电气工程导论.doc

巨 ZI>寸 IOZ00OOIU寸0金游wssm第一篇 电力电子与电气传动技术由于刚接触专业课，先对该专业的相关基础知识作一了解下面 是对该书第一篇的知识总结和一些感悟电力电子自 1947 年世界上第一只晶体管的诞生电力电子逐渐发展成为一 门新的学科其是以晶体集成电路为核心形成对信息处理的微电子技 术和以晶闸管为核心的电力电子技术现代电力电子技术的发展方向 ,是从以低频技术处理问题为主 的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方 向转变电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件, 其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了 电力电子技术在许多新领域的应用八十年代末期和九十年代初期发 展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流 于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代 电力电子时代1 .整流器时代大功率的工业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约20% 的电能是以直流形式消费的 , 其中最典型的是电解（有色金属和化工 原料需要直流电解）、牵引（电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、 城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。

大功率硅整 流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七 十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展当时 国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮 ,目前全国大大小小 的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物2.逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能 效果显著而迅速发展变频调速的关键技术是将直流电逆变为 0~100Hz 的交流电在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普 及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸 管(GT0)成为当时电力电子器件的主角类似的应用还包括高压直流 输出, 静止式无功功率动态补偿等这时的电力电子技术已经能够实 现整流和逆变, 但工作频率较低, 仅局限在中低频范围内3.变频器时代进入八十年代, 大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展, 为 现代电力电子技术的发展奠定了基础将集成电路技术的精细加工技 术和高压大电流技术有机结合, 出现了一批全新的全控型功率器件、 首先是功率M0SFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展,而后 绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现，又为大中型功率电源向高频发展 带来机遇。

MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电 力电子转化的标志据统计，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率 半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力 电子领域巳成定论新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了 较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高 频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化 和智能化提供了重要的技术基础电气传动电气传动是一个比较贴近社会生产与实际应用的一门科学简单 的说，电气传动是通过控制电机来传动的传动方式电气传动技术是电力电子与电机及其控制相结合的产物，内容涉 及电机、电力电子、控制理论、计算机、微电子、现代检测技术、仿 真技术、电力系统、机械、材料和信息技术等多种学科，是这些学科 交叉融合而形成的一门新型的综合性学科对于位置控制 （伺服）系 统，也称为运动控制电气传动技术诞生于 20 世纪初的第二次工业革命时期，电气传动 技术大大推动了人类社会的现代化进步它是研究如何通过电动机控 制物体和生产机械按要求运动的学科随着传感器技术和自动控制理 论的发展，由简单的继电、接触、开环控制，发展为较复杂的闭环控 制系统。

20 世纪60年代，特别是80年代以来，随着电力电子技术、 现代控制理论、计算机技术和微电子技术的发展，逐步形成了集多种 高新技术于一身的全新学科技术一现代电气传动技术。