电力电子技术第1章 绪论讲

电力电子技术PowerElectronics主讲教师：曹建平E_mail:[e-mail]:18942940610绪－2学时/学分：56/3.5(含实验12学时)课程类别：专业课程、学位课先修课程：电路理论、模拟电子技术、高等数学、电机学推荐教辅参考资源：1【中国】张润和.电力电子技术及应用.北京大学出版社.20082.【中国】陈坚.电力电子学.武汉:华中科技大学出版社,20033.【中国】石玉等编.电力电子技术题例与电路设计指导.机械工业出版社.20064.【中国】王兆安，黄俊.电力电子变流技术（第4版）.北京:机械工业出版社,2002课程简介绪－3推荐教学参考资源：5.【中国】颜世钢等.电力电子技术问答.北京:机械工业出版社.2007教材资源介绍教学目标：应用型人才培养课程学习包括以下环节：1、课堂教学；2、实验教学；3、实践作业；4、课程设计5、专业课程设计；6、毕业设计；课程简介教学要求：1.明确什么是电力电子技术及所具有的特点；2.了解电力电子技术所研究的内容、应用领域及发展前景；3.明确本课程学习的基本要求。绪论绪－51.1什么是电力电子技术1.2电力电子技术的发展1.3电力电子技术的应用1.4教材的内容简介第1章绪论绪－61）电力电子技术概念2）电力电子技术两个分支3）与其他学科的关系4）地位和未来1.1什么是电力电子技术返回绪－7信息电子技术——用于信息处理电力电子技术——用于电力变换电子技术一般指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。模拟电子技术电子技术信息电子技术电力电子技术数字电子技术返回1.1什么是电力电子技术电力电子技术概念绪－8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一门技术。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。它是应用于电力领域的电子技术。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。返回1.1什么是电力电子技术绪－9变流技术（即电力电子器件应用技术）是电力电子技术的核心；其理论基础是电路理论；包括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，以及其构成电力电子装置和电力电子系统的技术。电力电子器件制造技术是电力电子技术的基础；其理论基础是半导体物理。返回1.1什么是电力电子技术电力电子技术两大分支绪－10电力种类——交流、直流两种电力变换（流）类型交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流进行电力变换的技术称为变流技术。整流逆变直流斩波交流电力控制返回1.1什么是电力电子技术绪－11电力电子学(PowerElectronics)名称在20世纪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。电力电子学电子学电力学控制理论连续、离散图1描述电力电子学的倒三角形1.1什么是电力电子技术返回绪－12与电子学（信息电子学）的关系1.1什么是电力电子技术返回与其他学科的关系都分为器件和应用两大分支。器件的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。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。二者同根同源。绪－131.1什么是电力电子技术与电力学（电气工程）的关系返回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。绪－14与控制理论（自动化技术）的关系1.1什么是电力电子技术返回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。绪－15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，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。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。1.1什么是电力电子技术返回地位和未来绪－16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。晶闸管问世，(“公元元年”)IGBT及功率集成器件出现和发展时代晶闸管时代电子管问世全控型器件迅速发展时期史前期（黎明期）19041930194719571970198019902000t(年)晶体管诞生1.2电力电子技术的发展史返回绪－171.3电力电子技术的应用返回1)一般工业：交直流电机、电化学工业、冶金工业2)交通运输：电气化铁道、电动汽车、航空、航海3)电力系统：高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿4)电子装置电源：为信息电子装置提供动力5)家用电器：“节能灯”、变频空调6)其他：UPS、航天飞行器、新能源、发电装置绪－18轧钢机数控机床冶金工业1）一般工业1.3电力电子技术的应用绪－192）交通运输1.3电力电子技术的应用（电源转换器、PowerInverter）是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。车载电源逆变器在国外市场受到普遍欢迎。在国外因汽车的普及率较高，外出工作或外出旅游即可用逆变器连接蓄电池带动电器及各种工具工作。中国进入WTO后，国内市场私人交通工具越来越多，因此，车载逆变器电源作为在移动中使用的直流变交流的转换器，会给你的生活带来很多的方便，是一种常备的车用汽车电子装具用品。把家用电器连接到车载逆变器的输出端就能在汽车内使用各种电器象在家里使用一样方便。可使用的电器有：手机、笔记本电脑、数码摄像机、照像机、照明灯、电动剃须刀、CD机、游戏机、掌上电脑、打印机、电动工具、车载冰箱等。Example:车载逆变器车载逆变器相关图片：绪－223）电力系统SVC高压直流装置HVDC柔性交流输电FACTS1.3电力电子技术的应用绪－23柔性交流输电技术就是基于电力电子变流技术并直接作用于输电系统的一些快速控制设备的集合群。柔性交流输电技术通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使电力传输容量更接近线路的热稳定极限。从这一意义上讲，柔性交流输电技术是目前提高供电可靠性和提高输电系统传输容量的最有效的措施。柔性交流输电FACTSSVC是专门用来产生无功功率的电力电子装置，通过开关器件的调节，分别调节不同大小的容性或感性无功功率。对电网的无功进行补偿，提高效率。静止无功补偿装置SVC绪－244）电子装置用电源程控交换机电子装置微型计算机1.3电力电子技术的应用绪－255）家用电器1.3电力电子技术的应用绪－266）其他大型计算机的UPS航天技术新型能源1.3电力电子技术的应用Example:UPSUPS电路结构框图绪－28总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人们学习、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电源，因此可以说，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，在使用量十分庞大的照明电源等方面，因此它也被称为是节能技术。1.3电力电子技术的应用1.4教材的内容简介绪－30课程学习要求课程内容：包括器件、电路和应用三大方面，其中应以电路为主。学习要求：1）掌握电力电子技术的基础理论和基本变换电路。2）熟悉典型电力电子器件的工作原理、外部电气特性及参数，能够根据需要合理地选择和正确地使用电力电子器件。3）掌握功率变换主电路的的拓扑结构、工作原理、分析方法和变换电路的初步设计和计算，不同性质的负载对电路工作特性的影响。4）掌握如何为电力电子变换装置选择或设计合理的控制、缓冲和保护电路。绪－31课程学习要求课程内容：包括器件、电路和应用三大方面，其中应以电路为主。学习要求：5）了解电力电子技术在工程领域中的应用。6）掌握基本的实验方法与技能。着重物理概念、基本分析方法和工程应用。突出“管为路用”的基本原则，要以电路为主线，重点放在电路上，正确处理好器件、电路、应用三者的关系。绪－32就业相关知识了解岗位描述：负责感应加热电源及其成套设备的研发工作；要求：电力电子与电力传动专业，本科以上学历，2年以上工作经验（可考虑优秀应届毕业生），简历中请详细介绍曾做过的项目或课题。岗位：感应加热电源工程师电力电子技术调查报告内容须含有以下几部分：1、电力电子技术的最新发展及应用情况；2、电力电子器件的发展水平及参考价格；3、本专业最近的有价值的就业招聘信息；4、本专业的考研方向和院校、用人单位对所聘用人才的评价及期望；5、与电力电子技术有关的研究课题等。