電力電子技術(shù) 緒論

電力電子技術(shù)PowerElectronics上海拓普信息技術(shù)職業(yè)學(xué)院電子與自動化學(xué)院1.電力電子技術(shù)的概念2.電力電子技術(shù)的開展3.現(xiàn)代電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域4.本課程的學(xué)習(xí)要求緒論1.1電力電子與信息電子1.2兩大分支1.3與其他學(xué)科的關(guān)系1.4位置和未來1.電力電子技術(shù)的概念信息電子技術(shù)——信息處置電力電子技術(shù)——電力變換電子技術(shù)普通即指信息電子技術(shù)，廣義而言，也包括電力電子技術(shù)。模擬電子技術(shù)電子技術(shù)信息電子技術(shù)電力電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)電力電子技術(shù)〔PowerElectronics〕——以電力為對象的電子技術(shù)，包括電力電子器件、變流電路和控制電路三部分，是電力、電子、控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉學(xué)科。目前電力電子器件均用半導(dǎo)體制成，故也稱電力半導(dǎo)體器件。電力電子技術(shù)變換的“電力〞，可大到數(shù)百MW甚至GW，也可小到數(shù)W甚至mW級。1.1電力電子與信息電子變流技術(shù)〔電力電子器件運用技術(shù)〕用電力電子器件構(gòu)成電力變換電路和對其進展控制的技術(shù)，以及構(gòu)成電力電子安裝和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。電力電子技術(shù)的中心，實際根底是電路實際。1.2兩大分支電力電子器件制造技術(shù)電力電子技術(shù)的根底，實際根底是半導(dǎo)體物理。電力——交流和直流兩種從公用電網(wǎng)直接得到的是交流，從蓄電池和干電池得到的是直流。電力變換四大類交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流表1電力變換的種類進展電力變換的技術(shù)稱為變流技術(shù)。逆變直流斬波直流交流電力控制變頻、變相整流交流交流直流輸出輸入1.2兩大分支變流技術(shù)電力電子學(xué)(PowerElectronics)稱號60年代出現(xiàn)。1974年，美國的W.Newell用圖1的倒三角形對電力電子學(xué)進展了描畫，被全世界普遍接受。電力電子學(xué)電子學(xué)電力學(xué)控制實際延續(xù)、離散電路、器件靜止器、旋轉(zhuǎn)電機圖1描畫電力電子學(xué)的倒三角形1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系都分為器件和運用兩大分支。器件的資料、工藝根本一樣，采用微電子技術(shù)。運用的實際根底、分析方法、分析軟件也根本一樣。信息電子電路的器件可任務(wù)在開關(guān)形狀，也可任務(wù)在放大形狀；電力電子電路的器件普通只任務(wù)在開關(guān)形狀。二者同根同源。與電子學(xué)〔信息電子學(xué)〕的關(guān)系1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系電力電子技術(shù)廣泛用于電氣工程中高壓直流輸電靜止無功補償電力機車牽引交直流電力傳動電解、電鍍、電加熱、高性能交直流電源國內(nèi)外均把電力電子技術(shù)歸為電氣工程的一個分支。電力電子技術(shù)是電氣工程學(xué)科中最為活潑的一個分支。與電力學(xué)〔電氣工程〕的關(guān)系控制實際廣泛用于電力電子系統(tǒng)中。電力電子技術(shù)是弱電控制強電的技術(shù)，是弱電和強電的接口；控制實際是這種接口的有力紐帶。電力電子安裝是自動化技術(shù)的根底元件和重要支撐技術(shù)。與控制實際〔自動化技術(shù)〕的關(guān)系1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系電力電子技術(shù)和運動控制一同，和計算機技術(shù)共同成為未來科學(xué)技術(shù)的兩大支柱。計算機人腦電力電子技術(shù)消化系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)電力電子＋運動控制肌肉和四肢電力電子技術(shù)是電能變換技術(shù),是把粗電變?yōu)榫姷募夹g(shù)，能源是人類社會的永久話題，電能是最優(yōu)質(zhì)的能源，因此，電力電子技術(shù)將青春永駐。一門嶄新的技術(shù)，21世紀(jì)仍將以迅猛的速度開展。1.4位置和未來電力電子技術(shù)的開展史是以電力電子器件的開展史為綱的。晶閘管問世，(“公元元年〞)IGBT及功率集成器件出現(xiàn)和開展時代晶閘管時代水銀〔汞弧〕整流器時代電子管問世全控型器件迅速開展時期史前期〔黎明期〕19041930194719571970198019902000t(年)晶體管誕生2.電力電子技術(shù)的開展

