第十章电力电子技术电力电子技术的应用
《电力电子技术的应用》PPT.
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.5 焊机电源----用途、结构及类型
■电焊机是用电能产生热量加热金属而实现焊接的电气设备，按照焊接加热 原理的不同分为电弧焊机和电阻焊机两大类型。 ◆电弧焊机是通过产生电弧使金属融化而实现焊接；电阻焊机是使焊接金 属通过大电流，利用工件表面接触电阻产生发热而融化实现焊接。 ◆这种焊接电源由于其优良特性已广泛应用。因存在高频逆变环节，又常 被称为逆变焊机电源。
弧焊电源的基本结构图
12
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.6 功率因数校正技术----交流设备功率因数的提高 ■交流电力电子设备的共性问题：谐波污染与低功率因素. ■技术解决方案：功率因数校正技术（PFC）.
■ 交流用电设备采用有源PFC技术的好处： ◆功率因数提高，谐波电流减小，对电网的干扰降低，满足谐波限制标准。 ◆降低了对线路、开关、连接件等电流容量的要求。 ◆可实现宽范围电压输入，能适应世界各国不同的电网电压。 ◆整流电压波动减小，有利于提高了电路输出的控制精度和效率。 ■ 单相有源功率因数校正电路容易实现，可靠性也高，其技术已广泛应用。 ■ 三相有源功率因数校正电路结构和控制较复杂，成本也很高，三相功率因数 校正技术仍是研究的热点。
8
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.3 开关电源----通信电源系统
48V直流母线 AC-DC 交流 电网 AC-DC
一次电源
■分布式电源系统
负载
DC-DC
DC-DC
二次电源
负载
通信电源系统
◆在通信交换机、巨型计算机等复 杂的电子装置中，供电的路数太多， 总功率太大，难以用一个开关电源完 成，因此出现了分布式的电源系统。 ◆一次电源完成隔离变换→48V直流 母线→交换机中每块电路板上的DCDC变换器→电路所需的各种电压。 ◆一次电源采用多个开关电源并联 的方案，每个开关电源仅仅承担一部 分功率，并联运行的每个开关电源有 时也被成称为“模块”，当其中个别 模块发生故障时，系统还能够继续运 行，这被称为“冗余”。
电力电子技术及其应用
电力电子技术及其应用概述：电力电子技术是电气工程领域中的一个重要分支，它通过研究和应用电子器件和电力系统，实现对电能的调节、变换和控制。
电力电子技术的发展为电力系统的可靠性、效率和可持续性提供了重要支持，广泛应用于能源转换、电力传输和分配、电动车辆和可再生能源等领域。
一、电力电子器件：电力电子器件是电力电子技术的基础，主要包括晶体管、二极管、功率模块等。
晶体管是电力电子领域最常用的器件之一，它能够实现电能的开关和放大。
功率模块则是由多个晶体管和二极管组成的集成电路，具有高功率密度和高效率的特点。
这些器件的研发和应用为电力电子技术的发展奠定了坚实的基础。
二、电力电子转换技术：电力电子转换技术是电力电子技术的核心内容，它通过将电能从一种形式转换为另一种形式，实现对电力系统的控制和调节。
常见的电力电子转换技术包括直流-直流变换、直流-交流变换和交流-交流变换。
直流-直流变换器能够将直流电压的大小和极性进行调节，广泛应用于电力系统的稳压和稳流控制。
直流-交流变换器则能够将直流电能转换为交流电能，实现交流电力系统的接入和调节。
交流-交流变换器则能够实现交流电能的频率和相位的调节，适用于电力系统的调频和调相控制。
三、电力电子应用：电力电子技术在现代社会中的应用非常广泛，主要体现在以下几个方面：1. 能源转换：电力电子技术在能源转换中发挥着重要作用。
通过电力电子转换装置，可以将不同形式的能源转换为电能，进而实现能源的传输和分配。
同时，电力电子技术还能够实现对能源的储存和再利用，提高能源的利用效率。
2. 电力传输和分配：电力电子技术在电力传输和分配中起到了关键作用。
通过电力电子装置，可以实现对电力系统的控制和调节，提高电力系统的稳定性和可靠性。
同时，电力电子技术还能够实现对电力系统的保护和故障处理，提高电力系统的安全性和可操作性。
3. 电动车辆：电力电子技术在电动车辆领域的应用日益广泛。
通过电力电子转换装置，可以实现对电动车辆电能的调节和控制，提高电动车辆的性能和效率。
