基于現代背景下電力電子技術的研究

冉建光

(貴州航天南海科技有限責任公司,貴州遵義,563000）

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基于現代背景下電力電子技術的研究

冉建光

(貴州航天南海科技有限責任公司,貴州遵義,563000）

摘要：在當前現代社會背景下，隨著我國電力設施采用的電子技術水平的提升，學術界對這一問題的研究也呈現出迅猛增長的態勢。本文在此背景下，首先對電力電子技術其發展歷程進行分析，隨后介紹電力電子技術的應用。

關鍵詞：現代；電子電子技術；電子元器件；整流器

由于電力電子技術這是屬于借助相應的電力電子器件實現控制與變換電能的一門科學，往往廣泛的應用在交通、電力、航空航天、工業等領域，這已經在工業生產與社會生活諸多領域深入應用，這也發展為在高新技術與傳統產業當中一項十分關鍵的技術，能夠有效節約能源。

1　電力電子技術發展歷程

1.1整流器時代

通過50Hz工頻交流發電機提供大功率工業用電，可是往往直流形式消費的電能占據到兩成左右，電解、牽引、直流傳動這是其中最為典型的領域。憑借大功率硅整流器可以將工頻交流電比較高效率的向直流電轉變，那么在二十世紀六十年代至七十年代這段時間內，極大的發展開發和應用大功率硅整流管與晶閘管。在這一階段在我國各個地方出現大辦硅整流器廠，如今存在的各種制造硅整流器的半導體廠家則是對這一浪潮有效的體現。

1.2逆變器時代

隨著在七十年代之后，在全球出現十分嚴峻的能源危機，由于交流電機變頻調速受到特別明顯節能效果的影響而出現急劇的發展，通過對這項技術進行分析，其關鍵技術則是把直流電向零至100Hz交流電逆變。由于逐步普及變頻調速裝置，當時電力電子器件的主角則是門極可關斷晶閘管、巨型功率晶體管、大功率逆變所使用的晶閘管。這些相類似的應用還存在著靜止式無功率動態補償、高壓直流輸出等。所具備的那么電力電子技術可以實現逆變與整流，可是存在比較低的工作頻率，往往只是在中低頻范圍實施。

1.3變頻器時代

由于在八十年代高速發展的大規模與超大規模集成電路技術，這就奠定堅實的基礎發展現代電力技術。通過有效結合高壓大電流技術與集成電路技術的精細加工技術，導致部分全新全控型功率器件出現，這也使得中小功率電源發展成高頻化，而在這之后出現的后絕緣門極雙極晶體管，這也將新的發展機遇帶給大中型功率電源高頻化，這也彰顯出以往傳統電力電子轉化成現代電力電子。逐步發展的新型器件不但將比較高的頻率提供給交流電機變頻調速，從而具備更加可靠完善的性能。

2　應用電力電子技術現狀

2.1一般工業

由于各種類型的直流電動機大量的應用在工業領域。直流電動機所具備的調速性能比較好，不管是給其供電的直流斬波電源還是可控整流電屬于電力電子裝置。而在近些年時間以來迅猛發展的電力電子變頻技術背景下，導致交流電機所擁有的調速性能能夠媲美直流電機，交流調速技術在比較短時間內得到廣泛應用，并且牢牢把控住主導地位。不管是幾百瓦的數控機床伺服電機，還是幾千千瓦的各種軋鋼機，另外還有礦山牽引等這些場合都對于電力電子交直流調速技術廣泛應用。在這些年以來部分要求的調速性能比較低的大型鼓風機也進行電力電子裝置也就是軟起動裝置應用。直流電壓廣泛應用在電化學工業當中，在電鍍裝置、電解食鹽水、電解鋁等必須具備大容量整流電源。除此之外，冶金工業當中的高中頻感應淬火電源、直流弧爐電源、加熱電源也廣泛應用電力電子技術。

