电力电子技术的产品、技术和前沿动态

电力电子技术的产品、技术和前沿动态
电力电子技术的产品、技术和前沿动态

电力电子技术的简介、产品、技术及前沿动态摘要:本文简要地介绍了电力电子技术的内涵、产品;回顾了电力电子技术的发展历程以及主要应用;介绍了我国电力电子技术产业的发展现状以及电力电子技术将来的发展趋势。

关键词:电力电子、电力电子器件、电力电子设备和系统

如今,公认的是“电力技术是通向可持续发展的桥梁”,因为在保证相同的能源服务水平的前提下, 使用电力这种优质能源最清洁、方便,易于控制、效率最高。以下将对若干电力电子技术的产品,发展历史,以及前沿技术的现状和未来发展前景进行论述。

一、电力电子技术简介

现代电力电子技术的发展方向,是从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变。电力电子技术其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,促进了电力电子技术在许多新领域的应用。现在已经进入现代电力电子时代。

电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。它包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面,与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功率变换。

二、电力电子技术的应用及产品

电力电子设备和系统种类繁多、行业应用范围极广,主要包括三大类产品:变频器、电能质量类产品以及电子电源产品。

电力电子技术应用领域十分广泛几乎涉及到国民经济各个工业部门和社会生活各个方面。下面具体说一下其的应用领域。

1、一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。例如,很多交流电机都广泛采用电力电子交直流调速技术来提高调速性能。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置,以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置,这种软起动装置也是电力电子装置。

2、交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置,交流机车采用变频装置;直流斩波器也广泛用于铁道车辆;车辆中的各种辅助电源、蓄电池的充电也应用了电力电子技术;此外,一台高级汽车中需要许多控制电机,它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源,因此航空和航海都离不开电力电子技术。

3、电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。直流输电其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。此外,近年发展起来的柔性交流输电也是依靠电力电子装置才得以实现的。晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器都是重要的无功补偿装置。在配电网系统,电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等,以进行电能质量控制,改善供电质量。

4、电子装置用电源

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

5、家用电器

力电子技术在家用电器控制中应用主要包括电风扇、洗衣机、吸尘器、排风机、电动缝纫机、空调机、电冰箱以及电动自行车等器具中电机的转速控制;电熨斗、电吹风、保温瓶、电热杯、电烙铁以及电饭锅等电热器的温度控制;白炽灯、荧光灯等的光亮控制;用于微波炉、冰箱定时器、自动开关以及触摸开关中的电源关断控制。

6、其他

不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要,用量也越来越大,在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源,必需采用电力电子技术;各种新能源、可再生能源及新型发电方式如太阳能发电和风力发电也都需要电力电子技术。此外,超导储能、核聚变反应堆都需要电力电子装置;科学实验或某些特殊场合,常常需要一些特种电源,这也需要电力电子技术。

总而言之,电力电子技术的应用范围越来越广领域也越来越多,因而其地位也越来越重要。

三、电力电子的前沿技术及发展前景

1、分布式电源

分布式发电装置是指功率为数千瓦至50 MW小型模块式的、与

环境兼容的独立电源。这些电源由电力部门、电力用户或第3方所有,用以满足电力系统和用户特定的要求。如调峰、为边远用户或商业区和居民区供电,节省输变电投资、提高供电可靠性等等。当今的分布式电源主要是指用液体或气体燃料的内燃机、微型燃气轮机和各种工程用的燃料电池。

A、应用背景

由于公众对输电线路可能产生的电磁影响的忧虑,开辟新的线路走廊越来越困难。于是,直接安置在用户近旁的分布式发电装置便成为一种替代方案。其次,与大电网配合分布式电源可大大地提高供电可靠性,在电网崩溃和意外灾害情况下,维持重要用户的供电;对供电网难以达到的边远分散用户,分布式电源在技术经济上具有竞争力。

B、微型燃气轮机燃料电池

微型燃气轮机是功率为几千瓦至几十千瓦,转速为96000r/min,以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机,工作温度500 ℃,其发电效率可达30%。

