现代电力电子技术的发展(精)
电力电子技术发展趋势分析
电力电子技术发展趋势分析电力电子技术是一门涉及电气工程、电子工程和控制工程等多个领域的交叉学科。
随着科技的快速发展，电力电子技术也在不断地发展和升级。
本文从硬件发展、软件发展以及应用发展三个方面来分析当前电力电子技术的发展趋势。
一、硬件发展趋势1.小型化在电力电子领域，小型化其实并不是一个新概念。
然而，随着电子元件的尺寸越来越小，电力电子设备也朝着小型化的方向不断发展。
小型化不仅能够使设备更加轻便，便于携带，也能节省空间，更容易安装和维护。
2.集成化集成电路技术的发展使得电力电子设备能够更好地完成各种电气功能。
随着芯片设计能力和制造水平的不断提高，电力电子集成电路在功率密度和效率方面的表现也在不断提升。
3.高性能随着人们对设备性能的要求越来越高，对电力电子设备的要求也越来越高。
高性能的电力电子设备能够在各个方面都表现得更加优异，例如响应速度快、精度高、可靠性强等一系列指标都能够得到更好地满足。
二、软件发展趋势1.智能化在越来越复杂的电力电子设备中，软件系统的智能化越来越受到人们的关注。
智能化软件系统能够自动适应不同的工作环境，简化操作流程，提高设备使用效率。
2.可编程化软件编程技术在电力电子领域的应用也越来越广泛。
可编程化的电力电子设备不仅能够灵活地满足不同的任务需要，而且能够随时根据工作环境的变化自动调整。
三、应用发展趋势1.新能源电力电子技术随着新能源技术的不断发展和应用，新能源电力电子技术也得到不断升级和完善。
新能源电力电子技术可以更好地满足新能源发电和储能系统的需求。
2.绿色电力电子技术随着全球环保意识的不断提高，绿色电力电子技术也成为一个引人注目的领域。
绿色电力电子技术能够有效地减少电气设备的能耗，降低环境污染。
3.电力互联网技术随着物联网技术的发展和应用，电力互联网技术也逐渐走进人们的视野。
电力互联网技术能够将多个电力系统与网络互联起来，实现能源信息的共享和传递，使得能源资源更加高效地利用。
电力电子的发展方向
电力电子的发展方向请根据自己的实际情况对本文进行修改：电力电子作为现代电力系统的重要组成部分，关系到我国能源战略的实施和电力行业的可持续发展。
随着科技的不断进步和电力市场的日益繁荣，电力电子技术的发展方向也日益明确。
以下是我对未来电力电子技术发展方向的一些思考。
一、提高电力电子器件的性能1. 发展高性能、低损耗的电力电子器件。
随着硅基电力电子器件性能逐渐接近其理论极限，新型宽禁带半导体材料如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等逐渐成为研究热点。
未来发展方向应着重于提高这些材料的晶体质量、降低成本，并实现批量生产。
2. 研究新型电力电子器件拓扑结构。
通过创新器件结构，进一步提高电力电子器件的性能，降低损耗，减小体积，降低成本。
二、提升电力电子装置的智能化水平1. 发展具有自适应、自诊断、自优化功能的电力电子装置。
利用现代通信技术、大数据分析、人工智能等手段，实现对电力电子装置的实时监测、故障诊断和性能优化。
2. 推动电力电子装置与电网的深度融合。
通过智能化技术，实现电力电子装置与电网的协同优化，提高电力系统的稳定性和经济性。
三、拓展电力电子技术的应用领域1. 电力电子技术在新能源发电领域的应用。
随着可再生能源的快速发展，电力电子技术在光伏、风能、储能等新能源发电领域的应用将更加广泛。
研究方向包括：高效光伏逆变器、风力发电变流器、储能系统等。
2. 电力电子技术在电力系统中的应用。
电力电子技术在电力系统中的应用包括：柔性直流输电、无功补偿、电力电子变压器等。
未来发展方向应关注这些技术的可靠性、经济性和适用性。
四、促进电力电子技术的标准化和产业化1. 加强电力电子技术的标准化工作。
制定和完善电力电子器件、装置和系统的相关标准，推动产业链上下游的协同发展。
2. 推动电力电子技术的产业化进程。
加大政策支持力度，培育具有竞争力的电力电子企业，推动产业技术创新和产业升级。
五、加强人才培养和国际合作1. 培养电力电子领域的高端人才。
电力电子技术的发展趋势
电力电子技术的发展趋势随着科技的发展，电力电子技术的应用也越来越广泛。
