现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义
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。
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。
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。
电力电子技术的现状及发展
电力电子技术的现状及发展随着高新技术的发展，电力电子技术的发展也为电力行业带来了新鲜血液，为电力行业朝着更高方向发展提供了基础。
但它不仅仅只是应用于电力行业，由于时代科技的发展，各学科间的边缘越来越模糊，由此也决定了电力电子技术并不是一个完全独立的学科技术，与它关联的有材料科学、微电子技术及控制理论等，也就是说电力电子技术已经慢慢地渗透进各个工业部门。
1、电力电子技术的发展历程如果说晶体管的诞生标志着固态电子时代的来临，那么晶闸管的问世就把电子技术带上了飞速发展的轨道。
随着高技术的发展，电力电子技术发展速度也越来越快，更多的领域开始应用这一技术，其作用可以从我国经济的发展看出。
纵观电力电子技术的发展史，我们可以看出其经历了三个阶段：晶闸管时代、逆变时代、变频时代。
接下来，笔者将从这三个阶段分别进行描述。
1.1 晶闸管时代晶闸管时代也称晶闸管整流时代，晶闸管整流管在20世纪60和70年代得到了长足的发展，当时都是通过50HZ的交流发电机来提供较大功率的工业用电，其中直流形式的电能消费占了百分之二十。
在当时，我国很多电厂都需要把交流电转化为直流电，这就催生了大功率硅整流器和晶闸管，它能高效的完成直流电的转变。
这也造就了晶闸管整流时代。
1.2 逆变时代到七十年代以后，自关断器件登上了历史舞台，随之也带来了电力电子技术逆变时代。
所谓“逆变”即是将直流电转换成交流电。
世界范围内的能源危机，普遍提高了人们的节能意识，大众普遍使用交流电机，因为更加节能。
所以电力器件包括GTO、GTR，还有就是大功率的逆变晶闸管。
1.3 变频器时代上述的逆变时代，虽然完成了逆变和整流的功能，但是其工作频率相对来说比较低，满足不了人们逐渐扩大的需求。
所以，到80年代后期出现了集成电路。
这种大规模的集成电路主要特点是将高压大电流技术和精细加工技术融为一体，标志着现代电力电子变频器时代的到来，标志着传统电力电子技术的升级。
这时期的电力电子器件走复合化的道路，各器件的结构也越来越紧密，因为结合了各类器件的优点，显得功能也越来越强大。
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。
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。
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。
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。
浅议我国电力电子技术的现状及发展前景
世 界范 围 的能源 危 机 出现 在 七 十 年 代 ， 由于 交流 电机 变频 惆 速 节 能效 果显 著 而迅 速 得 到发 展 。将 直 流 电逆 变 为 Ｏ ￣ Ｉ Ｏ Ｏ Ｈｚ的交 流 电是 变 频调 速 的 关键 技 术 。 随 着变 频 调速 装 置 的普 及 当时 电力 电子 器 件 的主 角是 大 功 率逆 变 用 的 晶 闸管 、巨型 功 率 晶体 管 和 门
的重 要 手段 。本 文 主要 阐述 了我 国 电力 电子技 术 研 究 的 内容 及 其
目前 ， Ｆ Ａ ＣＴ Ｓ已 经发 展成 为有 十 多 类 产 品 的大 家 族 ， 主 要分 为 两 大 类 ，一类 是 针 对 电 网的 污染 而 设 计 的功 率 因 数校 正 和 谐波 治 理装置 ， 另 一 类是 针 对 高压 直 流输 电（ ＨＶ Ｄ Ｃ ） 而 设计 的直 流 输 电装 置 。滤 波装 置 的发 展从 最 早 用机 械 开 关投 切 电感和 电容 来吸 收 或 者 发 出无 功 ， 发展 到 基 于现 代 电力 电子 技 术 为基 础 的滤 波装 置 。
．
少 电路 的 损耗 ， 可 以利 用超 导储 能 。超 导 储 能还 具 备 响 应快 联 系
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受 高 电压 ， 而 且还 有在 大功 率情况 下 ， 器件发 热 、 运 行效 率 的 问题 。 电 力 电子技 术 分为 两个 分支 ： 电力 电子器 件 制造技 术和 交流 技术 。
