電力電子技術(shù)與電力傳動(dòng)

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1、第四章電力電子技術(shù)與電力傳動(dòng)電力電子技術(shù)的作用電力電子技術(shù)的特點(diǎn)電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容電力電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域電力電子技術(shù)的發(fā)展方向電力傳動(dòng)概況1電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的作用2電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的作用（續(xù)）當(dāng)今世界電力能源的使用約占總能源的40%。而電能中有40%需要經(jīng)過(guò)電力電子設(shè)備的變換才能被使用。IEEE給出電力電子技術(shù)的定義：Powerelectronicsisthetechnologyassociatedwiththeefficientconversion,controlandconditioningofelectricpowerbystaticmeansfrom

2、itsavailableinputformintothedesiredelectricaloutputform.簡(jiǎn)單地說(shuō)，電力電子技術(shù)就是以電子器件為開(kāi)關(guān)，把能得到的電源變換為所需要的電源的一門(mén)科學(xué)應(yīng)用技術(shù)，即電源變換技術(shù)。它是電子工程、電力工程和控制工程相結(jié)合的一門(mén)技術(shù)，以控制理論為基礎(chǔ)、以微電子器件或計(jì)算機(jī)為工具、以電子開(kāi)關(guān)器件為執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的有效變換。3電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的作用（續(xù)）電力電子技術(shù)的基本工作框圖：4電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的作用（續(xù)）容量為12kV/1.5kA的晶閘管5電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的作用（續(xù)）電力電子可控開(kāi)關(guān)元件6電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力

3、電子技術(shù)的作用（續(xù)）安裝在挪威的±160Mvar、42kV的無(wú)功發(fā)生器7電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的特點(diǎn)它是從電氣工程中3大學(xué)科領(lǐng)域（電力、控制、電子）發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型交叉學(xué)科。電力電子技術(shù)特點(diǎn)：弱電控制強(qiáng)電的學(xué)科交叉技術(shù)；所涉及的學(xué)科廣泛，包括：基礎(chǔ)理論（固體物理、電磁學(xué)、電路理論）、專(zhuān)業(yè)理論（電力系統(tǒng)、電子學(xué)、傳熱學(xué)、系統(tǒng)與控制、電機(jī)學(xué)及電力傳動(dòng)、通信理論、信號(hào)處理、微電子技術(shù)）以及專(zhuān)門(mén)技術(shù)（電磁測(cè)量、計(jì)算機(jī)仿真、CAD）等。傳送能量的模擬-數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換技術(shù)；多學(xué)科知識(shí)的綜合設(shè)計(jì)技術(shù)。8電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容：電力半導(dǎo)體器件；變換器電路結(jié)構(gòu)與

4、設(shè)計(jì)；控制與調(diào)節(jié)；電力電子技術(shù)中的儲(chǔ)能元件；電子電路的封裝與制造；電磁干擾和電磁兼容；電機(jī)控制；電力質(zhì)量控制。9電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）電力半導(dǎo)體器件—電力電子技術(shù)的核心常見(jiàn)的功率半導(dǎo)體器件有：二極管、晶閘管、GTO、VDMOS、BJT、IGBT、IGCT等。二極管及其符號(hào)10電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）晶閘管及其符號(hào)11電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）GTO及其符號(hào)GTO—門(mén)極可關(guān)斷晶閘管12電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）VDMOS及其符號(hào)VDMOS—垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管13電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論ab電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（

5、續(xù)）BJT及其符號(hào)BJT—雙極晶體管14電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）IGBT及其符號(hào)IGBT—絕緣柵雙極晶體管15電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）IGCT及其符號(hào)IGCT—集成門(mén)極換向晶閘管16電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）變換器電路結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)根據(jù)電能變換的輸入輸出形式，可以分為四種形式：交流-直流變換器（AC/DC）——整流器；直流-直流變換器（DC/DC）——斬波器；直流-交流變換器（DC/AC）——逆變器；交流-交流變換器（AC/AC）——交流調(diào)壓器、周波變換器；一個(gè)性能良好的變換裝置設(shè)計(jì)，大致應(yīng)包括功能指標(biāo)設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)、系統(tǒng)散熱設(shè)計(jì)和

6、結(jié)構(gòu)親和性設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面。輸入輸出17電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）控制與調(diào)節(jié)電力電子的所有應(yīng)用都包含有控制與調(diào)節(jié)問(wèn)題。如：靜態(tài)電力變換與控制；靜態(tài)電力供應(yīng)；運(yùn)動(dòng)控制等計(jì)算機(jī)用于電力電子技術(shù)的控制與調(diào)節(jié)18電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）電力電子技術(shù)中的儲(chǔ)能元件電力電子技術(shù)中的儲(chǔ)能元件有磁性元件和電容器兩類(lèi)。電力電子技術(shù)中的磁性材料的種類(lèi)越來(lái)越多，如軟磁合金（鐵鎳合金、鐵鋁合金、鐵鈷釩合金等）、鐵氧體（錳鋅鐵氧體、鎂鋅鐵氧體等）、新型非晶和微晶軟磁材料（鐵基非晶、鈷基非晶等）。電容器是與磁性元件對(duì)偶的一種儲(chǔ)能和濾波元件。印刷板上的平面變壓器19電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力

7、電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）電子電路的封裝與制造電力半導(dǎo)體器件的封裝技術(shù)包括材料、制造過(guò)程、散熱管理，以及與器件電氣特性有關(guān)的布局優(yōu)化問(wèn)題。智能化的IGBT模塊封裝20電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容（續(xù)）電磁干擾和電磁兼容電力電子技術(shù)是以du/dt和di/dt方式工作，顯然電力電子系統(tǒng)工作時(shí)，就是一個(gè)大的電磁干擾源；電力電子技術(shù)中研究電磁干擾和電磁兼容是重要的內(nèi)容之一。電力電子設(shè)備在做電磁干擾試驗(yàn)21電氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論