它涉及到许多领域，如：家电、能源、交通等，特别是在工业发展中扮演着越来越重要的角色。
因此，了解电力电子技术的发展趋势，对于科研人员、工程师或普通用户来说都是非常重要的。
一、高效节能的需求随着全球化的发展，气候变化和资源短缺问题也成为了越来越关注的话题。
高效节能是解决这些问题的关键之一。
电力电子技术的应用可以提高能源转换效率，减少能源浪费。
近年来，除了随时保持高效转换之外，电力电子的峰值效率也变得越来越重要。
以太阳能和风能为例，由于其不稳定性，电网的波动性也会相应强烈。
采用高峰值效率的电力电子设备可以有效地处理这些问题。
因此，未来的电力电子设备应该更加注重高效转换和峰值效率的整合。
二、数字化、智能化的趋势数字化和智能化已经成为全球工业发展的趋势。
电力电子在这方面也不例外。
逐渐将我们的设备和系统数字化、智能化，以便可以更好地控制和优化能源的使用。
随着人工智能和深度学习的发展，获取并处理这些数据变得更加简单。
将数据转换为有效的控制策略，对于许多应用场合可以有效地解决问题，尤其是工业和制造业。
三、模块化和集成化在电力电子设计的过程中，模块化和集成化已经成为趋势。
随着设计周期逐渐缩短，电子工程师需要将资源集中起来，以提高效率并减少成本。
现代电力电子模块既可单独实现某些基础功能，也可以组合形成更复杂的功能。
同时，模块的设计和生产可以在工厂中大量制造，并最终集成到最终应用中。
这种设计方式，可以将设备的大小和成本降到最低，同时保持优秀的性能。
四、功率因数改进一些行业和地区需要严格控制电网的谐振和干扰。
由于现代电子设备会产生谐振和噪声，并且由于负载变化可能会出现功率因数不一致，因此调节功率因数很重要。
现代电力电子设备应该具备现代功率治理技术，以保持电力设备的优良性能，并确保特定负载在整个电力网络中的功率因数是一致的。
因此，未来电力电子设备应该更注重于功率因数改进和稳定性控制。
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。
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状
综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是当今电力系统领域中的重要组成部分，它在电力系统中起着至关重要的作用。
随着科技的不断进步和电力需求的不断增长，电力电子技术在电力系统中的应用也得到了日益广泛的推广。
本文将综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状，旨在全面了解电力电子技术的应用和发展趋势。
一、电力电子技术在电力系统中的应用概况随着电网建设的不断完善和电力需求的不断增长，电力系统对电力电子技术的需求也越来越大。
电力电子技术在电力系统中主要应用于功率变换、电能质量控制和电力传输等方面。
在功率变换领域，电力电子技术主要用于实现交、直流电能之间的相互转换，适应不同负载的功率要求。
在电能质量控制方面，电力电子技术可实现电能的稳定输出，提高电网的稳定性和可靠性。
在电力传输方面，电力电子技术可实现高效电能传输，减少能量损耗，提高电网的传输效率。
电力电子技术在电力系统中的应用范围非常广泛，对电力系统的运行和发展具有重要意义。
1. 变流器技术的发展变流器是电力电子技术的核心设备之一，其性能和效率直接影响到电力系统的运行质量。
近年来，随着功率半导体器件的不断进步和新型拓扑结构的不断涌现，变流器技术取得了显著的发展。
高压、高频、高效的变流器设备逐渐成为电力系统的主流，大大提高了电能转换的效率和质量。
2. 控制技术的创新随着数字电子技术的发展，控制技术在电力系统中的应用也得到了快速发展。
智能化控制系统、数字信号处理技术等先进控制技术的应用，使得电力电子设备的控制性能得到了显著提升，提高了电力系统的运行稳定性和可靠性。
3. 新能源技术的融合随着新能源技术的快速发展，新能源与电力电子技术的融合应用成为电力系统发展的重要趋势。
风能、光能等新能源技术的应用使得电力系统的结构发生了变革，电力电子技术成为了实现新能源并网的重要手段，为电力系统的清洁化和可持续发展提供了有力支持。
