电力电子技术教（学）案.doc

电力电子技术是涉及电能转换和控制的领域，它涵盖了从微小的几瓦到巨大的几百兆瓦甚至吉瓦的电力处理。这一技术基于电力半导体器件，如晶闸管、IGBT、MOSFET等，这些器件允许我们对电能进行开关操作，实现交流到直流、直流到交流、直流到直流以及交流到交流的转换。 电力电子技术分为两大分支：电力电子器件制造技术和变流技术。前者关注的是器件的制造，理论基础是半导体物理，而后者涉及电力变换电路的设计和控制，以及电力电子装置和系统的构建，理论基础则是电路理论。电力变换四大类主要包括交流变直流（AC-DC）、直流变交流（DC-AC）、直流变直流（DC-DC）和交流变交流（AC-AC）。 电力电子技术与电子学、电力学和控制理论有着密切的关系。虽然它们都涉及电子器件，但电力电子技术更侧重于电力的转换和控制，而电子学则更多地涉及信息处理。电力电子技术在电气工程中的应用日益广泛，如高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引等领域，它是电气工程中的一个重要分支。同时，它也是弱电控制强电的桥梁，与控制理论相结合，形成了电力电子系统，这些系统广泛应用于自动化技术中。 电力电子技术的发展历史可以分为四个阶段：史前期、晶闸管时代、全控型器件时代和复合器件时代。每个阶段都伴随着新型电力电子器件的出现，推动了技术的进步。例如，从最初的水银整流器到后来的晶闸管，再到全控型器件如IGBT，器件的性能不断提高，使得电力转换效率和控制精度得以显著提升。 在实际应用中，电力电子技术广泛应用于一般工业，如变频调速装置和软起动设备，交通运输，如电动汽车和列车，电力系统，如电网的动态无功补偿，以及电子装置和家用电器的电源管理。电力二极管作为电力电子器件的一种，是电力电子系统中最基础的元件之一，它主要用于整流和单向导通，其工作原理、基本特性和主要参数是学习电力电子技术的基础。 在教学中，理解电力二极管的工作原理，掌握其主要参数，如正向电压、反向电流、最大反向电压等，以及如何根据应用需求选择合适的电力二极管至关重要。此外，还需要了解其在系统中的使用注意事项，如散热问题和损耗控制，因为电力二极管在开关过程中会产生通态损耗、断态损耗和开关损耗。 电力电子技术是现代工业和生活中不可或缺的一部分，它涉及到能源转换、电力系统稳定、节能和控制等多个关键领域，对于提升能源利用效率和实现智能电网有着重要作用。随着科技的进步，电力电子技术将持续发展，带来更加高效、绿色的能源解决方案。