合肥工业大学 电力电子与电力传动 专业
硕博连读研究生培养方案
1.学科、专业代码：0808 获得授权时间：2005年
2.学科、专业简介：
电气工程是一门古老而又年青的工程学科，合肥工业大学该学科具有60年历史，已形成坚实的基础和雄厚的积累，并在其发展过程中与控制科学、信息科学等学科产生融合和交叉，不断产生跟踪学科前沿的成果。本学科具有电气工程一级学科博士授予权，在国家重点学科电力电子与电力传动、电力系统及其自动化、电机与电器和电工理论与新技术等4个二级学科培养博士生。本学科近年来在以太阳能、风能为代表的新能源利用领域形成明显特色和亮点，以现代电力电子技术、控制和信息技术等引导和推动本学科内各个领域的发展，研究对经济发展和技术进步具有重大意义的基础理论和关键技术。本学科教学科研队伍富有敬业创新精神，包括教育部光伏工程研究中心在内的研究教学基地配套完善、设施先进。在研究生教育上，本学科注重依托前沿性课题培养学生的基础理论和实际工作能力，使之成为本学科的高级人才。
3.研究方向：
a. 可再生能源与分布式发电
b. 新型电力电子装置
c. 柔性输电与用户电力电子技术
d. 电力系统可靠性与安全性
e. 电力系统分析与电力市场
f. 新型电机与电力拖动
g. 现代电气测量
h. 功率集成电路设计
i. 现代电气自动化系统与控制策略
4.学习年限：
四至五年。规定总学分不少于38学分，其中，学位课不少于23学分。跨学科录取的硕博连读研究生需要补修2门以上该学科本科段主干课程，列入培养计划，但不计学分。
硕博连读研究生课程设置
续
注：*括号内表示课外学时。
大功率电力电子器件的新进展
大功率电力电子器件前沿技术分析 贾海叶山西吕梁供电 摘要：本文对大功率电力电子器件技术进行了简述，阐述了大功率电力电子器件发展热点，并对其前沿技术和未来的发展方向进行了分析。 关键词：大功率、电子电力器件，前沿技术 1 引言 随着半导体制造工艺的进步和对电力电子设备容量增大的需求,对电力电子器件的性能和功率要求也越来越高,由此产生了耐高压、大功率的电力电子器件。近来,伴随着器件的大功率化,新的HVIGBT(HighVoltage Insulated Gate BipolarTran-sistor Module)高压绝缘栅双极型半导体模块、HVIPM(High Voltage Intelligent Power Module)高压智能电力模块的MOS型电力电子器件的开发、GCT(Gate Commutated Turn-off Thyristor)闸门换相关断可控硅器件的开发,都有了较大的进展。以新一代器件问世为标志,必然在电力电子设备的开发方面,向着小型化、高效率化、高速控制化的目标飞跃前进。 1.1 大功率电力电子器件的分类 大功率电力电子器件主要分为:二极管、可控硅、光触发可控硅、GTO(Gate Turn-off Thyristor)闸门关断可控硅、GCT、HVIGBT及HVIPM器件。 从1960年开发初期的1英寸硅片开始至今,发展到直径为6英
寸硅片的耐高压、大功率电力电子器件系列化产品,其容量和当初相比,提高了100多倍。而且在使用上减少了串联或并联元件的数量,提高了可靠性,减小了设备的体积。 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类，大功率电力电子器件分为： 1.半控型器件，例如晶闸管； 2.全控型器件，例如GTO（门极可关断晶闸管）、GTR（电力晶体管），MOSFET（电力场效应晶体管）、IGBT（绝缘栅双极晶体管）； 3.不可控器件，例如电力二极管； 按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类： 1.电压驱动型器件，例如IGBT、MOSFET、SITH（静电感应晶闸管）； 2.电流驱动型器件，例如晶闸管、GTO、GTR； 根据驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间的有效信号波形分类： 1.脉冲触发型，例如晶闸管、GTO； 2.电子控制型，例如GTR、MOSFET、IGBT； 按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类： 1.单极型器件，例如电力二极管、晶闸管、GTO、GTR； 2.双极型器件，例如MOSFET、IGBT；
常用电力电子器件特性测试
实验二：常用电力电子器件特性测试 （一）实验目的 （1）掌握几种常用电力电子器件（SCR、GTO、MOSFET、IGBT）的工作特性；（2）掌握各器件的参数设置方法，以及对触发信号的要求。 （二）实验原理 图1.MATLAB电力电子器件模型 MATLAB电力电子器件模型使用的是简化的宏模型，只要求器件的外特性与实际器件特性基本相符。MATLAB电力电子器件模型主要仿真了电力电子器件的开关特性，并且不同电力电子器件模型都具有类似的模型结构。 模型中的电阻Ron和直流电压源Vf分别用来反映电力电子器件的导通电阻和导通时的门槛电压。串联电感限制了器件开关过程中的电流升降速度，模拟器件导通或关断时的动态过程。MATLAB电力电子器件模型一般都没有考虑器件关断时的漏电流。 在MATLAB电力电子器件模型中已经并联了简单的RC串联缓冲电路，在参数表中设置，名称分别为Rs和Cs。更复杂的缓冲电路则需要另外建立。对于MOSFET模型还反并联了二极管，在使用中要注意，需要设置体内二极管的正向压降Vf和等效电阻Rd。对于GTO和IGBT需要设置电流下降时间Tf和电流拖尾时间Tt。 MATLAB的电力电子器件必须连接在电路中使用，也就是要有电流的回路，
