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1、绪-1电力电子技术基础Fundamentals ofPower Electronics开课单位：青海大学水利电力学院教材：王兆安,黄俊.电力电子技术 (第 4、5 版).机械工业出版社,2010李旭春.电力电子技术基础课程补充讲义.2006课件：在与教材配套的 4.3 版电子课件基础上修改补充查询网址：http:/pel-（B）2电力电子技术的教学内容电力电子技术的教学内容电力电子技术电力电子技术是电气工程专业中应用性极强的重要专业基础课，也是我校申报是电气工程专业中应用性极强的重要专业基础课，也是我校申报硕士点中硕士点中“电力电子与电力传动电力电子与电力传动”研究方向的重要先修基础课。其前身
2、是研究方向的重要先修基础课。其前身是半导体半导体变流技术变流技术，2000年改名为年改名为电力电子技术电力电子技术，并在全国统一授课至今。而我校于，并在全国统一授课至今。而我校于1998年开设电气工程专业，自年开设电气工程专业，自2000年开始开设该课程至今。年开始开设该课程至今。目前我校自动化和电气工程及其自动化两专业均讲授该课程，并且其他非电专业目前我校自动化和电气工程及其自动化两专业均讲授该课程，并且其他非电专业的电工电子技术课程中也涵盖了其一部分内容，因此在我校目前的教学情况中，该的电工电子技术课程中也涵盖了其一部分内容，因此在我校目前的教学情况中，该课程学生的受益面很广，具有很好的基
3、础性和普遍性。课程学生的受益面很广，具有很好的基础性和普遍性。与其他课程的联系与其他课程的联系电子技术电子技术电路原理电路原理电力电子技术电力电子技术电力系统控制电力系统控制自动控制理论自动控制理论电机与电器的电机与电器的拖动与控制拖动与控制3电力电子技术课程的教学内容组织与安排电力电子技术课程的教学内容组织与安排4实践教学内容实践教学内容5 教学资源教学资源使用教材使用教材：机械工业出版社出版的机械工业出版社出版的电力电子技术电力电子技术（第四版），由西安交通大学王兆安、黄俊（第四版），由西安交通大学王兆安、黄俊主编，它是面向主编，它是面向2121世纪的普通高等教育世纪的普通高等教育“九五九
4、五”国家级重点教材。国家级重点教材。教材特点：教材特点：内容精选，且体现该技术的最新发展与典型应用情况，对于电气工程及其自动化专业、内容精选，且体现该技术的最新发展与典型应用情况，对于电气工程及其自动化专业、自动化专业很适用。自动化专业很适用。多元立体教学资源：多元立体教学资源：电力电子技术多媒体课件电力电子技术多媒体课件 （20032003年采用多媒体教学至今）年采用多媒体教学至今）电力电子技术实验指导书电力电子技术实验指导书 （每一年在使用中不断修改补充完善补充（每一年在使用中不断修改补充完善补充）习题集习题集扩充性资料：扩充性资料：1.1.陈坚陈坚.电力电子学（第二版）电力电子学（第二版
5、）.高等教育出版社高等教育出版社,2004.,2004.2.Ned Mohan.Power Electronics(2.Ned Mohan.Power Electronics(电力电子学电力电子学,英文影印版英文影印版).).高等教高等教育出版社育出版社,2004.,2004.3.PWM 3.PWM集成控制器资料（节选）、各公司三相逆变用集成控制器资料（节选）、各公司三相逆变用IPMIPM、IGBTIGBT三相三相功率模块资料（节选）功率模块资料（节选）4.4.课程的课程的FLASHFLASH插件；理论教材、实践教材的电子文档插件；理论教材、实践教材的电子文档等；等；5.5.与电力电子技术有关
6、的学术组织、学术会议、期刊简介与电力电子技术有关的学术组织、学术会议、期刊简介 绪61什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 论论绪71.1 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 什么是电力电子技术什么是电力电子技术绪8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技术一
7、般即指信息电子技术，广义而言，也包电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。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电力电子技术电力电子技术电力电子技术使用电力电子使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技器件对电能进行变换和控制的技术，即术，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。成，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”，可大到数百可大到数百MWMW甚至甚至GWGW，也可，也可小到数小到数WW甚至甚至mWmW级。级。1.1
8、 电力电子与信息电子电力电子与信息电子绪9 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）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。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电力力电电子子技技术术的的基基础础，理理论论基基础
9、础是是半半导导体体物理。物理。绪10 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1.2两大分支两大分支 变流技术变流技术变流技术变流技术绪11电力电子学电力电子学电力电子学电力电子学(Power(Power Electronics)Electronics)名称名称6060年代年代出现。出现。19741974年，美国
10、的年，美国的W.W.NewellNewell用图用图1 1的倒三角形的倒三角形对电力电子学进行了描对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。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与相关学科的关系与相关学科的关系绪12都分为都分为器件器件和和应用应用两大分支。两大分支。器件器件的材料、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、分析软件也基本相的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。同。信息电子电路的器件可工作在开关状态，也
11、可工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；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。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。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与相关学科的关系与相关学科的关系绪131.3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
12、直流电源国内外均把电力电子技术归为电气工程的一国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。个分支。电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。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）的关系绪14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
13、与相关学科的关系与相关学科的关系绪15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
14、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。1.4地位和未来地位和未来绪16历史是人类社会的一面镜子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科学史是科学家的一面镜子了了解解一一门门学学科科的的过过去去、现现在在有有助助于把握未来于把握未来2电力电子技术的发展史电力电子技术的发展史绪17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）19041930194719
15、57197019801990 2000t(年)晶体管诞生2电力电子技术的发展史电力电子技术的发展史绪18一般工业一般工业：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电力电子技术的应用
16、绪19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电力电子技术的应用绪202）交通运输交通运输3电力电子技术的应用电力电子技术的应用绪213）电力系统电力系统SVCSVC高压直流装置HVDC柔性交流输电FACTS3电力电子技术的应用电力电子技术的应用绪224）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电力电子技术的应用绪235 5）家用电器）家用电器3电力电子技术的应用电力电子技术的应用绪246 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电力电子技术的应用绪25总之，电力电子技术的应用范围
17、十分广泛，激发人总之，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。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此可以说，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，因此它也被称为是明电源等方面，因此它也被称为是节能技术节能技术节能技术节能技术。
18、3电力电子技术的应用电力电子技术的应用绪264.1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教材的内容简介和使用说明教材的内容简介和使用说明绪274.1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章组合变流电路绪28每每章章的的最最后后有有小小结结，对对全全章章的的要要点点和和重重点点进进行行总总结。结。教教材材正正文文后后附附有有“教教学学实实验验”部部分分，精精选选了了5 5个个最最基本的，有较高实用价值的实验基本的，有较高实用价值的实验 。书末附有书末附有“术语索引术语索引”。课课时时分分配配：课课内内教教学学学学时时为为48564856学学时时（包包含含实实验验，每个实验每个实验2 2学时）。学时）。和其他课程的关系：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4.2教材的使用说明教材的使用说明绪29 结束语结束语本章结束欢迎访问http:/pel-