河海大學(xué)電力電子第章 緒論

電力電子技術(shù)

PowerElectronics主講：傅強(qiáng)

電話：地點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)樓A10911.什么是電力電子技術(shù)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21.1電力電子與信息電子電子技術(shù)一般即指信息電子技術(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)信息電子技術(shù)——信息處理電力電子技術(shù)——電力變換31.1電力電子與信息電子電力電子技術(shù)——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)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M(fèi)W

甚至GW，也可小到

數(shù)W甚至mW級(jí)。4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)，以及這些電路構(gòu)成的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。1.2兩大分支5

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→直、直→交、直→直、交→交表1電力變換的種類變流技術(shù)—進(jìn)行電力變換的技術(shù)稱為變流技術(shù)輸出輸入直流交流交流整流調(diào)壓、變頻、變相直流直流斬波逆變1.2兩大分支6電力電子學(xué)(PowerElectronics)名稱60年代出現(xiàn)；1974年，美國W.Newell用圖1的倒三角形，認(rèn)為電力電子學(xué)是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而形成的。電力電子學(xué)電子學(xué)電力學(xué)控制理論連續(xù)、離散電路、器件靜止器、旋轉(zhuǎn)電機(jī)圖1描述電力電子學(xué)的倒三角形1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系7與電子學(xué)（信息電子學(xué)）的關(guān)系

都分為器件和應(yīng)用兩大分支器件的材料、工藝基本相同，都采用微電子技術(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)和放大狀態(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1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系8與電力學(xué)（電氣工程）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(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1.3與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系9與控?cái)嘀评砹苷摚傋詣?dòng)溉化技煎術(shù)）醬的關(guān)腐系控制鏈理論搞廣泛傅用于桃電力分電子購系統(tǒng)殿中電力艘電子祝技術(shù)蹲是弱電艦控制糕強(qiáng)電的技拋術(shù)，炎是弱感電和階強(qiáng)電岸的接受口控沿制理爆論是喉這種清接口協(xié)的有幫力紐文帶電力絕電子捧裝置遇是自崇動(dòng)化之技術(shù)揪的基榆礎(chǔ)元馳件和茅重要貼支撐塊技術(shù)1.莫3定與相誕關(guān)學(xué)完科的忠關(guān)系10電力圖電子淋技術(shù)今和運(yùn)惕動(dòng)控北制一起鋸，和串計(jì)算怒機(jī)技頸術(shù)共戀同成壯為未碎來科暗學(xué)技誓術(shù)的察兩大抬支柱電力醉電子叨技術(shù)潔是電推能變館換技?jí)粜g(shù),是把粗電披變?yōu)楸鼐姷募假澬g(shù)。似能源野是人妻類社源會(huì)的濾永恒評(píng)話題衰，電脆能是億最優(yōu)番質(zhì)的腐能源秧，因忽此，愉電力網(wǎng)電子規(guī)技術(shù)童將青喚春永撥駐。20世紀(jì)志后半香葉誕劫生和辱發(fā)展養(yǎng)的一往門嶄烤新的近技術(shù)隆，21世紀(jì)褲仍將油以迅墓猛的扣速度乳發(fā)展1.蔬4骨地位適和未距來11電力理電子沫技術(shù)蠅的發(fā)漢展史右是以役電力繞電子劍器件勤的發(fā)烏展史賢為綱戚的晶閘管問世，(公元元年)IGBT出現(xiàn)功率集成器件晶閘管時(shí)代水銀（汞弧）整流器時(shí)代電子管問世全控型器件迅速發(fā)展史前期（黎明期）19緞0419甘3019幟4719飄5719哭7019敘8019駝9020禍00t(準(zhǔn)年)晶體管誕生2.談電回力電殲子技沙術(shù)的裙發(fā)展繭史12一般碼工業(yè)爪：交直沃流電權(quán)機(jī)、渡電化飄學(xué)工研業(yè)、對(duì)冶金籌工業(yè)交通烤運(yùn)輸亡：電氣鴿化鐵資道、紅電動(dòng)貝汽車自、航蒸空、進(jìn)航海電力殼系統(tǒng)嬌：高壓斷直流聲輸電晶、柔辨性交栗流輸仁電、舅無功腳補(bǔ)償電子攜裝置牙電源獄：為信宮息電位子裝李置提瘡供動(dòng)魂力家用怒電器拆：“節(jié)躬能燈狠”、悅變頻舟空調(diào)其他摟：UP殲S、航天便飛行曠器、百新能某源、查發(fā)電走裝置3.玩電猾力電系子技雄術(shù)的久應(yīng)用13電力澆電子焦裝置擋提供弦給負(fù)隔載的商是各關(guān)種不誕同的搞直流燙電源挪、恒價(jià)頻交親流電法源和扇變頻衡交流奶電源忌，因肝此也蚊可以頭說，標(biāo)電力摟電子個(gè)技術(shù)焦研究委的也套就是電源思技術(shù)。電力租電子戴技術(shù)魄對(duì)節(jié)攪省電街能有刑重要脖意義激。特并別在刺大型鋤風(fēng)機(jī)面、水霞泵采注用變魂頻調(diào)粘速方撿面，叫在使臥用量項(xiàng)十分蘇龐大付的照酬明電灣源等躲方面引，電鎮(zhèn)力電周子技茫術(shù)的楚節(jié)能看效果易十分醉顯著象，因戒此它乎也被臺(tái)稱為悄是節(jié)能業(yè)技術(shù)。3.源電憐力電悼子技供術(shù)的梯應(yīng)用14例：恩鐵路早牽引這的動(dòng)聯(lián)力，寨最早霞是蒸毅汽機(jī)宇車，鋸隨后癥改為法內(nèi)燃享機(jī)車煌和電噴力機(jī)翼車。大功撕率硅職整流蘋技術(shù)撿的出步現(xiàn)，兵使機(jī)據(jù)車的能傳動(dòng)居型式墓從直—本直傳動(dòng)漲(直階流供挽電→述直流亞電動(dòng)繁機(jī))涌，變?yōu)楦督弧戎眰鲃?dòng)淹(交柱流供搖電→恒硅整紅流→更直流渾電動(dòng)場(chǎng)機(jī))野；大功蠅率的叔晶閘思管和盞微機(jī)龜控制棕技術(shù)鉤發(fā)展固，7蹄0年顛代出衣現(xiàn)交—輪直—窩交傳動(dòng)蘆(交哥流供豪電→返硅整立流→研逆變吹器→席交流橡電動(dòng)獸機(jī))相，即島所謂聾的交籍流傳仆動(dòng)，取代膜了交秧—直傳動(dòng)勾。3.籠電書力電雜子技拿術(shù)的稻應(yīng)用15發(fā)達(dá)顆國家抹的電雁能已醉有8顛0%推經(jīng)過靠電力碗電子挺技術(shù)膊處理持，節(jié)秤能效叫果達(dá)丟到1犁5-纏40提%。有文虛獻(xiàn)預(yù)更計(jì)到其20右50昆年，森經(jīng)過