但是器件的驱动仅仅是取决于门极信号的有无，没有电压型和电流型驱动的区别，也不需要形成驱动的回路。尽管模型与实际器件工作有差异，但使MATLAB电力电子器件模型与控制连接的时候很方便。MATLAB的电力电子器件模型中含有电感，因此具有电流源的性质，所以在模块参数中还包含了IC即初始电流项。此外也不能开路工作。 含电力电子模型的电路或系统仿真时，仿真算法一般采用刚性积分算法，如ode23tb、ode15s。电力电子器件的模块上，一般都带有一个测量输出端口，通过输出端m可以观测器件的电压和电流。本实验将电力电子器件和负载电阻串联后接至直流电源的两端，给器件提供触发信号，使器件触发导通。 （三）实验内容 （1）在MATLAB/Simulink中构建仿真电路，设置相关参数。 （2）改变器件和触发脉冲的参数设置，观察器件的导通情况及负载端电压、器件电流的变化情况。 （四）实验过程与结果分析 1．仿真系统 Matlab平台 2．仿真参数 （1）Thyristor参数设置： 直流源和电阻参数：
电力电子与电气传动概述
电力电子与电气传动概述 电气C142张启文 1 电力电子与电气传动主要内容 电力电子与电气传动包括电力电子技术与电气传动两大部分。 电力电子技术的主要内容：电力电子器件及其应用，即应用电力电子器件实现电力变换：AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC。 电气传动的主要内容：直流调速与交流调速 信息电子技术——信息处理 电力电子技术——电力变换 电子技术一般即指信息电子技术，广义而言，也包括电力电子技术。 电力电子技术——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。 2、电力电子技术的发展概况 1904年：电子管问世 1930-1947：水银整流器时代 1957-1970：晶闸管时代 1985-2000：IGBT及功率集成器件和发展时代 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。
3、电力电子技术的应用 一般工业： 交直流电机、电化学工业、冶金工业交通运输： 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 其他： UPS、航天飞行器、新能源、发电装置 AC/DC可控整流：将交流电变为直流电 有源逆变：将直流电变为交流电回送电网 交流调压：将固定的交流电变为可调的交流电 变频：将频率固定的交流电变为频率可调的交流电 直流斩波：将固定的直流电变为可调的直流电
4、就业前景 (一)应用逐渐多元化，顺应时代趋势 电力传动系统是电力电子器件典型的应用领域，在国民经济中占有极其重要的地位，具有广阔的发展前景。电力电子作为节能，自动化、智能化、机电一体化的基础正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。譬如，风能是正在开发中的具有广阔前景的新能源之一。它对寻求新能源，改善生态环境，发展偏远地区经济，都具有重大的意义。 在当今积极提倡环保节能的国际大环境下，现代电力电子技术是21世纪各国竞相发展的强国兴邦技术之一，随着与微电子技术的不断融合，其应用范围日益广泛，并且有向各行业渗透的趋势，面临来自环境和资讯等方面的严峻挑战，现代电力行业急需一批既懂电力工程技术，又懂电力电子与电气传动技术的高层次复合型人才。 (二)无处不在的新兴学科 近几十年来，电力电子技术得到迅猛发展，应用范围极其广泛，在各级工业、交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统以及家电产品等国民经济和人民生活的各个领域都有重要的应用：大到航天飞行器中的特种电源、远程特高压电压传输系统，小到家用的空调、冰箱和计算机电源，电力电子及电力传动技术可以说是无处不在。可以毫不夸张地说，只要是需要电能的地方，就需要电力电子和电力传动。电气传动技术也正在向智能化迈进，具有巨大的研究价值和广泛的应用前景，从而也为广大毕业生提供了源源不断的就业机会。 5、就业方向 本专业适合到电力系统、电气工程及其相关领域的高校、科研单位及企业从事教学、研发、管理、生产等方面的工作。例如，研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、电力电子电源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。
碳化硅电子器件发展分析报告