电力电子技术的应用
电力电子技术的应用电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。
它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。
随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等血多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。
电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术，广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域，现已成为各国竞相发展的一种高新技术。
它不仅应用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。
以下分几个主要应用领域加以叙述。
一、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。
直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。
近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。
大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。
一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。
还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。
电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。
电镀装置也需要整流电源。
电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
电力电子技术在一般工业中的应用最主要的就是电机调速传动和电源。
电机调速传动又分工艺调速传动和节能调速传动两大类：工艺调速传动指工艺要求必须调速的传动，例如轧机，矿井卷扬，机床，造纸等以前用直流电动机驱动的机械的传动。
节能调速指风机、泵等以前不调速，为节能而改用调速。
二、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。
电力电子技术的应用
03
电力电子技术在电动机 控制中的应用
直流电动机控制
01
02
03
调速控制
通过改变电枢电压或电枢 电阻实现直流电动机的调 速，满足不同负载和速度 需求。
制动控制
在电动机停车或减速时， 通过接入制动电阻将动能 转化为热能，实现快速停 车。
正反转控制
通过改变电动机电枢电压 的极性，实现电动机的正 反转。
3
并网技术
与太阳能光伏发电系统类似，风能发电系统也需 要实现与电网的连接，确保风电能够安全、稳定 地并入电网。
燃料电池发电系统
燃料电池控制技术
通过控制燃料电池的工作状态，调整其输出电压和电流，以满足 负载的需求。
能量管理系统
实现燃料电池与其他能源（如太阳能、风能等）的互补利用，提 高能源利用效率。
绿色能源技术
发展可再生能源和清洁能源技术，减少对传统能源的依赖，降低环 境污染。
实现数字化和智能化控制
数字化控制技术
采用高性能数字信号处理器（DSP）、微控制器（MCU）等数字 化控制技术，提高电力电子系统的控制精度和响应速度。
智能化控制技术
引入人工智能、机器学习等先进技术，实现电力电子系统的自适应、 自学习和自优化控制。
航天电源系统
运用电力电子技术为航天器提供稳定、可靠的电源供应，包括太阳能电池阵、蓄电池组和电源管理单元等。
06
电力电子技术的挑战与 未来发展
提高转换效率和可靠性
优化拓扑结构
通过改进和创新电力电子变换器的拓扑结构，提 高能量转换效率，减少能量损失。
高效控制策略
研究先进的控制算法和策略，实现电力电子系统 的高效、稳定和可靠运行。
可实现输入电压的升降压转换，适用于输入电压范围较大的应用。
电力电子技术的应用和原理