２ 、 电力 电子技 术 的 地位 和 作用 电 力 电子技 术 至 今 诞 生近 ５ ０年 ， 特 别 是近 年 来 更 是取 得 了 突 飞猛 进 的发 展 ， 已经形 成 十 分完 整 的科 学 体 系和 理论 。 信 息技 术 的 发 展 造就 了信 息时 代 “ 弱 电控 制强 电” 电 力 电子技 术 的 实现 是 人 类 社 会 的 第 二次 电子 革命 。 由于将 来工 业 高度 自动 化 ， 计 算技 术 、 电 力 电子技 术 以 及 自动控 制技 术将 会 成 为三 种最 重 要 的技 术 二、 电 力 电子技 术 的发 展
《电力电子技术综述》课件
电力电子技术的应用实例
电力电子技术在各行各业都有广泛的应用。 1. 高速列车牵引控制 电力电子技术在高速列车的牵引控制中起到了关键作用，通过电力电子器件实现对列车的高效率驱动和 制动控制。 2. 风力发电控制 电力电子技术在风力发电控制系统中被广泛应用，通过变频器和逆变器等装置实现对风机和电网之间的 能量转换和调节。 3. 数字变电站电缆降压 数字变电站电缆降压是一种利用电力电子技术实现对高压输电线路进行降压的装置，能够减少输电线路 损耗，并提高输电效率。
电力电子应用
电力电子技术在电力系统的能量转换、控制和调节中有着广泛的应用。 1. 交流变直流电源 交流变直流电源是利用电力电子技术实现将交流电转换为直流电供应给各种设备和系统的一种装置， 常见于电信、工业控制和电力系统等领域。 2. 直流变直流电源 直流变直流电源是利用电力电子技术实现对直流电进行调节和变换的一种装置，常见于能源储备和 新能源发电系统等领域。 3. 交流变交流变频器 交流变交流变频器是利用电力电子技术实现对交流电进行频率和电压调节的一种装置，常见于工业 控制、电机驱动和节能环保等领域。 4. 电动汽车充电器 电动汽车充电器是利用电力电子技术实现对电动汽车进行充电的一种装置，具有快速充电、高效率 和智能控制等特点，是未来电动交通的重要组成部分。
电力电子技术的发展趋势
电力电子技术在未来的发展中面临着一些挑战和机遇。 1. 绿色环保和能源转型 未来电力电子技术需要更加注重绿色环保和能源转型，通过提高能源利用效率、减少能耗和排放等方式 促进可持续发展。 2. 高功率、高效率、高可靠性和高密度 随着电力电子应用的不断扩大，对功率、效率、可靠性和密度等方面的要求也越来越高，未来的发展需 要技术的不断创新和突破。 3. 智能化和自动化发展 随着信息技术的快速发展，电力电子技术也需要向智能化和自动化方向发展，实现对能源的智能控制和 管理。
电力电子技术中的未来发展趋势
电力电子技术中的未来发展趋势随着科技的不断进步和电力需求的增加，电力电子技术在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
从最初的电力转换到现在的智能电网，电力电子技术正在不断创新和发展。
本文将探讨电力电子技术未来的发展趋势，并展望其在能源领域中的广阔应用前景。
一、功率器件的发展功率器件是电力电子技术的核心。
未来，随着功率半导体材料、工艺和结构的不断改进，功率器件的性能将得到进一步提高。
首先，新型材料的应用将提升功率器件的工作温度和耐压能力，使其更加适应高温、高压的环境。
其次，功率器件的轻量化和迷你化设计将成为未来的发展趋势。
这将使得功率器件在电力电子设备中的体积更小，效率更高。
再者，功率器件的可靠性和寿命将得到大幅度提升，减少维护和更换的成本。
二、智能电网的兴起智能电网是电力电子技术发展的一大趋势。
它将传统的电力系统与信息通信技术相结合，实现对电力系统的自动化控制和智能化管理。
未来的智能电网将具备更高的稳定性和可靠性，能够更好地应对大规模的可再生能源接入。
通过电力电子技术，智能电网可以实现对电力传输、分配和消费过程的精确监测和控制，从而提高电网的效率和响应能力。
三、能源存储技术的发展能源存储技术是电力电子技术未来发展的关键。
随着可再生能源的快速发展，如太阳能和风能等，电力的波动性也越来越大。
能源存储技术可以将多余的电能储存起来，在需要时释放出来，以平衡电力系统的供需。
未来，随着电池技术的不断改进，能源存储技术将变得更加高效和可靠，成为实现能源转型和可持续发展的重要手段。
四、电动汽车技术的普及电动汽车作为清洁能源交通工具的代表，将成为电力电子技术未来发展的重要方向之一。
随着技术的进步，电动汽车的续航里程将得到大幅提升，充电时间将缩短，充电设施将更加智能化和便捷化。
电力电子技术在电动汽车中的应用将进一步促进其市场的发展，推动传统燃油汽车向清洁能源汽车的转型。
五、人工智能的崛起人工智能是电力电子技术未来的重要驱动力。
现代电力电子技术的发展及未来趋势
现代电力电子技术的发展及未来趋势摘要:电力电子技术是指利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,对节省电能有重要意义,从根本上讲,电力电子技术也是研究电源的技术。
目前,电力电子作为智能化、自动化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。