碳化硅电力电子器件的发展现状分析 目录 1.SiC器件的材料与制造工艺 (2) 1.1 SiC单晶 (2) 1.2 SiC外延 (3) 1.3 SiC器件工艺 (4) 2. SiC二极管实现产业化 (5) 3. SiC JFET器件的产业化发展 (7) 4. SiC MOSFET器件实用化取得突破 (7) 5. SiC IGBT器件 (8) 6. SiC功率双极器件 (9) 7. SiC 功率模块 (10) 8. 国内的发展现状 (11) 9. SiC电力电子器件面对的挑战 (11) 9.1 芯片制造成本过高 (11) 9.2 材料缺陷多，单个芯片电流小 (12) 9.3 器件封装材料与技术有待提高 (12) 10. 小结 (12)
在过去的十五到二十年中，碳化硅电力电子器件领域取得了令人瞩目的成就，所研发的碳化硅器件的性能指标远超当前硅基器件，并且成功实现了部分碳化硅器件的产业化，在一些重要的能源领域开始逐步取代硅基电力电子器件，并初步展现出其巨大的潜力。碳化硅电力电子器件的持续进步将对电力电子技术领域的发展起到革命性的推动作用。随着SiC单晶和外延材料技术的进步，各种类型的SiC器件被开发出来。SiC器件主要包括二极管和开关管。SiC二极管主要包括肖特基势垒二极管及其新型结构和PiN 型二极管。SiC开关管的种类较多，具有代表性的开关管有金属氧化物半导体场效应开关管（MOSFET）、结型场效应开关管（JFET）、绝缘栅双极开关管（IGBT）三种。 1.SiC器件的材料与制造工艺 1.1 SiC单晶 碳化硅早在1842年就被发现了，但直到1955年，飞利浦（荷兰）实验室的Lely 才开发出生长高品质碳化硅晶体材料的方法。到了1987年，商业化生产的SiC衬底进入市场，进入21世纪后，SiC衬底的商业应用才算全面铺开。碳化硅分为立方相（闪锌矿结构）、六方相（纤锌矿结构）和菱方相3大类共260多种结构，目前只有六方相中的4H-SiC、6H-SiC才有商业价值，美国科锐（Cree）等公司已经批量生产这类衬底。立方相（3C-SiC）还不能获得有商业价值的成品。 SiC单晶生长经历了3个阶段, 即Acheson法、Lely法、改良Lely法。利用SiC 高温升华分解这一特性，可采用升华法即Lely法来生长SiC晶体。升华法是目前商业生产SiC单晶最常用的方法，它是把SiC粉料放在石墨坩埚和多孔石墨管之间，在惰性气体（氩气）环境温度为2 500℃的条件下进行升华生长，可以生成片状SiC晶体。由于Lely法为自发成核生长方法，不容易控制所生长SiC晶体的晶型，且得到的晶体尺寸很小，后来又出现了改良的Lely法。改良的Lely法也被称为采用籽晶的升华法或物理气相输运法 (简称PVT法)。PVT法的优点在于：采用 SiC籽晶控制所生长晶体的晶型，克服了Lely法自发成核生长的缺点，可得到单一晶型的SiC单晶，且可生长较大尺寸的SiC单晶。国际上基本上采用PVT法制备碳化硅单晶。目前能提供4H-SiC晶片的企业主要集中在欧美和日本。其中Cree产量占全球市场的85%以上，占领着SiC晶体生长及相关器件制作研究的前沿。目前，Cree的6英寸SiC晶片已经商品化,可以小批量供货。此外，国内外还有一些初具规模的SiC晶片供应商，年销售量在1万片上下。Cree生产的SiC晶片有80%以上是自己消化的，用于LED衬底材料，所以Cree是全球
电力电子及电气传动教学试验台和MCL系统挂箱介绍和使用说明
《电力电子与变频技术》实验实训指导书 李翔编写 适用专业：电气自动化 机电一体化 安徽国防科技职业学院机电工程系 2011 年 11 月
第一部分电力电子技术实验指导 实验一三相半波可控整流电路的研究 一．实验目的 了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。 二．实验线路及原理 三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。 实验线路见图2-1。 三．实验内容 1．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。 2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。 四．实验设备及仪表 1．MCL系列教学实验台主控制屏。 2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。 3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ） 4．MEL—03组件（900Ω，0.41A）或自配滑线变阻器. 5．双踪示波器。 6．万用电表。 五．注意事项 1．整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。 2．整流电路的负载电阻不宜过小，应使I d不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证I d超过0.1A，避免晶闸管时断时续。 3．正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。 