第一章电力电子技术的基本概况

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1、第一章电力电子技术的基本概况首页1.1电力电子技术的含义1.2电力电子的主要应用形式1.3电力电子技术的发展历史1.4电力电子技术的发展方向和前景1.1电力电子技术的含义第一章电力电子技术的基本概况电能利用最为普及的能量形式特殊的能量形式易于转换的能量形式服务于人们生活中的各个方面转换为交流电、直流电、电磁辐射、激光束、脉冲、电弧、电磁能下页返回下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况电力电子器件承载的电流大，承受的电压高；模拟电子技术和数字电子技术中的电流、电压等当作信号处理，不考虑转换效率和散热等问题。电力电子技术应用中涉及到高电压、大电流，须优先考虑电能的

2、转换效率。电力电子技术与模拟电子技术或信息电子技术都是基于硅材料应用科学的一个分支，采用的是硅分子渗透技术。较比下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况电能转换功率损耗约50%左右由电力电子器件吸收其余部分由电感、电容、保护电路和电路接口消化。电力电子器件消耗的功率使器件的温升增加，如散热条件不好，将损坏电力电子器件，并使整个装置、电网遭到破坏。电力电子器件的保护是电力电子技术实际应用中的重要部分。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况电力电子技术的前景大量应用在高压直流输电、灵活交流输电系统、电气传动控制、自动化生产线以及电能质量控制等方面传送功率等级从几瓦

3、到数千兆瓦在电能的发电、传输、配电、及终端用户等环节起着重要的作用是信息电子技术发展的继续下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况是电力电子技术发展一个新的阶段表示了一体化设计的概念，对于降低成本、损耗、体积和重量都有着积极的意义减少工程技术人员在应用电力电子技术过程中的设计和制作费用将器件驱动和器件本身“融合”在一起，减小装置本身的体积，极大地增强集成系统的整体可靠性电力电子集成下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况电力电子技术的市场取决于它的成本、可靠性，以及它在电力应用中所展示的新技术的有效性。电力电子成本的核心是功率器件的特性，特别是它的导通损耗、关断

4、损耗和开关速度。电力电子技术根据电力电子器件的特性、采用一种有效的静态变换和控制方法，将一种电能形式转换为另一种电能形式的技术。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况达到体积小、重量轻、损耗低、效果好的目的，并能实现高效、可靠、实用的控制。电气和电子器件的有效使用线性与非线性电路的理论分析控制理论的应用成熟设计方法的使用配合使用先进的分析工具研究其控制系统的性能方法目的下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况尤其是当这些器件在功率变换电路中作为关键部件接通或者中断电流时要特别注意。高可靠性不使用像发热电子管以及电解电容器等等这些时限很短的器件。高实用性避免使用

5、需要周期性维护或替换的旋转器件。下页上页返回1.2电力电子的主要应用形式第一章电力电子技术的基本概况电力电子设备的主要目的处理电气意义上的功率。控制交流或直流电源与一个或者多个需要此交流或直流电源负载之间的功率传输。传输功率的大小由与变流器终端相连的负载大小确定。功能下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况电能转换形式的分类AC/DC变换把交流电压变换成固定或可调的直流电压。整流AC/DC变换整流器把交流电压变换成固定或可调的直流电压的装置。整流器一般用于如充电、电镀、电解和直流电动机的速度调节等场合。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况DC/AC变换把直流

6、电变换成频率可变、电压固定或可调的交流电。逆变DC/AC变换有源逆变DC/AC变换时，交流输出与电网相连。无源逆变DC/AC变换时，交流输出直接与负载相连。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况变频器把直流电变换成频率可变、电压固定或可调的交流电的装置。无源逆变装置的输出可以是恒频恒压（CVCF）的电源或不间断供电电源（UPS），也可是变频输出的电源。变频器广泛应用于各种变频电源中，如在中频感应加热和交流电动机的变频调速等方面的应用。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况AC/AC变换将一种频率和幅植固定或变化的交流电压转换成另一种频率和幅植可调或固定的交流

7、电压。变频器AC/AC变换电路周波变流器AC/AC变换电路主要用于交流电动机的变频调速。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况DC/DC变换将一种幅植固定或变化的直流电压变换成幅植可调或恒定的另一个电压等级的直流电压。直流斩波DC/DC变换斩波器将一种幅植固定或变化的直流电压变换成幅植可调或恒定的另一个电压等级的直流电压的装置。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况脉宽调制变流器斩波器斩波器主要用于直流电压变换、开关电源、电车、地铁、矿车等电力机车上所用的直流电动机的牵引，以及计算机、通信和各类仪器仪表的电源等场合。下页上页返回第一章电力电子技术的基本概况电

8、力电子技术迅速发展，与全