现代电力电子综述

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状随着社会经济的高速发展与科技技术不断提升,电力电子技术得到更广泛应用。

本论文主要从电力电子技术的发展历史开始介绍,讲述了现代电力电子技术在发电侧、输电侧以及用户侧的应用,对比了未使用电力电子器件以及使用了电力电子器件之后对于电力系统运行性能、经济效益差异,并展望未来电力电子技术发展的趋势。

标签:电力系统;电力电子技术;应用;发展趋势引言电子技术作为新兴技术,能够促进电力系统的快速发展。

将电子技术应用于电力系统,可以发挥其优质高效的特点,保证电力系统的可持续运行,同时促进电力系统稳定发展。

1电力电子技术的起源与发展电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整电子产品流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,促进了电力电子技术在许多新领域的应用。

上世纪六十年代至七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用,开启了电力电子技术的整流时代,电解、牵引、传动等工业得到飞速发展。

七十年代到八十年代,交流电机的变频调速技术发展迅速。

变频调速技术是将直流电逆变为0-100赫兹的交流电,GTR和GTO的大规模使用将电力电子技术带入到了逆变时代,但当时的逆变还只停留在低频范围内。

八十年代,由于计算机的发展,大规模集成电路向着超大规模集成电路迅速迈进,因此电力人们想到了将将集成电路与高电压、大电流结合到一起。

于是,IGBT和MOSFET应运而生。

由此完成了传统电力电子技术向现代电力电子技术跨越。

之后,现代电力电子技术与计算机通信设备相结合,应用到了我们生活中的方方面面。

2电子技术的应用作用2.1提高电能利用率电子技术在电力系统中广泛应用之后,可以有效整合电能资源,做到对电能的合理使用与分配,进而在保证电力系统正常运行的前提下,实现电能的高效、合理利用,极大地提高了电力系统中电能的利用率。

2.2推进机电一体化电子技术具备计算机技术的各种优势,可以通过电子技术对机电设备进行计算机控制、网络控制,使得电器设备的操作更加便捷,进而推进机电一体化的发展。

第一章电力电子技术综述

第一章电力电子技术综述

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1-1分压器、电压跟随器及输出特性
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可以看出,随着电流增加输出电压线性下降,当输出电流为12mA时,所设计的电源输出电压为零。也就是说,这个电源对负载变化没有调节能力。 理想电压源输出电压不会随输出电流增大而下降,也就是说输出电压对负载变化应该具有100%的调节性能,从电路角度看,即电源等效内阻为零。
随着电子技术的不断发展,新器件不断出现,电力电子技术的发展方向是高频、高效、高功率密度和智能化,最终使人们进入电能变换和频率变换更加自由的时代,并充分发挥其节能、降耗和提高装置工作性能的作用。 功率半导体器件是现代电力电子技术(Modern Power Electronics)的基础,它的应用范围非常广阔,从毫瓦级的个人无线通信设备,到百万千瓦的高压直流输电(High Voltage DC Transmission)系统。
1 DC-AC变换器——逆变器 将直流电源变换成一个交流电源(单相或多相)称之为逆变,这种装置称为逆变器(Inverter)。
图1-4 基本的单相或三相dc-ac变换电路
基本电路如图1-4(a)所示,通过采用一个开关把直流电源变换成低频或高频交流源,输出波形为脉动直流波形,输出波形经过滤波电路整形成希望的波形,一般希望输出为正弦波形。 三相输出通过采用三个开关完成,如图1-4(b)所示。三个开关轮流导通120度,输出三相120度直流脉动波形。 交流电的频率、幅度大小和相位是交流电的三要素,使用电力电子技术如何自由地变换三要素,是DC-AC变换技术研究的主要内容。 DC-AC变换器应用范围很广,如飞机和空间站电源、UPS、闪光灯充电、太阳能发电、交流电机调速、变速恒频电源和感应加热电源等,它们输出交流频率从50Hz到1MHz不等。 DC-AC变换技术将在第6章介绍。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状一、本文概述随着科技的不断进步和全球化的快速发展,电力系统作为现代社会运转的基石,其重要性日益凸显。

而电力电子技术,作为电力系统中的关键技术之一,对于提高电力系统的效率、稳定性和安全性具有重要的作用。

本文旨在综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状,包括其应用领域的拓展、技术创新和未来发展趋势等方面。

通过深入研究和分析,本文希望能够为相关领域的学者和实践者提供有价值的参考,推动电力电子技术的进一步发展,以适应日益增长的能源需求和环境保护压力。

二、现代电力电子技术的发展历程现代电力电子技术的发展可以追溯到20世纪60年代,当时的主要目标是提高电力系统的效率和稳定性。

随着半导体技术的突破,特别是硅整流器和晶体管的发明,电力电子技术开始进入实用阶段。

这些早期设备主要用于电力控制和调节,初步实现了对电力系统的优化管理。

到了70年代,随着大规模集成电路和计算机技术的快速发展,电力电子技术得到了进一步的提升。

微处理器和可编程逻辑控制器的出现,使得电力电子设备能够实现更复杂的控制策略,如PWM(脉冲宽度调制)技术,大大提高了电力系统的动态响应能力和稳定性。

进入80年代,电力电子技术开始与可再生能源技术相结合,风力发电和太阳能发电逐渐进入实用阶段。

这一时期的电力电子装置更加智能化,能够通过先进的控制算法实现对可再生能源的高效利用。

90年代以后,随着电力电子技术在高压大功率领域的应用,如IGBT(绝缘栅双极晶体管)和HVDC(高压直流输电)技术的发展,现代电力电子技术进入了一个新的高峰。

这些技术不仅提高了电力系统的传输效率,还使得远距离输电和大规模电力系统的互联成为可能。

进入21世纪,随着智能电网和分布式发电技术的发展,现代电力电子技术迎来了更加广阔的发展空间。

智能电网要求电力电子设备具备更高的智能化、网络化和自动化能力,而分布式发电则要求电力电子技术能够实现对各种可再生能源的高效整合和利用。

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状1. 引言1.1 电力电子技术在电力系统中的重要性电力电子技术在电力系统中的重要性体现在多个方面。

