关于电力电子技术的发展及应用分析

关于电力电子技术的发展及应用分析
【摘要】目前电力电子技术已独立发展成为一门综合性的技术学科，而且与众多领域进行相互渗透，提得了较快的发展，而且其应用也越来越广泛，基本上国民经济发展过程中的各个工业部门都有所涉及。

本文对电子电子技术的发展进行了分析，并进一步对电力电子技术的应用进行了具体的阐述。

【关键词】电力电子技术；发展；应用
电力电子技术近年来取得较快的发展，电力电子涉及由半导体开关启动装置进行电源的控制与转换领域。

而且在半导体、集成技术和现代通讯技术的高速发展下，电力电子技术具有较扎实的技术基础。

有效的提高了电力电子器件额定参数的提升，加快了电子元器件向大容量和智能化发展的进程，同时对于现代电力电子技术的转变起到了极其重要的推动作用。

1.电力电子技术的发展进程
我国的电力电子技术发展经历了三个阶段，即整流器时代、逆变器时代和变频器时代。

这个过程使我国电力电子技术从低频技术处理向高频技术处理进行转变。

由于我们在上世纪五六十年代才开始进行电力电子技术的研究，而在九十年代初才得以逐渐发展起来，这也是我国电力电子技术从传统时代向现代电力电子时代转变的重要时期，使半导体复合器件开始向高频、高压及大电流集中一身的方向发展。

1.1 整流器时代
长期以来我国工业用电的的功率都较大，所以利用工频（50Hz）交流发电机来为其提供电能，但提供的这部分电能在四分之一左右用于直流形式的消费，如在电解、牵引和直流传动三大领域中所需要使用的都是直流电。

而在将交流电转变为直流电过程中，大功率的硅整流器发挥了非常重要的作用，所以在上世纪六七十年代，硅整流器厂得以大规模的发展，用于生产和开发大功率硅整流管和晶闸管，可以说这是制造硅整流器半导体厂家的前身。

1.2 逆变器时代
随着对能源的无节制应用，导致世界范围内能源危机的发生，所以在上世纪七八十年代时节能就成为最为关键的问题，因此交流电机变频调速技术得以快速的发展，其将直流电逆变为0～100Hz的交流电，节能效果较为显著。

所以在当变速调速装置广泛使用下，当时的电力电子器件主要以晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管为主，这是电力电子技术的发展尽管可以实现整流和逆变，但其仍处于中低频的范围内发展，工作频率处于较低的水平。

1.3 变频器时代
随着科学技术的快速发展，八十年代时集成电路技术开始发展起来，而当精细加工技术与高压大电流技术进行有效的结合后，一些新型的全控型功率器件发展起来，这首先以M0SFET和绝缘门极双极晶体管（IGBT）的问世为主，其有诳的推动了大中型电源向高频的发展，成为传统电力电子技术向现代电子技术转化的标志。

这些新型器件的出现，有效的提高了交流电机变频调速的频率，使其具有更为稳定的性能，同时也加快了现代电力电子技术向高频化发展的进程，使用电设备开始向高效、节能、小型化、轻量化、一体化和智能化的方向发展。

2.电力电子技术的应用
近年来，随着电力电子技术的快速发展，其在传统工业和高新技术产来都得以广泛的应用，对于节能、环保及改善工作条件都起到了极其重要的作用。

2.1 一般工业工业的应用
在工业上主要用于和种交直流电动机上，直流电动机上的可控整流电源和直流斩波电源都是电力电子装置，而随着变频技术的快速发展，交流电机也具非常好的调速性能。

所以在一般工业上无论是轧钢机还是数控机床的伺服电机等都会采用交直流调速技术。

使用变频调速技术节能效果非常显著，所以近年来一些鼓风机也采用变频装置。

而且使用较起动装置的部分电机，利用软起动有效的避免了起动瞬间电流的冲击，而这种软起动装置也是电力电子装置。

同时电力电子技术还大量应用于化学工作中整流电源和冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源和直流电弧炉电源等。

2.2 交通运输电气化铁道的采用
电力电子技术。

电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。

直流斩波器也广泛用于铁道车辆。

在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。

除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。

电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。

一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。

飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。

如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。

以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。

2.3 电力系统的应用
电力电子技术是电工技术中的新技术，是电力与电子技术（强电和弱电技术）的融合，已在国民经济中发挥着巨大作用，对未来输电系统性能将产生巨大影响。

目前电力电子技术的应用已涉及电力系统的各个方面，包括发电环节、输配电系统、储能系统等等。

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，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

2.4 电子装置用电源
各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。

通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。

大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。

在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。

因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

不间断电源（UPS）是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。

交流市电输入经整流器变成直流，一部分能量给蓄电池组充电，另一部分能量经逆变器变成交流，经转换开关送到负载。

为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量，另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

2.5 家用电器照明
电子电子技术在当前家用电器中得以广泛的应用，如我们日常使用的节能灯，其不仅体积小，而且发光效率较高，可以有效的节约能源。

而家用的变频空调更是应用电力电子技术的典型例子，同时家用电器中电源部分也都需要应用电力电子技术，电力电子技术与我们的生活息息相关。

3.结束语
目前在我国的经济和社会发展过程中，电力电子技术发挥着非常重要的作用，由于电力电子技术是现代化高科学的技术的集合体，所以电力电子行业的发展极具潜力，特别是当前国家大力扶持以电力半导体器件和变频的技术为核心的电力电子行业的发展，这为该类型的电力电子企业发展提供了更为广泛的空间。

参考文献
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