文档介绍：1. 什么是电力电子技术(What is power electronics)
(power electronics and information electronics)
信息电子技术——信息处理
电力电子技术——电力变换
电子技术一般即指信息电子技术,广义而言,也包括电力电子技术。
电力电子技术——使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,即应用于电力领域的电子技术。
目前电力电子器件均用半导体制成,故也称电力半导体器件。
电力电子技术变换的“电力”,可大到数百MW甚至GW,也可小到数W甚至mW级。
两大分支
电力电子器件制造技术:电力电子技术的基础,理论基础是半导体物理。
变流技术(电力电子器件应用技术):
用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术,以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术;是电力电子技术的核心,理论基础是电路理论。
变流技术的种类
电力——交流和直流两种:从公用电网直接得到的是交流,从蓄电池和干电池得到的是直流
电力变换四大类:交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
表1 电力变化的种类
与相关学科的关系
电力电子学(Power Electronics)名称60年代出现;
1974年,美国的W. Newell用图1的倒三角形对电力电子学进行了描述,被全世界普遍接受;
与电子学(信息电子学)的关系
①都分为器件和应用两大分支
②器件的材料、工艺基本相同,都采用微电子技术
③应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同
④信息电子电路的器件可工作在开关状态,也可工作在放大状态
电力电子电路的器件一般只工作在开关状态
⑤二者同根同源
与电力学(电气工程)的关系
电力电子技术广泛用于电气工程中:
高压直流输电静止无功补偿
电力机车牵引交直流电力传动
电解、电镀、电加热、高性能交直流电源
国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支
电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支
与控制理论(自动化技术)的关系
控制理论广泛用于电力电子系统中
电力电子技术是弱电控制强电的技术,是弱电和强电的接口控制理论是这种接口的有力纽带
电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术
地位和未来
电力电子技术和运动控制一起,和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱
计算机——人脑
电力电子技术——消化系统和循环系统
电力电子+运动控制——肌肉和四肢
电力电子技术是电能变换技术,是把粗电变为精电的技术
能源是人类社会的永恒话题,电能是最优质的能源,因此,电力电子技术将青春永驻。
20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的技术,21世纪仍将以迅猛的速度发展
2. 电力电子技术的应用
一般工业:
交直流电机、电化学工业、冶金工业
交通运输:
电气化铁道、电动汽车、航空、航海
电力系统:
高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
电子装置电源:
为信息电子装置提供动力
家用电器:
“节能灯”、变频空调
其他: UPS、航天飞行器、新能源、发电装置
总之,电力电子技术的应用范围十分广泛,激发了一代又一代的学者和工程技术人员学****研究电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源,因此也可以说,电力电子技术研究的也就是电源技术。
电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面,在使用量十分庞大的照明电源等方面,电力电子技术的节能效果十分显著,因此它也被称为是节能技术。
电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的
电力电子器件
教学目的与要求
通过本章的学****使学生掌握各种电力电子器件的特性和使用方法。
二、授课内容
电力电子器件的概念、特点和特性。
各种常用电力电子器件的工作原理、基本特性、主要参数及选择和使用中应注意的一些问题。
三、重点、难点及学生的要求
1、重点
晶闸管,GTO, GTR, P-MOSFET等电力电子器件的工作原理,基本特性及主要参数。
电力电子器件的驱动及保护
2、难点
各类电力电子器件的基本特性。
要求
1) 掌握电力电子器件的型号命名法医及其参数和特性曲线的使用方法。
2) 掌握各类电力电子器件驱动电路的特点。
3) 熟悉各类保护电路的作用及原理。
4) 了解电力电子器件的串并联使用方法
电力电子器件的概念和特征
电力电子电路的基础——电力电子器件
概念:
电力电子器件(power electronic device)——可直接用于处理电能的主电路