWM控制技术,第,5,章,逆变电路,第,4,章,交流控制电路,和交交变频电路,第3章,直流斩波电路,第,7,章,软开关技术,第8章,组合变流电路,23,每章的最后有小结，对全章的要点和重点进行总结。,教材正文后附有“教学实验”部分，精选了,5,个最基本的，有较高实用价值的实验 。,书末附有“术语索引”。,课时分配：课内教学学时为,4856,学时（包含实验，每个实验,2,学时）。,和其他课程的关系：,电路,电子技术基础,电力电子技术,电力拖动自动控制系统,教材的使用说明,24,结束语,本章结束,欢迎访问,25,