4. 智能电网技术的兴起智能电网技术是当今电力系统领域的热点之一，它以电力电子技术为核心，通过信息技术实现了电力系统的智能化管理和控制。
电力电子技术的应用与发展趋势
电力电子技术的应用与发展趋势电力电子技术近年来在工业、交通、通讯、医疗等各个领域得到了广泛应用，成为现代技术的重要组成部分。
它以优良的性能和广泛的应用前景，被视为电力工业发展的重要方向之一。
一、电力电子技术的基本概念电力电子技术是针对电力系统中各类电力设备控制、变换、调节、保护等技术手段所采用的一种技术方案，主要包括把电力电子器件应用于各种电力设备，比如电源、逆变器、变频器、稳压器等，充分利用现代电力电子器件的优越特性和电气控制技术的新发展，来满足工业和民用电力不断增长的需求。
二、电力电子技术的应用领域1. 交通运输领域：电力电子技术广泛应用在交通运输领域。
例如，高速列车和地铁中的牵引变频组，能够使列车起动加速更加顺畅，减少因起步加速导致的电压跳动和降压脉冲幅值；智能交通控制设备，应用进入大城市交通拥堵问题来协助交通公交车道优先，智能导航系统等等都是电力电子技术让人们出行变得更加便捷。
2. 工业领域：目前，工业生产过程在液压、气动、电气方面都大量采用电力电子技术。
例如，3D打印、机械加工、焊接、热处理等领域的机器设备中，先进的感应逆变器、电容器电源模块和功率模块、无故障热回收器等装置，都可以加强机器设备的生产力和精度。
3. 通讯、医疗等领域：电力电子技术同样广泛应用在通讯、医疗等领域，使得人们的生活更加便捷。
例如，病人监测设备中的双选一逆变器、电量计算装置等等，让医疗设备更加精确稳定，可以保存病人的重要数据。
三、电力电子技术的发展趋势1. 次级拓扑结构和高频储能器件：在面向高性能、高可靠和多功能化的发展方向上，电力电子器件的次级拓扑结构和高频储能器件等都是关键技术。
次级拓扑结构是开关元件和电容或电感等能量存储元件组成的逆变器、变换器等电路，是电力电子技术的重要研究方向之一。
而高频储能器件在体积上较小、频率高等方面的优势，可以解决现有模块在温度、体积、重量等方面，所面对的挑战。
2. 智能化和无源治理：与传统的有源控制相比，无源控制技术有更高的可靠性、更低的成本以及更简单的电路结构。
浅谈现代电力电子及电源技术的发展
２ 通信用高频开关电源 。通信业 的迅速发展极大的推动 了通信电源的 ． ２ 发展。高频小型化的开关电源及其技术 已成为现代通信供电系统的主流。 在通信领域中， 通常将整流器称为一次电源 ， 而将直流一 直流（ ＣＤ ） Ｄ ／ Ｃ 变换
关键词 ： 电力 电 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二十世纪五十年代末 、 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。二十世纪八 十年代末期和 几十年代初期发 展起来的、 以功率 Ｍ Ｓ Ｅ 和 ＩＢ Ｏ Ｆ Ｔ Ｇ Ｔ为代表的、 集高频 、 和大电流于一 高 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 。 ２ 现 代 电力 电子 的 应 用领 域 ２１ 计算机高效率绿色电源。 ． 计算机技术的发展 ， 出绿色电脑和绿色电 提 源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产 品， 绿色 电源是指与绿 色电脑相关的高效省电电源 ， 根据美 国环境保 护署 １ ２ ６ １ ９ 年 月 ７日“ ９ 能 源之 星” 计划规定 ， 桌上型个人 电脑或相关的外 围设备 ， 在睡眠状 态下的 耗 电量若小于 ３ Ｏ瓦， 就符合绿色电脑的要求 ， 提高 电源效 率是降低 电源 消耗的根本途径 。 目前效率为 ７ ％的 ２ ０瓦开关电源而言 ， 就 ５ ０ 电源 自身要
民营科 技
２１年 １ ０ 第１期 ０
电力电子技术的发展和应用
电力电子技术的发展和应用随着电力电子技术的快速发展，它在能源转换、电力调节、能量存储等方面的应用日益广泛，并成为当今工业制造业中不可或缺的一环。
