电力电子技术0绪论.ppt

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1、Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology上海第二工业大学电力电子技术电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technologyu本课程的学习要求：u（1）考勤、听课（6）u（2）作业（12）u（3）试验（12%）u（4）期末考试（70,闭卷）u自动化主干课程u风力发电课程的主要内容：u（1）电力电子器件u（2）整流电路u（3）逆变电路u（4）调压电路u答疑时间、地点u（1）16号楼513u（2）星期三下午课程简介2电力电子Power Electronics Te

2、chnologyPower Electronics Technology1 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绪 论3电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology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模拟电子技术模拟电子技术电子技术电子技术信息电子技术信息电子技术电力电子技术电力电子技术数字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

3、电力电子技术使用电力使用电力电子器件对电子器件对电能电能进行进行变换和变换和控制控制的技术，即应用于电力的技术，即应用于电力领域的电子技术。领域的电子技术。电力电子技术变换的电力电子技术变换的“电力电力”，可大到数百，可大到数百MWMW甚至甚至GWGW，也可小到数也可小到数WW甚至甚至mWmW级。级。1.1 电力电子与信息电子模拟电子技术模拟电子技术电子技术电子技术信息电子技术信息电子技术电力电子技术电力电子技术数字电子技术数字电子技术模拟电子技术模拟电子技术电子技术电子技术信息电子技术信息电子技术电力电子技术电力电子技术数字电子技术数字电子技术电电力力电电子子技技术术是是电电能能变变换换技技

4、术术,是是把把粗粗电电变变为为精精电电的的技技术术，能能源源是是人人类类社社会会的的永永恒恒话话题题，电电能能是是最最优优质质的的能能源源，因因此此，电电力力电电子子技技术术将将青青春春永永驻。驻。电力电子技术电力电子技术和运动控制、计算机技术，并称和运动控制、计算机技术，并称未来科学技术的两大支柱未来科学技术的两大支柱4电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology1 1）电力电子器件）电力电子器件（Power Electronic Device）概念概念: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（主

5、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：）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。电力电子技术的基础，理论基础是半导体物理。5电力电子Power Elec

6、tronics TechnologyPower Electronics Technology3）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：非可控器件非可控器件l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）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（自关断器件全控型器件（自关断器件)通过控

7、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电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology1.2 两大分支电力电子器件制造技术、变流技术u变流技术（电力电子器件应用技术）变流技术：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的技术 ，是是电力电子技术的电力电子技术的核心核心，理论基础是，理论基础是电路理论电路理论。uu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u变流

8、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Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology电力电子学电力电子学(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：电子学的分支：器件器件的材料、工

9、艺采用的材料、工艺采用微电子技术；一般只工作在微电子技术；一般只工作在开关开关状态状态电力学电力学(电气工程电气工程)的一个最活跃分支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Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology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。晶闸管问晶闸管问世，世，(“公公元元年元元年”)IGBT及功率及功率集成器件出现集成器件

10、出现和发展时代和发展时代晶闸管时代晶闸管时代水银（汞水银（汞弧）整流弧）整流器时代器时代电子管电子管问世问世全控型器件迅全控型器件迅速发展时期速发展时期史前期史前期（黎明期）（黎明期）1904193019471957197019801990 2000t(年)晶体管诞生晶体管诞生2 电力电子技术的发展史9电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology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

11、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：UPSUPS、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 电力电子技术的应用10电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology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 电力电子技术的应用11电力电子Power Electronics TechnologyPower Electron

12、ics Technology2）交通运输交通运输3 电力电子技术的应用12电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology3）电力系统电力系统静态无功补偿静态无功补偿静态无功补偿静态无功补偿 SVCSVC高压直流装置HVDC柔性交流输电FACTS3 电力电子技术的应用13电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology4）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 电力电子技术的应用14电力电子Power Electronics

13、 TechnologyPower Electronics Technology5 5）家用电器）家用电器3 电力电子技术的应用15电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology6 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 电力电子技术的应用16电力电子Power Electronics TechnologyPower Electronics Technology总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人们学总之，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。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以说，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，因此它也被称为是面，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 电力电子技术的应用17