資料介紹
我們現(xiàn)在要開始學(xué)習(xí)一個(gè)新的學(xué)科——電力電子技術(shù)( Power Electronics Technology)。它的應(yīng)用前景是十分廣闊的,并且在國民經(jīng)濟(jì)的主戰(zhàn)場(chǎng)發(fā)揮著越來越大的作用。
1.電力電子技術(shù)的定義
電力電子技術(shù)結(jié)合了電力技術(shù)、電子技術(shù)和控制技術(shù)等三個(gè)領(lǐng)域,是一門新興的很有前途的一門學(xué)科。我們可以用一個(gè)倒△來表示電力電子技術(shù)的集合,這就是Newell 所提出的“倒三角”定義,已為各國所接受,即把電力電子學(xué)定義為一門交叉于電氣工程三大領(lǐng)域:電力、電子和控制之間的邊緣科學(xué),如圖1 所示。
電力電子技術(shù)是以電力電子器件為基礎(chǔ)。電力電子器件的功能是將以往傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)業(yè)、電力與微電子技術(shù)融為一體。極大地推動(dòng)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命,促進(jìn)了機(jī)電一體化的發(fā)展。
國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的電力電子學(xué)會(huì)將電力電子技術(shù)表述為:有效地使用電力半導(dǎo)體器件,應(yīng)用電路和設(shè)計(jì)理論以及分析開發(fā)工具,實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的高效能變換和控制的一門技術(shù)。
電力電子技術(shù)中包括了電壓變換、電流變換、頻率變換、波形變換等。因此,早期我國也稱電力電子技術(shù)為半導(dǎo)體變流技術(shù)。
2.電力電子學(xué)的任務(wù)
我們知道全國電網(wǎng)提供的是 50HZ 交流電,但好多場(chǎng)合需要直流電;而在航空、航天環(huán)境下為了減少應(yīng)用電源的重量,需要400Hz 的交流電;也有的場(chǎng)合需要頻率可調(diào)的交流電。電力電子學(xué)的任務(wù)就是通過應(yīng)用電力半導(dǎo)體器件的控制作用,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的供電電源加以變換或控制,從而將不同形式的電源提供給各種不同的應(yīng)用場(chǎng)合。
3.電力電子技術(shù)是在器件的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的
以開關(guān)方式工作的電力半導(dǎo)體器件是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。電力半導(dǎo)體器件的每一步新發(fā)展,都帶來電力電子技術(shù)的革命、帶動(dòng)變換、電路技術(shù)的相應(yīng)突破。
1958 年美國貝爾電報(bào)電話公司研制出世界上第一個(gè)晶閘管( Thyristor ),工作電流只有十幾安培。但是由于它具有在電流、電壓、頻率三個(gè)方面的自由度的發(fā)展?jié)摿Γ鹗澜绲闹匾暎l(fā)展很快,為電子學(xué)進(jìn)入功率系統(tǒng)開辟了一個(gè)新紀(jì)元。由此帶來電力電子技術(shù)的革命。
工作于工頻(50~60HZ)的普通整流管、晶閘管,開關(guān)功率可達(dá) 5000V/5000A。器件的發(fā)展方向是開發(fā)高速器件,尤其是自身兼有開通和關(guān)斷能力的所謂全控型器件。
70 年代后各種高速、全控型器件的先后問世,使電力電子器件在電力電子領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。如 GTO(可關(guān)斷晶閘管)、GTR(大功率晶體管)、PowerFET(功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管)、IGBT(絕緣柵功率晶體管)、MCT(MOS 控制晶閘管)等等。
器件容量的擴(kuò)大、結(jié)構(gòu)原理的更新使器件的生產(chǎn)更加成熟。如電力電子器件的基本理論從電流模式發(fā)展到電荷控制模式,出現(xiàn)了短路陰極理論表面理論,GTO 從一維關(guān)斷理論發(fā)展到二維關(guān)斷模式,引入了陰極短路、隱埋門極等等新結(jié)構(gòu);GTR 的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)形式引伸到各式各樣的復(fù)合器件,成為 MOS-雙極型復(fù)合器件的基本結(jié)構(gòu)形式。特別是微電子技術(shù)與電力器件制造技術(shù)相結(jié)合所產(chǎn)生的集成功率器件,使得以往不被重視的電力半導(dǎo)體一躍而成為高科技發(fā)展之列。
