电力电子技术0绪论

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,*,电力电子,Power Electronics Technology,Power Electronics Technology,本课程的学习要求：,（1）考勤、听课（6）,（2）作业（12）,（3）试验（12%）,（4）期末考试（70,闭卷）,自动化主干课程,风力发电课程的主要内容：,（1）电力电子器件,（2）整流电路,（3）逆变电路,（4）调压电路,答疑时间、地点,（1）16号楼513,（2）星期三下午,课程简介,2,1 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,绪 论,3,信息电子技术,信息处理,电力电子技术,电力变换,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。,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。,1.1,电力电子与信息电子,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,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。,电力电子技术,和运动控制、计算机技术，并称,未来科学技术的两大支柱,4,1）电力电子器件,（Power Electronic Device）,概念:,可直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。,主电路（,Main Power Circuit),：,电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。,2,）同处理信息的电子器件相比的一般特征：,处理电功率能力，,远大于,信息的电子器件。,电力电子器件一般都工作在,开关,状态。,电力电子器件往往需要由信息电子电路来,控制,。,电力电子器件自身的,功率损耗远大于,信息电子器件，一般都要安装散热器,1.2 两大分支电力电子器件制造技术、变流技术,1.2.1,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。,5,3,）分类,(*):,按照驱动电路信号的性质，分为两类：,电流驱动型：,通过从控制端注入或抽出电流来实现导通或关断的控制。,电压驱动型：,仅通过在控制端和公共端之间施加一定的电压信号就可实现导通或者关断的控制。,按照器件能够被控制的程度，分为以下三类：,非可控器件,不能用控制信号来控制其通断,如整流二极管,(,Power Diode,),。,半控型器件（非自关断器件）,通过控制信号可以控制其导通而不能控制其关断，,如普通晶闸管,(,Thyristor,),全控型器件（自关断器件,),通过控制信号既可控制其导通又可控制其关断，如,IGBT,MOSFET,。,1.2 两大分支电力电子器件制造技术、变流技术,6,1.2 两大分支电力电子器件制造技术、变流技术,1.2.2变流技术（电力电子器件应用技术）,变流技术：,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 ，,是,电力电子技术的,核心,，理论基础是,电路理论,。,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,变流器件按其功能可分为(*),：,整流器：,把交流电变为固定的或可调的直流电,逆变器：,把固定直流电变为固定或可调的交流电,斩波器：,把固定直流电压变为可调的直流电压,交流调压器：,把固定交流电压变为可调的交流电压,周波变流器：,把固定交流电压和频率变为可调的交流电压和频率,7,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。,与相关学科的关系,电子学的分支：,器件,的材料、工艺采用微电子技术；一般只工作在,开关,状态,电力学,(,电气工程,),的一个最活跃分支,控制理论,是,电力电子技术的应用基础和重要支撑,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,描述电力电子学的倒三角形,1.3,与相关学科的关系,8,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,9,一般工业,：,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,10,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,11,2）,交通运输,3,电力电子技术的应用,12,3）,电力系统,静态无功补偿,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,13,4）,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,14,5）家用电器,3,电力电子技术的应用,15,6）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,16,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,17,