01电力电子技术介绍

news2024/11/24 5:23:15

电力电子技术介绍

介绍

讲到电力电子技术就要先说说一位老先生，他就是威廉·纽厄尔（William Newell）。1972年，他在美国杜克大学首次提出了电力电子的概念。电力电子的概念可以表示为一个倒三角的关系。

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首先，我们看到电力电子学中包含两个核心的名词，一个是电力，一个是电子。因为这门学科跟电能打交道，所以它跟电力相关。这门学科是通过电子器件对电力进行控制的，就是用功率芯片设计电路来对能量进行转换。既然是用功率芯片设计出的转换电路，所以可以认为它其实就是一个装置或者说是一个小型的设备。当许多这些设备聚集在一起的时候，就会变成一个电子网络。所以我们就需要用一些控制理论对能量变化的过程进行优化控制。

整体来说，在传统的学科分类中，会有电气工程自动化这一门学科。这个学科会下设五个二级学科，包括电机与电器、电力系统及其自动化、高压电与绝缘技术、电力电子与电力传动和电工理论与新技术。在这样的划分过程中，电力电子早期被称为电力电子与电力传动。本质原因是在我们早期的学科划分中，电力传动从应用程度上来讲占了主导地位。

什么是电力传动呢？我们知道整个社会要运行起来，就避免不了把一些能源先转换成电能，再将电能转换成机械能。这个过程中最常见的就是电机、机器人等。所以当我们用电力电子设备去控制电机的时候，就涉及到电力传动。也是因为早期应用电力电子学的范围是相对较小的，所以我们会看到以一个应用为主导的名词（电力电子与电力传动）出现了。

但是随着科技的发展，电力电子学变成了一个非常灵活的学科，只要是跟电能打交道的都跟电子学相关了。如果再把电力电子限制在电力传动的应用中的话，就过于狭隘了。其次，整个电气学科也不再是仅限于研究工程性的问题，而是会朝着科学的方向发展，并不断地智能化。所以整个学科正在朝着电气科学与智能化过渡，而这个过程中设计高度的交叉融合，包括与信息学。我们希望把更多的信息应用于控制，不单单使某个设备而是使整个能量网络通过信息化而得到革新。这是未来的发展方向。

电力电子其实在经典的学科划分中，属于最灵活的学科。高电压与绝缘技术这类学科是跟材料打交道的。电力电子是跟功率器件控制打交道的。电力系统及其自动化是跟常规的交流电网打交道的。电机与电器是跟电力传动装置打交道的。上述四个学科中较少涉及的都会归入电工理论与新技术这门学科中。传统的学科划分内部的关联性不强，由于电力电子作为其中最灵活的学科，所以它与其他学科包括电气工程自动化以外的学科有很好的互动。