电力电子与电力传动发展浅析
我国电力电子与电力传动系统的发展状况分析
我国电力电子与电力传动系统的发展状况分析传动无疑有着很大的意义,随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展,电气传动技术也得到了长足的发展。
本文在对大量国内外文献分析的基础上,总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。
从学术的角度来看,电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件(功率半导体)设备,转换器拓扑结构,控制和电力电子应用,实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储,以便实现合理和有效使用的各种形式的能源,高品质的人力的电力和磁场的能量。
1 电力电子的研究方向就目前情况而言,我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括:1)电力电子元器件及功率集成电路;2)电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子,军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术,控制电力电子系统和计算机仿真建模;3)电力电子技术的应用,其研究内容包括超高功率转换器,在能源效率,可再生能源发电,钢铁,冶金,电力,电力牵引,船舶推进应用,电力电子系统的信息化和网络;电力电子系统的故障分析和可靠性;复杂的电力电子系统的稳定性和适应性;4)电力电子系统集成,其研究内容包括标准化电力电子模块;单芯片和多芯片系统设计,集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题当前的主要问题是:中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管,虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备,但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法,尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口,而许多关系到国民经济和国家安全,在一些关键领域的核心技术,软件,硬件和关键设备,我国的外资控制和封锁。
特别是在关系国民经济和国家安全,更多先进水平的核心技术差距的关键领域,这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。
在过去,虽然我国国民经济的各个部门,先后引进了国外先进技术,已开始注意到国内突出的问题,从表面上看,虽然对引进技术的绝大多数可以在几年后达到国产化率70%的要求,但只要仔细分析,不难发现,并最终拒绝外国公司转让技术和关键部件,都涉及到高科技的电力电子技术和动力传动产品在核心技术。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动电力电子与电力传动技术电力电子是电力工程领域中关于电能的控制、调节与转换技术的一个重要分支。
它的发展与应用为电力系统的高效、稳定运行提供了重要支撑,同时也推动了电力传动领域的创新与发展。
本文将从电力电子与电力传动的基本概念入手,介绍其发展历程、应用领域以及未来发展方向。
一、电力电子与电力传动的基本概念电力电子是研究电能转换与控制的一门学科,其主要研究对象为各种电力器件和电路。
电力传动是指通过电力电子器件和系统进行电能转换和传输的过程。
二、电力电子与电力传动的发展历程电力电子技术的起源可以追溯到20世纪20年代,当时人们开始开发逆变器和整流器等电力电子器件。
随着工业自动化和电化学工业的发展,对电力电子技术的需求不断增加,电力电子技术也得到了迅速发展。
20世纪60年代,电力电子技术实现了大规模应用,成为现代电力系统的重要组成部分。
电力传动技术的发展与电力电子技术的发展密切相关。
电力传动技术最早应用于直流传动领域,随后扩展到交流传动领域。
20世纪70年代,随着高压直流输电技术的突破性进展,电力传动技术得到了广泛应用。
此后,交流传动技术在高速列车、电动汽车等领域也取得了重要进展。
三、电力电子与电力传动的应用领域电力电子与电力传动技术广泛应用于电力系统、工业制造、交通运输、新能源等领域。
在电力系统中,电力电子技术主要应用于输电、配电、电力质量改善等方面。
逆变器、变频器、谐波滤波器等电力电子器件和系统的应用,能够实现电力系统的高效稳定运行。
在工业制造领域,电力电子技术广泛应用于电机驱动、电力控制等方面。
通过使用变频器、伺服控制器等电力电子设备,可以实现对电动机的精确控制,提高工业生产效率。
在交通运输领域,电力电子技术在电动汽车、高速列车、轨道交通等方面有着广泛的应用。
电力电子器件和系统的应用,可以实现对电能的高效利用和传动效果的优化。
在新能源方面,电力电子技术在风能、太阳能等可再生能源的利用中发挥着重要作用。
电力传动发展现状及未来趋势分析
电力传动发展现状及未来趋势分析电力传动作为一种先进的动力传输方式,已经在各个领域展现出了广阔的应用前景。
本文将对电力传动的现状及未来趋势进行分析,探讨其在技术、市场和环保方面的发展潜力。
电力传动是一种以电能为动力源,通过电动机驱动传动装置实现动力传输的技术。
相较于传统的机械传动方式,电力传动具有许多优势。
首先,电力传动具有高效性能。
电动机在负载不同的情况下能够调整自身的输出功率,从而实现能源的高效利用。
其次,电力传动具有可靠性强的特点。
通过电缆和电子设备的连接,电力传动能够稳定地传送动力,且机械零部件的可靠性相对较高。
再次,电力传动具有操作灵活性。
通过调节电动机的控制系统,可以实现电力传动各种工作状态的调整,适应不同的工作环境和需求。
目前,电力传动已经广泛应用于工业领域。
特别是在重工业、石化、冶金、采矿等领域,电力传动已经成为主要的动力传输方式。
在工业生产中,电力传动能够实现自动化控制,提高生产效率和产品质量。
同时,电力传动还能够减少机械运动中的噪音和振动,改善工作环境。
此外,电力传动在汽车、铁路、船舶等交通工具中也具有广泛应用。
电力传动能够为交通工具提供高效、环保的动力源,降低能源消耗和排放,符合现代社会对绿色出行的需求。
未来,电力传动有望在技术、市场和环保方面迎来更大的发展。
首先,在技术方面,电力传动将继续改进和创新。
随着电子技术和材料科学的发展,电力传动系统的效率将进一步提高,传动装置的体积和重量将进一步减小,控制系统将进一步智能化。
例如,随着电池技术的突破,电力传动在汽车领域有望实现更长的续航里程和更高的充电效率。
其次,在市场方面,电力传动的需求将继续增长。
随着工业化和城市化的推进,对高效、稳定、环保的动力传输方式的需求日益增加。
同时,电力传动在新兴市场和发展中国家也具有广阔的应用前景。
最后,在环保方面,电力传动将成为实现碳中和和可持续发展的重要方式之一。
通过将可再生能源和电动机的组合,能够实现清洁、低碳的能源利用,减少排放,保护环境。
电力电子与电力传动技术的未来发展趋势
电力电子与电力传动技术的未来发展趋势摘要:电力电子技术和电力传动技术在现代社会中扮演着至关重要的角色,它们影响着能源管理、交通系统、工业生产和环境保护等多个领域。
