电力电子在生活中的应用
电力电子技术在生活中的应用
一、简介
电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术，是电力、电子和控制三大领域的边缘学科，以电力变换为主要研究内容。电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据统计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能经过一次以上电力电子变流装置的处理。离开电力电子技术，电力系统的现代化是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大优势，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。直流电源和不间断电源（UPS）还用作发电厂和变电所的保护电源、事故电源和备用电源。电力电子装置在生活中随处可见。
二、电力电子技术的发展
电力电子技术分为器件的制造技术和电力电子电路的应用电路。电力电子器件经历了半控型、全控型和复合型的发展过程，把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路，目前其功率较小，但其代表了电力电子技术发展的一个重要方向，而整流电路和逆变电路在电力电子电路中应用最广。随着自关断器件的普遍应用，电力电子电路向高频化方向发展，一些新的电路拓扑形式比如谐振型逆变电路、矩阵式逆变电路等不断涌现。PWM控制对推动电力电子技术的发展起了历史性作用。目前应用越来越广的基于微处理器的数字控制技术在很多方面取代了模拟控制，是控制技术的一个新的发展方向。
三、应用
1.在柔性交流输电系统(FACTS)中的应用
20世纪80年代中期,美国电力科学研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出柔性交流输电技术的概念。近年来柔性交流输电技术在世界上发展迅速,已被国内外一些权威的输电工作者预测确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术(柔性输电技术、先进的控制中心技术和综合自动化技术)之一”。现代电力电子技术、控制理论和通讯技术的发展为FACTS的发展提供了条件。采用IGBT等可关断器件组成的FACTS元件可以快速、平滑地调节系统参数,从而灵活、迅速地改变系统的潮流分布。
2.在电力谐波治理方面的应用
有源滤波是治理日益严重的电力系统谐波的最理想方法之一。有源滤波器的概念最早是在20世纪70年代初提出来的,即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅
值相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,从而实现实时补偿谐波电流的目的。随着中国电能质量治理工作的深入开展,使用以瞬时无功功率理论为理论基础的有源滤波器进行谐波治理将会有巨大的市场潜力。
3.在电机中的应用
水力发电机所能发出的电量取决于水力压力和流量，所以机组的发电量将会发生很大变化；风力发电机所能发出的电量与风速的三次方成正比。因此机组是变速运行的，如果调整转子励磁电流的频率，使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定，就能够获得最大有效功率。电力电子装置在水力、风力发电机的变速恒频励磁中起到了非常重要的作用。
4.在开关电源中的应用
开关电源是利用现代电力电子技术,控制功率半导体器件开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。其整机电路分为主电路和控制电路，主电路包括输入整流滤波、功率转换和输出整流滤波三个环节，用来将电网的能量传递给负载。与线性稳压电源相比,开关电源具有体积小、效率高、重量轻等一系列优点,在各种电子设备中得到广泛的应用。20世纪90年代,开关电源相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,这更加促进了开关电源技术的迅速发展。但是,开关电源也存在着电路复杂、射频干扰、电磁干扰大的缺点。随着电子技术的发展,上述缺点正在被逐步克服。
四、结语
总之，电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电相结合。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋，因此，同样具有巨大市场需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动，并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。
参考文献
[1] 石新春,杨京燕,王毅.电力电子技术.北京:中国电力出版社,2010年7月:128-191.
[2] 赵贺.电力电子学在电力系统中的应用——灵活交流输电系统.北京:中国电力出版社,2001.
