现代电力电子技术发展及其应用
电力电子技术的应用研究及发展趋势
电力电子技术的应用研究及发展趋势电力电子技术是一种应用极广的技术，它涉及到包括电力系统、工业、交通、家电等领域的许多方面。
随着社会经济的发展和科技不断进步，电力电子技术的应用越发普遍，其应用领域也在不断扩大。
在这篇文章中，我将从电力电子技术的分类、应用研究和未来发展三个方面来谈谈电力电子技术的应用研究及发展趋势。
一、电力电子技术的分类电力电子技术根据其不同的功率等级、用途和原理等因素，可以分为多种不同的类别。
其中比较常见的主要有以下几种：1、直流-直流变换器直流-直流变换器可以将直流电压转换、升压或降压，常见的应用有开关电源、电动机驱动系统等。
直流-直流变换器具有简单的控制、高效率和稳定性，目前在交通、能源、石化、冶金等领域中得到了广泛的应用。
2、交流-直流变流器交流-直流变流器可以将交流电转换为直流电供电使用，常见的应用有风力发电、光伏发电等。
这种变换器具有高效、可靠和可控的特点，是现代电力系统中最重要的组成部分之一。
3、交流-交流变换器交流-交流变换器可以改变交流电的频率和电压等参数，常见的应用有电动机驱动系统、变频空调、UPS等。
交流-交流变换器在工业、家电等领域中应用广泛，目前已经成为了工业发展的关键技术之一。
二、电力电子技术的应用研究随着电力电子技术的不断发展和进步，其应用领域也在不断拓展。
在应用研究方面，电力电子技术主要有以下几个方向：1、高电压高功率应用随着电力系统的发展和能源消费增长，电力电子技术在高电压高功率领域的应用范围也在不断扩大。
高电压高功率应用主要包括超高压输电、逆变器、脉冲电源、高压直流输电等。
电力电子技术在这些领域中的应用，可以提高电力系统的可靠性、效率和稳定性，同时也可以改善电力系统的质量和环境问题。
2、新能源发电系统新能源发电系统是近年来最热门的电力电子技术应用之一。
新能源发电系统包括太阳能发电、风力发电、潮汐能发电等。
电力电子技术在新能源发电系统中的应用，可以将风、光等无法控制的能源转化为易于控制的电能，提高了整个发电系统的效率。
电力电子技术的发展与应用
电力电子技术的发展与应用电力电子技术是电气工程领域中的一个重要分支，它涉及到电力转换、控制和调节等方面的研究与应用。
随着科技的不断进步和社会的不断发展，电力电子技术在能源转换、电力传输和工业自动化等领域的应用日益广泛，对于提高能源利用效率、改善电力质量和保障电力系统的稳定运行起到了关键作用。
一、电力电子技术的发展历程电力电子技术的发展可以追溯到20世纪60年代，当时主要用于直流输电和高压直流变压器的研究。
随着功率半导体器件的发展，如晶闸管、功率MOSFET和IGBT等，电力电子技术得以迅速发展。
在20世纪80年代，随着功率半导体器件的性能不断提高，电力电子技术逐渐应用于交流输电、电力变换和电机控制等领域。
到了21世纪，随着新型功率半导体器件的出现，如SiC和GaN等，电力电子技术迎来了新的发展机遇。
二、电力电子技术的应用领域1. 可再生能源发电系统随着可再生能源的快速发展，如风能、太阳能和潮汐能等，电力电子技术在可再生能源发电系统中的应用越来越重要。
电力电子技术可以实现可再生能源的高效转换和稳定输出，提高发电系统的可靠性和稳定性。
2. 电力传输与配电系统电力电子技术在电力传输与配电系统中的应用主要包括柔性交流输电、高压直流输电和智能配电网等。
柔性交流输电技术可以提高电力系统的稳定性和可靠性，高压直流输电技术可以实现长距离大容量的电力传输，智能配电网可以实现电力系统的自动化和智能化管理。
3. 电机控制与驱动系统电力电子技术在电机控制与驱动系统中的应用主要包括变频调速技术和电力电子变压器技术等。
变频调速技术可以实现电机转速的无级调节和高效能量转换，提高电机的运行效率和控制精度。
电力电子变压器技术可以实现电力系统的电压和频率调节，提高电力系统的稳定性和可靠性。
三、电力电子技术的未来发展趋势1. 高效能量转换技术随着能源短缺和环境保护的要求，电力电子技术将继续朝着高效能量转换的方向发展。
新型功率半导体器件的应用和拓扑结构的优化将进一步提高电力电子系统的能量转换效率。
电力电子技术在电力系统中的应用及发展
电力电子技术在电力系统中的应用及发展首先，电力电子技术在电力系统中的应用非常广泛。
电力电子技术包含了各种电力电子器件和电路，如开关电源、逆变器、整流器、变频器等。
这些技术可以用于各种不同的应用，包括电力调节、变频调速、无停电切换、能量回馈等。
电力电子技术在电力系统中的应用主要有以下几个方面：1.电力调节：电力电子技术可以用来调节电力系统的电压和频率。
例如，电力电子技术可以用于调节输电线路的电压，以保证电力系统的稳定性和可靠性。
同时，它也可以用来调节电力系统的频率，以适应不同的负载条件。
2.变频调速：电力电子技术可以用于变频调速系统中，通过改变电机的供电频率来改变电机的转速。
这可以使电机在不同负载要求下，具备良好的性能特性。
变频调速系统广泛应用于工业、交通等领域。
3.无停电切换：电力电子技术可以实现无停电切换。
例如，在配电系统中，当发生故障时，电力电子技术可以实现对备用电源的无停电切换，以保证供电的连续性和可靠性。
4.能量回馈：电力电子技术可以实现能量的回馈。
例如，通过逆变器将太阳能等可再生能源转换为电能，然后回馈到电力系统中，减少对传统能源的依赖，提高能源利用效率。
除了以上应用，电力电子技术还可以用于电力系统的电力质量改善、电力系统的故障检测和故障定位等方面，为电力系统的稳定运行和安全性提供支持。
其次，电力电子技术在电力系统中的发展也非常迅速。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加，电力电子技术得到了广泛的研究和应用。