电力电子技术的应用和原理1. 引言电力电子技术是一种应用在电力系统中的技术，通过将电力转换为可控的形式，实现电力的调节、变换和控制。
本文将介绍电力电子技术的应用领域和基本原理。
2. 应用领域电力电子技术在现代电力系统中有着广泛的应用，下面列举几个主要的应用领域：•变频调速：电力电子技术可以实现交流电源向直流电源的变换，通过控制电压和频率，实现对电机的调速，广泛应用于工业控制、高速列车、船舶等领域。
•可再生能源发电：电力电子技术可以实现可再生能源（如太阳能、风能）的转换和接入电力系统。
•电力传输和配电：电力电子技术可以实现高压直流输电，提高输电效率，同时可以实现电力系统的电能质量调节和稳定。
•电力负载控制：电力电子技术可以实现对电力负载的控制，如电炉、焊机、电动汽车充电桩等。
3. 基本原理电力电子技术的基本原理主要包括以下几个部分：3.1 可控硅电路可控硅是一种具有电压控制能力的电子器件，通过控制其导通和关断的时刻，可以实现对交流电的控制。
可控硅电路是电力电子技术中最常用的电力调节器件之一。
3.2 逆变器逆变器是将直流电转换为交流电的装置，其基本原理是通过可控硅等器件对直流电进行开关调制，实现交流电的输出。
逆变器在可再生能源发电和变频调速等领域有着广泛的应用。
3.3 斩波电路斩波电路是电力电子技术中的一种电力负载控制装置，通过可控硅等器件对交流电进行斩波控制，实现对电力负载的控制。
斩波电路可以实现电力负载的连续可调，广泛应用于电力控制领域。
3.4 工频变压器工频变压器是电力电子技术中的一种常见变压器形式，通过可控硅等器件控制变压器的绕组切换，实现对电压和功率的调节。
工频变压器在电力系统的电能调节和稳定中有着重要的作用。
4. 结论电力电子技术作为一种应用在电力系统中的技术，通过将电力转换为可控的形式，实现电力的调节、变换和控制。
本文介绍了电力电子技术的应用领域和基本原理，包括变频调度、可再生能源发电、电力传输和配电以及电力负载控制等。
电力电子技术的应用(ppt68页).pptx
Ce n] 2U 2
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(10-9)
10
10.1.2 工作于有源逆变状态时
a 增大方向
增大方向
逆变电流断续时电动机的机械特 性，与整流时十分相似：
理想空载转速上翘很多，机械特 性变软，且呈现非线性。 逆变状态的机械特性是整流状态 的延续。
纵观控制角 a变化时，机械特性得
变化。
ia
ib
ic
O
wt
图10-1 三相半波带电动机负载且 加平波电抗器时的电压电流波形
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4
10.1.1 工作于整流状态时
此时，整流电路直流电压的平衡方程为
U d EM R Id U
（10-1）
式中，
R
RB
RM
3X B
2
。
EM 为电动机的反电动势
RId 负载平均电流Id所引起的各种电压降，包括：
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2
10.1 晶闸管直流电动机系统·引言
晶闸管直流电动机系统——晶闸管可控整流装
置带直流电动机负载组成的系统。
是电力拖动系统中主要的一种。 是可控整流装置的主要用途之一。
对该系统的研究包括两个方面：
其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况。 其二是由整流电路供电时电动机的工作情况。本
率由于内阻不一定相同而稍有差异。
a1<a2<a3
a3
调节a 角，即可调节电动机的转速。 O
Id
图10-2 三相半波电流连续时以
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电流表示的电动机机械特性
6
10.1.1 工作于整流状态时
2) 电流断续时电动机的机械特性
电力电子技术的应用与发展
电力电子技术的应用与发展一、电力电子技术概述电力电子技术是将半导体器件应用于电力系统的控制和变换技术，通过改变电路的拓扑结构和控制策略，实现电力信号的变换和控制，从而满足不同电力系统的要求。
近年来，随着能源危机的日益严峻，电力电子技术的应用与发展变得越来越重要。