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电力电子技术的发展史
电力电子技术的发展史 电子技术是根据电子学的原理，运用电子器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学，包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。信息电子技术包括 Analog (模拟) 电子技术和 Digital (数字) 电子技术。电子技术是对电子信号进行处理的技术，处理的方式主要有：信号的发生、放大、滤波、转换。 目录 电力电子技术 现代电力电子技术 高频开关电源的发展趋势 半导体器件基础 电路发展 1．电力电子技术发展 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。 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。 逆变器时代 七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频调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。 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
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电力电子技术的发展与应用作为电气自动化的学生，我们有必要对专业课程电力电子技术做个全面的了解。我们先对电力电子的定义做了解，再对电子电力技术的发展做大致介绍，最后综述电力电子技术的应用。 电力电子技术，是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，涉及电力电子器件，电力电子设备和系统，电力电子技术在各个行业的应用。与以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于功率（电力）变换，所变换“电力”功率的范围小到数瓦（W），大到数百兆瓦（MW）甚至吉瓦（GW）。 电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术，电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了
微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。 电力电子技术的发展史：一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为标志的。 晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前期或黎明期。1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开启了电子技术用于电力领域的先河。20世纪30年代到50年代，水银整流器广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输电。1947年美国著名的贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命。 晶闸管时代，晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使之很快就取代了水银整流器和旋转变流机组，并且其应用范围也迅速扩大。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件，属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式，简称相控方式。晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。这就使得晶闸管的应用受到了很大的局限。
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生活中电子技术的应用论文 1在LED液晶照明方面的应用 众所周知，过去人们使用的电灯是白炽灯。为人们的生活提供了便捷的服务。但是随着白炽灯的使用，人们也逐渐发现了白炽灯存在的缺点与问题。白炽灯相对来说耗损大，浪费电能。同时从材料上来分析，白炽灯的使用周期相对较短。更换频繁。而利用电子技术，可以使用LED灯。它弥补了白炽灯的不足。工作时间长，使用稳定。占用空间少。同时耗费电能较好。从环保角度来说，优于白炽灯。LED 灯除了应用在普通家庭用户照明方面，还有很多的应用。比如医学手术中，常常使用无影灯。过去是利用角度来实现，现在无影灯也多采用LED灯。不仅仅实现了无阴影。同时让光强度统一，减少强光弱光的不统一。更加便于医护工作人员进行手术操作。另外，LED等光源强的特点也被一些广告灯箱和交通灯等设备所采用。应用范围更加广泛。 2电子技术在自动控制方面的应用（以电梯为例） 电子技术能够实现精密的自动控制和安全的自动控制。从电梯方面来说。首先从安全角度。控制电梯的升降信号。比如人们按上楼按钮，电梯是如何获取信息的呢。这个就采用了3-6伏的电压信号。按照电压范围区分高低电平。分别代表上楼和下楼的含义。而这个电压对于人类和设备而言，都是没有伤害的。是安全的有效的。其次，从完成升降的角度来说。电梯的升起与下落，是用拖拽绳在导向轮上的转动实现的。利用变速器实现转动。通过摩擦力实现真正的升降。
