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1、《電力電子技術》緒論上海電力學院電子教研室《電力電子技術》緒論1.什么是電力電子技術模擬電子技術信息電子技術數(shù)字電子技術電子技術電力電子技術主要用于信息處理主要用于進行電力變換的技電力變換術稱為變流技術電力電子技術——應用于電力領域的電子技術，使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術均用半導體制成，故數(shù)百MW甚至GW，也可2008-5-14也稱電力半導體器件上海電力學院小到數(shù)電子技術教研室W甚至1W以下2《電力電子技術》緒論交流(Altive)和直流(Directive)兩種★四類基本電力變換輸入交流直流輸出第2章第3章整流直流斬波直流AC——
2、DCDC——DC第4章第5章交流電力控制逆變交流變頻、變相DC——ACAC——AC2008-5-14上海電力學院電子技術教研室3《電力電子技術》緒論★電力電子技術兩個分支:電力電子器件制造技術電力電子技術的基礎，理論基礎是半導體物理變流技術（電力電子器件應用技術）電力電子技術的核心，理論基礎是電路理論本課程的主要內容★器件的工作狀態(tài):信息電子，既可放大，也可開關電力電子，為避免功率損耗過大，總在開關狀態(tài)——電力電子技術的一個重要特征2008-5-14上海電力學院電子技術教研室4《電力電子技術》緒論★“電力電子技術”和“電力電子學”電力電子學(Po
3、werElectronics)名稱60年代出現(xiàn)分別從工程技術和學術的角度來稱呼，實際內容沒有很大不同圖0-1描述電力電子學的倒三角形靜止器電子學電力學1974年，美國的W.器件、Newell用倒三角形對電、旋轉電機電力力電子學進行了描述，電路被全世界普遍接受電子技術連續(xù)、離散電力電子技術可看成控制“弱電控制強電”的技術，是“弱電和強電理論的接口”，控制理論是實現(xiàn)該接口的強有力紐帶2008-5-14上海電力學院電子技術教研室5《電力電子技術》緒論★電力電子技術與電氣工程的關系：電力電子技術廣泛用于電氣工程中諸如：高壓直流輸電、靜止無功補償、電力機車
4、牽引、交直流電力傳動、電解、勵磁、電加熱、高性能交直流電源等電力系統(tǒng)和電氣工程通常把電力電子技術歸屬于電氣工程學科2008-5-14上海電力學院電子技術教研室6《電力電子技術》緒論2.電力電子技術的發(fā)展史1)1904年出現(xiàn)了電子管，能在真空中對電子流進行控制，并應用于通信和無線電，從而開了電子技術之先河2)后來出現(xiàn)了水銀整流器，其性能和晶閘管很相似。在30年代到50年代，是水銀整流器發(fā)展迅速并大量應用的時期。3)發(fā)展更早的電動機—直流發(fā)電機組，即變流機組。和旋轉變流機組相對應，靜止變流器的稱呼從水銀整流器開始并沿用至今4)1947年美國貝爾實驗室
5、發(fā)明晶體管，引發(fā)了電子技術的一場革命5)最先用于電力領域的半導體器件是硅二極管2008-5-14上海電力學院電子技術教研室7《電力電子技術》緒論2.電力電子技術的發(fā)展史6)1956年貝爾實驗室研制出晶閘管雛形，1958年美國通用電氣公司完成其生產工藝晶閘管性能優(yōu)越，很快取代了水銀整流器和旋轉變流機組，且其應用范圍也迅速擴大。電力電子技術的概念和基礎就是由于晶閘管及晶閘管變流技術的發(fā)展而確立的7)80年代后期開始復合型器件IGBT（1988年）是MOSFET和BJT的復合，性能十分優(yōu)越，現(xiàn)代電力電子技術的主導器件MCT是MOSFET和晶閘管的復合、
6、IGCT是MOSFET和GTO的復合8)模塊：為了使電力電子裝置的結構緊湊、體積減小，常常把若干個電力電子器件及必要的輔助元件做成模塊的形式9)功率集成電路：把驅動、控制、保護電路和功率器件集成在一起，構成功率集成電路（PIC）。目前其功率都還較小，但代表了電力電子技術發(fā)展的一個重要方向2008-5-14上海電力學院電子技術教研室8《電力電子技術》緒論3.電力電子技術的應用1）一般工業(yè)①直流電動機的電源（可控整流、直流斬波）②交流電機的交流調速、軟起動等（間接交流變流、交流調壓）③電解（鋁、燒堿）、電鍍、直流電弧爐（整流）、高頻或中頻感應加熱、淬
7、火（變頻）2）交通運輸①電氣化鐵道：直流機車中采用整流裝置、直流斬波器，交流機車采用變頻裝置，車輛中的各種輔助電源②電動汽車：電機的電力變換和驅動控制、蓄電池的充電③航空和航海：飛機、船舶需要很多不同要求的電源④電梯：變頻調速2008-5-14上海電力學院電子技術教研室9《電力電子技術》緒論3.電力電子技術的應用2008-5-14上海電力學院電子技術教研室10《電力電子技術》緒論3.電力電子技術的應用2008-5-14上海電力學院電子技術教研室11《電力電子技術》緒論3.電力電子技術的應用3）電力系統(tǒng)①電力電子技術是電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的關鍵技術之一至
8、2003年，發(fā)達國家在用戶最終使用的電能中有75%以上至少經過一次電力電子變流裝置的處理。本世紀將達90%以上。②直流輸電、柔性交流輸電