电力电子技术可以实现电力系统的高效能转换。

传统的电力系统中,能源的传输和转换过程存在能量损耗和效率低下的问题。

而通过应用先进的电力电子技术,可以实现电能的高效转换,提高系统的能源利用率。

电力电子技术还可以提高电力系统的稳定性和可靠性。

在传统电力系统中,电网的运行容易受到外部因素的影响,导致电能供给不稳定,造成供电问题。

通过引入电力电子技术,可以实现电力系统的智能化控制和优化管理,提高系统的稳定性和可靠性。

电力电子技术在电力系统中的应用具有重要意义,不仅可以提高系统的效率和稳定性,还可以推动电力系统向智能化、可持续发展的方向迈进。

1.2 电力电子技术发展的背景电力电子技术是指利用电子器件和电子电路来控制和转换电力的技术。

在电力系统中,电力电子技术的应用越来越广泛,其发展已经成为电力系统发展的重要驱动力。

电力电子技术的背景可以追溯到20世纪60年代,当时电力系统开始面临一系列新的挑战,如电力负载的快速增长、电力系统的不稳定性、传统直流和交流系统的柔性度不足等问题。

为了应对这些挑战,研究者们开始积极探索新的电力转换技术,逐渐形成了现代电力电子技术。

现代电力电子技术主要包括功率半导体器件、PWM调制技术、微电网技术、智能电网技术等。

这些技术的发展为电力系统的稳定运行、高效能利用、智能化管理提供了重要支持。

随着可再生能源的快速发展和成熟,电力电子技术在可再生能源集成和智能电网建设中也扮演着至关重要的角色。

电力电子技术的背景是电力系统发展的需要,是科技进步和市场需求的结果,是实现清洁、可靠、高效能源供应的必然选择。

【字数:234】2. 正文2.1 传统电力系统存在的问题1. 能效低下:传统电力系统在能源传输和转换过程中存在能量损耗严重的问题,导致能效较低。

在电力系统中,直流到交流的转换、电压调节和功率转换都需要耗费大量能量。

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是指利用半导体器件和电子电路技术来实现对电能的控制、调节和变换的一种技术。

随着电力系统的不断发展和变化,电力电子技术逐渐成为电力系统的关键技术之一。

它在电力系统中的应用已经成为提高电力系统效率、稳定性和可靠性的重要手段之一。

本文将对现代电力电子技术在电力系统中的发展现状进行综述,以期为相关领域的研究和发展提供参考。

现代电力电子技术在电力系统中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 柔性直流输电技术柔性直流输电技术利用了电力电子器件的优势,实现了电力系统的控制和灵活性,提高了系统的稳定性和可靠性。

通过柔性直流输电技术,可以实现电力系统的电能调度和电能优化,提高了电力系统的运行效率。

2. 智能电网技术智能电网技术是近年来电力系统中的热点研究领域之一。

电力电子技术在智能电网技术中发挥着重要作用,可以实现对电力系统的监测、控制和调节,提高了电网的稳定性和安全性。

智能电网技术还可以实现对分布式能源的集成和管理,促进新能源的大规模应用。

3. 高压直流输电技术高压直流输电技术是利用电力电子技术实现电能的长距离传输的一种技术。

由于高压直流输电技术具有输电损耗小、占地少、环保等优势,因此在远距离大容量输电方面具有得天独厚的优势。

4. 变频调速技术变频调速技术是利用电力电子技术实现对电机转速的调节和控制的一种技术。

变频调速技术在工业生产和交通运输等领域有着广泛的应用,可以提高设备的运行效率和节能减排的效果。

1. 电力电子器件的发展随着半导体器件技术的不断提高,各种电力电子器件的性能不断改善,功率密度不断提高,损耗不断降低。

目前,IGBT、GaN、SiC等新型器件已经在电力电子领域中得到广泛应用,为电力电子技术的发展提供了更为丰富和多样的选择。

2. 控制技术的发展电力电子技术的发展离不开控制技术的支撑。

随着数字信号处理技术、智能控制算法等方面的不断改进,电力电子技术的控制性能不断提高,控制精度不断提高,控制速度不断提高,控制可靠性不断提高。

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状【摘要】现代电力电子技术在电力系统中扮演着重要的角色,其应用范围和深度不断扩大,对电力系统的稳定性、效率和可靠性产生了深远影响。

本文通过介绍现代电力电子技术的基本概念和电力系统的发展背景,探讨了电力电子技术在电力系统中的应用以及电力电子器件的发展现状。

分析了电力电子技术在电力系统中的优势和面临的挑战,展望了其未来的发展方向。

总结了电力电子技术对电力系统的影响和其发展前景。

随着科技的不断进步,电力电子技术将继续发挥着重要作用,推动电力系统的现代化和智能化发展。

【关键词】关键词:现代电力电子技术、电力系统、应用、器件、优势、挑战、发展方向、影响、发展前景1. 引言1.1 现代电力电子技术的基本概念现代电力电子技术是一种以电子器件和数字控制技术为基础,利用变流器、整流器、逆变器等设备实现电能转换和调节的技术。

在电力系统中,电力电子技术可以实现电能的高效转换、稳定控制和灵活调节,从而提高电力系统的运行效率和稳定性。

电力电子技术的基本概念包括以下几个方面:首先是功率器件,如晶闸管、场效应管、绝缘栅双极型晶体管等,这些器件可以实现电能的无级调节和快速开关;其次是控制技术,如PWM调制技术、谐波抑制技术、闭环控制技术等,这些技术可以实现对电能转换过程的精确控制;此外还包括电力电子拓扑结构设计、热管理技术等方面。