C、燃料电池

燃料电池是直接把燃料的化学能转换为电能的装置。它是一种很有发展前途的洁净和高效的发电方式,被称为21世纪的分布式电源。

燃料电池有以下优点:(1)有很高的效率。(2)处于热备用状态,燃料电池跟随负荷变化的能力非常强。(3)噪音低;可以实现实际上的零排放,省水。(4)安装周期短,安装位置灵活。

然而,由于,目前燃料电池造价高因而还未做到大规模应用。燃料电池的技术关键涉及电池性能、寿命、大型化、价格等与商业化有关的项目,现在需要解决的问题是电池构成材料的腐蚀以及电极细孔构造变化使电池性能下降等。

2、大功率电力电子技术的应用硅片引起的“第二次革命”

A、大功率电力电子器件的重大进展

大功率电子器件的快速发展引起了电力系统的重大变革,被称为硅片引起的第二次革命。近10多年来,可控整流器、可关断的晶闸管、MOS控制的晶闸管、绝缘门极双极性三极管等大功率高压开关器件的开断能力不断提高。大功率电子器件应用于灵活的交流输电、定质电力技术以及新一代直流输电技术则是近10年的事。新的大功率电力电子器件的研究开发和应用,将成为下世纪的电力研究前沿。

B、新型直流输电技术、同步开断技术

新一代的直流输电是指进一步改善性能、大幅度简化设备、减少换流站的占地、降低造价的技术。

同步开断是在电压或电流的指定相位完成电路的断开或闭合。如今由固态开关构成的电容器组的配电系统“软开关”已问世。

C、未来全可控的电力系统

如果电力系统的高压机械开关一旦被大功率的电子开关取代,则电力系统真正的灵活调节控制便将成为现实。

3、状态维修技术

状态维修技术包含可靠性为中心的维修技术和预测维修技术。这

2项技术最初是应用于航空航天系统,后来移植应用于核电站的维修,近年已成功地用于发电厂设备的维修,并正在用于输变电设备的检修。

4、电磁兼容技术

电磁兼容是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。电磁兼容技术是一门迅速发展的交叉学科,涉及电子、计算机、通信、航空航天、铁路交通、电力、军事以至人民生活各个方面。在当今信息社会,一个系统中采用的电气及电子设备数量大大增加,而且电子设备的频带日益加宽,功率逐渐增大,灵敏度提高,联接各种设备的电缆网络也越来越复杂,因此,电磁兼容问题日显重要。

总结:电力电子技术渗透到现代科技的方方面面对于人类的影响也越来越大,其地位也越来越重要,发展也越来越迅速。

电力电子技术的发展史

电力电子技术的发展史 电子技术是根据电子学的原理,运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学,包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog (模拟) 电子技术和 Digital (数字) 电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、转换。 目录 电力电子技术 现代电力电子技术 高频开关电源的发展趋势 半导体器件基础 电路发展 1.电力电子技术发展 现代电力电子技术的发展方向,是从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变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,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现代电力电子时代。 整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)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,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交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0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,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(GT0)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。 变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能