目前，电力电子技术正在向下列几个方向发展：1.高效率：提高电力电子设备的工作效率是当前的重要发展方向。
高效率的电力电子设备可以减少能量损失，提高能源利用效率。
2.高功率密度：提高电力电子设备的功率密度，使其在体积相同的情况下可以提供更大的功率输出。
这对于应用于空间有限的场合非常有用。
3.高可靠性：提高电力电子设备的可靠性，使其能够在恶劣的工作环境下稳定运行。
这对于电力系统的稳定性和可靠性非常重要。
电力电子技术的新进展及其应用
电力电子技术的新进展及其应用电力电子技术是当今社会中非常重要的一个领域。
近年来，随着科技的不断进步和人们对环保、节能和高效的需求不断提高，电力电子技术也在不断发展与创新。
本文旨在介绍电力电子技术的新进展以及其在现代社会中的应用。
一、电力电子技术的新进展1、新型IGBT模块的研发IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是电力电子技术中非常重要的一种器件，广泛应用于交流变直流、电机控制、变频调速等领域。
为提高IGBT模块的效率和稳定性，在多项研究中，人们开始关注IGBT模块的结构、工艺和材料等方面的改进。
一种新的IGBT模块是全极面键合技术（full-surface wire bonding technology）制造的。
与传统机械键合技术相比较，全极面键合技术能够提供更大的可靠性和更强的耐久性，其结构也更为简单，更容易集成其他模块或器件。
同时，全极面键合技术也能够提供更高的解决方案种类，以及单一模块上高达12个IGBT芯片的压缩。
这种新型IGBT模块的问世极大程度地提高了电力电子设备的效率与可靠性。
2、新型功率半导体器件的应用功率半导体器件是电力电子技术中最常用的器件之一。
最近在这方面的研究中，可以看到针对某些特殊的应用场合，出现了一些新型的功率半导体器件。
例如，一款新型的硅基氮化镓（GaN）晶体管已经被研制出来，该器件相比传统硅制器件具备更高的开关速度、更高的工作频率、更低的开关噪声、更高的开关效率和更低的导通电阻等优点。
这种器件还能够在800V DC电压、15A的高压、高温环境下稳定工作。
这种新型功率半导体器件的应用，大大提高了电力电子设备的创新能力和发展速度。
二、电力电子技术的应用1、交流变直流电源在交流变直流电源的应用方面，在工业制造和家庭用电方面都有广泛的应用。
利用交流斩波技术，交流电源可以转化成稳定的直流电源，从而为电子设备的正常功能提供电力支持。
电力电子技术的研究进展及应用
电力电子技术的研究进展及应用随着现代科学技术的迅猛发展，电力电子技术作为其中一个重要分支，在国家经济和社会发展中扮演着不可或缺的角色。
本文将从电力电子技术的定义、研究进展以及应用方面进行探讨。
一、电力电子技术的定义电力电子技术是电力系统中电能的处理与控制技术，是研究通过半导体元件实现交、直流的能量转移、传递、匹配以及电能的调节、变换、变频的新型电气工程技术，具有诸多特点，如高效、精确、可靠、无噪音、无污染等。
因此，电力电子技术是目前国家十三五规划中电力转型的核心技术之一，广泛应用于今天的工业制造、信息通讯和公共基础设施等领域。
下面将详细讲述电力电子技术的研究进展。
二、电力电子技术的研究进展随着电力电子技术的不断发展，其研究取得了丰硕的成果。
在电力电子器件、电力电子拓扑与控制、电力电子应用等方向上都有着日益丰富的研究进展。
在电力电子器件方面，功率半导体电子器件得到了长足的发展。
压缩机封装车间生产的功率半导体器件已经进入行业标准化生产，其特点是具有低损耗、高速度、高电压、大电流、高耐受放热量和温度等特点，越来越能够满足各种场合的需求。
在电力电子拓扑与控制方面，电力电子系统的拓扑结构和控制策略得到了日益完善，已经从传统的整流、逆变结构转变为集成于一体的多功能电力电子拓扑结构。
电力电子系统的控制技术不断发展，已经实现了全数字化、高速、高精度的控制。
例如，目前双向DC-DC转换器及其控制技术已经得到了广泛的应用。
新型的电气系统如智能家居、新能源分布式发电等，对于双向变换器的研究和应用成为了热点。
在电力电子应用方面，电力电子技术在新能源、半导体照明和交通运输等领域得到了广泛的应用。
其中，新能源是电力电子技术应用领域的一大亮点，电力电子技术在太阳能、风能、氢能等新能源的开发利用中发挥了巨大的作用，能够有效提高能源的利用效率。
电力电子技术的应用范围之广，使其成为了当今高新技术的代表之一。
接下来，本文将从电力电子技术应用的实际案例进行分析，探讨其在各个领域中的应用。
现代电力电子技术的发展趋势及应用分析
现代电力电子技术的发展趋势及应用分析摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，随着智能电网的发展与进步，使得信息化、自动化以及数字化的技术应用空间越来越大。
电力电子是建设智能化电网的基础所在，也是满足NB-IoT市场经济发展的重要技术所在。
因此，为了满足社会的发展，就需要对电力系统进行全面改革，使先进的电力电子技术应用到智能电网中。
关键词：电子技术；发展趋势；应用引言开展电力电子化新一代电力系统动态问题研究是保障电网安全稳定运行的重大需求。
装备是构成电力系统的基本要素，装备变革意味着客观研究对象的变革。
装备动态特性的变化意味着电力系统动力学现象及机理的变化，传统电力系统动态问题基础理论和关键技术的适应性面临重大挑战，装备替代的量变势将引起系统动态问题的质变。
开展新一代电力系统动态问题的研究是电网运行的迫切和重大的需求。
1基本概念首先针对电子技术，该项技术主要依靠电子设备对电力进行控制，可实现电力开闭控制、转换控制等，故在不同的控制要求下，电子技术又可以分为多种形式，诸如电力技术、转换器技术等。