现代电力电子技术的发展使得电力系统具备了更高的智能化、灵活性和稳定性,为电力系统的高效运行和接入可再生能源提供了重要支撑。

随着电力需求的不断增加和新能源的大规模接入,电力电子技术在电力系统中的应用前景十分广阔。

1.2 电力系统的发展背景随着工业化和城市化的进程,电力需求逐渐增长,传统的电力系统已经不能满足日益增长的电力需求。

为了提高电力系统的效率和可靠性,同时减少对环境的影响,人们开始寻求新的技术手段来改善电力系统。

电力系统的发展背景可以追溯到19世纪末的工业革命时期,当时人们开始使用电力来驱动工厂和机器。

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状电力电子技术是作为电力系统中的核心技术之一,其发展现状对于整个电力系统的稳定运行和发展起着至关重要的作用。

随着科技的不断发展和进步,电力电子技术在电力系统中的应用也日益广泛。

本文将对现代电力电子技术在电力系统中的发展现状进行综述,探讨其在电力系统中的作用和影响。

一、电力电子技术的发展历程电力电子技术是指利用电子器件进行能源的转换和控制,实现电力系统中的功率调节、电能变换和传输。

电力电子技术的发展历程可以追溯到上世纪60年代,当时主要是以整流、变频和逆变为主要研究方向,然后逐渐拓展到谐波抑制、无功补偿、电能质量改善等领域。

随着半导体器件的不断进步和成熟,电力电子技术在电力系统中的应用也越来越广泛,涉及到电力变换、传输、配电和用电等方方面面。

二、现代电力电子技术在电力系统中的应用领域1. 变频调速技术变频调速技术是电力电子技术在电力系统中的重要应用领域之一,主要是通过改变电机的工作频率,实现对电机速度的调节,从而达到节能、精度控制和提高电机运行效率的目的。

目前,变频器已广泛应用于风力发电、水泵变频调速、电梯驱动等领域。

2. 高压直流输电技术高压直流输电技术是利用电力电子装置将交流电能转换成直流电能进行输电的一种技术,具有输电距离远、输电能力大、线损小等优势。

随着我国电力体制改革和跨区域电力输送需求的增加,高压直流输电技术得到了越来越广泛的应用,大型的高压直流输电工程也陆续建成投运。

3. 可再生能源接入技术随着可再生能源如风电、光伏等的快速发展,电力电子技术在可再生能源接入方面也发挥着重要作用。

通过电力电子装置,可以将可再生能源发电系统与电网连接,并实现电能的转换和控制,从而解决可再生能源发电的间歇性和不稳定性问题。

4. 智能电网技术智能电网是在传统电力系统的基础上,通过引入先进的电力电子技术、通信技术和信息技术,实现对电力系统进行监控、调度和管理的一种先进电力系统。

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是当今电力系统领域中的重要组成部分,它在电力系统中起着至关重要的作用。

随着科技的不断进步和电力需求的不断增长,电力电子技术在电力系统中的应用也得到了日益广泛的推广。

本文将综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状,旨在全面了解电力电子技术的应用和发展趋势。

一、电力电子技术在电力系统中的应用概况随着电网建设的不断完善和电力需求的不断增长,电力系统对电力电子技术的需求也越来越大。

电力电子技术在电力系统中主要应用于功率变换、电能质量控制和电力传输等方面。

在功率变换领域,电力电子技术主要用于实现交、直流电能之间的相互转换,适应不同负载的功率要求。

在电能质量控制方面,电力电子技术可实现电能的稳定输出,提高电网的稳定性和可靠性。

在电力传输方面,电力电子技术可实现高效电能传输,减少能量损耗,提高电网的传输效率。

电力电子技术在电力系统中的应用范围非常广泛,对电力系统的运行和发展具有重要意义。

1. 变流器技术的发展变流器是电力电子技术的核心设备之一,其性能和效率直接影响到电力系统的运行质量。

近年来,随着功率半导体器件的不断进步和新型拓扑结构的不断涌现,变流器技术取得了显著的发展。

高压、高频、高效的变流器设备逐渐成为电力系统的主流,大大提高了电能转换的效率和质量。

2. 控制技术的创新随着数字电子技术的发展,控制技术在电力系统中的应用也得到了快速发展。

智能化控制系统、数字信号处理技术等先进控制技术的应用,使得电力电子设备的控制性能得到了显著提升,提高了电力系统的运行稳定性和可靠性。

3. 新能源技术的融合随着新能源技术的快速发展,新能源与电力电子技术的融合应用成为电力系统发展的重要趋势。

风能、光能等新能源技术的应用使得电力系统的结构发生了变革,电力电子技术成为了实现新能源并网的重要手段,为电力系统的清洁化和可持续发展提供了有力支持。

4. 智能电网技术的兴起智能电网技术是当今电力系统领域的热点之一,它以电力电子技术为核心,通过信息技术实现了电力系统的智能化管理和控制。

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状现代电力电子技术是电力系统领域的重要组成部分,它的发展与应用对电力系统的稳定运行、高效输送和新能源的接入具有重要意义。

本文将综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状,包括其在输电、配电、电力质量改善、新能源接入等方面的应用与发展情况,并对其未来发展趋势进行展望。

一、现代电力电子技术在输电系统中的应用在输电系统中,电力电子技术主要应用于柔性交流输电(FACTS)和高压直流输电(HVDC)两大领域。

通过柔性交流输电技术,可以实现对电力系统的动态控制和稳定运行,包括静态无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(STATCOM)等,以提高系统的稳定性和可靠性。

而高压直流输电技术,可以实现远距离大容量电能的长距离传输,减少输电线损和提高输电效率,尤其在新能源远距离接入方面具有重要意义。

在配电系统中,电力电子技术主要应用于配电变压器、配电保护与控制等方面。

通过电力电子技术,可以实现对配电系统的智能化控制和监测,提高供电可靠性和电能质量,同时实现对配电网的柔性运行和功率调节,为电网接纳大规模分布式新能源提供技术支持。

电力电子技术在电力质量改善方面的应用包括电能质量改善装置(APF)、有源滤波器(AF)等,通过实时监测和控制电网内的谐波、电压波动和频率偏差等问题,提高电能供应的质量和可靠性,适应现代工业和商业对电能质量的要求。