现代电力电子技术作业及答案

2.1 试说明功率二极管的主要类型及其主要工作特点。 2.2 人们希望的可控开关的理想特性有哪些? 2.3 阅读参考文献一,说明常用功率半导体器件的性能特点及其一般应用场合。 2.4 说明MOSFET和IGBT驱动电路的作用、基本任务和工作特点。 3.1 什么是半波整流、全波整流、不控整流、半控整流、全控整流、相控整流? 3.2 什么是电压纹波系数、脉动系数、基波电流数值因数、基波电流移位因数(基波功率因素)和整流输入功率因数? 3.3 简述谐波与低功率因数(电力公害)的危害,并说明当前抑制相控整流电路网侧电流谐波的措施。 4.1 画出降压换流器(Buck电路)的基本电路结构,简要叙述其工作原理,并根据临界负载电流表达式说明当负载电压VO和电流IO一定时,如何避免负载电流断续。 4.2 画出升压换流器(Boost电路)的基本电路结构,推证其输入/输出电压的变压比M表达式,说明Boost电路输出电压的外特性。 4.3 画出升降压换流器(Buck-Boost电路)的基本电路结构,说明电路工作原理,推证其输入/输出电压(电流)间的关系式。 4.4 画出丘克换流器(Cuk电路)的基本电路结构,说明电路工作原理及主要优点,推证其输入/输出电压(电流)间的关系式。 5.1 正弦脉宽调制SPWM的基本原理是什么?幅值调制率ma和频率调制率mf的定义是什么? 5.2 逆变器载波频率fs的选取原则是什么? 5.3 简要说明逆变器方波控制方式与PWM控制方式的优缺点。 5.4 画出三相电压型逆变器双极性驱动信号生成的电路原理图,指出图中各变量的含义,简要叙述其工作原理。 6.1 柔性交流输电系统(FACTS)的定义是什么?FACTS控制器具有哪些基本功能类型? 6.2 什么是高压直流输电(HVDC)系统?轻型高压直流输电系统在哪些方面具有良好的应用前景? 6.3 晶闸管控制电抗器(TCR)的基本原理是什么?晶闸管触发控制角α<90°与α=90°两种情况下等效电抗是否相等,为什么? 6.4 作图说明静止无功发生器(SVG)的工作原理与控制方式,分析其与5.4节所述三相逆变器的异同点? 6.5 简要说明有源电力滤波器(APF)和动态电压恢复器(DVR)的基本功能和系统组成? 6.6 阅读参考文献三,简要说明当前在风力发电技术领域中运用的储能技术、输电技术以及滤波与补偿技术?

电力电子技术课后习题全部答案解析

电力电子技术 2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力? 答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区,也称漂移区。低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:uAK>0且uGK>0。 2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。要使晶闸由导通变为关断,可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。 2-4 图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I1、I2、I3。 解:a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t

电力电子技术答案第五版(全)

电子电力课后习题答案 第一章电力电子器件 1.1 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正相阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。 或者U AK >0且U GK >0 1.2 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。 1.3 图1-43中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为 I m ,试计算各波形的电流平均值I d1 、I d2 、I d3 与电流有效值I 1 、I 2 、I 3 。 解:a) I d1= Im 2717 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 2 1 4 ≈ + = ?π ω π π π t I 1= Im 4767 .0 2 1 4 3 2 Im ) ( ) sin (Im 2 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t b) I d2= Im 5434 .0 )1 2 2 ( 2 Im ) ( sin Im 1 4 = + = ?wt d t π π ? π I 2= Im 6741 .0 2 1 4 3 2 Im 2 ) ( ) sin (Im 1 4 2≈ + = ?π ? π π π wt d t c) I d3= ?= 2 Im 4 1 ) ( Im 2 1π ω π t d I 3= Im 2 1 ) ( Im 2 1 2 2= ?t dω π π 1.4.上题中如果不考虑安全裕量,问100A的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2 、I d3 各为多 少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2 、I m3 各为多少? 解:额定电流I T(AV) =100A的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) I m1 35 . 329 4767 .0 ≈ ≈ I A, I d1 ≈0.2717I m1 ≈89.48A

电力电子技术的发展及应用趋势

浅析电力电子技术的发展及应用 张友均 摘要:本文主要简要回顾了电力电子技术的发展史,简述了电力电子在电力系统中的一些应用及发展趋势。关键词:电力电子技术;发展史;电力系统;应用;发展趋势 1 引言 自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台,标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢?美国电气与电子工程师协会下设的电力电子学会对“电力电子技术”的阐述是:有效的使用电力半导体器件,应用电路设计理论以及分析开发工具,实现对电能高效能变换和控制的一门技术。对电能的高效能变换和控制包括对电压,电流,频率或波形等方面的变换。它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前,电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪,随着新的理论、器件、技术的不断出现,特别是与微控制器技术的日益融合,电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展,随之而来的必将是智能电力电子时代。 2 电力电子技术的发展史 电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,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现代电力电子时代。 2.1 整流器时代 大功率的工业用电由工频( 50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解) 、牵引(电气机车、电传动的

