电力电子技术概述精选文档.ppt

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1、本讲稿第一页，共二十四页1 什么是电力电子技术什么是电力电子技术2 电力电子技术的发展史电力电子技术的发展史3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用4 教材内容简介和使用说明教材内容简介和使用说明绪绪 论论2 2本讲稿第二页，共二十四页1.1 电力电子与信息电子电力电子与信息电子1.2 两大分支两大分支1.3 与其他学科的关系与其他学科的关系1.4 地位和未来地位和未来1 1 什么是电力电子技术什么是电力电子技术3 3本讲稿第三页，共二十四页信息电子技术信息电子技术信息电子技术信息电子技术信息处理信息处理电力电子技术电力电子技术电力电子技术电力电子技术电力变换电力变换电子技术一般即指信息电子电

2、子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电技术，广义而言，也包括电力电子技术。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电力电子技术电力电子技术电力电子技术使用电力电子器件对使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即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。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，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。故也称电力半导体器件。电力电子技术变换的电力电子技术变换的“电力电力”，可，可大到数百大到数百MWMW甚至甚至GWGW，也可小到数，也可小到数WW甚至甚至mWmW级。级。

3、1.11.1 电力电子与信息电子电力电子与信息电子4 4本讲稿第四页，共二十四页 变流技术（电力电子器件应用技术）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。电力电子技术的核心，理论基础是电路理论。1.2 1.2 两大分支两大分支 电力电子器件制造技术电力电子器件制造技术电力电子器件制造技术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 5本讲稿第五页，共二十四页 电力电力交流和直流两种交流和直流两种 从公用电网直接

4、得到的是交流，从蓄电池和干电池得到的是直流。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进行电力变换的技术称为 变流技术。变流技术。逆变逆变直流斩波直流斩波直流直流交流电力控制交流电力控制变频、变相变频、变相整流整流交流交流交流交流直流直流 输出输出 输入输入1.2 1.2 两大分支两大分支 变流技术变流技术6 6本讲稿第六页，共二十四页电力电子学(Power Electronics)(Power Electronics)名称名称6060年代出现。年代出现。19

5、741974年，美国的年，美国的W.NewellW.Newell用用图图1 1的倒三角形对电力电子学进行了的倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。描述，被全世界普遍接受。电力电力电子学电子学电子学电子学电力学电力学控制控制理论理论连续、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 1.3 与相关学科的关系与相关学科的关系7 7本讲稿第七页，共二十四页都分为器件和和应用应用两大分支。两大分支。器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。应用应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同

6、。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）的关系与电子学（信息电子学）的关系1.3 1.3 与相关学科的关系与相关学科的关系8 8本讲稿第八页，共二十四页1.3 1.3 与相关学科的关系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国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。支。电力电子技术

7、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）的关系与电力学（电气工程）的关系与电力学（电气工程）的关系与电力学（电气工程）的关系9 9本讲稿第九页，共二十四页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）的关系与控制理论（自动化技术）的关系1.3 1.3 与相关学科的关系与相关学科的关系1010本讲稿第十页，共二十四页电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同成电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同成 为未来科学技术的为未来科学技

8、术的两大支柱两大支柱。计算机计算机 人脑人脑 电力电子技术电力电子技术 消化系统和循环系统消化系统和循环系统 电力电子运动控制电力电子运动控制 肌肉和四肢肌肉和四肢电力电子技术是电力电子技术是电能变换技术电能变换技术,是把是把粗电粗电变为变为精电精电的技术，的技术，能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，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。因此，电力电子技术将青春永驻。一门崭新的技术，一门崭新的技术，2121世纪仍将以迅猛的速度发展。世纪仍将以迅猛的速度发展。1.41.4 地位和未来地位和未来1111本讲稿第十一页，共二十四页电力电子技术的发展史是

9、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）19041930194719571970198019902000t(年)晶体管诞生2 2 电力电子技术的发展史电力电子技术的发展史1212本讲稿第十二页，共二十四页一般工业一般工业：交直流电机、电化学工业、冶金工业交直流电机、电化学工业、冶金工业交通运输交通运输：电气化铁道、电动汽车、航空、航海电气化铁道、电动汽车、航空、航海电力系统电力系统：高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿电子装置

10、电源电子装置电源：为信息电子装置提供动力为信息电子装置提供动力家用电器家用电器：“节能灯节能灯”、变频空调、变频空调其他其他：UPS UPS、航天飞行器、新能源、发电装置航天飞行器、新能源、发电装置3 3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用1313本讲稿第十三页，共二十四页轧钢机数控机床冶金工业电解铝1 1）一般工业）一般工业3 3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用1414本讲稿第十四页，共二十四页2）交通运输交通运输3 3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用1515本讲稿第十五页，共二十四页3）电力系统电力系统SVCSVC高压直流装置HVDC柔性交流输电FACTS3 3 电力电子技术

11、的应用电力电子技术的应用1616本讲稿第十六页，共二十四页4）电子装置用电源电子装置用电源程控交换机电子装置电子装置微型计算机3 3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用1717本讲稿第十七页，共二十四页5 5）家用电器）家用电器3 3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用1818本讲稿第十八页，共二十四页6 6）其他）其他大型计算机的UPS航天技术航天技术新型能源3 3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用1919本讲稿第十九页，共二十四页总之，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，因此可以电力电子装置提供给负

12、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说，电力电子技术研究的也就是电源技术电源技术电源技术电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、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，水泵采用变频调速，在使用量十分庞大的照明电源等方面，因此它也被称为是因此它也被称为是节能技术节能技术节能技术节能技术。3 3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用2020本讲稿第二十页，共二十四页4.1 教材的内容简介教材的内容简介4.2 教材的使用说明教材的使用说明4 4 教材的内容简介和使用说明教材的内容简介和使用说明21

13、21本讲稿第二十一页，共二十四页4.1 4.1 教材的内容简介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2222本讲稿第二十二页，共二十四页电路电子技术基础电力电子技术电力拖动自动控制系统4.24.2 教材的使用说明教材的使用说明2323本讲稿第二十三页，共二十四页4.24.2 教材的使用说明教材的使用说明v参考书目1.陈坚 编著，电力电子学电力电子变换和控制技术，高等教育出版社，2004年12月2.黄俊，王兆安 编，电力电子变流技术（本书第3版），机械工业出版社，2002年3月3.陈国呈 编著，新型电力电子变换技术，中国电力出版社，2005年9月4.陈国呈 译，电力电子电路，科学出版社，2003年9月2424本讲稿第二十四页，共二十四页