電力電子技術的發展及應用

電力電子技術作為應用于電力行業領域的一種電子技術，隨著時代的發展已成為電力行業的主力軍。電力電子技術因其具有高效節能、自動化的等特點在社會、經濟各領域中得到廣泛應用。新形勢之下的經濟發展要求背景下，電力電子技術正朝著技術高頻化和環保化方向發展。本文就電力電子技術的發展現狀，針對在各領域中的運用做相關的探討和分析。

【關鍵詞】電力電子技術 發展 應用

電力電子技術作為一種使用電力電子器件例如晶閘管、GTO、IGBT等對電能進行變換和控制被應用在電力領域的一種新興技術。在二十世紀開始隨著經濟科學的進步以驚人的發展速度出現在社會的各個領域，科技的進步帶來電力電子技術的不斷完善和發展。作為一種新興、具有較廣的覆蓋面的學科在應用領域由傳統的電力、交通、工業等領域拓展到通訊、節能等行業，在新背景發展趨勢之下已經成為至關重要的一門技術學科，在我國經濟發展中有著關鍵地位。

1 電力電子技術的發展概況

現代電力電子技術的發展方向由低頻技術處理問題為主轉向高頻技術處理問題為主，自五十年代末六十年代初的硅整流器件誕生了電力電子技術以后，先后通過整流器時代、逆變器時代和變頻器時代不斷完善和發展。現代電子時代的起源于八十年代末期和九十年代初期的功率半導體復合器件，代表傳統電力電子技術被現代電力電子技術取代已經進入新的電力電子時代。下面對電力電子技術所經歷的發展時代做依次概括說明：

整流器時代的工業大功率用電主要是交流發電機提供的電能，發電機產生的電能消費形式決定了其直流消費形式，在行業領域中直流用電消費集中在有色金屬及化工原料的電解、以電能為牽引動力的電氣機車、地鐵機車、無軌電車、軋鋼、造紙的直流電能傳動三方面行業。在當時工業大功率用電的電能轉換主要依靠主要為大功率硅整流器，其中大功率硅整流管、晶閘管的開發應用得到快速的生產和應用。

七十年代能源危機遍及全球，交流電機開始尋求節能的出路，交流電機變頻技術開始廣泛應用生產。至八十年代，變頻調速設備電力電子器件以適用于大功率逆變、巨型功率門級可關斷的晶閘管為代表。這個時期的電力電子技術已經實現了逆變和整流，不足的是功能局限在中低頻，工作頻率較低。

大規模以及超大規模集成電路技術在二十世紀八十年代開始迅猛發展，為之后步入現代電力電子技術時代提供堅實的技術保障基礎。大規模和超大規模集成電路技術將集成電路技術和高壓電流技術結合，研發了具有新特性的全控型功率功率電力電子器件，其典型代表是帶動中小率功率電力電子技術開始邁向高頻技術的MOSFET的研發應用，IGBT后絕緣門級雙極晶體管又將中高功率電力電子技術帶向高頻技術的發展，MOSFET及IGBT標志著現代電力電子技術時代的到來。電流電機的變頻調速在這個階段已經完全實現較高頻率的工作功能，新型電力電子器件的性能趨向完善，增加了使用的安全可靠性，現代電力電子技術的高頻化研發過程，使其性能具備高效節能的性質，電子器件的結構越來越精巧化，為機電一體化以及智能化操作打下良好的基礎。

2 電力電子技術的應用

2.1 電力能源

目前的能源結構除了被開發應用的自然資源化石燃料能源之外，隨著科學進步的發展，更多而定新型能源被發現而且運用在社會的方方面面，新型能源包括太陽能、海洋能、核能、風能、水能、地熱能等，較之以往的化石燃料具有清潔、無污染、可再生的特點，新型能源的發現緩解了儲存量日益嚴峻的化石燃料危機，新的能源在社會的應用實現了環境保護的可持續經濟發展。對于新型能源在電能發電技術的應用，電力電子技術的高科技占據了主導地位，對于新型能源的發電控制、高效利用、電能的轉化等各環節的工作提供了技術保障。

2.2 電力節能

世界能源消耗面臨的危機使得社會各界不得不面對電能消耗帶來的問題，發達國家電能的75%要經過這種變換或控制后使用，但是目前我國經過變換或控制后使用的電能僅占30%，70%的電能仍采用傳統的傳輸方式，可見電力電子技術在國內發展的潛力是十分巨大的。工業能源在用電消耗方面比較嚴重，當前工業與電力電子技術的結合應用范圍越來越廣，電力電子技術在工業電機和電機控制工作方面的充分利用，極大地提高了電能使用效率，極大的降低了電能的嚴重消耗，并為我國節省總電量的80%電能。

2.3 家用電器

變頻空調是在常規空調的結構上增加了一個變頻器。變頻空調工作原理是根據需要的多少來決定功率。另外，由于壓縮機幾乎沒有反復的啟動或者停止，所以不消耗多余的電能。與一般空調相比，耗電量為一般空調機的約2/3。

變頻洗衣機關鍵技術包括兩方面，一是電機技術，特別是直流無刷電機制造技術；二是電機的控制與驅動技術。由于變頻洗衣機每次啟動時，通常采用是采用的是軟啟動方式，沒有普通電機的瞬時過電流，節能效果可比普通產品提高1/3。

3 結束語

綜上所述，現代電力電子技術產業作為我國一個具有極大發展潛力的產業，隨著科學、經濟的發展進步，電力電子技術也一直跟隨時代變化不斷改革和完善并廣泛的應用在社會的方方面面，為我國的國民經濟發展提供更好的技術服務。

參考文獻

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作者簡介

徐赫陽（1996-），男，吉林省吉林市人。東北電力大學本科在讀，電氣工程及其自動化專業。

作者單位

東北電力大學 吉林省吉林市 132012