二、电力电子技术的应用1. 高压直流输电技术高压直流输电技术是一种利用半导体器件实现电力直流输送的技术，具有输电长距离、损耗小等优点，适用于电压等级高、距离远的场合。
2. 电力电子变频技术电力电子变频技术是一种将交流电转换为可调频率的交流电的技术。
它可以适应不同频率的电力输入，控制输出电力的频率、电压、相位等参数，具有广泛的应用前景。
3. 电力电子调速技术电力电子调速技术是一种通过改变电机输入电压的大小和相位，改变电机的转速，从而实现电机调速的技术。
电力电子调速技术具有调速精度高、动态响应快等优点，被广泛应用于工业生产中。
4. 电力电子换流技术电力电子换流技术是一种利用电力电子器件控制交流电的电压和电流方向，实现交流电变换为直流电或直流电变换为交流电的技术。
它被广泛应用于大型高压电力变电站和电网中。
三、电力电子技术的发展趋势随着科技进步和社会需求的不断增加，电力电子技术也在不断发展。
未来电力电子技术的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 高压高功率电力电子器件的研发现有的电力电子器件能够承受的电压和功率有限，限制了电力电子技术的应用范围。
因此，研发高压高功率电力电子器件是电力电子技术未来的发展方向。
2. 电力电子技术的智能化发展智能化是时代的发展趋势，电力电子技术也不例外。
未来电力电子技术将会更加智能化，如利用人工智能技术优化电力系统的控制和调节。
3. 电力电子技术的集成化发展电力电子技术是由多个电力电子器件组成的，未来电力电子技术将会向器件集成的方向发展，达到更小、更轻、更节能的效果。
四、总结电力电子技术的应用和发展是推动电力系统进步的重要因素之一。
电力电子技术的应用
3）电力系统电力电子技术在电力系统中有
着非常广泛的应用。
据估计，发达国家在用户最终
使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以
上电力电子变流装置的处理。
电力系统在通向现代
化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。
可以
毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统
的现代化就是不可想象的。
直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优
势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶
闸管变流装置。
近年发展起来的柔性交流输电
（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。
无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意
义。
晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容
器（TSC）都是重要的无功补偿装置。
近年来出现
的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）
等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和
谐波补偿的性能。
在配电网系统，电力电子装置还
可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，
以进行电能质量控制，改善供电质量。
在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给电力电子装置。
10电力电子技术的应用2
图10-16 具有旁路开关的UPS系统
图10-17 用柴油发电机作为后备电源 的UPS
10.3 不间断电源
UPS的主电路结构 容量较小的UPS主电路
➢ 整流部分使用二极管整流器和直流斩波器（用作 PFC），可获得较高的交流输入功率因数。
➢ 由于逆变器部分使用IGBT并采用PWM控制，可获得 良好的控制性能。
10.4.1 开关电源的结构 10.4.2 开关电源的控制方式 10.4.3 开关电源的应用
10.4 开关电源——引言
在各种电子设备中，需要多路不同电压供电，如数字电路 需要5V、3.3V、2.5V等，模拟电路需要±12V、±15V等， 这就需要专门设计电源装置来提供这些电压，通常要求电 源装置能达到一定的稳压精度，还要能够提供足够大的电 流。
