電子及基礎(chǔ)應(yīng)用 9

緒論

電力電子技術(shù)及其應(yīng)用一、電力電子技術(shù)的定義

電力電子技術(shù)（PowerElectronics）是對電能進(jìn)行變換和控制的科學(xué)，也稱功率電子技術(shù)。

電子技術(shù)的分類：

（1）信息電子技術(shù)：主要用于信息或信號處理；

（2）電力電子技術(shù)：主要用于電能或功率變換。

據(jù)估計，發(fā)達(dá)國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。這充分體現(xiàn)了電力電子技術(shù)的學(xué)術(shù)地位。

輸入輸出交流直流直流整流（AC-DC）直流斬波（DC-DC）交流交流電力控制及交交變頻等（AC-AC）

逆變（DC-AC）

電子技術(shù)的分類

二、電力電子技術(shù)的發(fā)展史三、電力電子技術(shù)的應(yīng)用1、一般工業(yè)電力傳動（交直流調(diào)速）；電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大量的整流電源；電鍍裝置也需要整流電源；電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源等場合。2、交通運輸在交通運輸領(lǐng)域，電力電子技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用。電力機車經(jīng)過受電弓引入交流電，然后采用整流器、逆變器技術(shù)，轉(zhuǎn)換為變頻電源驅(qū)動交流電機。除了電氣化鐵路，電動汽車的核心也是由電力電子器件構(gòu)成的電機驅(qū)動電源；電動汽車還存在蓄電池充電問題，需要直流變換器技術(shù)。電動汽車涉及了電力電子技術(shù)的直流-直流變換、直流-交流變換及交流-直流變換（充電）等電能變換技術(shù)。此外，電動汽車中開始配備無線充電技術(shù)，充電時汽車與充電樁之間無需物理的接觸，通過電磁耦合或者諧振便可以實現(xiàn)電能傳輸，這個過程的關(guān)鍵也是電力電子技術(shù)。3、電力系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一，可以毫不夸張地說，如果離開電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化和自動化是不可想象的。

高壓直流輸電在長距離、大容量輸電時具有明顯的優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥大多采用晶閘管變流裝置，而輕型直流輸電則主要采用全控型的IGBT器件，柔性交流輸電（FlexibleACTransmission，F(xiàn)ACT）則是依靠電力電子裝置才得以實現(xiàn)。

無功補償和諧波抑制對電力系統(tǒng)意義重大。晶閘管控制電抗器、晶閘管投切電容器都是重要的無功補償裝置。采用全控型器件（如IGBT）的靜止無功補償器（StaticVarCompensator，SVC）、靜止無功發(fā)生器（StaticVarGenerator，SVG）、有源電力濾波器（ActivePowerFilter，APF）等具有更為優(yōu)越的無功功率和諧波補償?shù)男阅堋?.新能源發(fā)電

基于太陽能和風(fēng)能等可再生能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)，是緩解能源危機和環(huán)境污染的重要途徑。無論是太陽能光伏發(fā)電還是風(fēng)力發(fā)電，它們都具有間歇性、隨機性和波動性的特點，為了保證饋入電網(wǎng)的電能平穩(wěn)，避免對電網(wǎng)造成沖擊，需要引入蓄電池和超級電容等儲能單元。可再生能源發(fā)電和儲能單元在接入電網(wǎng)時，都需要電力電子變換器對電能進(jìn)行變換，以光伏發(fā)電為例，電能變換過程主要涉及直流-直流變換和直流-交流變換技術(shù)。因此，電力電子技術(shù)是新能源發(fā)電的基礎(chǔ)，對于實現(xiàn)新能源發(fā)電系統(tǒng)的高效、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性和更經(jīng)濟的運行具有重要意義。5、電子裝置用電源6、家用電器

家用電器如電視機、電腦等的電源及手機充電器等，通過這些電源，將輸入交流電變換成電器內(nèi)部芯片等器件工作需要的直流電壓；LED照明，其驅(qū)動電源屬于電力電子裝置；變頻空調(diào)等。各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。目前基本采用基于電力電子技術(shù)的高頻開關(guān)電源。

電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的直流電源、恒頻交流電源以及變頻交流電源，因此也可以說，電力電子技術(shù)研究的是電源