在不远的将来,随着第三代半导件器件的成熟和应用,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用且节能高效,实现高效率和高品质用电相结合。
关键词:电力电子技术;发展;未来趋势1. 电力电子技术的发展电力电子技术起始于五十年代末六十年代初,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,八十年代末和九十年代初,是以IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的全控型功率半导体复合器件时代,其发展以低频技术向以高频技术方向转变。
1.1整流器时代大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。
当时国内曾经掀起了一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。
但目前也只有国产晶闸管可在世界上与其他国家生产的同类产品相媲美,甚至略胜一筹。
1.2逆变器时代七十年代出现了全控型器件,它们在交流电机变频调速因节能效果显著而得到迅速发展和广泛应用。
随着变频调速装置的迅速发展,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管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电,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。
1.3变频器时代进入八十年代后期,以绝缘栅双极晶体管为代表的复合型器件异军突起。
随之而来大规模和超大规模集成电路技术也得到迅猛发展。
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,导致了中小功率电源向高频化发展,也为大中型功率电源向高频发展带来机遇。
新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电力电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
浅谈电力电子技术的现状和未来
浅谈电力电子技术的现状和未来摘要：电力电子技术是一种新的技术，这种技术至今为止已经诞生有60余年，特别是最近的几年来，电力电子技术在其领域更是取得了突飞猛进的发展。
各个国家的学者都认为，电力电子技术是信息时代人类社会发展的第二次电子革命。
电力电子技术在电子领域的应用中非常广泛，尤其是在高效利用能源和发展新能源方面，发挥了巨大的作用。
关键词：电力电子技术；现状；未来在将来的几十年里，电力电子技术会成为发展最迅速的工业技术之一。
由于能源的逐渐枯竭，电力电子技术在新能源和新型材料方面的应用越来越广泛，为了满足应用的要求和人们对理想器件的追求，电力电子技术越来越集中于对新型电力电子材料的开发和制作。
所以，电力电子技术将会成为未来科技的主流，新型的电力电子技术将会收到重视。
本文就电力电子技术的发展、现代化技术的应用和未来的发展趋势进行了简单的概述。
一．电力电子技术的简介电力电子技术是近几年来发展的一项新的技术。
这种技术应用于电子领域，常通过各种电力电子器件控制电能，并且实现电能的转换。
电力电子技术笼统的来说可以分为两类：电力电子器件制造技术和变换技术。
现代很多工业都是利用电力电子器件实现的。
电力电子技术出现在1900年初期，由于晶体管的发明，电力电子技术真正成为了一门学科，是在1950——1960年之间，接着出现了大功率的晶闸管和GTO，使得电力电子技术有了进一步的发展。
二．电力电子技术的发展在20世纪50年代的末期，人们发明出了晶闸管，从此以后，人们电力电子技术开始慢慢运用到生活当中，电力电子技术也在不断地向前发展。
电器领域的一次重大革命是开发出的可控硅整流装置，这个装置的发明使得电能的变换和控制从旋转便六级组和静止离子变流器时代转变为电力电子器件构成的变流器时代，这一转变标志着电力电子技术的真正的产生和技术方面的确立。
三．现代电力电子技术的应用电力电子技术在现代化的生活中应用非常广泛。
一般用于工业的生产、交通的运输、电力系统、家用电器、和其他等方面。
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。
电力电子器件的发展、现状和展望PPT课件
第二阶段是20世纪70年代后期以GTO、GTR和功率 MOSFET等全控型器件为代表的发展阶段。这一阶段的电 力电子器件开关速度高于晶闸管，它们的应用使变流器的 高频化得以实现。
第三阶段是20世纪80年代后期以IGBT复合型器件为代表 的发展阶段。IGBT是功率MOSFET和GTR的复合。功率 MOSFET的特点是驱动功率小、开关速度快；GTR的特 点是通态压降小、载流能力大。IGBT的优越性能使之成 为电力电子器件应用技术的主导器件。
