現代電力電子技術的發展及其應用分析

胡婷娟

（白銀市白銀區建設北路81號白銀市工業學校 甘肅 白銀 730900）

現代電力電子技術的發展及其應用分析

胡婷娟

（白銀市白銀區建設北路81號白銀市工業學校 甘肅 白銀 730900）

電力電子技術又被稱為"功率電子學"，主要是應用于電力方面，通過電力電子元件對電能進行變換和控制的電子技術。現代電力電子技術正逐漸向技術提升、節能環保、硬件優化方面轉變，是自動化、機電一體化、智能化等發展的基礎。現代電力電子技術能夠有效的節約能源、降低環境污染、提高經濟效益，由于其具有控制精確程度高、減少模擬信號的失真、受雜散信號干擾程度較小等特點，能夠有效的改善工作所處的條件。隨著我國經濟的快速發展，現代電力電子技術已經逐漸深入到了人們日常生活的方方面面。本文就現代電子電力技術的發展及其應用進行了簡要的分析和闡述。

電力電子技術發展應用分析

現代的電子電力技術中包含電力電子器件、控制電路和變流電路，其涉及了電力、電子、控制三方面領域的知識，是一門新興的應用于電力領域的電子技術。現代電力電子技術不僅對于促進我國各領域的發展有著重要的作用，同時作為一項基礎學科對提高學生的專業技能和綜合素質有著積極的促進作用。

一、現代電力電子技術的發展

現代電力電子技術轉變了傳統的電力電子技術中的低頻技術處理，在不斷的歷史發展中逐漸的完善和改進，在各個領域中都有著廣泛的應用，例如現代通信、機械、家用電器、燈光照明、冶金、汽車、醫療設備等。在上世紀五十年代第一個晶閘管出現以后，電力電子技術被人們漸漸的了解和認識，經過了幾十年的發展，現代電力電子技術的發展已經取得了一定的成就。筆者就電力電子技術發展的歷史進行簡要的闡述。

1.整流器時代的發展

整流器時代是在上世紀的60年代到上世紀70年代間發展的，這一時期內工業用電是由交流電的發動機產生的，并且大功率的硅整流管和晶閘管被發明和廣泛的應用。電子工業革命的發展又極大的推動了半導體產業的發展浪潮，在通信領域中開始了半導體相關器件的使用，大功率的硅整流器使得交流電能夠快速、高效的轉變成為了直流電，完成相應的電解、牽引和直流轉動直流電形式的消耗。

2.逆變器時代的發展

逆變器時代是從是從上世紀70年代發展的，這時出現了全世界范圍內的能源大危機，相關節約能源的產品應運而生，在這樣的大背景下，交流電機變頻調速得到了極大程度的發展，其中最為關鍵的技術為如何將直流電逆變成0到100赫茲的交流電，70年代末期，變頻調速裝置的普及促使大功率電力電子器件的快速發展，比如巨型功率晶體管、門極可關斷晶閘管等等。

3.變頻器時代的發展

變頻器時代是在80世紀發展起來的，這個時期的集成電路技術得到了巨大的發展，精細的加工技術和高壓大電流技術以及集成電路技術組合構成了全控型功率器件，在這之后相繼出現了功率MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管，傳統電力電子技術逐漸完成了向更加高頻、更加可控、更加集成的現代電力電子技術的轉變。

二、現代電力電子技術的應用

1.工業發展領域

在工業發展領域，交直流電動機應用的非常廣泛，其中直流電動機的調速性能非常好，電源一般選擇的是電力電子裝置。最近幾十年電力電子變頻技術的發展迅速，交流電機的調速性能與直流電機的調速性能不相上下，由于交流電機的快速發展和大力的應用推廣，使得交流電機的調速技術的發展獲得了領先的地位。為了達到更好的節能效果，許多對調速性能要求不高的設備也紛紛采用變頻技術，在電化學工業中，直流電機同樣被大量的使用，電解裝置、電鍍裝置等都需要整流電機。例如：某冶金工廠，為了更好的節約資源，獲得更高的經濟收益，在冶金中的高頻、中頻感應加熱電源、直流電弧爐電源等方面都采用了現代電力電子技術，將二者結合實現了提高作業效率、降低能源消耗的成果。

2.交通行業領域

交通行業領域的現代電力電子技術被廣泛的應用到了電氣化鐵道中，電氣機車中的交流機車經常選用變頻裝置，而直流機車經常選用整流裝置，在鐵道車輛中也常見到直流斬波器的使用。在車輛中的牽引電機轉動和輔助電源應用等方面，也都需要利用現代電力電子技術。比如電動汽車的電機需要依靠電力電子的裝置進行電力的變換還有驅動控制，蓄電池的充電需要依靠電力電子裝置，轎車中的一些控制電機也需要依靠電力電子裝置中的變頻器和斬波器驅動并控制。除此之外的飛機和船舶的電源、運輸都需要電力電子技術的支持，未來磁懸浮列車的發展中，超導磁浮鐵道系統的應用和推廣被人們廣泛的關注著。

3.電力系統領域

電力系統領域方面，西方某些國家在對最終使用電能的調查中發現大致有60%以上的電能都需要經過至少一次的電力電子變流裝置的處理，在我國傳統的發電機中采用的是直流勵磁，隨著現代電力電子技術的推廣和使用，目前已經將傳統的直流勵磁機改變為了利用中頻交流勵磁機和電力電子整流的方式，大大的提升了電力供應的可靠性，并且通過電力電子變換裝置將太陽能、風能、地熱能、潮汐能等進行轉換，使波動的電能通過恒壓、恒頻的方式輸出，能夠有效的利用這些可再生能源，實現真正的綠色發電、環保發電。晶閘管控制電抗器、晶閘管投切電容器、靜止無功發生器等電力電子裝備利用電力系統的無功補償或者是諧波抑制，可以有效的防止配電網系統中電網的瞬間停止、電壓迅速閃變等，能夠提高供電的質量，完成對于電能質量的控制。

4.家用電器領域

家用電器領域中，電力電子照明的電源相對于傳統的白熾燈和日光燈，體積較小、發光的效率更高、節能效果更好，電視機、電冰箱、微波爐、洗衣機等也都應用了現代電力電子技術，促使家用電器朝著智能化、科技化、節能化的方向發展。例如：某家庭將家里的白熾燈更換成了高頻熒光燈，高頻熒光燈比白熾燈占用的空間小，使該家庭墻體空出了較大的空間，并且該家庭通過長期使用高頻熒光燈，發現高頻熒光燈不僅發光效果更好、更亮，也大大的節省了家中電能的使用，節省了該家庭的電費。

結語

現代電力電子技術的發展極大的方便和服務了人們日常的生產和生活，通過現代電力電子技術的應用，優化了電能的使用，節省了電能資源，使電能的使用合理、科學、高效，改變了傳統產業和機電一體化等新興產業的發展，為傳統產業和新興產業今后更加廣泛的利用微電子技術提供了基礎，使機電設備能夠突破工頻的傳統向高頻化不斷邁進，推進了電力電子智能化，現代電力電子技術逐漸成為了我國現代化建設中的一項不可或缺的技術。

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［2］周家興.探究現代電力電子技術的發展及其應用［J］.電子制作，2015（11）.

［3］李勇.電力電子技術的應用及其發展［J］.黑龍江科學，2014（10）.