现代电力电子技术

现代电力电子技术第1次作业 二、主观题(共12道小题) 11.电力电子技术的研究内容? 答:主要包括电力电子器件、功率变换主电路和控制电路。 12.电力电子技术的分支? 答:电力学、电子学、材料学和控制理论等。 13.电力变换的基本类型? 答: 包括四种变换类型:(1)整流AC-DC (2)逆变DC-AC (3)斩波DC-DC (4)交交电力变换AC-AC 14.电力电子系统的基本结构及特点? 答: 电力电子系统包括功率变换主电路和控制电路,功率变换主电路是属于电路变换的强电电路,控制电路是弱电电路,两者在控制理论的支持下实现接口,从而获得期望性能指标的输出电能。' 15.电力电子的发展历史及其特点? 答:主要包括史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合型时代进行介绍,并说明电力电子技术的未来发展趋势 16.电力电子技术的典型应用领域? 答:介绍一般工业、交通运输、电力系统、家用电器和新能源开发几个方面进行介绍,要说明电力电子技术应用的主要特征。 17.电力电子器件的分类方式? 答: 电力电子器件的分类 (1)从门极驱动特性可以分为:电压型和电流型 (2)从载流特性可以分为:单极型、双极型和复合型 (3)从门极控制特性可以分为:不可控、半控及全控型 18.晶闸管的基本结构及通断条件是什么? 答:晶闸管由四层半导体结构组成,是个半控型电力电子器件,导通条件:承受正向阳极电压及门极施加正的触发信号。关断条件:流过晶闸管的电流降低到维持电流以下。

19.维持晶闸管导通的条件是什么? 答:流过晶闸管的电流大于维持电流。 20.对同一晶闸管,维持电流I H与擎住电流IL在数值大小上有I L______I H。 答:I L__〉____I H 21.整流电路的主要分类方式? 答: 按组成的器件可分为不可控(二极管)、半控(SCR)、全控(全控器件)三种; 按电路结构可分为桥式电路和半波电路; 按交流输入相数分为单相电路和三相电路。 22.单相全控桥式整流大电感负载电路中,晶闸管的导通角θ=________。 答:180o 现代电力电子技术第2次作业 二、主观题(共12道小题) 11.单相全控桥式整流阻性负载电路中,晶闸管的移相范围________。 答:0-180o 12.有源逆变产生的条件之一是:变流电路输出的直流平均电压Ud的极性必须与整流时输出的极性___ ________,且满足|Ud|<|Ed|。 答:相反 13.

电力电子技术在我国的发展现状及对策

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/097376123.html, 电力电子技术在我国的发展现状及对策 作者:冯茂娥 来源:《商场现代化》2009年第28期 [摘要] 文章阐述了电力电子的含义和任务,分析了电力电子技术目前在我国的发展、应用现状和存在的问题,指出在我国建立一个自主创新的、强大的、达到世界先进水平的电力电子 产业是十分迫切和重要的,并提出了相应的对策。 [关键词] 电力电子技术现状对策 一、引言 我国是一个发展中的国家,目前尚处于前工业化阶段,传统产业仍然是我国国民经济的主力军,因此在近期或在较长一段时期内,传统产业的改造和发展将在很大程度上决定着我国经济的发展。电力、机械、冶金、石油、化工、交通运输是传统产业的重要支柱,这些产业技术水平 的高低直接关系到我国工业基础的强弱。特别是,近年来随着经济的稳步发展,巨大的电力缺口与人们对电力的强烈需求之间的矛盾越来越明显。由于我国常规能源资源的有限性和环保的巨大压力,能源建设必须走节电和开发利用可再生能源之路,这就决定了在今后相当长的一段时期内,我国国民经济的发展和巨大的用户市场对电力电子技术具有巨大的、持久的需求,这就意味着我国电力电子和电力传动产业面临着良好的机遇。 今后世界市场的竞争主要表现为高新技术的竞争,谁拥有电力电子这种先进的高新科技产品,谁就掌握竞争的优势。面临我国已加入世贸组织和必须适应国际大循环的形势,我们面临着严峻的挑战,因为总体说来我国当前电力电子技术的水平落后于国际先进水平,远远跟不上我国国民经济发展的需要,特别是还面临着国外产品严重冲击,因此,我们必需清醒地认识到这一挑战并且要勇敢地面对。 二、电力电子的含义和任务 从学科的角度讲,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

