探討電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

摘要：電力電子技術(shù)經(jīng)過(guò)了很多年的發(fā)展，在電力運(yùn)行中，主要是在控制方面進(jìn)行更新，從而保證電力運(yùn)行的高效性和安全性。本文主要針對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用展開(kāi)了相關(guān)的論述，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

1電力電子技術(shù)概述

電力電子技術(shù)，從字面意思上理解，就是以電力作為處理對(duì)象的現(xiàn)代電子技術(shù)。從知識(shí)形態(tài)方面來(lái)講，其是通過(guò)專門(mén)的電力電子器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及控制的學(xué)科。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，其是處于電子、電力、控制三種電力相關(guān)學(xué)科之間的一門(mén)較差學(xué)科，也是一種多領(lǐng)域技術(shù)互相滲透的綜合性技術(shù)類型。電力技術(shù)是一種涵蓋發(fā)電、配電、輸電、應(yīng)用等方面的應(yīng)用性科學(xué)技術(shù)，其理論來(lái)源是現(xiàn)代電磁學(xué)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)電磁學(xué)的基本原理，控制發(fā)電、配電、輸電、應(yīng)用等方面的綜合性技術(shù)。電力技術(shù)的主要研究對(duì)象是變壓器、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電力線路等電力設(shè)備。同時(shí)，這些研究對(duì)象，也是實(shí)現(xiàn)電力技術(shù)發(fā)展的重要依賴性因素。電子技術(shù)是一種涵蓋電子器件、電子電路、電子設(shè)備以及系統(tǒng)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。與電力技術(shù)一樣，其理論來(lái)源也是現(xiàn)代電磁學(xué)。不同的是，其研究的對(duì)象是電子器件，并應(yīng)用這些電子器件對(duì)信息電路中的電信號(hào)形成、存儲(chǔ)、處理、變化、接受、發(fā)送等方面進(jìn)行處理?？刂萍夹g(shù)，即運(yùn)用外加的裝置或設(shè)備使生產(chǎn)過(guò)程或機(jī)械設(shè)備在工作參數(shù)或某一階段的工作狀方面，可以按照預(yù)先設(shè)定的規(guī)律以及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。簡(jiǎn)而言之，控制技術(shù)是研究控制過(guò)程的在各方面的基本規(guī)律的科學(xué)，其主要的研究對(duì)象是控制系統(tǒng)之中的控制信息。

2電力電子技術(shù)的發(fā)展

2.1電力電子技術(shù)朝著變頻器時(shí)代發(fā)展

變頻器時(shí)代就是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，改變電機(jī)工作電源頻率方式，進(jìn)而有效控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。實(shí)際上，在之前很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，集成電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)了迅猛發(fā)展，這無(wú)疑為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而最典型的就是：將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)與高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，隨后也就出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件，同時(shí)促使那些中小功率電源被迫朝著更加高頻化的方向發(fā)展。而絕緣門(mén)極雙極晶體管的出現(xiàn)，更是為大中型功率電源向高頻方向發(fā)展帶來(lái)了巨大的機(jī)遇。

2.2電力電子技術(shù)朝著逆變器時(shí)代發(fā)展

逆變器時(shí)代的主要表現(xiàn)是把直流電能轉(zhuǎn)變成交流電。逆變器由控制邏輯和濾波電路組成。在20世紀(jì)七八十年代，隨著變頻調(diào)速裝置技術(shù)的運(yùn)用，一些大功率逆變用的晶閘管紛紛成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角，類似的還有高壓直流輸出等。隨著近年來(lái)的發(fā)展變化，電力電子技術(shù)早已實(shí)現(xiàn)了整流和逆變的過(guò)程。但是，其工作頻率仍較低，且還僅僅局限于中低頻范圍內(nèi)。不過(guò)，隨著電力電子技術(shù)的逐漸成熟，其必將向著逆變器時(shí)代發(fā)展。

2.3電力電子技術(shù)將朝著整流器時(shí)代發(fā)展

所謂整流器，指的是一個(gè)整流裝置，即將交流轉(zhuǎn)化為直流的裝置。其中，比較典型的三大領(lǐng)域有：電解、牽引和直流傳動(dòng)?？茖W(xué)研究表明：大功率的整流器能迅速把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，所以，大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用一直以來(lái)都有比較好的發(fā)展前景。鑒于整流器時(shí)間比較久遠(yuǎn)，重要性也不言而喻，因此，我國(guó)電力電子技術(shù)今后也將朝著整流器時(shí)代發(fā)展。

