現代電力電子技術(shù)
現代電力電子技術(shù)【1】
摘要：電力電子技術(shù)是利用電力電子器件對電能轉換技術(shù)的控制。
如果微電子技術(shù)是信息處理技術(shù)，電力電子技術(shù)就是電力處理技術(shù)。
電力電子技術(shù)是銜接控制、電子和電力的三大電氣工程技術(shù)的交叉科學(xué)的融合。
由于新型的功率電子器件的廣泛使用，使電子技術(shù)的發(fā)展大大超出信息處理和信息傳輸為主的弱電范圍。
而在交流電源的電壓和頻率變換技術(shù)方面，得到進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。
并且日益普及應用于工業(yè)生產(chǎn)中，使電子技術(shù)開(kāi)辟了新的技術(shù)領(lǐng)域一一電力電子技術(shù).隨著(zhù)工業(yè)設備機電一體化的技術(shù)改造，將使工業(yè)生產(chǎn)呈現新的面貌。
關(guān)鍵詞：淺談 現代 電力電子技術(shù)
現如今的高新技術(shù)有很多都是和電網(wǎng)的相位、電壓、電流和頻率等基本參數的轉換與控制相關(guān)。
現代電力電子技術(shù)能實(shí)現對這些參數的高效處理與精確控翻，對大功率的電能頻率的變換能夠得到很好的實(shí)現，這樣可以支持多項高新技術(shù)的發(fā)展。
1 現代電力電子技術(shù)的內涵
現如今電力電子技術(shù)主要是處理的對象時(shí)功率，主要是來(lái)實(shí)現高效率和高品質(zhì)的用電。
電力電子技術(shù)主要通過(guò)電力半導體器件和自動(dòng)控制技術(shù)、計算機和電磁技術(shù)的三者綜合運用來(lái)實(shí)現獲取、傳輸、變換和利用。
在各種高質(zhì)量、高效和高可靠性的電源中能夠起到非常重要的作用，可以讓當代的電力電子技術(shù)得到很充分的運用。
功率IGBT和MOSFET是非常具有代表性，其功率半導體復合器件主要具有高頻、高壓和大電流等的特點(diǎn)。
這類(lèi)的特點(diǎn)也意味著(zhù)傳統的電力電子技術(shù)不能夠適應現如今的社會(huì )發(fā)展，電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的高速發(fā)展的時(shí)代。
具有功能驅動(dòng)、節能明顯和先進(jìn)等特點(diǎn)的IGBT，MOSFET等新型電力電子器件，所以可以在新型家電、感應加熱、通信、計算機電源和電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域中有很好的發(fā)展前景。
2 現代電力電子技術(shù)的歷史沿革
電子技術(shù)和微電子技術(shù)在80年代以來(lái)在各自的發(fā)展滯后得到了有效的結合，也就產(chǎn)生了全新概念的全控型的高頻化電力電子集成器件。
可關(guān)斷晶體管(GTO)電力晶體管(GTR)以及此類(lèi)晶體管的模塊也得到了實(shí)用化。
從此滯后，各種高頻化和全控化的新型器件也相繼出現，例如(功率MOSFET)絕緣門(mén)板晶體管(IGT或IGBT)、靜電感應晶體管(SIT)、靜電感應晶閘管(srrH)、MOS晶闡管(MCT)，MOS晶體管(MGT)。
這也意味著(zhù)一個(gè)具有高頻化和全控型的全新電力電子器件時(shí)代的誕生，傳統的電力電子技術(shù)即將被淘汰。
代電力電子技術(shù)大跨步進(jìn)入高速發(fā)展的新時(shí)代。
新一代電力電子器件的特點(diǎn)主要有多功能化、高頻化、全控化和集成化。
新型多功能的器件的出現促進(jìn)了控制系統和變流電路的技術(shù)不斷發(fā)展和成熟。
現如今電力電子技術(shù)主要是由各種PWM電路、高頻斬波電路和脈寬調制雙零諧振電路組成。
因此從今天的時(shí)代進(jìn)入變頻器，極大地豐富了電力電子技術(shù)的功能，不斷開(kāi)拓新的應用領(lǐng)域的時(shí)代的傳統不斷變化的需求的電力電子技術(shù)。
3 現代電力電子技術(shù)的發(fā)展
電力電子技術(shù)的發(fā)展自從20世紀90年代以來(lái)主要具有兩個(gè)方面的特點(diǎn)：電子技術(shù)與微電子技術(shù)的不斷完善結合和現有的各類(lèi)新型電力電子技術(shù)器件參數的不斷完善和提高。
電力電子器件的發(fā)展特點(diǎn)使其迅速的想著(zhù)大容量化和智能化的方向不斷的發(fā)展，也預示著(zhù)一個(gè)電力電子技術(shù)來(lái)到全新的時(shí)代。
電力電子技術(shù)是多技術(shù)和多學(xué)科的相互滲透和創(chuàng )新結合的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域中對具有很強的滲透性。
80年代后期，主要是以各種PWM電路和全控型新器件的現代化電力電子技術(shù)為代表。
在此時(shí)代主要是家用電器等、交流電氣牽引以及交流調速系統等領(lǐng)域運用的比較頻繁。
這個(gè)時(shí)代的發(fā)展預示著(zhù)電力電子技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。
在這個(gè)時(shí)代的電子電力系統當中，大型機組工作狀態(tài)的改變和運轉變流裝置起著(zhù)非常重要的作用。
現代主要是給與直流輸電以及系統運行的成熟控制和測試等安全保護提供一些技術(shù)手段。
超導磁浮鐵道系統主要有機車(chē)牽引、輕軌車(chē)以及地鐵在電力電子技術(shù)應用領(lǐng)域已經(jīng)非常普及。
