电力电子及电源技术

电力电子及电源技术（精选11篇）

电力电子及电源技术 第1篇

1、现代电力电子技术的发展

1.1 现代电力电子技术的发展历程

电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科技的发展, 电力电子技术和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关, 已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。

现代电力电子技术的发展经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代, 各种电力电子器件不断更新, 也促进了电力电子技术在许多新领域的应用。具体的发展历程是:

第一, 整流器时代。大功率的工业用电由工频 (50Hz) 交流发电机提供, 但是大约有20%的电能是以直流形式消费的, 其中最典型的是电解、牵引和直流传动这三大领域。在这个阶段, 大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得到了很大发展。

第二, 逆变器时代。二十世纪七十年代, 由于微机的发展, 使电力电子装置得以进一步朝智能化的方向发展。随着电力电子电路的发展和完善, 由晶闸管组成的多种不同类型的电力电子装置不断出现。大功率逆变用的晶闸管、门极可关断晶闸管和巨型功率晶体管是当时电力电子器件的主角。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。

第三, 变频器时代。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。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, 产生了一批全新的全控型功率器件。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。新型器件的发展不仅使交流电机性能更加完善可靠, 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。

1.2 现代电力电子技术的发展趋势

在当代的知识社会中强调技术创新, 我国政府和企业也不断加大创新意识, 将创新视为企业工作的主导内容。电力电子技术是一项生命力旺盛的技术, 与多种学科相互渗透, 因而建立电气工业的技术创新机制, 发展先进的电力电子技术, 对于优化产业结构、推动新型电气工业升级和带动我国工业领域的技术创新具有重要作用。

二十世纪90年代电力电子器件的研究和开发, 已进入高频化, 标准模块化, 集成化和智能时代。以目前的形势来看, 电力电子技术主要发展趋势将仍是是高频化和智能化。高频化和变频技术的发展, 将使机电设备向高频化方向发展, 提高响应速度, 实现最佳工作效率, 并能实现无噪音且兼具全新的功能和用途。而智能化的进展, 会促进信息处理与功率处理的合一, 促进电子技术的发展。

2、现代电源技术的发展

2.1 现代电源技术概述

现代电源技术是应用电力电子半导体器件, 综合自动控制、计算机技术和电磁技术的多学科边缘交又技术, 是现代电力电子技术的具体应用, 它的应用范围广泛, 特别是它综合了多种学科的先进的知识, 能为高新技术的发展提供有力的支撑。

电源的种类按照不同的分类标准来看, 主要有以下几种:按输入-输出分为AC-AC、AC-C、DC-C、DC-C;按工作状态分为线性电源、开关电源、二极管稳压电源;按同负载连接稳压方式分为串联型稳压电源、并联型稳压电源。在各种电源中开关电源以其体积小、效率高、环路PWM控制、输出短路和过载保护等特性已占领了电源市场, 在电力电子技术的应用及各种电源系统中, 开关电源技术均处于核心地位。电源设备用以实现电能变换和功率传递, 是一种技术含量高、知识面宽、更新换代快的产品。

2.2 电源技术的发展趋势

随着电力电子技术的不断发展, 电力电子器件的不断更新升级, 现代电源技术势必会得到不断的发展, 其发展的主要趋势是:

首先, 技术的模块化、智能化。电源技术模块化有两方面的含义, 其一是指功率器件的模块化, 其二是指电源单元的模块化。新型电源将其各种模块集成在一起, 使开关电源的体积进一步缩小, 提高了器件的稳定性和系统的可靠性。输出稳压电路模块化, 使电源在实际应用中更加灵活、方便、智能。

其次, 技术的多元化, 数字化。现代电子技术是一门综合性技术学科, 电源技术的发展与相关技术的发展是相互促进的。与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术等, 为了不断进行技术创新, 电源技术要了解相关行业的技术水平和动态, 及时更新知识技能。

最后, 技术的绿色化。在工业化进程中, 环境友好越来越受到全社会的关注。因此电源技术的低能耗、低污染、高效率已成为发展的必然趋势。使新的电源技术能够节约能源消耗, 减少对环境的污染, 同时提高用电效率, 避免能源浪费。20世纪末, 各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生, 能够修正功率因数, 为2 l世纪批量生产各种绿色电源产品奠定了基础。

3、结语

电力电子及电源技术的应用广泛, 涉及到国民经济的各个工业部门。需要注意的是, 虽然我国电力电子及电源技术不断创新, 电力电子器件、电路和装置制造技术不断发展, 但与国外发达国家相比, 仍有较大的差距。因此我们要发展和创新我国电力电子及电源技术, 学习国外先进技术, 积极进行自主创新, 从交叉学科的相互渗透中创新, 使我国电力电子技术及器件制造技术实现长远发展, 实现高效率和高品质用电相结合, 推动我国工业化进程的进步。

参考文献

[1]高艳青.现代电力电子及电源技术的发展趋势.电脑及电信, 2007.1.

现代电力电子技术应用及发展论文 第2篇

摘 要：现代电力电子技术自20世纪60年代开始出现，其发展势头迅猛。这是一项能够对电能进行控制和转换的技术，在多个行业都起到非常重要的作用，应用领域十分广泛。文中分析了现代电力电子技术的发展趋势，并进一步对现代电力电子技术的应用进行了具体的阐述。

关键词：电力电子技术；发展趋势；应用

0 前言

现代电力电子技术的发展经历了几个不同的阶段，整流器时代、逆变器时代和变频器时代，现代电力电子技术属于变频器时代，同时又与微电子技术有效地进行了结合，这不仅使其应用范围十分广泛，而且在国民经济中的地位也变得越来越重要。

1 现代电力电子技术的发展趋势

在当前科学技术快速发展的新形势下，随着电力电子技术的不断革新，其发展达到了一个较高的水平。现代电力电子技术主要是对电源技术进行开发和应用，可以说电源技术的发展是当前电力电子技术发展的主要方向。

1.1 现代电力电子技术向模块化和集成化转变

电源单元和功率器件作为现代电力电子技术的重要组成部分，是电子器件智能化的核心所在，其组成器件具有微小性，因此电力电子器件结构也更为紧凑，体积较小，但其能够与其他不同器件的优点进行有效综合，所以其具有显著的优势。也加快了现代电力电子技术向模块化和集成化转变的进程，为电力系统使用性能的提升奠定了良好的基础。

1.2 现代电力电子技术从低频向高频化转变

变压器供电频率与变压器的电容体积、电感呈现反比的关系，在电力电子器件体积不断缩小的情况下，现代电力电子技术必然会加快向高频化方向转化。可控制关断型电力电子器件的出现即是现代电力电子技术向高频转化的重要标志。而且随着科学技术发展速度的加快，电力电子技术也必然会向着更高频的方向发展。

1.3 现代电力电子技术向全控化和数字化转变

传统的电力电子器件在使用过程中存在着一些限制，而且关断电器时还会产生一些危险，自关断的全控型器件在市场上出现后，有效地弥补了这些限制和避免了危险的发生，这也是现代电力电子技术变革的重要体现，表明现代电力电子技术加快了数字化发展的进程。

1.4 现代电力电子技术向绿色化转变

现代电力电子技术向绿色化转变主要表现在节能和电子产品两个方面。相比于传统的电力电子技术来讲，现代电力电子技术的节能性更好，这也实现了发电容量的有效节约，对环境保护带来了较好的效果。一直以来一些电子设备会将严重的高次谐波电流入到电网中，给电网带来较大的污染，导致电网总功率质量下降，电网电压出现不同程序的畸变。到了上世纪末期，各种有源滤波器和补偿器的面世，实现了对功率参数的修正，从而为现代电力电子技术的绿色化发展奠定了良好的基础。