电力电子技术试题及答案(B)

电力电子技术答案 2-1与信息电子电路中的二极管相比,电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力? 答:1.电力二极管大都采用垂直导电结构,使得硅片中通过电流的有效面积增大,显著提高了二极管的通流能力。 2.电力二极管在P 区和N 区之间多了一层低掺杂N 区,也称漂移区。低掺杂N 区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体,由于掺杂浓度低,低掺杂N 区就可以承受很高的电压而不被击穿。 2-2. 使晶闸管导通的条件是什么? 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:uAK>0且uGK>0。 2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么?怎样才能使晶闸管由导通变为关断? 答:维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流,即维持电流。 要使晶闸管由导通变为关断, 可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降 到接近于零的某一数值以下,即降到维持电流以下,便可使导通的晶闸管关断。 2-4图2-27中阴影部分为晶闸管处于通态区间的电流波形,各波形的电流最大值均为I m ,试计算各波形的电流平均值I d1、I d2、I d3与电流有效值I 、I 、I 。 πππ4 π4 π2 5π4a) b)c) 图1-43 图2-27 晶闸管导电波形 解:a) I d1= π21?π πωω4 )(sin t td I m =π2m I (122+)≈0.2717 I m I 1= ?π πωωπ 4 2 )()sin (21 t d t I m =2m I π 2143+≈0.4767 I m b) I d2 = π1?π πωω4)(sin t td I m =π m I ( 12 2 +)≈0.5434 I m I 2 = ? π π ωωπ 4 2) ()sin (1 t d t I m = 2 2m I π 21 43+ ≈0.6741I m c) I d3=π21?2 )(π ωt d I m =41 I m I 3 =? 2 2 ) (21π ωπt d I m = 2 1 I m 2-5上题中如果不考虑安全裕量,问100A 的晶阐管能送出的平均电流I d1、I d2、I d3各为多少?这时,相应的电流最大值I m1、I m2、 I m3各为多少? 解:额定电流I T(AV)=100A 的晶闸管,允许的电流有效值I=157A,由上题计算结果知 a) I m1≈4767.0I ≈329.35, I d1≈0.2717 I m1≈89.48 b) I m2≈ 6741 .0I ≈232.90, I d2≈0.5434 I m2≈126.56 c) I m3=2 I = 314, I d3= 4 1 I m3=78.5 2-6 GTO 和普通晶闸管同为PNPN 结构,为什么GTO 能够自关断,而普通晶闸管不能? 答:GTO 和普通晶阐管同为PNPN 结构,由P1N1P2和N1P2N2构成两个晶体管V1、V2,分别具有共基极电流增益 1α和2α, 由普通晶阐管的分析可得, 121=+αα是器件临界导通的条件。1 21>αα+两个等效晶体管过饱和而导通;

现代电力电子技术的发展(精)

现代电力电子技术的发展 浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥 (浙江杭州310027 E-mail: yeair@https://www.360docs.net/doc/097376123.html,学号:3991001053 摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。 关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势 The Development of Modern Power Electronics Technique Ma Yue Electrical Engineering College. Zhejiang University. Hangzhou 310027, China E-mail: yeair@https://www.360docs.net/doc/097376123.html, Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend. 1、概述 自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。

现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义

现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述

课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院:电气工程学院 姓名: ********* 学号: 14********* 专业: ***************** 指导教师: *******老师 0 引言

电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术,它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高,电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面,现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用,它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问,电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展[1] 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支,电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。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,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。 1.1半控型器件(第一代电力电子器件) 上世纪50年代,美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR),标志着电力电子技术的诞生。此后,晶闸管得到了迅速发展,器件容量越来越大,性能得到不断提高,并产生了各种晶闸管派生器件,如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是,晶闸管作为半控型器件,只能通过门极控制器开通,不能控制其关断,要关断器件必须通过强迫换相电路,从而使整个装置体积增加,复杂程度提高,效率降低。另外,晶闸管为双极型器件,有少子存储效应,所以工作频率低,一般低于400 Hz。由于以上这些原因,使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件(第二代电力电气器件) 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展,从上世纪70年代后期开始,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件迅速发展。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。此外,这些器件的开关速度普遍高于晶闸管,可用于开关频率较高的电路。这些优点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。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题,RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管(IGBT),并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合,它把MOSFET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,使之很快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,它们都综合

