電力電子技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

畢治國(guó)

摘? ? 要：在科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展下，電力電子技術(shù)呈現(xiàn)日益完善的趨勢(shì)，并呈現(xiàn)較為廣泛的應(yīng)用于工業(yè)或農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。電力電子技術(shù)是通過(guò)電力設(shè)備和電子技術(shù)進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制，屬于一項(xiàng)新興技術(shù)。將電力電子技術(shù)應(yīng)用于電氣工程，其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)方面，提升電能生產(chǎn)和利用率，并實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目的。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù);電氣工程

1? 前言

電力電子技術(shù)現(xiàn)已在電力領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛，不僅涉及到電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論等方面，尤其是80年代后期，絕緣柵極雙極型晶體管的興起，標(biāo)志著電力電子技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入以復(fù)合型器件為主的時(shí)代，各種新型安全型復(fù)合控件不斷涌現(xiàn)。在21世仍以迅猛的速度發(fā)展，并同計(jì)算機(jī)技術(shù)共同服務(wù)于人類社會(huì)的各個(gè)方面。

2? 電力電子技術(shù)

電力電子技術(shù)的產(chǎn)生是迎合經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展需求的，并在這一過(guò)程中不斷應(yīng)用和完善。同時(shí)該技術(shù)的進(jìn)步也是為了解決電氣工程中的實(shí)際操作性問(wèn)題。電力電子技術(shù)是分為兩類，一類是信息方面，另一類是電力方面，而本文著重講述的就是電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)的發(fā)展是滿足了電氣工程的研發(fā)需求，不僅能夠保障電氣工程的順利進(jìn)行，也提高了這一行業(yè)在工程實(shí)施中的效率。電力電子技術(shù)不僅僅是在電力工程項(xiàng)目中能夠有效應(yīng)用，它同樣能夠適用在一些航天航空領(lǐng)域，甚至包括教育和醫(yī)療領(lǐng)域，正是由于這種技術(shù)的高校性和操作便宜性，才能得到普遍推廣和應(yīng)用?？萍际堑谝簧a(chǎn)力，技術(shù)的進(jìn)步很大程度上促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，以及提高社會(huì)工作的效率。

3? 電力電子技術(shù)的概述及發(fā)展

3.1? 電子電力技術(shù)概述

電子電力技術(shù)有三個(gè)領(lǐng)域，分別為電子、電力與控制，它是利用電子技術(shù)控制電能變化。技術(shù)特點(diǎn)是強(qiáng)電力被弱電子控制。該技術(shù)目前被廣泛應(yīng)用于各大領(lǐng)域，對(duì)于國(guó)防與能源、工業(yè)和農(nóng)業(yè)甚至交通方面都有極大的貢獻(xiàn)，在電氣工程中對(duì)于電子電力技術(shù)的應(yīng)用也在不斷深入，對(duì)于提高發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)對(duì)于電能的利用、生產(chǎn)及轉(zhuǎn)換等方面電能效率發(fā)揮著巨大的作用，還可以提高生產(chǎn)率、節(jié)約能源。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全是工作中重點(diǎn)關(guān)注因素，電子電力技術(shù)可以對(duì)穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行增強(qiáng)，使理想中靈活可控的電力系統(tǒng)工作模式成為現(xiàn)實(shí)。

3.2? 電子電力技術(shù)發(fā)展

電子電力技術(shù)的發(fā)展包括器件制造的發(fā)展與應(yīng)用電路對(duì)于電子電路的發(fā)展，這兩個(gè)方面共同構(gòu)成了電子電力技術(shù)的發(fā)展軌跡。電子電力技術(shù)由最初的半控型部件逐漸發(fā)展為全控型，隨著不斷進(jìn)步最終發(fā)展到復(fù)合型，在這一過(guò)程中，電子電力技術(shù)的驅(qū)動(dòng)與控制、防護(hù)電路與功率部件完成了一體化，形成先進(jìn)的功率集成化電力，盡管目前技術(shù)水平還無(wú)法使功率達(dá)到最高，但是電子電力技術(shù)仍有超大的發(fā)展空間，科技的進(jìn)步指日可待。

4? 電力電子技術(shù)的應(yīng)用意義

4.1? 適合系統(tǒng)操作

電子電力技術(shù)的操作與傳統(tǒng)電氣技術(shù)相比，有更加方便的優(yōu)勢(shì)，傳統(tǒng)操作空間相對(duì)狹窄造成操作十分困難，對(duì)于工作進(jìn)程起到了阻礙，影響工作效率，電子電力技術(shù)的出現(xiàn)使工作人員的效率得到了顯著提高，簡(jiǎn)單的操作方式與開(kāi)闊的空間減小了工作壓力的同時(shí)也避免了過(guò)多的操作失誤，電氣的運(yùn)行故障也不再頻繁出現(xiàn)。