本文旨在探讨电力电子与电力传动技术的当前状态、应用领域,以及未来的发展趋势和面临的挑战。
未来的发展趋势包括先进的电力电子器件、智能控制、高效能源管理、可持续能源集成、新兴技术和创新。
同时,电力电子与电力传动技术也将面临集成、安全性、环境可持续性等挑战。
通过深入了解这些趋势和挑战,我们可以更好地准备迎接电力电子与电力传动技术的未来。
关键词:电力电子技术,电力传动技术,未来发展趋势,智能控制,可持续能源,新兴技术电力电子技术和电力传动技术已成为现代社会中不可或缺的一部分。
它们在提高能源效率、降低碳排放、推动工业自动化和改善生活质量方面发挥着重要作用。
随着科技的不断进步和社会需求的不断演变,电力电子与电力传动技术也在不断发展和演变。
本文将分析当前电力电子技术和电力传动技术的现状和应用领域,重点关注未来的发展趋势和可能面临的挑战,以及这些技术在推动可持续能源和新兴技术方面的潜力。
关键词:1. 电力电子技术的当前状态和应用领域1.1 电力电子器件和拓扑结构电力电子技术目前正处于迅猛发展的时期,其中电力电子器件和拓扑结构的不断创新起着关键作用。
电力电子器件如MOSFETs、IGBTs、SiC和GaN器件的性能不断改善,其功率密度和效率得到显著提升。
这些先进的器件具有更高的开关速度、更低的导通电阻和更高的耐压能力,使得电力电子系统能够在更广泛的电压和电流范围内工作。
此外,不断创新的拓扑结构和拓扑优化方法使电力电子转换系统的设计更加灵活,以满足不同应用领域的需求。
例如,多电平逆变器和拓扑全桥变换器等拓扑结构提供了更高的输出电压质量和功率因数校正性能,这对于可再生能源转换和电力传输具有重要意义[1]。
1.2 控制策略和调制技术电力电子技术的进展不仅体现在硬件方面,还包括先进的控制策略和调制技术。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动随着电力系统的不断发展与进步,电力电子技术在电力传动领域的应用日益广泛。
电力电子技术通过控制和调节电力通路中的电流、电压和频率等参数,实现了电力的高效传输、转换和利用,对电力传动系统的可靠性、高效性和节能性起到了重要作用。
电力电子与电力传动系统密切相关。
传统的电力传动系统主要采用机械传动形式,如齿轮传动、皮带传动等,其效率相对较低,对环境的影响也比较大。
而电力电子技术的引入使得电力传动系统的效率得到了极大的提升。
通过电力电子技术的应用,电力可以被有效地转换、控制和传输,使得传动系统更加高效、可靠,并且能满足不同负载的要求。
首先,电力电子技术在电力传动系统中的应用使得能源的转换更加高效。
例如,在电动机驱动系统中,电力电子变频器可以将电能转换为恰好与所需负载匹配的电力输出,以提高传动系统的效率。
电力电子技术的使用还可以实现电动机的无级变速,进一步提高电力传动系统的效能。
其次,电力电子技术在电力传动系统中的应用使得传动系统的控制更加精确。
传统的机械传动系统通常需要借助机械元件来实现转速或转矩的控制,但这种控制方式受到许多因素的影响,控制精度较低。
而电力电子技术的应用可以实现对电力信号的精确控制,通过调节电流、电压和频率等参数,使得传动系统实现更加精准的运动控制。
另外,电力电子技术在电力传动系统中的应用还可以实现能量的回收与再利用。
在传统的机械传动系统中,能量常常以热的形式散失掉,造成能源的浪费。
而电力电子技术可以通过逆变器等设备将电力转换为其他形式,例如将制动过程中产生的电能回馈到电网中,实现能量的回收与再利用,提高能源的利用效率。
此外,电力电子技术的应用也为电力传动系统的节能减排提供了可能。
以电动汽车为例,电力电子技术可以实现电池的充电和放电控制,减少电池的损耗,提高能源的利用效率。
此外,电力电子技术还可以实现能量的最优分配,避免能量的浪费,减少二氧化碳等有害气体的排放。
然而,电力电子与电力传动系统的应用也面临一些挑战。
我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇
我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇1. 本文概述随着我国经济的快速发展和工业化进程的深入推进,电力电子与电力传动技术作为现代工业的核心技术之一,正面临着前所未有的挑战与机遇。
本文旨在深入分析我国电力电子与电力传动领域当前所面临的挑战,并探讨在这一背景下所涌现出的新机遇。
文章首先对电力电子与电力传动的概念及其在我国经济社会发展中的重要性进行简要介绍。
随后,文章将详细分析我国在这一领域所面临的技术挑战,包括技术创新不足、设备老化、能效低下等问题。
同时,本文也将探讨在新能源革命、智能制造、数字化升级等新兴趋势下,电力电子与电力传动领域所展现出的新机遇,如高效能源利用、系统智能化、网络化控制等。
通过本文的分析,我们期望为我国电力电子与电力传动领域的发展提供有益的参考和启示,以促进该领域的持续健康发展。
2. 电力电子与电力传动技术概述电力电子与电力传动技术作为现代电力系统的核心组成部分,涉及电力转换、控制、传输和利用等多个方面。
这些技术在实现能源的高效利用、提高电力系统的稳定性和可靠性方面起着至关重要的作用。
电力电子技术主要关注电力转换和控制,其核心是电力电子器件,如晶闸管、IGBT(绝缘栅双极晶体管)等。
这些器件可以实现电能的高效转换,广泛应用于变频调速、电力质量控制、可再生能源发电等领域。
随着半导体材料和技术的发展,电力电子器件的性能不断提高,体积减小,成本降低,为电力电子技术的广泛应用奠定了基础。
电力传动技术则侧重于电能到机械能的转换,广泛应用于工业、交通、家电等领域。
电力传动系统通常由电机、控制器和驱动器组成,通过精确控制电机的转速和转矩,实现高效、精确的动力输出。
随着电力电子技术的发展,电力传动系统的控制策略和控制精度得到了显著提高,进一步提升了系统的能效和性能。
近年来,随着新能源技术的发展和能源结构的调整,电力电子与电力传动技术面临着新的挑战和机遇。
一方面,新能源发电,特别是风能、太阳能等可再生能源的接入,对电力系统的稳定性和电能质量控制提出了更高的要求。
电力电子与电力传动2篇
电力电子与电力传动电力电子与电力传动是现代电气工程的重要领域,涉及到电能的转换、传输和控制。
本文将从电力电子和电力传动的基础概念、应用领域和发展趋势等方面进行探讨。
第一篇:电力电子的基础概念与应用领域电力电子是一门研究电力系统中的电能转换与控制的学科。
它利用半导体器件和电子控制技术,将电力系统中的电能转换为适合特定需求的形式。
电力电子主要包括直流-直流、直流-交流和交流-交流等转换方式。
电力电子的应用领域非常广泛。
在能源领域,电力电子技术被广泛应用于可再生能源发电系统,如风力发电和光伏发电。
通过电力电子装置,可以将不稳定的可再生能源转换为稳定的电能输出,并与电网进行互联。
另外,电力电子还被应用于传统能源发电系统的调节控制,提高发电效率和稳定性。
在交通运输领域,电力电子技术在电动汽车和高铁系统中得到广泛应用。
电力电子装置可以将电能转换为驱动电动汽车或高铁的动力,提高能源利用效率,减少污染物的排放。
此外,在工业领域,电力电子技术被应用于工艺过程控制和能源管理,提高生产效率和节能环保。
电力电子还在电力系统中起着重要的作用。
通过电力电子装置,可以实现电网的无功功率控制和电力质量控制,维持电力系统的稳定和可靠性。