随着新能源的快速发展和大规模接入,电力电子技术在新能源接入方面发挥越来越重要的作用。

特别是在风力发电、光伏发电和分布式储能等方面,电力电子技术可以实现对新能源的有效管理和优化利用,提高电网的安全性和稳定性。

未来展望随着能源转型和电力供应体系的变革,现代电力电子技术将继续在电力系统中发挥重要的作用。

在未来,随着电力电子器件的不断创新和提高,以及数字化技术的应用,电力电子技术将更加智能化、集成化和高效化,为电力系统的高效运行和新能源的大规模接入提供更加强有力的支撑。

现代电力电子技术论文六篇

现代电力电子技术论文六篇

现代电力电子技术论文六篇现代电力电子技术论文范文1现代电力电子技术的进展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

电力电子技术起始于五十年月末六十年月初的硅整流器件,其进展先后经受了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在很多新领域的应用。

八十年月末期和九十年月初期进展起来的、以功率MOSFET 和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)沟通发电机供应,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。

大功率硅整流器能够高效率地把工频沟通电转变为直流电,因此在六十年月和七十年月,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大进展。

当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

2、逆变器时代七十年月消失了世界范围的能源危机,沟通电机变频惆速因节能效果显著而快速进展。

变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的沟通电。

在七十年月到八十年月,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。

类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。

这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

3、变频器时代进入八十年月,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛进展,为现代电力电子技术的进展奠定了基础。

将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,消失了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化进展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的消失,又为大中型功率电源向高频进展带来机遇。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状随着现代电力电子技术的不断发展,电力系统的运行和管理方式已经发生了巨大的变化。

越来越多的电子设备被应用于电网中,其中包括变频器、电力电子变压器、电力电子断路器、智能电网控制器等。

这些设备不仅提高了电网的可靠性和稳定性,还能够提高电网的效率、降低损耗、提高电力品质以及实现对电力质量的实时监测和调节。

在发电系统中,电力电子技术的应用主要集中在发电机调速、电动机驱动、变频电源、柔性直流输电以及海上风电等方面。

电力电子技术能够为发电机提供更加精准的电压和电流控制,从而提高发电机的效率和稳定性。

在电动机驱动方面,电力电子技术可以实现变频调速和矢量控制,从而实现更加精准的电机控制和节能效果。

在变频电源方面,电力电子技术可以实现高效、可靠、低损耗的电能转换,从而将风电和太阳能等新能源更好地融入电力系统中。

在柔性直流输电方面,电力电子技术可以根据需求调节直流电压和功率,从而实现远距离大容量电力输送。

在海上风电方面,电力电子技术可以实现海上电力输送和储能,从而提高海上风电的利用效率和经济效益。

在输配电系统中,电力电子技术的应用主要包括电力电子变压器、电力电子断路器、高压直流输电以及智能配电网等方面。

电力电子变压器可以有效降低负载损耗,提高电压质量和电能利用率。

电力电子断路器可以实现瞬时电流控制和快速断电,从而保护电网设备和提高电网的稳定性。

高压直流输电可以实现远距离大容量电力输送,并且具有较低的输电损耗和灵活性。

智能配电网可以实现电力监测、控制和优化管理,从而提高电网的效率和稳定性。

总之,现代电力电子技术在电力系统中的应用已经成为推动电力系统发展的重要驱动力之一。

未来,随着新能源的使用不断增加和数字化技术的不断升级,电力电子技术还将在电力系统中发挥更加重要的作用。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状电力电子技术是指利用半导体器件将电能转换为其它形式的能量的技术,它在电力系统中扮演着至关重要的角色。

随着电力电子技术的不断发展,电力系统的安全性、稳定性和效率都得到了极大的提升。

现代电力电子技术在电力系统中的应用主要包括功率电子器件、电力电子转换技术、电力电子控制技术、电力电子应用技术等方面,这些技术已经在电力系统中得到了广泛的应用。

功率电子器件是现代电力电子技术的核心。

功率电子器件包括晶闸管、可控硅、晶体管、场效应晶体管等,在电力系统中主要用于电能的调节和控制。

这些器件具有开关速度快、能耗低、寿命长等优点,已经成为电力系统中不可或缺的一部分。

电力电子转换技术是现代电力电子技术的重要组成部分。

电力电子转换技术通过将交流电转换为直流电或者将直流电转换为交流电,实现了电能的有效利用和输送。

直流输电技术就是利用电力电子转换技术实现了长距离、大容量的电能传输,解决了传统交流输电线路存在的诸多问题。

电力电子控制技术也是现代电力电子技术的重要组成部分。

电力电子控制技术通过控制电力电子器件的导通和断路,实现了对电能的精准调节和控制。

通过控制电力电子开关,可以实现变频调速、无级调压等功率控制功能,提高了电力系统的运行效率和稳定性。

电力电子应用技术将电力电子技术应用到了各个领域。

变频调速技术在风力发电、太阳能发电等可再生能源领域得到了广泛应用,提高了可再生能源发电系统的稳定性和可靠性。

电动汽车充电技术也是电力电子技术的一个重要应用领域,通过电力电子技术可以实现对电动汽车的快速充电,提高了电动汽车的使用便利性和节能环保性能。

现代电力电子技术在电力系统中的发展现状已经取得了显著的成绩,但同时也还面临着一些挑战。

功率电子器件的可靠性和成本问题、电力电子转换技术的效率和稳定性问题、电力电子控制技术的智能化和互联网化问题等。

未来,随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现,相信现代电力电子技术在电力系统中的应用将会得到更大的发展,为电力系统的安全、稳定和高效运行做出更大的贡献。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

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综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状随着电力需求的不断增长和电网的不断发展,现代电力电子技术在电力系统中扮演着重要的角色。

