石西子大学 SHIHEZI UNIVERSITY 第1章绪论 1.1什么是电力电子技术 1.2电力电子技术的发展史 1.3电力电子技术的应用 1.4本教材的内容简介 机械电气工程学院电气教研室 电力电子技术主讲人：周伟绩
第1章 绪论 1.1 什么是电力电子技术 1.2 电力电子技术的发展史 1.3 电力电子技术的应用 1.4 本教材的内容简介
1.1什么是电力电子技术 ■电力电子技术的概念 ◆可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电 力领域的电子技术。 。电力电子技术中所变换的“电力”有区别 于“电力系统”所指的“电力”，后者特指电 力网的“电力”，前者则更一般些。 。电子技术包括信息电子技术和电力电子技 术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电 子技术都属于信息电子技术。 机械电气工程学院电气教研室 2/21 电力电子技术
2/21 1.1 什么是电力电子技术 ■电力电子技术的概念 ◆可以认为，所谓电力电子技术就是应用于电 力领域的电子技术。 ☞电力电子技术中所变换的“电力” 有区别 于“电力系统”所指的“电力” ，后者特指电 力网的“电力” ，前者则更一般些。 ☞电子技术包括信息电子技术和电力电子技 术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电 子技术都属于信息电子技术
1.1什么是电力电子技术 ◆具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件 对电能进行变换和控制的技术。 r电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基 础。 变流技术则是电力电子技术的核心。 表1-1电力变换的种类 输入 输出 交流(AC) 直流(DC) 直流(DC) 整流 直流斩波 交流(AC) 交流电力控制 变频、变相 逆变 机械电气工程学院电气教研室 3/21 电力电子技术
3/21 1.1 什么是电力电子技术 ◆具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件 对电能进行变换和控制的技术。 ☞电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基 础。 ☞变流技术则是电力电子技术的核心。 输入 输出 交流（AC） 直流（DC） 直流（DC） 整流 直流斩波 交流（AC） 交流电力控制 变频、变相 逆变 表1-1 电力变换的种类
1.1什么是电力电子技术 ■电力电子学 ◆美国学者W.Newelli认为电力电子学是由电力 学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。 电子学 器件 能止 电力学 电 电力 电子技术 旋转电机 连续、离散 控制 理论 图1-1描述电力电子学的倒三角形 机械电气工程学院电气教研室 4/21 电力电子技术
4/21 1.1 什么是电力电子技术 ■电力电子学 ◆美国学者W. Newell认为电力电子学是由电力 学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。 图1-1 描述电力电子学的倒三角形
1.1什么是电力电子技术 ©电力电子技术和电子学 电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子 器件制造技术的理论基础（都是基于半导体理论） 是一样的，其大多数工艺也是相同的。 电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也 是一致的。 电力电子技术和电力学 电力电子技术广泛用于电气工程中，这是电力电 子学和电力学的主要关系。 机械电气工程学院电气教研室 5/21 电力电子技术
5/21 1.1 什么是电力电子技术 ☞电力电子技术和电子学 电力电子器件的制造技术和用于信息变换的电子 器件制造技术的理论基础（都是基于半导体理论） 是一样的，其大多数工艺也是相同的。 电力电子电路和信息电子电路的许多分析方法也 是一致的。 ☞电力电子技术和电力学 电力电子技术广泛用于电气工程中，这是电力电 子学和电力学的主要关系
1.1什么是电力电子技术 各种电力电子装置广泛 应用于高压直流输电、静止 电气工程 无功补偿、电力机车牵引、 交直流电力传动、电解、励 电力系统 电工制造 磁、电加热、高性能交直流 电工理论 电源等之中，因此，无论是 信息科学 能源科学 国内国外，通常都把电力电 图1-2电气工程的双三角形描述 子技术归属于电气工程学科。在我国，电力电子与电力传 动是电气工程的一个二级学科。图1-2用两个三角形对电 气工程进行了描述。其中大三角形描述了电气工程一级学 科和其他学科的关系，小三角形则描述了电气工程一级学 科内各二级学科的关系。 机械电气工程学院电气教研室 621 电力电子技术
6/21 1.1 什么是电力电子技术 各种电力电子装置广泛 应用于高压直流输电、静止 无功补偿、电力机车牵引、 交直流电力传动、电解、励 磁、电加热、高性能交直流 电源等之中，因此，无论是 国内国外，通常都把电力电 图1-2 电气工程的双三角形描述 子技术归属于电气工程学科。在我国，电力电子与电力传 动是电气工程的一个二级学科。图1-2用两个三角形对电 气工程进行了描述。其中大三角形描述了电气工程一级学 科和其他学科的关系，小三角形则描述了电气工程一级学 科内各二级学科的关系
1.1什么是电力电子技术 电力电子技术和控制理论 控制理论广泛用于电力电子技术中，它使电力电 子装置和系统的性能不断满足人们日益增长的各种 需求。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技 术，是弱电和强电之间的接口。而控制理论则是实 现这种接口的一条强有力的纽带。 另外，控制理论是自动化技术的理论基础，二 者密不可分，而电力电子装置则是自动化技术的基 础元件和重要支撑技术。 机械电气工程学院电气教研室 7/21 电力电子技术
7/21 1.1 什么是电力电子技术 ☞电力电子技术和控制理论 控制理论广泛用于电力电子技术中，它使电力电 子装置和系统的性能不断满足人们日益增长的各种 需求。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技 术，是弱电和强电之间的接口。而控制理论则是实 现这种接口的一条强有力的纽带。 另外，控制理论是自动化技术的理论基础，二 者密不可分，而电力电子装置则是自动化技术的基 础元件和重要支撑技术
1.2电力电子技术的发展史 ■电力电子技术的发展史 史前胡 (黎明期) 全控型器件迅 速及展 晶可管问世， 品体管延生 (电为电子元年) 1904 1930 1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年) 电子管问世 水银（求弧） 情闸管时代 1GBT出现 整流器时代 功率集成器件 图1-3电力电子技术的发展史 ◆一 般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 机械电气工程学院电气教研室 8/21 电力电子技术
8/21 1.2 电力电子技术的发展史 ■电力电子技术的发展史 图1-3 电力电子技术的发展史 ◆一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用 电气公司研制出第一个晶闸管为标志的
1.2电力电子技术的发展史 ◆晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎 明期。 ©1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控 制，并应用于通信和无线电，从而开启了电子技术用于电 力领域的先河。 r20世纪30年代到50年代，水银整流器广泛用于电化学 工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传 动，甚至用于直流输电。这一时期，各种整流电路、逆变 电路、周波变流电路的理论已经发展成熟并广为应用。在 这一时期，也应用直流发电机组来变流。 r1947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。 机械电气工程学院电气教研室 9/21 电力电子技术
9/21 1.2 电力电子技术的发展史 ◆晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎 明期。 ☞1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控 制，并应用于通信和无线电，从而开启了电子技术用于电 力领域的先河。 ☞20世纪30年代到50年代，水银整流器广泛用于电化学 工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传 动，甚至用于直流输电。这一时期，各种整流电路、逆变 电路、周波变流电路的理论已经发展成熟并广为应用。在 这一时期，也应用直流发电机组来变流。 ☞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
1.2电力电子技术的发展史 晶闸管时代 ©晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使 之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组，并且 其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基 础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立 的。 m晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不 能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电 路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实 现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。 机械电气工程学院电气教研室 10/21 电力电子技术
10/21 1.2 电力电子技术的发展史 ◆晶闸管时代 ☞晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使 之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组，并且 其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基 础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立 的。 ☞晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不 能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电 路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。 晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实 现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限