折旧需要电机和电气系统进行控制。如何加速、平速、与减速。同时实现在开电梯的过程中的静止。 3电子技术在汽车制造中的应用 随着人们生活水平的提高。汽车已经不再是奢侈品。而是人们的代步工具。人们的日常出现常常需要驾驶汽车。而电子技术在汽车制造的多个环节都起着至关重要的作用。电子技术已经与日常生活紧紧相连。首先，电子技术工作在发动机打火装置中。汽车打火时，需要一个固有的点火装置。这个装置由微机控制，通过传感器进行感应。在接口处进行具体的工作。称之为电子控制点火装置。不单能够起到点火的作用，还能够自动调节点火的大小，进行计算与操作诊断。其次，汽车转向，也是依靠电子技术实现的。这个系统是为转向助力的。称之为电子助力转向系统。通常是一部电机在进行工作。这种方式取代了以往传统的液压缸。具有安装方便，自身体积灵巧，帮助汽车稳速转向的作用。 4电子技术在交通控制中的应用 现在提倡智能化城市概念。智能化城市在多个方面都要实现真正的智能化。从城市的交通控制方面也是如此。我们以往都是在公交车站等待公交车。不知道还需要等待多久。只是评经验进行判断，来车的时间。对于车的拥挤状况也无从了解。而通过电子技术和计算机技术配合。实现电子候车展台信息实时展示。人们可以了解到，下一辆即将到达的汽车所在的位置，预估到达时间。以及车载人数的信息。让人们自主做出判断。是否继续等待。同时，公交控制中心，也会实
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电力电子技术的应用
电力电子技术的应用 电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等血多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。 电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术，广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域，现已成为各国竞相发展的一种高新技术。它不仅应用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。以下分几个主要应用领域加以叙述。 一、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或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。电力电子技术在一般工业中的应用最主要的就是电机调速传动和电源。电机调速传动又分工艺调速传动和节能调速传动两大类：工艺调速传动指工艺要求必须调速的传动，例如轧机，矿井卷扬，机床，造纸等以前用直流电动机驱动的机械的传动。节能调速指风机、泵等以前不调速，为节能而改用调速。 二、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。其典型代表就是在常导中低速磁悬浮列车中的应用，其中的电力电子设备都起着举足轻重的作用。 三、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
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试论现代生活中的电子技术新应用
试论现代生活中的电子技术新应用摘要：随着社会进入信息化及电子智能化时代，电子技术发展越来越迅速，应用越来越广泛，对人类生活的影响也更加深远。节能减排、保护环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。 关键词：电子技术；三网融合；光纤到户；云计算；LED；节能减排；汽车电子；车载网络。 自从上世纪六十年代晶体管发明以来，人类历史就进入了以电子技术发展应用为标志的历史时代。进入21世纪，电子技术的迅速发展和广泛应用，使社会生产力和社会经济获得了空前的发展。随着社会进入信息化及电子智能化时代，电子技术发展越来越迅速，应用越来越广泛，对人类生活的影响也更加深远。 1电子技术的发展应用使三网融合成为趋势 现代电子技术的发展，使数字音视频广播将完全取代模拟音视频传输，形成有线广播电视网络；使计算机互联网成为我们生活的一部分；使电信网络成为我们赖以交流的平台。三种网络相互独立，即浪费资源，又使各自的发展受到极大的限制。
而将电信网、计算机互联网和有线广播电视网三大网络，通过技术改造、资源整合，从而形成一个能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体通信业务的全国性主干网络的三网融合已成为必然趋势。 早在1998年，就有人提出三网融合，此后它被列入我国“十五”、“十一五”规划以及2009年电子信息产业振兴规划。今年，国务院常务会议决定，加快推进三网融合。并做出规划：2010~2012年重点开展广电和电信业务双向进入试点，2013~2015年全面实现三网融合发展。之后，又确定了三网融合的十个试点城市。 1.1三网融合的技术基础是光纤到户:随着高清晰度电视、视频点播、远程医疗服务等信息服务的逐渐普及与应用，以及金融、证券、企业等用户对于带宽需求的与日俱增，需要大带宽的信息传输网络。 中国电信调查显示：城市家庭用户近期需求30兆带宽；中长期预计需求30~100兆带宽；而商业用户需求将达到50~100兆带宽。如此要求是DSL接入技术无法达到的，但对于光纤接入来说是轻而易举。 光纤是宽带网络多种传输媒介中最理想的一种，它的
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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@https://www.360docs.net/doc/203586586.html,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 Technique Ma Yue Electrical Engineering College. Zhejiang University. Hangzhou 310027, China E-mail: yeair@https://www.360docs.net/doc/203586586.html, 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。