此外,电力电子还被应用于大型的电网互联和分布式发电系统的接入与管理。
电力电子的发展趋势主要包括器件技术的进步和系统级集成的发展。
随着功率半导体器件的不断改进,电力电子装置的效率和可靠性得到了大幅提升。
同时,电力电子装置的体积和重量也得到了显著减小,使得其在各个领域中的应用更加广泛。
此外,随着电力电子的不断进步,系统级集成也成为了发展的趋势。
通过将多个电力电子装置进行集成和协调控制,可以实现更高效、更智能的电能转换和控制。
总之,电力电子与电力传动是现代电气工程的重要内容。
电力电子技术的应用领域非常广泛,包括能源领域、交通运输领域和工业领域等。
随着技术的不断进步,电力电子的发展趋势主要体现在器件技术的进步和系统级集成的发展。
基于我国电力电子与电力传动系统的发展状况分析论文
浅析基于我国电力电子与电力传动系统的发展状况分析摘要:在人类所利用的能源当中,电能是最清洁最方便的;电气传动无疑有着很大的意义,随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展,电气传动技术也得到了长足的发展。
本文在对大量国内外文献分析的基础上,总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。
关键词:电力工程电力电子电力传动系统从学术的角度来看,电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件(功率半导体)设备,转换器拓扑结构,控制和电力电子应用,实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储,以便实现合理和有效使用的各种形式的能源,高品质的人力的电力和磁场的能量。
1 电力电子的研究方向就目前情况而言,我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括:1)电力电子元器件及功率集成电路;2)电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子,军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术,控制电力电子系统和计算机仿真建模;3)电力电子技术的应用,其研究内容包括超高功率转换器,在能源效率,可再生能源发电,钢铁,冶金,电力,电力牵引,船舶推进应用,电力电子系统的信息化和网络;电力电子系统的故障分析和可靠性;复杂的电力电子系统的稳定性和适应性;4)电力电子系统集成,其研究内容包括标准化电力电子模块;单芯片和多芯片系统设计,集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题当前的主要问题是:中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管,虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备,但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法,尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口,而许多关系到国民经济和国家安全,在一些关键领域的核心技术,软件,硬件和关键设备,我国的外资控制和封锁。
特别是在关系国民经济和国家安全,更多先进水平的核心技术差距的关键领域,这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。
电子信息工程考研方向电力电子与电力传动
电子信息工程考研方向电力电子与电力传动电力电子与电力传动技术在电力系统中起着至关重要的作用。
电力电子器件的应用使得电力传输和能量转换更加高效,同时也提高了电力系统的灵活性和稳定性。
随着能源需求的不断增长以及对清洁能源的需求,电力电子与电力传动技术在未来将扮演更为重要的角色。
本文将对电力电子与电力传动技术的基本原理、应用以及未来发展进行介绍和分析。
一、电力电子与电力传动技术的基本原理电力电子是指通过使用半导体器件来控制和转换电能的技术。
在电力系统中,电力电子器件可以实现电动机的调速、直流输电、能量储存和高压直流输电等功能。
而电力传动技术则是指利用电力电子技术来传输和转换电能。
1.1 电力电子器件电力电子器件是实现电力电子技术的关键组成部分。
常见的电力电子器件有晶闸管、可控硅、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等。
这些器件通过控制开关状态来实现电能的调节和转换。
例如,晶闸管可以当作一个单向导电开关,将交流电转换为直流电,常用于整流电路。
1.2 电力传动系统电力传动系统是指将电能从一处传输到另一处的技术体系。
在电力传动系统中,通过使用电力电子器件,电能可以以不同的方式进行转换和传输。
最常见的电力传动方式是交流传动和直流传动。
交流传动适用于远距离输电,而直流传动适用于长距离输电和高功率传输。
二、电力电子与电力传动技术的应用电力电子与电力传动技术广泛应用于各个领域,包括电力系统、工业生产、交通运输以及新能源等。
2.1 电力系统应用在电力系统中,电力电子与电力传动技术被用于电能转换和控制。
例如,高压直流输电技术利用电力电子器件来实现长距离输电,减少传输损耗。
此外,电力电子技术还可用于输电线路的无功补偿和谐波抑制等功能,提高电力系统的稳定性和品质。
2.2 工业生产应用在工业生产中,电力电子与电力传动技术被广泛应用于电动机的调速和控制。
通过控制电动机的转速和转矩,可以使生产过程更加高效和灵活。
另外,电力电子技术还可用于电力负载的无功补偿,提高供电质量和能源利用效率。
电子行业电力电子与电力传动
电子行业电力电子与电力传动1. 介绍电子行业是一个充满竞争和创新的行业。
在电子设备的设计和制造过程中,电力电子和电力传动是两个重要的方面。
本文将介绍电力电子和电力传动在电子行业中的应用和意义。
电力电子是指用于控制和调节电能的电子设备和技术。
它主要包括电源、逆变器、变频器和电机驱动器等。
电力电子技术在电子行业中的应用十分广泛,可以说是电子设备发展的核心和关键。
电力电子的主要作用是将电流、电压和频率进行调整,以提供所需的电能给各种电子设备。
电力传动是指将电能转化为机械能的过程。
它通过电机和传动装置,将电能传输到机械设备中,实现运动和驱动。
电力传动在电子行业中扮演着重要的角色,可以用于各种电子设备的动力输出,例如电动汽车、机器人、工业设备等。
2. 电力电子的应用2.1 电源电源是电子设备的基础组件,它将电能转化为所需的直流或交流电。
在电子行业中,电源的稳定性和效率非常重要。
电力电子技术可以帮助设计和制造高效、低噪音、稳定的电源,并且可以适应不同的输入电压和输出电流要求。
电力电子在电子设备的电源设计中起到了至关重要的作用。
2.2 逆变器和变频器逆变器和变频器是电力电子的重要组成部分。
逆变器可以将直流电转换为交流电,而变频器可以改变交流电的频率。
逆变器和变频器在很多电子设备中都有广泛应用,如太阳能发电系统、无线通信基站等。
它们可以提供所需的交流电源,并且可以通过控制频率和电压来满足不同设备的需求。
2.3 电机驱动器电机驱动器是指控制和调节电机运行的设备。