电力电子技术是指应用半导体器件和电子控制技术进行电力的变换、调节和控制的一种技术。

电力电子技术可以提高电力系统的质量、效率、稳定性和可靠性,并为可再生能源的接入和用电设备的智能化提供支持。

在电力系统中,现代电力电子技术的应用主要包括电力变压器、直流输电、无功补偿、电能质量调节以及可再生能源的接入等方面。

电力变压器是电力系统中最常见的电力电子设备之一。

传统的变压器采用线圈来实现电压的变换,但是电力电子变压器通过电力电子器件对电压进行可变的调控,实现电网的电压和电流的调整,并具有较高的调节范围和响应速度。

直流输电技术是通过大容量的直流电缆或输电线路将电能输送到长距离的方式。

现代电力电子技术在直流输电中发挥重要作用,主要包括换流器、逆变器和柔性直流传输设备等。

直流输电具有输电损耗小、电能品质好、抗电磁干扰能力强等优点,可以提高电网的传输能力和稳定性。

无功补偿技术是电力电子技术在电力系统中的另一重要应用领域。

无功功率是传统电力系统中的重要问题之一,它会导致电压波动、电力系统的稳定性下降。

通过引入电力电子器件,可以实现对无功功率的精确调节和补偿,提高电力系统的功率因素和稳定性。

电力电子技术还可以用于电能质量的调节。

电能质量问题主要包括电压骤升骤降、谐波扰动、电压闪变等。

电力电子器件可以通过对电能进行精确调控,实现电压的稳定、变频的控制、电压幅值和频率的调节,提高电力系统的电能质量,减少对负载设备的影响。

随着可再生能源的发展,电力电子技术在可再生能源的接入中发挥着重要的作用。

可再生能源如风能、太阳能等具有不稳定性和间歇性,而电力电子器件可以对这些能源进行有效的调控和转换,使其能够稳定地接入电力系统,并提供可靠的电能供应。

现代电力电子技术概述

现代电力电子技术概述

现代电力电子技术学习汇报姓名:csu学号:专业:电气工程班级:目录第一章现代电力电子技术旳形成与发展 (1)1.1 电力电子技术旳定义 (1)1.2 电力电子技术旳历史 (1)1.3 电力电子技术旳发展 (2)1.3.1 整流器时代 (2)1.3.2 逆变器时代 (3)1.3.3 变频器时代 (3)1.3.4 现代电力时代 (3)第二章现代电力电子计时研究旳重要类容和控制技术 (5)2.1 直流输电技术 (5)2.2 灵活交流输电技术(FACTS) (5)2.3 定制电力技术(DFACTS) (6)2.4 高压变频技术 (6)2.5 仿真分析与试验手段 (6)第三章目前电力电子旳应用领域 (7)3.1 工业领域 (7)3.2 交通运送 (7)3.3 老式产业 (8)3.4 家用电器 (8)3.5 电力系统 (8)第四章现代电力电子技术旳发展趋势及其目前研究旳热点问题 (10)4.1 国内发展趋势 (10)4.2 国外发展趋势 (10)4.3 热点问题 (11)第一章现代电力电子技术旳形成与发展1.1 电力电子技术旳定义电力电子技术,又称“功率电子学”(英文:Power Electronics),简称PE,是应用于电力领域,使用电力电子元件对电能进行变换和控制旳电子技术。

电力电子技术分为电力电子元件制造技术和变流技术。

一般认为,1957年美国美国通用电气企业研制出第一种晶体管是电力电子技术诞生旳标志。

1974年,美国旳W. Newell提出:电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而行成。

这一观点被全世界普遍接受。

1.2 电力电子技术旳历史伴随1923年第一种整流器旳问世,进而引入了功率电子学这个概念。

原始整流器是一种内含液态汞旳阴极放电管。

这个汞蒸气型旳整流器,可以将数千安培旳交流电转换为直流电,其容忍电压也高达一万伏特以上。

从1930年开始,这种原始旳整流器开始匹配一种类似于通管技术旳点阵式(或晶格构造)类比控制器,从而实现了直流电流旳可控制性(引燃管,闸流管)。

现代电力电子技术发展现状综述

现代电力电子技术发展现状综述

现代电力电子技术发展现状综述摘要:主要介绍现代电力电子技术兴起和发展过程,针对目前电力电子技术水平,介绍电力电子器件最新的发展情况,最后介绍电力电子技术未来的发展趋势及应用前景。

关键词:电力电子技术;电力电子器件;电力电子集成;电力系统0引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术,它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。

随着经济技术水平的不断提高,电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面,现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用,新型电力电子技术已渗透到科研交通、能源、环保及军工等领域,成为提升各种大功率现代装备综合能力的关键技术,受到各国政府、研究机构、行业和企业的高度重视[1]。

毫无疑问,电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。

1电力电子技术的发展自本世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气传动技术的舞台,以此为基础开发的可控硅整流装置,是电气传动领域的一次革命,这标志着电力电子技术的诞生。

现代电力电子技术经历了整流器时代,逆变器时代和变频器时代。

进入21世纪,随着新的理论、新的器件、新的技术的不断涌现,特别是与微电子(计算机与信息)技术的日益融合,电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展,随之而来的必将是智能电力电子时代[2]。

2电力电子技术的应用2.1一般工业领域现代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。

大至数千千瓦的各种轧钢机,小到几百瓦的数控机床的伺服电机,以及矿山牵引等场合都已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。

关于电力电子技术的综述报告.asd

关于电力电子技术的综述报告.asd

关于电力电子技术的综述报告摘要:电力电子技术是能源技术、电子技术和控制技术三大领域的交叉,是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。

