現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢探析

常宇星

【摘要】：日常生活的各個(gè)地方都出了電力電子技術(shù)，這些技術(shù)的出現(xiàn)給生活帶了很多好處，如電源開關(guān)，電力輸送等。這些電力電子技術(shù)普遍的存在我們生活的每一個(gè)地方。20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的半導(dǎo)體復(fù)合器，是電力電子技術(shù)最早的產(chǎn)物，隨后開啟了電力電子技術(shù)時(shí)代。

【關(guān)鍵詞】：電力電子；技術(shù)；發(fā)展趨勢

1、電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1變頻器時(shí)代

電力電子技術(shù)中變頻器應(yīng)用一般都是在大范圍用電，以交流發(fā)電機(jī)為電力來源，通過直流電進(jìn)行消耗，例如工業(yè)中大型設(shè)備的生產(chǎn)動(dòng)力，內(nèi)燃機(jī)車動(dòng)力等。上世紀(jì)70年代興起的硅整流器轉(zhuǎn)變直流電被廣泛應(yīng)用在工業(yè)用電輸出。

1.2逆變器時(shí)代

電力電子技術(shù)發(fā)展遇到瓶頸，整流器的發(fā)展無法滿足高耗電企業(yè)用電的實(shí)際需要，這樣的背景下使得以交流電為主的逆變器時(shí)代來臨。由晶閘器件、晶體管等主流發(fā)展，在高壓直流輸出還能有效補(bǔ)償動(dòng)太功率。只能在低頻領(lǐng)域中使用的逆變器目前為止還沒有被廣泛使用。

1.3變頻器時(shí)代

上世紀(jì)80年代對(duì)電力電力應(yīng)用領(lǐng)域的一大創(chuàng)新就是大規(guī)模集成電路的應(yīng)用。大規(guī)模集成電路技術(shù)為現(xiàn)在電力電子技術(shù)的快速發(fā)展鋪平了道路，變頻器時(shí)代的來臨使得電力電子技術(shù)得到精細(xì)化的發(fā)展?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)從出現(xiàn)全控型功率器件后，得到了飛速發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)使得電力電子技術(shù)得到轉(zhuǎn)化的可能。功率半導(dǎo)體器件的逐漸退出，使得變頻器后來應(yīng)用逐步擴(kuò)大了變頻調(diào)速的范圍。使得小型輕量化裝備也得到了更廣闊的發(fā)展空間。

2、電力電子技術(shù)的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)

2.1對(duì)電能的使用進(jìn)行優(yōu)化作用

日常生活中電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得我們對(duì)電能使用處理最大限度的進(jìn)行節(jié)約。電能不再被浪費(fèi)，這都得益于電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。根據(jù)調(diào)查，現(xiàn)在應(yīng)用于電力電子設(shè)備中潛在節(jié)能就相當(dāng)于上世紀(jì)末發(fā)電量的百分之一。電力電子技術(shù)在電能領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用效果驚人，對(duì)電力節(jié)能貢獻(xiàn)非常突出。電力電子技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了電能最佳化。

2.2能夠改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)

隨著科技不斷進(jìn)步，今后電力領(lǐng)域?qū)?huì)有更多的電能需要經(jīng)過電力電子技術(shù)的處理而被人們使用。人們?nèi)粘Ｉ钪幸矔?huì)有相關(guān)的電力電子設(shè)備產(chǎn)品的出現(xiàn)。電力電子技術(shù)作為一種弱電控制強(qiáng)電的媒體，連接了計(jì)算機(jī)與機(jī)電生產(chǎn)設(shè)備，為傳統(tǒng)的工業(yè)帶來了新的發(fā)展創(chuàng)造了條件。2.3提高設(shè)備工作效率，優(yōu)化設(shè)備功能

作為一項(xiàng)不斷優(yōu)化的電子技術(shù)，自身的高頻技術(shù)與變頻技術(shù)將會(huì)通過發(fā)展不斷的被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，會(huì)不斷的向更高頻的方向發(fā)展。也會(huì)縮小傳統(tǒng)機(jī)電外觀的體積，保證正常功能的運(yùn)轉(zhuǎn)。電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展也會(huì)提高機(jī)電設(shè)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，創(chuàng)造更多的功能。

2.4優(yōu)化處理方式變革新技術(shù)

目前電力電子技術(shù)不斷進(jìn)步，尤其是將智能化與原有的信息處理與功率處理合二為一了，使得先進(jìn)電力電子技術(shù)與傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)穩(wěn)定的結(jié)合在一起。在傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)方面發(fā)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變，會(huì)給社會(huì)生產(chǎn)帶來前所未有快速發(fā)展。

