基于现代背景下电力电子技术的研究

冉建光

(贵州航天南海科技有限责任公司,贵州遵义,563000）



基于现代背景下电力电子技术的研究

冉建光

(贵州航天南海科技有限责任公司,贵州遵义,563000）

摘要：在当前现代社会背景下，随着我国电力设施采用的电子技术水平的提升，学术界对这一问题的研究也呈现出迅猛增长的态势。本文在此背景下，首先对电力电子技术其发展历程进行分析，随后介绍电力电子技术的应用。

关键词：现代；电子电子技术；电子元器件；整流器

由于电力电子技术这是属于借助相应的电力电子器件实现控制与变换电能的一门科学，往往广泛的应用在交通、电力、航空航天、工业等领域，这已经在工业生产与社会生活诸多领域深入应用，这也发展为在高新技术与传统产业当中一项十分关键的技术，能够有效节约能源。

1　电力电子技术发展历程

1.1整流器时代

通过50Hz工频交流发电机提供大功率工业用电，可是往往直流形式消费的电能占据到两成左右，电解、牵引、直流传动这是其中最为典型的领域。凭借大功率硅整流器可以将工频交流电比较高效率的向直流电转变，那么在二十世纪六十年代至七十年代这段时间内，极大的发展开发和应用大功率硅整流管与晶闸管。在这一阶段在我国各个地方出现大办硅整流器厂，如今存在的各种制造硅整流器的半导体厂家则是对这一浪潮有效的体现。

1.2逆变器时代

随着在七十年代之后，在全球出现十分严峻的能源危机，由于交流电机变频调速受到特别明显节能效果的影响而出现急剧的发展，通过对这项技术进行分析，其关键技术则是把直流电向零至100Hz交流电逆变。由于逐步普及变频调速装置，当时电力电子器件的主角则是门极可关断晶闸管、巨型功率晶体管、大功率逆变所使用的晶闸管。这些相类似的应用还存在着静止式无功率动态补偿、高压直流输出等。所具备的那么电力电子技术可以实现逆变与整流，可是存在比较低的工作频率，往往只是在中低频范围实施。

1.3变频器时代

由于在八十年代高速发展的大规模与超大规模集成电路技术，这就奠定坚实的基础发展现代电力技术。通过有效结合高压大电流技术与集成电路技术的精细加工技术，导致部分全新全控型功率器件出现，这也使得中小功率电源发展成高频化，而在这之后出现的后绝缘门极双极晶体管，这也将新的发展机遇带给大中型功率电源高频化，这也彰显出以往传统电力电子转化成现代电力电子。逐步发展的新型器件不但将比较高的频率提供给交流电机变频调速，从而具备更加可靠完善的性能。

2　应用电力电子技术现状

2.1一般工业

由于各种类型的直流电动机大量的应用在工业领域。直流电动机所具备的调速性能比较好，不管是给其供电的直流斩波电源还是可控整流电属于电力电子装置。而在近些年时间以来迅猛发展的电力电子变频技术背景下，导致交流电机所拥有的调速性能能够媲美直流电机，交流调速技术在比较短时间内得到广泛应用，并且牢牢把控住主导地位。不管是几百瓦的数控机床伺服电机，还是几千千瓦的各种轧钢机，另外还有矿山牵引等这些场合都对于电力电子交直流调速技术广泛应用。在这些年以来部分要求的调速性能比较低的大型鼓风机也进行电力电子装置也就是软起动装置应用。直流电压广泛应用在电化学工业当中，在电镀装置、电解食盐水、电解铝等必须具备大容量整流电源。除此之外，冶金工业当中的高中频感应淬火电源、直流弧炉电源、加热电源也广泛应用电力电子技术。

