电力电子与电力传动
电力电子技术与电力传动
人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果， 人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些 调速场合代替了直流电动机。 调速场合代替了直流电动机。 除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。 除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电 机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。 机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的 发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。 发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。 电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。 电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调速传 动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、 动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特 种调速传动四大类。 种调速传动四大类。
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印刷板上的平面变压器
3.5 电子电路的封装与制造
电力半导体器件的封装技术包括材料、制造过程、散 电力半导体器件的封装技术包括材料、制造过程、 热管理，以及与器件电气特性有关的布局优化问题。 热管理，以及与器件电气特性有关的布局优化问题。
智能化的IGBT模块封装 智能化的IGBT模块封装
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3.6 电磁干扰和电磁兼容
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3.2 变换器电路结构与设计
根据电能变换的输入输出形式，可以分为四种形式： 根据电能变换的输入输出形式，可以分为四种形式：
交流-直流变换器（AC/DC）——整流器； 交流-直流变换器（AC/DC）——整流器； 整流器 直流-直流变换器（DC/DC）——斩波器 直流-直流变换器（DC/DC）——斩波器； 斩波器； 直流-交流变换器（DC/AC）——逆变器 直流-交流变换器（DC/AC）——逆变器； 逆变器； 交流-交流变换器（AC/AC）——交流调压器 周波变换器； 交流-交流变换器（AC/AC）——交流调压器、周波变换器； 交流调压器、
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动电力电子与电力传动技术电力电子是电力工程领域中关于电能的控制、调节与转换技术的一个重要分支。
它的发展与应用为电力系统的高效、稳定运行提供了重要支撑，同时也推动了电力传动领域的创新与发展。
本文将从电力电子与电力传动的基本概念入手，介绍其发展历程、应用领域以及未来发展方向。
一、电力电子与电力传动的基本概念电力电子是研究电能转换与控制的一门学科，其主要研究对象为各种电力器件和电路。
电力传动是指通过电力电子器件和系统进行电能转换和传输的过程。
二、电力电子与电力传动的发展历程电力电子技术的起源可以追溯到20世纪20年代，当时人们开始开发逆变器和整流器等电力电子器件。
随着工业自动化和电化学工业的发展，对电力电子技术的需求不断增加，电力电子技术也得到了迅速发展。
20世纪60年代，电力电子技术实现了大规模应用，成为现代电力系统的重要组成部分。
电力传动技术的发展与电力电子技术的发展密切相关。
电力传动技术最早应用于直流传动领域，随后扩展到交流传动领域。
20世纪70年代，随着高压直流输电技术的突破性进展，电力传动技术得到了广泛应用。
此后，交流传动技术在高速列车、电动汽车等领域也取得了重要进展。
三、电力电子与电力传动的应用领域电力电子与电力传动技术广泛应用于电力系统、工业制造、交通运输、新能源等领域。
在电力系统中，电力电子技术主要应用于输电、配电、电力质量改善等方面。
逆变器、变频器、谐波滤波器等电力电子器件和系统的应用，能够实现电力系统的高效稳定运行。
在工业制造领域，电力电子技术广泛应用于电机驱动、电力控制等方面。