自关断型
MCT SIT H
: :
4kV 2kV
, ,
2.5kA 600A
BJT :1200V , 600A
功率晶体管S功IGIT率B:TM8:0O405SV0F0,E6VT0,A:258;0100.02VAk,V10, 02A8A
在整流管类 中，快速恢 复二极管将 有较大的发 展 在高压直流 输电中，晶 闸管（光控 晶闸管）将 有很好的发 展机遇。 在功率晶体 管类中，以 IGBT发展最 为迅速
3.电力电子器件的发展展望
12
3.1技术发展趋势
电力半导体器件的改进在于使电压、电流和开关频率三大参 数日益提高，并使其达到最佳匹配。为了实现半导体器件参 数的提高，应对其制造技术进行不断创新和发展。
以近年来发展最快的IGBT 为例，通过近20 年的发展,IGBT 不但具有了抗短路能力、消除了“ 二次击穿”现象和电流擎 住现象，而且在导通压降的降低、栅极电荷的减小、开关速 度的提高和开关损耗的减小等各个方面都取得了巨大进步， 极大地提高了IGBT的性能。
电力电子器件的发展、现状和展望
1
电力电子器件的发展、现状和展望
1.电力电子器件的发展 2.电力电子器件的现状 3.电力电子器件发展展望
《现代电力电子技术》课件
电力电子技术的未来发展方向
高效化
智能化
未来电力电子技术将更加注重能效的提高 ，不断推动能源转换和利用效率的提升。
随着人工智能和物联网技术的发展，电力 电子技术将更加智能化，能够实现自适应 控制和远程监控等功能。
集成化
绿色化
未来电力电子技术将更加注重集成化设计 ，实现多功能、高集成度的电力电子系统 。
05
CATALOGUE
电力电子技术的挑战与未来发 展
电力电子技术的挑战
01
02
03
技术更新换代快
随着科技的不断进步，电 力电子技术需要不断更新 换代，以满足更高的性能 和效率要求。
节能环保压力
随着能源危机和环境问题 的日益严重，电力电子技 术在节能环保方面面临更 大的压力。
市场竞争激烈
电力电子市场参与者众多 ，竞争激烈，企业需要不 断提升技术水平和产品创 新能力。
详细描述
在DC/DC转换电路中，开关电源的作用是通过控制开关 管的通断时间来调节输出电压的大小。当输入电压通过开 关管时，通过控制开关管的占空比，可以调节输出电压的 大小，从而实现将一种直流电压转换为另一种直流电压。
总结词
DC/DC转换电路的应用
详细描述
DC/DC转换电路广泛应用于各种需要不同电压等级的场 合，如通信设备、计算机、仪器仪表等。通过DC/DC转 换电路，可以将较高或较低的电压转换为所需的稳定直流 电压，满足各种设备的用电需求。
电力电子技术的应用
电力系统
电力系统中的电力电子技术应用主要涉及发 电、输电和配电环节。通过使用电力电子设 备，如可编程逻辑控制器（PLC）和智能传 感器，可以实现电网的智能化控制和优化管 理，提高电力系统的稳定性和可靠性。
论电力电子技术的发展与应用前景
论电力电子技术的发展与应用前景近年来，随着人们生活水平的不断提高，电力电子技术日益得到广泛应用。
它是现代电气技术和信息技术相结合的产物，使得电力系统更加智能化、高效化和安全可靠，是实现能源转型和绿色发展的核心技术之一。
本文旨在探讨电力电子技术的发展与应用前景。
一，电力电子技术的发展历程电力电子技术，又称为能量电子技术，其诞生可以追溯到20世纪60年代。
20世纪70年代，我国开始研制大功率半导体器件，并于80年代初成功研制出全国第一台百万瓦级大型水平轴风力发电机组，标志着我国电力电子技术走上了一个新的高度。
随着半导体材料和制造工艺的不断完善，大功率寿命的提高，电力电子产品的性能不断刷新，逐渐得到广泛应用。
目前，电力电子技术已经进入了一个全新的发展阶段，使得电力变换器、电力控制器等成为电力系统的核心部件。
在全球经济一体化的背景下，电力电子技术正处于一个高速发展的时期。
二，电力电子技术的优势1.提高电源利用率。
电力电子技术克服了传统电力交换方式所存在的很多问题，它具有快速开关、大功率密度、高效性等优势，这些特点使得电力系统的变换效率得到了提高，能够更加高效的利用电能。
2.提高产品的可靠性。
电力电子技术产生的电能比传统技术产生的电能更加可靠，因为它单个单元失效，整个系统不会失灵，从而大幅度提高了电力系统的可靠性。
3.提高电路系统的安全性。
电力电子技术制造的电路系统能够实现快速切换，从而避免传统电路系统所遇到的振荡问题，并且具有过流、过电压保护，为电力系统的安全运行提供了保障。
三，电力电子技术的应用前景1. 新能源发电系统在新的经济环境下，传统化石燃料的资源越来越紧缺，新能源发电逐渐受到各个国家的重视。
而电力电子技术对于新能源发电系统的建设起到了重要的作用。
如风力发电、太阳能发电等，这些能源的输出电压是阶段性的和不连续的，需要通过电力电子技术进行变换，以适应现代电气系统的要求。
