電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用探究

呂鋒

[摘? ? ? ? ? ?要]? 經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使不同類(lèi)型的工程項(xiàng)目開(kāi)始在我國(guó)大地上生根，并結(jié)出了碩果。在此背景下，電氣工程行業(yè)領(lǐng)域也取得了快速發(fā)展。而提高電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用效率，成了電子工業(yè)不斷發(fā)展的重要基礎(chǔ)。從電力電子技術(shù)的概述談起，研究其應(yīng)用的意義和要點(diǎn)，希望為電力電子技術(shù)持續(xù)健康發(fā)展貢獻(xiàn)一分力量。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 電力電子技術(shù);電氣控制;應(yīng)用

[中圖分類(lèi)號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2019）33-0282-02

電子科技與人們的生產(chǎn)、生活具有緊密的聯(lián)系，其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，更是將其作用發(fā)揮到了極致。電力電子技術(shù)較為復(fù)雜，電工原理、電子學(xué)等是其重要構(gòu)成，共同維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。智能化時(shí)代，電氣設(shè)備也開(kāi)始了自動(dòng)化升級(jí)，智能化使用使其無(wú)須人工過(guò)多的介入和操作便能完成系統(tǒng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，并能及時(shí)地處理多種問(wèn)題，其設(shè)備與以往相比，可以說(shuō)是天壤之別，節(jié)省了大量的人力，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)也呈現(xiàn)出更高的速度，更安全的性能。

一、電力電子技術(shù)的概念

（一）電力電子技術(shù)的概念

電力電子技術(shù)與電子器件和技術(shù)元素等息息相關(guān)，通過(guò)對(duì)這兩種元素的充分利用，來(lái)實(shí)現(xiàn)電能操作、實(shí)效控制，并將其控制在一定范圍內(nèi)，該范圍主要指的是電力范疇、控制范疇和電子范疇，從而實(shí)現(xiàn)電子對(duì)強(qiáng)電力的有效控制。該技術(shù)由于具備上述優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域如工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等。

電氣控制系統(tǒng)中應(yīng)用電力電子技術(shù)的重要性不言而喻，無(wú)論是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，還是對(duì)電子元件的控制，抑或是電力系統(tǒng)下的任務(wù)，都能順利完成，并推動(dòng)其健康發(fā)展。此外，電力電子的應(yīng)用，使電氣設(shè)備的使用更具科學(xué)性，周期更長(zhǎng)，狀態(tài)更為穩(wěn)定;電氣控制系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信息還會(huì)得到充分的利用，通過(guò)對(duì)其傳輸和識(shí)別，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并發(fā)出警報(bào)，以便相關(guān)人員能及時(shí)地采取科學(xué)合理的措施解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的有效管理。

（二）電力電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了諸多的波折，主要的發(fā)展流程要從電子器件制作說(shuō)起。該電子器件主要經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展流程，分別為不可控制型、半控制型以及全控制型時(shí)期。之后，電子器件發(fā)展進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)期，即完全的自動(dòng)化控制模式。這種模式與前三種模式相比，具有顯著的進(jìn)步，促進(jìn)電子電力技術(shù)研發(fā)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，對(duì)電氣控制也開(kāi)始走向了智能化。例如電力電子完全自動(dòng)化控制模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)魯性棒變化、時(shí)間系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，并建立了科學(xué)的反饋系統(tǒng)，對(duì)線路的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，無(wú)須人工參與，便能進(jìn)行自我調(diào)節(jié)和控制，提高了工作效率?，F(xiàn)階段，人們?cè)谧非笫褂眯实耐瑫r(shí)，也應(yīng)將降低電力功率列為重要的目標(biāo)，以推動(dòng)電力電子技術(shù)的發(fā)展。

二、電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用意義

電力電子技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用隨著科技的發(fā)展，發(fā)揮著更大的作用。在這些應(yīng)用中，電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)的應(yīng)用較為普遍，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了諸多便利，讓節(jié)能不再是口號(hào)，而是真正落到了實(shí)處。在提高生產(chǎn)效率方面，主要表現(xiàn)為提高了電能方面的效率，如電能的轉(zhuǎn)化效率、利用效率和生產(chǎn)效率。電氣結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的應(yīng)用，大大提高了其穩(wěn)定性和安全性，為其廣泛應(yīng)用奠定了基石。

