電力電子技術(shù)緒論.ppt

,電力電子技術(shù) Power Electronics,緒2,1 什么是電力電子技術(shù) 2 電力電子技術(shù)的發(fā)展史 3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用 4 教材內(nèi)容簡(jiǎn)介和使用說明,緒 論,緒3,電力電子技術(shù)的定義 有效地利用電力半導(dǎo)體器件，應(yīng)用電路和設(shè)計(jì)理論以及分析開發(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) 基礎(chǔ)：電力半導(dǎo)體器件 手段：電路分析和控制理論 對(duì)象：電能的變換和控制,緒4,1.1 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 地位和未來,1 什么是電力電子技術(shù),緒5,信息電子技術(shù)信息處理 電力電子技術(shù)電力變換,電力電子技術(shù)(定義)：使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，即：應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。,電力電子器件制造技術(shù),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。,變流技術(shù),用電力電子器件構(gòu)成電力變換電路和對(duì)其進(jìn)行控制的技術(shù)，以及構(gòu)成電力電子裝置和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。 電力電子技術(shù)變換的“電力”，可大到數(shù)百M(fèi)W甚至GW，也可小到數(shù)W甚至mW級(jí)。,1.1 電力電子與信息電子,緒6,信息電子技術(shù)依靠電子器件實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的產(chǎn)生、變換、處理、存儲(chǔ)、發(fā)送和接收。 電力電子技術(shù)應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，對(duì)電能進(jìn)行變換包括電壓、電流、頻率和波形等方面的變換，以達(dá)到使電能更好的符合各種用電設(shè)備的要求。,緒7,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,對(duì)電能形式進(jìn)行變換的技術(shù)稱為 變流技術(shù)。,變流技術(shù),逆變,電力電子器件,電力電子變流技術(shù),1.2 兩大分支,緒8,電力電子技術(shù)的兩大分支,電力電子器件制造技術(shù) 電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，理論基礎(chǔ)是半導(dǎo)體物理 變流技術(shù)（電力電子器件應(yīng)用技術(shù)） 用電力電子器件構(gòu)成電力變換電路和對(duì)其進(jìn)行控制的技術(shù)，以及構(gòu)成電力電子裝置 和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。 電力電子技術(shù)的核心，理論基礎(chǔ)是電路理論。,緒9,電能變換技術(shù)介紹 電力變換四大類,緒10,電力電子裝置類型 電力電子裝置分類 可控整流器把交流電壓變換成固定或可調(diào)的直流 電壓；（ACDC） 逆變器把直流電變換成頻率固定或可調(diào)的交流 電； （DC AC） 交流調(diào)壓器把固定或變化的交流電壓變換成可調(diào) 或固定的交流電壓；（AC AC） 斬波器把固定或變化的直流電壓變換成可調(diào)或恒 定的直流電壓； （DC DC）,緒11,電力電子學(xué) (Power Electronics)名稱60年代出現(xiàn)。 1974年，美國的W. Newell用圖1的倒三角形對(duì)電力電子學(xué)進(jìn)行了描述，被全世界普遍接受。,1.3 與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,緒12,都分為器件和應(yīng)用兩大分支。 器件的材料、工藝基本相同，采用微電子技術(shù)。 應(yīng)用的理論基礎(chǔ)、分析方法、分析軟件也基本相同。 信息電子電路的器件可工作在開關(guān)狀態(tài)，也可工作在放大狀態(tài)； 電力電子電路的器件一般只工作在開關(guān)狀態(tài)。 二者同根同源。,與信息電子學(xué)的關(guān)系,1.3 與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,緒13,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(bǔ)償 電力機(jī)車牽引 交直流電力傳動(dòng) 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(gè)分支 電力電子技術(shù)是電氣工程學(xué)科中最為活躍的一個(gè)分支,與電氣工程的關(guān)系,1.3 與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,緒14,電力電子技術(shù) 應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù) 處理功率：大到數(shù)百M(fèi)W甚至GW， 小到數(shù)W甚至mW級(jí)。,緒15,電力系統(tǒng)變換過程,緒16,與電力技術(shù)的關(guān)系,從發(fā)電角度來說，利用電力電子技術(shù)高效產(chǎn)生電能； 從用電角度來說，利用電力電子技術(shù)可以進(jìn)行節(jié)能改造，提高用電效率； 從輸、配電角度來說，必須利用電力電子技術(shù)提高輸配電質(zhì)量。,緒17,控制理論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(qiáng)電的技術(shù)， 是弱電和強(qiáng)電的接口； 控制理論是這種接口的有力紐帶。 電力電子裝置是自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和 重要支撐技術(shù)。,與控制理論（自動(dòng)化技術(shù)）的關(guān)系,1.3 與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,緒18,電力電子技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制一起，協(xié)同計(jì)算機(jī)技術(shù)共同成 為未來科學(xué)技術(shù)的兩大支柱。 計(jì)算機(jī) 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(yùn)動(dòng)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)，,1.4 地位和未來,緒19,電力電子技術(shù)的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。,1904,1930,1947,1957,1970,1980,1990,2000,t(年),2 電力電子技術(shù)的發(fā)展史,緒20,器件發(fā)展,緒21,緒22,緒23,緒24,一般工業(yè)： 交直流電機(jī)、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè) 交通運(yùn)輸： 電氣化鐵道、電動(dòng)汽車、航空、航海 電力系統(tǒng)： 高壓直流輸電、柔性交流輸電、無功補(bǔ)償 電子裝置用電源： 為信息電子裝置提供動(dòng)力 家用電器： “節(jié)能燈”、變頻空調(diào) 其他： UPS、 航天飛行器、新能源、發(fā)電裝置,3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,緒25,軋鋼機(jī),數(shù)控機(jī)床,冶金工業(yè),電解鋁,1）一般工業(yè),3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,緒26,2）交通運(yùn)輸,3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,緒27,3）電力系統(tǒng),SVC,高壓直流裝置HVDC,柔性交流輸電FACTS,3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,緒28,4）電子裝置用電源,程控交換機(jī),電子裝置,微型計(jì)算機(jī),3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,緒29,5）家用電器,3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,緒30,6）其他,大型計(jì)算機(jī)的UPS,航天技術(shù),新型能源,3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,緒31,緒32,4.1 教材的內(nèi)容簡(jiǎn)介 4.2 教材的使用說明,4 教材的內(nèi)容簡(jiǎn)介和使用說明,緒33,4.1 教材的內(nèi)容簡(jiǎn)介,緒