0937036 张巧玲 电力电子技术的发展与应用

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1、电子电力技术的发展与应用电力电子技术的发展与应用专业：自动化班级：09自动化姓名：张巧玲学号：0937036指导老师：傅思瑶实验日期：2012-07-28电子电力技术的发展与应用电子电力技术的发展与应用电子电力技术的发展与应用【摘要】电力电子的内容和范畴的描述，详细解释何为电力电子技术，还有其研究范畴与研究内容，进一步讲述了电力电子技术的发展过程及主要阶段；接着阐述了现代电力电子时代的一些前沿性研究问题及其在现在工业中的应用。主旨在于讲述电子电力技术的发展历史和应用前景，还有其现在的应用水平。电子电力技术的发展与应用电子电力技术的

2、发展与应用电子电力技术的发展与应用【关键词】电力电子发展应用水平前景【正文】电力电子技术是一门自20世纪50年代硅整流器件而兴起的学科，可以说是由电气工程与技术、电子科学与技术和控制理论三大学科交叉形成的。其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转

3、变的现代电力电子时代。电力电子技术的目的是实现对电能的高效率的转换和控制。从科学的角度讲，电力电子的主要任务是研究电力电子（功率半导体）器件，变流器拓扑及其控制和电力电子应用系统，实现对电、磁能量的变换、控制、传输和存贮，以达到合理、高效地使用各种形式的电能，为人类提供高质量电、磁能量。电力电子的研究范围与研究内容主要包括：1.电力电子元器件及其功率集成电路。2.电力电子变流技术，其研究内容主要包括新型的或适用于电源、节能及电力电子新能源利用、军用和太空等特种应用中的电力电子变流技术；电力电子变流器智能化技术；电力电子系统中的控制

4、和计算机仿真、建模等。3.电力电子应用技术，其研究内容主要包括超大功率变流器在节能、可再生能源发电、钢铁、冶金、电力、电力牵引、舰船推进中的应用;电力电子系统信息与网络化；电力电子系统故障分析和可靠性；复杂电力电子系统稳定性和适应性等。4.电力电子系统集成，其研究内容主要包括电力电子模块标准化;单芯片和多芯片系统设计；电力电子集成系统的稳定性、可靠性等。电子电力的发展历史电力电子技术的发展与功率器件的发展密切相关，一个新的器件的产生，就可能引起电力电子技术的一场变革，带来电力电子技术的一个新的高峰。1948年普通晶体管（trans

5、istor）的发明引起了电子工业革命，1957年第一只晶闸管(thyristor)的问世，为电力电子技术的诞生奠定了基础。电力电子技术发展至今，先后经历了整流器时代、逆变器时代、现代电力电子时代。1、整流器时代电子电力技术的发展与应用大功率的工业用电由工频（50HZ）交流发电机提供，其中大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解、牵引和直流传动三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。2、逆变器时代70年代出现了世界范围的能源危机，交

6、流电机变频调速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为的交流电。随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（GTR）和门极可关断晶闸管（GTO）成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3、现代电力电子时代80年代末期和90年代初期发展起来的功率MOSFET和以IGBT为代表的集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，为以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频

7、技术处理问题为主的现代电力电子学的转变创造了条件，表明传统电力电子技术已经进人现代电力电子时代。这一时期，各种新型器件应用大规模集成电路技术，向复合化、模块化的方向发展，使得器件及结构紧凑、体积缩小，并且能够综合不同器件的优点。在性能上，器件的容量不断增大，工作频率不断提高。现代电力电子的应用1、计算机高效率绿色电源高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会，同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代，计算机全面采用了开关电源，率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。2、通信用高频开关电源通信业的迅速发

8、展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中，通常将整流器称为一次电源，而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前