2.2交通運輸

電力電子技術也會得到廣泛的應用在電氣化鐵道。根據對電氣機車進行分析，那么其中的直流機車實施的就是整流裝置，在交流機車當中實施的則是另外的變頻裝置。鐵道車輛當中普遍使用直流斬波器。電力電子技術在未來磁懸浮列車當中是屬于一項十分關鍵的技術。除了牽引電機傳動，車輛當中的各種類型的輔助電源都必須借助于電力電子技術才能發揮作用。電動汽車當中的電機必須借助于電力電子裝置實施驅動控制與變換電力，那么充電電動汽車的蓄電池還依賴于電力電子裝置。而高級汽車當中往往應該存在相當數量的控制電機，這也應該借助斬波器與變頻器驅動控制。在船舶與飛機當中必須具備要求不同的電源，那么不管是航海還是航空都必須應用電力電子技術。當將電梯歸結到交通運輸的范疇之內，在電梯當中也必須具備相應的電力電子技術。以往電梯絕大多數采用的系統是直流調速，可是近些年的主流則是交流變頻調速。

2.3電力系統

電力系統當中十分廣泛的應用電力電子技術。根據相關數據顯示，發達國家當中用戶最終使用的電能將近六成以上電能至少憑借一次以上電力電子變流裝置實施處理。電力電子技術在電力系統的現代化進程當中是屬于一項十分關鍵的技術。甚至能夠這樣說，當并不存在電力電子技術，那么根本無從談及現代化的電力系統。直流輸電存在比較大的優勢在大容量與長距離輸電過程中，不管是在受電端逆變閥還是在送電端整流閥都是實施晶閘管變流裝置。而在最近才逐步應用的柔性交流輸電的實現也是借助電力電子裝置。電力系統當中無功補償和諧波抑制存在十分重要的意義。晶閘管投切電容器與晶閘管控制電抗器屬于特別重要的無功補償裝置。新型的有源電力濾波器與靜止無功發生器存在優越的無功功率和諧波補償的性能。電力電力裝置在配電網系統當中不但可以實時預防瞬時電壓跌落、閃變、電網瞬時停電等，還能夠控制電能質量，將供電質量有效改善。變電所就是將可靠交直流操作電源提供給操作系統，蓄電池充電也必須借助電力電子裝置。

2.4電子裝置用電源

往往各種類型的電子裝置供電都借助不同電壓等級直流電源。在通信設備當中的程控交換機當中的直流電源在之前則是晶閘管整流電源，如今直流電源已經使用的是全控型器件高頻開關電源。微型計算機內部電源與大型計算機工作電源如今也是高頻開關電源。以往的各種類型的電子裝置當中供電絕大多數是線性穩壓電源，而高頻開關電源高效率、輕質量、小體積的優勢，現在已經將線性電源取代。這主要是由于在各種類型的信息技術裝置當中電源的提供還是電力電子裝置，這也就體現出信息電子技術借助電力電子技術才能發揮作用。

3　結語

總而言之，電力電子技術存在著特別廣泛的應用范圍。人類探索自然、國民經濟領域、衣食住行都存在電力電子技術。正是受到電力電子技術的重要影響，這也就導致很多的人員進行電力電子技術的學習與研究，有效促進電力電子技術的發展。電力電子裝置提供給負載的是屬于各種不同的變頻交流電源、恒頻交流電源、直流電源，那么研究電力電子技術也是屬于電源技術。在節省電能過程當中，電力電子技術發揮特別重要的作用，尤其是大型水泵、風機實施變頻調速，特別龐大使用量的照明電源，電力電子技術存在特別明顯的節能效果，這也就將其叫成節能技術。

參考文獻

[1] 高頌九.靜止無功補償發生器在變電站的運行分析[J] .浙江電力.2012(06)

[2] 徐忻,胡靖,石輝,張勇軍.基于電壓源換流器的高壓直流輸電技術研究綜述[J] .廣東電力.2012(05)

Research on power electronic technology based on the modern background

Ran Jianguang
(Guizhou Aerospace Science and Technology Co.,Ltd.,Zunyi,Guizhou,563000,China)

Abstract：In the current context of modern society,with the improvement of the level of electronic technology in China's electric power facilities,the academic research on this issue also showed a rapid growth trend.Under this background,firstly,the development course of power electronic technology is analyzed, and then the application of power electronics technology is introduced.

Keywords：Modern;electronic and electronic technology;electronic components;rectifier

作者簡介

冉建光：工程師，1970年3月出生，貴州人