电力电子课件—绪论

现代电力电子技术湖南大学电气与信息工程学院2006年7月主讲：王辉绪论1.什么是电力电子技术2.电力电子技术的发展史3.电力电子技术的应用1.1电力电子与信息电子信息电子技术——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。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。１．什么是电力电子技术1.2电力电子技术两大分支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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。电力电子技术的理论基础是电路理论。电能形式——交流（AC：AlternatingCurrent）直流（DC：DirectCurrent）电力变换四大类：ＡＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＤＣ、ＤＣ／ＡＣ、ＡＣ／ＡＣ表1电力变换的种类1.３电力变换形式进行电力变换的技术称为变流技术输出输入直流（DC）交流（AC）交流（AC）整流（AC-DC）交流电力控制变频、变相（AC-AC）直流（DC）直流斩波（DC-DC）逆变（DC-AC）1.４与相关学科的关系电力电子学(PowerElectronics)名称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讨论与其他学科关系？２、电力电子技术的发展历史电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展历史为纲的电能变换技术的发展为电力电子技术发展奠定理论和技术基础1957年发明晶闸管全控型器件GTOGTRMOSFET复合型器件IGBTIGCTMCT集成功率电路PICHVICIPM电力电子器件的发展历史电力电子器件的发展方向：体积小、功率大、开关频率高、损耗低、集成度高晶闸管问世，(公元元年)IGBT出现功率集成器件晶闸管时代水银（汞弧）整流器时代电子管问世全控型器件迅速发展史前期（黎明期）19041930194719571970198019902005t(年)晶体管诞生电能变换发展：交流——直流变流机组电动机启动器交流电动机A.C.M直流发电机D.C.G控制系统三相50赫交流电源电压反馈电压给定励磁直流负载电能变换发展：交流——交流变流机组电动机启动器交流电动机A.C.M直流发电机D.C.G直流电动机D.C.M交流发电机A.C.G控制系统1fi2fi三相50赫交流电源频率、电压反馈频率、电压给定电能变换技术发展方向：大功率高频化集成化现代电力电子技术一个核心技术三个基本特征五个发展方向多种应用领域·现代电力电子技术电源变频定频开关有源无功电能处理与节能弱电控制强电高技术的支撑高功率密度高压大功率高功率因数高性能+DSP高频高效3.电力电子技术的应用一般工业：交直流电机驱动、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、电力市场电子装置电源：为信息电子装置提供动力家用电器：“节能灯”、变频空调等大部分其他：UPS、航天飞行器、新能源、发电装置电力电子技术在交直流电机驱动系统中的应用矿井/水泥制造高速铁路/城市轻轨轧钢舰船推进石油/石化发电造纸污水处理电力电子技术在风力发电中的应用电力电子技术在交通运输中的应用——磁悬浮列车电力电子技术在交通运输中的应用——电动汽车电力电子技术也是节能技术