（一）應(yīng)用范圍廣且操作較為簡(jiǎn)單、便捷

電能作為生產(chǎn)生活的重要幫手，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的“發(fā)動(dòng)機(jī)”。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，過(guò)去的電能供給已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代的需求，出現(xiàn)了供需矛盾，由此帶來(lái)的是對(duì)電氣工程的要求也在不斷變化。電力系統(tǒng)較為復(fù)雜，每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)整個(gè)運(yùn)作具有重要的影響，一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)，就有可能產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)，產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。電子技術(shù)的應(yīng)用為解決上述問(wèn)題提供了思路，可憑借其技術(shù)含量來(lái)提高其穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)雖然較為復(fù)雜，但由于運(yùn)用了電子技術(shù)，使得其操作不再讓人抓耳撓腮，而是輕而易舉便能完成，讓工作變得更智能。

（二）電子技術(shù)為提高電氣工程的質(zhì)量和性能提供了保障

人們?cè)谶\(yùn)行電力系統(tǒng)時(shí)，由于其復(fù)雜性，應(yīng)對(duì)其從多方面加以考慮，找到自身技術(shù)的替身。再加上其涉及面較廣，具有較強(qiáng)的綜合性。電子技術(shù)的應(yīng)用，可以使復(fù)雜的系統(tǒng)通過(guò)簡(jiǎn)單的操作來(lái)運(yùn)行，提高了操作效率;電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在保障自身科學(xué)性的同時(shí)，也使其在應(yīng)用時(shí)發(fā)揮最大的功效，為電氣工程系統(tǒng)的質(zhì)量和性能提供保障。

（三）電力電子技術(shù)性能良好，促進(jìn)了電力企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展

電力電子技術(shù)由于自身具備良好的性能，使其在電氣工程中獲得了較為廣泛的應(yīng)用，不僅促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，還推動(dòng)了電氣工程邁向了新的發(fā)展階段。電力電子技術(shù)的應(yīng)用效果，使得這一技術(shù)越來(lái)越受到人們的青睞，促進(jìn)了電力企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

（四）電力電子技術(shù)提高相關(guān)工作人員工作的效率

在人們用電需求不斷上升的前提下，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，出現(xiàn)了一些故障，并使得電力應(yīng)用面臨著嚴(yán)重的安全隱患。為了減少此項(xiàng)隱患，促進(jìn)其該系統(tǒng)的正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)，則要相關(guān)工作者熟練掌握電力系統(tǒng)技術(shù)管理工作，做到心中有數(shù)。將電力電子技術(shù)應(yīng)用其中，可以簡(jiǎn)化工作人員的操作步驟，提高技術(shù)管理的效率和水平。

三、電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用要點(diǎn)

（一）控制技術(shù)

控制技術(shù)是在電氣控制中的應(yīng)用要點(diǎn)之一，是一種較為新穎的控制技術(shù)，其獲得所需波形的方式較為特別，脈沖寬度是其主要的目標(biāo)。PWM控制技術(shù)理論并不是憑空而生的，而是來(lái)源于面積等效原理。當(dāng)前，電力技術(shù)的快速發(fā)展讓人在驚嘆之余，也不禁生出諸多心得，那就是如何將其應(yīng)用效果發(fā)揮到極致。PWM控制技術(shù)在此背景下，也獲得了發(fā)展的時(shí)間和空間，PWM控制技術(shù)獲得了各類(lèi)變流電路的使用權(quán)，其涵蓋的電路使用類(lèi)型多樣。

（二）軟開(kāi)關(guān)控制技術(shù)

社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，推動(dòng)了電力電子裝置邁向了一個(gè)新的發(fā)展階段：發(fā)展模式逐漸完善，現(xiàn)階段的模式為小型化發(fā)展模式和輕型化發(fā)展模式，在這兩種模式下，還對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步發(fā)展，提升了電子的兼容性。在電子電子裝置的內(nèi)部，其占有較大的空間，涵蓋的內(nèi)容眾多，如濾波電壓器內(nèi)容、電容內(nèi)容等。從開(kāi)關(guān)頻率的角度進(jìn)行分析時(shí)，當(dāng)頻率較高時(shí)，濾波器參數(shù)也會(huì)發(fā)生變化，變得越來(lái)越低，具體的空間范圍大小也相應(yīng)地得以縮減。換言之，通過(guò)電力高頻化要素的介入，原來(lái)的裝置不再符合實(shí)際需求，輕型化和小型化是其發(fā)展的必然趨勢(shì)，在此背景下，也產(chǎn)生一些弊端，如開(kāi)關(guān)損害與以往相比，大幅度增加，電路效率也呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)等。這些問(wèn)題極為嚴(yán)峻，電力相關(guān)工作人員不能掉以輕心，而是要轉(zhuǎn)變觀念，對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)、合理、全面、深入的分析。開(kāi)發(fā)軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，并通過(guò)電力電子技術(shù)來(lái)進(jìn)行開(kāi)關(guān)噪音和損耗問(wèn)題的處理。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的推動(dòng)下，具有優(yōu)良的發(fā)展趨勢(shì)，如IT產(chǎn)業(yè)應(yīng)用頻率和效果較好，拓?fù)鋽?shù)量不斷增加，開(kāi)關(guān)頻率超過(guò)1mz的情況下，諧振電路效率要求也在不斷提高，性能波也獲得了顯著的提升;再加上串聯(lián)渠道、并聯(lián)渠道、級(jí)聯(lián)渠道可以創(chuàng)建不同類(lèi)型的電路，針對(duì)性地解決此類(lèi)問(wèn)題，提升本體性能。