电力电子技术第2章-习题-答案

第2章电力电子器件课后复习题 第1部分:填空题 1. 电力电子器件是直接用于主电路中,实现电能的变换或控制的电子器件。 2. 主电路是在电气设备或电力系统中,直接承担电能变换或控制任务的电路。 3. 电力电子器件一般工作在开关状态。 4. 电力电子器件组成的系统,一般由控制电路、驱动电路、主电路三部分组成, 由于电路中存在电压和电流的过冲,往往需添加保护电路。 5. 按照器件能够被控制的程度,电力电子器件可分为以下三类:不可控器件、半控型器件 和全控型器件。 6.按照驱动电路信号的性质,电力电子器件可分为以下分为两类:电流驱动型和电压驱动型。 7. 电力二极管的工作特性可概括为单向导电性。 8. 电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管。 9. 普通二极管又称整流二极管多用于开关频率不高,一般为1K Hz以下的整流电路。其 反向恢复时间较长,一般在5μs以上。 10.快恢复二极管简称快速二极管,其反向恢复时间较短,一般在5μs以下。 11.肖特基二极管的反向恢复时间很短,其范围一般在10~40ns之间。 12.晶闸管的基本工作特性可概括为:承受反向电压时,不论是否触发,晶闸管都不会导 通;承受正向电压时,仅在门极正确触发情况下,晶闸管才能导通;晶闸管一旦导通, 门极就失去控制作用。要使晶闸管关断,只能使晶闸管的电流降至维持电流以下。 13.通常取晶闸管的U DRM和U RRM中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时,一般取 为正常工作时晶闸管所承受峰值电压2~3 倍。 14.使晶闸管维持导通所必需的最小电流称为维持电流。晶闸管刚从断态转入通态并移除 触发信号后,能维持导通所需的最小电流称为擎住电流。对同一晶闸管来说,通常I L约为I H的称为2~4 倍。 15.晶闸管的派生器件有:快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、光控晶闸管。 16. 普通晶闸管关断时间数百微秒,快速晶闸管数十微秒,高频晶闸管10微秒左右。 高频晶闸管的不足在于其电压和电流定额不易做高。 17.双向晶闸管可认为是一对反并联联接的普通晶闸管的集成。 18.逆导晶闸管是将晶闸管反并联一个二极管制作在同一管芯上的功率集成器件。 19. 光控晶闸管又称光触发晶闸管,是利用一定波长的光照信号触发导通的晶闸管。光触 发保证了主电路与控制电路之间的绝缘,且可避免电磁干扰的影响。

