电力电子技术课件-第1章绪论

电力电子技术使用教材电力电子技术（第5版）王兆安、刘进军主编，机械工业出版社主讲张新荣学时48（8学时实验)考试第一章绪论1.定义及意义：

电子技术：研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的学科

信息电子技术：模拟电子技术、数字电子技术利用功率半导体器件的开关作用控制电功率的流动，从而实现对电能进行变换的技术。电力电子技术：电压、电流、频率、波形各方面的变换。能耗大调速不连续FCFTFCFT交流变频调速，用电效率明显增大，节电达到30%以上。电力电子技术

电子器件变流技术控制技术电子器件：基本结构、工作原理、主要参数及应用的共性问题。意义：完成各种用电设备（负载）的电源要求节能应用技术2.电力电子技术的内容⑴交流变直流的技术：整流技术⑵直流变直流的技术：斩波技术

⑶直流变交流的技术：逆变技术⑷交流变交流的技术：

交流调压技术：变频技术：

工频交流电（固定电压的）经过电力电子变流装置变换为可调电压工频交流电。输入输出交流直流直流整流直流斩波交流交流电力控制变频、变相逆变3.电力电子技术的应用概况⑴整流技术的应用

整流器调压调速可控直流电源

电解电镀用直流电源

蓄电池快速充电用直流电源

高压静电喷涂电源矿山机车、地铁、城市电车用直流电源⑵斩波技术的应用

矿山机车的直流脉冲调速

城市电车的直流脉冲调速蓄电池叉车的直流脉冲调速各种电加工机床电源计算机、电视机、微波炉等用直流电源设备大，耗电大斩波技术⑶逆变技术的应用

可逆直流拖动系统的逆变环节绕线式异步电机串级调速高压直流输电：无感抗、无容抗、电磁辐射非常小、经济。不停电电源（UPS）⑷交流—交流技术的应用

交流调压技术的应用交流调压器和交流调功器交流电子开关交流调压调速交流调压器交流调功器

变频技术的应用

交—直—交变频技术交—交变频器它能大范围灵活的改变负载的供电频率和电压，并且节能效果显著，所以其应用几乎覆盖了国民经济的各个领域。它在低速、大功率交流电力拖动中得到了成功的应用。轧钢机数控机床冶金工业电解铝一般工业交通运输电力系统高压直流装置HVDC柔性交流输电FACTS程控交换机电子装置微型计算机电子装置用电源家用电器航天技术大型计算机的UPS新型能源其他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.4.与相关学科的关系⑴与电子学（信息电子学）的关系①都分为器件和应用两大分支

②器件的材料和工艺基本相同，采用微电子技术。

③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工作在开关状态。

④两者同根同源。

⑵与电力学（电气工程）的关系①电力电子技术广泛应用于电气工程中

②国内均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。

③电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。

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

⑵与控制理论（自动化技术）的关系①控制理论广泛应用于电力电子系统中

②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。

③电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。

5.电力电子技术的发展半控型、全控型单极性、双极型、混合型电流控制型、电压控制型电力电子器件电力电子技术的发展

整流器时代：硅整流管、晶闸管逆变器时代：巨型功率晶体管、门极可关断晶闸管变频器时代：功率场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管低频技术传统电力电子技术高频技术现代电力电子技术（中小功率电源）（大、中型功率电源）6.课程性质、教学要求和学习方法“管为路用”，重点放在电路上。课前做好预习，课上认真听讲并做好笔记，课后及时归纳、总结、做习题，认真完成实验。避免学后忘前。器件、电路、应用基本要求：①了解电力电子技术的发展概况、动态、应用领域和与有关课程的基本关系。

②了解与熟悉以SCR为代表的半控性器件和MOSFET

及IGBT为代表的全控性器件的工作机理、电气特性和主要参数。③熟练掌握单相、三相可控整流电路，有源逆变电路的基本工作原理、波形分析和各种负载对电路的影响。④掌握直流斩波器、交流调压器的工作原理。⑤掌握变频电路（单相、三相）的工作原理。

⑥无源逆变电路的工作原理。⑦掌握PWM控制技术的基本原理、逆变电路及其控制方法。3.在各种器件中，SCR、IGBT、电力MOSFET三种应用最为广泛的器件为本书的重点。教材内容说明第一部分：电力电子器件(全书的基础)1.主要介绍各种电力电子器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性，以及驱动、缓冲、保护、串并联等器件应用的共性问题和基础性问题。2.以器件的应用为目的而展开，基本上不涉及器件的制造工艺。第二部分：各种电力电子电路第3～6章(全书的主体)是各种基本电路。在内容的介绍中，突出共同的分析方法对理解电路的工作原理十分有益的，例如，电力电子电路是非线性的，但当电路中各开关器件通断状态一定时，又可按线性电路来分析。这一基本分析方法对各种电力电子电路都是适用的。第三部分：脉宽调制（PWM）技术和软开关技术第7、8两章1.PWM控制技术中没有新的电路拓扑出现，但由于采用了这一新的控制方法，使电力电子电路的性能有了很大的改善，一些以前难以实现的控制策略借助这一技术而得以实现。2.PWM控制方法对电力电子技术的发展产生了深刻的影响。3.软开关技术是近年出现的一种新技术，它对提高工作频率，提高功率密度，提高效率都有重要意义。4.软开关电路一般并不改变原来的基本电路，而是在其基础上附加了一些电路，从而实现软开关。5.软开关技术也适用于各种电力电子电路在本课程前，应学过“电路”和“电子技术基础”两门课程，并已能熟练掌握示波器等电子仪器的使用方法。后续课程之一是“运动控制”参考书：1.电力电子技术，郭世明主编，西南交通大学出版社，2002

2.电力电子技术，王云亮主编，电子工业出版社，2004

3.电力电子技术，苏玉刚主编，重庆大学出版社，2004

4.电力电子技术习题集，西北工业大学