电力电子技术1绪论

它是电力电子技术的核心，其理论基础是电路理 论。
（1）电力电子器件的发展：其发展过程也就是电力电子技 术的发展过程。 1904年：电子管问世；之后出现了汞弧整流器。 汞弧整流器：把水银封于真空管内，利用对其蒸气的点弧 可对大电流进行控制，其性能和晶闸管很相似。 30年代～50年代：是汞弧整流器发展迅速并大量应用的时 期。 1947年：美国著名的贝尔实验室发明了晶体管，引发了电 子技术的一场革命。 1956年：美国研制出了最先用于电力领域的半导体器件— —硅整流二极管（SR）。它广泛用于电化学工业、电气铁 道直流变电所、轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流 输电。 1957年：美国通用电气公司发明了晶闸管（SCR），（即 普通反向阻断型可控硅）。它标志着电力电子技术的诞生。 但在此之前，用于电力变换的电子技术就已经存在了， 把晶闸管出现前的时期称为史前期或黎明期。
结论： 电力电子技术包括电力电子器件、电力电子线路和控制
技术三个部分。
（３）电力电子技术的研究任务：
①电力电子器件的应用；
②电力电子电路的电能变换原理；
③控制技术以及电力电子装置的开发与应用。
（４）电力电子技术的地位和未来：
以计算机为核心的信息科学将是21世纪起主导作用的科 学技术之一，而电力电子技术和运动控制一起，将和计算机 技术共同成为未来科学技术的两大支柱。
电力电子技术是与电能处理相关的技术学 科。将电子技术与控制技术应用到电力领域， 通过电力电子器件组成各种电力变换电路，实 现电能的转换与控制，称为电力电子技术，或 电力电子学。
从工程的对象和内容及手段几方面理解电 力电子技术。 ❖ 对象：能量中的电能 ❖ 内容：对电能的变换和控制 ❖ 手段：利用电力电子器件（半导体器件）
1 什么是电力电子技术？
（1）定义：有几种不同的说法
将电子技术和控制技术引入传统的电力技 术领域，利用半导体电力开关器件组成各种 电力变换电路实现电能的变换和控制，构成 了一门完整的学科，被国际电工委员会命名 为电力电子学（Power Electronics）或称为 电力电子技术。
电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，是一 门利用电力电子器件、电路理论和控制技术对电能 进行处理、控制和变换的学科，是现代电子学的一 个重要分支，也是电工技术的分支之一。
造技术，二者同根同源； C 应用的理论基础、分析方法、分析软件也基本相同； Ｄ工作状态不同：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。 Ｅ应用目的不同：信息电子技术用于信息处理，电力
电子技术用于电力变换和控制。
②与电力技术（电气工程）的关系： Ａ电力电子技术广泛用于电气工程中，如：
2 电力电子技术的发展
电力电子技术的两大分支：
电力电子器件制造技术：是电力电子技术的基础，
电 也是电力电子技术发展的动力，其理论基础是半导
Байду номын сангаас
力 电
体物理。
子 电力电子器件应用技术（也称变流技术）：
技
是用电力电子器件构成的电力变换电路和
术 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。
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：
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。
王兆安编著的教材的定义：就是使用电力电子器件对 电能进行变换和控制的技术。
本教材的定义：
电力电子技术是电能变换技术，是把电网或其他电源提 供的“粗电”变成适合于使用的“精电”的技术。而能源是 人类社会的永恒话题，电能又是最优质的能源。
因此，电力电子技术将青春永驻。
电力电子技术是20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的 技术，在21世纪仍将以迅猛的速度发展，并将起着十分重要 的作用，有着十分光明的未来。
电力电子技术
与本课程相关的问题
❖ 课程名称：电力电子技术（Power Electronic Technology）
❖ 学 时：50学时，其中包括实验6学时 ❖ 学 分： 3学分 ❖ 课程性质：必修的专业基础课 ❖ 与相关课程的关系： 先修课程：高等数学、电路原理、模拟电子技术、数
字电子技术 后续课程：直流调速、交流调速、毕业设计。
（2）与其他学科之间的关系：
电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新 兴交叉学科，包括电力电子器件、电力电子电路(变流电路)和控制技术 三个主要组成部分。
可用下图形象地描述电力电子技术这一学科的构成及与其他学科的
关系。
电力电子学的名称是在上世 纪60年代出现的，在1974年， 美国的W·Newell用这个倒 三角形对电力电子学进行了 描述，认为：电力电子学是 由电力技术、电子技术和控 制技术三个学科交叉而形成 的。这一观点被全世界普遍
接受。
①与电子技术的关系：
模拟电子技术
信息电子技术
电子技术
数字电子技术
电力电子技术
信息电子技术——主要用于信息处理；
电力电子技术——主要用于电力变换和控制。
电子技术一般是指信息电子技术，广义而言，也包
括电力电子技术。这里指的就是信息电子技术。
电力电子技术与信息电子技术的关系：
电力电子技术与信息电子技术的关系： A 都分为器件和应用两大分支； B 器件的材料、工艺基本相同，都采用微电子制
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、高性能交直流电源等。 Ｂ国内外均把电力电子技术归为电气工程的一个分支； Ｃ电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支。 ③与控制技术（自动化技术）的关系： Ａ控制技术广泛用于电力电子技术中； Ｂ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，控制技术是这种接口的强有力的纽带； Ｃ电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。
成绩考核：
本课程为考试课，其成绩主要由以下几部分构 成：
实 验： 占10%（由实验室给出） 平时成绩：占10%（主要指听课的纪律、出勤)
作业（不得抄袭）） 期末考试：占80%（闭卷笔试）
第1章 绪 论
1. 什么是电力电子技术
2.电力电子技术的发展史 3.电力电子技术的应用 4.本课程的学习方法和具体要求 5.相关参考内容 6.电力电子电路的计算机仿真软件