本文将从发展历程、技术分类、应用领域等方面来探讨电力电子技术的发展和应用。
一、发展历程电力电子技术是在运用电子技术将交流电转换为直流电的过程中逐渐形成的。
由于交流电源在供应长距离输电时，无法达到高效稳定的要求，而直流电源更适合远距离输电，且易于调节电压和电流。
自20世纪60年代开始，电力电子技术逐步发展成熟，进入了成熟发展阶段。
20世纪30年代，晶体管被发明出来，从而奠定了电力电子技术的基础。
自此以后，电力电子技术在电源和驱动技术、变频技术、电力控制等方面获得了广泛的应用，特别是随着半导体技术、微电子技术、数字控制等技术的快速发展，电力电子技术得到了更为广泛的应用。
二、技术分类电力电子技术可分为直流电源技术、交流电源技术、变频技术、电力控制技术、光电转换技术等多个方面。
1. 直流电源技术直流电源技术主要应用于直流电驱动领域，包括直流电机、直流电动车辆、电力机车等领域。
2. 交流电源技术交流电源技术是将交流电转换为直流电的技术。
常用于电气设备的稳定供电，如电脑、电视、冷气等家用电器。
在高压输电系统中，电力电子变流器已成为控制能量流的关键技术。
3. 变频技术变频技术主要针对交流电源，并可以调节电源的频率与电压，以达到更好的能耗效率，因此被广泛应用在空调、电风扇、冰箱等家电上，以及工业生产中的变频控制系统，如水泵、电机、压缩机等。
4. 电力控制技术电力控制技术主要涉及电力电子设备的关键芯片、组件和系统的设计、制造、选择和运行。
电力控制技术的发展促进了节能减排，提高了电能利用率，减少了损耗，节约了成本。
5. 光电转换技术光电转换技术是将光能转化成电能的技术，是电力电子技术的重要分支之一，主要应应用于能量采集和存储等环节，如太阳能电池板、光伏电站、数码相机等。
三、应用领域1. 能源转换电力电子技术在能源转换方面的应用越来越广泛。
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现代电力电子技术的发展浙江大学电气工程学院电气工程及其自动化992班马玥(浙江杭州310027 E-mail: yeair@学号:3991001053摘要:本文简要回顾电力电子技术的发展,阐述了现代电力电子技术发展的趋势,论述了走向信息时代的电力电子技术和器件的创新、应用,将对我国工业尤其是信息产业领域形成巨大的生产力,从而推动国民经济高速、高效可持续发展。
关键词:现代电力电子技术;应用;发展趋势The Development of Modern Power Electronics TechniqueMa YueElectrical Engineering College. Zhejiang University.Hangzhou 310027, ChinaE-mail: yeair@Abstract: This paper reviews the development of power electronics technique, as well as its current situation and anticipated trend of development. Keywords: modern power electronics technique, application, development trend.1、概述自本世纪五十年代未第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术舞台,以此为基础开发的可控硅整流装臵,是电气传动领域的一次革命,使电能的变换和控制从旋转变流机组和静止离子变流器进入由电力电子器件构成的变流器时代,这标志着电力电子的诞生。
那么究竟什么是现代电力电子技术呢?[1]麻省理工学院的KASSAKIAN教授的观点是:“目前电子技术的典型应用是信息处理,这些应用都需要电源提供电能;而电力电子技术主要关心的是能量处理,它把电能从一种形式高效地转换成另外一种形式”,这里强调的是电能的转换和利用效率。
九州大学的原田耕介先生认为:“电力电子技术是一种借助于半导体功率器件的开关技术”,这里强调的是电力电子器件的开关作用。
柏林工业大学的HEUMAN教授认为:“电力电子技术借助于半导体功率器件对电能进行控制”,这里强调的是对电能的控制。
