分析電力電子技術在電氣工程中的運用

沈章文

摘要：在社會科技的發展進步下，電子科技為人們生活提供了更多的便利。其中，電力電子技術作為一種廣泛應用在電力系統中的電子技術形式，能夠加強對電力系統中各個電子元件的轉換和控制，進而提升電力系統工作發展效率。電力電子技術由電子學、電工原理和自動化控制技術共同組成，三者相互配合，進一步加強了對電氣設備的控制和對電路的數據檢測，促進了人們對電力系統的穩定應用。文章在闡述電力電子技術在電氣控制中應用意義的基礎上，具體分析電力電子技術在電氣控制中的應用。

關鍵詞：電力電子技術；電氣控制；應用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

作為當前時代發展的大趨勢，電子技術的推廣應用已經成為了未來電氣工程項目的主要潮流。電能作為目前的主要的供給能源，在國內的應用極其廣泛，正是因為其地位的重要性和需求的廣泛性，為了提高電網運行的質量和效率，進行電子技術的應用是當前電氣工程發展的必然訴求。只有深刻認識到電力電子技術的優勢，將其廣泛應用，才能促進電氣工程更好的地發展和進步。

1 電力電子技術的發展歷程

現今電力電子技術主要包含兩個方面，第一是電力電子技術在電路方面的應用，也就是變流技術，第二方面是電子器件的制造技術方面的應用。電力電子技術發展至今，其電力電子器件已經經歷了三代的技術革新發展，第一代的電力電子器件為半控制型器件，第二代是全控型電子器件，現今為第三代復合型電子器件。通過技術的不斷革新發展，其電子器件逐步實現了驅動、控制、保護電路和功率器件為一體的集成電路電子器件，雖然現今其器件功率較小，但是為電力電子技術的發展指明了方向。

2 電力電子系統在電氣工程中應用的重要意義

作為人口大國，不僅有著龐大的用電群體，而且在地域上分布極為廣闊。在城鎮化速度越來越快，對于電力的需求也越來越大的基礎上，社會各界對于電氣工程要求也越來越高，不僅要求載荷大、容量大還需要穩定性強安全性高，傳統的電力系統已經不能滿足人們的需求，這使得電子技術的應用越來越迫切，對于技術的要求也越來越高。但是，目前由于技術的局限性和科技水平的制約，在電氣工程的建設中仍然存在一些問題，也會出現故障和效率低等問題。這種形式下，電力電子技術的應用就顯得格外重要，該技術對于電氣工程系統的安全性和穩定性都發揮著極大的作用。電力電子技術能夠在電氣工程中進行廣泛應用，不僅技術針對性強，適用性強，而且操作簡單方便，性能高，極大的推動了電氣工程的進步。

3 電力電子技術在電氣控制中的應用分析

3.1 在電氣控制系統中軟開關控制裝置中的應用

在電子技術和電力系統的不斷發展下，電力系統本身對電磁的兼容性和工作效率要求提升，為此，需要電力裝置系統進行改進，提升裝置本身的輕便型和小型化。在傳統的電力系統中，一般是通過開關控制來節省變壓器和電容器元件空間。但是這種開關控制的方式會帶來巨大的損耗，影響了電路發展效率，嚴重的還會產生一種額外的電磁干擾。電力電子技術支持下的軟開關控制裝置在某種程度上解決了噪音和過多損耗的問題，被相關人員廣泛的應用在電力系統中。電力電子技術支持下的軟開關控制裝置在開關頻率大于1Mhz的情況下，也能夠保證自身性能達到最好的狀態，有效將各個簡單的電路并聯形成一種新的組合電路，有效提升了電力系統性能，被廣泛的應用到各個領域中。

3.2 電氣控制系統中的過電流保護

電力電子電路在出現運行故障之后會出現過電流的現象。針對這種問題的解決以往采用的是盡快切斷熔斷器、直流快速斷路器以及電流繼電器的方式來保護電力電子主要電路。但是現階段的電力電子器件變得越來越小，功率性能越來越大，傳統的保護系統裝置無法再起到作用。因而，為了減少過電流的現象，人們開始關注自動去除驅動控制信號方式。具體是指通過設置專門的過電流保護電子電路，對檢測過電流之后及時發出、調節或者驅動電路。以橋臂互鎖保護法應用為例，具體分析在過電流故障下快速自動切除驅動信號的過程。橋式逆變電路在受到信號重疊或者開關器件延時時間長的時候會出現橋臂短路的問題。為此，需要應用聯鎖的方式，通過聯通橋臂上兩個以上的元件來降低短路現象的發生。

3.3 在變頻技術中的應用

在變頻技術日趨成熟的基礎上，高靜態性能矢量控制性開始被公眾認可，并開始大量投入生產和實際應用中。高靜態性能矢量控制性主要是利用全數字控制和相關軟件對電氣系統實施自動化設定和智能化操作，以便提高變頻器的變頻結構控制盒的自適應控制能力。在社會飛速發展的今天，各種先進的技術手段不斷涌現，與人們生活、工作之間的聯系越加緊密。在電氣工程中，基于單片機自動控制技術，變頻器運行的高效性、可控性、可維修性等一系列功能得到充分挖掘，并且不斷提高，對電力電子技術的發展起到至關重要的作用。

3.4 高壓直流輸電技術的實際應用

在電力中其高壓直流輸電是通過電子換流器將發電廠所輸出的交流電轉變為直流電，然后在通過電網將直流電輸送到各個受電端，當直流電輸送到受電端之后在通過電子換流器轉換為交流電，最后通過輸電線路將點輸送給需要用電的用戶。由于高壓直流輸電所傳輸的功率較交流電大，而且高壓直流電在輸送過程中對于線路的要求相對較低，且輸送過程穩定和安全，因此現今基本都是采取的是高電壓大容量、長距離輸電、異步聯網等輸電技術。高壓直流輸電對于輸電線路成本要求非常小，而且電能在輸送過程中的損耗也小，利用高壓直流輸電方法能夠確保整個輸電線路的安全，還能夠將不同的額定頻率電網相互直接進行聯網。高壓直流輸電工程按照直流聯絡線一般分為單級聯絡線、雙極聯絡線以及同極聯絡線等直流輸電系統。

3.5 有源電力濾波器的應用

電力電子技術支持下的有源電力濾波器工作原理是通過對電路系統補償元件的檢測分析，從中獲得相應的等分量的諧波電流。之后借助補償裝置產生和諧波電流分量相反的電流分量，實現電流分量和被檢測諧波分量的互相抵消。通過這種的檢測，電網中的運行電流不再存在諧波電流，代替的是基波電流的存在。電網中的有源電力濾波器具有反映快速、抗干擾能力強的特點，主要由補償電路裝置和指令性的電流運算電路共同組成。在應用電力電子技術的情況下能夠實現對電路系統中補償電流的檢測分析，進而有效獲得電力系統中的電路無功電流和諧波數量。

綜上所述，電力電子技術現今在電氣工程中最大的運用就是電力系統與電力機電能量方面的轉換，也是電氣工程技術發展的核心和電力電子技術的競爭核心。電力電子技術與我們每個人的生活息息相關，同時也關系到國家的發展，是我國走向世界的必不可少的一個環節。我相信隨著我國對于電子電力技術和對于專業人才培養方面的重視，我國的電力電子技術將會更上一層樓，逐步地趕上其它發達國家，造福人類。

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