通过使用变频器、伺服控制器等电力电子设备，可以实现对电动机的精确控制，提高工业生产效率。
在交通运输领域，电力电子技术在电动汽车、高速列车、轨道交通等方面有着广泛的应用。
电力电子器件和系统的应用，可以实现对电能的高效利用和传动效果的优化。
在新能源方面，电力电子技术在风能、太阳能等可再生能源的利用中发挥着重要作用。
电力电子与电力传动专业介绍
电路、磁路、电磁场。
3
1.1电力电子学科的形成 2.电子技术
• 主要器件： 晶体管、场效应管、 集成电路、微处理器、 电感、电容。
• 完成功能： 信号产生、变换、存储、 发送、接受。 • 基础理论： 电路、磁路、电磁场。
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1.1电力电子学科的形成
3.电力电子技术
• 主要器件： 晶体管、场效应管、 集成电路、微处理器、 电感、电容。 • 完成功能： 发电、输电、配电、用电 中的电能变换与控制。 • 基础理论： 电路、磁路、电磁场 。
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1.2 电力电子变换和控制的技术经济意义
经过变换处理后再供用户使用的电能，占全国发电总量 的百分比的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要 标志之一； 预计到2020~2030年，美国发电站生产的全部电能都将 经变换和处理后再供负载使用； 2003年美国制定了“国家电力传输路线图”计划，电力 电子被列为五大关键技术之一； 电力电子技术是近年来受到各国关注的智能电网的关键 技术之一； 风能、太阳能等新能源的利用几乎都离不开电力电子技 术的支撑。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动
1 .电力电子学科的形成
2. 电力电子与电力传动技术的经济意义
3. 电力电子与电力传动的研究方向
4.电力电子与电力传动的学科前沿
2
1.1 电力电子学科的形成
1.电力技术
• 主要设备： 电机、开关、变压器、 电感、电容、输电线。 • 完成功能： 发电、输电、配电、用电。
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4. 电力电子与电力传动的学科前沿
1 ）高频开关电源技术：所有的信息系统与通信 设备都需要使用开关电源，小到各种便携数码产 品，还有现 在时兴的各种平板电视，大到服务 器系统、通信基站机房、及种种航空设施等； 2 ）在电力系统中的应用：如各种谐波补偿、有 源滤波装置等，还有不断发展的不间断电源设备 （UPS），电动汽车的驱动与控制系统，电机的 节能驱动方面，如各种变频器，在当前能源短缺 的状况下，太阳能、风能及各种再生能源的应用 。
电力电子与电力传动学科硕士
超级电容储能技术
研究超级电容储能系统的设计、运行、维护等，实现 电力的高效存储和释放。
压缩空气储能技术
研究压缩空气储能系统的设计、运行、维护等，实现 电力的高效存储和释放。
电力电子与电力传动技术的
05
应用
工业领域的应用
变频调速
通过电力电子装置控制交流电的频率和电压，实现电机速度的调 节，提高生产效率。
伺服传动
伺服系统的基本组成
01
了解伺服系统的基本组成，包括伺服电机、伺服控制器、反馈
装置等。
伺服系统的控制算法
02
掌握伺服系统的控制算法，如PID控制、模糊控制等。
伺服系统的应用
03
了解伺服系统在各个领域的应用，如工业自动化、航空航天、
医疗器械等。
03
电力系统分析
电力系统稳定性
稳定性的定义
电力系统稳定性是指系统在 运行过程中保持其正常状态 的能力，即在遭受内部或外 部干扰时，系统能够保持其
03 航空航天
电力电子装置用于航空航天领域的电力系统的控 制和保护，确保飞行器的安全。
家用领域的应用
1 2
家用电器
电力电子装置用于家用电器中的电机控制和电源 设计，提高家用电器的能效和性能。
智能家居
利用电力电子技术实现家居设备的智能化控制和 管理，提高家居生活的便利性和舒适度。
3
新能源发电
电力电子装置用于新能源发电系统的并网和控制 系统，提高新能源发电的可靠性和效率。
电力电子与电力传动 学科硕士
汇报人：
2023-12-01
目录
• 电力电子技术 • 电力传动技术 • 电力系统分析 • 新能源与智能电网 • 电力电子与电力传动技术的应用 • 研究与发展趋势
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动随着电力系统的不断发展与进步，电力电子技术在电力传动领域的应用日益广泛。
电力电子技术通过控制和调节电力通路中的电流、电压和频率等参数，实现了电力的高效传输、转换和利用，对电力传动系统的可靠性、高效性和节能性起到了重要作用。