3、現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用分析

3.1工業(yè)領(lǐng)域

在目前工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，對(duì)于電力電子技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，像大部分企業(yè)使用的數(shù)控機(jī)床，以及大型的鼓風(fēng)機(jī)等。這些都是靠交直流電動(dòng)機(jī)來提供動(dòng)力的，電力電子交直流技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用的十分廣泛了。從節(jié)能性角度來說，急需提升電機(jī)系統(tǒng)的使用性能，這一點(diǎn)可從專用電機(jī)的設(shè)計(jì)方面著手對(duì)系統(tǒng)的使用效率進(jìn)行提升，或是從控制設(shè)備的完善等方面來看，同樣可行。

3.2交通運(yùn)輸領(lǐng)域

現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得道路上的車輛越來越多，無論是電動(dòng)汽車還是電動(dòng)機(jī)車都離不開電力電子技術(shù)的支持，例如更高一級(jí)別的飛機(jī)、輪船等更是離不開電力電子技術(shù)的支持。電動(dòng)車輛的普等相關(guān)問題也逐漸成為需要完善與改革的內(nèi)容，而環(huán)保電力問題更是一個(gè)時(shí)代性的問題。生活中天天接觸的電梯同樣使用交流變頻調(diào)速裝置。

3.3傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域

傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，企業(yè)通過電力電子技術(shù)的使用，保證電能達(dá)到最佳優(yōu)化效果，合理的避免電能浪費(fèi)。這節(jié)約的基礎(chǔ)將信息與功率合二為一，將電力電子與微電子兩種技術(shù)合并在一起給傳統(tǒng)行業(yè)帶來了創(chuàng)新的微電子技術(shù)，這會(huì)使目前惡劣的勞動(dòng)環(huán)境得到改善，讓工作更加舒適只能，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度還能提高工作效率，加快產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造。中高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)用同樣是需要重點(diǎn)關(guān)注的問題，這一系統(tǒng)本身就具備極大的先天優(yōu)勢，表現(xiàn)在低污染和低能耗兩方面。

3.4家用電器領(lǐng)域

日程生活離不開的家用電器都是電力電子技術(shù)應(yīng)用范圍內(nèi)的，這些電器都是不可缺少的部分，現(xiàn)代電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，給人們帶了非常多的便利與享受。

4、現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展的主要趨勢

4.1集成化、模塊化發(fā)展

集成化與模塊化發(fā)展主要體現(xiàn)在電源單元和功率器件兩個(gè)方面，使用微小智能化的器件，不僅可以對(duì)器件的體積進(jìn)行有效的控制，并且設(shè)計(jì)制造的模塊化也表現(xiàn)的非常突出，實(shí)現(xiàn)模塊化發(fā)展的主要核心是降低電力電子技術(shù)中器件的電應(yīng)力。從而可以提高電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

4.2高頻化發(fā)展

在供電頻率方面，不管是器件體積還是變壓器的電感都是反比例發(fā)展，因此體積減少肯定會(huì)使通過實(shí)踐驗(yàn)證的。實(shí)際上自從出現(xiàn)控制型電子期間后，電力電子技術(shù)已經(jīng)朝著高頻化方向轉(zhuǎn)變了。

4.3數(shù)字化、全控化發(fā)展

隨著科技的不斷進(jìn)步，全控化電力電子技術(shù)打破了之前電力電子器件的使用功能限制，還大大降低電路關(guān)斷后的危險(xiǎn)，從根源上保證了電力系統(tǒng)的安全使用。現(xiàn)代電力電子技術(shù)的高頻斬波等都充分展現(xiàn)了其數(shù)字化的特征，就連弱電領(lǐng)域也進(jìn)一步開拓了電力電子技術(shù)的發(fā)展空間，提高了集成化發(fā)展程度。

5、結(jié)論

電力電子技術(shù)概括來說，就是一種集智力、信息與知識(shí)為一身的密集型技術(shù)，電力電子技術(shù)特點(diǎn)是能耗低，產(chǎn)生的污染少。我們對(duì)于電力電子技術(shù)發(fā)展前景有著美好的展望，相信隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，電子電力技術(shù)同樣能緊跟上時(shí)代的步伐，不斷發(fā)展與改變，不斷創(chuàng)新。電子電力技術(shù)能廣泛適用于各個(gè)領(lǐng)域，隨著電力電子技術(shù)更高更好的發(fā)展，將來為我國的現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)。