日本在火車(chē)在高速運行時(shí)有PWM逆變交流牽引系統取代原來(lái)的直流系統的技術(shù)是世界第一。
先進(jìn)的國家都非常的關(guān)注超導磁浮鐵道系統的研究，其能夠讓火車(chē)高達500公里每小時(shí)。
這樣能夠解除交通壓力和提高運輸能力，對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著(zhù)非常重要的作用。
現如今的電力電子技術(shù)是傳統產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的主要是被控強電、弱電和接口橋梁。
此技術(shù)的發(fā)展能夠提高生產(chǎn)效率、降低消耗和節能。
4 結語(yǔ)
電力電子技術(shù)能能夠讓國家的基礎產(chǎn)業(yè)得到非�？焖俚陌l(fā)展，其與國家發(fā)展的方針和政策的配合下能夠在21世紀顯得尤為重要。
因此，電力技術(shù)成為了21世紀可持續發(fā)展不可或缺的組成部分，成為高科技產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵所在，能夠推動(dòng)我國的工業(yè)技術(shù)創(chuàng )新。
參考文獻
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現代電力電子技術(shù)的應用【2】
【摘 要】隨著(zhù)現代通訊技術(shù)、計算機技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)得到迅速發(fā)展，而電力電子在這其中發(fā)揮了不可估量的作用。
電子技術(shù)最早用于通訊、廣播，而如今已滲透到新型武器、電子醫療器械、電氣化設備、人造地球衛星和宇宙飛船等領(lǐng)域，給各個(gè)領(lǐng)域都帶來(lái)了巨大的影響，沒(méi)有電子技術(shù)這個(gè)極富生命力的領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，就沒(méi)有當代高速發(fā)展的物質(zhì)文明和精神文明。
【關(guān)鍵詞】電力系統 開(kāi)關(guān)電源 不間斷電源
一、電力電子技術(shù)的發(fā)展
1957年美國通用電氣公司研制出了第一個(gè)晶閘管，標志著(zhù)電力電子技術(shù)的誕生。
而1958年以集成電路的誕生為標志的微電子技術(shù)帶動(dòng)了一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，標志著(zhù)第一次電子技術(shù)革命的開(kāi)始。
現代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現代電力電子學(xué)方向轉變。
電力電子器件按照能被控制電路信號所控制的程度分為不可控器件、半控型器件和全控型器件。
不可控器件主要指電力二極管、該二極管雖不可控，可因為結構簡(jiǎn)單，使用方便成本低，仍被廣泛應用。
半控型器件主要指晶閘管，由它所組成的電路靈活成熟、開(kāi)關(guān)損耗小、開(kāi)關(guān)時(shí)間短，在電源、通用逆變器、電機控制等電路中應用廣泛。
但驅動(dòng)電流大、耐浪涌電流能力差、容易受二次擊穿。
以電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展為背景，全控型器件是在八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)了，主要有電力晶體管(GTR)、電力場(chǎng)效應晶體管(電力MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。
其特點(diǎn)是集高頻、高壓和大電流于一身，是大型的功率半導體復合器件，全控型器件的誕生表明傳統電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現代電力電子時(shí)代。
二、現代電力電子的應用領(lǐng)域
(一)電力系統及節能方面
電力電子技術(shù)在電力系統領(lǐng)域中的應用著(zhù)非常廣泛和重要，在發(fā)電通過(guò)改變設備的運行特性為主要目的;而電子技術(shù)在高壓輸電領(lǐng)域的應用，極大的提高了電網(wǎng)運行的穩定性，被稱(chēng)為“硅片引起的第二次革命”;在配電領(lǐng)域，則通過(guò)電力電子裝置來(lái)防止電網(wǎng)瞬間停電、瞬間電壓跌落、閃變等，以進(jìn)行電能質(zhì)量控制，加強供電可靠性，改善供電質(zhì)量。
同時(shí)還通過(guò)減少無(wú)功損耗，提高功率指數，來(lái)達到節能的目的。
在發(fā)達國家有60%以上的電能至少經(jīng)過(guò)一次以上的電力電子變流裝置進(jìn)行處理。
通過(guò)這種處理可以節約能源和提高用電設備的性能。
直流輸電在長(cháng)距離、大容量輸電中有很大的優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都使用晶閘管變流裝置。
(二)交通運輸
電子技術(shù)在鐵路運輸、船舶、航天、電動(dòng)汽車(chē)等行業(yè)都有廣泛的應用，稱(chēng)為新興產(chǎn)業(yè)不可缺少的重要技術(shù)。
新型環(huán)保綠色電動(dòng)汽車(chē)與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)都正在積極的發(fā)展中。
