PPT《电力电子技术Power Electronic Technology》

电力电子技术Power Electronic Technology 第一讲 概述1.

1 什么是电力电子技术 1.2 电力电子技术的发展史 1.3 电力电子技术的应用 1.4 电力电子技术的主要内容 1.1 什么是电力电子技术 电子技术包括:信息电子技术 电力电子技术信息电子技术(Info Electronic Technology)――模拟电子技术(Analog Electronic Technology)和数字电子技术(Digital Electronic Technology),主要用于信息处理(Info Dispose).电力电子技术(Power Electronic Technology)――应用于电力领域的电子技术,使用电力电子器件(Power Electronic Device)对电能进行变换和控制的技术.电力电子技术主要用于电力变换(Power Conversion)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(Power Semiconductor Device)电力电子装置(Power Electronic Equipment)的功率,可大到数百MW甚至GW,也可小到数瓦甚至1W以下 1.1 什么是电力电子技术-电力电子技术的两个分支 电力电子技术的两个分支: 电力电子变流技术 电力电子器件制造技术

1、电力电子变流技术(Power Electronic Conversion Technique) 用电力电子器件(Power Electronic Device)构成电力变换电路(Power Conversion Circuit)和对其进行控制的技术,及构成电力电子装置(Power Electronic Equipment)和电力电子系统(Power Electronic System)的技术. 电力电子技术的核心,理论基础是电路理论(Theory of Electric circuit).

2、电力电子器件制造技术(Manufacture Technique of Power Electronic Device) 电力电子器件制造技术的基础,理论基础是半导体物理(Semiconductor Physics) 1.1 什么是电力电子技术-电力电子变流技术 电力电子变流技术:用电力电子器件进行电力变换的技术,简称为变流技术(Power Conversion Technique).电力变换四大类:交流-直流、直流-交流、直流-直流和交流-交流. 输入输出 交流(Alternating Current-AC) 直流(Direct Current-DC) 直流(Direct Current-DC 整流(Rectification) 直流斩波(DC Chopping) 交流(Alternating Current-AC) 交流调压(AC Voltage Conversion)、变频(Frequency Conversion)、变相(Phase Conversion) 逆变(Inversion) 1.1 什么是电力电子技术-电力变换的类型 电力变换的类型: 常见的电力变换种类 1.1 什么是电力电子技术-电力电子技术特点 电力电子技术特点电力电子技术的发展集中体现在电力电子器件的发展上;

这些器件一般均工作在开关状态,这是重要特征;

电力电子技术是电气工程学科中目前最为活跃的分支.有人预言: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. 1.1 什么是电力电子技术-电力电子器件 开关器件――IGCT=驱动电路+GCT 4kA/4.5kV IGCT 663A/4.5kV IGCT GCT分解部件 1.1 什么是电力电子技术-开关器件 1.1 什么是电力电子技术- 电力电子技术 和 电力电子学 电力电子技术 和 电力电子学 电力电子学 (Power Electronics) 60年代出现,1974年,美国的W. Newell用图0-1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 和 电力电子技术 分别从学术和工程技术的角度来称呼,实际内容没有很大不同. 1.1 什么是电力电子技术-电力电子技术和电子技术的关系 电力电子技术和电子技术的关系 电子技术 对应 电力电子技术 电子器件 电力电子 电子电路 电力电子电路 电力电子器件制造技术和电子器件(Electronic Device)制造技术的理论基础是一样的,大多数工艺也相同 现代电力电子器件制造大都使用集成电路(Integrate Circuit-IC)制造工艺,采用微电子(Micro-electronics)制造技术,许多设备都和微电子器件制造设备通用,说明二者同根同源. 1.1 什么是电力电子技术-电力电子技术和电子学 电力电子技术和电子学的关系电力电子电路(Power Electronic Circuit)和电子电路Electronic Circuit)许多分析方法一致,仅应用目的不同广义而言,电子电路中的功放和功率输出也可算做电力电子电路电力电子电路广泛用于电视机、计算机等电子装置中,其电源部分都是电力电子电路器件的工作状态信息电子 既可放大,也可开关电力电子 为避免功率损耗过大,总在开关状态 ――电力电子技术的一个重要特征 电力电子技术与电气工程的关系 主要关系:电力电子技术广泛用于电气工程(Electrical Engineering)中.电力电子装置广泛用于高压直流输电(High-Voltage DC Transmission)、静止无功补偿(Static VAR Compensate)、电力机车牵引(Electrical Power Motorcycle Driving)、交直流电力传动(AC/DC Power Driving)、电解(Electrolyze)、励磁(Excitation)、电加热(Electric Power Heating)、高性能交直流电源(High-Performance AC/DC Power Supply) 等电力系统(Electric Power System)和电气工程(Electrical Engineering). 1.1 什么是电力电子技术-电力电子技术与电气工程的关系2 通常把电力电子技术归属于电气工程学科电气工程学科中一个最为活跃的分支,其不断进步给电气工程的现代化以巨大的推动力 电力电子技术与控制理论的关系 控制理论广泛用于电力电子技术,使电力电子装置和系统的性能满足各种需求电力电子技术可看成 弱电控制强电 的技术,是 弱电和强电的接口 ,控制理论是实现该接口的强有力纽带控制理论和自动化技术密不可分,而电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术 1.2 电力电子技术的发展史 电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,因此,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. 〔四个阶段〕史前期(1957年以前):使用水银整流器(汞整流器),其性能和晶闸管类似. 这段时间,各种整流、逆变、周波变流的电路和理论已经成熟并广泛应用.晶闸管时代(1958~70年代):全控型器件时代(70年代后期):复合器件时代(80年代后期): 电力电子技术的史前期 晶闸管出现前的时期,用于电力变换的电子技术已经存在: 1904年出现了电子管(Vacuum tube),能在真空中对电子流进行控制,并应用于通信和无线电,从而开了电子技术之先河后来出现了水银整流器(Mercury Rectifier),其性能和晶闸管(Thyristor)很相似.在30年代到50年代,是水银整流器发展迅速并大量应用的时期.它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所、轧钢用直流电动机的传动,甚至用于直流输电. 电力电子技术的史前期2 交流电变为直流电的方法除水银整流器外,还有发展更早的电动机―直流发电机组,即变流机组.和旋转变流机组相对应,静止变流器的称呼从水银整流器开始并沿用至今;