电力电子范文
时间：2023-03-17 01:57:08
电力电子范文第1篇
《电力电子》是一本有较高学术价值的双月刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。
是由电力电子杂志编辑部主办的一本高端学术（专业）期刊杂志，杂志印刷精美，质量过硬。电力电子杂志自创办以来，秉承终身学习、智慧经营、达善社会的理念,以传播高端学术（商业新知）为己任，电力电子杂志为读者提供高端的精神粮食。主要内容包括电力电子技术、电机驱动技术、能源转换技术、储能技术、自适应控制技术、智能电网技术等方面的学术研究与应用技术研究论文、技术报告、评论、学术动态、会议信息等。该杂志具有较高的学术水平和实用价值，被广泛应用于电力系统、通信电力、焊接、动力控制等领域。该期刊的目标读者主要包括电力系统工程师、电力电子专业技术人员、高校教师和研究生、电子产品及材料研发人员、相关领域从业人员等。该杂志对于学术界和工程技术人员来说都具有重要的参考价值。
电力电子范文第2篇
关键词：电力；电子技术；电力电子
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一部分。
一、电力电子学
电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形（如图）对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如，利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。
电力电子技术是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。
二、电力电子技术的应用作用
1、优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。
2、改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。
3、电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。
4、电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。
三、电力电子技术器件
02年出现了第一个玻璃的汞弧整流器。1910年出现了铁壳汞弧整流器。用汞弧整流器代替机械式开关和换流器,这是电力电子技术的发端。1920年试制出氧化铜整流器，1923年出现了硒整流器。30年代，这些整流器开始大量用于电力整流装置中。20世纪40年代末出现了晶体管。20世纪50年代初，晶体管向大功率化发展，同时用半导体单晶材料制成的大功率二极管也得到发展。1954年，瑞典通用电机公司(ASEA公司)首先将汞弧管用于高压整流和逆变,并在±100千伏直流输电线路上应用，传输20兆瓦的电力。1956年，美国人J.莫尔制成晶闸管雏型。1957年，美国人R.A.约克制成实用的晶闸管。50年代末晶闸管被用于电力电子装置，60年代以来得到迅速推广,并开发出一系列派生器件,拓展了电力电子技术的应用领域。 电力电子电路 随着晶闸管应用的推广，开发出许多电力电子电路。
四、电力电子电路器件类别
1、将交流电能转换成直流电能的整流电路；
2、将直流电能转换成交流电能的逆变电路；
3、将一种形式的交流电能转换成另一种形式的交流电能的交流变换电路；
4、将一种形式的直流电能转换成另一种形式的直流电能的直流变换电路。这些电路都包含晶闸管，而每个晶闸管都需要相应的触发器。于是配合这些电力电子电路出现了许多的触发控制电路。
五、电子电路器件分类
1、控制电路主要由分立的电子元件（如晶体管、二极管）组成。直到80年代后期，还用得不少。
2、由集成电路组成。自从1958年美国出现了世界上第一个集成电路以来，发展异常迅速。它应用到电力电子装置的控制电路中,使其结构紧凑,功能和可靠性得到提高。
3、由微机进行控制。
电力电子范文第3篇
《电力电子技术》（CN：61-1124/TM）是一本有较高学术价值的大型月刊，自创刊以来，选题新奇而不失报道广度，服务大众而不失理论高度。颇受业界和广大读者的关注和好评。
《电力电子技术》获全国优秀科技期刊；获机械工业部科技期刊一等奖；获陕西省科技期刊一等奖。是我国唯一的部级电力电子刊物，也是电力电子学会的会刊，面向国内外公开发行。
电力电子范文第4篇
1.电力系统发展现状