电力电子技术课后题答案

0-1.什么是电力电子技术? 电力电子技术是应用于电力技术领域中的电子技术;它是以利用大功率电子器件对能量进行变换和控制为主要内容的技术。国际电气和电子工程师协会(IEEE)的电力电子学会对电力电子技术的定义为:“有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具,实现对电能的高效能变换和控制的一门技术,它包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。” 0-2.电力电子技术的基础与核心分别是什么? 电力电子器件是基础。电能变换技术是核心. 0-3.请列举电力电子技术的 3 个主要应用领域。 电源装置;电源电网净化设备;电机调速系统;电能传输和电力控制;清洁能源开发和新蓄能系统;照明及其它。 0-4.电能变换电路有哪几种形式?其常用基本控制方式有哪三种类型? AD-DC整流电;DC-AC逆变电路;AC-AC交流变换电路;DC-DC直流变换电路。 常用基本控制方式主要有三类:相控方式、频控方式、斩控方式。 0-5.从发展过程看,电力电子器件可分为哪几个阶段? 简述各阶段的主要标志。可分为:集成电晶闸管及其应用;自关断器件及其应用;功率集成电路和智能功率器件及其应用三个发展阶段。集成电晶闸管及其应用:大功率整流器。自关断器件及其应用:各类节能的全控型器件问世。功率集成电路和智能功率器件及其应用:功率集成电路(PIC),智能功率模块(IPM)器件发展。 0-6.传统电力电子技术与现代电力电子技术各自特征是什么? 传统电力电子技术的特征:电力电子器件以半控型晶闸管为主,变流电路一般 为相控型,控制技术多采用模拟控制方式。 现代电力电子技术特征:电力电子器件以全控型器件为主,变流电路采用脉宽 调制型,控制技术采用PWM数字控制技术。 0-7.电力电子技术的发展方向是什么? 新器件:器件性能优化,新型半导体材料。高频化与高效率。集成化与模块化。数字化。绿色化。 1-1.按可控性分类,电力电子器件分哪几类? 按可控性分类,电力电子器件分为不可控器件、半控器件和全控器件。 1-2.电力二极管有哪些类型?各类型电力二极管的反向恢复时间大约为多少? 电力二极管类型以及反向恢复时间如下: 1)普通二极管,反向恢复时间在5us以上。 2)快恢复二极管,反向恢复时间在5us以下。快恢复极管从性能上可分为快速恢复和超快速恢复二极管。前者反向恢复时间为数百纳秒或更长,后者在100ns 以下,甚至达到20~30ns,多用于高频整流和逆变电路中。 3)肖特基二极管,反向恢复时间为10~40ns。 1-3.在哪些情况下,晶闸管可以从断态转变为通态? 维持晶闸管导通的条件是什么? 1、正向的阳极电压; 2、正向的门极电流。两者缺一不可。阳极电流大于维持电流。

现代电力电子技术发展及其应用

现代电力电子技术发展及其应用 摘要:电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学,是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科,在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术,可以有效地节约能源。 一、引言 自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台,标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢?电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术,它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前,电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪,随着新的理论、器件、技术的不断出现,特别是与微控制器技术的日益融合,电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展,随之而来的必将是智能电力电子时代。 二、电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从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变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,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现代电力电子时代。 1、整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)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,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 2、逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆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0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,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(GT0)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、变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能

电力电子技术的发展趋势及应用

电力电子的现代运用 半导体的出现成为20世纪现代物理学的一项最重大的突破,标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要,促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展,其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件,而另一类就是电力电子器件,特点是功率大、快速化。自20世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装置,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。 电子电力技术包括电力电子器件、变流电路和控制电路3部分,是以电力为处理对象并集电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的综合性学科。电力技术涉及发电、输电、配电及电力应用,电子技术涉及电子器件和由各种电子电路所组成的电子设备和系统,控制技术是指利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数按照预定的规律运行。电力电子器件是电力电子技术的基础,电力电子器件对电能进行控制和转换就是电子电力技术的利用。在21世纪已经成为一种高新技术,影响着人们生活的各种领域,因此对对电子电力技术的研究具有时代意义。 传统电力电子技术是以低频技术处理的,现代电力电子的发展向着高频技术处理发展。其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,在不断的发展中促进了现代电力电子技术的广泛应用。电力电子技术在1947年晶体管诞生开始形成,接着1956的晶闸管的出现标志电力电子技术逐渐形成一门学科开始发展,以功率MOS-FET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的出现,表明已经进入现代电子电力技术发展时代。 1.整流器时代 在60年代到70年代被称为电力电子技术的整流时代。该期间主要是大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用。1948年的晶体管的出现引发了电子工业革命,半导体器件开始应用与通信领域,1957年,晶闸管的诞生扩展了半导体器件功率控制范围,属于第一代电力电子器件。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,当地办硅整流器厂逐渐增多,大功率的工业用电由工频50Hz)交流发电机提供,其中电解、牵引、和直流传动是以直流形式消费。 2.逆变器时代 20世纪70年到80年代期间成为逆变器时代,该期间的电力电子技术已经能够实现逆变,但是仅局限在中低频范围内。当时变频调速装置因为能节能大量普及,巨型功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)和大功率逆变用的晶闸管成为当时电力电子器件的主流。它们属于第二代电力电子器件。 3.变频器时代 进入80年代,功率MOSFET和绝缘栅极双极晶体管(IGBT)的问世,电力电子技术开始向高频化发展,高压、高频和大电流的功率半导体复合器件为第三代电器元件的大规模集成电路技术迅速发展,他们的性能更进一步得到了完善,具有小、轻和高效节能的特点。 4.现代电力时代 20世纪以来,电力电子作为自动化、节材、节能、机电一体化、智能化的基础,正朝着应用技术高频化、产品性能绿色化、硬件结构模块化的现代化方向发展。在1995年,功率MOSFET和GTR在功率半导体器件出现并广泛被人们应用,功率器件和电源单元的模块

