电力电子技术课程综述(许峰完成)

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1、电力电子技术课程综述课程名称电力电子技术任课教师李秀娟班级08自动化（2）班姓名许峰学号0805070221日期2011年6月6日8目录一、前言1二、电力电子技术的主要内容12.1定义12.2晶闸管12.3全控型器件22.4软开关技术3三、电力电子技术的发展史3四、电力电子技术的重要作用44.1优化电能使用44.2改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业54.3电力电子技术高频化和变频技术发展54.4电力电子智能化5五、电力电子技术的应用展望55.1在高压直流输电(HVDC)方面的应用65.2在柔性交流输电系统(FACTS)中的应用65.3在电力谐波治理方面的应用65.4在不间断电源(UPS

2、)中的应用7六、总结8参考文献88一、前言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。本文撰写的目的一是为了阐述现代电力电子技术对现代社会的作用和价值；二则是为了通过这个写文

3、章的途径使我个人对现代电力电子技术的发展有个大致的了解。当然，在文章的写作中，提高我个人的归纳、分析、综合能力以及锻炼自己独立工作的能力也是我的主要目标之一。二、电力电子技术的主要内容2.1定义电力电子技术(PowerElectronicsTechnology)是利用电力电子器件对电能进行变换及控制的一种现代技术,它使电网的工频电能最终转换成不同性质.不同用途的电能,以适应千变万化的用电装置的不同需要。电力电子技术是20世纪后新兴的边缘学科。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。2.2晶闸管81957年开始,晶闸管

4、出现后，由于其优越的电气性能和控制性能，使之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组，并且其应用范围也迅速扩大。电化学工业、铁道电气机车、钢铁工业（轧钢用电气传动、感应加热等）、电力工业（直流输电、无功补偿等）的迅速发展也有力地推动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，因而属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。2.3全控型器件70年代后期开始门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power

5、-MOSFET）为代表，全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路，这些优越的特性使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段，和晶闸管电路的相位控制方式相对应，采用全控型器件的电路的主要控制方式为脉冲宽度调制（PWM）方式。PWM控制技术在电力电子变流技术中占有十分重要的位置，它在逆变、斩波、整流、变频及交流电力控制中均可应用。它使电路的控制性能大为改善，使以前难以实现的功能也得以实现，，对电力电子技术的发展产生了深远的影响。复合型器件和功率集成电路，80年代后期开始复合型器件：以绝缘栅

6、极双极型晶体管（IGBT）为代表，IGBT是MOSFET和BJT的复合，它把MOSFET的驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之成为现代电力电子技术的主导器件，与IGBT相对应，MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们也综合了MOSFET和GTO两种器件的优点。模块：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元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便功率集成电路：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）。目前其功率都还

7、较小，但代表了电力电子技术发展的一个重要方82.4软开关技术随着全控型电力电子器件的不断进步，电力电子电路的工作频率也不断提高，同时，电力电子器件的开关损耗也随之增大。为了减小开关损耗，软开关技术便应运而生。零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）就是软开关的最基本形式，理论上讲采用软开关技术可使开关损耗降为零，可以提高效率，也使得开关频率可以进一步提高，从而提高了电力电子装置的功率密度三、电力电子技术的发展史电力电子