前言1第1章电力电子技术的发展11.2全控型器件时代31.3变频器时代4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2023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4结论5致谢7参考文献8
结论17总结与体会18致谢19参考文献20i前言。
电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。通常所说的模拟电子技术和数字电子技术属于信息电子技术。电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科;它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分,是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。
信息电子技术主要用于信息处理,而电力电子技术则主要用于电力变换。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1w以下。电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心,伴随变换技术和控制技朮的发展而发展的。
20世纪人类最伟大的20项科技成果:电气化、汽车、飞机、自来水供水系统、电子技术、无线电与电视、农业机械化、计算机、**、空调与制冷、高速公路、航天、互联网、成像技术、家电、保健科技、石化、激光与光纤、核能利用,几乎不同程度地应用了电力电子技术,取得了辉煌的成就。电力电子技术已广泛地应用于工业、交通、it、通讯、国防以及家电等领域;从保护环境和人类健康的角度出发,电力电子技朮也可以发挥重要的作用,如在超声技朮﹑臭氧技朮﹑感应加热技朮等反面有着广泛的应用。
当前,电力电子作为节能、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。当今世界能源消耗增长十分迅速。
目前,在所有能源中电力能源约占40%,而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。预计十年后,电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换,电力电子技术在21世纪将起到更大作用。
第1页。第1章光伏发电系统的发展。
自2023年第一只晶体管研制成功之后,半导体固态电子学这一新兴的学科便应运而生,到2023年晶闸管(可控硅)问世,标志着电力电子技术的开端,从此电子技术朝两个分支发展。一支是以晶体管集成电路为核心,发展成为对信息处理的微电子技术。另一支是以晶闸管(scr)为核心,形成对电力处理的电力电子技术。
电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,因此,电力电子技术的发展是以电力电子器件的发展为基础的。电力电子技术的发展史,如图1所示。
图1电力电子技术发展史。
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,其发展先后经历了半控型器件的时代、全控型器件时代和变频器时代,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。
第2页。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。
1.1半控型器件时代。
到了70年代,传统的电力电子器件已由普通的晶闸管派生出了快速晶闸管、逆导晶闸管(rct)、双向晶闸管(triac)、不对称晶闸管(ascr)等器件,从而形成了一个晶闸管大家族。与此同时,各类晶闸管(scr)的电压、电流、dv/dt、di/dt等参数定额都有很大的提高,开关特性也有很大改善,到此时传统的电力电子技术已发展到了相当成熟的地步,我们称这一阶段为传统的到了电子技术阶段。在这个阶段中,以晶闸管为核心的电力电子器件主要构成相控整流器,使交流电变为可控的直流电。
其次是通过晶闸管(scr)构成直流斩波器,使恒定的直流电变为可控直流电以驱动电机。总之,这一时期电力电子技朮的基本特征是整流或交流到直流的顺变,故可称为顺变时期。晶闸管(scr)及其家族衰退的原因主要是有两个制约其继续发展的重要因素。
一是控制功能上的欠缺,因为它通过门极只能控制开通,而不能控制关断,所以称为半控型器件。二是它的工作频率较低,一般情况下不能高于400hz,因而大大限制了它的应用范围。然而晶闸管(scr)的耐压高、电流大,因此在高电压大容量的变流装置中,例如直流输电系统中仍处于难以取代的地位。
1.2全控型器件时代。
80年代以来,微电子技术与电力电子技术在各自发展的基础上相结合,产生了一批工作频率高,具有门极全控性能的功率集成器件,从而使电力电子技术由传统电力电子技术跨入现代电力电子技朮的新时代。这些器件有:电力场控晶体管,即电力mosfet(p-mosfet)、绝缘栅双极晶体管(igt或igbt)、静电感应晶体管(sit)、静电感应晶闸管(sith)、mos控制晶体管(mgt)与mos控制晶闸管(mct或mcth)等。
通常称无关断能力的scr为第一代电力电子器件,有自关断能力的gto、gtr等为第二代电力电子器件。
新一代器件的问世,使电力电子变换电路及其控制系统不断革新,新颖电路的主要作用是使直流电逆变成各种工作频率的交流电。随着关键技术的突破以及需求的发展,早期的小功率、半控型器件发展到了现在的超大功率、全控型器件。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。
第3页。1.3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2023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。
第4页。结论。
本文简单分析了电力电子技朮的发展过程、主要功能及特点、应用领域和发展方向,阐述了研究和发展电力电子技朮的重要意义和必要性。通过本文的分析,可以看出电力电子技术在一般工业、电力电源、交通照明等领域有极其广泛的应用,从人类对宇宙和大自然的探索,到国民经济的各个领域,再到我们衣食住行,到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。由于电力电子是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科,以及需要考虑电气、机械、通信等多方面的因素,因此本文应用技朮理论分析的深度不够。
这部分只能待以后继续**。
电力电子技术是目前发展较为迅速的一门学科,是高新技术产业发展的主要基础技术之一,是传统产业改造的重要手段。可以预言,随着各学科新理论、新技术的发展,电力电子技术的应用具有十分广泛的前景。
第5页。总结与体会。
毕业**是对大学所学知识的一次综合运用的考察,有是对所学知识的融会贯通,做到学以致用。毕业**的撰写是一次再学习和锻炼的机会,是对所学知识的一个融会贯通的过程。通过毕业**的撰写,我对所学的知识有了更深层次领悟和掌握,对自己所学的电气及自动化专业有了一个整体认识。
毕业**不仅是对所学知识的总结,也是运用所学知识探求新知的方法、手段。既是一次再学习的过程,也是一次深入学习的机会。同时,毕业**写作,为今后的学习工作奠定了一定的基础。
通过毕业**的写作,我真正懂得理论联系实际的重要性。在撰写毕业**中,我运用所掌握的基本知识、方法和技能,研究**了与电力、电子、控制三大电气工程技术领域有关的电力电子技朮的问题。通过毕业**的撰写,我进一步完善了自己的知识结构,学习了更多的知识。
通过毕业**的写作,不仅强化了我的学习素质、研究素质和创业素质,而且培养了我的创新意识,激发了我探求新知的欲望。认真写作毕业**,不仅能进一步巩固所学的理论知识,而且还能进一步提高自己的各项基本技能,实践能力和解决问题的能力。
第6页。致谢。
美好的日子总是短暂的,毕业在即,我们在大学生活的最后一段时间完成了毕业**。在此段时间内经过老师的辛勤指导和自身的努力,我们对毕业**的内容从不了解到理解并掌握。使我在整个过程中很好的锻炼了自主分析和解决问题的能力,为我今后走出校门迈向工作岗位奠定了坚实的基础。
在此对导师表示衷心的感谢和敬意。
同时还要感谢和我一起学习的组员们,他们在我**写作期间给予我很多帮助,没有大家的帮助,我将无法顺利完成毕业**,再次致以衷心的感谢。师恩永铭,友情难忘。
第7页。参考文献。
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第8页。
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