电力系统是能源利用、输送以及配给的主要载体，在社会经济发展中发挥着至关重要的作用。近年来，随着石油资源紧缺、环境不断恶化，促使电力系统的规模化发展向环保、智能化、可持续化发展。目前，我国的电力系统转型的主要特征表现为主干电网、微型电网及地方电网协调发展，分布式电源与储能装置组合，电力资源输送与分配智能化、灵活高效，电力系统的安全可靠性等。其中，可再生能源的并网发电、储能装置的功率转换等功能的实现需要靠电力电子装置来完成，电力电子装置的单元化、模块化、智能化发展也促进了电力系统向智能化的转变，保证了电力系用的运行可靠性，对于电力系统的发展具有至关重要的作用。
2.电力电子装置在电力系统中的应用
2.1在发电中的应用
电力电子装置在电力系统发电环节中的具体应用主要表现在发电机组励磁、风力发电、光伏发电等，具体如下：（1）发电机组励磁。发电机组采用静止励磁技术，该技术具有操控简单、调节速度快优点。例如，在水利发电中采用交流励磁技术，对发电机组励磁电流频率进行动态调整，使发电系统对水头压力及水量进行快速调节，从而提高水利发电厂的运行性能及效率，整体提高了发电品质。（2）风力发电。风力发电的核心环节是交流器，交流器的主要工作是把不受控制的风能转化成电压、频率及相位满足并网要求的电能。（3）光伏发电。光伏电站是通过光伏阵列组件、汇流器、逆变器等对太阳能进行集中利用的结构。由于光伏发电系统尚处于发展阶段，建设过程中还需综合考虑光伏阵列的、逆变器的组合方式等关键因素，以提高光伏发电效率。
2.2在电能存储中的应用
电能存储技术在电力系统应用中可以有效缓解高峰负荷供电需求，对提高现阶段电力设备的使用率和电网的使用效率具有重要的作用。另一方面，也可以有效应对电力故障问题，在一定程度上提高电能质量与用电效率。（1）压缩空气储能：利用电网用电低谷剩余的电量驱动空气压缩机，将能量转换为高压空气储存起来；当电网用电负荷达到高峰时，将储存的高压空气释放出来，推动涡轮机组发电，在发电过程中，通过控制发电机的励磁拓宽发电的范围，从而有效提高发电机组的发电效率。（2）抽水蓄能：即使用用电低谷富裕的电量驱动水泵，将低水位的水泵至高水位的水库中，将电能转换为水的势能；当用电高峰时，在利用水的势能推动水轮发电机组发电，向电网补充电能。在抽水蓄能过程中，利用机组中的转子绕组励磁方式可有效提高发电效率。（3）电池储能：即利用电网低谷的富裕电量对电池进行充电，到高峰负荷时向外发电的过程，通常采用锂离子电池、钠硫电池与全钒液流电池。在电池系统中，利用变换器实现电池充放电过程中的功率调节。
2.3在微型电网中的应用
微型电网是指由分布式电源、功率变换器、储能装置等组成的小型发电配电系统。该系统中主要通过功率变换器进行调节，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行，从而实现局部功率平衡与能量优化。微型电网主要有直流微电网、交流微电网、交直流混合微电网等多种形式，其中交流微电网是目前的主流形式，其分布式电源、储能装置等通过电力电子装置连接至交流母线，并利用PCC处开关的控制，从而实现微电网并网运行与孤岛模式的转换。
2.4在输电环节中的应用
（1）直流输电：直流输电包括两种主要输电模式，常规直流输电和柔性直流输电。不同的方式以不同的换流器为基础，其中常规直流输电采用基于晶闸管作用下的换流器，柔性直流输电采用基于全控器件的换流器。与常规直流输电相比，柔性直流输电的最大特点是采用了可关断器件和高频调制技术，具有可以独立控制输出有功功率和无功功率等优势。（2）分频输电：即利用倍频变压器可以在较低频率的条件下进行输送电能，较高频率下用电，极大降低了交流输电线路距离，提高了系统传输能力。（3）固态变压器：又称电力电子变压器，可以对电压的幅值、频率、相数与形状等特点进行交换，实现原方电流、副方电压以及功率的灵活控制。固态变压器在电力系统中的应用，可以有效改善电能质量、提升电力系统的稳定性、安全性与灵活性。
3.结语
电力资源对社会经济的发展有着至关重要的作用，而电力电子装置在电力系统的发电、存储电能、微型电网等方面的应用同样起到不可忽视的作用。电力电子装置的应用促进了电力系统转型，可有效改善电力系统的性能，实现了电力系统的长远发展。
作者:王显平 单位:莱西市职业中等专业学校
参考文献:
[1]李尚盛,查晓明.大功率电力电子装置测试及考核研究现状与发展[J].变频器世界.2008(11)
[2]吴芳.电力系统试验中的大功率电力电子装置等效研究[J].电子制作.2014(20)
[3]喻翔.电力系统中电力电子装置的应用研究[J].电子技术与软件工程.2015(10)
[4]沈永孝.电力电子装置抗干扰技术研究[J].硅谷.2011(21)
电力电子范文第5篇
2.基于功率回馈的光伏系统MPPT控制器研究 余开江，康龙云
3.风力发电并网逆变器预测电流控制方法研究 刘春海，梁晖
4.一种带有PWM变换器的汽车感应发电机系统 胡晓清，尚修香