（三）電路保護(hù)裝置

電路保護(hù)裝置可以對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的電力電子提供可靠的保護(hù)，該保護(hù)的形式主要是通過(guò)發(fā)現(xiàn)元件中存在的故障，并制定出相應(yīng)的保護(hù)方案。目前，電路保護(hù)裝置的外形和運(yùn)作效率不盡如人意。這就對(duì)電力電子元件提出了新的要求，即向小型化、高功率化發(fā)展。目前，相關(guān)的工作人員在安裝電路保護(hù)裝置時(shí)，會(huì)加入過(guò)電流、電路檢測(cè)裝置等對(duì)電路進(jìn)行保護(hù)，并及時(shí)檢測(cè)、反饋信息，當(dāng)發(fā)現(xiàn)過(guò)電流時(shí)，可自動(dòng)進(jìn)行斷電處理，保護(hù)電力電子設(shè)備正常運(yùn)行。

（四）靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，現(xiàn)代社會(huì)人們的用電量與過(guò)去相比，不可同日而語(yǔ)，用電需求量的增加也導(dǎo)致電網(wǎng)功率不斷上漲，電流本身還會(huì)產(chǎn)生一些攻擊性負(fù)荷，這些都對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行效率產(chǎn)生了或大或小的影響，由此引起了低頻震蕩的頻頻發(fā)生。針對(duì)這種情況，可采用靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，減少功率損耗，提高電路中電壓的穩(wěn)定性。

（五）有源電力濾波器

有源電力濾波器是電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用要點(diǎn)之一，掌握其工作的原理，才能提高其應(yīng)用的效率、效果和效益。有源電力濾波器主要功能是檢測(cè)功能，檢測(cè)的是補(bǔ)償元件。此外，其還可以產(chǎn)生一些電流，此類(lèi)電流也被稱(chēng)作諧波電流，這些電流具有相同的特征，即具有共同的分量。此時(shí)，可利用補(bǔ)償裝置產(chǎn)生另外一種電流分量。讓兩種電流分量相互作用，相互抵消。想要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要這兩種電量分量極性相反，分量也要絲毫不差。有源電力濾波器恰恰能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，通過(guò)消滅電網(wǎng)中的諧波電流，使其只具備基波電流。有源電力濾波器具有速度快、補(bǔ)償功能多等特點(diǎn)，將電網(wǎng)阻抗產(chǎn)生的不利影響降低到最小。有源電力濾波器主要是對(duì)電路中的補(bǔ)償電流進(jìn)行科學(xué)的檢測(cè)，從而生成一種新的電流及無(wú)功電流，通過(guò)和諧波電流的相互抵消，來(lái)使其具備適用的一種電流。

（六）高壓直流輸電技術(shù)

現(xiàn)代發(fā)電廠輸出的電壓為交流電壓，這種電壓在輸電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的損耗，控制難度較大，且造價(jià)較高，因此，如果是高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離時(shí)，需選用直流輸電。直流輸電技術(shù)就像一個(gè)神奇的魔法師，能夠讓交流電壓變身，使其成為直流電壓，這些直流電壓在各變電站內(nèi)，再一次進(jìn)行變身，變?yōu)榭晒┯脩?hù)直接使用的交流電。

總之，電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用前途光明，效果良好，可以使電力系統(tǒng)擺脫過(guò)去固有的頑疾，飛速、健康地運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。隨著國(guó)家大力發(fā)展智能電網(wǎng)，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用頻率、效率和效果將會(huì)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段，研究其應(yīng)用，可為電力系統(tǒng)的持續(xù)健康發(fā)展和智能電網(wǎng)建設(shè)提供一些嶄新的思路。本文以電力電子技術(shù)的概述作為研究的起點(diǎn)，重點(diǎn)探究了其應(yīng)用的意義和應(yīng)用的要點(diǎn)，從而使其應(yīng)用具備一整套的原理，為后續(xù)具體應(yīng)用提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

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編輯 張 慧