电力电子与电力传动系统密切相关。
传统的电力传动系统主要采用机械传动形式，如齿轮传动、皮带传动等，其效率相对较低，对环境的影响也比较大。
而电力电子技术的引入使得电力传动系统的效率得到了极大的提升。
通过电力电子技术的应用，电力可以被有效地转换、控制和传输，使得传动系统更加高效、可靠，并且能满足不同负载的要求。
首先，电力电子技术在电力传动系统中的应用使得能源的转换更加高效。
例如，在电动机驱动系统中，电力电子变频器可以将电能转换为恰好与所需负载匹配的电力输出，以提高传动系统的效率。
电力电子技术的使用还可以实现电动机的无级变速，进一步提高电力传动系统的效能。
其次，电力电子技术在电力传动系统中的应用使得传动系统的控制更加精确。
传统的机械传动系统通常需要借助机械元件来实现转速或转矩的控制，但这种控制方式受到许多因素的影响，控制精度较低。
而电力电子技术的应用可以实现对电力信号的精确控制，通过调节电流、电压和频率等参数，使得传动系统实现更加精准的运动控制。
另外，电力电子技术在电力传动系统中的应用还可以实现能量的回收与再利用。
在传统的机械传动系统中，能量常常以热的形式散失掉，造成能源的浪费。
而电力电子技术可以通过逆变器等设备将电力转换为其他形式，例如将制动过程中产生的电能回馈到电网中，实现能量的回收与再利用，提高能源的利用效率。
此外，电力电子技术的应用也为电力传动系统的节能减排提供了可能。
以电动汽车为例，电力电子技术可以实现电池的充电和放电控制，减少电池的损耗，提高能源的利用效率。
此外，电力电子技术还可以实现能量的最优分配，避免能量的浪费，减少二氧化碳等有害气体的排放。
然而，电力电子与电力传动系统的应用也面临一些挑战。
电子信息工程考研方向：电力电子与电力传动
2017电子信息工程考研方向：电力电子与电力传动电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。
它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科，对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。
该学科对实践动手能力要求很高，难度较大。
本科是电气工程、自动化、电子信息工程的适合报考这个专业。
该专业需要的基础是电路基础，模拟电路与数字电路，电机学，单片机技术，计算机控制技术，电力电子技术，电力拖动自动控制系统，数字信号处理。
对电力电子与电力传动专业的介绍1、学科研究范围:电力电子器件的原理、制造及其应用技术。
电力电子电路、装置、系统及其仿真与计算机辅助设计。
电力电子系统故障诊断及可靠性。
电力传动及其自动控制系统。
电力牵引。
电磁测量技术与装置。
先进控制技术在电力电子装置中的应用。
电力电子技术在电力系统中的应用。
电能变换与控制。
谐波抑制与无功补偿。
研究方向:(1 )谐波抑制与无功补偿(2 )电力电子电路仿真与设计(3 )计算机控制系统(4 )电气系统智能控制技术(5 )现代控制理论及其电气传动中的应用(6 )系统故障诊断技术及应用(7 )现代交、直流电机调速技术(8 )功率变换技术的研究该专业实力最强的几所院校：华中科技大学(逆变器、UPS方面科研成果卓著，有陈坚、康勇、段善旭等知名教授，加上原南航阮新波教授的加入，华中科技大学无论在交流还是直流电源领域均在国内处于领先地位)浙大(拥有国内唯一的电力电子国家实验室，师资力量雄厚，有汪栖生院士和徐德鸿等知名教授，科研成果较多)西安交通大学(西交的电力电子与能源研究中心在国内处于领先水平，科研成果较多，有电力电子知名专家王兆安教授)南京航空航天大学(有航空电源航空科技重点实验室，师资力量雄厚，科研成果较多) 合肥工业大学和中国矿业大学(有电力电子与电力传动国家重点学科)华北电力大学的张一工教授是国内谐波抑制与无功补偿领军人物之一，另外石新春和韩民晓教授也是电力电子与电力传动佼佼者。
电力电子与电力传动2篇
电力电子与电力传动电力电子与电力传动是现代电气工程的重要领域，涉及到电能的转换、传输和控制。
本文将从电力电子和电力传动的基础概念、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
第一篇：电力电子的基础概念与应用领域电力电子是一门研究电力系统中的电能转换与控制的学科。
它利用半导体器件和电子控制技术，将电力系统中的电能转换为适合特定需求的形式。
电力电子主要包括直流-直流、直流-交流和交流-交流等转换方式。
电力电子的应用领域非常广泛。
在能源领域，电力电子技术被广泛应用于可再生能源发电系统，如风力发电和光伏发电。
通过电力电子装置，可以将不稳定的可再生能源转换为稳定的电能输出，并与电网进行互联。
另外，电力电子还被应用于传统能源发电系统的调节控制，提高发电效率和稳定性。