2.交通运输电力电子技术也可以应用于交通运输中，如：高速火车、磁悬浮列车等领域。
现代电力电子技术的应用及展望
现代电力电子技术的应用及展望摘要：现代电力电子技术自20世纪60年代开始出现，其发展势头迅猛，这是一项能够对电能进行控制和转换的技术，在多个行业都起到非常重要的作用，应用领域十分广泛。
文中分析了现代电力电子技术的发展趋势，并进一步对现代电力电子技术的应用进行了具体的阐述。
关键词：电力电子技术发展趋势应用现代电力电子技术的发展经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代。
现代电力电子技术属于变频器时代，同时又与微电子技术有效地进行了结合，这不仅使其应用范围十分广泛，而且在国民经济中的地位也变得越来越重要。
一、发展趋势现代电力电子技术主要是对电源技术进行开发和应用，可以说电源技术的发展是当前电力电子技术发展的主要方向。
1.向模块化和集成化转变。
电源单元和功率器件是电子器件智能化的核心所在，其组成器件具有微小性，因此电力电子器件结构也更为紧凑，体积较小，但其能够与其他不同器件的优点进行有效综合，所以其具有显著的优势，也加快了现代电力电子技术向模块化和集成化转变的进程,为电力系统使用性能的提升奠定了良好的基础。
2.从低频向高频化转变。
变压器供电频率与变压器电容体积、电感呈现反比的关系，在电力电子器件体积不断缩小的情况下，现代电力电子技术必然会加快向高频化方向转化。
3.向全控化和数字化转变。
传统的电力电子器件在使用过程中存在着一些限制，而且关断电器时还会产生一些危险，自关断的全控型器件在市场上出现后，有效弥补了这些限制和避免了危险的发生，这就表明，现代电力电子技术加快了数字化发展的进程。
4.向绿色化转变。
现代电力电子技术向绿色化转变主要表现在节能和电子产品两个方面。
一直以来一些电子设备会将严重的高次谐波电流入到电网中，给电网带来较大的污染。
到了上世纪末期，各种有源滤波器和补偿器的面世，实现了对功率参数的修正，从而为现代电力电子技术的绿色化发展奠定了良好的基础。
二、现代电力电子技术的应用现代电力电子技术的功能具有多样性的特点，其在多个领域都有着广泛的应用，这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中占据着非常重要的地位，有着不可替代的作用。
现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述上课讲义
现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述课程报告现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述学院：电气工程学院姓名： *********学号: 14*********专业： *****************指导教师： *******老师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。
1 电力电子技术的发展［1］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。
1.1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。
1.2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。
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现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述课程报告现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述学院：电气工程学院姓名： *********学号: 14*********专业： *****************指导教师： *******老师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。
1 电力电子技术的发展［1］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。
1.1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。
1.2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。
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。
1.3电力电子器件的新发展为了解决MSOFET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MOS⁃FET和BJT得复合，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。