2 现代电力电子技术的应用

现代电力电子技术的功能具有多样性的特点，其在多个领域都有着广泛的应用，这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中占据非常重要的地位，有着不可替代的作用。

2.1 电源方面

（1）一般电源。现代电力电子技术在开关电源和供电电源方面都取得了较大的进展，交流电直接由整流器转变为直流电，这部分直流电一部分由逆变器转换为交流，然后经由转换开关到达负载，而另一部分则直接对蓄电池组进行充电。一旦逆变器发生故障，蓄电池组则作为备用电源开始直接向负载提供能量。在现在的电力电子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作为电源，不仅具有较好的降噪性，而且电源的效率和可靠性也能够得到有效的保障。

（2）专用电源。高频逆变式焊机电源和大功率开关型高压直流电源是比较典型的两种应用现代电力电子技术的专用电源。高频逆变式焊机电源是一种高性能的电源，由于大容量模块IGBT的普遍使用，使得这种电源有着更加广阔的应用前景，逆变式焊机电源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的转换方法，由于焊机工作的环境条件恶劣，所以燃弧、短路等就成为了司空见惯的问题，而采用IGBT组成的PWM相关控制器，能够提取和分析参数和信息，进而预先对系统做出处理和调整。大功率开关型高压直流电源主要应用CT机、静电除尘等比较大型的设备上，因为这类设备电压比较高，甚至达到了50 ～ 159kV，将市电经过整流器整流变为直流，然后与谐振逆变电路串联，逆变为高频电压，再升压，最后整流成为直流高压。

2.2 传动控制及牵引

这主要应用在无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制等等方面，通过将一个固定的直流电压转换为一个可以变化的直流电压，这样就能够使控制更加的平稳和快速，而且还可以节能。

2.3 在电力系统中的应用

在发电系统中现代电力电子技术的应用更是广泛，比如说水力风力发电、用电系统、配电、输电等等都和现代电力电子技术有着密切的联系。目前的风力电力机组已经结合了机械制造、空气动力学、计算机控制技术、电力电子技术等等，而现代电力电子技术就是发电系统中不可或缺的重要技术，它对于电能的转换、机组的控制和改善电能质量等都很重要。

2.4 在节能和改造传统行业中的应用

现代工作的开展离不开电能的支持，电能是现代工业的重要动力和能量源头。随着我国工业用电量不断增加，用电的不合理及浪费现象也日益显现出来。这就需要有效地降低能源的消耗，提高电能的利用效率，以便于能够对当前能源紧缺的局面起到一定的缓解作用。因此需要充分的发挥现代电力电子技术的性能优势，有效地提高现代电力电子技术的效率，应用现代电力电子技术，通过工业控制有效地将电能转换为劳动力，建成现代化的智能车库，从而降低工人的劳动强度，实现人力资源的节约，确保劳动生产力的提高，以便于推动传统行业的改造进程。

2.5 在家用电器方面的应用

现代电力电子技术在我们日常生活中应用也较为广泛，当前家用电器普遍应用现代电力电子技术，给我们的日常生活带来了较大的便利。许多电器都只需要按下按钮就能进行工作，而不需要人们亲自动手。

3 应用展望

在今后现代电力电子技术应用过程中，需要重视以下几个方面的问题：首先，需要对节能和环保给予充分的重视，通过完善控制设备和设计专用的电机来有效地提高电机系统的使用性能和效率；其次，为了实现节能和环保，则需要使用中高压直流转电系统，使其实现低能耗及低污染；最后，需要加快解决电力系统中储电装置的设置问题，需要电力系统设计者从控制技术等方面来制定切实可行的解决方案，从而对电能储备中存在问题进行有效解决，更好地推动电力系统的持续、稳定发展。

4 结语

现代电力电子技术在多个领域都得到了广泛的应用，特别是对电网的控制和转换上发挥着非常重要的作用。通过现代电力电子技术的应用，使大功率电能成为其他高新技术的重要基础，这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中的重要地位具有不可替代性，对推动经济和社会的发展发挥着非常重要的作用。

参考文献：

[1]刘增金.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子世界，2011（9）：19+25.

[2]冷海滨.现代电力电子技术的发展趋势探析[J].电子技术与软件工程，2014（1）：156-157.

[3]韦和平.现代电力电子及电源技术的发展[J].现代电子技术，2005（18）：102-105.

作者简介：益聪（1994—），男，陕西西安人，沈阳理工大学学生。

孙立志（1996—），男，湖北钟祥人，沈阳理工大学学生。

电力电子及电源技术 第3篇

关键词：低压电源技术,电力电子,自动控制

电力电子技术发展非常迅速, 具有广阔的发展前景。现代电源技术是一种多学科的边缘交叉技术, 其集成了电子技术、计算机微处理器技术、综合自动控制和电力电子半导体器件。低频技术处理逐渐向低压高频技术处理的方向发展, 从而不断推动电力电子技术的发展。

1 电力电子技术的发展历程

20 世纪五六十年代开始出现电力电子技术, 具体表现为硅整流器件的出现。上世纪八九十年代开始进入现代电力电子时代, 具体表现为功率半导体复合器件的出现, 其具有大电流、高压、高频的特点。电力电子技术的发展经历了3 个时代阶段;最初的整流器时代、逆变器时代以及上世纪80 年代之后的变频器时代。

由于80 年代之后超大规模、大规模的集成电路技术的发展, 现代电力电子技术发展非常迅速, 能够将高压大电流技术、电路技术的精细加工技术结合起来, 产生了一批新的全控型功率器件, 包括功率MOSFET和IGBT。新型器件极大地提高了交流电机变频调速的性能, 推动了现代电子技术的发展[1]。

2 现代电力电子的应用领域

2.1 通信用高频开关电源

通信电源推动了通信业的高速发展, 供电系统积极应用低压高频小型化开关电源。通信领域中的一次电源主要指的是整流器, 二次电源主要指的是直流-直流 (DC/DC) 变换器, 通过一次电源可以对三相交流电网或单相交流电网进行转化, 使其成为直流电源。低压高频开关已经完全取代了通信领域中的相控式稳压电源。

由于通信设备中需要用不同种类的集成电路造成了电源电压的不同。为了进一步减小损耗, 可以使用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块, 其具有安装、维护便利的优点。通信电源的容量也会随着通信容量的增加而增加[2]。

2.2 计算机高效率绿色电源

计算机技术发展非常迅速, 全面使用了开关电源, 从而进入了电子电气领域。计算机技术对绿色电源和绿色电脑有着一定的要求, 要求使用高效省电的绿色电源。绿色电源能够极大的降低电源消耗、提高电源效率, 台式电脑及其相关的外围设备在睡眠状态下的耗电量不得高于30W。

2.3 不间断电源

通信系统和计算机等领域要求电源能够具有高性能和高可靠性, 从而催生了不间断电源。经整流器能够将交流电变成直流, 一部分能量通过逆变器变为交流, 另一部分能量存储在蓄电池组中, 转换开关会将交流送到负载之中。运用电源转换开关作为另一路备用电源, 即使逆变器出现故障, 负载仍然能够得到相应的能量。现代电力电子器件IGBT、功率MOS-FET, 以及脉宽调制技术在现代不间断电源中都得到了广泛的应用, 进一步提高了不间断电源的可靠性和效率, 降低了电源的噪声。而且运用微处理器软硬件技术还能够实现远程诊断和远程维护, 对不间断电源进行智能化管理。