3電力電子技術(shù)的應(yīng)用

3.1電力電子技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方面。目前，在變頻技術(shù)不斷發(fā)展的形勢(shì)下，交流電機(jī)也會(huì)具備良好的調(diào)試功能，因此，在工業(yè)中不管是軋鋼機(jī)還是數(shù)控機(jī)床都會(huì)選擇直流調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能功效十分明顯，許多工業(yè)部門(mén)把鼓風(fēng)機(jī)也安裝了變頻設(shè)備，而且使用啟動(dòng)設(shè)備的許多電機(jī)，運(yùn)用電力電子設(shè)備的功能合理地避免了在啟動(dòng)的一剎那來(lái)自電流的強(qiáng)烈沖擊。另外，電力電子技術(shù)在人們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娖髦幸脖淮罅康剡\(yùn)用，比如用于照明的節(jié)能燈管，具有體積小、效率高的特點(diǎn)，而且還能夠合理地節(jié)約電能。

3.2在交通運(yùn)輸中的具體應(yīng)用

隨著時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，電力電子技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用，例如在電氣化鐵道交通中，電氣機(jī)車中的交流機(jī)車便應(yīng)用到了變頻裝置，而直流機(jī)車則應(yīng)用到了整流裝置。同時(shí)，在磁懸浮列車中的牽引電機(jī)傳動(dòng)以及各種輔助電源等方面，也應(yīng)用到了電子電力技術(shù)，可以說(shuō)，磁懸浮列車的順利運(yùn)行離不開(kāi)電力電子技術(shù)的支持。除此之外，在電動(dòng)汽車的電機(jī)方面，為了發(fā)揮出控制驅(qū)動(dòng)的作用，同樣需要對(duì)電子裝置展開(kāi)合理應(yīng)用。而在飛機(jī)、船舶等交通運(yùn)輸工具方面，其對(duì)電源的應(yīng)用也存在著不小的差異，因此，科學(xué)應(yīng)用電力電子技術(shù)就具有關(guān)鍵性的作用。

3.3在再生能源發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)階段，電力能源主要是來(lái)源于污染嚴(yán)重、資源有限的化石燃料。但是，一些可再生能源諸如水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、海洋能以及燃料電池等步入了快速發(fā)展階段。這些可再生的綠色能源具有不受地域資源限制、無(wú)污染、永不枯竭等優(yōu)勢(shì)，因此在很多領(lǐng)域都得到非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)預(yù)測(cè)，到2060年的時(shí)候世界上一半以上的電力能源消耗都將來(lái)源于可再生資源。風(fēng)能是可再生資源里比較重要的部分，而風(fēng)能資源在全球范圍內(nèi)都比較豐富。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，風(fēng)能的潛能是全球用電量的五倍以上。此外，風(fēng)能發(fā)電還不會(huì)產(chǎn)生污染，還能使全球二氧化碳的排放量得以降低，而且風(fēng)能發(fā)電還具有投資靈活、周期短、占地少的優(yōu)勢(shì)，它能產(chǎn)生很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在可再生資源中太陽(yáng)能和水能也占有非常重要的位置。我國(guó)目前水電所蘊(yùn)藏的能量大約是6.67億千瓦，其中有3.78億千瓦能夠開(kāi)發(fā)，具有很大的開(kāi)發(fā)潛力。

3.4在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

電力電子技術(shù)是計(jì)算機(jī)與機(jī)電設(shè)備的重要媒介，也是連接弱電控制強(qiáng)電的紐帶，它為微電子技術(shù)應(yīng)用于新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域提供了條件。在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用電力電子技術(shù)，電能通過(guò)控制系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)化成勞動(dòng)力，從而把工人們從環(huán)境惡劣、勞動(dòng)強(qiáng)度大的工作環(huán)境中解放出來(lái)，進(jìn)入現(xiàn)代化智能的工作環(huán)境中工作，這在很大程度上使勞動(dòng)生產(chǎn)力得到提高，從而使很多環(huán)境問(wèn)題得到解決。

4結(jié)語(yǔ)

電力電子技術(shù)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步做出了獨(dú)特而重要的貢獻(xiàn)，我國(guó)電力電子技術(shù)雖然在一定層面還是處在落后階段，但發(fā)展的趨勢(shì)和潛力都十分巨大。

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（作者身份證號(hào)：370902200011301813）

作者簡(jiǎn)介：

杜廷浩（2000.11.30），性別：男；籍貫：山東；民族：漢；學(xué)歷：高中；研究方向：電氣工程及自動(dòng)化。