電力電子技術(shù)06第0章-緒論

電力電子技術(shù)06第0章_緒論2023/12/27電力電子技術(shù)06第0章_緒論主要參考書(shū)《電力電子技術(shù)》PowerElectronics西安交通大學(xué)課程網(wǎng)址：王兆安等編機(jī)械工業(yè)出版社2電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1什么是電力電子技術(shù)0.2電力電子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用0.4本課程的主要內(nèi)容及要求緒論3電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1什么是電力電子技術(shù)美國(guó)電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）下設(shè)的電力電子學(xué)會(huì)（PELS）對(duì)“電力電子技術(shù)”的闡述是：有效的使用電力半導(dǎo)體器件，應(yīng)用電路設(shè)計(jì)理論以及分析開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的高效能變換和控制的一門技術(shù)。對(duì)電能的高效能變換和控制包括對(duì)電壓、電流、頻率或波形等方面的變換。4電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.1電力電子技術(shù)與信息電子技術(shù)的區(qū)別0.1.2電力電子技術(shù)的兩大分支0.1.3電力電子技術(shù)與其他學(xué)科間的關(guān)系0.1.4電力電子技術(shù)的地位與未來(lái)0.1什么是電力電子技術(shù)5電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.1電力電子技術(shù)與信息電子技術(shù)的區(qū)別電子技術(shù)一般即指信息電子技術(shù)，但廣義而言，應(yīng)包括電力電子技術(shù)，即所謂“三大電子”。電子技術(shù)信息電子技術(shù)電力電子技術(shù)模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能變換實(shí)現(xiàn)信息處理6電力電子技術(shù)06第0章_緒論電力電子技術(shù)——使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行有效變換和控制的技術(shù)。目前電力電子器件均由半導(dǎo)體制成，故電力電子器件也稱為電力半導(dǎo)體器件。電力電子技術(shù)變換的“電能”，可大到數(shù)百M(fèi)W甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至mW級(jí)。0.1.1電力電子技術(shù)與信息電子技術(shù)的區(qū)別7電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.2電力電子技術(shù)的兩大分支電力電子器件的制造技術(shù)電力半導(dǎo)體器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)。電力半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的理論基礎(chǔ)是半導(dǎo)體物理。電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)利用電力半導(dǎo)體器件構(gòu)成電力變換電路，并融入相應(yīng)的控制理論及方法，構(gòu)成電力電子裝置或系統(tǒng)的技術(shù)。電力電子應(yīng)用技術(shù)的理論核心仍是電路基本理論。8電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.2電力電子技術(shù)的兩大分支電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)又稱為變流技術(shù)電能的產(chǎn)生和利用分為交流和直流，從公用電網(wǎng)直接得到的是交流，從蓄電池得到的是直流。電能的變換分為四大類，即交流變直流、直流變交流、直流變直流和交流變交流。輸出輸入交流直流整流直流交流逆變（變頻）直流斬波（調(diào)壓）交流電力控制（調(diào)壓、變頻、變相）9電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.3電力電子技術(shù)與其他學(xué)科間的關(guān)系電力電子學(xué)(PowerElectronics)名稱源于上世紀(jì)60年代。1973年，WilliamE.Newell博士首次用一倒三角形，對(duì)電力電子學(xué)進(jìn)行了形象描述。至今該三角形仍被世界學(xué)術(shù)界所普遍接受。10電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.3電力電子技術(shù)與其他學(xué)科間的關(guān)系（1）電力電子與信息電子間的關(guān)系均分為器件和應(yīng)用電路兩大分支。器件的材料、工藝基本相同，均采用微電子技術(shù)。應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)、分析方法、分析軟件也基本相同。信息電子電路中的器件可以工作在放大狀態(tài)，也可以工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。而電力電子電路中的器件一般只工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)。電力電子與信息電子二者傳遞的能量等級(jí)不同。11電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.3電力電子技術(shù)與其他學(xué)科間的關(guān)系（2）電力電子與電力學(xué)（電氣工程）間的關(guān)系電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于電氣工程各領(lǐng)域之中，如：高壓直流輸電靜止無(wú)功補(bǔ)償電力機(jī)車牽引交、直流電力傳動(dòng)電解、電鍍、電加熱所需高性能交直流電源等國(guó)內(nèi)外均把電力電子技術(shù)歸為電氣工程的一個(gè)分支，而且是目前電氣工程領(lǐng)域中最為活躍的一個(gè)分支。