比如，ABB公司在2008年IEEE功率半导体器件及集成电路会议（International Symposium on Power Semicon⁃ductor Devices and Ics，缩写为ISPSD）上报道了该公司新研制的逆导型IGBT（RC-IGBT），耐压高达3300 V。
这种RC-IGBT是在阳极（或集电极）设置N+短路区，CE反偏时即可将P阱处P-N结的电流引出，构成与IGBT共享导电体积的反并联二极管。
该结构优化了IGBT和内集二极管的性能，并且使二者通态电压均实现了正温度系数，制成的1 cm2芯片的额定电流为62.5A，模块的额定电流高达2250 A。
1.4基于新型材料的电力电子新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范围。
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[3]。
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 现代电力电子技术的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。
2.1一般工业工业中大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，电化学工业中大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。
2.2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[3].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，国内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。
3 现代电力电子技术发展趋势及应用前景电力电子技术从诞生到发展壮大到有今日的辉煌, 经历了十分艰难的发展历程。
电力电子技术从本质上讲属于强电电子技术的范畴, 但是完成强电变换的主回路要用弱电来实现智能化、数字化和最优化控制, 这样就会不断有各种层次的问题在工程实践中被发现、被提出,提出的这些问题正是电力电子学理论发展和新型器件诞生的强大推动力。
电力电子装置的研发必须解决元器件选择、主电路拓扑设计、控制方案设计及优化、电磁兼容设计、结构布局和传热设计、可靠性及冗余设计直至工程实施等一系列技术难题。
电力电子技术的发展也离不开相关理论与基础工业的支撑。
下面,我们从技术发展的角度, 基于对电力电子技术从诞生到发展的回顾以及目前崭露头角的新苗头, 来初步展望电力电子技术及其应用在今后五至十年内可能出现的新发展。
、3.1 新型大功率高耐压半导体器件功率MOSFET 、IGBT (绝缘栅双极性晶体管)、IGC T(集成换流型晶闸管)、IEGT(注入增强栅晶体管)、IPM(智能IGBT 功率模块)等新型器件的开发使用使得大功率电力电子装置的高频化成为可能。
超快恢复功率二极管, MOSFET 的同步整流技术的开发使得大电流低电压(1 -3V)输出的高频开关电源的研制突破了瓶颈。
今后功率半导体器件将继续向提高性能、集成化方向发展,由单片集成向高组装密度的混合集成方向发展, 新型整机合一的集成智能模块, 将全面推广应用。
此外, 新型碳化硅半导体器件亦会出现, 并将得到普遍应用。
3.2 软开关技术及应用软开关技术的诞生、发展和应用使得电力电子装置和电子电源的高效率、高可靠、高频化和小型轻量化真正成为可能。
这一技术给电力电子学和开关电源带来了一次真正意义的革命。
今后, 软开关技术将日臻完善, 电力电子装置主电路拓朴的结构、参数和相关控制方案的优化将由更加成熟的仿真技术和计算机辅助工程来完成, 使高频变换器的变换频率、效率和可靠性进一步提高, 一种全新的中转母线配以直接安装在功能插件上的微型VTM 功率晶片(电压转换模块)的供电方案将会在工程中推广应用。
3.3全面控制电气参数的变换, 实现电能的波形重组一切电力电子装置其实质都是为了将输入装置的电气参数, 变换成用户所需的输出电气参数。
最基本的电气参数有:电压、电流、频率、相数以及波形等。
随着现代控制理论和控制技术研究的进展,DSP 、微处理器和一些超大规模专用控制芯片已成为许多电力电子变换装置控制环节的核心, 再加上半导体技术的进步, 使得电能波形的全面重组和优化成为可能。
也使得高效率用电和高品质用电成为可能。
无电磁污染的“绿色”电力电子装置,将会被越来越多地投入应用。
3.4大容量静止无功发生器(SVG)SVG 是现代柔性交流输电系统中最基础、最重要的装置之一, 也将是21世纪电力系统的三项重大变革之一。