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电力电子技术在生活中的应用 一、简介 电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术，是电力、电子和控制三大领域的边缘学科，以电力变换为主要研究内容。电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据统计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能经过一次以上电力电子变流装置的处理。离开电力电子技术，电力系统的现代化是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大优势，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。直流电源和不间断电源（UPS）还用作发电厂和变电所的保护电源、事故电源和备用电源。电力电子装置在生活中随处可见。 二、电力电子技术的发展 电力电子技术分为器件的制造技术和电力电子电路的应用电路。电力电子器件经历了半控型、全控型和复合型的发展过程，把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路，目前其功率较小，但其代表了电力电子技术发展的一个重要方向，而整流电路和逆变电路在电力电子电路中应用最广。随着自关断器件的普遍应用，电力电子电路向高频化方向发展，一些新的电路拓扑形式比如谐振型逆变电路、矩阵式逆变电路等不断涌现。PWM控制对推动电力电子技术的发展起了历史性作用。目前应用越来越广的基于微处理器的数字控制技术在很多方面取代了模拟控制，是控制技术的一个新的发展方向。 三、应用 1.在柔性交流输电系统(FACTS)中的应用 20世纪80年代中期,美国电力科学研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出柔性交流输电技术的概念。近年来柔性交流输电技术在世界上发展迅速,已被国内外一些权威的输电工作者预测确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术(柔性输电技术、先进的控制中心技术和综合自动化技术)之一”。现代电力电子技术、控制理论和通讯技术的发展为FACTS的发展提供了条件。采用IGBT等可关断器件组成的FACTS元件可以快速、平滑地调节系统参数,从而灵活、迅速地改变系统的潮流分布。 2.在电力谐波治理方面的应用 有源滤波是治理日益严重的电力系统谐波的最理想方法之一。有源滤波器的概念最早是在20世纪70年代初提出来的,即利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波电流幅
电子技术在生活中新应用
电子技术在生活中的新应用 [摘要] 随着社会进入信息化及电子智能化时代，电子技术发展越来越迅速，应用越来越广泛，对人类生活的影响也更加深远。节能减排、保护环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。 [关键词] 电子技术三网融合led 汽车电子 引言 电子技术的迅速发展和广泛应用，使社会生产力和社会经济获得了空前的发展。随着社会进入信息化及电子智能化时代，电子技术发展越来越迅速，应用越来越广泛，对人类生活的影响也更加深远。 一、电子技术的发展应用使三网融合成为趋势 现代电子技术的发展，使数字音视频广播将完全取代模拟音视频传输，形成有线广播电视网络；使计算机互联网成为我们生活的一部分；使电信网络成为我们赖以交流的平台。三种网络相互独立，即浪费资源，又使各自的发展受到极大的限制。而将电信网、计算机互联网和有线广播电视网三大网络，通过技术改造、资源整合，从而形成一个能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体通信业务的全国性主干网络的三网融合已成为必然趋势。 1、三网融合的技术基础是光纤到户:随着高清晰度电视、视频点播、远程医疗服务等信息服务的逐渐普及与应用，以及金融、证券、企业等用户对于带宽需求的与日俱增，需要大带宽的信息传输
网络。 2、三网融合的核心技术是云计算:三网融合的最终目标是构建全数据、全融合的国家骨干网络，除了传统的视频、音频服务外，还要与传统行业相融合，实现诸如远程教育、网络医疗会诊、股票信息、交通查询、精确广告投放等更多应用。涉及数据存储、数据计算、数据再处理、软件开发、数据传输、网络协同等多个方面。因此，三网融合一个很大的问题是海量的视频数据，随时随地可以编辑，随时随地可以调用，随时随地产生互动。怎样才能使这种设备多样化中的信息渠道多样化、内容多样化成为现实，解决方案是建立强大的云计算平台。 3、三网融合将改变我们的生活方式。最简单的体现就是三屏融合，即手机、电视和电脑屏的融合。今后手机可以看电视、上网；电视可以打电话、上网；电脑也可以打电话、看电视，三网融合，建立一张统一的全国性网络，充分地整合资源。我们就可以避免重复安装浪费资源。 二、节能减排战略使led技术得到广泛应用 能源是人类活动的物质基础。人类社会发展到今天，随着工业的发展，保护地球环境成为迫切的需要。节能减排、保护环境，是全世界、全人类共同关心的问题，也是我国社会经济发展的重要问题。led能够将电能转化为可见光，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，led的特点非常明显，除了体积小、耗电量低、寿命长、光效率高、无辐射与
现代电力电子技术发展及其应用