5.电池储能系统双向PCS的研制 刘刚，梁燕，胡四全，姚为正
6.光伏发电系统最大功率点快速跟踪控制研究 汪义旺，曹丰文，张波，高金生
7.基于DSP小型光伏水泵控制系统研究 丛进，莫岳平，张丽丽，江东流
8.基于PV-IPM的光伏并网逆变器 相海涛，蒋海江，马翠姣，宋高升
9.三电平PWM整流器的研究 景巍，谭国俊，赵张飞，叶宗彬
10.基于DSP和CPLD的三电平背靠背变流器研究 邵章平，张兴，王付胜
11.基于新型调制策略的三相-单相矩阵变换器研究 陈武，王付胜，张兴，童诚
12.应用于PEMFC的电压型DC/DC变换器的研究 陈向锋，王金全，徐晔，金伟一
13.有源电力滤波器电流无差控制方法的研究 张乐强，李明，雷万钧，王跃
14.基于电力电子技术的大电流谐波发生方法 涂水林，费树岷
15.基于Delta逆变技术的三相动态电压恢复器研制 郑常宝，陈权，张力，王群京
16.新型神经模糊控制的并联有源电力滤波器 惠晶，韩立圣，王存款
17.新型三相不平衡负荷无功补偿算法 雷志涛，唐云峰
18.单相全桥PWM整流器的直接电流控制技术研究 李涛丰，欧阳晖，熊健，张凯
19.基于瞬时功率理论的电压型PWM整流器研究 苏晓东，焦姣
20.基于软开关的Boost变换器的研究 付光杰，冉璇，邢建华
21.脉冲序列调制-脉冲跳周期调制Buck变换器研究 牟清波，许建平，王金平，刘雪山
22.基于混沌粒子群优化算法的数字PID参数整定 周习祥，李加升，杨赛良
23.基于DSP代码自动生成的实时控制平台 郭元彭，卢子广，杨达亮
24.无位置传感器六相永磁BLDCM控制系统设计 孟光伟，李槐树，让余奇
25.考虑磁场饱和效应的电励磁同步电机矢量控制 景巍，谭国俊，吴轩钦
26.基于DSP的开关磁阻电机调速系统设计 崔建锋，黄文力，孙标
27.基于多空间矢量的直接转矩控制研究 李文杰，李梅
28.电流型谐振逆变器负载调频调功方案 刘教民，李建文，王震洲，孙伟
29.变电站电压无功控制装置新控制策略研究 马爱军，陈刚，张雪君
30.高功率脉冲电源中晶闸管应用的研究 李贞晓，杨春霞，栗保明
31.三相IGBT逆变器中的尖峰电压分析 郭犇，李思奇，蒋晓华，Shinichi Isobe
32.车用氙灯有效击穿方法的研究 黄义，杨俊敏
33.基于高频谐振变换器的高压充电电源设计 刘福才，王猛，王振春，王彩红
34.基于DSP2812高温超导储能系统斩波器控制设计 诸嘉慧，杨斌，黄宇淇，郭云峥
35.石油钻机SCR系统谐波抑制与无功补偿 党存禄，鄢家财，宋文超，张晓英
36.LLC谐振式磁控管供电电源的研究 徐勤超，王春芳，李从洋
37.基于TMS320F28335的磁浮列车数字控制器设计 龙鑫林，郝阿明，佘龙华
38.高频引弧切割电源的研究 孙强，赵晨，刘超，宫延彪
39.收尘用高压电源的比较分析和优化设计 栾松，刘巧珍
40.直流油泵软起动控制系统的研制 谢檬，骆一萍，申忠如
41.矿井直流架线正弦波逆变器控制性能研究 闫大新，邓孝祥，于雁南，卢文生
42.基于加速寿命试验的氦氖激光高压电源的设计 刘舒拉
1.三相并网逆变器的控制与死区补偿 王璐，朱晓亮，龚春英，肖岚，WANG Lu，ZHU Xiao-liang，GONG Chun-ying，XIAO Lan
2.无源性控制在三相光伏并网发电系统中的应用 何薇薇，熊宇，黄先伟，吴文忠，HE Wei-wei，XIONG Yu，HUANG Xian-wei，WU Wen-zhong
3.独立光伏发电系统双向变换器数字控制器设计 谢军，王成悦，刘胜永，朱云国，XIE Jun，WANG Cheng-yue，LIU Sheng-yong，ZHU Yun-guo
4.一种改进型级联H桥型变流器的调制策略研究 高志刚，李永东，GAO Zhi-gang，LI Yong-dong
5.高频链矩阵式正弦波变换器研究 吴胜华，钟炎平，权建洲，WU Sheng-hua，ZHONG Yan-ping，QUAN Jian-zhou
6.一种适用于燃料电池系统的DC/DC变换器 陆治国，马召鼎，邓文东，LU Zhi-guo，MA Zhao-ding，DENG Wen-dong
7.用于电动汽车的双向交错式DC/DC变换器的设计 封焯文，粟梅，孙尧，王辉，FENG Zhuo-wen，SU Mei，SUN Yao，WANG Hui
8.三电平整流器中性点平衡控制策略的研究 叶宗彬，谭国俊，景巍，吴轩钦，YE Zong-bin，TAN Guo-jun，JING Wei，WU Xuan-qin
9.基于复合锁相环的四象限脉冲整流器设计 杨平，许建平，张斐，代云中，YANG Ping，XU Jian-ping，ZHANG Fei，DAI Yun-zhong