与传统的电子技术相比,为它能够通过大电流和承受高电压,而且要考虑在大功率情况下,器件发热、运行效率的问题。

本文从三个方面阐述了现代电力电子技术的主要研究内容;从五个方面讲述了电力电子技术的主要应用;以及对电力电子发展的热点问题和发展趋势做了总结性的阐述。

关键字:电力电子内容应用发展趋势一、电力电子技术研究的内容电力电子技术研究的内容包括三个方面:电力电子器件、变换器主电路和控制电路。

1、电力电子器件电力电子器件是电力电子技术的基础。

电力电子器件用于大功率变换和控制时,与信息处理用器件不同:一是必须具有承受高电压、大电流的能力;二是以开关方式运行。

按照开通、关断的控制可分为3类:不控型、半控型和全控型。

2、电力电子变换器的主电路现代电力电子技术的主要研究方向之一就是变换器主电路的拓扑优化。

拓扑优化可以理解为:在变换器设计中,合理选择确定网络中各元件的位置,以便实现功能和性能指标要求且最经济。

拓扑优化的目标为高频化、高效率、高功率因数和低变换损耗。

高频化加软开关技术和PWM控制方式,既可以减少变换器体积、重量和开关损耗,又能提高波形质量、功率因数和变换效率。

3、电力电子电路的控制控制电路的主要作用是:为变换器中的功率开关器件提供控制极驱动信号。

故电力电子电路的控制也是研究内容之一。

控制电路应该包括时序控制、保护电路、电气隔离和功率放大等电路。

二、电力电子技术的应用电力电子技术是以功率和变换为主要对象的现代工业电子技术,当代工、农业等各个领域都离不开电能,离不开表征电能的电压、电流、频率、波形和相位等基本参数的控制和转换,而电力电子技术可以对这些参数进行精确的控制和高效的处理,所以电子技术是实现电气工程现代化的重要基础。

电力电子技术应用范围十分广泛,国防、工业、交通运输、能源、通信系统、电力系统、计算机系统、新能源系统以及家用电器等无不渗透着电力电子技术的成果。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状随着电力系统的不断发展,电力电子技术作为其重要组成部分之一,也在不断创新、发展,为电力系统的稳定运行和优化提供了更加有效的手段。

在过去几十年中,电力电子技术已经发生了很大的变化。

从最早的晶闸管、thyristor等器件,到如今的IGBT、MOSFET等高性能晶体管,电力电子器件的性能和可靠性都得到了提升。

与此同时,电力电子技术在功率变换、电力调节和控制等方面的应用也越来越广泛。

目前,在电力系统中,电力电子技术主要应用于以下几个方面:1. 电力变换和传输:电力电子器件和系统可以将交流电变换成直流电或者将直流电变为交流电,从而实现电力的传输和电网的稳定运行。

2. 电力调节和控制:电力电子技术可以通过控制电力系统中的各种器件,实现对电力信号的调节和控制。

例如,可通过电力发电系统的控制器来管理电力压力、频率等参数。

3. 电力质量控制:通过电力电子技术,可以对电力质量进行调整。

补偿电装置(SVC)可以对电力系统中的电压波动和电力失调等现象进行补偿,从而实现电力的质量控制。

4. 新能源开发:电力电子技术的应用还可促进新能源的开发,如风力和太阳能。

5. 智能电网和微电网:电力电子技术也可以促进智能电网和微电网的发展,提高电网运行的智能性和可靠性。

因此,电力电子技术在电力系统中有着广泛的应用前景。

未来,随着电力自动化程度的不断提高,电力电子技术将继续发挥着重要作用,成为电力系统高效运行和优化的重要手段。

总之,现代电力电子技术在电力系统中的发展已经取得了很大进展,其应用可以改善电力质量、提高电网运行效率、促进新能源开发和智能电网建设等目标的实现。

在未来的发展中,电力电子技术将继续推动电力系统的发展,实现电力工业和社会经济的可持续发展。

现代电力电子在电力系统中的应用综述

现代电力电子在电力系统中的应用综述

图7.4 ValleyFill方式PFC整流电路
§3 高功率因数电力电子装置
3.1 功率因数校正电路(Power Factor Correction— —PFC)


有源功率因数校正(APFC)利用开关器件、电感及控 制电路构成,PF可达0.99。从相数来看,有单相PFC和 三相PFC。都是通过电流跟踪电压变化,提高功率因数, 减小谐波损耗。单相PFC技术已经比较成熟,三相PFC 技术复杂,成本较高,现基本还处于研究推广阶段。 从开关转换技术来看,APFC又分为硬开关PFC技术和 软开关PFC技术两大类。目前,硬开关PFC技术在小功 率场合的应用已经比较成熟,软开关PFC技术处在逐步 应用和研究当中。

Байду номын сангаас
3.2.2 有源功率因数校正的控制方法
4 平均电流控制法 平均电流控制的特点是:输入电流信号被直接检测,与基准电 流比较后,其高频分量(例如100kHz)的变化,通过电流误差放大 器,被平均化处理;工频电流的峰值是高频电流的平均值,因而高 频电流的峰值比工频电流的峰值更高。但电感电流峰值与平均值之 间的误差小,因此THD很小; 原则上可以适合任意拓扑,任意支路的电流;如:除了可检测 Boost变换器的输入电流外,也可以检测buck,flyback变换器的输 入电流,或Boost,Flyback变换器的输出电流等。并且两种工作模 式CCM和DCM都可以用。
§3 高功率因数电力电子装置
3.2 单相有源功率因数校正(APFC)技术
1 有源功率因数校正的工作原理


有源功率因数校正(APFC)是抑制谐波电流、提 高功率因数的有效方法,APFC主要用于DC/DC开关 变换器。目前使用最广泛的是Boost型APFC? 按PFC电路输入电流检测和控制方式, APFC电路 又可分成: (1)CCM型:电感L电流连续。 (2)DCM型:电感L电流不连续。 本节以Boost型APFC为例说明功率因数校正电路的 基本工作原理。

