《电力电子技术06第0章_绪论.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力电子技术06第0章_绪论.pptx（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、所用教材所用教材电力电子技术电力电子技术石新春石新春 杨京燕杨京燕 王毅王毅 编编中国电力出版社中国电力出版社1主要参考书主要参考书电力电子技术电力电子技术Power Electronics西安交通大学课程网址：http:/pel-王兆安王兆安 等编等编机械工业出版社机械工业出版社20.1 什么是电力电子技术什么是电力电子技术0.2 电力电子技术发展简史电力电子技术发展简史0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用0.4 本课程的主要内容及要求本课程的主要内容及要求绪论绪论30.1 什么是电力电子技术什么是电力电子技术美国电气与电子工程师协会（美国电气与电子工程师协会（IEEE）下设的电力）
2、下设的电力电子学会电子学会（PELS）对对“电力电子技术电力电子技术”的阐述是：的阐述是：有效的有效的使用使用电力半导体器件，电力半导体器件，应用应用电路设计理论电路设计理论以及分析开发工具，以及分析开发工具，实现实现对电能的高效能变换和控对电能的高效能变换和控制的一门技术。制的一门技术。对电能的高效能变换和控制对电能的高效能变换和控制包括对电压、电流、包括对电压、电流、频率或波形等方面的变换。频率或波形等方面的变换。40.1.1 电力电子技术与信息电子技术的区别电力电子技术与信息电子技术的区别0.1.2 电力电子技术的两大分支电力电子技术的两大分支0.1.3 电力电子技术与其他学科间的关系电
3、力电子技术与其他学科间的关系0.1.4 电力电子技术的地位与未来电力电子技术的地位与未来0.1 什么是电力电子技术什么是电力电子技术50.1.1 电力电子技术与信息电子技术的区别电力电子技术与信息电子技术的区别电子技术一般即指信息电子技术，但广义而言，电子技术一般即指信息电子技术，但广义而言，应包括电力电子技术，即所谓应包括电力电子技术，即所谓“三大电子三大电子”。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模拟电子技术模拟电子技术数字电子技术数字电子技术实现实现电能电能变换变换实现实现信息信息处理处理6l电力电子技术电力电子技术使用电力电子器件对电能进行有使用电力电子器件
4、对电能进行有效变换和控制的技术效变换和控制的技术。l目前电力电子器件均由半导体制成，故电力电子目前电力电子器件均由半导体制成，故电力电子器件也称为器件也称为电力半导体器件电力半导体器件。l电力电子技术变换的电力电子技术变换的“电能电能”，可大到数百，可大到数百MWMW甚至甚至GWGW，也可以小到数，也可以小到数WW甚至甚至mWmW级。级。0.1.1 电力电子技术与信息电子技术的区别电力电子技术与信息电子技术的区别70.1.2 电力电子技术的两大分支电力电子技术的两大分支l电力电子器件的制造技术电力电子器件的制造技术n电力半导体器件是电力电子技术的基础。电力半导体器件是电力电子技术的基础。n电力
5、半导体器件制造技术的理论基础是半导体物理。电力半导体器件制造技术的理论基础是半导体物理。l电力电子器件的应用技术电力电子器件的应用技术n利利用用电电力力半半导导体体器器件件构构成成电电力力变变换换电电路路，并并融融入入相相应应的的控制理论及方法，构成电力电子装置或系统的技术。控制理论及方法，构成电力电子装置或系统的技术。n电力电子应用技术的理论核心仍是电路基本理论。电力电子应用技术的理论核心仍是电路基本理论。80.1.2 电力电子技术的两大分支电力电子技术的两大分支l电力电子器件的应用技术又称为变流技术电力电子器件的应用技术又称为变流技术n电电能能的的产产生生和和利利用用分分为为交交流流和和直
6、直流流，从从公公用用电电网网直直接接得得到的是交流，从蓄电池得到的是直流。到的是交流，从蓄电池得到的是直流。n电电能能的的变变换换分分为为四四大大类类，即即交交流流变变直直流流、直直流流变变交交流流、直直流变直流和交流变交流。流变直流和交流变交流。输输 出出输输 入入交交 流流直直 流流整整 流流直直 流流交交 流流逆变（变频）逆变（变频）直流斩波（调压）直流斩波（调压）交流电力控制交流电力控制（调压、变频、变相）（调压、变频、变相）90.1.3 电力电子技术与其他学科间的关系电力电子技术与其他学科间的关系l电力电子学电力电子学(Power Electronics)名称源于上世纪名称源于上世纪