2.4 变频器电源

作为交流电机的变频调速, 变频器电源是电气传动系统的一个重要组成部分, 具有良好的节能效益。使用交流-直流-交流方案作为变频器, 整流器会对工频电源进行转化, 使其成为直流电压, 并由PWM高频变换器、大功率, 晶体管对直流电压进行逆变, 完成交流输出。例如日本某公司就在空调器中率先用了交流变频调速技术, 并取得了良好的应用效果, 该变频空调具有节能、舒适的优点[3]。

2.5 高频逆变式整流焊机电源

作为一种高效、高性能的焊机电源, 高频逆变式整流焊机电源具有广阔的发展前景。一般情况下, 交流-直流-交流-直流是逆变式变焊机电源的主要变换方式。运用全桥整流可以将50Hz交流电转变为直流, 直流电可以通过PWM高频变换部分转化成为高频矩形波, 使用高频变压器对其进行耦合, 使其成为稳定的直流。对滤波器及整流之后, 滤波就会成为稳定的直流。由于焊机电源具有比较恶劣的工作环境, 因此必须不断提高高频逆变式整流焊机电源的可靠性。如果脉冲宽度调制的相关控制器选择微处理器, 则可以对系统的工作状态进行预知。

2.6 大功率开关型高压直流电源

在CT机、医用X光机、水质改良、静电除尘等方面都要用到大功率开关型高压直流电源, 其功率一般能够超过100k W电流能够超过0.5A, 电压为50-159 k V。通过逆变技术能够使市电整流成为中频, 该技术发展非常迅速, 研制了静电除尘高压直流电源。主要是通过整流将市电变为直流, 直流电压通过谐振逆变电路和全桥零电流开关的串联, 能够成为高频电压, 通过升压之后得到直流高压。

3 低压高频开关电源技术的发展

开关电源是电力电子技术的核心内容, 随着低压高频开关电源技术的出现与发展, 开关电源的重量等于减轻, 体积也得到缩小, 而且电源的利用效率得到了极大的提高。开关电源能够对变频传动和电动汽车中的用电频率进行改变, 使驱动控制和负载匹配达到理想的状态。低压低高频开关电源技术的发展趋势为高频化、模块化和数字化。高频化指的是将频率提高, 从而降低用电设备的体积和重量。根据该原理能够将直流电源改造成为开关变换的电源, 达到节电、节约材料的目的, 同时也能够有效地提高功率电子器件的工作频率上限。模块化指的是电源单元和功率器件的模快化, 以芯片的形式在一个模块中安装一台整机的所有硬件, 从而对系统进行有效的优化。数字化指的是将数字电路、数字式信号技术引进电力电子技术。

4 结语

随着时代的发展和相关技术的进步, 电力电子及低压电源技术也在不断向前发展, 不仅其产品不断更新换代, 而且其应用领域也在不断拓展, 高品质用电、高效率用电成为电子及低压电源技术成熟的重要标志。当前我国正在积极运用开关电源对传统的相控电源和线性电源进行代替, 积极推动电力操作电源系统市场的发展与成熟。

参考文献

[1]薛玉翠, 盛桂敏, 李美丽, 等.应用型人才培养模式下“电力电子技术”实践教学改革研究[J].科技与企业, 2015 (24) .

[2]郭建.电力电子技术在新能源领域的应用研究[J].科技与企业, 2015 (24) .

电力电子技术总结 第4篇

1晶闸管是三端器件，三个引出电极分别是阳极，门极和阴极。2单向半波可控整流电路中，控制角α最大移相范围是0~180°

3单相半波可控整流电路中，从晶闸管开始导通到关断之间的角度是导通角 4在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为√6U2 5在输入相同幅度的交流电压和相同控制角的条件下，三相可控整流电路与单相可控整流电路比较，三相可控可获得较高的输出电压

6直流斩波电路是将交流电能转化为直流电能的电路

7逆变器分为有源逆变器和无源逆变器8大型同步发电机励磁系统处于灭磁运行时，三相全控桥式变流器工作于有源逆变

9斩波器的时间比控制方式分为点宽调频，定频调宽，调宽调频三种 10 DC/DC变换的两种主要形式为斩波电路控制型和直交直电路 11在三相全控桥式变流电路中，控制角和逆变角的关系为α+β=π

12三相桥式可控整流电路中，整流二极管在每个输入电压基波周期内环流次数为6次 13在三相全控桥式整流逆变电路中，直流侧输出电压Ud=-2.34U2cosβ 14在大多数工程应用中，一般取最小逆变角β的范围是β=30° 15在桥式全控有源逆变电路中，理论上你逆变角β的范围是0~30° 16单相桥式整流电路能否用于有源逆变电路中 是

17改变SPWM逆变器中的调制比，可以改变输出电压的幅值 电流型逆变器中间直流环节贮能元件是大电感

19三相半波可控整流电路能否用于有源逆变电路中？ 能

20在三相全控整流电路中交流非线性压敏电阻过电压保护电路的连接方式有星型和三角形 21抑制过电压的方法之一是用储能元件吸收可能产生过电压的能量，并用电阻将其消耗 22为了利用功率晶闸管的关断，驱动电流后延应是一个负脉冲 180°导电型电压源型三相桥式逆变电路，其换相是在同一桥臂的上下两个开关元件之间进行

24改变SPWM逆变器的调制波频率，可以改变输出电压的基波频率。

25恒流驱动电路中抗饱和电路的主要作用是减小器件的存储时间，从而加快关断时间。26在三相全控桥式整流电路单脉冲触发方式中，要求脉冲宽度大于60° 27整流电路的总的功率因数P/S 28 PWM跟踪控制法的常用的有滞环比较方式和三角波比较方式

29单相PWM控制整流电路中，电源IsY与Us完全相位时，该电路工作在整流状态 30 PWM控制电路中载波比为载波频率与调制信号之比 Fc/Fr 31电力电子就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是应用于电力领域的电子技术，主要用于电力变换。分为电力电子器件制造技术和变流技术

32电力电子系统由主电路，控制电路，检测电路，驱动电路和保护电路组成。33整流电路：将交流电能变成直流电能供给直流用电设备的变流装置。34逆变电路定义：把直流电逆变为交流电的电路

35有源逆变电路：将交流侧和电网连接时的逆变电路，实质是整流电路形式。36无源逆变电路：将交流侧不与电网连接，而直接接到负载的电路。逆变电路分类：为电压型逆变电路（直流侧为电压源）和电源型逆变电路（直流侧为电流源）38 PWM控制定义：脉冲宽度控制技术39 SPWM波形：PWM波形脉冲宽度按正弦规律变化，与正弦波等效时。40异步调制：载波信号和调制信号不保持同步的调制方式，即N值不断变化。

41控制方式：保持载波频率Fc固定不变，这样当调制信号频率Fr变化时，载波比N试变化的

42同步调制：在逆变器输出变频工作时，使载波与调制信号波保持同步的调制方式，即改变调制信号波频率的同时成正比的改变载波频率，保持载波比N等于常数。

电力电子技术的应用 第5篇

【关键词】电力电子技术；应用

0.引言

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程， 电力电子技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经济的每个工业。尤其是进入21世纪，随着新的理论、器件、技术的不断涌现，特别是与微电子技术的日益融合，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，它将成为新世纪的关键支撑技术之一。电力电子技术拥有许多微电子技术所具有的特征，比如发展迅速、渗透力强、生命力旺盛，并且能与其它学科相互融合和相互发展。

1.电力电子技术在电力系统中的应用

自20世纪80年代，柔性交流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节，列举电力电子技术的应用研究和现状。

1.1在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单、可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有其特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

变速恒频励磁广泛应用于水力、风力发电机。在水力和风力发电过程中，为了获得最大有效功率，使水力和风力发电机组变速运行，主要通过调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

