电力电子技术课程概述

《电力电子技术》

PowerElectronics信息与控制工程学院1

一、课程性质与教学目的

二、电力电子技术及特点三、电力电子技术的发展四、电力电子技术的应用五、教材内容简介六、课程总体要求概述2

一、课程性质与教学目的

电力电子技术是电气工程及其自动化、自动化、电气自动化技术、电力系统自动化技术等电类专业必修的学科基础课，是一门理论知识和应用实际紧密结合的课程。

本课程的目的，是使学生在从应用的角度熟悉典型电力电子器件的工作原理、外特性及功能的基础上，熟悉和掌握电力电子技术的基本理论、基础知识，掌握各类电力电子电路的电路结构、工作原理，掌握电力电子变流电路的分析方法，并了解电力电子技术在工程技术领域中的应用。3

二、电力电子技术及特点1、电力电子技术的概念电力电子技术可以理解为功率强大，可供诸如电力系统那样大电流、高电压场合应用的电子技术，它与传统的电子技术相比，其特殊之处不仅仅因为它能够通过大电流和承受高电压，而且要考虑在大功率情况下，器件发热、运行效率的问题。为了解决发热和效率问题，对于大功率的电子电路，器件的运行都采用开关方式。这种开关运行方式就是电力电子器件运行的特点。

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二、电力电子技术及特点1、电力电子技术的概念

可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。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信息电子技术——信息处理电力电子技术——电力变换5

二、电力电子技术及特点

具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。

电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。

变流技术则是电力电子技术的核心。

工程应用是电力电子技术的根本目的。

输入输出

交流（AC）

直流（DC）

直流（DC）整流

（AC-DC）直流斩波(DC-DC)

交流（AC）交流电力控制变频、变相(AC-AC)逆变(DC-AC)

表1-1电力变换的种类6

二、电力电子技术及特点

电力电子学

美国学者W.Newell认为电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。图1-1描述电力电子学的倒三角形2.电力电子技术和其它学科的关系7

二、电力电子技术及特点

电力电子技术和电子学

电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子器件制造技术的理论基础（都是基于半导体理论）是一样的，其大多数工艺也是相同的。电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也是一致的。

电力电子技术和电力学

电力电子技术广泛用于电气工程中，这是电力电子学和电力学的主要关系。

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二、电力电子技术及特点

电力电子技术和控制理论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，电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑。9

二、电力电子技术及特点3.电力电子技术分支和特点：分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。电力电子技术特点：

全控化

集成化

高频化

高效率化

变换器小型化

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。10

三、电力电子技术的发展概述电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，伴随变换技术和控制技术的发展而发展的。11

三、电力电子技术的发展概述1、电力电子技术的发展史图1-3电力电子技术的发展史

一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一只晶闸管为标志的。12

三、电力电子技术的发展概述2、电力电子技术的发展趋势电力电子器件发展的目标是：大容量、高频率、易驱动、低损耗、小体积（高芯片利用率）、模块化。新的控制技术的使用，以减小电力电子器件的开关损耗，如软开关技术：通过谐振电路使得器件在零电压（ZVS）或零电流（ZCS）的状态下进行开关。电力电子应用系统向着高效、节能、小型化和智能化的方向发展。13

四、电力电子技术的应用

电力电子技术应用非常广泛，国防军事、工业、交通、农业、商业、文体、医药等以至家用电器无不渗透着电力电子技术的新成就。一般工业：交直流电机、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、无功补偿电子装置电源：为