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
电力电子技术的主要应用领域
电力电子技术的主要应用领域 陈旻忞电气1321 （苏州科技学院天平学院江苏苏州215009） 摘要：电力电子技术在我国各行业现代化技术改造中可以发挥重大作用。随着科技技术的不断发展和人们要求的不断提高，电工电子技术的应用越来越广泛。本文主要从一般工业、电力系统、电气节能、新能源这几个领域对电力电子技术的应用进行分析。 关键词：电力电子；电机传动；电力系统；新能源；发电；节能 引言 电力系统是电力电子技术应用的一个重要领域。最早成功的是高压直流输电，1986年美国电力科学研究院提出了灵活交流输电的概念，相应出现了统一潮流控制器等多种设备。电力电子设备和系统逐步投入运行，大幅度提高了电力系统的稳定水平，产生巨大效益。在节能方面，通过变频器、节能灯、无功补偿装置、开关电源、逆变焊机等，产生了比较明显的节能效果。在一般工业中，电力电子主要用于电机调速传动和电源。在全球气候变化和世界石油、煤炭等化石能源日益紧缺的今天，低耗高效和寻找开发新能源是根本出路。电力电子是解决能源问题的关键技术，它对新能源的开发、转化、输送、储存和利用等各方面发挥着重要的作用。随着再生能源技术的发展，“分布式发电系统”将得到更大的发展空间。 1 一般工业 电力电子技术在一般工业上的应用繁多复杂，主要应用于电机调速传动和电源，也包含了在输电环节的应用。本文在一般工业方面对电机调速传动和电源做主要阐述。关于输电环节的应用，则归于下一节电力系统中做详细阐述。
1.1 电机调速传动 在一般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。在20世纪90年达中期以前，大多数调速系统都由采用晶闸管和双向晶闸管的变换器供电，最典型的是晶闸管——直流电机调速系统。在20世纪90年代中期以来，大功率IGBT 的应用，以及IGBT逆变技术的成熟和发展，迅速在相关功率等级的应用领域取代了晶闸管和双向进闸管[1]。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，交流电机的调速性能也直追直流电机，交流调速技术大量应用并占据主导地位。 1.2 电源 随着工业设备的大容量化和高性能化,对电源质量有了更高的要求。电源质量改善装置对此将起到重要的作用。在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术处于核心地位。开关电源是利用现代电力电子技术，控制功率半导体器件开通和关断的时间见、比率，维持稳定输出电压的一种电源。与线性稳压电源相比，开关电源体积小、效率高、重量轻，在各种电子设备中得到广泛运用。高频、高可靠、低耗、低噪音、抗干扰和模块化是开关电源的发展趋势[2]。 2 电力系统 2.1 在发电环节中的应用 2.1.1 大型发电机的静止励磁控制 静止励磁采用晶闸管整流自并励方式，具有结构简单。可靠性高及造价低等优点，被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节，因而具有特有的快速性调节，给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件[3]。
电力电子技术在电网中的运用
电力电子技术在电网中的运用 新能源发电出现至今，电力电子技术的飞速发展让其占据非常有利的位置，成为了一项关键技术。这项关键技术与新能源发电息息相关，直接制约着人们开发利用新的发电技术，并且还关系到新世纪人们与日增长的物质文化需要和社会的向前发展。所以说：在电力系统中，电力电子技术占据着决定性作用，该技术的不断创新和发展非常重要。关于该项技术，我国是世界上起步相对比较早的国家，目前在这个技术上，做的比较完善和专业，尤其是在通信网络方面形成较大的规模。比如说电信网络被我们所熟知的各项业务都是这个技术的应用体现，电力系统的不断发展，使得电力电子技术已经成为必不可少的因素，占据至关重要的位置。 1 该技术应用在电网中的现状 作为一项新兴的电工技术，电力电子将强弱两种电技术结合在一起成为新技术的一种，不仅在应用上占据一定的份额，并且在国民经济上发挥着自身巨大的作用。除此之外，还会对输电系统的前景造成巨大的影响，使得其出现革命性的变革，推动其不断向前发展。现有的电力电子技术在生活中应用十分广泛，涉及到如下方面：生产电能的过程中会用到它、输配送电能的过程中会用到它、存储电能的时候会用到它、还有其他的领域也需要他。这项技术基本上应用在了电力系统全部的环节中。
（1）生产电能的过程中会用到它。在这个方面的应用主要是发电系统，通过提高类似于发电机这类发电设备的工作效率来控制和调节设备功率。我们显而易见的就是大型发电机的应用上了，其控制方向是静止励磁控制。 （2）输配送电能的过程中会用到它。在这个方面的应用换言之就是输电系统。这个过程中，我们会引进一个新的技术称之为交流输电，它是将现代出现的叫做控制技术的一种技术和电力电子技术紧密的结合在一起形成的。这一项柔性交流输电技术通过控制技术，针对电力系统，然后不间断的调节系统的各项指标（包括参数、功率和电压等等）。这样的处理尽可能的减少了输配送电能的过程中将会存在的能源损耗问题，也会提高其过程的稳定性。关于这个输配送电的过程，目前技术上比较关心的是高压直流电的输送。 距离的远近也是一个重要因素，我们知道的是关于高压直流，其距离越远的输送越发能处理输送过程产生的诸多问题。在其他方面的参数控制相同的情景之下，高压直流的输电远距离会相对交流有很大幅度的损耗减小。因为如果电流保持稳定不变，那便不会出现电抗压降，这样会减少输电整体的压降。 那么我们可以以低成本投入的线路获得我们意想不到的线路高稳定性，甚至可以保证基本上不会出现由于稳定性不够而产生各种各样的线路问题。 2 相关器件的发展过程的描述 上个世纪的50 年代后期，世界上出现了晶闸管，这是世界
电力电子的技术应用与成功案例