六．实验方法 1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。 （1）打开MCL—18电源开关，给定电压有电压显示。 （2）用示波器观察MCL-33（或MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲 （3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。 （4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。 2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作 合上主电源，接上电阻性负载，调节主控制屏输出电压U uv、U vw、U wv，从0V调至110V：
考研电力电子与电力传动专业介绍及就业解析
考研电力电子与电力传动专业介绍及就 业解析 电力电子与电力传动是电气工程一级学科下属的二级学科，是一门综合了电能转换、电磁学、自动控制、微电子技术及电子信息、计算机技术等学科新成就而迅速发展起来的交叉学科。 1、研究方向 目前，各大院校与电力电子与电力传动专业相关的研究方向都略有不同的侧重点。以北京理工大学为例，该专业所包含的研究方向有:01 电力电子应用及其控制技术 02 车辆电力传动理论与设计 03 电力电子系统电磁兼容与安全技术 2、培养目标 热爱祖国，有社会主义觉悟和较高道德修养，在电力电子与电力传动领域具有坚实宽广的理论基础和系统深入的专业知识与技能，具有从事本领域科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力，能适应社会对电力电子与电力传动方面的科研、教学、系统设计及软件开发等专门人才的需求。 3、专业特色 本学科以电力电子器件为基础，涉及到电气、自动控制、计算机，微处理器技术等多个学科，是一门集电力、电子与控制于一身的新兴交叉学科。电力电子与电力传动以电气工程领域内的电力电子器件、电气传动控制系统为主要研究对象，着重于电力电子器件的应用、功率变换装置和交、直流电机传动及伺服控制系统的分析、设计与综合。 4、研究生入学考试科目： 初试科目： ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④881电工与电子技术 (注：以上北京理工大学为例，各院校在考试科目中有所不同) 老师整理了几个节约时间的准则：一是要早做决定，趁早备考;二是要有计划，按计划前进;三是要跟时间赛跑，争分夺秒。总之，考研是一场“时间战”，谁懂得抓紧时间，利用好时间，谁就是最后的胜利者。 1.制定详细周密的学习计划。 这里所说的计划，不仅仅包括总的复习计划，还应该包括月计划、周计划，甚至是日计划。努力做到这一点是十分困难的，但却是非常必要的。我们要把学习计划精确到每一天，这样才能利用好每一天的时间。当然，总复习计划是从备考的第一天就应该指定的;月计划可以在每一轮复习开始之前，制定未来三个月的学习计划。以此类推，具体到周计划就是要在每个月的月初安排一月四周的学习进程。那么，具体到每一天，可以在每周的星期一安排好周一到周五的学习内容，或者是在每一天晚上做好第二天的学习计划。并且，要在每一天睡觉之前检查一下是否完成当日的学习任务，时时刻刻督促自己按时完成计划。 方法一：规划进度。分别制定总计划、月计划、周计划、日计划学习时间表，并把它们
电力电子器件的最新发展趋势
电力电子器件的最新发展趋势 现代的电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）至关重要，从而已迅速发展成为一门独立学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门，毫无疑问，它将成为本世纪乃至下世纪重要关键技术之一。近几年西方发达的国家，尽管总体经济的增长速度较慢，电力电子技术仍一直保持着每年百分之十几的高速增长。 从历史上看，每一代新型电力电子器件的出现，总是带来一场电力电子技术的革命。以功率器件为核心的现代电力电子装置，在整台装置中通常不超过总价值的20%～30%，但是，它对提高装置的各项技术指标和技术性能，却起着十分重要的作用。 众所周知，一个理想的功率器件，应当具有下列理想的静态和动态特性：在截止状态时能承受高电压；在导通状态时，具有大电流和很低的压降；在开关转换时，具有短的开、关时间，能承受高的di/dt和dv/dt，以及具有全控功能。 自从50年代，硅晶闸管问世以后，20多年来，功率半导体器件的研究工作者为达到上述理想目标做出了不懈的努力，并已取得了使世人瞩目的成就。60年代后期，可关断晶闸管GTO实现了门极可关断功能，并使斩波工作频率扩展到1kHz以上。70年代中期，高功率晶体管和功率MOSFET问世，功率器件实现了场控功能，打开了高频应用的大门。80年代，绝缘栅门控双极型晶体管(IGBT) 问世，它综合了功率MOSFET和双极型功率晶体管两者的功能。