因此从负载侧看，供电不受市电停电 的影响；在市电正常时，负载也可以 由逆变器供电，此时负载得到的交流 电压比市电电压质量高，即使市电发 生质量问题（如电压波动、频率波动、 波形畸变和瞬时停电等）时，也能获 得正常的恒压恒频的正弦波交流输出， 并且具有稳压、稳频的性能，因此也 称为稳压稳频电源。
图10-15 UPS基本 结构原理图
第10章电力电子技术的应用
10.1 晶闸管直流电动机系统 10.2 变频器和交流调速系统 10.3 不间断电源 10.4 开关电源 10.5 功率因数校正技术 10.6 电力电子技术在电力系统中的应用 10.7 电力电子技术的其他应用
本章小结
10.3 不间断电源
不间断电源（Uninterruptible Power Supply — UPS） 是当交流输入电源（习惯称为市电）发生异常或断电时， 还能继续向负载供电，并能保证供电质量，使负载供电 不受影响的装置。
电力电子技术的应用
电力电子技术的应用电力电子技术是指应用电子器件和电系统进行电能的调控、转换和控制的技术领域。
近年来，随着科技的不断进步和电力需求的增加，电力电子技术在工业、交通、医疗和通信等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍电力电子技术在这些领域的应用情况，并探讨其对社会发展的影响。
工业领域是电力电子技术的重要应用领域之一。
在工业生产中，电力电子技术可以实现对电能的优化利用和高效转换，提高生产效率和降低能耗。
例如，变频器作为电力电子器件的一种，广泛应用于工业机械设备中，可以通过调整电机的转速和转矩，实现对生产过程的精确控制，提高设备的运行效率。
另外，电力电子技术还被应用于工业电源系统的设计和控制，提供稳定可靠的电能供应。
交通领域是另一个电力电子技术广泛应用的领域。
电力电子技术可以改善交通工具的动力系统，提高能源利用率和环境友好性。
例如，混合动力汽车和电动汽车利用电力电子控制系统实现内燃机和电动机之间的协同工作，降低汽车的油耗和尾气排放。
此外，电力电子技术还可应用于城市轨道交通系统的供电系统和列车控制系统，提高交通运输的效率和安全性。
医疗领域也是电力电子技术的重要应用领域之一。
随着医疗器械的智能化和微型化发展，电力电子技术发挥了关键作用。
例如，医用电源的设计需要满足高精度、低噪声和高效率的要求，电力电子技术可以提供稳定可靠的电能供应。
另外，电力电子技术还被应用于医疗成像设备、电子生理监护仪和手术机器人中，提供准确的信号处理和控制功能，帮助医生做出准确的诊断和手术操作。
通信领域是电力电子技术的又一个重要应用领域。
随着移动通信和互联网的普及，通信设备对电能的要求也越来越高。
电力电子技术可以提供稳定的电能供应，保证通信设备的稳定运行。
另外，电力电子技术还被应用于通信设备的电源管理、功率放大和信号调整等功能，提高设备的工作效率和性能。
电力电子技术的应用对社会经济发展产生了积极的影响。
首先，电力电子技术的广泛应用提高了能源的利用效率，减少了能源浪费，有利于节能减排和环境保护。
电力电子技术的应用(1)
10.1 晶闸管直流电动机系统 10.2 变频器和交流调速系统 10.3 不间断电源 10.4 开关电源 10.5 功率因数校正技术 10.6 电力电子技术在电力系统中的应用 10.7 电力电子技术的其他应用
本章小结
10.1 晶闸管直流电动机系统
10.1.1 工作于整流状态时 10.1.2 工作于有源逆变状态时 10.1.3 直流可逆电力拖动系统
进入第2象限（之前运行在
-
-
电能 -
电网 电网
电能 -
第1象限）作正转发电运行，
正组
EM M +
+ Ud
反组
正组 + Ud
M EM
+ 反组 电磁转矩变成制动转矩，
电动运行 -n
发电运行
电动机轴上的机械能经2组
c)
图10-6 (c)
桥逆变为交流电能回馈电
网。
15/70
√改变2组桥的逆
变角，使之由小变大直至
RM+
3XB
)
Id Ce
a2
a3
Id
图10-2 三相半波电流连续时 以电流表示的电动机机械特性
5/70
10.1.1 工作于整流状态时
■电流断续时电动机的机械特性 ◆由于整流电压是一个脉动的直流电压，当电动机的负载减小时，