电力电子技术 复习题答案

第二章: 1.晶闸管的动态参数有断态电压临界上升率du/dt和通态电流临界上升率等,若 du/dt过大,就会使晶闸管出现_ 误导通_,若di/dt过大,会导致晶闸管_损坏__。 2.目前常用的具有自关断能力的电力电子元件有电力晶体管、可关断晶闸管、 功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管几种。简述晶闸管的正向伏安特性 答: 晶闸管的伏安特性 正向特性当IG=0时,如果在器件两端施加正向电压,则晶闸管处于正向阻断状态,只有很小的正向漏电流流过。 如果正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo,则漏电流急剧增大,器件开通。 随着门极电流幅值的增大,正向转折电压降低,晶闸管本身的压降很小,在1V左右。 如果门极电流为零,并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下,则晶闸管又回到正向阻断状态,IH称为维持电流。 3.使晶闸管导通的条件是什么 答:使晶闸管导通的条件是:晶闸管承受正向阳极电压,并在门极施加触发电流(脉冲)。或:uAK>0且uGK>0。 4.在如下器件:电力二极管(Power Diode)、晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管 (GTO)、电力晶体管(GTR)、电力场效应管(电力MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)中,属于半控型器件的是 SCR 。 5.晶闸管的擎住电流I L 答:晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后,能维持导通所需的最小电流。 6.晶闸管通态平均电流I T(AV) 答:晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态下,稳定结温不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。 7.晶闸管的控制角α(移相角) 答:从晶闸管开始承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或控制角。

电力电子技术和开关电源的发展历程

电力电子技术和开关电源的发展历程 1. 电力电子技术的发展 现代电力电子技术的发展方向,是从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变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,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现代电力电子时代。 1.1 整流器时代 大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)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,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。 1.2 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆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0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,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(GT0)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。 1.3 变频器时代 进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT 的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。 2. 现代电力电子的应用领域 2.1 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人了电子、电器设备领域。 计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。 2.2 通信用高频开关电源

电气工程的发展现状与发展趋势

电气工程的发展现状与发展 趋势 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

电气工程的发展现状与发展趋势 班级:电气1302 学号:08 姓名:储厚成 一.电气工程的发展现状: 概论:我国电力工业正以“大机组,大电网,高电压,高参数,高度自动化”等“三大三高”的现代电力系统的模式超长规模的建设与发展,因此对工程技术员的素质和能力提出了更新和更高的要求。未来的几十年,我国电力系统和电气工程会依然保持较快发展趋势,核能和其他可再生资源将得到快速发展新的电力电子技术,电工材料,计算机及网络技术,控制与管理手段具有巨大影响潜力。 1.电机的驱动及控制: 一个多世纪以前电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。逆变器的出现推动了交流电机速度和转矩控制的发展,这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件和数字控制技术的进步使得电机驱动具有了鲁棒性并且能够实现高精度的位置和速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约和系统效率的提高。 电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于半导体技术的空前发展带来的电力电子学领域的显著进步。电机驱动产业发展的利处已经触及各种各样的设备,从大型工业设备像钢铁制造厂、造纸厂的轧钢机等,到机床和半导体制造机中使用的机电一体化设备。交流电机控制器包括异步电机控制器和永磁电机控制器,这两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。:目前,异步电动机矢量控制技术、直接转矩控制技术乃至无传感器的直接转矩控制技术已实用化,人工神经网络、自适应控制状态观测器等方法已得到广泛采用。 2.电力电子技术的应用: 半导体的出现成为20世纪现代物理学的一项最重大的突破,标志着电子技术的诞生。而由于不同领域的实际需要,促使半导体器件自此分别向两个分支快速发展,其中一个分支即是以集成电路为代表的微电子器件,而另一类就

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