它的迅速发展，又激励了人们对综合功率MOSFET和晶闸管两者功能的新型功率器件- MOSFET门控晶闸管的研究。因此，当前功率器件研究工作的重点主要集中在研究现有功率器件的性能改进、MOS门控晶闸管以及采用新型半导体材料制造新型的功率器件等。下面就近几年来上述功率器件的最新发展加以综述。 一、功率晶闸管的最新发展 1．超大功率晶闸管 晶闸管（SCR）自问世以来，其功率容量提高了近3000倍。现在许多国家已能稳定生产8kV / 4kA的晶闸管。日本现在已投产8kV / 4kA和6kV / 6kA的光触发晶闸管(LTT)。美国和欧洲主要生产电触发晶闸管。近十几年来，由于自关断器件的飞速发展，晶闸管的应用领域有所缩小，但是，由于它的高电压、大电流特性，它在HVDC、静止无功补偿（SVC）、大功率直流电源及超大功率和高压变频调速应用方面仍占有十分重要的地位。预计在今后若干年内，晶闸管仍将在高电压、大电流应用场合得到继续发展。 现在，许多生产商可提供额定开关功率36MVA ( 6kV/ 6kA )用的高压大电流GTO。传统GTO的典型的关断增量仅为3～5。GTO关断期间的不均匀性引起的“挤流效应”使其在关断期间dv/dt必须限制在500～1kV/μs。为此，人们不得不使用体积大、昂贵的吸收电路。另外它的门极驱动电路较复杂和要求较大的驱动功率。但是，高的导通电流密度、高的阻断电压、阻断状态下高的dv/dt耐量和有可能在内部集成一个反并二极管，这些突出的优点仍使人们对GTO感到兴趣。到目前为止，在高压（VBR > 3.3kV )、大功率（0.5～20 MVA）牵引、工业和电力逆变器中应用得最为普遍的是门控功率半导体器件。目前，GTO的最高研究水平为6in、6kV / 6kA以及9kV/10kA。为了满足电力系统对1GVA以上的三相逆变功
电力电子与电力传动简介
电力电子与电力传动简介 本文章来源：考研网发布者：wenpinger 浏览次数：3051 发布时间：2010-2-01 16:34 对电力电子与电力传动专业的介绍 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。 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。 该专业实力最强的几所院校: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) 电力电子专业状况及职场发展 老是看到好多新同学打听这个专业，N多人还在比较电力系统和电力电子与电力传动，哪个更好？哪个更有前(钱)途？马上就过年了，今天有点空，也想冒下泡，想跟对这一方向有点兴趣的兄弟姐妹简单聊一下总体情况。我也只是一名研发工程师，说得不对不全之处，请各位拍砖时手下留情。 毫无疑问，电力系统是电气工程下面一个非常非常传统的专业，毕业后较大的可能进入国家电网或南方电网下属的各级电力公司，君不见这个坛子里好多人讲电力的高薪，因而也
电力电子与电力传动排名
080804 电力电子与电力传动
中国科学院--电工研究所-- 电力电子与电力传动 北京航空航天大学--自动化科学与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 北京交通大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 北京理工大学--机械与车辆工程学院-- 电力电子与电力传动 南开大学--物理科学学院-- 电力电子与电力传动
天津大学--电气与自动化工程学院-- 电力电子与电力传动 华北电力大学--电气与电子工程学院-- 电力电子与电力传动 北方工业大学--机电工程学院-- 电力电子与电力传动 燕山大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 华北电力大学（保定）--电力工程系-- 电力电子与电力传动 太原理工大学--电气与动力工程学院-- 电力电子与电力传动 东北大学--信息科学与工程学院-- 电力电子与电力传动 大连海事大学--自动化与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 辽宁工学院--信息科学与工程学院-- 电力电子与电力传动 沈阳工业大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 辽宁科技大学--电子与信息工程学院-- 电力电子与电力传动 吉林大学--仪器科学与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 长春工业大学--电气与电子工程学院-- 电力电子与电力传动 东北电力大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 哈尔滨工程大学--自动化学院-- 电力电子与电力传动 大庆石油学院--电气信息工程学院-- 电力电子与电力传动 武汉大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动 东华大学--信息科学与技术学院-- 电力电子与电力传动 上海大学--机电工程与自动化学院-- 电力电子与电力传动 上海海事大学--物流工程学院-- 电力电子与电力传动 上海交通大学--电子信息与电气工程学院-- 电力电子与电力传动 上海理工大学--电气工程学院-- 电力电子与电力传动