因此本质上可以将电子技术视作一种元件控制技术，能够通过电力供给与切断、电力类型转换、电力强弱调整等方式使元件作出对应的动作，促使电气装置依照用户需求运作，实现控制目的。
同时电子技术在元件控制中会生成对应的数据，即电力数据，依照电力数据可知当前电力运作是否正常，也能判断电力的故障、安全水平等，便于及时处理异常，保障电力运作稳定。
其次针对电气控制，此概念的主要意义在于开发电气能源的利用价值，诸如利用弱电控制强电，再通过强电控制设备，最后设备运作满足需求，且随着控制技术的发展，电气控制不仅实现了自动化运作，控制对象也越来越多，故电气控制能够满足人们在生活或工作中的多种需求。
关于电气控制的自动化原理，从当前技术角度出发，主要是利用信号收发装置连接计算机与电气控制系统，用户可以从计算机上拟定指令，并发出信号，信号将被收发装置接收，随即发送给电气控制系统的控制单元，该单元将依照信号指令逐步控制设备，待指令执行完毕，控制目的达成。
电力电子技术的发展与应用
电力电子技术的发展与应用电力电子技术是指利用电力电子器件和电力电子系统来转换和控制电能的技术。
随着科技的发展和人们对电力需求的不断增长，电力电子技术在能源转换、电力传输、能效提升等方面起着重要的作用。
本文将详细介绍电力电子技术的发展与应用，并分点列出相关步骤。
一、电力电子技术的发展历程1. 从早期的整流器到现代的逆变器- 20世纪初，电力电子技术主要用于电力系统中的整流器，将交流电转换成直流电；- 随着电力电子器件的发展，逆变器成为新的研究方向，可以将直流电转换成交流电。
2. 电力电子器件的发展- 二极管、晶闸管、可控硅等电力电子器件的问世，为电力电子技术的应用提供了重要基础；- 随着半导体材料和工艺的不断改进，新型电力电子器件的性能得到提升，如功率场效应管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）等。
3. 电力电子系统的发展- 从单个电力电子器件到集成电路的应用，电力电子系统的规模不断扩大；- 电力电子技术在交通运输、工业生产、能源管理等领域得到广泛应用。
二、电力电子技术的应用1. 新能源发电系统- 光伏发电系统：光伏逆变器将光能转换成电能，并通过电网馈送；- 风力发电系统：风力逆变器将风能转换成电能，实现风电接入电网。
2. 电动交通工具- 电动汽车：电力电子技术用于电动汽车的驱动系统，实现电能转化和控制；- 城市轨道交通：地铁、轻轨等城市轨道交通系统中广泛应用电力电子技术。
3. 变频调速控制- 工业生产中的电机控制：电力电子变频器用于控制电机的转速和运行状态，提高能源利用效率和生产效率；- 家电领域：变频空调、洗衣机等家电产品通过电力电子技术实现节能和控制。
4. 电力传输与配电- 高压直流输电技术：通过高压直流逆变器实现交流与直流电能的互相转换；- 电力系统中的谐波控制：电力电子技术用于控制电网中的谐波，确保电力质量。
三、电力电子技术的应用步骤1. 系统需求分析- 根据电力应用的需求，确定需要进行能量转换和控制的电路系统。
电力电子设备新技术及应用
电力电子设备新技术及应用一、引言随着电力电子技术的迅猛发展和全球环保意识的增强，电力电子设备越来越受到人们的重视。
作为现代工业化生产的重要支撑，电力电子设备的新技术及应用将在工业化、城市化、智慧化等方面发挥重大作用。
二、新技术1.半导体器件技术随着半导体技术的不断创新，半导体器件的性能得到了很大提高。
目前，IGBT、MOSFET、SiC等功率半导体器件已经成为电力电子设备的主要组成部分，其无磁场控制、低损耗、高控制精度、小体积等优点促进了电力电子设备的发展。
2.磁性元件技术电力电子设备中大量使用的磁性元件，传统的变压器、电感等元件制造成本高、重量大、体积大，对系统的稳定性、效率、品质等方面的影响也很大。
目前，采用新型的磁性材料、新工艺的磁性元件，如钠镁铁氧体、软磁合金材料等，可以有效地降低电力电子设备的成本和体积，提升设备的效率和品质。
3.控制技术电力电子设备中的控制技术对设备的性能和稳定性具有重要影响，如电压控制、电流控制、功率控制等。
目前，采用数字控制技术、信号处理技术和通讯技术等，可以实现更加智能化和自动化的电力电子设备控制。
三、应用场景1.新能源随着新能源的发展，电力电子设备成为新能源领域的重要组成部分。
如风力发电、太阳能发电系统中的逆变器、整流器等电力电子设备，其能够将直流电转换成交流电，提供了给电网稳定、高品质的电能。
2.工业控制电力电子设备在工业控制中的应用范围也越来越广泛。
如变频器、伺服系统等的控制，采用电力电子器件和控制技术，可以实现对电机运行的精细控制和高效转换，提升工业生产的效率和品质。
3.家用电器随着智能家居的发展，电力电子设备在家用电器中的应用必将越来越广泛。
如电视、冰箱、空调等家用电器的控制，可以通过采用电力电子器件和控制技术，实现更加智能化、节能化的家居生活。
四、结论电力电子设备的新技术和应用，不仅推动了工业、城市化、智慧化等方面的发展，也促进了电力系统的高效、稳定和可靠运行。
电力电子技术的发展及应用
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逐年 猛增 ， 与此 同时化 石能 源 日益枯 竭 ， 对 全 世界 的 电力 能源 带来 了不小 的压 力。 还有 部分 发展 中 国家用 电手 段不够 合理 、 浪 费严 重 、 用 电效率 低 ， 日益 增加 了对 电力行业 的压 力 。 然而 ， 电力 与现代 工业能 源相结 合的越 来越密 切 ， 电力体 现 出来 的稳定 、 清洁、 利用 率高 等特 点使 它在 现代工 业 的各个 领域 得到 了广 泛 利用 。 解 决世 界能 源不 足 问题 是 当前急 需解 决 的问题 之一 ， 通 过降 低 电能 消耗 解决 能源 消耗 问题 是最有 效 的方法 。 因此 ， 我们 必须 运用 现代 电力 电子技 术来 降低 电源 消耗 ， 提 高 电源效率 ， 只有 这样 才能 降低 电能 消耗 、 节约 原材料 并优化 性 能。 电力 电子技 术在 电力 节能 中的应 用 已经得 到科 学世界 认 可 ， 从 此 可以看 出， 现代 电力 电子技 术对 世界 能源 安全 及 其重要 。 （ 二） 电力 电子技术在 再生 能源 发电 中的应 用 。 目前 全世界化石 能源 日益枯 竭， 人们对 于可再 生能 源的探索 随之进 步 ， 并且得 到 了很多令 人喜悦 的结果 。 根