发电厂风机水泵的变频调速。风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%，且运行效率较低。使用低压或高压变频器，实施风机水泵的变频调速，可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟，国内外有许多的生产厂家，无完整的系列产品，但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业较少，目前，国内不少院校和企业正在抓紧时间搞联合研发。

1.2在输电环节的应用

电力电子元器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。在输电环节中应用的技术主要有直流输电（HVDC）和轻犁直流输电（HVDC Light）技术以及柔性交流输电（FACTS）技术，其中柔性交流输电技术应用尤为重要。

FACTS技术的概念问世于20世纪80年代，它是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术，可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，从而大幅度提高电力系统的稳定水平。 近年来柔性交流输电技术在世界上发展迅速，并将FACTS技术用于实际电力系统工程。

1.3在配电环节中的应用

配电系统亟待需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制不仅要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，即为用户电力技术或称DFACTS技术，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的压缩版，其原理、结构均相同，功能也相似。潜在需求量大，市场介入较容易，研发投入和生产成本较低，随着电力电子元器件价格不断降低，可预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

1.4在节能环节的运用

1.4.1变负荷电动机调速运行

要想使电动机节电较完善，必须将本身挖掘节电潜力节电和通过变负荷电动机的调速技术节电二者结合起来。目前，交流调速主要广泛应用于冶金、矿山等部门及社会生活中，如：风机、泵类等变负荷机械中采用调速控制代替挡风板或节流阀控制风流量和水流量具有显著的效果。国外变负荷的风机、水泵大多采用了交流调速，我国正在推广应用中。

1.4.2减少无功损耗，提高功率因数

在电气设备中，变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此，无功电源与有功电源一样，是保证电能质量不可缺少的主要部分。在电力系统中应保持无功平衡，否则，将会使系统电压降低 ，设备损坏，功率因数减少，严重时将引起电压崩溃，系统解裂，造成大面积停电事故。所以，当电力网或电气设备无功容量不足时，应增加无功补偿设备，以提高设备功率因数。

2.电力电子技术在汽车工业中的应用

作为汽车用电源，在原来14V、28V基础上，现又增加了新的42V系列，且还出现了混合动力源电动车（HEV）等288V的驱动电压（典型值），形成了多种电源并存的局面。使用这些电源来实现汽车的各种功能，就必须利用所谓的电力电子技术。如：回波（echo）技术，藉能量管理或功率管理的最佳化，高可靠性，利用线控（x-by-wire）装置的电子控制系统等都是非常需要的。这些电力电子装置与原来的装置比较，由于电力电子技术导致了“响应性好”、“软控制的灵活性”、“小型轻量化的操控”、“高的效率”等一系列优越的性能，尤其是从各类照明、指示灯、雨刷（刮水器）、电动窗等1kW以下的轻负载到数十kW功率级的电力驱动，功率都不断增大。利用电动机、逆变器或交流变换器等电力电子装置的性能，大幅度提升了汽车的动力性能。

在汽车工业的应用主要有：利用电子开关替代传统的机械开关以及继电器；無触点点火、燃油电子喷射；电子动力转向、电子自动变速器；对原有的直流电源系统进行改造；对水泵、动力转向、悬架等进行电子监控。

3.电力电子技术在光伏发电中的应用

光伏发电技术是可再生的新能源重要组成部分，可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电器，大到兆瓦级电站，小到玩具。光伏电源无处不在。到2040年可再生能源将占光能耗得50%以上，太阳能光伏发电将占总电力的20%以上。到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占80%以上，太阳能发电将占到60%以上。这些数据说明光伏发电产业的发展前景及其在能源领域的重要战略地位。光伏发电系统是由太阳能电池方阵，储存电能的蓄电池，充放电控制器、逆变器、并网控制、无功补偿，电控柜，太阳跟踪控制系统等设备组成。其中除了太阳能电池，其它部分都需要电力电子技术支持。

4.结束语

总而言之，电力电子技术是智力、信息、知识密集型技术，也是我国经济与社会可持续发展项目之一，对促进国民经济发展，特别是电子工业发展将具有一定价值。

【参考文献】

[1]王宝卿.电子技术在电力系统中的应用.中国科技博览，2009，（31）.

[2]俞勇祥.电力电子技术的应用概况.新技术新工艺，2000，（10）.

[3]黄俊，王兆安，杨君.电力电子技术.机械工业出版社，2008.

电力电子技术的发展及应用探究 第6篇

1 电力电子技术的基本概述

1.1 电力电子技术的基本涵义

在当前的社会发展过程中, 各领域都在进一步的创新科技, 在电力电子技术领域的发展尤为显著。电子电子技术也被称为是功率电子技术, 这一技术主要就是研究各种的电力电子器件, 和与之所构成的能够高效完成对电能转换以及控制的电路以及装置, 这一技术不仅是电子学在高电压以及大电流或者是电工领域的分支, 同时也是电工学在弱电或者是电子领域当中的分支, 总而言之是强弱电结合的新学科。

1.2 电力电子技术的作用分析

首先它能够对电能的使用进行优化, 在电力电子技术的处理之下, 电能的使用能够达到合理以及高效和节约, 从而有效的实现电能使用的最佳化。例如对于电力牵引以及工业窑炉等, 应用电力电子技术能够达到有效的节能效果。其次是对于我国的传统产业以及发展机电一体化这些新兴的产业有着改造的作用。再者是电力电子技术的高频化和变频技术的发展能够使得机电设备对于工频传统能够突破, 从而向着高频的方向进行发展。最后就是电力电子智能化的进展从很大程度上能够把信息处理以及功率处理得到统一, 从而使得微电子技术和电力电子技术得到有效的结合这能够对电子技术的改革起到推动性作用。

2 电力电子技术的发展历程及应用现状分析

2.1 电力电子技术的发展历程

在电力电子技术的发展过程中和功率器件的发展是分不开的, 在大功率硅整流器方面。它能够进行高效率的把工频交流电转变为直流电, 在上世纪的六十年代晶闸管的开发以及发展开启了电力电子技术发展的一个重要时期。到了上世纪的七十年代开始, 在自关断器件的发展过程中, 使得电力电子技术的发展进入到了逆变的时代, 而在这一时期世界范围出现了能源危机, 而交流电机变频调速在节能的效果上表现的比较突出, 故此得到了大力的发展, 从七十年代到八十年代在变频调速装置的普及当中, 一些大功率的逆变用的晶闸管和GTO、GTR已经成了电力电子器件的主要构件, 在这一时期的电力电子技术已经开始向着逆变以及整流的方向迈进, 并取得了成果, 值得注意的是在工作的频率方面还是偏低的, 只是局限在中低频的范围之内。

从上世纪的八十年代末期到九十年代初期以IGBT以及MOSFET的集高频以及大电流和高压的功率半导体复合器件诞生以来, 电力电子技术就已经进入到了现代的发展阶段。在这一重要的发展时期, 各种各样的新型器件被应用在电路技术当中, 并逐渐的向着复合化以及模块化的方向开始发展, 在性能上以及容量方面不断的得到优化, 愈来愈多的人工智能技术得到了运用。

2.2 电力电子技术的应用现状

在电力电子技术的应用领域比较的广泛, 其中在再生能源发展中的应用以及在电力节能中的应用, 在改造传统产业中的应用以及家用电器中的应用等。当前的水能以及太阳能是可再生能源中的重要组成部分, 在进行发电运行的时候, 需要将传统的直流励磁转变成超低频可变频交流励磁, 这就需要电力电子技术来进行完成, 而在太阳能的再生资源发电过程中, 也需要使用大功率的跟踪功能逆变器把太阳能阵列发电的直流电转换为交流电, 这也需要电力电子技术来进行完成。