电力系统与电力电子
电力电子与电力传动 一、学科概况 电力电子与电力传动是一个与电能的变换与控制密切相关的应用基础学科。它是近年来发展较快的交叉学科。它综合了电能变换、电磁理论、控制理论、电子技术、计算机等学科的知识。它以控制理论为基础，运用计算机、数字信号处理器和微电子技术为手段，控制电力半导体器件开关来实现电能的变换，达到不同的使用目的。目前，电力电子技术已经广泛应用于工业生产中，如高效率、高质量的电源技术，电机传动调速系统、电力系统电能质量控制、新型直流输电技术和交流灵活输电技术等领域。电力电子与电子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。 在电气工程学科下，我校有电力电子与电力传动、电力系统及其自动化两个二级学科硕士点。本学科主要从事大功率整流、变流、逆变装置，电机传动装置以及与上述装置有关的控制理论和技术，故障检测、保护、仿真技术等方面的教学和研究。本学科现有教授6人，副教授14人。 学科专业研究方向 1.电力电子技术在电力系统中的应用 研究电力电子技术在电力系统中的应用。应用现代电力电子技术和控制技术实现电能质量控制，包括电力系统无功补偿、电力系统有源滤波技术和瞬变电压抑制技术等；研究新型输电系统，包括直流输电技术和交流灵活输电技术。 2.功率变换技术及应用 研究AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC变换器及AC/AC直接变频器的拓扑结构和控制方法；研究整流与逆变PWM技术、软开关功率变换器；研究功率集成、热分析与电磁兼容技术；研究高电压脉冲功率源技术。 3.电力传动及其自动控制系统 本研究方向所涉及的研究内容包括电气传动控制系统总体设计、各种民用数控驱动系统的研究与应用、多电机同步联动控制技术、电力电子新技术在电气传动系统中的应用等。 4.电力电子装置与系统的故障自动诊断与容错控制 本研究方向所涉及的研究内容包括电力、化工、钢铁、冶金等各行业中电力电子装置及系统的故障自动分析、检测、定位、分离，并通过容错控制技术如何使整个系统稳定、如何使系统仍能保证原技术指标等的理论和应用技术研究。
电力电子器件的发展分析
电力电子技术课程论文 电力电子器件的发展分析 摘要：电力电子器件发展至今已有近60年的历史，本文简单介绍了电力电子器件的发展历程，然后对IGCT、IGBT、MCT等新型电力电子器件的发展状况及其优缺点进行了分析，最后, 展望了电力电子器件的未来发展。 关键字：电力电子器件；IGCT；ICBT；MCT； 1、引言 电力电子技术包括功率半导体器件与IC技术、功率变换技术及控制技术等几个方面，其中，电力电子器件是电力电子技术的重要基础，也是电力电子技术发展的“机车”。 电力电子器件的发展时间并不长，但是至今已经发展出多个种类的产品，其中最早为人们所应用的是普通晶闸管，普通晶闸管是由美国通用电气公司在1958年时研制并投产的，它为之后的电力电子器件发展奠定了基础，在1964年时，美国公司又成功研制了可关断的GT0；到了二十世纪七十年代，电力电子器件的研究有了又一成果——GTR系列产品，二十世纪八九十年代，以功率M0SFET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，标志着传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。 2、电力电子器件发展史
电力电子器件又称作开关器件，相当于信号电路中的A-D采样，称之为功率采样，器件的工作过程就是能量过渡过程，其可靠性决定了装置和系统的可靠性。根据可控程度以及构造特点等因素可以把电力电子器件分成四类： (1)半控型器件——第一代电力电子器件 2O世纪5O年代，由美国通用电气公司发明的硅晶闸管的问世，标志着电力电子技术的开端。到了2O世纪7O年代，已经派生出了许多半控型器件，这些电力电子器件的功率也越来越大，性能日渐完善，但是由于晶闸管的固有特性，大大限制了它的应用范围。 (2)全控型器件一一第二代电力电子器件 从2O世纪7O年代后期开始，可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR或BJT)及其模块相继实用化。此后，各种高频率的全控型器件不断问世，并得到迅速发展。这些器件主要有：电力场控晶体管(即功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)等，这些器件的产生和发展，已经形成了一个新型的全控电力电子器件的大家族。 (3)复合型器件——第三代电力电子器件 前两代电力电子器件中各种器件都有其本身的特点。近年来，又出现了兼有几种器件优点的复合器件。如：绝缘门极双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。