2.1電力電子器件2.電力電子技術(shù)的開展

2.1電力電子器件2.電力電子技術(shù)的開展2.2電力電子技術(shù)的開展2.2.1整流器時代用大功率硅整流器和晶閘管將工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電〔20世紀(jì)60～70年代〕。2.2.2逆變器時代將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電，主要用于變頻調(diào)速〔20世紀(jì)70～80年代〕。2.2.3變頻器時代采用新型電力電子器件〔MOSFET、IGBT等〕制造的高頻變頻調(diào)速器〔80年代后〕。開關(guān)電源技術(shù)高頻開關(guān)電源〔SMR〕，開關(guān)頻率為50～100KHz，小型、高效，容量較高，用于通訊電源等。直流/直流〔DC/DC〕變換器用于電車無極調(diào)速，節(jié)能。不延續(xù)電源〔UPS〕用于計算機系統(tǒng)。變頻器電源用于交流電機的變頻調(diào)速高頻逆變式整流焊機電源AC－DC－DC－AC大功率開關(guān)型高壓直流電源輸出電壓50KV，電流0.5A以上。電力有源濾波器抑制電網(wǎng)諧波。3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域軋鋼機數(shù)控機床冶金工業(yè)電解鋁1〕普通工業(yè)3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域2〕交通運輸3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域3〕電力系統(tǒng)SVC動態(tài)無功功率補償安裝高壓直流安裝HVDC柔性交流輸電FACTS3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域4〕電子安裝用電源程控交換機電子安裝微型計算機3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域5〕家用電器3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域6〕其他大型計算機的UPS航天技術(shù)新型能源3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域總之，電力電子技術(shù)的運用范圍非常廣泛，激發(fā)人們學(xué)習(xí)、研討電力電子技術(shù)并使其飛速開展。電力電子安裝提供應(yīng)負載的是各種不同的電源，因此可以說，電力電子技術(shù)研討的也就是電源技術(shù)。電力電子技術(shù)對節(jié)省電能有重要意義。特別在大型風(fēng)機、水泵采用變頻調(diào)速，在運用量非常龐大的照明電源等方面，因此它也被稱為是節(jié)能技術(shù)。3.電力電子技術(shù)的運用領(lǐng)域課程的性質(zhì)、目的和義務(wù)4.本課程的學(xué)習(xí)要求本課程的目的和義務(wù)是使學(xué)生熟習(xí)各種電力電子器件的特性和運用方法；掌握各種電力電子電路的構(gòu)造、任務(wù)原理、控制方法、設(shè)計計算方法及實驗技藝；熟習(xí)各種電力電子安裝的運用范圍及技術(shù)經(jīng)濟目的。本課程是機電一體化技術(shù)專業(yè)必修的技術(shù)根底課。4.學(xué)習(xí)本課程的要求(3)能正確選擇電力電子器件的驅(qū)動電路；熟習(xí)常用器件組成的變流電路所必要的維護設(shè)備的選取。(1)熟習(xí)晶閘管SCR、電力MOSFET、IGBT等電力電子器件的根本構(gòu)造，掌握其外部特性、主要參數(shù)以及器件的額定參數(shù)選擇，能查閱器件手冊選取所需的器件，會對器件進展簡單