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

综述现代电力电子技术在电力系统中的发展现状

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关键词电力电子技术#发展现状#变频器
!电力电子技术的起源与发展 电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整电子 产品流器件其发展先后经历了整流器时代逆变器时代和变 频器时代促进了电力电子技术在许多新领域的应用 上世纪 六十年代至七十年代大功率硅整流管和晶闸管的开发与应 用开启了电力电子技术的整流时代电解牵引传动等工业 得到飞速发展 七十年代到八十年代交流电机的变频调速技 术发展迅速 变频调速技术是将直流电逆变为 % h$%% 赫兹的 交流电=67和 =6"的大规模使用将电力电子技术带入到了 逆变时代但当时的逆变还只停留在低频范围内 八十年代 由于计算机的发展大规模集成电路向着超大规模集成电路迅 速迈进因此电力人们想到了将将集成电路与高电压大电流 结合到一起 于是#=>6和 :"EeW6应运而生 由此完成了 传统电力电子技术向现代电力电子技术跨越 之后现代电力 电子技术与计算机通信设备相结合应用到了我们生活中的方 方面面 %现代电力电子技术的发展现状 现代电力电子技术利用大功率电力电子器件对电能进行 变换和控制以期针对不同的负载而得到最佳形势的电能从 而提高电能的质量和使用效率改善电网的稳定性 现代电力 电子技术应用在电能的各个阶段从电能的产生传输分配 消费各个环节对电能进行改善 )&$ 现代电力电子技术在发电侧的发展应用 以我公司为例 我公司配有三台西门子 'e级燃机发电 机额定功率 (%%:Z机端电压 )%.f额定电流 $%$?'D采用 自并励方式 与汽轮发电机不同燃机发电机启机过程中没有 蒸汽来推动发电机转子旋转 那么推动转子大轴的动力源自 哪里呢# 这就用用到电力电子技术了 我厂配有 ) 套 Ee;变 频启动装置 工作原理为将厂用电整流为直流电流经 Ee; 逆变为低频交流电% h(4IA 输送至发电机定子线圈建立低 频旋转磁场 此时给发电机转子绕组通入直流电源转子将会 以低频方式缓慢 旋 转 Ee;通 过 调 频 来 提 高 转 子 转 速 直 至 燃 气点火维持转子自持转速 Ee;启动与传统蒸汽推动启动比较利用传统蒸汽推动转 子方式也可完成机组启动任务但相比于 Ee;启动方式劣势在 于会耗费大量天然气无形中增加机组启动成本 且燃机依靠 燃烧天然气作为能量来源天然气的燃烧效率与空气的配比以 及天然气调节门有密切关系 现场实际操作中调节门的调节 为机械控制其精密度相对于电子控制有明显的劣势 故应用 电力电子技术使用 Ee;变频启动装置对于燃机发电机来讲既 经济又高效便于控制 )&) 现代电力电子技术在输电侧的发展应用 现代电力电子技术在输电侧应用十分广泛其中最具代表性 的要输柔性交流输电技术 eD;6E 和高压直流输电技术 If;! )&)&$ 柔性交流输电技术 柔性交流输电技术主要用于提高电网输送能力和改善电 网运输性能 柔性交流输电技术发展至今控制器已有数十种
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J I A N G S U U N I V E R S I T Y 现代电力电子技术发展与应用姓名:班级:学号:授课教师:2015年11月摘要:电力电子学是一门新兴的科学,电力电子技术是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。

而功率器件是电力电子技术的核心和基础,其应用是电力电子技术发展的驱动力。

文章介绍了电力电子器件的发展过程,说明电力电子器件的最新发展情况及未来的发展趋势,同时介绍了电力电子技术在各个领域的应用情况并展望电力电子技术的未来发展方向。

关键词:电力电子技术;电力电子器件;应用展望0 引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术,它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。

随着经济技术水平的不断提高,电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面,现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用,它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。

毫无疑问,电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。

分析当前电力电子技术的发展趋势,其大致方向表现为由传统低频技术处理向现代高频技术转换,并逐渐取代传统的电力电子器件整合时代。

现代电力电子技术应用领域广泛,开关电源、输电技术、发电系统,随处可见电力电子技术的身影。

上世纪九十年代初以功率半导体复合器件为象征的现代电力电子体系逐渐形成,对于人们的工作和生活产生了重大影响。

本文从电力电子技术的发展历程和应用展望等方面分析了现代电力电子技术的发展趋势,体现了电力电子技术的发展与当前时代发展特征的融合。

1 电力电子技术的发展电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支,电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。

电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用,电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。

1)半控型器件(第一代电力电子器件)。

上世纪50年代,美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR),标志着电力电子技术的诞生。

此后,晶闸管得到了迅速发展,器件容量越来越大,性能得到不断提高,并产生了各种晶闸管派生器件,如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。

但是,晶闸管作为半控型器件,只能通过门极控制器开通,不能控制其关断,要关断器件必须通过强迫换相电路,从而使整个装置体积增加,复杂程度提高,效率降低。

另外,晶闸管为双极型器件,有少子存储效应,所以工作频率低,一般低于400 Hz。

由于以上这些原因,使得晶闸管的应用受到很大限制。

2)全控型器件(第二代电力电气器件)。

随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展,从上世纪70年代后期开始,以门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOSFET)为代表的全控型器件迅速发展[1]。

全控型器件的特点是,通过对门极(基极、栅极)的控制既可使其开通又可使其关断。

此外,这些器件的开关速度普遍高于晶闸管,可用于开关频率较高的电路。

这些优点使电力电子技术的面貌焕然一新,把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。

3)电力电子器件的新发展。

为了解决MOSFET在高压下存在的导通电阻大的问题,RCA公司和GE公司于1982年开发出了绝缘栅双极晶体管(IGBT),并于1986年开始正式生产并逐渐系列化。

IGBT是MOSFET和BJT的复合,它把MOSFET驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点集于一身,性能十分优越,使之很快成为现代电力电子技术的主导器件。

与IGBT相对应,MOS控制晶闸管(MCT)和集成门极换流晶闸管(IGCT)都是MOSFET 和GTO的复合,它们都综合了MOSFET和GTO两种器件的特点。

为了使电力电子装置的结构紧凑,体积减小,常常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式,给应用带来了很大的方便。

后来,又把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起,构成功率集成电路(PIC)。

功率集成电路代表了电力电子技术的一个重要发展方向。

近年来,在高压硅器件领域,世界各国的研究者关注的重点是利用新结构、新工艺去突破极限,挖掘潜力,努力推进各类器件性能的进一步改善,包括在获得合理通态电阻的前提下研制耐压更高的超结器件。

