电力电子技术课程综述
系别:电子信息及电气工程系
专业:自动化
班级:
姓名:
学号:
目录
摘要: 2
绪论 3
1.1
电力电子技术简介: 3
1.2
电力电子技术的应用: 3
1.3电力
电子技术的重要作用: 4
1.4
电力电子技术的发展 4
本课程简介 5
2.1电力
电子器件: 5
2.1.1根据开关器件是否可控分类 5
2.1.2 根据门极)驱动信号的不同 5
2.1.3 根据载流子参与导电情况之不同,开关器件又可分为单极型器件、双极型器件和复合型器件。 6
2.2 DC-DC变换器 6
2.2.1主要内容: 6
2.2.2直流-直流变换器的控制 6
2.3 DC-AC变换器(无源逆变电路) 7
2.3.1电压型变换器 7
2.3.2电流型变换器 8
2.3.3脉宽调制(PWM)变换器 8
2.4 AC-DC变换器(整流和有源逆变电路) 8
2.4.1简介 8
2.4.2工作原理 9
2.5 AC-AC变换器 9
2.5.1 简介 9
2.5.2 分类 9
2.6 软开关变换器 9
2.6.1分类 9
2.6.2 重点 10
总结 10
参考文献 10
摘要:电力电子技术是在电子、电力与控制技术上发展起来的一门新兴交叉学科,被国际电工委员会(IEC)命名为
电力电子学(Power Electronics)或称为电力电子技术。近20年来,电力电子技术已渗透到国民经济各领域,并取得了迅速的发展。作为电气工程及其自动化、工业自动化或相关专业的一门重要基础课,电力电子技术课程讲述了电力电子器件、电力电子电路及变流技术的基本理论、基本概念和基本分析方法,为后续专业课程的学习和电力电子技术的研究与应用打下良好的基础。
关键词:电力电子技术 控制技术 自动化 电力电子器件
Abstract:? Power electronic technology is in Electronics, electric Power and control technology developed on an emerging interdisciplinary, is the international electrotechnical commission (IEC) named Power Electronics (Power Electronics) or called Power electronic technology. Nearly 20 years, power electronic technology has penetrated into every field of national economy, and have achieved rapid development. As electrical engineering and automation, industrial automation or related professional one important courses, power electronic technology course about power electronics device, power electronic circuits, the basic theory of converter technology, the basic concept and basic analysis for subsequent specialized course of study and power electronic technology research and application lay a good foundation.
Keywords: Power electronic technology control technology automation power electronics device
绪论
电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术,就是使用电力电子器件(如晶闸管,GTO,IGBT等)对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW,也可以小到数W甚至1W以下,和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术(整流,逆变,斩波,变频,变相等)两个分支。现已成为现代电气 工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课,在培养该专业人才中占有重要地位。
1.1电力电子技术简介:
电力电子学(Power Electronics)这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年,美国的W.Newell用一个倒三角形(如图)
对电力
电子学进行了描述,认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
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的第一个晶闸管为标志的,电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。此前就已经有用于电力变换的电子技术,所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。70年代后期以门极可关断晶闸管(GTO),电力双极型晶体管(BJT),电力场效应管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件全速发展(全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断),使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。80年代后期,以绝缘栅极双极型晶体管(IGBT 可看作MOSFET和BJT的复合)为代表的复合型器件集驱动功率小,开关速度快,通态压降小,在流能力大于一身,性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。为了使电力电子装置的结构紧凑,体积减小,常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式,后来又把驱动,控制,保护电路和功率器件集成在一起,构成功率集成电路(PIC)。目前PIC的功率都还较小但这代表了电力电子技术发展的一个重要方向。
1.2电力电子技术的应用:
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: 为信息电子装置提供动力
家用电器: “节能灯”、变频空调
其他: UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置
1.3电力电子技术的重要作用:
(1) 优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理,使电能的使用达到合理、高效和节约,实现了电能使用最佳化。例如,在节电方面,针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查,潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%,所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施,一般节能效果可达10%-40%,我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。
(2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测,今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用,即工业和民用的各种机电设备中,有95%与电力电子产业有关,特别是,电力电子技术是弱电控制强电的媒体,是机电设备与计算机之间的重要接口,它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件,成为发挥计算机作用的保证和基础。
(3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展,将使机电设备突破工频传统,向高频化方向发展。实现最佳工作效率,将使机电设备的体积减小几倍、几十倍,响应速度达到高速化,并能适应任何基准信号,实现无噪音且具
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