現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展及其應用分析

胡婷娟

（白銀市白銀區(qū)建設北路81號白銀市工業(yè)學校 甘肅 白銀 730900）

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展及其應用分析

胡婷娟

（白銀市白銀區(qū)建設北路81號白銀市工業(yè)學校 甘肅 白銀 730900）

電力電子技術(shù)又被稱為"功率電子學"，主要是應用于電力方面，通過電力電子元件對電能進行變換和控制的電子技術(shù)。現(xiàn)代電力電子技術(shù)正逐漸向技術(shù)提升、節(jié)能環(huán)保、硬件優(yōu)化方面轉(zhuǎn)變，是自動化、機電一體化、智能化等發(fā)展的基礎?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)能夠有效的節(jié)約能源、降低環(huán)境污染、提高經(jīng)濟效益，由于其具有控制精確程度高、減少模擬信號的失真、受雜散信號干擾程度較小等特點，能夠有效的改善工作所處的條件。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代電力電子技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到了人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗１疚木同F(xiàn)代電子電力技術(shù)的發(fā)展及其應用進行了簡要的分析和闡述。

電力電子技術(shù)發(fā)展應用分析

現(xiàn)代的電子電力技術(shù)中包含電力電子器件、控制電路和變流電路，其涉及了電力、電子、控制三方面領域的知識，是一門新興的應用于電力領域的電子技術(shù)?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)不僅對于促進我國各領域的發(fā)展有著重要的作用，同時作為一項基礎學科對提高學生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)有著積極的促進作用。

一、現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)中的低頻技術(shù)處理，在不斷的歷史發(fā)展中逐漸的完善和改進，在各個領域中都有著廣泛的應用，例如現(xiàn)代通信、機械、家用電器、燈光照明、冶金、汽車、醫(yī)療設備等。在上世紀五十年代第一個晶閘管出現(xiàn)以后，電力電子技術(shù)被人們漸漸的了解和認識，經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成就。筆者就電力電子技術(shù)發(fā)展的歷史進行簡要的闡述。

1.整流器時代的發(fā)展

整流器時代是在上世紀的60年代到上世紀70年代間發(fā)展的，這一時期內(nèi)工業(yè)用電是由交流電的發(fā)動機產(chǎn)生的，并且大功率的硅整流管和晶閘管被發(fā)明和廣泛的應用。電子工業(yè)革命的發(fā)展又極大的推動了半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展浪潮，在通信領域中開始了半導體相關(guān)器件的使用，大功率的硅整流器使得交流電能夠快速、高效的轉(zhuǎn)變成為了直流電，完成相應的電解、牽引和直流轉(zhuǎn)動直流電形式的消耗。

2.逆變器時代的發(fā)展

逆變器時代是從是從上世紀70年代發(fā)展的，這時出現(xiàn)了全世界范圍內(nèi)的能源大危機，相關(guān)節(jié)約能源的產(chǎn)品應運而生，在這樣的大背景下，交流電機變頻調(diào)速得到了極大程度的發(fā)展，其中最為關(guān)鍵的技術(shù)為如何將直流電逆變成0到100赫茲的交流電，70年代末期，變頻調(diào)速裝置的普及促使大功率電力電子器件的快速發(fā)展，比如巨型功率晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管等等。

3.變頻器時代的發(fā)展

變頻器時代是在80世紀發(fā)展起來的，這個時期的集成電路技術(shù)得到了巨大的發(fā)展，精細的加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)以及集成電路技術(shù)組合構(gòu)成了全控型功率器件，在這之后相繼出現(xiàn)了功率MOSFET、絕緣柵雙極型晶體管，傳統(tǒng)電力電子技術(shù)逐漸完成了向更加高頻、更加可控、更加集成的現(xiàn)代電力電子技術(shù)的轉(zhuǎn)變。

