電力電子技術的發(fā)展及應用

王海軍

（河南省高技術創(chuàng)業(yè)服務中心，河南 鄭州 450000）

電力電子技術的發(fā)展及應用

王海軍

（河南省高技術創(chuàng)業(yè)服務中心，河南 鄭州 450000）

隨著科學技術水平的不斷提升，以及人們生活水平的提高，電力電子技術不斷發(fā)展，且得到了廣泛應用，在一定程度上推動了國民經(jīng)濟的大發(fā)展。由此，本文首先簡要概述電力電子技術，然后分析電力電子技術的發(fā)展，最后探討電力電子技術的應用，以期為相關學者提供借鑒。

電力電子技術；發(fā)展；應用

電力電子技術，其實就是一個以電路技術、計算機技術和現(xiàn)代控制技術為支撐的技術產(chǎn)業(yè)平臺。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，電力電子技術已成為一門獨立的技術，在工業(yè)領域更是得到了廣泛應用。尤其是進入21世紀之后，諸多新理論、新技術開始出現(xiàn)，且這些技術和電力電子技術的融合度不斷加強。電力電子技術具有發(fā)展迅速、滲透力強等特點，因此，無論時代如何變化，其發(fā)展前景必然值得期待，且其應用領域也會不斷拓展。

1 電力電子技術的基本概況

電力電子技術是一門新興的且應用于電力領域的電子技術，主要是使用電力電子器件，如晶閘管、GTO等對電能進行變換和控制［1］。通常情況下，電力電子技術所變換出的電力功率可以大到數(shù)百兆瓦甚至是十億瓦特，相應的也能小到數(shù)瓦甚至是低于1W?？偠灾?，和以信息處理為主的信息電子技術最大的不同之處在于其主要用于實現(xiàn)電力變換。

2 電力電子技術的發(fā)展

2.1 電力電子技術朝著變頻器時代發(fā)展

變頻器時代就是應用變頻技術與微電子技術，改變電機工作電源頻率方式，進而有效控制交流電動機的電力控制設備。實際上，在之前很長一段時間內(nèi)，集成電路技術實現(xiàn)了迅猛發(fā)展，這無疑為現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展奠定了堅實的基礎。

而最典型的就是：將集成電路技術的精細加工技術與高壓大電流技術有機結(jié)合在一起，隨后也就出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件，同時促使那些中小功率電源被迫朝著更加高頻化的方向發(fā)展。而絕緣門極雙極晶體管的出現(xiàn)，更是為大中型功率電源向高頻方向發(fā)展帶來了巨大的機遇。

2.2 電力電子技術朝著逆變器時代發(fā)展

逆變器時代的主要表現(xiàn)是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電。逆變器由控制邏輯和濾波電路組成。在20世紀七八十年代，隨著變頻調(diào)速裝置技術的運用，一些大功率逆變用的晶閘管紛紛成為當時電力電子器件的主角，類似的還有高壓直流輸出等。

隨著近年來的發(fā)展變化，電力電子技術早已實現(xiàn)了整流和逆變的過程。但是，其工作頻率仍較低，且還僅僅局限于中低頻范圍內(nèi)。不過，隨著電力電子技術的逐漸成熟，其必將向著逆變器時代發(fā)展。

2.3 電力電子技術將朝著整流器時代發(fā)展

所謂整流器，指的是一個整流裝置，即將交流轉(zhuǎn)化為直流的裝置［2］。其中，比較典型的三大領域有：電解、牽引和直流傳動。科學研究表明：大功率的整流器能迅速把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，所以，大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應用一直以來都有比較好的發(fā)展前景。鑒于整流器時間比較久遠，重要性也不言而喻，因此，我國電力電子技術今后也將朝著整流器時代發(fā)展。

3 電力電子技術的應用

3.1 電力電子技術在工業(yè)中的應用

工業(yè)是我國第二產(chǎn)業(yè)。眾所周知，在眾多工業(yè)生產(chǎn)過程中，必定會使用到各種交流電動機，雖然其動力設備性能較好，且還可以提供直流斬波電源，但需要注意的是：交流電動機的主體依舊是電力電子裝備。