在家用电器中电力电子技术也有了较为广泛的应用, 这对于人们的衣食住行带来了很大方便, 例如洗衣服, 只需将衣服放进洗衣机当中按下按钮就能够代替人的劳动, 再比如洗碗机也是同样的原理。而在空调电器以及变速热泵方面所应用的电力电子技术能够在点能方面节约百分之三十, 而高频的荧光灯要比白炽灯的工作效率高出两到三倍。

在交通运输业的电力电子技术的应用也较为广泛, 在电气机车当中的直流机车采取的整流装置, 交流机车采取的变频装置以及磁悬浮列车的电力电子技术的应用, 在当前这些交通运输的行业对于电力电子技术已经离不开了, 在近些年的交流变频调速也成为了发展的主流。同时对于传统改造业也有着应用, 电力电子技术为传统的以及新兴的产业创造了发展的条件, 在这一技术的支持下, 传统产业中很多的劳动强度大以及劳动环境较为恶劣的工作都能够通过电力电子技术进行完成。

3 结语

总而言之, 电力电子技术的发展已经对当前的社会产生了很大的影响, 对人们的生活也带来了很大的方便, 不但是现代的电力电子技术是高新的科技, 同时也是在其他的高兴技术发展过程中的一个重要的基础。通过电力电子技术的应用能够在能源消耗上得以降低, 工作的效率方面得到有效的提高。

摘要：随着我国的经济的发展, 在科学技术的领域也有了很大程度的提高, 其中电力电子技术的发展在近些年有了比较突出的表现。电力电子技术也是功率电子技术, 主要就是通过电力电子器件对电能进行转换以及控制的技术。本文主要就我国的电力电子技术的发展进行分析, 就其实际的应用加以探究, 希望能够通过此次的研究对实际能够起到一定的指导作用。

关键词：电力电子技术,发展,应用

参考文献

[1]戴浪, 黄守道, 黄科元, 叶盛.风电场风速的神经网络组合预测模型[J].电力系统及其自动化学报, 2011 (04) .

[2]史延东, 刘海清, 宁飞, 李靖.高速永磁同步电机智能控制技术的仿真[J].计算机仿真, 2011 (08) .

探讨电力电子技术的发展及应用 第7篇

1电力电子技术的发展

1.1电力电子技术的晶闸管时代

电力电子技术的晶闸管时代起源于20世纪60年代末期,主要是为各工业领域提供大功率的用电能源。通过大功率硅整流器传送,将交流电转化成直流形式的电消费,应用在有色金属、化工原料、电气机车、地铁电车、轧钢、造纸等大型工业领域中。这种大功率硅整流器的研发在当时的社会发展中占有着很重要的地位,曾掀起了各地建立硅整流器厂的热潮,因此被人们称作电力电子技术的晶闸管时代。

1.2电力电子技术的逆变时代

电力电子技术的逆变时代始发于20世纪70年代初期,以自关断器件为基础,创新出交流电机,也被称作是逆变时代。其优点是交流电机中的变频调速可以自动的调节电流量的使用频率差异,将多余电能储存起来,有效的降低了电能源的浪费。因此在当时交流电机的发展也是十分迅猛,尤其是其构建组成的元件,如:晶闸管、巨型功率晶体管及门极可关断晶闸管,更是发挥了其节电的优势。尽管电力电子技术在那个年代已经实现了整流和逆变的功效,可所产生的工作频率较低,仅适用于中低频范围内,根本无法满足日后的工业发展需求。

1.3现代电力电子时代

进入90年代初期,我国研制出了功率半导体复合器件,集结了多种电力技术的优势,如:高频、高压、大电流等功效。可以将以低频技术处理问题为主的传统电力电子学有效的转化成以高频技术处理问题为主的电力电子学,充分体现了电力电子技术的现代化发展。同时各种应用在新型器件上的集成电路技术也在以大批量的走势向复合化、模块化的方向发展,经过这样一系列的转变,可以使器件体积变小、结构紧凑,并结合了其他器件的优势,完全符合新时代的电力电子技术标准。另外在器件性能上也发生了很大的转变,不仅提高了器件的容量,也提高了其工作效率。此外随着科学技术的不断进步,电力电子技术逐渐向人工智能技术的方向靠拢,各种新型的器件控制方法也在大范围内广泛应用,尤其是智能学科中的神经网络系统,利用强大的混合人工技术,对半导体复合器件采取相应的控制技术和评估技术,使其更好的应用在各工业生产中,对故障监测和故障耐力起到很大的功效。

2电力电子技术的具体应用

2.1电力电子技术在再生能源中的应用

随着科学技术的快速腾飞,我国可再生能源在电力事业的发展中占有着重要的作用,其发电形式也是多种多样,如:风力发电、太阳能发电、水力发电及生物质能发电等形式。其中风力发电是再生能源中最为关键的组成部分,具有发电施工的周期较短、投资灵活、占地面积小、无污染等特点,为电力发展带来巨大的经济效益和社会效益。随着电力电子技术和变频调控技术的发展,其在风力发电中的应用也是越来越广泛。可以大大的提高电能源生产量,还可以有效的控制风电机组,并在电能转换和改善电能质量上都有着显著地成果。是再生能源中不可或缺的重要组成部分。

2.2电力电子技术在电力节能中的应用

进入新时期以来,电力在现代工业中的应用范围越来越广泛,主要是因为电力具有清洁、无污染、稳定性及实用性较高的特点。现如今电力供给已经全面的深入到工业的各个领域中,对其发展和经济效益都有着很大的促进作用。然而在实际的运用中,我国工业用电还是存在很多不合理的现象,如:用电效率低、大量浪费等。因此为了缓解这些用电难题,将电力电子技术应用在电机和电机控制方面,则大大提高了供电效率,并且每年可为我国节省总电量的百分之十八的电能,由此可见电力电子技术对于能源节省的重要性,可以充分保证我国能源供给情况,实现电力事业的可持续发展目标。

2.3电力电子技术在电动汽车及工业机器人控制系统中的应用

随着时代的进步和发展,我国在电动汽车和工业控制系统技术改造中也发生了翻天覆地的变化,利用电力电子技术手段实现了电动汽车的信息化发展,将其与汽车驱动装置有效的融合,形成车速性能高、噪音低、无污染、能源效率高的现代化灵敏电动车型,符合当代绿色交通运输。工业机器人的产生代表着我国工业向信息化、科技化的方向发展,不仅提高了生产效率也为生产技术工人减轻了工作负担,极大的改善了传统工业产品的质量。再其控制系统中加入了电力电子技术可以有效的提升机器人的灵敏度,让其进行更为精细的生产加工程序,同时通过调速变频装置,还可以控制机器人的工作速度,避免其在工作和休息时耗费能源差异过大,引起不必要的能源浪费情况。由此可见,电力电子技术无论是应用在电动汽车方面还是应用在工业机器人控制系统上都有着很重要的作用。

3结束语

综上所述,电力电子技术作为一种时代进步的科技产物,有着十分显著的实用性和安全性。被越来越广泛的应用在各生产领域中,几乎所有的电子产品都离不开电力电子技术的渗入,不仅提高了生产效率,增大生产效益,也为我国能源的节省做出了巨大的贡献,是能源发展中不可缺失的组成部分,随着我国国民经济水平的不断提高,电力电子技术也会不断的进步和完善,为我国节省更多的能源,更好的为国家经济建设贡献力量。

参考文献

[1]刘增金.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子世界,2015(09):15-16.