应 用 技 术
Ｃ ｈｉ ｎ ａ Ｓ Ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒｅ ｖｉ ｅ ｗ
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电 力 电 子 技 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的 发 展 及 应 用
吉振云 秦智 贤 马军校
陕西 成阳 ７ １ ２ ０ ２ １ 陕西 金 山 电器 有 限公 司
电力 电子技 术 的发 展 （ 一） 整流器 时代 。 １ ９ ５ ６ 年晶 闸管 的见 世 ， 标志 了 电力 电子技 术的开 端 ， 电力 电子技 术 的发展最 先 经历 了整流 器时 代。 工 业用 电只有 ２ ０ ％ 的 电能是 以直 流 电 的形 式消费 ， 最 典型 的三大 领域是 电解 、 牵 引和直 流传动 。 ６ ０ 年代和 ７ ０ ｇ代大 功 率 整流器 能够 将工频 交流 电转变 成直流 电 ， 提 高了 工频交流 电转变 为直 流 电的 效率 。 从此开 始 ， 晶 闸管和大 功率硅 整流管 的开 发得到 发展 ， 使晶 闸管和 大功率 硅整 流管 大规模 应 用 。 与此 同时 ， 国 内掀起 了大 办硅 整流 器厂 的热 潮 ， 因此 ， 这 时期 可称 之为 电力 电子 技术 的 整流器 时 代 。 （ 二） 逆变 器 时代 。 将直 流 电逆变 为０ ￣ １ ０ ０ Ｈｚ 的交 流 电是交 流 电机 变 频调速 的主要特 点 ， 其节 能功 能显著 ， 减 少 了７ Ｏ 年代 世界性 能源 危机 ， 从而得 到 了迅 速 发展 。 所 以， ２ Ｏ 世纪７ ０ 年代 可 以称 为 电力 电子技术 的逆变 器时 代 ， 当时 电气 自动 化 领域 普遍 使用 变频 调速 装置 ， 主 要使 用 巨型功率 晶体管 、 大 功率逆 变 用的 晶 闸管及 门极可 关断 晶闸管等 电力 电子器件 ， 使 这些 电子器件 变成 了当代 重要 的 电力 电子器件 。 当时的 电力 电子技术 发展迅速 ， 能够实 现逆变 和整 流 ， 但 是仅局 限于 中低 频范 围 ， 工 作效 率很 低 。 （ 三） 变 频器 时代 。 ２ Ｏ 世纪８ ０ 年代 末出现 的集成 电路技 术 向高频技 术处理 问 题 发展 ， 它 的工作 效率较 高 ， 能够 给交流 电机变频 调速 提供较 高的 频率 ， 完全 掩 盖 了逆变 器时 代出现 的 电力 电子 技术的缺 陷 。 当时 的巨大变 化为 现代 电力 电子 学 的转变 创造 了条件 ， 性 能完善 可靠 的新型 电子器件 推动 现代 电力 电子 技术 向 高频化 发展 的速 度 ， 从 而为 用 电设 备 实现小 型轻量 化 、 高 效节 能节 材提 供了重 要 的技 术 基础 。 ＝ ，电力 电子 技术 的应 用 电力 电子技 术是一 门节 能 、 改善 工作条 件 和减小 环境 污染 的高 技术学 科 ， 目前 电力 电子 技术在 高新技 术产 业和传统 工业领 域利 用率高 ， 在这 些领 域 电力 电子 技术 发挥着 非 常重要 的作 用 。 下面 详细 介绍 电力 电子 技术在 电力 节 能 、 再 生能源 发 电、 家 用 电器 等 领域 中 的应用 。 （ 一） 电力 电子 技术在 电力 节能 中的应用 。 当今 世界很 多国家 工业用 电 总量
电力电子技术的应用与发展
电力电子技术的应用与发展一、电力电子技术概述电力电子技术是将半导体器件应用于电力系统的控制和变换技术，通过改变电路的拓扑结构和控制策略，实现电力信号的变换和控制，从而满足不同电力系统的要求。
近年来，随着能源危机的日益严峻，电力电子技术的应用与发展变得越来越重要。
二、电力电子技术的应用1. 高压直流输电技术高压直流输电技术是一种利用半导体器件实现电力直流输送的技术，具有输电长距离、损耗小等优点，适用于电压等级高、距离远的场合。
2. 电力电子变频技术电力电子变频技术是一种将交流电转换为可调频率的交流电的技术。
它可以适应不同频率的电力输入，控制输出电力的频率、电压、相位等参数，具有广泛的应用前景。
3. 电力电子调速技术电力电子调速技术是一种通过改变电机输入电压的大小和相位，改变电机的转速，从而实现电机调速的技术。
电力电子调速技术具有调速精度高、动态响应快等优点，被广泛应用于工业生产中。
4. 电力电子换流技术电力电子换流技术是一种利用电力电子器件控制交流电的电压和电流方向，实现交流电变换为直流电或直流电变换为交流电的技术。
它被广泛应用于大型高压电力变电站和电网中。
三、电力电子技术的发展趋势随着科技进步和社会需求的不断增加，电力电子技术也在不断发展。
未来电力电子技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高压高功率电力电子器件的研发现有的电力电子器件能够承受的电压和功率有限，限制了电力电子技术的应用范围。
因此，研发高压高功率电力电子器件是电力电子技术未来的发展方向。
2. 电力电子技术的智能化发展智能化是时代的发展趋势，电力电子技术也不例外。