汽車(chē)是靠汽油引擎的運行發(fā)展起來(lái)的一種機械，它排出大量的二氧化碳與其他廢氣，嚴重污染了環(huán)境。
而綠色電動(dòng)汽車(chē)的電機用蓄電池為能源，靠電力電子裝置來(lái)進(jìn)行電力變換與驅動(dòng)控制，其蓄電池的充電也是離不開(kāi)電力電子技術(shù)的。
顯然，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)大有可能取代燃油汽車(chē)。
而在電氣機車(chē)中的直流機車(chē)就是采用整流裝置來(lái)供電的，而交流機車(chē)則采用變頻裝置來(lái)供電，都離不開(kāi)電子技術(shù)的應用，直流折波器和鐵道車(chē)輛、磁懸浮列車(chē)中的電力電子技術(shù)更是關(guān)鍵技術(shù)的應用實(shí)例。
船舶、飛機也需要各種不同要求的電源，所以航海、航空都離不開(kāi)電力電子技術(shù)。
(三)開(kāi)關(guān)電源
首先高速發(fā)展的計算機技術(shù)在帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了信息社會(huì )的同時(shí)，也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。
八十年代，計算機全面采用了開(kāi)關(guān)電源，率先完成計算機電源換代。
接著(zhù)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子、電器設備領(lǐng)域。
開(kāi)關(guān)電源和線(xiàn)性電源相比，二者的成本都隨著(zhù)輸出功率的增加而增長(cháng)，但二者增長(cháng)速率各異。
線(xiàn)性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源。
隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng )新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng )新，這一成本反轉點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。
高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作，開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內，實(shí)現高效率和小型化。
近幾年，開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴大，單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化，關(guān)鍵技術(shù)是高頻化。
由于開(kāi)關(guān)電源輕、小、薄的特點(diǎn)，其應用日益廣泛。
現在開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表、醫療設備、半導體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設備，視聽(tīng)產(chǎn)品，安防監控，LED燈袋，電腦機箱，數碼產(chǎn)品和儀器類(lèi)等領(lǐng)域。
(四)不間斷電源(UPS)
電子技術(shù)帶給計算機領(lǐng)域的還有不間斷電源技術(shù)。
所謂不間斷電源(UPS)是指計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。
交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉換開(kāi)關(guān)送到負載。
為了在逆變器故障時(shí)仍能向負載提供能量，另一路備用電源通過(guò)電源轉換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現。
目前在線(xiàn)式UPS的最大容量已可作到600kVA。
超小型UPS發(fā)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產(chǎn)品。
三、總結
90年代以后，電子技術(shù)朝著(zhù)大功率化、模塊化、變頻化和智能化發(fā)展。
電化學(xué)專(zhuān)業(yè)、鐵道電氣車(chē)、鋼鐵工業(yè)、電力工業(yè)的迅速發(fā)展給電力電子器件提供了用武之地。
通過(guò)電子技術(shù)和微電子技術(shù)的結合，促成了功率集成電路的誕生，最終促使了大量新結構、新材料器件等電子器件的誕生和發(fā)展，給工業(yè)、航天等帶來(lái)了極大的幫助和便利，對節約能源、改造傳統產(chǎn)業(yè)、發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)作出了巨大的貢獻。
總而言之，電力電子因應用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現又會(huì )使許多應用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì )開(kāi)拓更多更新的應用領(lǐng)域。
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