[2]朱磊,侯振义,张开.电力电子技术的发展及应用[J].电源世界,2016(02):33-35.

电力电子技术的发展及应用分析 第8篇

近年来,我国电力电子技术发展取得了较大的突破,不仅完善了自身的各种性能,还实现了节能,逐渐被我国各种行业所认可,并不断运用于实际生产中,取得了较为不错的成效。

1电力电子技术的发展进程

我国电力电子技术的发展主要表现在三个阶段,分别是整流器阶段、逆变器阶段、变频器阶段。

1.1电力电子技术的整流器阶段

我国工业用电消耗非常大,根据这一情况,利用工频交流发电机来作为提供工业用电的一种途径。但是,工频交流发电机所提供的电能只有25%左右是用做直流形式的消耗,比如用于电解、牵引、直流传动等。

1.2电力电子技术的逆变器阶段

随着人类社会的不断发展,许多行业对自然资源的需求越来越大,而自然资源是有限的,人类没有节制的进行开采,导致了全球能源危机的产生,在这一情况下,如何节能成为了当时最为严峻的问题[1]。因此,人们不断地对交流电机变频调速技术进行研究和探索,根据研究的结果把直流电逆转变为0~100Hz的交流电,并不断把研究的成果在实际生活中进行实践,取得了良好的节能功效。所以,当时变速调速设备得到了快速发展和广泛应用。但是,在这个阶段,电力电子技术仍位于中低频的发展阶段,工作效率难以得到有效的提高。

1.3电力电子技术的变频器阶段

随着科学技术不断发展,集成电路技术也呈现出良好的发展趋势。人们把精细加工技术和高压大电流技术合理地结合在一起,从中产生了一些全控型功率器件,其中以MOSFET和绝缘门极双晶管为代表,伴随着这些全控型功率器件的不断完善和应用,促进了大中型电源向高频的发展,也是传统电力电子技术发展成为现代电力电子技术的一个转折点。全控型功率器件提升了交流电机变频调速的频率,使交流电机在运行过程中能够高速稳定地运行,也加快了现代电力电子技术向高频化发展的进程。

2电力电子技术的应用

随着电力电子技术的快速发展,它的功能不断被人们挖掘出来,并实际地运用到各个行业中,取得了较为不错的成效,以下对电力电子技术的应用进行分析。

2.1电力电子技术在工业中的应用

电力电子技术在工业中的应用主要表现在直流电动机的设计方面。目前,在变频技术不断发展的形势下,交流电机也会具备良好的调试功能,因此,在工业中不管是轧钢机还是数控机床都会选择直流调速技术[2]。变频调速技术节能功效十分明显,许多工业部门把鼓风机也安装了变频设备,而且使用启动设备的许多电机,运用电力电子设备的功能合理地避免了在启动的一刹那来自电流的强烈冲击。另外,电力电子技术在人们日常使用的电器中也被大量地运用,比如用于照明的节能灯管,具有体积小、效率高的特点,而且还能够合理地节约电能。与此同时,日常使用的电器中电源部分也离不开电力电子技术,因此,电力电子技术和人们的生活密不可分。

2.2电力电子技术在交通运输工具中的应用

据调查得知,我国电气机车类型中直流机车所使用的是整流设备,交流机车所使用的也是变频设备,直流斩波器也被大力地推荐到铁道车辆的应用中,电力电子技术是我国在以后实现磁悬浮列车的重要部分[3]。电动汽车的电机主要是运用电力电子设备把电力进行转换和控制,而蓄电池作为电动汽车的主要构造部分也设计到电力电子技术的应用。任何一辆高级汽车中都必须要具备各种用于控制的电机,也需要依靠变频器技术和斩波器驱动技术进行合理的控制。飞机和轮船也需要具备各种相关要求的电源,所以,不管是用于航空还是航海,电力电子技术都是不可缺少的一部分。

2.3电力电子技术在信息电子中的应用

各种各样的电子设备通常都需要根据电压等级的划分来提供直流电源。在人们日常使用的通信设备中,远程控制交换机所使用的直流电源在以往都是选择晶闸管整流电源。但是,随着电力电子技术的不断发展,现在已经全部更换为全控型器件的高频开关电源。在各种各样的电子设备中,在以往都是选择线性稳压电源提供用电,而现在高频开关一些优越的性能逐步代替了线性电源,如运用稳定且效率较高等。

3结语

综上所述,在我国经济飞速发展的过程中,电力电子技术起着十分重要的作用,涉及到工业、交通运输工具、信息电子等多个领域的应用,因此,电力电子行业的发展空间是巨大的,政府应该使用多种手段,促进电力电子行业的快速发展。另外,随着社会的不断发展,人们对电力电子技术的要求会越来越高,所以还应该对电力电子技术不断地进行完善和创新。

摘要：电力电子技术能够有效地处理传统电力系统的在运行过程中,对电力系统控制不足的弊端,在这一前提下,人们逐渐认识到电力电子技术的重要性。近年来,随着我国经济的快速发展,社会对电力电子技术的要求越来越高,电力电子技术已经发展成为了一门综合性的技术学科,其应用涉及到我国许多行业。针对电力电子技术的发展进行探索,并根据电力电子技术的应用进行阐述

关键词：电力电子技术,发展及应用,分析

参考文献

[1]张子午.试论现代电力电子技术的发展趋势及应用[J].科技传播,2011(13):169+177.

[2]张超.电力电子技术的发展及在电力系统中应用[J].企业家天地(理论版),2011(7):232.

现代电力电子技术应用及发展探讨 第9篇

关键词：电力电子技术,发展趋势,应用

前言

现代电力电子技术的发展经历了几个不同的阶段, 整流器时代、逆变器时代和变频器时代, 现代电力电子技术属于变频器时代, 同时又与微电子技术有效地进行了结合, 这不仅使其应用范围十分广泛, 而且在国民经济中的地位也变得越来越重要。

1 现代电力电子技术的发展趋势

在当前科学技术快速发展的新形势下, 随着电力电子技术的不断革新, 其发展达到了一个较高的水平。现代电力电子技术主要是对电源技术进行开发和应用, 可以说电源技术的发展是当前电力电子技术发展的主要方向。

1.1 现代电力电子技术向模块化和集成化转变

电源单元和功率器件作为现代电力电子技术的重要组成部分, 是电子器件智能化的核心所在, 其组成器件具有微小性, 因此电力电子器件结构也更为紧凑, 体积较小, 但其能够与其他不同器件的优点进行有效综合, 所以其具有显著的优势。也加快了现代电力电子技术向模块化和集成化转变的进程, 为电力系统使用性能的提升奠定了良好的基础。

1.2 现代电力电子技术从低频向高频化转变

变压器供电频率与变压器的电容体积、电感呈现反比的关系, 在电力电子器件体积不断缩小的情况下, 现代电力电子技术必然会加快向高频化方向转化。可控制关断型电力电子器件的出现即是现代电力电子技术向高频转化的重要标志。而且随着科学技术发展速度的加快, 电力电子技术也必然会向着更高频的方向发展。

1.3 现代电力电子技术向全控化和数字化转变

传统的电力电子器件在使用过程中存在着一些限制, 而且关断电器时还会产生一些危险, 自关断的全控型器件在市场上出现后, 有效地弥补了这些限制和避免了危险的发生, 这也是现代电力电子技术变革的重要体现, 表明现代电力电子技术加快了数字化发展的进程。

