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走进电世界（8）武汉大学电气工程学院8电力电子与电力传动技术引言科学家探索的是世界的本来面貌，工程师则是创造一个新的世界。——卡曼电力电子技术电力传动技术8-18-38-2智能电网中的电力电子技术8.1电力电子技术电力电子技术学科的交叉构成关系电子学电路、器件电力电子技术电力学连续、离散控制理论静止器、旋转电机电力半导体器件电力电子技术电力电子成套装置控制理论电力电子技术是以电力为对象的电子技术，是一门利用电力电子器件对电能进行转换与控制的新兴科学。电力半导体器件——应用半导体工艺制作的可承受或控制一定功率的半导体元件。电力电子成套装置——应用电力半导体器件以及所需的控制理论，按生产机械的要求而实现的一个电气整体。控制理论——实现弱电控制强电接口的强有力桥梁。电力电子技术的核心技术功率变换控制技术模拟技术数字技术8.1.1电力电子技术的核心技术输出负载侧()输入电源侧()交流直流()正变换整流器()直流转换斩波器交流功率调节()频率变换循环换流器逆变换逆变器()交流直流功率变换功率变换与控制的基本功能控制输入信号、信息()输入电源()半导体功率变换装置输出负载()电力电子技术的发展史史前期（黎明期）晶闸管问世（公元元年）全控型器件迅速发展晶体管诞生电子管问世()水银汞弧整流器时代晶闸管时代IGBT出现功率集成器件190419301947195719701980199020008.1.2电力电子技术的核心技术电力半导体器件的形成与发展过程混合载流子导电电力半导体器件一种载流子导电二种载流子导电MAGTIGBTIEGTSINFETMCTDTGTRIGCTSITHGTORCTLATTThr(SCR)SITSBOMOSFETPN结SR半导体材料及半导体技术在发电系统中的应用大型发电机的静止励磁控制水力、风力发电机的变速恒频励磁发电厂风机、水泵的变频调速8.1.3电力电子技术的主要应用在输电系统中的应用柔性交流输电技术高压直流输电技术静止无功补偿器在配电系统中的应用用户电力技术电力拖动系统两项关键性的应用高频开关电源变频调速技术如：现代通信电源如：感应加热装置其他应用电车控制节能与照明电力电子和利用自然能量发电实现能源的可持续利用环境保护应用电力电子技术所实现的要求增强功能（实现迄今不能实现的要求）提高性能（加快响应速度，提高控制精度）提高效率（可做到节电，节能）保养简单（可采用没有电刷和换向器的交流电动机，来代替具有电刷和换向器的直流电动机）全控化集成化高频化高效率化变换器小型化绿色化模块化数字化改善和提高供电电网的质量电力电子器件的容量和性能的优化8.1.4电力电子技术在现代工业中的重要地位8.1.5电力电子技术的发展与特点8.2电气传动技术电气传动系统的构成电源控制装置电动机传动机构生产机械电气传动系统以转速为被控参数的调速系统以直线位移或角位移为被控参数的位置随动系统8.2.1电气传动技术的分类与特点电气传动系统的主要优点适用功率范围宽转速范围广与负载配合方便运行特性的种类多动态特性好、稳速精度高、定位精确可实现四象限运行空载损耗小、效率高8.2.2电气传动技术的发展历程8.2智能电网中的电力电子技术电力电子技术在智能电网中的应用电力电子装置在电源领域应用举例电网建设面临问题资源分布不均衡电源结构不合理8.3.1中国电网建设发展面临的主要问题8.3.2电力电子技术在智能电网中的应用直流输电技术电力电子技术能量转换技术电能质量技术柔性交流输电技术思考题电力电子技术有几个主要的的组成部分？各有哪些重要作用？电力电子技术发展的特点是什么？你认为电力电子技术发展的关键是什么？电气传动有哪些重要作用？