在电子行业中,电机驱动器广泛应用于各种设备中,如电动汽车、机器人、工业设备等。
电机驱动器可以通过控制电机的电流和电压,实现对电机的精确调节和控制。
电力电子技术的发展,为电机驱动器的设计和制造提供了更高的效率和性能。
3. 电力传动的应用3.1 电动汽车电动汽车是电力传动的一个重要应用领域。
在电子行业中,电力传动可以将电能传输到汽车的电机中,从而提供动力。
电力传动可以使电动汽车具有更高的能效和更低的排放量,从而减少对环境的影响。
中国电力电子与电力传动应用及发展分析
中国电力电子与电力传动应用及发展分析摘要:伴随着各项领域发展进程的加快,电力电子技术得到了一定程度的创新和改进,该项技术的应用产生的作用非常高,我国和发达国家相比较来看,不管是电力电子技术还是电力传动技术都处于相对滞后的状态,但是基于电力产业的良好发展,我国加大了对电力电子和电力传动的探究程度,为电力电子和电力传动发展提供了良好的机遇。
在本篇文章中,主要分析和探讨了电力电子发展现状以及存在的问题,论述了电力电子和电力传动应用发展趋势。
关键词:中国电力电子;电力传动应用;发展趋势在电力电子和电力传动过程中,规范性的使用各种类型的电能有着极高的作用,可以为经济社会发展提供高质量的电能以及新型的技术支持。
对于电力电子和电力传动来讲,在各项领域内应用十分普遍,特别是基于科学技术的创新和改进,市场方面需求量增多,我国加大了电力电子和电力传动的重视程度,两者属于高新技术,呈现出了极高的优势,未来发展趋势也将有所转变,呈现出了信息化发展现象。
1、对于电力电子概念的论述基于我国竞争实力的增强,各项领域对电力方面提出了十分严格的需求,具体表现为机械行业、交通行业、石油化工行业、环保行业等,基于此,强化电力电子探究力度、提升电力电子水平是非常重要的,在研究电力电子的过程中,以电力电子器件、交流器拓扑和控制等多方面为主,高效率的传输各项能量,提升电能使用效率,提供高质量的电能,当研究电力电子期间,通常是探究电力电子元器件、功率集成电器、电力电子交流技术、电力电子应用技术等,推动电力电子系统朝着智能化趋势发展,而且稳定性和安全性极高。
当前阶段,电力电子把各项能源转变为了电能,为人们日常生活提供了诸多便利,同时还呈现出了良好的节能环保效果,达到了自动化和智能化的发展目标,通过分析电力电子实际情况可以看出,电力电子的应用优势表现在以下几方面。
第一,分布式发电和可再生能源发电。
国外对分布式发电技术的重视程度极高,有利于拉近发电设备和用户之间的距离,达到近距离输电的目的,保持用户用电的独立性,即便是出现自然灾害以后,也能够强化安全和抵御能力,风力发电、太阳能发电等都是采取分布式发电系统,对电力电子技术有着极高的依赖程度。
对我国电力电子与电力传动系统的发展状况分析
关键 词 : 电 力 工 程 电 力 电 子 电 力 传 动 系 统
从 学 术 的 角 度 来 看 . 电力 电子 技 术 的 主 要 任 务 是 研 究 电 力 电子器件( 功 串 导体 ) 设备 , 转 换器拓扑结构 . 控制和电力 电_ f
中图分 类 号 : TM
0 1 6 0 0 0ຫໍສະໝຸດ ) 文献 标 识 码 : A
文章 编号 : 1 6 7 3 — 5 8 1 1 ( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 2 9 0 - 0 1
摘要 : 在 人 类 所利 用 的 能 源 当 中 , 电能 是 最 清洁 最 方便 的 ; 电 气传 动无 疑 有 着很 大 的 意 义 , 随 着 电 力 电子技 术 、 计 算机技 术 以及 自 动控 制技 术 的 迅速 发 展 , 电 气传 动技 术 也得 到 了长足 的发 展 。本 史在对 大量 国 内外 文献 分析 的基 础 上 , 总结 和论 述 了我 国在 电力
1 . 电 力 电 子 的 研 究 方 向
子 转 换 器 技 术 的 智 能 电 力 电 子 变 换 器 技 术 .控 制 电 力电 子 系 统 P WM 技 术 只是 满 足 的 需 求该 设备 2 ) 应 用 矢 趋 控 制 技术 、 直 接转 矩 控 制 技 术 及 现 代控 制 理 论 交 流 电机 交 流 驱 动 系统 足 一 个 多 变 量 、 非线性 、 强耦合 、 时 变 控制对象 . 变频调速控制 . 电 机 控 制 的稳 定 状 态 方程 的研 究 动 态
1 ) 输 入 电 流 为正 弦和 四象 限运 行 开 辟 r新 的 途 径
高性能交流骄 动系统电压型 P WM 逆 变 器 中 的应 用 日益 』 ’ P WM 技 术 的 研 究 更深 入 P WM 功 率 半 导体 器件 采川 高频 开 应川 , 实 现 电 力 和磁 场 的能 量 转 换 、 控制 、 传输和存储 , 以便 实 现 泛 . 合 理 和 有 效 使 川 的各 种 形 式 的 能 源 .高 品 质 的 人 力 的 电力 和 磁 启 和关 . 成 为 一 个 在 一 定 宽 度 的 电压 脉 冲序 列 法 律 的 变 化 , 为 场 的 能 量 了 实现 频 率 , 变 器 , 有 效 地 控 制 和 消 除 谐 波 的直 流 电 P WM 技 术 可分 为 类 : 正 弦 P WM.优 化 P WM 及 随 机 P WM。 弦 就 日 前情 况 而 矗 ‘ .我 电 力 电 子 的 研 究 范 嗣与 研 究 内容 主 P WM 的 电 . 电 流 和 磁 通 正 弦 P WM 计 划 的 目 标 包 括 正 弦 P WM 普 遍 提 高 功 率 器 件 的开 关 频 率 将 是 一个 非 常 m色 的表 现 . 爱包 括 : 1 ) 电力 电子 元器 件 及 功 率 集 成 电路 : 2 ) 电力 电子 变 换 器 技 术 的 研 究 主 要 包 括 新 的或 电 力 能 源 的 约 和新 能 源 电 力 电 子 .军 事 和 空 问 应 用 等 作 为 特 殊 的 电 力 电 和 计 算 机 仿 真 建模 : 3 ) 电 力 电子 技 术 的应 用 . 其 研 究 内 容包 括 超 高 功 率 转 换 器 , 存能源效率 , 可再 卞 能 源 发 电 , 钢铁 , 冶金 。 电力 , 电 力牵 引 , 船 舶 在r 1 1 小功率交流驱动系统等被广泛使用 . . 但 为 大 容 量 的 电源 转 换 设备 . 高肝 火 频 率 将 导 致 大 的 开 关 损 失 . 以及高功率 设备 , 如 G T O 的 关 频 率 仍 不 做 的 非 常 高 的 在 这 种 情 况 下 , 最 佳 的
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动概述电力电子与电力传动是现代电力系统中的重要组成部分。
电力电子技术通过将电力进行调制和转换,实现电能的有效转移和控制。
而电力传动是指将电力从发电厂传输到终端用户的过程。
本文将介绍电力电子和电力传动的基本原理、应用领域以及未来发展趋势。
电力电子原理电力电子主要依靠半导体器件实现电能的转换和调节。
常见的电力电子器件包括晶体管、二极管、可控硅、IGBT等。
这些器件能够将电能转换为其他形式的能量,如机械能、热能等,并通过各种电路拓扑实现对电能的控制和调节。
电力电子技术包括直流-直流变换、直流-交流变换、交流-直流变换和交流-交流变换等多种转换方式。
其中,交流-交流变换通常采用电力电子变流器,通过将交流电源的频率、幅值和相位进行变换,实现对电能的调节和变换。
