控制技術(shù)中的電力電子應(yīng)用

郭振慧 馬學(xué)智

摘要：現(xiàn)代電力電子技術(shù)是一項(xiàng)融合了電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)等多種技術(shù)的新型產(chǎn)業(yè)平臺，主要借助電力電子器件來實(shí)現(xiàn)行電能的控制和轉(zhuǎn)換。其至今已經(jīng)有數(shù)十年的歷史，主要發(fā)展歷程從最初的整流器時(shí)代，到后來的逆變器時(shí)代，最后發(fā)展到變頻器時(shí)代，且仍然處于持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)。本文針對現(xiàn)代電力電子技術(shù)的基本概況，對其發(fā)展及應(yīng)用進(jìn)行了深入分析。

關(guān)鍵詞：電力電子;控制技術(shù);應(yīng)用

1 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對電力的需要也在逐步提升，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，傳統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題，這也在一定程度上加大了電子系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的概率，導(dǎo)致電力電子技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中存在嚴(yán)重的安全隱患。因此，要消除電子控制系統(tǒng)中存在的安全隱患，保證電子控制系統(tǒng)在發(fā)展的過程中能夠具備較強(qiáng)的安全性，相關(guān)人員就必須對電子控制中的電力電子技術(shù)應(yīng)用基于高度的重視，通過合理使用電力電子技術(shù)，促使相關(guān)人員能夠更加簡便的進(jìn)行操作，促進(jìn)系統(tǒng)技術(shù)管理工作效率的提升，為服務(wù)質(zhì)量的提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展

2.1 整流器時(shí)代

直至1957年，美國人R.A.約克制成實(shí)用的晶閘管，擴(kuò)展了半導(dǎo)體器件的功率控制范圍，50年代末被用于電力電子裝置，60年代以來得到迅速推廣，主要應(yīng)用于大功率的硅整流管和晶閘管。而功率較大的工業(yè)用電普遍為工頻交流發(fā)電機(jī)生成，但是，其中有高達(dá)五分之一的電力是以直流的形式消耗使用的。而大功率硅整流器能夠?qū)⒐ゎl交流電轉(zhuǎn)換成直流電，因此，功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用在上世紀(jì)六、七十年代得到了很大發(fā)展，這就是電力電子技術(shù)發(fā)展的第一個時(shí)代。

2.2 逆變器時(shí)代

20世紀(jì)70年到80年代期間是電力電子技術(shù)的第二個階段，又稱逆變器時(shí)代。在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī)，為了節(jié)約能源，交流電機(jī)變頻調(diào)速迅速發(fā)展，電力電子技術(shù)逐漸能夠?qū)崿F(xiàn)逆變。隨著變頻調(diào)速裝置的普及與應(yīng)用，門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、大功率逆變用的晶閘管和巨型功率晶體管（GTR）逐漸成為主要的電力電子器件。

3 電子技術(shù)控制中電力電子技術(shù)的應(yīng)用

3.1 保護(hù)電路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)

電子控制系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，電路保護(hù)系統(tǒng)的積極作用不可忽視，如果電路在實(shí)作中，系統(tǒng)中的某一個原件發(fā)生了故障，電路保護(hù)裝置就能夠充分發(fā)揮其對電路的保護(hù)作用，現(xiàn)階段，常見的電路保護(hù)裝置主要包括電流繼電器、快速熔斷器等。但是，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，常用的軟件將會更加趨向于小型化、高功率的方向發(fā)展，在這樣的大背景下，傳統(tǒng)電路中的保護(hù)裝置就很難滿足現(xiàn)代電路的保護(hù)需要，通過應(yīng)用電力電子技術(shù)，可以在電路中加入保護(hù)裝置，起到對電流保護(hù)的作用，在此過程中，合理的根據(jù)電力檢測裝置的實(shí)際情況，及時(shí)對相應(yīng)的信息內(nèi)容進(jìn)行反饋，如果線路中有電流出現(xiàn)，就能對相應(yīng)的電路進(jìn)行斷電處理，同時(shí)通過這樣的方式，還能有效地對電路和電子器件進(jìn)行保護(hù)。電路在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，任何一個部分出現(xiàn)故障，都會影響到設(shè)備整體的運(yùn)行情況，因此，必須加強(qiáng)重視，在電子控制系統(tǒng)中應(yīng)用電力電子技術(shù)，能夠保護(hù)電子控制系統(tǒng)電路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對于電路運(yùn)行穩(wěn)定性以及安全性的提升有著十分重要的作用，能夠有效地避免因電路系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)停滯，影響相關(guān)單位的正常運(yùn)營以及人民生產(chǎn)生活活動的正常開展。

3.2 在高壓直流輸電領(lǐng)域應(yīng)用

現(xiàn)代電子控制系統(tǒng)的供電多數(shù)采用的都是交流電的方式，但是交流電在輸電過程中經(jīng)常會出現(xiàn)電量損耗過大的問題，同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，控制難度較高，除此之外，在造價(jià)方面的控制難度也相對較高，因此，采用直流電的方式進(jìn)行輸電具有諸多優(yōu)勢，在輸電距離較遠(yuǎn)以及電壓較大的情況下，可以嘗試采用直流電輸電的方式，通過直流電輸電技術(shù)，可以將控制難度較高、造價(jià)較高的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷海又鴮⒅绷麟娸斔偷叫枰秒姷脑O(shè)備中，再借助直流電的逆變作用，將直流電轉(zhuǎn)化成交流電，充分發(fā)揮交流電在輸電過程中的優(yōu)勢，使用電設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。需要注意的是，雖然在電子控制中應(yīng)用電力電子技術(shù)，使用直流電有諸多優(yōu)勢，但是，需要考慮到具體情況，在個別情況下，使用交流電的效率更高，因此需要技術(shù)人員對相關(guān)問題進(jìn)行充分研究，對交流電和直流電各自不同的優(yōu)勢有充分的的把握，合理進(jìn)行使用，在此基礎(chǔ)上，有效地提升電子控制中電力電子技術(shù)應(yīng)用的效率。

3.3 在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著社會的高速發(fā)展，全球的傳統(tǒng)能源儲量大量的減少，生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重破壞，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重，發(fā)展可再生且安全環(huán)保的新能源勢在必行。目前，新能源發(fā)電的方式有很多，例如：太陽能發(fā)電、水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等。通常大部分可再生能源直接產(chǎn)生的能量是不穩(wěn)定的，而且各種類型的能源要想轉(zhuǎn)化成電能所需采取的方式不一，對此，在把各類能源輸入電網(wǎng)時(shí)，必須要采用變流技術(shù)按照不同的要求對能源進(jìn)行控制和調(diào)整，這一過程中的能量變換、并網(wǎng)控制、發(fā)電機(jī)控制和電量儲備等都需要使用電力電子技術(shù)，而只有提升電力電子技術(shù)的應(yīng)用水平，才能夠促使國內(nèi)電力能源結(jié)構(gòu)得到有效改善。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其在電子控制中的應(yīng)用也越來越廣泛。同時(shí)，其占據(jù)的地位也越來越重要，技術(shù)人員必須深入研究電子控制中應(yīng)用電力電子技術(shù)的策略，了解電力電子技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中存在的問題，使電力電子技術(shù)的優(yōu)勢能夠得到充分的發(fā)揮，最大限度地推動電子控制技術(shù)的發(fā)展，使其能夠充分發(fā)揮自身的積極作用，實(shí)現(xiàn)相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)效益和經(jīng)濟(jì)效益的提高。

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