10.动态电压恢复器启动瞬间谐振问题的研究 蒋晓春，周飞，赵小英，王轩，JIANG Xiao-chun，ZHOU Fei，ZHAO Xiao-ying，WANG Xuan
11.具有滤波与能量回馈双功能的电力变换器研究 朱益波，陈国呈，ZHU Yi-bo，CHEN Guo-cheng
12.基于超前网络补偿的谐波电流检测方法研究 刘军锋，LIU Jun-feng
13.D-STATCOM指令电流检测算法研究 刘亮，邓名高，LIU Liang，DENG Ming-gao
14.基于p-q-r法的并联有源滤波器研究 周睿，李新宇，李欣，王晓辉，ZHOU Rui，LI Xin-yu，LI Xin，WANG Xiao-hui
15.一种改善逆变器输出波形的新方法研究 李金刚，李佳，LI Jin-gang，LI Jia
16.基于分类算法的SVPWM三相PWM整流器的研究 戴鹏，李阳，姜小艳，钱振华，DAI Peng，LI Yang，JIANG Xiao-yan，QIAN Zhen-hua
17.基于DSP控制技术的变极性电源 张敏，ZHANG Min
18.基于改进粒子群算法的空间配准 雷宝权，李军辉，程咏梅，LEI Bao-quan，LI Jun-hui，CHENG Yong-mei
19.表面式PMSM直接转矩控制电压矢量选择策略 李耀华，刘卫国，LI Yao-hua，LIU Wei-guo
20.零电压矢量在PMSM直接转矩控制系统中的应用 李耀华，刘卫国，LI Yao-hua，LIU Wei-guo
21.永磁同步电机无传感器控制研究 施大发，王辉，张华，SHI Da-fa，WANG Hui，ZHANG Hua
22.无位置传感器无刷直流电机位置信号相位补偿 李自成，程善美，LI Zi-cheng，CHENG Shan-mei
23.无刷直流电机宽范围调速系统研究 樊平，FAN Ping
24.开关磁阻电机在蓄电池电机车上的应用 杭俊，黄友锐，HANG Jun，HUANG You-rui
25.基于模糊观测器的异步电机DTC系统研究 胡学芝，HU Xue-zhi
26.异步电机模型参考差速补偿无轴传动控制器 李梦达，刘小斌，马军弟，王艳玲，LI Meng-da，LIU Xiao-bin，MA Jun-di，WANG Yan-ling
27.一种新型无速度传感器直接转矩控制系统 罗琇庭，潘玉田，范煜珩，张晓雨，LUO Xiu-ting，PAN Yu-tian，FAN Yu-heng，ZHANG Xiao-yu
28.采用MMC变流器的VSC-HVDC系统故障态研究 刘钟淇，宋强，刘文华，LIU Zhong-qi，SONG Qiang，LIU Wen-hua
29.随机带宽滞环电流控制技术的研究 李宋，叶满园，LI Song，YE Man-yuan
30.基于CAN总线的串联储能电源组均衡系统 席玲玲，盖晓东，杨世彦，XI Ling-ling，GAI Xiao-dong，YANG Shi-yan
31.基于TMS320LF2407A的数字化UPS设计与实现 杨金辉，洪天宇，戴瑜兴，YANG Jin-hui，HONG Tian-yu，DAI Yu-xing
32.基于软开关技术的新型臭氧电源研究 丁伟，孟志强，DING Wei，MENG Zhi-qiang
33.基于工程设计法的双向直流变换装置的设计 张敬南，姚绪梁，张强，罗耀华，ZHANG Jing-nan，YAO Xu-liang，ZHANG Qiang，LUO Yao-hua
34.一种新型全桥软开关变换器的研究 姚建红，张艳红，王法睿，付宝利，YAO Jian-hong，ZHANG Yan-hong，WANG Fa-rui，FU Bao-li
35.基于DSP宽频率范围跟踪晶闸管数字触发器研究 蒋建，姚列英，宣伟民，JIANG Jian，YAO Lie-ying，XUAN Wei-min
36.倍频式感应加热电源控制系统的研究 杨青，沈锦飞，陆天华，YANG Qing，SHEN Jin-fei，LU Tian-hua
37.Fuzzy-DPLL在感应加热电源中的应用与研究 杨宗璞，宋书中，马建伟，朱锦洪，YANG Zong-pu，SONG Shu-zhong，MA Jian-wei，ZHU Jin-hong
38.一种无整流桥ZVT PWM Boost型PFC的研究 胡小平，夏绪伟，罗全明，HU Xiao-ping，XIA Xu-wei，LUO Quan-ming
39.缝纫机伺服系统速度与位置精确控制研究 黄晓刚，李鸣，李晓军，张凌栋，HUANG Xiao-gang，LI Ming，LI Xiao-jun，ZHANG Ling-dong
40.IGBT动态热阻抗曲线提取实验研究 陈明，汪波，唐勇，CHEN Ming，WANG Bo，TANG Yong