电力电子应用领域电力电子技术在多个领域有着广泛的应用,如能源转换、电动汽车、再生能源等。
以下分别介绍几个典型的应用领域:能源转换能源转换是电力电子的重要应用领域之一。
通过采用电力电子技术,可以将不同形式的能源转换为电能,供应给终端设备使用。
常见的能源转换应用包括太阳能光伏发电系统、风力发电系统等。
电动汽车电动汽车是电力电子技术的典型应用之一。
电力电子技术可以通过电能的转换和控制,实现对电动汽车的充电、放电和驱动等功能。
电力电子技术的应用使得电动汽车更加高效、环保,并提供了更好的驾驶体验。
再生能源再生能源是指能够持续产生的能源,如太阳能、风能等。
电力电子技术在再生能源领域发挥着重要作用。
通过电力电子技术,可以实现对再生能源的接入、转换和稳定输出,提高再生能源的利用效率。
电力传动原理电力传动是指将发电厂产生的电能传输到终端用户的过程。
电力传动主要通过电力系统进行,包括输电线路、变电站和配电网等设备。
电能在传输过程中需要经过变压器、开关设备等进行调控和分配。
电力传动通常采用交流输电系统,其基本原理是将发电厂产生的交流电能传输到用户端。
在传输过程中,电能经过变压器升压并通过输电线路传输,最终经过变压器降压供应给用户。
Topic 1 电力电子与电力传动学科的历史和发展前景(Prof. Chen)
4.电力电子变换器在电力传动 4.电力电子变换器在电力传动 中的重要作用 功率放大——弱电控制强电 功率放大——弱电控制强电 快速控制——适时灵活控制 快速控制——适时灵活控制
5.电力电子技术应用领域的扩展 5.电力电子技术应用领域的扩展 电能质量的控制与管理 电力系统灵活(柔性) 电力系统灵活(柔性)控制 新型可再生能源变换与控制 脉冲能源的发生与控制
三、学科发展前景
电力电子器件的发展 是学科发展的龙头
掌握器件的工作机理 和失效机理是 正确设计和可靠应用 电力电子装置的前提
电力电子学科与应用领域 学科的交叉与融合
各校特色的发挥与 学科发展的灵活性
敬请指正! 敬请指正!
二、现代技术水平
1. 电力电子器件 与半导体材料
2. 电力电子变换器 变流器) (变流器) 拓扑 控制技术 分析方法
3. 电力传动自动控制
控制理论应用和工程设计 交流传动理论和控制策略 1)线性PID调节器 线性PID调节器 2)非线性控制器 3)自适应控制器 4)智能自适应控制器 异步和同步电动机的控制 转速和位置观测与无传感器控制 网络和通信的应用
电力电子和电力传动 学科的历史和 发展前景
一、学科的历史
电工学科 电力电子技术 第一个博士点: 第一个博士点: 1981年 1981年 浙江大学
电工学科 电力传动及其自动化 第一个博士点: 1990年 1990年 上海工业大学
1997年学科调整 1997年学科调整
电气工程学科 电力电子与电力传动 1998年 1998年
浅谈我国电力电子与电力传动面临的挑战与机遇
分 国外公司仍然拒 绝转让 ,如全控 电力 电子器件 大功率变流器 、电 力 电子全数 字控制水平 、重 大工程经验等均处于较低 水平 。因此 我 依据 我国中长期科学和技术 发展 规划纲要 ,电力 电力技 术的应用 国当前处于大力发展 国内电力 电子技术的紧急时期。 范 围越 来越 广 ,对其的研究越来越收 到重视 ,但 目前与 国际水平相比 较 ,还 有很 大的进步 空间 】 。如今 我国 电力 电子技 术和 电力 电子 装置 3 我国电力电子与电力传 动技术发展的机遇 在多个 重点行业和领域得到重视 ,但 为了能够拉近我 国电力电子技术 要想推动我 国向资源 节约和环境友好等方 向进一步发展 ,发展 强 与 国际水平 的差距 ,我 国加强对 电力 电子技术的研究 ,为实现 自主创 大的 、世界先进水平 的电力 电子技术和产业具有重要 的价值 。如今我 新 出台了各 项政策 ,为我 国电力 电子与 电力传动技术 的发展提供 了 良 国专 门针对 电力电子器件及 电力 电子装置等项 目明确 了支撑指南 ,主 好的机遇 。 要包括新型 电力电子器件 及 电力 电子集成技术 、电能质量负荷控制技 术及装置、 电气化铁路 同向供电装置等 。促进我 国在完善 电力 电子产 1 电力电子的含义及应用的重要性 业链和创新 自主知识产权 芯片、技术等方面加大 了推广力度 ,其中芯 随着我 国整体 实力的快速增长 ,多个行业 对电力的需求和要求越 片产业化主要包含绝缘栅双 极晶体管、金属氧化物半导体场效应管 、 来越高 ,如机 械行业、交通行业 、石油化工 行业、环保行业 、国防及 门极换流 晶闸管等产 品芯片 的制造 、组 装 。此 外电力 电子产业链还 航天等 ,因此加强对 电力 电子的研究 ,提高电力 电子水平具有 比较 。 包含模块产业化、应用装置产业化 、专业工艺设备和测试仪器产业化 对 电力 电子的研究 , 主要是针对 电力 电子器件 、 变流器拓 扑及控制等 , 等 ,重点内容包含 电力 电子器件 系统集成模块、 电机节能、 自主知识 确保 电能量 、磁 能量的控制、传输等 ,实现对 电能高效率的使用 ,提 产权芯片电力电子装置、电力电子器 件生产 专用工艺设备等 。 供高质 量电能。在对电力 电子进行研究 时 ,主要需要对 电力 电子 元器 如今对 高性能交流驱 动系统 电压型 P WM 逆 变器 的频繁使用 ,推 件、功率集成 电路、电力 电子变流技术 、电力 电子应用技术 、电力电 动了 P WM 技术 的进步 , 其主要可 以实现变频变压反抑制谐波 的特点 , 子系统集成等方面进行研究 , 以保证 电力 电子系统 向智 能化方 向发展 , 改变逆 变电路输 出 电压 的大 小。P WM 技术主要 包含三种类 型 ,分别 且具有较高的稳定性和可靠性 。 为优化 P WM、 正弦 P WM、 随机 P WM, 其中 以正弦 P WM应用作为广泛 。 电力 电子将各 种能源转换成 电能 的方式 ,不仅 方便人们 的生活 , 随着微 电子技术的发展 ,将其应用 在芯片中 ,可以有效提高芯片的运 还具有节能环保 的特征 ,有效推动 电力 系统逐 渐实现 自动化 、智能化 算能力和可靠性 。如利用 电力电子技术 制造的有源滤波器 ,在治理 电 和节能化 。根据对 我国电力电子的发展分析 , 可 以从 以下方面针对 电 网谐波、改善 电网功率 因数等方面 有重 要的作用 ,且随着全球不可再 力 电子 的应用优势进 行分析 :①分布式发 电和 可再 生能源发 电,分布 生 能源 的深入挖掘 ,风力 、太 阳能、潮 汐、地 热等可再 生能源越来越 式发 电技术在 国外颇受重视 ,其可 以让发 电设备拉 近与用户 的距离 , 来越 收到重视 ,而要将这些 能源转换为可 以使 用的电能 ,则必须采用 实现近距离输 电,且 还可以实现用户用 电的独立性 ,在应对 自然灾害 逆 变器 、充 电器 、稳压器等进行 电能质量的控制 。 时 ,有效提高安全和 应变能力。此外风力发 电、太 阳能发 电等均采用 分布式发 电系统 ,对 电力电子技术的依赖性较 强。根 据相关研究调查 4 结束语 可知 ,全球对 电力 电子产 品应用在分布式和混合式 发电设备的发展势 综 上所述 ,随着科技的进步 ,人们生产生活 中的科 技产 品和技 术 头越来越猛 ,尤其是逆 变器、频率变流器、静态传输 开关等 ,但 由于 对 电力 电子技术和 电力传动技术 的需求越来越 多 , 具有 良 好 的发展 空 很多可再生能源和分 布式发电系统所产生的 电能存在不稳定的状态 , 间和前景。