交流電機變頻調(diào)速技術的運用是整個電氣節(jié)能的關鍵，和傳統(tǒng)的大型機器相比可知，如果使用電力電子交流節(jié)能技術，并將其作為電力驅(qū)動電源，完全可以達到節(jié)能的目的，其省電的效率更是可以達到30%以上。近幾年，隨著電力電子技術的應用愈加成熟，交流電性能也開始逐漸表現(xiàn)出來，可見，電力電子交流調(diào)速技術將快速占據(jù)市場［3］。

3.2 電力電子技術在電力系統(tǒng)中的具體應用

電力系統(tǒng)對電力電子技術的依賴性較大。高壓輸電是基于發(fā)電廠，并借助變壓器，進而將發(fā)電機發(fā)出的電壓升壓后再輸出的一種全新電力運輸模式。需要注意的是：高壓直流輸電端位置，一般都是使用晶閘管變流裝置，因為這樣能有效避免因長距離輸送而導致的電力系統(tǒng)損耗問題，最終也能為良好輸電提供有力保障。

但是，在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，電力電子技術的裝置是可以被電能質(zhì)量控制的，比如，將其使用于閃變、瞬間停電等電能質(zhì)量控制中，能更好地保障供電質(zhì)量?？偠灾?，在電力系統(tǒng)建設發(fā)展中，如果能得到電力電子技術的大力支持，則更有利于我國現(xiàn)代化電力建設目標的實現(xiàn)。

3.3 電力電子技術在交通運輸行業(yè)中的具體應用

隨著我國交通運輸業(yè)的迅速發(fā)展，電力電子技術在其中的運用價值和意義也逐漸顯現(xiàn)出來，尤其是DC/DC變換技術，更是被大量應用到地鐵、動車及無軌電車中，不僅起到了控制無極變速的作用，而且還有效提升了控制質(zhì)量。

在具體使用過程中，電氣機車中的直流機車通常會選擇整流裝置，并將其作為供電設備。但是，交流機車一旦采用了變頻裝置進行供電，也就意味著必須借助電力電子裝置才能做好電力控制工作。比如，直流斬波器被廣泛應用到軌道車輛中；電力電力技術被應用到磁懸浮列車中。即便部分交通工具使用的是蓄電池，但同樣離不開電力電子技術的應用。

4 結(jié)語

電力電子技術是利用電力電子器件實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術，同樣也被稱為是功率電子技術。21世紀是科學技術的時代，電力電子技術的發(fā)展速度及應用領域早已超出人們的想象，其已成為我國經(jīng)濟與社會發(fā)展過程中的重要項目之一。雖然當前這一技術在實際應用過程中還存在諸多問題，但在國家相關政策的強有力扶持下，其發(fā)展前景依舊可觀?？傊?，充分發(fā)揮電力電子技術的優(yōu)勢，不僅能解決目前社會發(fā)展中面臨的諸多問題，而且能為我國經(jīng)濟的有效發(fā)展提供重要保障。

［1］劉莉宏.現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展及其應用［J］.北京工業(yè)職業(yè)技術學院學報，2006（3）：1-4.

［2］王新河，許建新.現(xiàn)代電力電子技術在電源中的應用是今后發(fā)展的必然趨勢［J］.治黃科技信息，2006（3）：10-12.

［3］劉增金.電力電子技術的發(fā)展及應用探究［J］.電子世界，2011（9）：19.

Development and Application of Power Electronic Technology

Wang Haijun
（Henan Incubation&Service Center for&High-tech Enterprises，Zhengzhou Henan 450000）

With the continuous improvement of science and technology and the improvement of people's liv?ing standard,power electronic technology has been developed and widely used.It has promoted the develop?ment of the national economy to a certain extent.Therefore,this paper first gave a brief overview of power electronic technology,and then analyzed the development of power electronic technology,and finally dis?cussed the application of power electronic technology,in order to provide reference for the relevant scholars.

electric power electronic technology；development；application

TM1；TN0

A

1003-5168（2017）12-0021-02

2017-11-01

王海軍（1975-），男，本科，工程師，研究方向：電子技術。