41.一种IGBT热阻的测量方法 黄月强，吕长志，谢雪松，张小玲，HUANG Yue-qiang，LV Chang-zhi，XIE Xue-song，ZHANG Xiao-ling
42.采用全栅型CSTBTM和镜像发射极检测技术的V1系列IPM Marco Honsberg，Thomas Radke，Nishida Nobuya，Uota Shiori
1.一种可靠高效的BLDC光伏水泵控制器设计 朱亦丹，孙佩石，张国荣，苏建徽，ZHU Yi-dan，SUN Pei-shi，ZHANG Guo-rong，SU Jian-hui
2.离网型单线同步可并联电源逆变器设计 刘晓，宋旵飞，LIU Xiao，SONG Chan-fei
3.基于30kW直驱式风力发电试验平台的研究 东，杨育林，王立乔，邬伟扬，CHEN Yi-dong，YANG Yu-lin，WANG Li-qiao，WU Wei-yang
4.并网逆变器的自动重启程序设计 姜宪明，黄晓江，冬雷，杨耕，JIANG Xian-ming，HUANG Xiao-jiang，DONG Lei，YANG Geng
5.光伏水泵系统中无刷直流电机的控制研究 丛进，莫岳平，张丽丽，CONG Jin，MO Yue-ping，ZHANG Li-li
6.基于FPGA的太阳能MPPT算法实现的研究 刘艳莉，闫法彬，程泽，LIU Yan-li，YAN Fa-bin，CHENG Ze
7.一种光伏发电系统中辅助电源设计 闫福军，梁永春，YAN Fu-jun，LIANG Yong-chun
8.三电平逆变器中点电压偏移最小化的调制方法 李守法，逯乾鹏，张海燕，胡子婴，LI Shou-fa，LU Qian-peng，ZHANG Hai-yan，HU Zi-ying
9.用于储能系统多输入双向DC/DC变换器的研究 刘胜永，张兴，郭海滨，谢军，LIU Sheng-yong，ZHANG Xing，GUO Hai-bin，XIE Jun
10.基于SG3525的脉冲跨周期调制DC/DC变换器 常承志，李胜芳，侯兴哲，付志红，CHANG Cheng-zhi，LI Sheng-fang，HOU Xing-zhe，FU Zhi-hong
11.Boost-LLC高效率DC/DC变换器 施玉祥，柳绪丹，邓成，徐德鸿，SHI Yu-xiang，LIU Xu-dan，DENG Cheng，XU De-hong
12.ARCPI辅助开关管尖峰电压抑制方法研究 闫之峰，马晓军，袁东，魏曙光，YAN Zhi-feng，MA Xiao-jun，YUAN Dong，WEI Shu-guang
13.一种电流扰动发生装置控制策略的研究 周飞，乔光尧，赵瑞斌，王宇红，ZHOU Fei，QIAO Guang-yao，ZHAO Rui-bin，WANG Yu-hong
14.基于单周控制三相四线制APF的研究 卞业伟，沈锦飞，BIAN Ye-wei，SHEN Jin-fei
15.提高PFC变换器动态响应性能的滤波算法 于海坤，许建平，张斐，杨平，YU Hai-kun，XU Jian-ping，ZHANG Fei，YANG Ping
16.基于DSP的四象限变流器瞬态直接电流控制研究 代云中，许建平，杨平，张斐，DAI Yan-zhong，XU Jian-ping，YANG Ping，ZHANG Fei
17.基于DSP-FPGA的SVPWM细分优化算法的实现 郑飞，彭飞，费树岷，周杏鹏，ZHENG Fei，PENG Fei，FEI Shu-min，ZHOU Xing-peng
18.链式STATCOM的SVPWM方法分析与实现 任明炜，饶翔，REN Ming-wei，RAO Xiang
19.四开关SVPWM算法及其与SPWM的关系 安群涛，孙力，赵克，于丽娜，AN Qun-tao，SUN Li，ZHAO Ke，YU Li-na
20.一种三电平SVPWM算法及其DSP的实现 伍小杰，符晓，潘庆山，戴鹏，WU Xiao-jie，FU Xiao，PAN Qing-shan，DAI Peng
21.一种半桥三电平ZVS PWM DC/DC变换器的研究 周华敏，徐波，张前，王陶，ZHOU Hua-min，XU Bo，ZHANG Qian，WANG Tao
22.基于DSP和CPLD的三相PWM整流器设计 赵志旺，金丽萍，闫民华，张颖超，ZHAO Zhi-wang，JIN Li-ping，YAN Min-hua，ZHANG Ying-chao
23.单相准Z源逆变器及其SVPWM控制策略研究 冷志伟，齐琛，陈希有，LENG Zhi-wei，QI Chen，CHEN Xi-you