它实际上是MOSFET驱动双极型晶体管，兼有M0sFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两者的优点。它容量较大、开关速度快、易驱动，成为一种理想的电力电子器件。 (4)模块化器件——第四代电力电子器件 随着工艺水平的不断提高，可以将许多零散拼装的器件组合在一起并且大规模生产，进而导致第四代电力电子器件的诞生。以功率集成电路PIC(Power Intergrated Circuit)为代表，其不仅把主电路的器件，而且把驱动电路以及具有过压过流保护，甚至温度自动控制等作用的电路都集成在一起，形成一个整体。 3、电力电子器件的最新发展 现代电力电子器件仍然在向大功率、易驱动和高频化方向发展。其中，电力电子模块化是电力电子器件向高功率密度发展的重要一步。下面介绍几种新型电力电子器件： 3.1 IGCT IGCT(Intergrated Gate Commutated Thyristors)是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件[1]。它是将GTO芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，它是结合了晶体管和晶闸管两种器件的优点，即晶体管的稳定的关断能力和晶闸管的低通态损耗的一种新型器件。IGCT在导通阶段发挥晶闸管的性能，关断阶段呈类似晶体管的特性。IGCT具有电流大、电压高、开关频率高、可靠性高、结构紧凑、损耗低的特点。此外,IGCT还像GT0一样，具有制造成本低和成品率高的
电力电子与电气传动综合课程设计任务书(1)
电力电子与电气传动综合课程设计任务书 一、目的及要求： 通过电力电子与电气传动的综合课程设计教学环节,使学生掌握以直流电动机为对象组成的运动控制，包括转速单闭环调速系统，转速、电流双闭环控制调速系统，静态、动态性能分析及工程设计方法，掌握以交流电动机为对象组成的运动控制,包括基于稳态模型和动态模型的异步电动机调速系统以及同步电动机调压调速系统的工作原理和性能特点。 通过该课程的学习，培养学生理论联系实际的能力，掌握电气传动控制系统的工作原理和设计方法，从实际出发，深入地进行理论分析，应用理论解决电气传动系统中的实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。检验同学们对所学知识的掌握程度和运用能力。 二、内容及步骤： 内容： 1、设计一个三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，利用可调的 直流电压驱动直流电机进行调速，仿真观察整流电路输出电压和电 流波形，电机电流、转速、转矩变化曲线。 2、设计一个双闭环直流电动机调速系统，整流装置采用三相桥式电路， 电动机参数：UN=220V,IdN=136A,nN=1460r/min,Ce=0.132V.min/r, 过载倍数λ＝1.5，整流装置放大系数Ks＝40，电枢回路总电阻R ＝0.5欧，时间常数Tl=0.03s,Tm=0.18s,电流反馈系数β＝0.05V/A, 转速反馈系数α＝0.007V.min/r，要求实现稳态无静差，电流超调 量σ i ％≤5％，空载起动到额定转速时的转速超调量σ n ％≤10％， 取电流反馈滤波时间常数T oi ＝0.0017s,转速反馈滤波时间常数T on ＝0.01s,取转速调节器和电流调节器的饱和值为12V，输出限幅值 为10V，额定转速时转速给定U n *＝10V。仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化对系统响应的影响。 3、完成基于IGBT逆变电路的异步电机恒压频比变频调速系统仿真，电 机参数如下：额定功率为 2.2kW,额定线电压为380V，额定频率为 50Hz,额定转速为1423pm，定子电阻为 3.478Ω，定子漏感为 0.01254H，转子电阻为2.546Ω，转子漏感为0.01226H，励磁电感 为0.3329H，转动惯量为0.0131，极对数为2。 4、采用三相SPWM技术设计一个转速开环变频调速系统，观察电动机的 电流、转速和转矩曲线。 步骤如下： 1、查阅调速系统资料。 2、设计调速系统原理图和动态结构框图。 3、计算各控制参数。 4、熟悉MATLAB仿真工具。 5、对原理图和结构框图进行仿真。 6、总结课程设计报告。 三、课程设计时间和进度安排： 1、时间安排第16-18周
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
电机电力电子及电气传动教学实验台介绍