1.4 现代电力电子技术向绿色化转变

现代电力电子技术向绿色化转变主要表现在节能和电子产品两个方面。相比于传统的电力电子技术来讲, 现代电力电子技术的节能性更好, 这也实现了发电容量的有效节约, 对环境保护带来了较好的效果。一直以来一些电子设备会将严重的高次谐波电流入到电网中, 给电网带来较大的污染, 导致电网总功率质量下降, 电网电压出现不同程序的畸变。到了上世纪末期, 各种有源滤波器和补偿器的面世, 实现了对功率参数的修正, 从而为现代电力电子技术的绿色化发展奠定了良好的基础。

2 现代电力电子技术的应用

现代电力电子技术的功能具有多样性的特点, 其在多个领域都有着广泛的应用, 这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中占据非常重要的地位, 有着不可替代的作用。

2.1 电源方面

(1) 一般电源。现代电力电子技术在开关电源和供电电源方面都取得了较大的进展, 交流电直接由整流器转变为直流电, 这部分直流电一部分由逆变器转换为交流, 然后经由转换开关到达负载, 而另一部分则直接对蓄电池组进行充电。一旦逆变器发生故障, 蓄电池组则作为备用电源开始直接向负载提供能量。在现在的电力电子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作为电源, 不仅具有较好的降噪性, 而且电源的效率和可靠性也能够得到有效的保障。

(2) 专用电源。高频逆变式焊机电源和大功率开关型高压直流电源是比较典型的两种应用现代电力电子技术的专用电源。高频逆变式焊机电源是一种高性能的电源, 由于大容量模块IGBT的普遍使用, 使得这种电源有着更加广阔的应用前景, 逆变式焊机电源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的转换方法, 由于焊机工作的环境条件恶劣, 所以燃弧、短路等就成为了司空见惯的问题, 而采用IGBT组成的PWM相关控制器, 能够提取和分析参数和信息, 进而预先对系统做出处理和调整。大功率开关型高压直流电源主要应用CT机、静电除尘等比较大型的设备上, 因为这类设备电压比较高, 甚至达到了50-159k V, 将市电经过整流器整流变为直流, 然后与谐振逆变电路串联, 逆变为高频电压, 再升压, 最后整流成为直流高压。

2.2 传动控制及牵引

这主要应用在无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制等等方面, 通过将一个固定的直流电压转换为一个可以变化的直流电压, 这样就能够使控制更加的平稳和快速, 而且还可以节能。

2.3 在电力系统中的应用

在发电系统中现代电力电子技术的应用更是广泛, 比如说水力风力发电、用电系统、配电、输电等等都和现代电力电子技术有着密切的联系。目前的风力电力机组已经结合了机械制造、空气动力学、计算机控制技术、电力电子技术等等, 而现代电力电子技术就是发电系统中不可或缺的重要技术, 它对于电能的转换、机组的控制和改善电能质量等都很重要。

2.4 在节能和改造传统行业中的应用

现代工作的发展离不开电能的支持, 电能是现代工业的重要动力和能量源头。随着我国工业用电量不断增加, 用电的不合理及浪费现象也日益显现出来。这就需要有效的降低能源的消耗, 提高电能的利用效率, 以便于能够对当前能源紧缺的局面起到一定的缓解作用。因此需要充分的发挥现代电力电子技术的性能优势, 有效的提高现代电力电子技术的效率, 应用现代电力电子技术, 通过工业控制有效的将电能转换为劳动力, 建成现代化的智能车库, 从而降低工人的劳动强度, 实现人力资源的节约, 确保劳动生产力的提高, 以便于推动传统行业的改造进程。

2.5 在家用电器方面的应用

现代电力电子技术在我们日常生活中应用也较为广泛, 当前家用电器普遍应用现代电力电子技术, 给我们的日常生活带来了较大的便利。许多电器都只需要按下按钮就能进行工作, 而不需要人们新自动手。

3 应用展望

在今后现代电力电子技术应用过程中, 需要重视以下几个方面的问题:首先, 需要对节能和环保给予充分的重视, 通过完善控制设备和设计专用的电机来有效的提高电机系统的使用性能和效率;其次, 为了实现节能和环保, 则需要使用中高压直流转电系统, 使其实现低能耗及低污染;最后, 需要加快解决电力系统中储电装置的设置问题, 需要电力系统设计者从控制技术等方面来制定切实可行的解决方案, 从而对电能储备中存在问题进行有效解决, 更好的推动电力系统的持续、稳定发展。

4 结束语

现代电力电子技术在多个领域都得到了广泛的应用, 特别是对电网的控制和转换上发挥着非常重要的作用。通过现代电力电子技术的应用, 使大功率电能成为其他高新技术的重要基础, 这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中的重要地位具有不可替代性, 对推动经济和社会的发展发挥着非常重要的作用。

参考文献

[1]刘增金.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子世界, 2011, 9:19+25.

[2]冷海滨.现代电力电子技术的发展趋势探析[J].电子技术与软件工程, 2014, 1:156-157.

电力电子技术的变革与创新 第10篇

关键词电力电子技术;变革;创新;仿真;MATLAB

中图分类号T文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)072-0110-01

电力电子技术是电子学、电力学和控制理论相结合的一门边缘学科,自晶闸管诞生以来,这一技术获得迅速发展,此后由于新型器件的不断涌现,更由于现代控制技术和微电子技术的发展,电力电子技术向高频、高效、小型和智能化方面,并日趋成熟,逐渐形成为一个完整的体系。

1器件的发展、创新

电力电子器件经历了由半控型(包括半控型器件的使用)到全控型、再到PIC(功率集成电路)的发展过程。

半控型器件即指晶闸管,因不能自关断,所以称为半控型,其家族包括普通型、双向型、快速型、逆导型等品种。全控型器件由于各自不同的结构原理,品种纷繁,各具特点,在现代电力电子技术应用中已占据了极其重要的地位。全控型器件是指此类器件可通过对其控制电极(门极、基极、栅极等)施以电信号,直接控制其通断,这为控制主电路的工作方式带来了很大的灵活性和方便性。此外,静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)也已处于生产、实用阶段。

目前电力电子器件已进入到PIC(功率集成电路)发展阶段的初期,在这一阶段,电力电子技术与微电子技术更紧密地结合在一起,全控型电力电子器件与驱动电路、控制电路、传感电路、保护电路、逻辑电路等被集成在一起构成功率集成电路,进一步的产品还内含微机控制部分。PIC的应用将使电力电子技术实现第二次革命,进入全新的智能化时代。

2应用电路的改进

以下从電力电子主电路和触发器的改进两方面来谈一下。

2.1主电路的改进

2.1.1新型器件的使用

器件的发展带来了应用电路的变革。作为电力电子技术的重要成就之一——交流三相异步电动机变频调速技术,先前采用六个逆导型晶闸管作为主电路控制元件,目前已可采取GTR、IGBT等多种自关断器件代替晶闸管的方案。IGBT方案中,由于近年各种功能完善IPM(IGBT智能功率模块)的出现,使得频率控制更为灵活、方便。

2.1.2PWM技术的应用

全控型电力电子器件的出现,不仅使得逆变电路的结构大为简化,而且在控制策略上与半控型器件相比,也有了根本的不同,由原来的相控技术改变为脉宽控制技术,即PWM技术。PWM技术既可以调压,同时可以极其有效地进行谐波抑制,此优点无论对UPS还是变频调速,均极为难得。其中正弦脉宽调制波(SPWM)由于谐波影响较小,在各类逆变器应用中特别是在交流调速系统中被广泛采用,见图1。SPWM波形可通过硬件电路或软件方法生成。

图1SPWM逆变电压波形

2.2对半控型器件而言,集成触发器、数字触发器获得广泛的使用

晶闸管变流应用中,由于对触发电路工作可靠性、体积及简化生产、调试的要求,使用集成触发器成为一种趋势。以KC(KJ)系列集成触发器为基础,通过适当组合,可构成集成化触发组件,如KCZ6六脉冲组件。±15V双电源供电是KC(KJ)系列集成触发组件的特点。