7、60年代。年代。l1973年，年，William E.Newell 博士首次用一博士首次用一倒三角形，对电力电倒三角形，对电力电子学进行了形象描述。子学进行了形象描述。l至今该三角形仍被世界学术至今该三角形仍被世界学术界所普遍接受。界所普遍接受。100.1.3 电力电子技术与其他学科间的关系电力电子技术与其他学科间的关系（1）电力电子与信息电子间的关系）电力电子与信息电子间的关系l均分为均分为器件器件和和应用电路应用电路两大分支。两大分支。l器件器件的材料、工艺基本相同，均采用微电子技术。的材料、工艺基本相同，均采用微电子技术。l应用电路应用电路的设计理论基础、分析方法、分析软件也基本的设计理
8、论基础、分析方法、分析软件也基本相同。相同。l信息电子电路中的器件可以工作在放大状态，也可以工信息电子电路中的器件可以工作在放大状态，也可以工作在开关状态。作在开关状态。l而电力电子电路中的器件一般而电力电子电路中的器件一般只工作在开关状态只工作在开关状态。l电力电子与信息电子二者传递的能量等级不同。电力电子与信息电子二者传递的能量等级不同。110.1.3 电力电子技术与其他学科间的关系电力电子技术与其他学科间的关系（2）电力电子与电力学（）电力电子与电力学（电气工程电气工程）间的关系）间的关系l电力电子技术广泛应用于电气工程各领域之中，如：电力电子技术广泛应用于电气工程各领域之中，如：n高压
9、直流输电高压直流输电n静止无功补偿静止无功补偿n电力机车牵引电力机车牵引n交、直流电力传动交、直流电力传动n电解、电镀、电加热所需高性能交直流电源等电解、电镀、电加热所需高性能交直流电源等l国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支，而国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支，而且是目前电气工程领域中最为活跃的一个分支。且是目前电气工程领域中最为活跃的一个分支。120.1.3 电力电子技术与其他学科间的关系电力电子技术与其他学科间的关系（3）电力电子与控制理论（自动化技术）间）电力电子与控制理论（自动化技术）间的关系的关系l控制理论被广泛用于电力电子装置或系统之中。控制理论被广泛用于电力
10、电子装置或系统之中。l一方面，电力电子技术是弱电控制强电的技术，一方面，电力电子技术是弱电控制强电的技术，是弱电和强电间的接口；而控制理论及控制技是弱电和强电间的接口；而控制理论及控制技术则是这种联接的纽带。术则是这种联接的纽带。l另一方面，电力电子装置又是自动化技术的基另一方面，电力电子装置又是自动化技术的基础元件和重要的技术支撑。础元件和重要的技术支撑。13l电电力力电电子子技技术术连连同同运运动动控控制制一一起起与与计计算算机机及及其其应应用用技技术术，共共同成为当今以及未来科学技术发展的同成为当今以及未来科学技术发展的两大支柱两大支柱。l有人比喻：计算机相当于人脑有人比喻：计算机相当于
11、人脑 运动控制相当于肌肉动作和四肢活动运动控制相当于肌肉动作和四肢活动 电力电子技术相当于神经系统和循环系统电力电子技术相当于神经系统和循环系统l电电力力电电子子技技术术是是电电能能变变换换技技术术，又又可可理理解解为为是是把把“粗粗电电”变为变为“精电精电”的技术。的技术。l能源的合理利用已成为人类社会的重要且永恒话题。能源的合理利用已成为人类社会的重要且永恒话题。0.1.4 电力电子技术的地位与未来电力电子技术的地位与未来14l历历史史是是人人类类社社会会发发展展的的一一面面镜镜子子，研研究究过过去去和和现现在在，将有助于把握未来将有助于把握未来。l科科学学技技术术发发展展史史是是科科学学
12、家家和和工工程程技技术术人人员员的的一一面面镜镜子子，了了解解一一门门学学科科的的历历史史发发展展及及现现状状，将将有有助助于于更更好的着眼于未来。好的着眼于未来。l电力电子技术的发展史是以电力电子技术的发展史是以电力电子器件发展史电力电子器件发展史为纲。为纲。0.2 电力电子技术发展简史电力电子技术发展简史15电子管问世水银（汞弧）整流器时代晶体管诞生电力电子技术“史前期”晶闸管诞生晶闸管时代全控器件迅速发展时期IGBT及功率集成器件出现及发展的时代0.2 电力电子技术发展简史电力电子技术发展简史16l一般工业一般工业：电机驱动、电化学工业、冶金工业等。：电机驱动、电化学工业、冶金工业等。l