第1章 MCL系列 电机电力电子及电气传动教学实验台介绍 一概述 1．特点： （1）采用组件式结构，可根据不同内容进行组合，故结构紧凑，使用方便灵活，并且可随着功能的扩展只需增加组件即可，能在一套装置上完成《电力电子学》，《电力拖动自动控制系统》等课程的主要实验。 （2）装置布局合理，外形美观，面板示意图明确，直观，学生可通过面板的示意查寻故障，分析工作原理。电机采用导轨式安装，更换机组简捷，方便，所采用的电机经过特殊设计，其参数特性能模拟3KW左右的通用实验机组，能给学生正确的感性认识。除实验控制屏外，还设置有实验用台，内可放置机组，实验组件等，并有可活动的抽屉，内可放置导线，工具等，使实验更方便。 （3）实验线路典型，配合教学内容，满足教学大纲要求。控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，可靠性高，维修，检测方便。触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。 （4）装置具有较完善的过流、过压、RC吸收、熔断器等保护功能，提高了设备的运行可靠性和抗干扰能力。 （5）面板上有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断。触发脉冲可外加，也可采用内部的脉冲触发可控硅，并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象。 2．技术参数 （1）输入电源：380V 10% 50H Z1H Z （2）工作条件：环境温度：-5 ~ 400C 相对湿度：〈75% 海拔：〈1000m （3）装置容量：〈1KVA （4）电机容量：〈200W （5）外形尺寸：长1600mm X宽700mm（长1300mm X宽700mm） 1
2 电力电子技术．半控型器件： 1．单结晶体管同步移相触发电路及单相半波可控整流电路2．正弦波同步移相触发电路及单相半波可控整流电路3．锯齿波同步移相触发电路 4．单相桥式半控整流电路 5．单相桥式全控整流电路 6．单相桥式有源逆变电路 7．三相半波可控整流电路 8．三相半波有源逆变电路 9．三相桥式半控整流电路 10．三相桥式全控整流电路 11．三相桥式有源逆变电路 12．直流斩波电路 13．单相并相逆变电路 14．单相交流调压电路 15．三相交流调压电路 电力电子技术．全控型器件特性部分 1．功率场效应晶体管(MOSFET)的主要参数测量 2．功率场效应晶体管(MOSFET)的驱动电路研究 3．绝缘栅双极型晶体管(IGBT)特性及其驱动电路的研究4．电力晶体管（GTR）驱动电路的研究 5．电力晶体管（GTR）的特性研究 电力电子技术．全控型器件典型线路部分 1．直流斩波电路（升压斩波、降压斩波）的性能研究2．单相交直交变频电路的性能研究 3．半桥型开关稳压电源的性能研究 4．电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究 5．直流斩波电路（Buck-Boost变换器）的研究 6．采用自关断器件的单相交流调压实验 7．单相正弦波（SPWM）逆变电路实验 8．全桥DC/DC变换电路实验
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
电力电子与电力传动学科
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 本学科是电气工程一级学科下的二级学科，是一个既涉及传统电气技术，又会聚了现代电力电子技术、信息与控制技术的工程应用学科。特点是综合了强电与弱电、电力与电子、硬件与软件、测量与控制等多学科的知识，实现对供配电系统、电力拖动系统及机电自动化设备与生产线的供电、驱动与控制及深层次的理论研究。 本学科与电子科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、仪器科学与技术、电路与系统等学科相互交叉，紧密联系，理论深入而又工程性强。近年来发展势头良好，社会对此方面的高级技术人才有很好的需求。 一、培养目标 本学科硕士学位培养过程中以电力电子、电机拖动及控制、供配电技术与测量传感及工程控制为核心，硕士学位获得者应掌握电力电子与电力传动科学的基础理论与技术，并掌握电子科学、计算机科学及信息科学的一般理论与技术，具有从事电力拖动与控制系统、供电系统和电子信息系统科学以及相关领域的研究开发及教学工作能力，有严谨求学的学风和高尚的职业道德，熟练掌握一门外语。 二、研究方向 01机电伺服驱动及控制技术 02电力传动控制与变流技术 03电力电子智能功率驱动及控制 04电力系统自动化 05电力电子与电力传动系统 06电能质量与控制 三、培养方式和学习年限 全日制硕士研究生学习年限一般为两年半至三年；在职硕士研究生学习年限一般为三年半至四年；提前完成硕士学业者，可提前半年毕业；若因客观原因不能按时完成学业者，可申请适当延长学习年限，延长时间不得超过半年。 四、学分与课程学习基本要求 总学分要求不低于26学分，其中课程总学分不低于24个学分，必修环节不低于2学分。课程学分要求中，学位课不低于15学分，其中所有公共基础课必修（皆为校统考课程），基础课至少选修一门。 学位课可以代替非学位课，但非学位课不能代替学位课。对于跨学科专业或同等学力录取的硕士生须补相应专业本科核心课程至少3门，但不计学分。 五、课程设置（详见课程设置表） 六、必修环节（参见第98页） 七、学位论文（参见第98页） ·1·