二、現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應用

1.工業(yè)發(fā)展領域

在工業(yè)發(fā)展領域，交直流電動機應用的非常廣泛，其中直流電動機的調(diào)速性能非常好，電源一般選擇的是電力電子裝置。最近幾十年電力電子變頻技術(shù)的發(fā)展迅速，交流電機的調(diào)速性能與直流電機的調(diào)速性能不相上下，由于交流電機的快速發(fā)展和大力的應用推廣，使得交流電機的調(diào)速技術(shù)的發(fā)展獲得了領先的地位。為了達到更好的節(jié)能效果，許多對調(diào)速性能要求不高的設備也紛紛采用變頻技術(shù)，在電化學工業(yè)中，直流電機同樣被大量的使用，電解裝置、電鍍裝置等都需要整流電機。例如：某冶金工廠，為了更好的節(jié)約資源，獲得更高的經(jīng)濟收益，在冶金中的高頻、中頻感應加熱電源、直流電弧爐電源等方面都采用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)，將二者結(jié)合實現(xiàn)了提高作業(yè)效率、降低能源消耗的成果。

2.交通行業(yè)領域

交通行業(yè)領域的現(xiàn)代電力電子技術(shù)被廣泛的應用到了電氣化鐵道中，電氣機車中的交流機車經(jīng)常選用變頻裝置，而直流機車經(jīng)常選用整流裝置，在鐵道車輛中也常見到直流斬波器的使用。在車輛中的牽引電機轉(zhuǎn)動和輔助電源應用等方面，也都需要利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)。比如電動汽車的電機需要依靠電力電子的裝置進行電力的變換還有驅(qū)動控制，蓄電池的充電需要依靠電力電子裝置，轎車中的一些控制電機也需要依靠電力電子裝置中的變頻器和斬波器驅(qū)動并控制。除此之外的飛機和船舶的電源、運輸都需要電力電子技術(shù)的支持，未來磁懸浮列車的發(fā)展中，超導磁浮鐵道系統(tǒng)的應用和推廣被人們廣泛的關(guān)注著。

3.電力系統(tǒng)領域

電力系統(tǒng)領域方面，西方某些國家在對最終使用電能的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)大致有60%以上的電能都需要經(jīng)過至少一次的電力電子變流裝置的處理，在我國傳統(tǒng)的發(fā)電機中采用的是直流勵磁，隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的推廣和使用，目前已經(jīng)將傳統(tǒng)的直流勵磁機改變?yōu)榱死弥蓄l交流勵磁機和電力電子整流的方式，大大的提升了電力供應的可靠性，并且通過電力電子變換裝置將太陽能、風能、地熱能、潮汐能等進行轉(zhuǎn)換，使波動的電能通過恒壓、恒頻的方式輸出，能夠有效的利用這些可再生能源，實現(xiàn)真正的綠色發(fā)電、環(huán)保發(fā)電。晶閘管控制電抗器、晶閘管投切電容器、靜止無功發(fā)生器等電力電子裝備利用電力系統(tǒng)的無功補償或者是諧波抑制，可以有效的防止配電網(wǎng)系統(tǒng)中電網(wǎng)的瞬間停止、電壓迅速閃變等，能夠提高供電的質(zhì)量，完成對于電能質(zhì)量的控制。

4.家用電器領域

家用電器領域中，電力電子照明的電源相對于傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈，體積較小、發(fā)光的效率更高、節(jié)能效果更好，電視機、電冰箱、微波爐、洗衣機等也都應用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)，促使家用電器朝著智能化、科技化、節(jié)能化的方向發(fā)展。例如：某家庭將家里的白熾燈更換成了高頻熒光燈，高頻熒光燈比白熾燈占用的空間小，使該家庭墻體空出了較大的空間，并且該家庭通過長期使用高頻熒光燈，發(fā)現(xiàn)高頻熒光燈不僅發(fā)光效果更好、更亮，也大大的節(jié)省了家中電能的使用，節(jié)省了該家庭的電費。

結(jié)語

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展極大的方便和服務了人們?nèi)粘５纳a(chǎn)和生活，通過現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應用，優(yōu)化了電能的使用，節(jié)省了電能資源，使電能的使用合理、科學、高效，改變了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和機電一體化等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)今后更加廣泛的利用微電子技術(shù)提供了基礎，使機電設備能夠突破工頻的傳統(tǒng)向高頻化不斷邁進，推進了電力電子智能化，現(xiàn)代電力電子技術(shù)逐漸成為了我國現(xiàn)代化建設中的一項不可或缺的技術(shù)。

［1］張子午.試論現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢及應用［J］.科技傳播，2011（13）.

［2］周家興.探究現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展及其應用［J］.電子制作，2015（11）.

［3］李勇.電力電子技術(shù)的應用及其發(fā)展［J］.黑龍江科學，2014（10）.