电力电子技术
Power Electronics
西安交通大学
课程网址,http://pel-course.xjtu.edu.cn
绪－ 2
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 教材内容简介和使用说明
绪 论
绪－ 3
1.1 电力电子与信息电子
1.2 两大分支
1.3 与其他学科的关系
1.4 地位和未来
1 什么是电力电子技术
绪－ 4
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。
模拟电子技术
电子技术
信息电子技术 电力电子技术
数字电子技术
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。
目前电力电子器件均用半导体制
成，故也称电力半导体器件。
电力电子技术变换的“电力”，
可大到数百 MW甚至 GW，也可
小到数 W甚至 mW级。
1.1 电力电子与信息电子
绪－ 5
变流技术（电力电子器件应用技术）
用电力电子器件构成电力变换电路和对其
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 。
电力电子技术的核心, 理论基础是电路理论 。
1.2 两大分支
电力电子器件制造技术
电力电子技术的基础, 理论基础是半导体
物理 。
绪－ 6
电力 ——交流和直流两种
从公用电网直接得到的是交流，从蓄电池和干电池
得到的是直流。
电力变换四大类
交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流
表 1 电力变换的种类
进行电力变换的技术称为 变流技术。
逆变 直流斩波 直流
交流电力控制
变频、变相 整流 交流
交流 直流 输出 输入
1.2 两大分支
变流技术
绪－ 7
电力电子学 (Power
Electronics)名称 60年代
出现。
1974年，美国的 W,
Newell用图 1的倒三角形
对电力电子学进行了描
述，被全世界普遍接受。
电力
电子学
电子学 电力学
控制
理论
连续、离散
图 1 描述电力电子学的倒三角形
1.3 与相关学科的关系
绪－ 8
都分为 器件 和 应用 两大分支。
器件 的材料、工艺基本相同，采用微电子技术。
应用 的理论基础、分析方法、分析软件也基本相
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。
二者同根同源。
与电子学（信息电子学）的关系
1.3 与相关学科的关系
绪－ 9
1.3 与相关学科的关系
电力电子技术广泛用于电气工程中
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
国内外均把电力电子技术归为电气工程的一
个分支。
电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的
一个分支。
与电力学（电气工程）的关系
绪－ 10
控制理论广泛用于电力电子系统中。
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；
控制理论是这种接口的有力纽带。
电力电子装置是自动化技术的基础元件和
重要支撑技术。
与控制理论（自动化技术）的关系
1.3 与相关学科的关系
绪－ 11
电力电子技术和运动控制一起, 和计算机技术共同成
为未来科学技术的 两大支柱 。
计算机 人脑
电力电子技术 消化系统和循环系统
电力电子＋运动控制 肌肉和四肢
电力电子技术是 电能变换技术,是把 粗电 变为 精电 的技术,
能源是人类社会的永恒话题, 电能是最优质的能源,
因此, 电力电子技术将青春永驻 。
一门崭新的技术, 21世纪仍将以迅猛的速度发展 。
1.4 地位和未来
绪－ 12
历史是人类社会的一面镜子
分析过去, 现在有助于把握未来
科学史是科学家的一面镜子
了解一门学科的过去, 现在有助
于把握未来
2 电力电子技术的发展史
绪－ 13
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。
晶闸管问
世,(“公元
元年” )
IGBT及功率
集成器件出现
和发展时代
晶闸管时代 水银（汞
弧）整流
器时代
电子管
问世
全控型器件迅
速发展时期
史前期
（黎明期）
1904 1930 1947 1957 1970 1980 1990 2000 t(年 )
晶体管诞生
2 电力电子技术的发展史
绪－ 14
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
3 电力电子技术的应用
绪－ 15
轧钢机
数控机床
冶金工业
电解铝
1）一般工业
3 电力电子技术的应用
绪－ 16
2） 交通运输
3 电力电子技术的应用
绪－ 17
3） 电力系统
SVC 高压直流装置 HVDC
柔性交流输电 FACTS
3 电力电子技术的应用
绪－ 18
4） 电子装置用电源
程控交换机
电子装置
微型计算机
3 电力电子技术的应用
绪－ 19
5）家用电器
3 电力电子技术的应用
绪－ 20
6）其他
大型计算机的 UPS
航天技术
新型能源
3 电力电子技术的应用
绪－ 21
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛，激发人
们学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源，因
此可以说，电力电子技术研究的也就是 电源技术 。
电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型
风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞大的照
明电源等方面，因此它也被称为是 节能技术 。
3 电力电子技术的应用
绪－ 22
4.1 教材的内容简介
4.2 教材的使用说明
4 教材的内容简介和使用说明
绪－ 23
4.1 教材的内容简介
,电力电子技术,
教材结构
第二部分
全书的主体
第一部分
全书的基础
第三部分
全书的深入
第 1章
电力电子器件
第 2章
整流电路 第 6章 PWM控制技术
第 5章
逆变电路
第 4章
交流控制电路
和交交变频电路
第 3章
直流斩波电路
第 7章
软开关技术
第 8章
组合变流电路
绪－ 24
每章的最后有小结, 对全章的要点和重点进行总
结 。
教材正文后附有, 教学实验, 部分, 精选了 5个最
基本的, 有较高实用价值的实验 。
书末附有, 术语索引, 。
课时分配：课内教学学时为 48~56学时 （ 包含实验,
每个实验 2学时 ） 。
和其他课程的关系,
电路
电子技术基础
电力电
子技术
电力拖动自
动控制系统
4.2 教材的使用说明
绪－ 25
结束语
本章结束
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