未来电力电子技术将会更加智能化，如利用人工智能技术优化电力系统的控制和调节。
3. 电力电子技术的集成化发展电力电子技术是由多个电力电子器件组成的，未来电力电子技术将会向器件集成的方向发展，达到更小、更轻、更节能的效果。
四、总结电力电子技术的应用和发展是推动电力系统进步的重要因素之一。
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现代电力电子技术发展及其应用摘要：电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域——电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。
电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。
一、引言自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来，电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台，标志着电力电子技术的诞生。
究竟什么是电力电子技术呢？电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术，它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。
它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。
目前，电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。
进入21世纪，随着新的理论、器件、技术的不断出现，特别是与微控制器技术的日益融合，电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展，随之而来的必将是智能电力电子时代。
二、电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。
电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。
八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。
大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。
当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。
变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。
在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。
类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。
这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。
将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。
MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。
据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。
新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
三、电力电子技术的应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。
直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。
近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。
大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。
一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。
还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。
电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。
电镀装置也需要整流电源。
电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
2、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。
电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。
直流斩波器也广泛用于铁道车辆。
在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。
除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。
电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。
一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。
飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。
如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。
以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。
3、电力系统电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。
据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。
可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。
直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。
近年发展起来的柔性交流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。
无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。
晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）都是重要的无功补偿装置。
近年来出现的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。
在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。
在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。
4、电子装置用电源各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。
通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。
大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。
在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。
因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
5、家用电器照明在家用电器中占有十分突出的地位。
由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。
变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。
电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。
此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。
电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。
6、其他不间断电源（UPS）在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。
航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。
传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。
能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。
其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。
太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。
当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。
为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。
其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。
超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。
核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。
科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。
以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。
现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。
这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。
四、结论总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。
从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。
这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。
电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。
电力电子技术对节省电能有重要意义。
特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。