1、1,所用教材 電力電子技術(shù) 石新春 楊京燕 王毅 編 中國電力出版社,2,主要參考書 電力電子技術(shù) Power Electronics,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,3,0.1 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,4,0.1 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

2、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。,5,0.1.1 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),6,0.1.1 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”。,實現(xiàn)電能變換,實現(xiàn)信息處理,7,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M

3、W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,8,0.1.2 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。,9,0.1.2 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、

4、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）,10,0.1.3 電力電子技術(shù)與其他學(xué)科間的關(guān)系,電力電子學(xué) (Power Electronics)名稱源于上世紀60年代。,1973年，William E. 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。,11,0.1.3 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

5、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。,12,0.1.3 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。,13,0.1.3 電力電子技術(shù)與其他學(xué)科間的關(guān)系,（3）電力電子

6、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。,14,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

7、地位與未來,15,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。 科學(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,16,電子管問世,水銀（汞?。?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,17,一般工業(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

8、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,18,（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,19,（2）交通運輸,0.3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,20,（3）電力系統(tǒng),SVC,HVDC裝置,柔性交流輸電,0.3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,21,（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,22,（5）家用電器,0.3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,23,（6）其他,大型計算機的UPS電源

9、,0.3 電力電子技術(shù)的應(yīng)用,航天技術(shù),新型能源,24,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,25,0.4.1 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,26,0.4.1 教材的結(jié)構(gòu)框架及內(nèi)容,27,課程性質(zhì)：帶有專業(yè)色彩的技術(shù)基礎(chǔ)課。 一般分析方法