在交通运输领域，电力电子技术在电动汽车和高铁系统中得到广泛应用。
电力电子装置可以将电能转换为驱动电动汽车或高铁的动力，提高能源利用效率，减少污染物的排放。
此外，在工业领域，电力电子技术被应用于工艺过程控制和能源管理，提高生产效率和节能环保。
电力电子还在电力系统中起着重要的作用。
通过电力电子装置，可以实现电网的无功功率控制和电力质量控制，维持电力系统的稳定和可靠性。
此外，电力电子还被应用于大型的电网互联和分布式发电系统的接入与管理。
电力电子的发展趋势主要包括器件技术的进步和系统级集成的发展。
随着功率半导体器件的不断改进，电力电子装置的效率和可靠性得到了大幅提升。
同时，电力电子装置的体积和重量也得到了显著减小，使得其在各个领域中的应用更加广泛。
此外，随着电力电子的不断进步，系统级集成也成为了发展的趋势。
通过将多个电力电子装置进行集成和协调控制，可以实现更高效、更智能的电能转换和控制。
总之，电力电子与电力传动是现代电气工程的重要内容。
电力电子技术的应用领域非常广泛，包括能源领域、交通运输领域和工业领域等。
随着技术的不断进步，电力电子的发展趋势主要体现在器件技术的进步和系统级集成的发展。
电力电子与电力传动学科硕士研究生培养方案
电力电子与电力传动学科硕士研究生培养方案电力电子与电力传动学科是电气工程与自动化专业中的一个重要分支，它研究电力电子器件、电力电子调速、电力传动系统等关键领域。
为了培养具备较强理论基础和实际应用能力的电力电子与电力传动专业研究生，制定以下培养方案。
一、培养目标1.掌握电力电子与电力传动的基本理论知识和基本分析方法，具备解决相关工程问题的能力。
2.熟悉电力电子器件的工作原理和特性，能够设计和优化相关电力电子器件的电路与系统。
3.熟悉电力传动系统的控制和调试方法，能够设计、分析和优化电力传动系统。
4.具备较强的工程实践能力和科学研究能力，能够独立进行科学研究和创新工作。
二、培养要求1.课程学习：学生需要完成培养方案中规定的学分要求，并取得合格的成绩。
主要学习科目包括电力电子技术、电力电子器件与电路、现代电力传动技术、电力电子制图等。
2.科研训练：学生需参与科研项目或实验室的实践工作，进行科学研究、工程设计以及实际问题的解决。
可以开展相关的数值模拟、实验验证和系统优化工作等。
三、培养课程设置1.电力电子技术：介绍电力电子的基本概念、特点和工作原理，讲解电力电子器件的工作原理以及电力电子系统的设计方法。
2.电力电子器件与电路：重点介绍常见的电力电子器件，如可控硅、IGBT等，以及相关的电力电子电路的分析和设计。
3.现代电力传动技术：讲解电力传动系统的基本原理和调速控制方法，介绍现代电力传动技术的最新研究成果。
4.电力电子制图：介绍电力电子系统的结构图和接线图，培养学生的电力电子系统设计和制图能力。
四、科研训练1.科研项目：学生需参与指导教师的科研项目，参与课题的研究、实验和总结，撰写相关的报告和论文。
2.实验室实践：学生需参与实验室的实践工作，进行电力电子器件的测试、电路的调试和电力传动系统的实验。
五、学位论文1.学位论文选题：学生需根据自身研究方向和导师指导，选择论文课题，并与导师讨论确定合适的研究方向。
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2020/6/2
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•七、相关课程
B方案专业方向课
电子电路CAD技术 32学时
自动控制原理
64学时
交流调速
52学时
电力工程基础
48学时
电力电子电路仿真 36学时
现代电源技术
48学时
电气测试技术
48学时
电力电子装置与系统 32学时
B方案推荐选修课
FPGA设计技术 32学时 新能源技术及应用 32学时 变频器应用技术 32学时 嵌入式系统编程 32学时
新成就而迅速发展起来的交叉学科。
✓ 电力电子与电力传动是电能工业与用电工业间 的接口，对电能进行有效控制。
✓ 电力电子与电力传动是信息、计算机控制与用
电工业间的接口，对电能进行高质量的控制。
2020/6/2
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•二、专业地位
✓电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同成
为未来科学技术的两大支柱
✓计算机
主要研究交流电机的高性能调速与
方法，以及它们在工业领域的优化
•DC/AC
设计与控制技术。
•接
✓ 特种电源技术
•直流
•交流
负 载
主要研究采用高频变换技术设计各
种特殊用途的专用电源。
2020/6/2
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•四、主要研究方向