4.2? 性能較好

因其極具科學(xué)性的技術(shù)構(gòu)造使電子電力技術(shù)的性能十分穩(wěn)定與良好，它的優(yōu)越性造就了業(yè)界良好口碑，在電氣工程乃至社會(huì)各領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用于認(rèn)可，為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展使電氣工程的進(jìn)步得到推動(dòng)，電子電力科技在其中的應(yīng)用的必不可少的。

5? 電子電力技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用

5.1? 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

這個(gè)裝置可以通過(guò)無(wú)功補(bǔ)償沖擊性負(fù)荷達(dá)到穩(wěn)定電網(wǎng)的效果，因功率加大使多數(shù)電網(wǎng)變化頻繁，此項(xiàng)裝置對(duì)電能質(zhì)量提供了保證，晶匣管控制電抗器、靜止同步補(bǔ)償器、晶匣管投切電容器與可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置共同構(gòu)成了靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置。其中晶匣管由一個(gè)電抗器與兩個(gè)反向并聯(lián)晶匣管串聯(lián)組成，電抗器電流的大小可以通過(guò)晶匣管而得到控制，晶匣管能夠改變觸發(fā)延遲角進(jìn)而控制電流。這樣就可以連續(xù)調(diào)節(jié)電抗器的基波無(wú)功功率，晶匣管可以通過(guò)控制支路使三相交流調(diào)壓電流得到控制與聯(lián)接。晶匣管投切電容器結(jié)構(gòu)為單相，電網(wǎng)投入到電容器時(shí)會(huì)出現(xiàn)沖擊電流，小電感可以抑制沖擊電流，無(wú)機(jī)磨損、平滑投切、響應(yīng)快速與高效的綜合補(bǔ)償?shù)榷际蔷还芡肚腥萜鞯膬?yōu)點(diǎn)。靜止同步補(bǔ)償器能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，裝置為它的電力半導(dǎo)體的橋式變流器。其優(yōu)點(diǎn)為調(diào)節(jié)速度快，運(yùn)行范圍廣等。其中的PWM技術(shù)與多重化對(duì)含量低的電流諧波進(jìn)行補(bǔ)償。工作原理是并聯(lián)自換相橋式電流與電網(wǎng)的方式吸收或發(fā)出無(wú)功電流通過(guò)輸出電壓調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置，由晶匣管控制電控器，電控器與電容器的聯(lián)接方式為并聯(lián)，晶匣管改變電抗器的電流是通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)的，使補(bǔ)償裝置基頻等效電抗變化，可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置能夠?qū)?shù)進(jìn)行補(bǔ)償，還能夠改善系統(tǒng)阻尼的狀況，可以通過(guò)對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制的方式，有效抑制低頻振蕩，提高系統(tǒng)的暫態(tài)與靜態(tài)的穩(wěn)定性。

5.2? 有源電力濾波器

其原理是檢測(cè)補(bǔ)償對(duì)象，獲得等分量諧波電流，通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)與諧波相等但極性相反的電流分量對(duì)諧波電流進(jìn)行抵消，使電網(wǎng)電流無(wú)諧波電流只?；娏?，理論基礎(chǔ)為瞬時(shí)無(wú)功功率這一理論，有源電力濾波器的優(yōu)點(diǎn)是多樣化的補(bǔ)償功能和非常快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，這種優(yōu)點(diǎn)使電網(wǎng)阻抗影響減小，因此研究諧波電流抑制發(fā)現(xiàn)前景十分可觀。有源電力濾波由兩部分構(gòu)成，為別為指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路，其中指令電流運(yùn)算電路可以檢測(cè)補(bǔ)償電流，從檢測(cè)結(jié)果中得到無(wú)功電流與電網(wǎng)中諧波電流的等分量，檢測(cè)結(jié)果還可以在發(fā)生電路中通過(guò)電流產(chǎn)生實(shí)際的補(bǔ)償。

5.3? 高壓直流輸電技術(shù)

高壓直流輸電技術(shù)，它的功能主要是通過(guò)在換流器的工作下使輸出的交流電變成轉(zhuǎn)化后的直流電，并且將直流電輸送給受電端，受電端將直流電逆變，結(jié)果形成交流電以供用戶接受使用，高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn)是線路造價(jià)低于輸送功率大，并且很容易控制，對(duì)于距離長(zhǎng)，容量大的高壓電能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，而且成本與損耗都較小，穩(wěn)定性卻很強(qiáng)。

6? 結(jié)語(yǔ)

電力電子技術(shù)在電氣工程中應(yīng)用具有重要作用，進(jìn)行深入分析發(fā)現(xiàn)，此項(xiàng)技術(shù)不僅可以保證電氣工程的運(yùn)行，而且還能促進(jìn)其長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。對(duì)此，技術(shù)人員需要對(duì)電力電子技術(shù)進(jìn)行全面了解，只有對(duì)其技術(shù)要點(diǎn)和操作技巧等進(jìn)行正確掌握，才能更好發(fā)揮其在電氣工程中的作用，以便于滿足社會(huì)發(fā)展要求，促進(jìn)電氣工程的持續(xù)發(fā)展，提供重要技術(shù)保證。

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