关于现代电力电子技术应用的探讨

摘 要：电子技术是一门涉及电子器件和由各种电子电路所组成的电子设备和系统的科学技术，控制技术是指利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数按照预定的规律运行。电力电子器件是电力电子技术的基础，电力电子器件对电能进行控制和转换就是电子电力技术的利用。因此对对电子电力技术的研究具有时代意义。

关键词：电力电子；技术；应用

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，将成为21世纪的重要关键技术之一。

一、电力电子技术的应用

1、电气节能的应用

节能是当前社会发展的必然趋势。电气节能主要包括变频调速、电能质量控制、有源滤波等，当前阶段，在电气节能的应用中又以变频调速为主要研究内容。电机变频调速节能是当前工业节能发展的一个主要途径，在未来的发展时期，三大发展因素将会进一步促进电机变频调速行业的快速发展：一是变频器产品日趋成熟，应用范围越来越广，技术越来越新，企业投资产品的成本将会越来越低；二是电机变频调速节能的效果非常明显，具有广泛的社会效益，这样能够更好的调动企业生产的积极性；三是国家对重点耗能企业也会采取一系列措施，发展电气节能能够有效的降低企业能源消耗，减少资源浪费，为社会创造财富。

2、新能源发电的应用

当前，社会发展的速度越来越快，人们消耗的资源也越来越多，全球范围内的石油储量、煤炭资源总量逐步在减少。在传统能源逐步减少的同时，生态平衡也受到严重的破坏，环境污染日益严重。因此，新能源在未来的一段时期有很大的发展前景。现在通过新能源发电的方法越来越多，比如通过地面太阳能发电、风电等，其中太阳能光伏发电在上海世博会上被充分利用，这对于新能源的开发有很好的借鉴意义。上海世博会的太阳能发电项目不仅是我国当前规模最大、采用技术最多的项目，同时也是世博会历史上新能源发电技术的最大规模应用，可以说，新能源的世界已经离我们越来越近。新能源发电中的电力电子技术应用特点主要有：新能源在供给过程中能源供给随机性较大，比如风能、太阳能等都会随着天气的变化而变化，并对电网发电的要求比较高，在新兴的能源使用中，可以充分考虑海洋能等随意性不大的资源。

3、电力牵引的应用

电力牵引是利用电能为动力的轨道运输牵引动力形式。它是以电力系统或发电厂为电源，通过牵引变电所使电力系统受电，经过降压、变频成交流电源，由接触网向电力机车、动车组供电。比如电力机车或动车的牵引电动机将电能充分转换为机械能，驱动铁路列车运行，这给人们的生活提供了极大的方便。但电力牵引也存在一些不足，主要表现在增加了供电系统装置，使其一次性投资比其他牵引动力形式要高些，同时，电力机车在运行时，会产生高次谐波和负序电流，谐波的存在和高压接触网及其回流网的不对称，对沿线不平行接近的电信线路将产生干扰电压，对电力系统的安全、经济运行有一定的影响，对通信质量和人身安全也存在一定的影响。因此，需要采取有效措施进行防护和限制，要在以后的发展过程中不断改进技术，通过新技术来改进电力牵引的缺点，使其达到合理，为社会发展贡献力量。

4、智能电网的应用

智能电网，就是将电网进行智能化改造，它是建立在集成的高速双向通信网络的基础之上的，在运行的过程中，通过先进的传感和测量技术、控制技术以及先进的决策管理体系的应用，实现电网的可靠运输、实现经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从更高的层次来讲，当前社会发展的电网变得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍旧较低，因此，其在未来的发展过程中有很好的发展前景。智能电网的核心就是智能电表。通过借助智能电表，电力事业机构能够知道用户在任意时间所使用的电能，便于他们根据用户的个性化需求提供针对性的服务，不断的满足社会的需求。

5、在工业中广泛应用

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的凋速性能，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Kw的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都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。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

6、在交通运输中的应用

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。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拧制。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。

7、计算机高效率绿色电源

高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会，同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代，计算机全面采用了开关电源，率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。随着计算机技术的发展，人们提出绿色电脑和绿色电源的概念。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源，根据美国环境保护署 “能源之星”计划规定，桌上型个人电脑或相关的设备，在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦，就符合绿色电脑的要求，提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言，电源自身要消耗50瓦的能源。

二、电力电子技术发展趋势及应用前景

电力电子技术已进入高频化、标准模块化、集成化和智能时代。理论和实验证明电气产品的体积与质量反比于供电频率的平方根，频率提高对其设备的制造省材，运行节能和系统性能改善意义十分深远。电力电子器件高频化是其创新的主导方向，硬件结构的标准模块是器件发展的必然趋势。目前先进模块已和包括开关元件和与其反向并联的续流二极管及驱动保护电路多个单元且均以器件标准化和产品系列化，其一致性与可靠性达到极高水平。现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电相结合。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋。

结语

电力电子技术随着新元器件的研发及现代计算机、控制技术的迅速发展而应用领域更加广泛，应用性能更加完善可靠，并引起了电力系统的重大变革，新的大功率电力电子器件的研发和应用将成为21世纪电力研究的前沿，必将为人类社会的发展与进步作出更大的贡献。■

参考文献

[1]杨学斌. 现代电力电子应用的探讨[J].中国新技术心产品，2010

[2]王立丰. 谈对电子技术应用的分析[J].应用技术，2011