2.2交通运输

电力电子技术也会得到广泛的应用在电气化铁道。根据对电气机车进行分析，那么其中的直流机车实施的就是整流装置，在交流机车当中实施的则是另外的变频装置。铁道车辆当中普遍使用直流斩波器。电力电子技术在未来磁悬浮列车当中是属于一项十分关键的技术。除了牵引电机传动，车辆当中的各种类型的辅助电源都必须借助于电力电子技术才能发挥作用。电动汽车当中的电机必须借助于电力电子装置实施驱动控制与变换电力，那么充电电动汽车的蓄电池还依赖于电力电子装置。而高级汽车当中往往应该存在相当数量的控制电机，这也应该借助斩波器与变频器驱动控制。在船舶与飞机当中必须具备要求不同的电源，那么不管是航海还是航空都必须应用电力电子技术。当将电梯归结到交通运输的范畴之内，在电梯当中也必须具备相应的电力电子技术。以往电梯绝大多数采用的系统是直流调速，可是近些年的主流则是交流变频调速。

2.3电力系统

电力系统当中十分广泛的应用电力电子技术。根据相关数据显示，发达国家当中用户最终使用的电能将近六成以上电能至少凭借一次以上电力电子变流装置实施处理。电力电子技术在电力系统的现代化进程当中是属于一项十分关键的技术。甚至能够这样说，当并不存在电力电子技术，那么根本无从谈及现代化的电力系统。直流输电存在比较大的优势在大容量与长距离输电过程中，不管是在受电端逆变阀还是在送电端整流阀都是实施晶闸管变流装置。而在最近才逐步应用的柔性交流输电的实现也是借助电力电子装置。电力系统当中无功补偿和谐波抑制存在十分重要的意义。晶闸管投切电容器与晶闸管控制电抗器属于特别重要的无功补偿装置。新型的有源电力滤波器与静止无功发生器存在优越的无功功率和谐波补偿的性能。电力电力装置在配电网系统当中不但可以实时预防瞬时电压跌落、闪变、电网瞬时停电等，还能够控制电能质量，将供电质量有效改善。变电所就是将可靠交直流操作电源提供给操作系统，蓄电池充电也必须借助电力电子装置。

2.4电子装置用电源

往往各种类型的电子装置供电都借助不同电压等级直流电源。在通信设备当中的程控交换机当中的直流电源在之前则是晶闸管整流电源，如今直流电源已经使用的是全控型器件高频开关电源。微型计算机内部电源与大型计算机工作电源如今也是高频开关电源。以往的各种类型的电子装置当中供电绝大多数是线性稳压电源，而高频开关电源高效率、轻质量、小体积的优势，现在已经将线性电源取代。这主要是由于在各种类型的信息技术装置当中电源的提供还是电力电子装置，这也就体现出信息电子技术借助电力电子技术才能发挥作用。

3　结语

总而言之，电力电子技术存在着特别广泛的应用范围。人类探索自然、国民经济领域、衣食住行都存在电力电子技术。正是受到电力电子技术的重要影响，这也就导致很多的人员进行电力电子技术的学习与研究，有效促进电力电子技术的发展。电力电子装置提供给负载的是属于各种不同的变频交流电源、恒频交流电源、直流电源，那么研究电力电子技术也是属于电源技术。在节省电能过程当中，电力电子技术发挥特别重要的作用，尤其是大型水泵、风机实施变频调速，特别庞大使用量的照明电源，电力电子技术存在特别明显的节能效果，这也就将其叫成节能技术。

参考文献

[1] 高颂九.静止无功补偿发生器在变电站的运行分析[J] .浙江电力.2012(06)

[2] 徐忻,胡靖,石辉,张勇军.基于电压源换流器的高压直流输电技术研究综述[J] .广东电力.2012(05)

Research on power electronic technology based on the modern background

Ran Jianguang
(Guizhou Aerospace Science and Technology Co.,Ltd.,Zunyi,Guizhou,563000,China)

Abstract：In the current context of modern society,with the improvement of the level of electronic technology in China's electric power facilities,the academic research on this issue also showed a rapid growth trend.Under this background,firstly,the development course of power electronic technology is analyzed, and then the application of power electronics technology is introduced.

Keywords：Modern;electronic and electronic technology;electronic components;rectifier

作者简介

冉建光：工程师，1970年3月出生，贵州人