综上所述,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。
从几十年的发展来看,[2]半导体器件确实起了推动电子技术发展的作用。
晶闸管等电力半导体器件扮演了电力电子发展中的主要角色。
进入70年代,晶闸管开始形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品。
普通晶闸管不能自关断的半控型器件,被称为第一代电力电子器件。
随着电力电子技术理论研究和制造工艺水平的不断提高,电力电子器件在容量和类型等方面得到了很大发展,是电力电子技术的又一次飞跃,先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。
这些年来的经验表明:[2]当某种关键的半导体器件诞生后,往往会引起电子技术的一个飞跃。
可以看到,以绝缘栅双极晶体管(IGBT为代表的第三代电力电子器件,开始向大容易高频率、响应快、低损耗方向发展,这又是一个飞跃。
而进入90年代,电力电子器件正朝着复杂化、标准模块化、智能化、功率集成的方向发展,以此为基础形成了电力电子技术的理论研究,器件开发研制,应用的高新技术领域,在国际上竞争颇激烈。
目前,[3]电力电子技术的应用已从机械、石化、纺织、冶金、电力、铁路、航空、航海等领域,进一步扩展到汽车、现代通信、家用电器、医疗设备、灯光照明等领域。
进入21世纪,随着新的理论、新的器件、新的技术的不断涌现,特别是与微电子(计算机与信息技术的日益融合,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。
2、电力电子技术的主要应用概况电力电子技术以实现功率变换为主,传递的是电能,微电子技术则以实现信号变换为主,传递的是信息。
如果说微电子技术是弱电电子的话,电力电子技术则是强电电子,是现代工业电子。
电力电子技术的应用贯穿在电能的获取、传输、变换和利用的几乎每个环节,将在新世纪发挥越来越重要的作用。
[4]概括地说,电力电子技术就是在采用电力半导体器件实现各种频率变换的基础上,完成运动控制(Motion Control和功率变换(Power Conversion,提供各种变频器和功率控制电源。
2.1发电领域中的电力电子技术(1发电机的直流励磁现在,常规发电机中励磁的建立,已经从传统的直流磁励机转变为由中频交流励磁机加电力电子整流的方法,并已取得较好的技术经济效益,可靠性大为提高。
(2水轮发电机的低频交流变频励磁发电频率取决于发电机的转速。
而水力发电受水流量随季节的变化,特别是枯水期水流量明显减少的影响,频率无法调节到额定(50Hz,只好放弃发电,缩短发电机工作时间,浪费了许多水能。
现在,采用电力电子技术,把直流励磁转变为低频交流变频励磁:当水流量减少时,提高励磁频率,可以把发电频率补偿到额定,使水轮发电机的发电周期大大延长。
这对三峡电站等大型水力发电设施来说,将带来巨大的经济效益。
(3可再生能源发电中的电力电子技术利用风能、太阳能、潮汐能、地热能等新能源发电,是克服能源危机(煤、石油、天然气等石化类能源日趋匮乏的重要措施,它们是可再生的绿色能源,对环境和气候的影响也会得到缓解。
但是这些能源转换的电能,其电压、频率难免波动,无法并网应用。
通过电力电子变换装臵,使这些波动的电能以恒压恒额方式输出,实现这些新能源的实用化。
2.2储能领域中的电力电子技术用电受昼夜影响而出现高峰和低谷,如果晚间能把发电机的多余电能储存起来,到白天再送到电网应用,相当于多盖了至少三分之一的发电厂,其经济价值是明显的。
(1抽水储能发电白天,上游水库泄水发电;晚间,利用多余的电网电能并使发电机转变成电动机运行,驱动水泵把下游水库的水抽进上游水库,增加上游水库蓄水,使白天可以更多地发电。
当然,这种电能变为机械能,再变成电能的能量变换过程,效率是比较低的。
(2地下室内的蓄电池与电容器组储能把夜间电网提供的多余交流电整流成直流电,储存在建筑物地下室内的“蓄电池一电容器组”;白天,再把这些储存的电能逆变成交流电供给整个建筑物内的用电,已经成为某些地方的时尚。
(3超导线圈的磁场储能上述变换还是有相当能耗的。
