探討電力電子技術的發展及應用

摘要：電力電子技術經過了很多年的發展，在電力運行中，主要是在控制方面進行更新，從而保證電力運行的高效性和安全性。本文主要針對電力電子技術的發展及應用展開了相關的論述，以供參考。

關鍵詞：電力電子技術；發展；應用

1電力電子技術概述

電力電子技術，從字面意思上理解，就是以電力作為處理對象的現代電子技術。從知識形態方面來講，其是通過專門的電力電子器件實現對電能進行轉換以及控制的學科。簡單來說，其是處于電子、電力、控制三種電力相關學科之間的一門較差學科，也是一種多領域技術互相滲透的綜合性技術類型。電力技術是一種涵蓋發電、配電、輸電、應用等方面的應用性科學技術，其理論來源是現代電磁學。簡單來說，就是通過電磁學的基本原理，控制發電、配電、輸電、應用等方面的綜合性技術。電力技術的主要研究對象是變壓器、發電機、電動機、電力線路等電力設備。同時，這些研究對象，也是實現電力技術發展的重要依賴性因素。電子技術是一種涵蓋電子器件、電子電路、電子設備以及系統的現代科學技術。與電力技術一樣，其理論來源也是現代電磁學。不同的是，其研究的對象是電子器件，并應用這些電子器件對信息電路中的電信號形成、存儲、處理、變化、接受、發送等方面進行處理。控制技術，即運用外加的裝置或設備使生產過程或機械設備在工作參數或某一階段的工作狀方面，可以按照預先設定的規律以及標準進行。簡而言之，控制技術是研究控制過程的在各方面的基本規律的科學，其主要的研究對象是控制系統之中的控制信息。

2電力電子技術的發展

2.1電力電子技術朝著變頻器時代發展

變頻器時代就是應用變頻技術與微電子技術，改變電機工作電源頻率方式，進而有效控制交流電動機的電力控制設備。實際上，在之前很長一段時間內，集成電路技術實現了迅猛發展，這無疑為現代電力電子技術的發展奠定了堅實的基礎。而最典型的就是：將集成電路技術的精細加工技術與高壓大電流技術有機結合在一起，隨后也就出現了一批全新的全控型功率器件，同時促使那些中小功率電源被迫朝著更加高頻化的方向發展。而絕緣門極雙極晶體管的出現，更是為大中型功率電源向高頻方向發展帶來了巨大的機遇。

2.2電力電子技術朝著逆變器時代發展

逆變器時代的主要表現是把直流電能轉變成交流電。逆變器由控制邏輯和濾波電路組成。在20世紀七八十年代，隨著變頻調速裝置技術的運用，一些大功率逆變用的晶閘管紛紛成為當時電力電子器件的主角，類似的還有高壓直流輸出等。隨著近年來的發展變化，電力電子技術早已實現了整流和逆變的過程。但是，其工作頻率仍較低，且還僅僅局限于中低頻范圍內。不過，隨著電力電子技術的逐漸成熟，其必將向著逆變器時代發展。

2.3電力電子技術將朝著整流器時代發展

所謂整流器，指的是一個整流裝置，即將交流轉化為直流的裝置。其中，比較典型的三大領域有：電解、牽引和直流傳動。科學研究表明：大功率的整流器能迅速把工頻交流電轉變為直流電，所以，大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用一直以來都有比較好的發展前景。鑒于整流器時間比較久遠，重要性也不言而喻，因此，我國電力電子技術今后也將朝著整流器時代發展。

3電力電子技術的應用

3.1電力電子技術在工業中的應用

電力電子技術在工業中的應用主要表現在直流電動機的設計方面。目前，在變頻技術不斷發展的形勢下，交流電機也會具備良好的調試功能，因此，在工業中不管是軋鋼機還是數控機床都會選擇直流調速技術。變頻調速技術節能功效十分明顯，許多工業部門把鼓風機也安裝了變頻設備，而且使用啟動設備的許多電機，運用電力電子設備的功能合理地避免了在啟動的一剎那來自電流的強烈沖擊。另外，電力電子技術在人們日常使用的電器中也被大量地運用，比如用于照明的節能燈管，具有體積小、效率高的特點，而且還能夠合理地節約電能。

3.2在交通運輸中的具體應用

隨著時代的進步與發展，電力電子技術在眾多領域得到了非常廣泛的應用，例如在電氣化鐵道交通中，電氣機車中的交流機車便應用到了變頻裝置，而直流機車則應用到了整流裝置。同時，在磁懸浮列車中的牽引電機傳動以及各種輔助電源等方面，也應用到了電子電力技術，可以說，磁懸浮列車的順利運行離不開電力電子技術的支持。除此之外，在電動汽車的電機方面，為了發揮出控制驅動的作用，同樣需要對電子裝置展開合理應用。而在飛機、船舶等交通運輸工具方面，其對電源的應用也存在著不小的差異，因此，科學應用電力電子技術就具有關鍵性的作用。

3.3在再生能源發電領域的應用

現階段，電力能源主要是來源于污染嚴重、資源有限的化石燃料。但是，一些可再生能源諸如水能、風能、太陽能、地熱能、生物質能、海洋能以及燃料電池等步入了快速發展階段。這些可再生的綠色能源具有不受地域資源限制、無污染、永不枯竭等優勢，因此在很多領域都得到非常廣泛的應用。據預測，到2060年的時候世界上一半以上的電力能源消耗都將來源于可再生資源。風能是可再生資源里比較重要的部分，而風能資源在全球范圍內都比較豐富。據不完全統計，風能的潛能是全球用電量的五倍以上。此外，風能發電還不會產生污染，還能使全球二氧化碳的排放量得以降低，而且風能發電還具有投資靈活、周期短、占地少的優勢，它能產生很好的社會效益和經濟效益。在可再生資源中太陽能和水能也占有非常重要的位置。我國目前水電所蘊藏的能量大約是6.67億千瓦，其中有3.78億千瓦能夠開發，具有很大的開發潛力。

3.4在改造傳統產業領域的應用

電力電子技術是計算機與機電設備的重要媒介，也是連接弱電控制強電的紐帶，它為微電子技術應用于新興產業和傳統產業領域提供了條件。在傳統工業領域中應用電力電子技術，電能通過控制系統可以轉化成勞動力，從而把工人們從環境惡劣、勞動強度大的工作環境中解放出來，進入現代化智能的工作環境中工作，這在很大程度上使勞動生產力得到提高，從而使很多環境問題得到解決。

4結語

電力電子技術對我國的經濟的發展和科技的進步做出了獨特而重要的貢獻，我國電力電子技術雖然在一定層面還是處在落后階段，但發展的趨勢和潛力都十分巨大。

參考文獻：

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[2]馬克剛.現代電力電子器件及其應用[J].世界電子元器件，2014（05）.

[3]張超.電力電子技術的發展及在電力系統中應用[J].企業家天地，2015（07）.

（作者身份證號：370902200011301813）

作者簡介：

杜廷浩（2000.11.30），性別：男；籍貫：山東；民族：漢；學歷：高中；研究方向：電氣工程及自動化。