24.基于线性采样的SPWM研究与实现 朱良合，邹云屏，唐健，ZHU Liang-he，ZOU Yun-ping，TANG Jian
25.一种基于TMS320F2812的软件锁相环实现方法 刘翔，张爱玲，LIU Xiang，ZHANG Ai-ling
26.复杂环境下异构传感器自适应景象匹配 雷宝权，周问天，程咏梅，李建博，LEI Bao-quan，ZHOU Wen-tian，CHENG Yong-mei，LI Jian-bo
27.模糊控制在永磁同步电动机伺服系统中的应用 叶盛，黄守道，李高林，李镕耀，YE Sheng，HUANG Shou-dao，LI Gao-lin，LI Rong-yao
28.基于滑模变结构的异步电机矢量控制及DSP实现 钟义长，钟伦珑，陈聪，ZHONG Yi-chang，ZHONG Lun-long，CHEN Cong
29.一种应用耦合集成磁路的开关变流器优化设计 熊宇，朱光勇，高潮，XIONG Yu，ZHu Guang-yong，GAO Chao
30.负载可调的变压器式电抗器控制系统的设计 林泽科，刘和平，江渝，郑群英，LIN Ze-ke，LIU He-ping，JIANG Yu，ZHENG Qun-ying
31.基于ZL2006的两相数字负载点电源设计 佟强，张东来，徐殿国，TONG Qiang，ZHANG Dong-lai，XU Dian-guo
32.基于STAP的机载雷达弱目标检测前跟踪 周问天，程咏梅，张静，潘泉，ZHOU Wen-tian，CHENG Yong-mei，ZHANG Jing，PAN Quan
33.永磁同步电机短路过渡焊接推拉送丝系统 黄鹏飞，王世均，高文宁，沙立君，HUANG Peng-fei，WANG Shi-jun，GAO Wen-ning，SHA Li-jun
34.基于DSP的粗丝大功率气体保护焊电源的研制 蒋晓明，关焯锋，王景健，JIANG Xiao-ming，GUAN Zhuo-feng，WANG Jing-jian
35.速调管发射机聚焦磁场电源的设计 汪军，张维平，WANG Jun，ZHANG Wei-ping
36.大功率HID灯电子镇流器启动电路的研究 林旭，李郁森，骆亿生，何志毅，LIN Xu，LI Yu-sen，LUO Yi-sheng，HE Zhi-yi
37.基于数字控制的两级金卤灯电子镇流器研究 郑园圆，林国庆，唐建山，ZHENG Yuan-yuan，LIN Guo-qing，TANG Jian-shan
38.串联谐振恒流LED驱动电源的分析及设计 孙明坤，周雒维，罗全明，SUN Ming-kun，ZHOU Luo-wei，LUO Quan-ming
39.单端初级电感变换器拓扑的LED电源设计 段哲民，陈志寅，任艳，DUAN Zhe-min，CHEN Zhi-yin，REN Yan
40.基于预估控制的数字大功率多特性电源研究 向锷，杜贵平，XIANG E，Du Gui-ping
41.用于电化学工业的高频整流电源设计 张瑞萍，曹亮，ZHANG Rui-ping，CAO Liang
42.共模扼流圈饱和效应分析及动态电感计算 黄华高，陈恒林，孟培培，钱照明，HUANG Hua-gao，CHEN Heng-lin，MENG Pei-pei，QIAN Zhao-ming
43.适合空间环境应用的多路输出电源设计 郭闯强，倪风雷，张庆利，刘宏，GUO Chuang-qiang，NI Feng-lei，ZHANG Qing-li，LIU Hong
44.两相Boost电路耦合电感设计方法研究 郑峰，明正峰，ZHENG Feng，MING Zheng-feng
1.零电流Buck/Boost双向DC/DC变换器的研究 黄军，杨世彦，杨威，HUANG Jun，YANG Shi-yan，YANG Wei
2.矩阵变换器空间矢量控制策略的改进 马星河，赵军营，张根现，王光超，MA Xing-he，ZHAO Jun-ying，ZHANG Gen-xian，WANG Guang-chao
3.三元件串联LLC谐振AC/DC变换器的设计 刘辉，邹轩，LIU Hui，ZOU Xuan
4.谐振极逆变器驱动无刷直流电机的控制器设计 贺虎成，HE Hu-cheng
5.并联有源电力滤波器谐波畸变率的解析算法 周导，陈敏，张涛，徐德鸿，ZHOU Dao，CHEN Min，ZHANG Tao，XU De-hong
6.DCM模式APFC电路寄生参数对THD的影响 熊飞，张军明，钱照明，XIONG Fei，ZHANG Jun-ming，QIAN Zhao-ming
7.谐波与无功电流解耦及复合双向补偿的研究 刘乔，尹忠东，单任仲，肖湘宁，LIU Qiao，YIN Zhong-dong，SHAN Ren-zhong，XIAO Xiang-ning