4)基于新型材料的电力电子器件。

从晶闸管问世到各种高性能IGBT的出现,电力电子器件经过几十年的发展基本上都表现为对器件结构原理和制造工艺的改进和创新,在材料的应用上始终没有突破硅的围。

随着硅材料和硅工艺的日趋完善,各种硅器件的性能逐步趋于其理论极限。

而现代电力电子技术的发展却不断对电力电子器件的性能提出了更高的要求,尤其是希望器件的功率和频率得到更高程度的兼顾。

因此,越来越多的电力电子器件研究工作转向了对应用新型半导体材料制造新型电力电子器件的研究。

结果表明,就电力电子器件而言,硅材料并不是最理想的材料,比较理想的材料应当是临界雪崩击穿电场强度、载流子饱和漂移速度和热导率都比较高的宽禁带半导体材料,这种材料比较典型的有砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)等。

目前,随着这些材料的制造技术和加工工艺日渐成熟,使用宽禁带半导体材料制造性能更加优越的电力电子新器件已成为可能[2]。

21世纪初,碳化硅肖特基势垒二极管(SBD)首先揭开了碳化硅器件在电力电子领域替代硅器件的序幕。

随后,高耐温、高耐压的碳化硅场效应器件、碳化硅IGBT、碳化硅双极型器件纷纷出现,预示着不远的将来集高电压、大电流、高工作频率等优点于一身的新型器件即将诞生。

2 常用电力电子器件简介⑴绝缘栅双极晶体管(IGBT)IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。

IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。

非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT的电路符号和等效电路如图一所示。

(a)IGBT符号(b)等效电路图一IGBT符号与等效电路主要参数:1)集电极-发射极额定电压UCES2)栅极-发射极额定电压UGES3)额定集电极电流IC4)集电极-发射极饱和电压UEC5)开关频率⑵功率场效应晶体管(P-MOSFET)功率MOS场效应晶体管,即MOSFET,其原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。

P-MOSFET的结构符号如图二所示。

(a)P-MOSFET 结构 (b)符号图二 P-MOSFET 结构与符号工作原理:当漏极接电源正极,源极接电源负极,栅源之间电压为零或为负时,P型区和N型漂移区之间的PN结反向,漏源之间无电流流过。

如果在栅极和源极加正向电压U GS ,不会有栅流。

但栅极的正电压所形成电场的感应作用却会将其下面P型区中的少数载流子电子吸引到栅极下面的P型区表面。

当U GS 大于某一电压值U T 时,栅极下面P型区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型半导体,沟通了漏极和源极,形成漏极电流I D 。

电压U T 称为开启电压,U GS 超过U T 越多,导电能力越强。

漏极电流I D 越大。

主要参数:1. 漏源击穿电压BU DS2. 漏极连续电流I D 和漏极峰值电流I DM3. 栅源击穿电压BU GS4. 开启电压U T5. 极间电容6. 通态电阻Ron⑶门极可关断晶闸管(GTO)GTO 的结构为四层三端结构,其结构和符号如图三所示。

(a)GTO 结构 (b)符号图三 GTO 结构与符号GTO 主要参数:1. 最大可关断阳极电流I ATO通常将最大可关断阳极电流I ATO 作为GTO 的额定电流。

2. 关断增益βoff关断增益βoff 为最大可关断阳极电流I ATO 与门极负电流最大值I GM 之比,其表达式为βoff =IATO /│IGM │βoff 比晶体管的电流放大系数β小得多,一般只有5左右。

3 电力电子技术应用现代电力电子技术是高效节能、节约原材料、实用性极强的高新技术,具有广阔的应用空间。

不仅用于一般工业,也广泛应用于交通运输、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广泛的应用。

现就两个重要的应用领域加以阐述。

1)一般工业。

工业量应用各种交直流电机,全世界用电量有60%左右是电动机消耗掉的。

直流电动机有良好的调速性能,为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,随着交流变频调速技术的发展,交流调速传动开始大量应用并占据主导地位。

用于交流变频调速的变频器更离不开电力电子技术。

不仅如此,电化学工业量使用的直流电源也是由电力电子装置提供的;冶金工业中的高频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等都要用电力电子技术[3]。

2)电力系统。

电力电子技术在电力系统中的应用表现在发电、输电、配电、用电的各个环节。

(1)发电环节。

电力电子技术在发电环节中的应用,一方面表现在改善传统发电设备的运行特性上,比如大型发电机的静止励磁采用晶闸管整流并励方式时具有结构简单、可靠性高及造价低等优点;另一方面表现在风能、太阳能并网发电等新能源利用上,比如太阳能电池阵列直流电转换为交流电的系统核心是具有最大功率跟踪功能的逆变器。

(2)输电环节。

高压直流输电技术在远距离输电时优越性很多。

1970年,世界第一项晶闸管换流阀试验工程在瑞典建成,标志着电力电子技术正式用于直流输电。

其后,随着全控型器件的出现及PWM控制技术的成熟,新一代HVDC技术应用越发广泛。

基于电力电子技术用于改善电网环境的有源电力滤波器(APF)、静止无功补偿器(SVC)也获得实际应用[4]。

电力电子技术与现代控制技术结合的柔性交流输电技术(FACTS)对电力系统电压、参数、相位角、功率潮流的连续调控可大幅降低输电损耗,提高输电能力和系统稳定水平。

近年来,柔性交流输电技术(FACTS)已在美国、日本、瑞典、巴西等国获得实际应用,国也有深入研究和发展;(3)配电及用电环节。

用户电力(Custom Power,简写为CP)技术是电力电子技术和现代控制技术在配用电系统中的应用,它和FACTS技术原理相同,主要用于加强供电可靠性和提高供电质量。

典型的CP产品有动态电压恢复器(DVR)、固态断路器(SSCB)、故障电流限制器(FCL)、统一电能质量调节器(UPQC)等[5]。

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