通过加大对 电力 电子技术和 电力传 动技术的研究 ,将电力 此时需要加 强电能储存技术的应用 ,即利用 电力电子技术对不稳定状 电子技 术作为核心技术给予大力支持 ,是促进 我国电力电子与电力传 态进行控制 。② 电能质量控制 ,电力 电力技术在 电力系统改造方面具 动技术拉近与 国际水平距离 的重要措施 。 有重要 的作用 ,能够 有效实现节省 电能 ,提高用 电效率 ,而且随着高 压大功率 电力 电力装 置的应用 ,对 电力系统产生 、输 送和分配等应用 参 考文献 : 价值越来越高 。 [ 1 】卢子广 , 胡立坤 ,卢泉 等 . 电力 电子与 电力传 动创新型 实践教 学 改革与 实施 [ J 】 .实验 室研究与探 索 , 2 0 1 3 ( 1 1 ) : 1 4 8 - 1 5 2 . 2 当前我 国电力电子发展现状和存在 的问题 [ 2 】陆宇 . 我 国电力电子与 电力传动 系统的发展状况 [ J 】 . 科技创新 与 虽然我 国自改革开放 以来非常重视 电力 电子技术 的开 发和研究 , 应用 , 2 0 l 5( 2 2 ) : 1 8 5 . 但 由于受到财力支持和科 技发展基础等 因素的影 响,我 国电力电子技 【 3 】 唐媛 芬 , 李宏 , 杨宏 亮 .电力电子技 术 的发展给 感应加热 电源 带 术 的发展仍然 明显落后于 国际水平 。 如 目前我国 电力电子产品和装置 , 来 的机遇和挑战 [ J 】 .工业加热 , 2 0 l 0 ( 0 6 ) : 6 - 9 . 主要还是基于 晶闸管 ,而其 他高技术电力 电子产 品和装置 ,是借 助国 [ 4 】肖向锋 , 郭彩 霞 .电力 电子技术和产业的发展及 前景 【 J 】 .变频器 外生产的先进器件组合而成 ,因此 我国 自主创新和研发 的电力电子产 世界 , 2 0 1 4 ( 0 5 ) : 2 2 - 2 5 . 品和装置与 国际先进水平 差距还 就有较大的距离 。而且我 国虽然 加大 [ 5 】刘心 驰 .浅 谈 电 气工 程及 其 自动化 的 发展 现 状 与展 望 … .玻 了国外先进技术的 引进力度 ,但对 于一些核心技术和重要部 件 ,大部
电力电子与电力传动学科
电力电子与电力传动学科电力电子与电力传动学科是电力工程领域里的两个关键领域。
它们是一种综合性学科,涵盖了电力电子技术和电力传动技术的理论和应用。
这些领域的研究和应用对电力系统的现代化和全球能源转型具有重要意义。
在这篇论文中,我将说一下电力电子和电力传动的概念、应用和未来发展方向。
一、电力电子电力电子是一种研究电能控制与变换技术的学科,旨在研究在电路与系统中的电流、电压等信号的控制与变化。
电力电子已成为当今电力工程领域重要的子领域,同时也是应用最广泛的学科之一。
电力电子技术可以用于近代电网的无功电流调节和有功电能调节,以及交直流电源之间的转换。
电力电子技术还可以用于现代照明、家电、通讯、车辆、船舶和离岛等电动力驱动系统的设计、控制与管理。
电力电子技术主要指研究电力电子器件及其控制和电力电子应用设备设计、制造和应用控制等方面的学科。
电力电子学的发展史可以追溯到20世纪40年代,当时美国在航空航天和军工方面需要使用高质量的直流电源,研究人员发现电力电子技术可以解决这个问题。
从70年代开始,电力电子技术在日本、欧洲等地区得到广泛应用,其重要性为人们所认识。
随着交直流电网的发展和现代化电力电子器件的开发,这个学科变得愈发重要。
电力电子技术在现代电力系统中的应用已被广泛认可。
对变频驱动器来说,为变频控制确保高效的电气能量转换是至关重要的。
同时,这种控制通过有效的电气调整,有助于实现对特定应用的适应性,并有助于有效降低电网对峰值负载的要求。
因此,电力电子技术所提供的控制和执行能力在许多领域(例如,可再生能源电力产生,电动力驱动器,照明系统等)中仍然非常关键。
二、电力传动电力传动学科是电力工程领域的一个重要分支,它主要研究电动机和变速器等机电装备控制、调速及其逆变器、明灯、精度无刷马达、纯电动汽车、并网型电站等电力传动技术。
随着工业智能化和高效率的需求,电力传动学科的研究和应用已成为现代化工业化和城市化发展的重要方向。
我国电力电子与电力传动系统的发展状况
我国电力电子与电力传动系统的发展状况电能是人类史上最清洁最独特的一种能源;随着时代的发展,电力电子、计算机以及自动控制技术的快速发展加快了电气传动技术发展的步伐;因此研究电子电力技术以及电气传动有着重大的意义。
标签:电力电子技术;能源;电力电子传动系统前言由于我国的国情比较特殊,科技的起步落后于许多发达国家,电子电力的创造、传动产业的发展对其他国家具有较大的依赖性。
近些年,我国经济发展步伐加快,对电力产业的需求增加,市场对电子电力产业具有巨且持续的需求,因此我们必须发展本国的电力传动与电子电力产业,对外依赖应逐步减少,把握行业发展良机。
1 电力电子的研究方向从大体上讲,电网的发展是优化和改良电力电子技术智能化的重要环节,不仅对我国电力行业有着进步性意义,对以后各国电力系统发展也有相互交流的资本。
从本国电网的现状出发研究方向有:(1)各种电子电力器件如电力晶体管、电力场效应管、IGBT等广泛应用,HVDC和FACTS技术的日渐成熟,研究提高电力的传输容量和其安全稳定性。
(2)电力电子技术的应用,超高功率转换器在能源效率对工业上电解电镀,冶炼和焊接,加热淬火等的改良及创新,发展电力系统的信息化和自动化;(3)能源电力方向上,对电能质量的控制,利用电子电力技术制造的有源滤波器APF、静止无功发生器SVG、有源功率因数校正器APFC等设备的改进对电网优化,监测、控制、通信、保护技术对新能的开发和利用;(4)电力电子系统集成,其研究内容包括标准化电力电子模块;单芯片和多芯片系统设计,集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题当前的主要问题是:晶闸管在中国电力电子产品和设备中占有很重要的地位,可是我国很多先进的电力电子器件全部依赖进口。
虽然我国电力电子的开发研究已有50年的历史,取得了长足的进步,但由于该领域科技飞速发展,而且我国财力和原有基础薄弱的限制,尤其是面临国外高科技的冲击等原因,我国电力电子被“边缘化”。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动电力电子与电力传动电力电子是指利用电子器件和电子技术来实现对电能的控制、转换和调节的一门学科。
它在电力系统中起到了至关重要的作用,不仅提高了电能的利用率,还有效地改善了电力质量和系统的稳定性。
而电力传动则是指通过电力装置来驱动机械设备进行工作的过程,它是现代工业生产中不可或缺的一部分。
电力电子技术的发展为电力传动系统带来了许多优势。
首先,电力电子能够实现电能的高效转换和精确控制,提高了能源的利用效率。
其次,电力电子器件的快速开关特性可以实现对电能的精确控制,使电力传动系统能够更好地适应负载变化和工作条件的要求。
此外,电力电子技术还可以提高电力传动的稳定性和可靠性,减少系统的损耗和噪音。
在电力电子与电力传动中,最常见的应用之一是变频调速技术。
通过电力电子装置将电能进行变频转换,可以实现对电机的调速控制。
变频调速技术具有精确控制、启动平稳、节能高效等优点,在工业生产中被广泛应用于各种机械传动系统,如电机驱动、制动系统、风力发电等方面。