8.一种改进的单相无桥功率因数校正器 陆治国，马雪峰，许黎，邓文东，LU Zhi-guo，MA Xue-feng，XU li，DENG Wen-dong
9.旋转坐标系分次控制可编程谐波电流源的设计 张乐强，李明，王跃，雷万钧，ZHANG Le-qiang，LI Ming，WANG Yue，LEI Wan-jun
10.基于双DSP的有源电力滤波器全数字控制器设计 刘彬，姜宪明，冬雷，杨耕，LIU Bin，JIANG Xian-ming，DONG Lei，YANG Geng
11.基于Cuk型单相合成三相APFC电路的研究 陈宝磊，沈锦飞，CHEN Bao-lei，SHEN Jin-fei
12.基于数字控制的单周期PFC技术的研究 张有林，ZHANG You-lin
13.基于DSP的PMSM控制器设计及相关问题分析 宋雪雷，王永兴，SONG Xue-lei，WANG Yong-xing
14.基于矩阵变换器的异步电机直接转矩预测控制 冯波，林桦，邓建，王兴伟，FENG Bo，LIN Hua，DENG Jian，WANG Xing-wei
15.基于矢量控制的电动汽车用异步电机控制系统设计 李祥飞，刘鹏，LI Xiang-fei，LIU Peng
16.基于DSP异步电动机矢量控制系统的设计与实现 孙鹏飞，冯晓云，SUN Peng-fei，FENG Xiao-yun
17.改进型滑模观测器在低速永磁电机中的研究 曾智波，周腊吾，黄守道，陈国富，ZENG Zhi-bo，ZHOU La-wu，HUANG Shou-dao，CHEN Guo-fu
18.周期函数频率调制降低EMI水平研究 郭海燕，张波，李肇基，GUO Hai-yan，ZHANG Bo，LI Zhao-ji
19.PI-DDS频率跟踪技术在超声电源中的应用 屈百达，张善理，QU Bai-da，ZHANG Shan-li
20.基于峰值电流检测的偏磁抑制技术的研究 刘松斌，柳青海，许峰，LIU Song-bin，LIU Qing-hai，XU Feng
21.弧焊逆变器主电路的改进和实验验证 王春芳，王兆安，王开艳，WANG Chun-fang，WANG Zhao-an，WANG Kai-yan
22.基于模糊控制的组合式焊接电源的研究 吴雷，程，袁碧金，WU Lei，LI Peng-cheng，YUAN Bi-jin
23.新型脉冲固体激光器电源的软开关技术研究 汪鹏，王振，WANG Peng，WANG Zhen
24.三电平VSR的启动过流控制研究 雷大双，高阳，郭育华，彭朝亮，LEI Da-shuang，GAO Yang，GUO Yu-hua，PENG Zhao-liang
25.基于DSP新型等离子切割电源的研究 孙强，黄西平，员博，赵晨，SUN Qiang，HUANG Xi-ping，YUAN Bo，ZHAO Chen
26.基于IGBT的高压脉冲电源研制 韩其国，杨勇，徐平，刘珂舟，HAN Qi-guo，YANG Yong，XU Ping，LIU Ke-zhou
27.单相交流斩控补偿调压装置研究 钟诚，杜海江，唐云峰，戴和毅，ZHONG Cheng，DU Hai-jiang，TANG Yun-feng，DAI He-yi
28.三相PWM整流器控制系统研究 方太勋，吴小丹，杨浩，周启文，FANG Tai-xun，WU Xiao-dan，YANG Hao，ZHOU Qi-wen
29.数字化移相控制隔离型双向软开关变换器 定明芳，DING Ming-fang
30.基于DSP数字控制电力操作电源的开发 杨子靖，卢其威，王多伦，王聪，YANG Zi-jing，LU Qi-wei，WANG Duo-lun，WANG Cong
31.基于TMS320F28335的SVPWM实现方法 任先文，王坤，张俊丰，余志飞，REN Xian-wen，WANG Kun，ZHANG Jun-feng，YU Zhi-fei
32.开关变换器的双频率PWM调制技术研究 兰燕妮，王金平，高玉，许建平，LAN Yan-ni，WANG Jin-ping，GAO Yu，XU Jian-ping
33.单元级联型变频器SPWM控制算法研究及实现 罗德荣，陈琼，秦卓欣，张爽，LUO De-rong，CHEN Qiong，QIN Zhuo-xin，ZHANG Shuang
34.基于d-q变换的400 Hz三相四线高功率因数整流器 王宝臣，石健将，杨永飞，何湘宁，WANG Bao-chen，SHI Jian-jiang，YANG Yong-fei，HE Xiang-ning
35.PFM及PWM方式串联谐振CCPS研究 张柯，乔尔敏，张皎，赵波，ZHANG Ke，QIAO Er-min，ZHANG Jiao，ZHAO Bo