12電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.1.3電力電子技術(shù)與其他學(xué)科間的關(guān)系（3）電力電子與控制理論（自動(dòng)化技術(shù)）間的關(guān)系控制理論被廣泛用于電力電子裝置或系統(tǒng)之中。一方面，電力電子技術(shù)是弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)，是弱電和強(qiáng)電間的接口；而控制理論及控制技術(shù)則是這種聯(lián)接的紐帶。另一方面，電力電子裝置又是自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要的技術(shù)支撐。13電力電子技術(shù)06第0章_緒論電力電子技術(shù)連同運(yùn)動(dòng)控制一起與計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)，共同成為當(dāng)今以及未來(lái)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的兩大支柱。有人比喻：計(jì)算機(jī)相當(dāng)于人腦運(yùn)動(dòng)控制相當(dāng)于肌肉動(dòng)作和四肢活動(dòng)電力電子技術(shù)相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)電力電子技術(shù)是電能變換技術(shù)，又可理解為是把“粗電”變?yōu)椤熬姟钡募夹g(shù)。能源的合理利用已成為人類社會(huì)的重要且永恒話題。0.1.4電力電子技術(shù)的地位與未來(lái)14電力電子技術(shù)06第0章_緒論歷史是人類社會(huì)發(fā)展的一面鏡子，研究過(guò)去和現(xiàn)在，將有助于把握未來(lái)?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展史是科學(xué)家和工程技術(shù)人員的一面鏡子，了解一門學(xué)科的歷史發(fā)展及現(xiàn)狀，將有助于更好的著眼于未來(lái)。電力電子技術(shù)的發(fā)展史是以電力電子器件發(fā)展史為綱。0.2電力電子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史15電力電子技術(shù)06第0章_緒論電子管問(wèn)世水銀（汞?。┱髌鲿r(shí)代晶體管誕生電力電子技術(shù)“史前期”晶閘管誕生晶閘管時(shí)代全控器件迅速發(fā)展時(shí)期IGBT及功率集成器件出現(xiàn)及發(fā)展的時(shí)代0.2電力電子技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史16電力電子技術(shù)06第0章_緒論一般工業(yè)：電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)等。交通運(yùn)輸：電氣化鐵道、電動(dòng)汽車、航空、航海等。電力系統(tǒng)：高壓直流輸電、柔性交流輸電、無(wú)功補(bǔ)償及諧波抑制等。電子裝置電源：為信息電子裝置提供動(dòng)力。家用電器：節(jié)能燈、調(diào)光燈、變頻空調(diào)等。其他：UPS電源、航天飛行器、新能源技術(shù)等。0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用17電力電子技術(shù)06第0章_緒論（1）一般工業(yè)0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用電解鋁冶金工業(yè)電弧爐數(shù)控機(jī)床軋鋼機(jī)18電力電子技術(shù)06第0章_緒論（2）交通運(yùn)輸0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用19電力電子技術(shù)06第0章_緒論（3）電力系統(tǒng)SVCHVDC裝置柔性交流輸電0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用20電力電子技術(shù)06第0章_緒論（4）電子裝置用電源程控交換機(jī)基礎(chǔ)測(cè)量?jī)x器微型計(jì)算機(jī)0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用21電力電子技術(shù)06第0章_緒論（5）家用電器0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用22電力電子技術(shù)06第0章_緒論（6）其他大型計(jì)算機(jī)的UPS電源0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用航天技術(shù)新型能源23電力電子技術(shù)06第0章_緒論總之電力電子技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，從而激發(fā)人們學(xué)習(xí)、研究電力電子技術(shù)并使其飛速發(fā)展。電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的電源，因此可以說(shuō)，電力電子技術(shù)研究的也是電源技術(shù)。電力電子技術(shù)對(duì)節(jié)電有著重要意義，例如大型風(fēng)機(jī)、水泵采用變頻調(diào)速，以及使用量十分龐大的照明電源等方面；因此它是節(jié)能技術(shù)的重要組成部分。0.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用24電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.4.1教材的結(jié)構(gòu)框架及內(nèi)容0.4.2課程性質(zhì)、分析方法及學(xué)習(xí)要求0.4本課程的主要內(nèi)容及要求25電力電子技術(shù)06第0章_緒論0.4.1教材的結(jié)構(gòu)框架及內(nèi)容電力電子技術(shù)第一部分基礎(chǔ)篇第二部分主體篇第三部分深入篇第1章電力