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电力电子知识入门演示幻灯片.ppt

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2、级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力电子知识入门(一),什么是电力电子,2011.09.15,1,目 录,什么是电力电子技术,电力变换的种类,电力电子技术的应用,电力电子技术发展趋势,电力电子技术定义,与电子技术的关系,电力电子技术的两大分支,相关技术领域,与相关

3、学科的关系,电力电子技术的特点,2,电力电子技术定义,1,:使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,即应用于电力领域的电子技术。,电力电子技术定义,2,:有效地使用电子器件,应用电路和设计理论以及分析开发工具,实现对电能的高效率变换和控制的一门技术。,(一)电力电子技术定义,一 什么是电力电子技术,3,电力电子学中,,电力电子器件总是工作在开关状态。,器件的工作状态开、关,一 什么是电力电子技术,4,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,信息处理,电力变换,(二)与电子技术的关系,同处理信息的电子器件相比的一般特征:,能处理电功率的能力,一般远大于处理信息的电子

4、器件。,电力电子器件一般都工作在开关状态。,电力电子器件往往需要由信息电子电路来控制。,电力电子器件自身的功率损耗远大于信息电子器件,一般都要安装散热器。,一 什么是电力电子技术,5,(三)电力电子技术的两大分支,电力电子器件制造技术,电力电子技术的基础,理论基础是半导体物理,电力电子器件应用技术(变流技术),电力电子技术的核心、理论基础是电路理 论。用电力电子器件构成电力变换电路和对其进行控制的技术,以及构成电力电子装置和电力电子系统的技术。,一 什么是电力电子技术,6,模拟电路设计,功率器件,控制系统,电力系统,磁性元器件,电机(及其控制器),数字控制(,DSP,、,FPGA,应用),计算

5、机仿真(仿真软件),热设计,机械结构设计,(四)相关技术领域,一 什么是电力电子技术,7,电力电子学,(Power Electronics),名称,60,年代出现。,1974,年,美国的,W.New ell,用图,1,的倒三角形对电力电子学进行了描述,被全世界普遍接受。,图,1,描述电力电子学的倒三角形,一 什么是电力电子技术,(五)与相关学科的关系,8,都分为,器件,和,应用,两大分支。,器件,的材料、工艺基本相同,采用微电子技术。,应用,的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同。,信息电子电路的器件可工作在开关状态,也可工作在放大状态;电力电子电路的器件一般只工作在开关状态。,二者同根同源

6、。,与电子学(信息电子学)的关系,一 什么是电力电子技术,(五)与相关学科的关系,9,电力电子技术广泛用于电气工程中,高压直流输电,静止无功补偿,电力机车牵引,交直流电力传动,电解,、,电镀,、,电加热,、,高性能交直流电源,国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支。,电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。,与电力学(电气工程)的关系,一 什么是电力电子技术,(五)与相关学科的关系,10,控制理论广泛用于电力电子系统中。,电力电子技术是弱电控制强电的技术,是弱电和强电的接口;控制理论是这种接口的有力纽带。,电力电子装置是自动化技术的基础元件和 重要支撑技术。,与控制理论(自动化技

7、术)的关系,一 什么是电力电子技术,(五)与相关学科的关系,11,一 什么是电力电子技术,(六)电力电子技术的特点,电力电子技术的发展受功率半导体器件的限制,例如,由于缺乏高压大功率器件阻碍了高电压大功率变换器,(,例如,GW,级,),容量的扩大;,电力电子不被重视的原因之一是成本太高,费用高阻碍了电力电子的推广应用;,电力电子是一门实验技术,产品进入市场前需要做大量实验。一般需要几年时间才能使电力电子的某种应用成为主导技术,使产品占市场,90%,以上;,电力电子技术迫切需要有效的理论指导,要开发综合性的分析设计方法,以求成本最小、可靠性最高。,William E.Newell,,,IEEE,

8、电力电子专家会议,(PESC73,Pasadena,California),,,1973,年,6,月,12,电力,交流和直流两种,二 电力变换的种类,电力变换四大类,交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流,电力变换的种类,进行电力变换的技术称为 变流技术,逆变,直流斩波,直流,交流电力控制,变频、变相,整流,交流,交流,直流,输出,输入,13,二 电力变换的种类,14,二 电力变换的种类,15,三 电力电子技术的应用,电解电镀电源,计算机开关电源,网络交换机电源,打印机、,MP4,等电源,不间断电源(,UPS,),感应加热:加热、熔炼、淬火,电子镇流器,电热控制电源,蓄电池充电电源(储

9、能变流器),磁悬浮运输系统,太阳能发电,风力发电,分布式发电、微电网,航空航天电源,通讯系统电源,高压直流输电(,HVDC,),柔性交流输电(,FACTS,),定制电力技术(,CP,),伺服驱动,电气牵引,。,16,三 电力电子技术的应用,17,轧钢机,数控机床,冶金工业,电解铝,一般工业,三 电力电子技术的应用,18,三 电力电子技术的应用,感应加热电源,19,交通运输,三 电力电子技术的应用,20,电力系统,SVC,高压直流装置,HVDC,柔性交流输电,FACTS,三 电力电子技术的应用,21,家用电器,三 电力电子技术的应用,22,其他,大型计算机的,UPS,航天技术,新型能源,三 电力

10、电子技术的应用,23,四 电力电子技术发展趋势,21,世纪电力电子产业或电源产业的发展趋势可归纳如下几点:,进一步提高电能变换效率,降低待机损耗;,避免电力公害,尽量减少网侧电流谐波,并使 网侧功率因数接近;提高电源装置和系统的电磁兼容性(,EMC,);,高性能:随各种用电器而不同,如带非线性负载能力、无线均流、直流侧谐波抑制、智能化以及各种性能高指标等。,上述要求表明,国际上电力电子技术和产业的这种发展趋势:用于电力系统的电能变换设备、服务于环保和人类健康的电源装置、适合信息社会需要的电源产品、薄轻超小型电源模块与装置以及高 效节能低污染的“绿色”电源产品将是,21,世纪的主流产品。,24,谢谢!,25,

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