現(xiàn)代電力電子技術的發(fā)展趨勢探析

楊艷敏 王煥貞 徐震

中電裝備山東電子有限公司 山東濟南 250000

1 電子技術的特點

關于電子技術的特點，主要體現(xiàn)在四方面：

（1）該技術具有集成化特點，該特點主要體現(xiàn)在全控型器件方面。

（2）該技術具有全控化特點，該特點主要體現(xiàn)在不同自斷功能的器件方面，使得相關應用系統(tǒng)操作更加簡便。

（3）該技術具有高頻化特點，該特點主要體現(xiàn)在其完成集成化的過程中，不僅加速了集成化完成速度，同時也大大提升了該技術的應用有效性。

（4）該技術具有高頻率化的特點，該特點主要體現(xiàn)在變換器件和變換技術兩方面[1]。

2 電力電子技術在家居生活中的應用

2.1 照明方面

隨著我國人民生活水平的不斷提高，照明用電的電力消耗越來越大，綠色照明技能技術就顯得越來越重要了。將傳統(tǒng)的白熾燈照明改為利用電力電子技術制作的熒光燈、半導體發(fā)光二極管、鹵化物燈、高壓鈉燈、光纖照明等，都可以提高電能利用率，同時照明燈具的壽命也延長了[1]。另外，利用單向或雙向可控硅構成的調光電路，更是方便了人們對光亮度的需求。如圖1所示為單向可控硅構成的調光電路，它由二極管整流、穩(wěn)壓二極管削波、RC振蕩、單結晶體管觸發(fā)、可控硅整流等幾個電路模塊組成。輸入220V正弦交流電源經變壓器降壓，經二極管整流電路后變?yōu)槊}動直流電，再經穩(wěn)壓二極管削波后變?yōu)榻铺菪尾ǎ涍^RC振蕩電路后得到鋸齒波，鋸齒波的高低變化控制單結晶體管的通斷，從而得到尖脈沖觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號控制可控硅的導通時刻和導通角。調節(jié)滑動變阻器的值，就可以改變觸發(fā)信號的控制角，從而控制輸出電壓的大小，達到調節(jié)燈光亮度的目的。

輸入220V正弦交流電直接加在雙向可控硅的兩個主電極上，但雙向可控硅的導通由雙向觸發(fā)二極管控制，改變滑動變阻器的值就可以改變雙向觸發(fā)二極管的導通時刻，也就改變了雙向可控硅的導通時刻，從而改變輸出電壓大小，達到調節(jié)燈光亮度的目的。該電路可以將完整的正弦交流電變換為缺角的正弦交流電，是交流電力變換的一種，它除了用作調光電路外，還可以用作交流電機的調速電路或者電風扇的無極調速電路，電路簡單、制作方便、應用廣泛。

2.2 變頻空調、洗衣機、冰箱等電器

這些電器設備中都有變頻器，由主電源電路（整流橋、濾波電容）、電腦芯片CPU、功率模塊（逆變電路）等半導體元件組成。以變頻空調為例來說明變頻的過程，220V正弦交流電經過整流橋整流、濾波電容濾波后變?yōu)橹绷麟姡@個直流電直接供給功率模塊，CPU控制部分將變頻波形信號送給功率模塊，功率模塊在CPU控制下，輸出可變化的三相交流電，提供給壓縮機中的變頻電機，從而實現(xiàn)壓縮機的變頻控制。根據(jù)空調制冷情況及時改變它的頻率，從而達到節(jié)約能源的目的[2]。

2.3 在發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)的應用

發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成，分別是工程工作站、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡和過程控制單元。通過將電氣工程及其電工電子技術應用到該系統(tǒng)中可以實現(xiàn)對該系統(tǒng)分布模式的優(yōu)化，從而確保該系統(tǒng)的過程控制單元零件在高溫條件下也能正常運行。同時，在電氣工程及其電工電子技術的應用背景下，該系統(tǒng)還能將脈沖信號和開關信號顯示在屏幕上，確保相關輸出設備能夠穩(wěn)定、可靠、安全地運行，為促進該系統(tǒng)的自動化控制程度創(chuàng)造了良好的條件。

3 電力電子技術的發(fā)展趨勢

3.1 向仿真化方向發(fā)展

目前，在電氣工程及其電工電子技術的應用背景下，仿真系統(tǒng)已經逐漸在各個領域中得到了廣泛的應用和普及，不僅有利于更好地整合和處理海量的實驗數(shù)據(jù)，還能針對電力發(fā)展的實際需求，對新型電力設備進行測試和研發(fā)，為實現(xiàn)智能化電力系統(tǒng)的構建和開發(fā)提供了重要的技術支持。此外，通過將仿真技術與電氣工程及其電工電子技術進行深入融合，為促進電氣工程的健康、可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮出重要作用。因此，在未來的時代中，電氣工程及其電工電子技術將在仿真化發(fā)展方面取得重大突破。

3.2 向智能化方向發(fā)展

隨著信息時代的不斷發(fā)展，電氣工程及其電工電子技術逐漸向智能化方向不斷發(fā)展，這就意味著電氣工程系統(tǒng)具有強大的功能，如自我保護功能、自我診斷功能和自我修復功能，為最大限度地提高該系統(tǒng)運行性能和效率提供強大的技術支持。為了實現(xiàn)以上目標，電氣工程及其電工電子技術在具體的應用和發(fā)展中，必須不斷改革和創(chuàng)新自我管理模式，逐步取代人工操作。

3.3 向綜合化方向發(fā)展

對于電氣工程及其電工電子技術而言，不僅能實現(xiàn)仿真化發(fā)展和智能化發(fā)展，還能實現(xiàn)綜合化發(fā)展，綜合化發(fā)展的趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：通過應用電氣工程及其電工電子技術可以最大限度地提高相關系統(tǒng)的運行性能和運行效率，并促使相關系統(tǒng)能夠像全面化、綜合化方向不斷發(fā)展，使得綜合技術和自動化理論知識進行深入融合，這樣一來，可以促使電氣工程及其電工電子技術在未來的發(fā)展中，能夠涉及到除電氣工程外其他各個領域中，為了實現(xiàn)以上目標，相關專家要融合多個學科的知識，不斷研究和發(fā)展電氣工程及其電工電子技術，并形成一套系統(tǒng)、完善、綜合的理論知識體系[3]。

4 結語

在電力系統(tǒng)應用的過程中，不管是發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)，還是配電環(huán)節(jié)，電工電子都在其中起到了關鍵性作用。在該技術的支持下，不僅能夠促使電力系統(tǒng)負荷轉動速度得到有效調整，同時也促使能源在轉換為優(yōu)質電能時的效率得到顯著提升，進而促使發(fā)電設備的能源損耗大大降低。基于此，也就需要相關人員能夠對電工電力技術熟練掌握和運用，通過優(yōu)化電工電子技術，使得我國電力系統(tǒng)能夠更穩(wěn)定、安全、高效地運動，實現(xiàn)節(jié)約能源、提升效能的目標，推動我國電力工程更好發(fā)展。