13、交通运输交通运输：电气化铁道、电动汽车、航空、航海等。：电气化铁道、电动汽车、航空、航海等。l电力系统电力系统：高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿及谐波抑制等。高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿及谐波抑制等。l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。l家用电器家用电器：节能灯、调光灯、变频空调等。节能灯、调光灯、变频空调等。l其他其他：UPSUPS电源、电源、航天飞行器、新能源技术等。航天飞行器、新能源技术等。0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用17（1）一般工业）一般工业0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用电电解解铝铝冶金工业冶金工业电
14、弧炉电弧炉数数控控机机床床轧钢机轧钢机18（2）交通运输）交通运输0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用19（3）电力系统）电力系统SVCHVDC装置装置柔性交流输电柔性交流输电0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用20（4）电子装置用电源）电子装置用电源程控交换机程控交换机基础测量仪器基础测量仪器微型计算机微型计算机0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用21（5）家用电器）家用电器0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用22（6）其他）其他大型大型计算计算机的机的UPS电源电源0.3 电力电子技术的应用电力电子技术的应用航天技术航天技术新型能源新型能源23l总之电力电子
15、技术的应用十分广泛，从而激发总之电力电子技术的应用十分广泛，从而激发人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。人们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。l电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，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是因此可以说，电力电子技术研究的也是电源技电源技术术。l电力电子技术对节电有着重要意义，例如大型风机、电力电子技术对节电有着重要意义，例如大型风机、水泵采用变频调速，以及使用量十分庞大的照明电水泵采用变频调速，以及使用量十分庞大的照明电源等方面；因此它是源等方面；因此它是节能技术节能技术的重要组成部分的重要组成部分。0.3 电力
16、电子技术的应用电力电子技术的应用240.4.1 教材的结构框架及内容教材的结构框架及内容0.4.2 课程性质、分析方法及学习要求课程性质、分析方法及学习要求0.4 本课程的主要内容及要求本课程的主要内容及要求250.4.1 教材的结构框架及内容教材的结构框架及内容电力电子技术电力电子技术第一部分第一部分基础篇第二部分第二部分主体篇第三部分第三部分深入篇第第1章章电力电子器件第第6969章章电力电子技术在电力系统中的应用第第2章章相控整流电路第第5章章PWM控制技术第第4章章无源逆变电路第第3章章直流斩波电路与交流电力控制电路26l课程性质：课程性质：带有专业色彩的技术基础课。带有专业色彩的技术基础课。l一般分析方法：一般分析方法：n理想化假设。理想化假设。n波形分析。波形分析。n电气量变化的过渡性及周期性分析。电气量变化的过渡性及周期性分析。n定量计算。定量计算。l基本要求：基本要求：n了了解解主主要要电电力力电电子子功功率率器器件件的的基基本本特特性性、参参数数意意义义及及合理选用。合理选用。n掌握基本换流电路的拓扑结构及工作原理。掌握基本换流电路的拓扑结构及工作原理。n掌握波形分析的基本方法及定量计算。掌握波形分析的基本方法及定量计算。n培养基本实验技能。培养基本实验技能。0.4.2 课程性质、分析方法及学习要求课程性质、分析方法及学习要求27