电力电子与电力传动的应用还涉及到电力系统的稳定性和质量控制。
通过电力电子技术可以对电网进行有源功率调节,调整并补偿电力系统中存在的功率因数、谐波和电压波动等问题,从而提高电力系统的稳定性和电能质量。
此外,电力电子技术还可以实现电网对分布式电源的接入、能量的存储和调度等功能,提高了电力系统的可靠性和灵活性。
在电力电子与电力传动领域,还存在着一些挑战和问题需要解决。
首先,电力电子设备常常工作在高温、高电压和大电流等恶劣环境下,其可靠性和稳定性的要求较高。
因此,如何提高电力电子器件的可靠性和耐久性是当前的研究热点之一。
其次,电力传动系统中存在大量的谐波和电磁干扰,对电力电子设备和传动系统的工作造成了一定的影响,如何有效降低谐波和电磁干扰是当前的研究难题之一。
总之,电力电子与电力传动是现代电力系统中不可或缺的重要组成部分。
它们的发展不仅提高了电能的利用效率和质量,还为工业生产提供了更加可靠和灵活的电力传动解决方案。
电力电子与电力传动发展浅析
电力与电子传动发展浅析论文摘要:在人类所利用的能源当中,电能是最清洁最方便的;电气传动无疑有着很大的意义,随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展,电气传动技术也得到了长足的发展。
本文在对大量国内外文献分析的基础上,总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。
从学术的角度来看,电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件(功率半导体)设备,转换器拓扑结构,控制和电力电子应用,实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储,以便实现合理和有效使用的各种形式的能源,高品质的人力的电力和磁场的能量。
论文关键词:电力工程电力电子电力传动系统论文内容:1 电力电子的研究方向就目前情况而言,我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括:1)电力电子元器件及功率集成电路;2)电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子,军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术,控制电力电子系统和计算机仿真建模;3)电力电子技术的应用,其研究内容包括超高功率转换器,在能源效率,可再生能源发电,钢铁,冶金,电力,电力牵引,船舶推进应用,电力电子系统的信息化和网络;电力电子系统的故障分析和可靠性;复杂的电力电子系统的稳定性和适应性;4)电力电子系统集成,其研究内容包括标准化电力电子模块;单芯片和多芯片系统设计,集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题当前的主要问题是:中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管,虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备,但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法,尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口,而许多关系到国民经济和国家安全,在一些关键领域的核心技术,软件,硬件和关键设备,我国的外资控制和封锁。
特别是在关系国民经济和国家安全,更多先进水平的核心技术差距的关键领域,这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。
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电力与电子传动发展浅析
论文摘要:在人类所利用的能源当中,电能是最清洁最方便的;电气传动无疑有着
很大的意义,随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展,电气传动技术也得到了长足的发展。
本文在对大量国内外文献分析的基础上,总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。
从学术的角度来看,电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件(功率半导体)设备,转换器拓扑结构,控制和电力电子应用,实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储,以便实现合理和有效使用的各种形式的能源,高品质的人力的电力和磁场的能量。
论文关键词:电力工程电力电子电力传动系统
论文内容:
1 电力电子的研究方向
就目前情况而言,我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括:
1)电力电子元器件及功率集成电路;
2)电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子,军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术,控制电力电子系统和计算机仿真建模;
3)电力电子技术的应用,其研究内容包括超高功率转换器,在能源效率,可再生能源发电,钢铁,冶金,电力,电力牵引,船舶推进应用,电力电子系统的信息化和网络;电力电子系统的故障分析和可靠性;复杂的电力电子系统的稳定性和适应性;
4)电力电子系统集成,其研究内容包括标准化电力电子模块;单芯片和多芯片系统设计,集成电力电子系统的稳定性和可靠性。
2 我国电力电子发展中存在的问题
当前的主要问题是:中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管,虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备,但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法,尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口,而许多关系到国民经济和国家安全,在一些关键领域的核心技术,软件,硬件和关键设备,我国的外资控制和封锁。
特别是在关系国民经济和国家安全,更多先进水平的核心技术差距的关键领域,这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。
在过去,虽然我国国民经济的各个部门,先后引进了国外先进技术,已开始注意到国内突出的问题,从表面上看,虽然对引进技术的绝大多数可以在几年后达到国产化率70%的要求,但只要仔细分析,不难发现,并最终拒绝外国公司转让技术和关键部件,都涉及到高科技的电力电子技术和动力传动产品在核心技术。
目前国外和问题的主要区别是:电力电子器件的全面控制,不能制造国内制造的高功率转换器,低技术,设备可靠性差,电力电子数字控制技术水平仍处于初级阶段;应用程序的控制技术和系统控制软件的水平较低;缺乏经验的重大项目等。
高性能高功率转
换器设备几乎全部从国外进口。