在超导体线圈中,数十万安培的直流电流在其中流动是不会损耗的,这种储能器体积大为缩小,转换效率很高。
但是,如何实现常规交流电能同这种低电压超大电流的直流电能的互相转换,给电力电子技术提出了更新的课题。
2.3输电领域中的电力电子技术(1高压直流输电(HVDCT技术在远距离输电、跨海输电、非同期(非同步的电力系统实现联网方面,高压直流输电优于高压交流输电。
直流输电是把发电机发出的交流电通过变压器升压,再经过整流器使之变为直流,跨过几百、上千公里后,再通过逆变器变换为工频交流电,供终端使用。
这里需要几十、乃至数百万千伏安的超大功率电力电子装臵。
(2动态无功功率补偿(SVC技术发电厂发出的电能,只有一部分能有效地做功,称为有功功率,它占总发电量的比例称功率因数;另一部分能量或者因为电感(储磁能、电容(储电能的存在而与电源发生能量交换不做功,或者因为谐波的存在而不做功,这部分称之为无功功率。
无功的存在使发电机功率因数降低.谐波污染电网,增加发电机和其他电气设备发热,无功的波动使电网电压波动。
因此,对无功功率进行补偿具有明显的经济效益和社会效益。
采用电力电子技术的动态无功功率补偿装臵在这方面起着重要作用。
(3消除谐波改善电网供电品质相控型电力电子设备是一谐波发生器.其大量的采用严重地污染了公用电网,带来电力品质的恶化。
危及电网安全运行,其产生的电磁干扰(EMI也危及通信、金融、航空、交通、医疗等行业的安全运行。
采用电力电子技术,特别是有源滤波技术,抑制谐波发生,实现绿色电源,是新世纪必须要解决的问题。
2.4用电领域中的电力电子技术(1电动机的优化运行全世界的用电量中[4]约有60%左右是通过电动机来消耗的。
电动机只是在额定负载附近才是高效率的,但由于对过载、安全系数的考虑,电动机经常是在低效状态下运行。
采用计算机——电力电子技术结合,使电动机经常处于高效状态,具有巨大的效益。
①变负载电动机的调压节能车床、冲床、剪床等许多机械,作为动力源的电动机是按最大负载功率来选取的。
而它们的大部分工况是轻载。
根据负载力矩大小的变化,采用电力电子技术自动改变电机的端电压——轻载时降低电压,就能使电动机轻载损耗降低。
这就是所谓“马达节能器”。
②通用机械的节能调速风机、泵、压缩机等通用机械用电量占电动机用电量的一半左右。
采用变频调速调节流体流量,比以往用挡板、阀门之类来调节,可节电20%~70%。
③工业应用机械的工艺调速轧钢、有色金属压延、造纸、榨糖、大型机床等,基于工艺需要,其拖动电动机需要调速。
采用变频调速,不仅效率高可节能,而且能使产品产量增加,质量提高。
④运输机械的牵引调速电气机车、内燃机车、地下铁道、轻轨机车、无轨电车,乃至磁悬浮列车和电动汽车,以及电梯、自动扶梯、矿井卷扬机和龙门吊等都是电动牵引系统。
这些运输工具在运行中要求及时调速。
国际上交流电动机变频调速在牵引应用中已占了优势。
⑤精密调速数控机床、伺服传动、机器人等各种运动控制,都要求很宽的调速范围和很高的调速精度,在国防上也有很多精密调速的需求。
这里,采用[4]永磁无刷电动机达到1:50000到1:100000的宽域高精度调速已经实现。
按照最保守的计算,[4]全国现有电动机需要改造为变频调速的市场总价将是1200亿~1800亿元人民币,目前中国变频器市场的年销售额约为15亿元人民币。
依此,需100年才能改造一遍,何况每年还有许多新机组投入。
(2高能量密度的电源应用①电化学电源铜、铝、锌、镍等有色金属,氯碱等化工原料,都是靠电解来实现的。
[4]现在几十万安培的直流电解装臵早己实现国产化。
一般说来,它们都是电老虎,又是国民经济的基础。
②开关电源体积小、重量轻、效率高的各种开关电源已经从电视机、计算机、各种仪器仪表上的小功率应用,扩展到通讯电源、电焊电源、X光电源和CT电源、加速器磁铁电源、军用电源等中功率应用。
通过适度提高开关频率,电源的体积、重量会成数十倍地减少下来。
③变频电源适应各种应用需要的、许多原来采用电子管的高频电源已越来越多的被采用电力电子器件的固态化电源替代。
[4]例如:超声波电源、臭氧发生器、负氧离子发生器、荧光灯电子镇流器、热处理电源、声纳电源、无线电(长、中、短波发射电源,以至微波电源。