近年来出现的一些新型集成触发器件,具有更优良的性能。如MC787和MC788等,它们与KC(KJ)系列相比较,功能更强、功耗更小、外接元件更少,且采用单电源供电,对于电力电子产品小型化和方便设计具有重要意义。

为了解决直流控制电压与同步电压叠加移相造成的触发脉冲的不对称度较大等缺点,专门设计了数字式触发电路。其中,用单片机构成的数字触发电路,控制灵活,精确度高,更有利于实现生产过程的自动化,因而发展迅速。

由于MCS-51系列8031单片机价格低、功能强,应用广泛,下面以用8031单片机构成的触发系列作一分析。

系统硬件配置如图2所示。

图28031数字触发系统硬件配置框图

图中P1口为输入口,用于读取以数字形式表示的控制角α的设定值,8031CPU以基准点作为计时起点开始计数;当计数值与控制角对应的数值一致时,CPU发出触发信号,此信号通过并行接口芯片8155输出,再经过功率放大后送至晶闸管门极。

其它三个I/O口作用:

P0:数据总线和2716的低8位地址总线,74LS373(ALE)对其进行地址锁存;

P2:2716外部存储器的高8位地址总线;

P3:使用P3.2引脚第二功能引入外部中断INT0。

该8031单片机数字触发器可作为三相全控桥电路的触发电路。

3实验、研究技术的进步、发展

相对于以往的单纯依靠搭建实际电路来分析、研究电力电子电路,现在有了新的选择,就是采用功能强大的仿真软件来进行虚拟实验的研究,结合最终搭建实际电路,从而可以更快、更好地进行电力电子电路和系统的设计,使研究者的电路或系统设计工作更加高效。软件方面,可以利用MATLAB下的Simulink工具箱,也可使用Saber进行建模和仿真。内容方面,从各种变流电路到交、直流电动机调速系统、自动控制系统,都可以进行仿真、研究。

参考文献

[1]王兆安.电力电子技术的发展动向[J].电力电子技术,1995,4.

[2]刘长国,于春.电力电子技术的发展[J].电子制作,2005,12.

[3]李序葆,赵永健.电力电子器件及其应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

作者简介

电力电子及电源技术 第11篇

关键词：电子电工技术,电力系统,网络化技术,配电网,即插即用功率接口,能量路由器,标准操作系统

0 引言

随着人们生活水平的不断提高, 人们对电能的利用效率提出了更高的要求, 在我国科学技术日新月异迅猛发展的今天, 我国的电力系统也在不断进步, 通过引进了电子电工技术及网络化技术逐步实现了对电能的智能化控制和现代化控制, 从而大大提高了电力系统运行的效率。

1 电子电工技术在电力系统的各个环节的应用

首先是发电过程中, 将电子电工技术应用到各种发电设备中, 可以有效的提高发电设备的发电效率, 及优化其性能。如大型电厂发电机组中广泛应用的静止励磁, 将传统励磁机所发挥的相关作用由电子技术取代, 从而将整个电力系统电机组运行速度得到大幅度提升。静止励磁在整体发电系统中使用了放大器、滤波电路、整流电路等各种元件将电力供应给所需设备。另外, 静止励磁结构较简洁、平稳性高、安全性高, 运转成本要比传统电工元件低的多。因此各电气系统发电这个步骤中已经普遍使用静止励磁技术。其次, 将电子电工技术运用到输电环节中, 可以大大提高输电的效率, 同时还能减少电能的消耗;如可以采取直流输电技术进行输电, 送电侧和受电侧都采用晶闸变流设备, 这样在长距离输电和大规模输电的过程中, 就不会造成无功损耗, 可以大大提高输电的安全性和稳定性, 并且能够适应各种不同的输电环境。也可以应用于柔性交流电输电技术, 使其能够结合机械控制技术, 确保输电系统有高度稳定性, 同时还能够使输电系统总体没有必要产生的电量耗损得到有效降低, 大幅提升了电能输出速度。电子电工技术运用在柔性输电技术基础上的柔性输电设施中, 能够更为安全、稳定的输送电流。最后, 电子电工技术应用到配电环节中, 就可以有效的维护电力系统, 保证其正常工作, 同时还能对电力系统中的各种资源进行科学合理的分配, 从而保证整个电力系统能够正常高效的运行。

2 网络技术在配电网电力电子设备中的应用

尽管在电力系统中, 目前已广泛应用了电子电工设备, 但电网将电力电子设备的功率端连接在一起在协调上出现一系列问题, 且灵活性和可控性不足。随着现代通信技术的发展, 为这一问题的改变提供了可能。使用通信网络技术, 能够将各个节点连接起来, 收集节点的电能数据, 从而发出指令。这种方式能够很好地协调配电网中的电力电子设备。网络技术在配电网电力电子设备中的应用, 带来了许多便利, 能够直接面对工业用户和民用用户。互联及网络化技术在配电网电力电子装备中主要的技术应用有三部分, 即插即用的功率接口, 能量路由器, 以及标准操作系统。

即插即用的功率接口能够把许多终端与配电网结合, 包括分布发电、电气设备等, 都接入到配电网中。设备不同, 电网和电能的输入形式也不一样。即插即用的功率接口, 可以有效地将电能转化成功能, 完成设备电能输入形式与电网匹配形式的转化, 它本身就成为一个电力电子设备。

能量路由器能够完成能量的双向流动, 连接低压区域网, 以及中压配电网。能量路由器能够提供低压直流母线, 支撑可再生能源的电力电子设备。能量路由器能够接受即插即用功率接口的信息, 然后分析信息以及指令, 从而下达终端设备的参考指令。在配电网中, 如果是相邻局域网, 或者局域网内部的交换, 通常一个能量路由器就可以管理, 并且推算出最佳的路径。但是不同局域网之间, 需要多个路由器参与。同时也需要提供多个端口, 和多个电气设备相联系。能量路由器提供多个形式的接口, 每个接口有双向流动的能力, 保证能量能够按照需要, 定量定点地传输。在子网的发电量过剩的时候, 路由器可以将多余的回馈给主干网。能量路由器具有良好的协调和整合能力, 通过双向的自由流动完成。但是在实际应用中, 不是所有的端口都需要具备双向流动的能力。有些接口只需要能量输出或者吸收能力, 便可以达到应用的目的, 比如专门的分布式能源接口、与负载相连的接口等。对于需要连接储备设备的接口, 一般都需要双向的流动能力。

标准操作系统是电力电子设备互联网技术的基础。它是一种通用的网络协议, 能够将能量路由器、功率接口等进行统一, 识别、监测并调控网络中的设备。其条件是功率接口和能量路由器能够支持此网络协议。将通用的网络协议与区域网络调度中心进行连接, 就能够对总体的用电情况进行汇总, 然后分析用电的情况, 并进行下一步的控制和调整。

能量互联网中的两个重要组成部分是信息流和能量流。能量流和信息流也是电力电子互联和网络化的基础。随着配电网中电力电子设备的广泛应用, 能量层的互联基础已经初步形成。但是智能电表的通信功能的使用率比较低, 配电网各个节点的信息化程度不足, 通信层还需要进一步发展, 促进配电网各个节点能够实现实时的控制。能量流和信息流的耦合越紧密, 配电网的规模越大, 电力系统就会面临更大的运行和控制的风险, 很可能降低电力系统的稳定性和运行的效率。必须对信息流和能量流进行充分的数学分析, 形成定量分析的体系, 保障电力系统的运行。

3 结语