平波电抗器中的电感储能减小，致使电流断续，此时电动机的机械特
性也就呈现出非线性。
+ EM M
-
电能
+
+
电网 电网
电能
Ud - 反组
正组 - Ud
+ M EM
-
发电运行
《电力电子技术的应用》PPT
双PWM控制的电压型VVVF电源拓扑 电路特点：
能源再生反馈；可实现电动机四象限运行；输入电流为正弦波，可实现高 功率因数；控制较复杂，技术含量高，成本较高。
4
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.1 电力拖动系统----发展趋势 ■交流传动系统的优点（与直流系统相比）
◆最高速度更高和容量更大； ◆交流电动机结构简单，体积更小； ◆耗电量少，更节能； ◆高精度，快速响应。
教学目标：
熟悉电力电子技术的应用领域，了解和把握电力 电子技术的新技术发展及应用趋势。
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.1 电力拖动系统----直流传动系统的变流器装置
3
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.1 电力拖动系统----交流传动系统的变频器装置 ■交直交变频器（VVVF电源 ）
特点：输出交流电压与频率可变。 优点：可实现交流电机的平滑调速。
8
一.电力电子技术在交流设备中的应用
1.3 开关电源----通信电源系统
48V直流母线 AC-DC 交流 电网 AC-DC
一次电源
■分布式电源系统
负载
DC-DC
DC-DC
二Байду номын сангаас电源
负载
通信电源系统
◆在通信交换机、巨型计算机等复 杂的电子装置中，供电的路数太多， 总功率太大，难以用一个开关电源完 成，因此出现了分布式的电源系统。 ◆一次电源完成隔离变换→48V直流 母线→交换机中每块电路板上的DCDC变换器→电路所需的各种电压。 ◆一次电源采用多个开关电源并联 的方案，每个开关电源仅仅承担一部 分功率，并联运行的每个开关电源有 时也被成称为“模块”，当其中个别 模块发生故障时，系统还能够继续运 行，这被称为“冗余”。
【图文】《电力电子技术》第五版 第10章 电力电子技术的应用
本章小结■电力电子技术的应用十分广泛,现在已经渗透到电力电子技术的应用十分广泛, 了工业乃至民生的每一个角落, 了工业乃至民生的每一个角落,在电力电子发展的早期,的确需要不断寻找新的用途,时至今日, 的早期,的确需要不断寻找新的用途,时至今日, 如果要找出一个使用电能的领域完全不用电力电子技术恐怕已经很困难了; 子技术恐怕已经很困难了;本章讲述了电力电子技术在电力传动,各种交直流电源,电力系统, 技术在电力传动,各种交直流电源,电力系统, 焊接和照明等各方面的应用; 焊接和照明等各方面的应用;因为电力电子技术的应用范围如此之广, 的应用范围如此之广,本章的内容就难免挂一漏只能涉及到电力电子技术应用的一部分内容, 万,只能涉及到电力电子技术应用的一部分内容, 但也是用的最多的部分. 但也是用的最多的部分.。
电力电子技术及其应用
电力电子技术及其应用摘要：电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。
电力电子技术是目前发展较为迅速的一门学科，是高新技术产业发展的主要基础技术之一，是传统产业改革的重要手段。
新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。
本文主要阐述了何为电力电子技术及其应用。
关键词：电力电子技术电力电子器件应用一、什么是电力电子技术电力电子技术，也被称为功率电子技术，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，是一门新兴的应用于电力领域的电子技术。
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。
经过50年的发展历程，它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。
最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电（HVDC）。