我國的整流二極管和晶閘管的生產(chǎn)水平可由西安電力電子技術(shù)研究所生產(chǎn)的 KP 型晶閘管作為代表。在直徑77mm硅片上,制造出電流達(dá)1600~2500A,電壓4400~1800V;1982 年引進(jìn)美國 GE 公司整流管、晶閘管制造技術(shù)和關(guān)鍵工藝設(shè)備,2001 年引進(jìn) ABB 公司 Φ125mm 2600~3000A/7200~8500V 的 HVDC 生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)品應(yīng)用于三峽直流輸電工程; 2002 年引進(jìn)西門子公司直徑 125mm,3000A/8500V 的光控晶閘管技術(shù)生產(chǎn)線,產(chǎn)品應(yīng)用于三峽直流輸電工程;其次是北京整流器廠的生產(chǎn)水平為 1100~2500A,電壓 4500 ~5000V。2005 年研制成功國產(chǎn)100mm 直徑高壓大功率晶閘管。
GTR 的生產(chǎn)水平可用北京椿樹整流器廠和上海海燕半導(dǎo)體廠為代表,生產(chǎn)水平為 50 ~800A,1200~1600V。 GTO 的生產(chǎn)水平可用北京椿樹整流器廠和上海整流器廠的生產(chǎn)線作為代表,600 ~2500A,電壓 4500~1800V。
功率 MOS 場(chǎng)效應(yīng)管國內(nèi)已有2000 多伏的產(chǎn)品。
IGBT 和MCT 等國內(nèi)起步較晚,仍舊以日本等國產(chǎn)品獨(dú)霸市場(chǎng)。
電力電子器件花樣繁多,各國都在揚(yáng)長(zhǎng)避短,構(gòu)思新的復(fù)合器件。除了 IGBT、MCT 緒 論 3 外,功率集成電路PIC 就是生產(chǎn)需要的必然產(chǎn)物,它體積小、成本低、可靠性高、功能強(qiáng)。可以具有邏輯判斷、控制、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)檢測(cè)、傳感、自診斷等能力。
在緒論中我們已經(jīng)了解到,電力電子技術(shù)是生產(chǎn)的需要發(fā)展起來的。而電力電子技術(shù)是依賴電力電子器件的發(fā)展而起發(fā)展來的。也就是說,電力電子器件既是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ),也是電力電子技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。可以說沒有電子器件,就沒有電力電子技術(shù)的今天。
我們學(xué)習(xí)電力電子技術(shù),器件是基礎(chǔ),變流是核心。電力電子學(xué)是以電子器件為基礎(chǔ),掌握器件的物理特性,工作狀態(tài),對(duì)電子器件的正確應(yīng)用是非常重要的。電力電子開關(guān)器件是一切電力電子變流裝置的基本元素。它可以按設(shè)計(jì)者規(guī)定的方式把輸入到負(fù)載的電能周期性地接通和關(guān)斷,使負(fù)載獲得所需的能量形式。另外還可通過控制接通時(shí)間的長(zhǎng)短來調(diào)節(jié)傳遞到負(fù)載的能量大小。
下面從應(yīng)用的角度出發(fā)來介紹常用的電力電子器件,同學(xué)們分析時(shí)要明白器件的導(dǎo)通和關(guān)斷形式及其控制方法,了解電力電子器件的器件的符號(hào)、工作機(jī)理、特性、基本參數(shù)、驅(qū)動(dòng)方法和保護(hù)方法。
我們先來對(duì)電力電子器件做一個(gè)簡(jiǎn)單的劃分。
第一代器件:(20 世紀(jì) 40 年代~70 年代)
不可控器件:功率二極管(包括水銀整流器、硅整流塊);
半可控器件:晶閘管及其派生器件;
第二代器件:(20 世紀(jì) 80 年代)
全控型器件:可關(guān)斷晶閘管、功率晶體管、功率場(chǎng)效應(yīng)管;
第三代器件:(20 世紀(jì) 90 年代及以后)
功率 IC、IGBT(絕緣柵雙極晶體管)、MCT(MOSFET 晶閘管)、HVIC (功率高壓集成電路)、SMARTPOWERIC(功率智能集成電路)、S-IC(功率專用集成電路)。
這些器件中,晶閘管的應(yīng)用最為廣泛,可以說,晶閘管是近代變流技術(shù)的核心。近年開發(fā)的主要是第二代和第三代產(chǎn)品,但第三代產(chǎn)品仍然受到功率的限制,只能應(yīng)用在中小功率的場(chǎng)合。器件的發(fā)展正在沖破這一限制。電力電子器件具有功耗小、效率高、控制能力強(qiáng)等特點(diǎn),隨著新型器件的廣泛應(yīng)用,其工作頻率也在不斷提高,這樣必然使電力電子裝置的體積減小,重量變輕,應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)一步擴(kuò)寬。本章主要介紹功率二極管、晶閘管及其派生器件、可關(guān)斷器件的 GTO、GTR、 IGBT、SIT、SITH、MCT。而且這些器件正向著高頻化、全控化、集成化、多功能化的方向發(fā)展,給我們的使用帶來了極大的方便。
- 半導(dǎo)體收音機(jī)淺談的PDF電子書免費(fèi)下載 162次下載
- 光學(xué)諧振腔的圖解分析與設(shè)計(jì)方法的PDF電子書免費(fèi)下載 123次下載
- 高級(jí)電力電子的學(xué)習(xí)課件PDF電子書免費(fèi)下載 23次下載
- 中國電力百科全書電工技術(shù)基礎(chǔ)卷的PDF電子書免費(fèi)下載 38次下載
- 電子管數(shù)據(jù)手冊(cè)合集PDF電子書免費(fèi)下載 72次下載
- 電力電子系統(tǒng)中的電磁兼容PDF電子書免費(fèi)下載 39次下載
