电力电子课程综述.doc

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HEFEIUNIVERSITY

电力电子课程综述

系　　别电子信息与电气工程系

专　　业08电气自动化

班级08级自动化

（2）班

姓　　名

学号

授课老师

完成时间2011年6月2日

3

电力电子课程综述

摘要

电力电子技术是在电子、电力与控制技术基础上发展起来的一门新兴交叉学科，被国际电工委员会（IEC）命名为电力电子学（PowerElectronics）或称电力电子技术。

近20年来，电力电子技术已经渗透到国民经济的各个领域，并取得了迅速的发展。

作为电气工程及其自动化、工业自动化或相关本科专业的一门重要的专业基础课，电力电子技术课程讲述了电力电子器件、电力电子电路及变流技术的基本理论、基本概念和基本分析方法，为后续专业课程的学习和电力电子技术的研究与应用打下良好的基础。

关键字：

整流逆变应用发展趋势

一、课程重点内容

1、整流

（1）单相整流电路可分为单相半波电路和单相桥式电路。

单相整流电流电路比较简单、成本也低、控制方便，但输出电压波形差，谐波分量较大，使用场合受到限制。

（2）多相整流电路以三相整流电路为主。

三相整流电路也可分为三相半波和三相桥式电路。

三相整流电路输出直流电压波形较好，脉动小。

因此它应用较广，尤其是三相桥式整流电路在直流电机拖动系统中得到了广泛应用。

多相整流电路通常在大功率整流装置中应用。

按照负载性质又可分为电阻性负载、电感性负载、反电动势负载和电容性负载。

①阻性负载：

负载为电阻时，输出电压波形与电流波形形状相同，移相控制角较大时，输出电流会出现断续。

②电感性负载：

负载有电感和电阻，以电感为主时，由于电感有维持电流导通的能力，当电感数值较大时，输出直流电流可连续而且基本保持不变。

③反电势负载：

即负载中有反电势存在。

如蓄电池充电为反电势电阻性负载，直流电机拖动系统为反电势电感性负载。

反电势越大，晶闸管导通角越小。

（3）可控整流电路的工作原理、特性、电压电流波形以及电量间的数量关系与整流电路所带负载的性质密切相关，必须根据负载性质的不同分别进行讨论。

然而实际负载的情况是复杂的，属于单一性质负载的情况是很少，往往是几种性质负载的综合，所以在分析时还要根据具体情况进行详细区别讨论。

在学习整流电路过程中，根据交流电源的电压波形、功率半导体器件的通断状态和负载的性质，分析电路中各点的电压、电流波形，掌握整流电压和移相控制的关系。

掌握了电路中的电压、电流波形，也就掌握了电路的工作原理。

2、逆变

在生产实际中除了需要将交流电转变为大小可调的直流电供给负载外，常常还要将直流电转换成交流电，即逆变过程。

变流器工作在逆变状态时，如交流侧接至电网上，直流电将被逆变成与电网同频的交流电并反馈回电网，因为电网有源，则称为有源逆变。

有源逆变是整流电路在特定条件下的工作状态，其分析方法与整流状态时相同，在直流电机拖动系统中可通过有源逆变将直流电机的能量传送到电网。

无源逆变是输出电压直接接负载，只有全控电路才可以发生逆变。

二、电力电子技术的重要作用及应用

1、优化电能使用。

通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。

例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。

2、改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。

据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。

3、电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。

实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。

4、电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。

有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。

三、电力电子的发展趋势

电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺改进，已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各个发达国家均在这一领域注入极大的人力，物力和财力，使之进入高科技行业，就电力电子技术的理论研究而言，目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进，在这些国家先进的电力电子技术不断开发完善，促进电力电子技术向着高频化迈进，实现用电设备的高效节能，为真正实现工控设备的小型化，轻量化，智能化奠定了重要的技术基础，也为电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景。

而我国开发研制电力电子器件的综合技术能力与国外发达国家相比，仍有较大的差距，要发展和创新我国电力电子技术，并形成产业化规模，就必须走有中国特色的产学创新之路，即牢牢坚持和掌握产、学、研相结合的方法走共同发展之路。

四、课程总结

电力电子技术课程很快就结束了，通过这一学期的学习，让我对电力电子技术有了深刻的了解。

当然，在学习的过程中我们也遇到了很多的困惑与不解。

刚开始上这门课的时候，感觉还能听懂些，可能是一开始大家都对学习比较认真吧，一段时间的学习后，很多人都反映课程难，学起来较吃力，因此上课的时候大家听课的积极性也不如开始了。

到课程后期，大家当然也包括我，感到课程都学完了自己却不知道学到了什么，于是我们都开始努力看书。

但是，这时当我们回过头来看书的时候，发现课程内容并不是那么难懂，也许这就是态度的问题吧。

于是，我认为无论哪门课程，只要我们认真对待我们就可以把那门课程学好。

在学习的课程中李老师积极和我们交流，询问我们有没有需要改进的地方，使得我们的学习更加轻松有效。

在此，我要衷心的感谢李老师在这一学期陪我们的学习时刻，祝李老师身体健康、工作顺利！

五、参考文献

张兴.2010-07.电力电子技术.北京：

科学出版社

魏连荣.2010-02.电力电子技术及应用.北京：

化学工业出版社