自20世纪80年代，柔性交流输电（FACTS）概念被提出后，电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注，多种设备相继出现。
本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。
二、电力电子技术的应用电力电子技术的应用范围十分广泛．它不仅应用于一般工业．在交通运输、电力系统、计算机系统、通信系统、新能源系统等也有广泛的应用，在与我们生活息息相关的照明、家用电器领域中电力电子技术也有广泛的应用。
1、电力电子技术在电力系统中的应用将电力电子技术引人电力系统并获得广泛应用的领域．首推应是同步发电机励磁系统，这种励磁系统由于动作迅速．容易设计出高顶值电压，并且控制功率小，因而，作为电压调节系统具有优越的性能：另一领域是交流电动机的变频调速．它的应用，节约了可观的电能近年来，国外还研究将电力电子技术引入抽水蓄能电站．以提高水泵水轮机的效率．并已取得成果在电力系统的发电、输电和配电环节中都离不开电力电子器件和电力电子技术。
电力电子技术在电力生产中的应用
电力电子技术在电力生产中的应用1. 引言1.1 电力电子技术简介电力电子技术是指利用半导体器件（如晶闸管、二极管、场效应晶体管等）进行电能的控制、调节和转换的技术。
它可以将电能从一种形式转换为另一种形式，实现电能的精确控制和高效利用。
电力电子技术已经广泛应用于电力系统的各个环节，包括发电、输电、配电和负荷控制等。
在发电领域，电力电子技术被应用于发电机控制系统中，可以实现对发电机输出电压和频率的精确控制，提高发电机的运行效率和稳定性。
在输电领域，电力电子技术可以实现对输电线路的电压和频率的调节，提高输电效率，减少能量损耗。
在配电系统中，电力电子技术可以实现对电能的精确分配和调节，确保供电的稳定性和可靠性。
在电力负荷控制方面，电力电子技术可以实现对电力负荷的动态控制，提高负荷的利用率。
电力电子技术在电力生产中发挥着重要作用，可以提高电力生产效率，保障电力系统的稳定运行。
未来，随着电力电子技术的不断发展，它将继续推动电力生产的发展，为人类创造更加清洁、高效的能源未来。
1.2 电力生产的重要性电力生产是现代社会经济发展的基础和支柱，对于国家工业、交通、农业、商业等各个领域都起着至关重要的作用。
随着人口增长、城市化进程加快以及工业化水平不断提高，电力需求量也在不断增加。
如何有效地生产并供应足够的电力成为各国政府和能源企业面临的重要课题。
电力的可靠供应不仅关系到国家的经济发展和社会稳定，也直接影响着人民的生活质量。
在现代工业生产中，各种设备和机器的正常运转离不开电力的支持。
电力在家庭生活中也扮演着重要的角色，从照明到供暖，从通讯到娱乐，几乎所有方面都需要电力的支持。
随着环境保护意识的增强，清洁、可再生能源的开发和利用也成为了各国能源政策的重要组成部分。
电力生产的可持续发展不仅需要提高发电效率，还需要不断降低对环境的影响，这也将推动电力电子技术在电力生产中的应用和发展。
电力生产的重要性不仅体现在满足人们日常生活需求上，更体现在推动社会经济发展和促进环境可持续性发展上。
电力电子技术与应用
电力电子技术与应用电力电子技术是指利用半导体器件和电磁元件等电子器件，对电力进行高效、稳定的转换与控制的技术领域。
它在现代电力系统和电力设备中扮演着至关重要的角色。
本文将从电力电子技术的定义、应用、发展趋势等方面进行探讨。
一、电力电子技术的定义电力电子技术是指利用电子器件对电能进行调节、变换、控制的技术。
电力电子器件一般具有高功率、高频率、高唯一性和高可靠性等特点，主要包括晶体管、可控硅、IGBT等。
电力电子技术通过改变电路的开关状态和电源工作方式，实现电能的调整和转换，从而满足电力系统对不同形式电能的需求。
二、电力电子技术的应用1. 高压直流输电技术高压直流输电是电力电子技术的一项重要应用。
通过将交流电能转换为直流电能，再进行输送，可以有效降低输电损耗，提高电网稳定性。
高压直流输电技术在远距离、大容量输电方面具有明显优势，已广泛应用于长距离跨区域输电工程。
2. 可再生能源发电技术电力电子技术在可再生能源发电中起到了关键作用。
风力发电、光伏发电等可再生能源具有不稳定性和间歇性，而电力电子技术可以实现对可再生能源的有效调节和控制，使其能够稳定地并入电力系统。