- 模擬電子技術(shù)的經(jīng)典電子書教程和基礎(chǔ)知識(shí)資料免費(fèi)下載 149次下載
- 電冰箱快速維修PDF電子書免費(fèi)下載 43次下載
- 家電維修1128例PDF電子書免費(fèi)下載 186次下載
- 電子技術(shù)基礎(chǔ)電子書 葉曉慧 0次下載
- 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)電子書及課后答案 0次下載
- 電子技術(shù)常用器件應(yīng)用手冊(cè) (電子書)
- 電子技術(shù)常用元件應(yīng)用指南(電子書)
- 電力電子技術(shù)視頻教程下載
- 圖解電子技術(shù)快速入門(電子書) 0次下載
- 電力電子技術(shù)簡(jiǎn)介 5199次閱讀
- 電力電子技術(shù)在混合電動(dòng)汽車中的應(yīng)用及研究分析 7115次閱讀
- 模擬電子技術(shù)在電力配電系統(tǒng)中的應(yīng)用 1711次閱讀
- 電子技術(shù)的發(fā)展方向_電子技術(shù)的發(fā)展前景 3.2w次閱讀
- 電子技術(shù)應(yīng)用 1w次閱讀
- 模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí) 4283次閱讀
- 印刷電子技術(shù)應(yīng)用 7470次閱讀
- 電力電子技術(shù)發(fā)展史及應(yīng)用 4.3w次閱讀
- 模擬電子和數(shù)字電子技術(shù)的區(qū)別及應(yīng)用 1.6w次閱讀
- 最新電子書拆解評(píng)測(cè)系列報(bào)道(一):打開你的眼界 1.2w次閱讀
- 汽車電子技術(shù)發(fā)展成了啥樣?前沿汽車電子技術(shù)一覽 8603次閱讀
- 柔性的未來:打印電子技術(shù)全解析 3794次閱讀
- 智能電網(wǎng)之電力電子技術(shù) 899次閱讀
- 多功能逆變電淺談電力電子技術(shù)中的整流電路 1154次閱讀
- 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 9296次閱讀
下載排行
本周
- 1電子電路原理第七版PDF電子教材免費(fèi)下載
- 0.00 MB | 1490次下載 | 免費(fèi)
- 2單片機(jī)典型實(shí)例介紹
- 18.19 MB | 92次下載 | 1 積分
- 3S7-200PLC編程實(shí)例詳細(xì)資料
- 1.17 MB | 27次下載 | 1 積分
- 4筆記本電腦主板的元件識(shí)別和講解說明
- 4.28 MB | 18次下載 | 4 積分
- 5開關(guān)電源原理及各功能電路詳解
- 0.38 MB | 10次下載 | 免費(fèi)
- 6基于AT89C2051/4051單片機(jī)編程器的實(shí)驗(yàn)
- 0.11 MB | 4次下載 | 免費(fèi)
- 7藍(lán)牙設(shè)備在嵌入式領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用
- 0.63 MB | 3次下載 | 免費(fèi)
- 89天練會(huì)電子電路識(shí)圖
- 5.91 MB | 3次下載 | 免費(fèi)
本月
- 1OrCAD10.5下載OrCAD10.5中文版軟件
- 0.00 MB | 234313次下載 | 免費(fèi)
- 2PADS 9.0 2009最新版 -下載
- 0.00 MB | 66304次下載 | 免費(fèi)
- 3protel99下載protel99軟件下載(中文版)
- 0.00 MB | 51209次下載 | 免費(fèi)
- 4LabView 8.0 專業(yè)版下載 (3CD完整版)
- 0.00 MB | 51043次下載 | 免費(fèi)
- 5555集成電路應(yīng)用800例(新編版)
- 0.00 MB | 33562次下載 | 免費(fèi)
- 6接口電路圖大全
- 未知 | 30320次下載 | 免費(fèi)
- 7Multisim 10下載Multisim 10 中文版
- 0.00 MB | 28588次下載 | 免費(fèi)
- 8開關(guān)電源設(shè)計(jì)實(shí)例指南
- 未知 | 21539次下載 | 免費(fèi)
總榜
- 1matlab軟件下載入口
- 未知 | 935053次下載 | 免費(fèi)
- 2protel99se軟件下載(可英文版轉(zhuǎn)中文版)
- 78.1 MB | 537791次下載 | 免費(fèi)
- 3MATLAB 7.1 下載 (含軟件介紹)
- 未知 | 420026次下載 | 免費(fèi)
- 4OrCAD10.5下載OrCAD10.5中文版軟件
- 0.00 MB | 234313次下載 | 免費(fèi)
- 5Altium DXP2002下載入口
- 未知 | 233045次下載 | 免費(fèi)
- 6電路仿真軟件multisim 10.0免費(fèi)下載
- 340992 | 191183次下載 | 免費(fèi)
- 7十天學(xué)會(huì)AVR單片機(jī)與C語言視頻教程 下載
- 158M | 183277次下載 | 免費(fèi)
- 8proe5.0野火版下載(中文版免費(fèi)下載)
- 未知 | 138039次下載 | 免費(fèi)
評(píng)論
查看更多