✓ 电力电子电路的拓扑变换与应用 主要研究AC/DC变换器、DC/DC变换器 、DC/AC变换器、AC/AC变换器等新型 拓扑结构及其控制方法。
•Motor •Controller
2020/6/2
•Zonal Control
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•七、相关课程
按照A，B两套培养方案分别设课，学制均为四年 ，毕业后均授予工学学士学位。
A方案目标是培养能够从事电气工程及其自动化方 面的研究、工程设计、科技开发、制造运行、实验 分析、经济管理以及电子与计算机应用技术等领域 工作的宽口径“复合型”高级工程技术人才。
人脑
电力电子技术
消化系统和循环系统
电力电子＋运动控制
肌肉和四肢
✓电力电子技术是电能变换技术,是把粗电变为精电的技术
能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能源，
因此，电力电子技术将青春永驻。
✓20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的技术，21世纪
仍将以迅猛的速度发展
2020/6/2
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•三、专业特点
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、洗衣机
✓其他：
UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置ຫໍສະໝຸດ 2020/6/2•
•六、必需具备的知识
电力电子与电力传动系统的基本结 构
•电力电子类 •电机类 •电子技术类 •计算机类 •控制理论类 •传感技术类 •检测技术类
•DC Power Distribution Bus
•AC/DC
•DC/DC
•Load
••Power• •Gen
•Filter
•Input •Filter
•Rect. •&
•Filter
•Zout •Zin •Controller
•DC/AC
•Controller
•Filter •Zout •Zin
B方案目标是培养具有一定的自然科学与人文社科 学科知识与素质，能够掌握电工、电子、信息、控 制与计算机应用专业知识，并具有较强的工程实践 能力，能承担相关专业领域的工程设计、制造运行 、技术开发、实验分析、电子计算机应用和经济管 理的“应用型”高级工程技术人才。
2020/6/2
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•七、相关课程
A方案专业平台课
电力电子与电力传动
2020年6月2日星期二
•电力电子与电力传动专业简介
•1、引言 •2、专业地位 •3、专业特点 •4、主要研究方向 •5、主要应用领域 •6、必需具备的知识 •7、相关选修课程 •8、本专业师资、学科状况
2020/6/2
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•一、引言
✓ 电力电子与电力传动是一个与电能的变换、控 制、传送、存储密切相关的应用型基础学科， 它综合了电能变换、电磁学、电机学、自动控 制、微电子技术及电子信息、计算机等学科的
2020/6/2
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自动控制原理
64学时
电气测试技术
54学时
电力工程基础
52学时
A方案专业方向课
现代电源技术
48学时
交流调速
48学时
电力电子装置与系统 32学时
电力电子电路仿真 32学时
A方案推荐选修课
可编程序控制器 32学时
FPGA设计技术 32学时
嵌入式系统编程 32学时
自动控制系统
32学时
电子电路CAD技术 32学时
➢ 强电、弱电、控制相结合 ➢ 跨学科或边缘学科 ➢ 发展迅速、与现代新技术紧密结合 ➢ 广阔的应用前景、生存空间
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•四、主要研究方向
✓ 电力牵引与传动
主要研究轨道交通、无轨电车、船舶和电动汽 车等电力牵引与传动系统中的电能变换器（变 流器）和调速控制方法的理论及应用。
✓ 交流传动及控制
✓ 电力电子装置与系统 主要研究如何合理选择电力电子电路及 控制方法，设计满足不同工业场合需要
的电力电子装置及系统。
✓ 新能源和可再生能源利用 主要研究如何将风能、潮汐能、生物能 、阳光能等可再生能源变换成电能。
2020/6/2
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•五、主要应用领域
✓一般工业：
交直流电机、电化学工业、冶金工业
✓交通运输：