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《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)美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）下設(shè)的電力電子學(xué)會（PELS）對“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)計理論以及分析開發(fā)工具，實現(xiàn)對電能的高效能變換和控制的一門技術(shù)。對電能的高效能變換和控制包括對電壓、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)實現(xiàn)電能變換實現(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電能進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MW甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至mW級。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60年代。1973年，WilliamE.Newell博士首次用一倒三角形，對電力電子學(xué)進行了形象描述。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)，也可以工作在開關(guān)狀態(tài)。而電力電子電路中的器件一般只工作在開關(guān)狀態(tài)。電力電子與信息電子二者傳遞的能量等級不同。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功補償電力機車牽引交、直流電力傳動電解、電鍍、電加熱所需高性能交直流電源等國內(nèi)外均把電力電子技術(shù)歸為電氣工程的一個分支，而且是目前電氣工程領(lǐng)域中最為活躍的一個分支。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)是弱電控制強電的技術(shù)，是弱電和強電間的接口；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)連同運動控制一起與計算機及其應(yīng)用技術(shù)，共同成為當今以及未來科學(xué)技術(shù)發(fā)展的兩大支柱。有人比喻：計算機相當于人腦運動控制相當于肌肉動作和四肢活動電力電子技術(shù)相當于神經(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的重要且永恒話題。0.1.4電力電子技術(shù)的地位與未來14電力電子技術(shù)06第0章_緒論歷史是人類社會發(fā)展的一面鏡子，研究過去和現(xiàn)在，將有助于把握未來?？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。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)展簡史15電力電子技術(shù)06第0章_緒論電子管問世水銀（汞弧）整流器時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代全控器件迅速發(fā)展時期IGBT及功率集成器件出現(xiàn)及發(fā)展的時代0.2電力電子技術(shù)發(fā)展簡史16電力電子技術(shù)06第0章_緒論一般工業(yè)：電機驅(qū)動、電化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)等。交通運輸：電氣化鐵道、電動汽車、航空、航海等。電力系統(tǒng)：高壓直流輸電、柔性交流輸電、無功補償及諧波抑制等。電子裝置電源：為信息電子裝置提供動力。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)控機床軋鋼機18電力電子技術(shù)06第0章_緒論（2）交通運輸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基礎(chǔ)測量儀器微型計算機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）其他大型計算機的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載的是各種不同的電源，因此可以說，電力電子技術(shù)研究的也是電源技術(shù)。電力電子技術(shù)對節(jié)電有著重要意義，例如大型風(fēng)機、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