3 电力传动系统的发展现状分析
目前我国电力传动系统的研究主要围绕交流转动系统展开,随着交流电动机调速理论的突破和调速装置(主要是变频器)性能的完善,电动机的调速从直流发电机-电动机组调速、晶闸管可控整流器,直流调压调速逐步发展到交流电动机变频调速。
交流传动系统之所以发展得如此迅速,和一些关键性技术的突破性进展有关。
它们是功率半导体器件(包括半控型和全控型)的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。
为了进一步提高交流传动系统的性能,国内有关研究工作正围绕以下几个方面展开:
1)输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径高性能交流驱动系统电压型PWM逆变器中的应用日益广泛,PWM技术的研究更深入。
PWM功率半导体器件采用高频开启和关闭,成为一个在一定宽度的电压脉冲序列法律的变化,为了实现频率,变压器,有效地控制和消除谐波的直流电压。
PWM技术可分为三类:正弦PWM,优化PWM及随机PWM。
正弦PWM的电压,电流和磁通正弦PWM计划的目标包括。
正弦PWM普遍提高功率器件的开关频率将是一个非常出色的表现,在中小功率交流驱动系统等被广泛使用。
但为大容量的电源转换设备,高开关频率将导致大的开关损失,以及高功率设备,如GTO的开关频率仍不做的非常高的在这种情况下,在最佳的PWM技术只是满足的需求该设备。
2)应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论交流电机交流驱动系统是一个多变量、非线性、强耦合、时变控制对象,变频调速控制,电机控制的稳定状态方程的研究动态控制非常令人满意的结果的特点。
70年代初提出研究交流电机的控制过程的动态,不仅要控制每个变量的振幅,而控制的阶段,为了实现交流电机磁通和转矩的解耦矢量变换方法,促使高性能交流驱动系统逐渐向实际使用。
高动态性能的电流矢量控制变频器已成功应用于轧机主传动,电力牵引系统和数控机床。
此外,为了解决系统的复杂性和控制精度之间的矛盾,但也提出一个新的控制方法,如直接转矩控制,方向控制电压,特别是与微处理器控制技术,现代控制理论在各种控制方法也得到了应用,如二次型性能指标最优控制和双位模拟调节器控制,可以提高系统的动态性能,滑(滑模)变结构控制可以提高系统的鲁棒性,状态观测器和卡尔曼滤波器可以得到状态信息不能测量,自适应控制能够全面提高系统的性能。
此外,智能控制技术,如模糊控制,神经网络控制,也开始在交流变频调速驱动系统用于提高控制精度和鲁棒性。
3)广泛应用微电子技术随着微电子技术的发展,数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高,这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。
目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器(Digital Signal Processor——DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit——ASIC)等。
其中,高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。
核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现,为交流传动系统的控制提供很大的灵活性,且控制器的硬件电路标准化程度高,成本低,使得微处理器组成的全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。
4 结论:
虽然我国电力电子与电力系统传动系统技术得到了长足的发展,但与发达国家相比仍
然存在较大差距,许多关键技术有待突破,关键部件还长期依赖进口的局面还没有打破。
参考文献
[1]孔秋林.电力传动系统的应用分析[J].机械论坛,2008(2):12-13.
[2]董正卫.电力电子的发展与技术分析[J].北京电子工业大学学报,2010. 转为了进一步提高交流传动系统的性能,国内有关研究工作正围绕以下几个方面展开:
1)输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径高性能交流驱动系统电压型PWM逆变器中的应用日益广泛,PWM技术的研究更深入。
PWM功率半导体器件采用高频开启和关闭,成为一个在一定宽度的电压脉冲序列法律的变化,为了实现频率,变压器,有效地控制和消除谐波的直流电压。
PWM技术可分为三类:正弦PWM,优化PWM及随机PWM。
正弦PWM的电压,电流和磁通正弦PWM计划的目标包括。
正弦PWM普遍提高功率器件的开关频率将是一个非常出色的表现,在中小功率交流驱动系统等被广泛使用。
但为大容量的电源转换设备,高开关频率将导致大的开关损失,以及高功率设备,如GTO的开关频率仍不做的非常高的在这种情况下,在最佳的PWM技术只是满足的需求该设备。
2)应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论交流电机交流驱动系统是一个多变量、非线性、强耦合、时变控制对象,变频调速控制,电机控制的稳定状态方程的研究动态控制非常令人满意的结果的特点。
70年代初提出研究交流电机的控制过程的动态,不仅要控制每个变量的振幅,而控制的阶段,为了实现交流电机磁通和转矩的解耦矢量变换方法,促使高性能交流驱动系统逐渐向实际使用。
高动态性能的电流矢量控制变频器已成功应用于轧机主传动,电力牵引系统和数控机床。
此外,为了解决系统的复杂性和控制精度之间的矛盾,但也提出一个新的控制方法,如直接转矩控制,方向控制电压,特别是与微处理器控制技术,现代控制理论在各种控制方法也得到了应用,如二次型性能指标最优控制和双位模拟调节器控制,可以提高系统的动态性能,滑(滑模)变结构控制可以提高系统的鲁棒性,状态观测器和卡尔曼滤波器可以得到状态信息不能测量,自适应控制能够全面提高系统的性能。
此外,智能控制技术,如模糊控制,神经网络控制,也开始在交流变频调速驱动系统用于提高控制精度和鲁棒性。
3)广泛应用微电子技术随着微电子技术的发展,数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高,这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。
目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器(Digital Signal Processor——DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit——ASIC)等。
其中,高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。
核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现,为交流传动系统的控制提供很大的灵活性,且控制器的硬件电路标准化程度高,成本低,使得微处理器组成的全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。