电力电子技术的应用范畴以及成功案例 电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。电子技包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。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。下文是从电力电子技术的应用范畴以及成功案例两个方面来介绍电力电子技术 一：电力电子技术的应用范畴 1.1 电力有源滤波器 传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。 电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC 滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流; 1.2 不间断电源(UPS) 不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
电力电子技术发展的重要性
随着计算机应用技术在电力系统中不断发展和普及化，对于电力电子技术的重视程度也越发增加。面对我国电力系统的不断建设和庞大的用电量，电力电子技术为我国当代电力生产供应系统提供了良好的技术平台，为电力系统的发电、配电、输电功能给予了支持。电力电子是国民经济和国家安全领域的重要支撑技术。它是工业化和信息化融合的重要手段，它将各种能源高效率地换成为高质量的电能，将电子信息技术和传统产业相融合的有效技术途径。同时，还是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段，在执行当前国家节能减排、发展新能源、实现低碳经济的基本国策中起着重要的作用。 电力电子的诞生,上世纪五十年代未第一只晶闸管问世，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置，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。 电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺改进，已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各个发达国家均在这一领域注入极大的人力，物力和财力，使之进入高科技行业，就电力电子技术的理论研究而言，目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进，在这些国家先进的电力电子技术不断开发完善，促进电力电子技术向着高频化迈进，实现用电设备的高效节能，为真正实现工控设备的小型化，轻量化，智能化奠定了重要的技术基础，也为电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景。 “十二五”期间是实现我国小康社会的关键时刻，是我国实现强国强军梦想的重要阶段。为了实现这个宏伟的目标，必须认真贯彻我国政府制定的节能减排、绿色环保、低碳经济的基本国策。电力电子是实现上述基本国策的关键技术，和实现小康社会、强国强军紧密相连，发展电力电子技术和产业已成为我国科技、经济和国防的当务之急。发展我国的电力电子技术及产业，必须走有中国特色的创新之路，即坚持产学研用相结合，从跟踪国外先进技术开始，逐步走上自主创新之路。同时，要把技术创新和产品应用、市场推广相结合，以加快科技创新的良性循环，使我国电力电子产业和器件制造技术、产品设计技术得到长足的发展，通过“十二五”期间的努力，使我国电力电子技术和产业有一个跨越式的提高和发展，满足国民经济飞速发展的要求。
现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义
现代电力电子技术的发展、现状与未来展 望综述
课程报告 现代电力电子技术的发展、现状与 未来展望综述 学院：电气工程学院 姓名： ********* 学号: 14********* 专业： ***************** 指导教师： *******老师 0 引言
电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。 1 电力电子技术的发展［1］ 电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。 1.1半控型器件（第一代电力电子器件） 上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。 1.2全控型器件（第二代电力电气器件） 随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。此外，这些器件的开关速度普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。 1.3电力电子器件的新发展 为了解决MSOFET在高压下存在的导通电阻大的问题，RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管（IGBT）,并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。IGBT是MOS?FET和BJT得复合，它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身，性能十分优越，使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。与IGBT 相对应，MOS 控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管（IGCT）都是MOSFET和GTO的复合，它们都综合