此外，电力电子技术还可以实现电能的质量改善和功率因数校正。
3. 变频调速技术变频调速技术是电力电子技术在电机控制领域的应用。
通过电力电子器件对电机进行调节，可以实现电机转速的连续调整和转矩的精确控制。
变频调速技术广泛应用于电力、化工、交通等行业，可以实现能量的高效利用和运行的平稳可靠。
4. 无功补偿技术无功补偿是电力电子技术在电力系统中的重要应用之一。
通过电力电子器件对无功功率的生成和吸收进行调节，可以实现电网的无功功率平衡和电压稳定控制。
无功补偿技术对提高电力系统的电能质量和稳定性具有重要意义。
三、电力电子技术的发展趋势1. 高功率、高可靠性随着电力需求的增长和电力器件技术的不断进步，电力电子技术将朝着高功率、高可靠性方向发展。
电力电子器件的集成化和可靠性的提升将进一步推动电力电子技术的发展。
电力电子技术的应用共69页文档
动机的工作都很不利。 a
通常在电枢回路串联 一平波电抗器，保证 整流电流在较大范围 内连续，如图10-1。
id ic
ia
ib
ic
O
wt
图10-1 三相半波带电动机负载且 加平波电抗器时的电压电流波形
三峡大学电气与新能源学院
10-5
10.1.1 工作于整流状态时
此时，整流电路直流电压的平衡方程为
U d E M R Id U
转速与电流的机械特性关系式为
n1.1U 7 2co a sR Id U n
C e
C e
（10-4）
(RBa+1RM+ 32XB
)
Id Ce
其机械特性是一组平行的直线，其斜
a2
率由于内阻不一定相同而稍有差异。
a1<a2<a3
a3
调节a 角，即可调节电动机的转速。
三峡大学电气与新能源学院
O
Id
图10-2 三相半波电流连续时以 电流表示的电动机机械特性
E M ( U d 0 co I d R s ) （10-5)
因为EM=Cen，可求得电动机的机械特性方程式
a'增大方向 '增大方向
n 反组 变 流C 器1e(U d0c n o sIdR 正 组)变流器 （10-6)
'1
'2
'3
'4
a
'=
'=
2
a'4 a'3 a'2
a'1 a1= '1;a '1=1 a2= '2;a '2=2
10-2
10.1 晶闸管直流电动机系统
电气工程中电力电子技术的应用
电气工程中电力电子技术的应用在当今的电气工程领域，电力电子技术正发挥着日益关键的作用。
它的出现和不断发展，为电力系统的优化、高效运行以及各种电气设备的性能提升带来了显著的变革。
电力电子技术，简单来说，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
其核心在于通过对电力电子器件的精确控制，实现电能形式的转换，如将交流电转换为直流电、改变电压和电流的大小及频率等。
在发电环节中，电力电子技术的应用极大地提高了发电效率和电能质量。
例如，在风力发电系统中，通过使用电力电子变换器，可以实现对风机转速的精确控制，使其在不同风速下都能高效地发电。
而且，电力电子技术还能够对输出的电能进行滤波和稳压处理，确保其符合电网接入的要求。
同样，在太阳能光伏发电中，电力电子逆变器将直流电转换为交流电，并能实现最大功率点跟踪（MPPT），最大限度地提高光伏电池的发电效率。
在输电环节，高压直流输电（HVDC）技术是电力电子技术的一个重要应用。
与传统的交流输电相比，HVDC 具有输电容量大、线路损耗低、不存在系统稳定问题等诸多优点。
在 HVDC 系统中，换流器是关键设备，它由大量的电力电子器件组成，能够实现交流电和直流电之间的高效转换。
此外，柔性交流输电技术（FACTS）也是电力电子技术在输电领域的重要应用。
FACTS 装置如静止无功补偿器（SVC）、静止同步补偿器（STATCOM）等，可以快速、灵活地调节输电线路的电压、无功功率等参数，提高输电系统的稳定性和输电能力。
在配电环节，电力电子技术同样有着广泛的应用。
例如，固态断路器（SSB）相较于传统的机械断路器，具有动作速度快、无电弧、可靠性高等优点，能够更好地保护配电系统和用电设备。
还有动态电压恢复器（DVR），它可以在电网电压发生暂降或短时中断时，迅速向负载提供补偿电压，保证敏感负载的正常运行。
在用电环节，电力电子技术的应用更是无处不在。
在家用电器中，变频空调、变频冰箱等通过电力电子变频器实现了对电机转速的精确控制，不仅提高了设备的性能和效率，还降低了能耗和噪声。