36.无死区三相高功率因数整流器可逆运行研究 孙国菊，李广超，朱莉莉，张同庄，SUN Guo-ju，LI Guang-chao，ZHU Li-li，ZHANG Tong-zhuang
电力电子范文第6篇
关键词：配电网；电子装备；网络化技术
1配电网电力电子装备技术现状分析
1.1变换器。变换器是电功率处理器的一种，把某种幅度、频率转化成其他的幅度和频率的电能，这样的转化是变换器的主要作用。随着信息技术的不断发展，变换器技术也得到了不断的发展和进步。再加上电力电子技术人员的研究，拓展机构已经研发并展现，这一技术的出现和应用，使得双向或者多向电能流动控制成为可能。与此同时，在发展的过程中不断地优化，变换器的效率也得到了明显的提高，利用率甚至达到了百分之九十九，在大功率的系统中，变换器技术对电压及其电流的处理可以达到轻松应对的效果。1.2半导体开关器件。电力电子装备技术的基础是半导体开关器，主要包括了SCR/IGCT/IGBT等器件。目前的发展阶段，电力电子装备技术应当把重心放到现有的半导体开关器件上，性能和水平和研发新型的半导体开关有关。半导体开关器件中，不管是材料的选择，还是器件工艺的选取，对于整个电路的绝缘材料和磁性元件都有一定的适应和改造作用，不仅可以降低能耗，还可以把器件的体积减少到实际需要的范围之内。1.3电力电子装备系统。多个变换器和电路两个部分组成了电子装备系统，并且在电力电子装备系统中得到了很大的应用。在连接方式上能够实现能量的处理。但是在很多的大型规模中，就需要借助多个控制器来维持系统的平衡性和正常运转。配备的控制器分为变化器控制器和系统控制器两个部分。变化器控制器的主要作用是负责单一的变化，系统控制器是负责全部变化器的所有运行情况，并进行相关指令的调查。
2电力电子装备的互联与网络技术
2.1即插即用的功率接口。随着电力电子装备技术在生活中的广泛应用，电力系统在运行的过程中，配电网可以见到电力电子装备技术。即插即用的功率接口是把各种各样的电气设备、发电等端口进行接入配电网中，各种设备之间存在差异，因此电能输入在形式上可以和电网进行区别开来。即插即用的功率接口是把电能转化成为功能，并直接将各种各样的设备电能输入形式和电网匹配的形式进行一个实际情况的转化。因此，一个接口属于一个电力电子装备，不仅如此，即插即用的功率接口还可以当做通信接口。最终，实现网络的连接。通信接口也可以对终端设备进行识别，在终端设备运行的信息上进行上传并接收系统的调控指令。2.2能量路由器。能量路由器在整个电力电子装备中，实现网络化技术智能管理模块。能量路由器是属于中低配网、低压区域网的相应接口；能量路由器在正常运营的范围之内可以实现电能双向流动，更可以提供相应低压直流母线来提供再生能源电力设备。与此同时，能量路由器通信接口所具备的通信功能，从而把终端设备的运营信息上传到网络的终端系统中去。这样就可以接收到调控指令，指令的确定需要在终端设备的具体工作上进行决定，能量路由器对其中的故障电流起到了限制性的作用，并保持了低压配电网电压的稳定性，接受到系统的保障性效果。2.3操作系统。互联网技术的操作在本质上是一个通用的网络协议，想要实现设备上的网络督促，就要做到网络监督和识别上的统一；想要实现管理上的统一，就必须先统一协调全部功率的接口及其能量撸起的二者全部支持和协调网络协议。在实际的操作过程中，用户可以把网络协议直接安装到自己的手机或者电脑上去，在有网络信号的情况下，就可以对自身家用电的使用效果进行实时性监控。这样就可以及时的保证了对网络上电价信息的有效反馈。针对发生的故障和情况，可以有效的进行实际情况的措施优化和预防。目前，新常态的背景下，配电网电力电子装备的互联和网络化的技术，最重要的是信息流极和能量流极两个方面；虽然我国在配电网能量层面上已经初步实现了互联功能，可是通信层面上的建设和构建还有待提高和进步。在电力电子装备互联网与网络化的技术构架中分为了功能接口、能量路由器在整个网络中的管理模模块、操作系统三个部分。也就是说电力电子装备互联网技术的基础是信息流和能量流两个部分的内容。也就是标准的操作系统，一个通用的网络协议，可以利用即插即用的功率接口实现识别和监测。
3结束语
随着社会的进步，电力电子装备技术的发展状况对配电网的性能改造和优化，有着十分重要的作用，也有效的推动了直流配电网的进步和发展。配电网的电力电子技术是基于电力电子装备的有效运营的基础上进行的，它是一个时变形很强的系统，最后可以达到电能变化的目的。配电网中电力电子装备的互联和网络技术的结合，是现代化电网发展的一个趋势也是一个过程。针对于电能和信息集成一体化的重要意义，为智能化电网和管理产生一个很大的推动性作用。
作者:蒋志明 何静 单位:西安西瑞控制技术股份有限公司
参考文献
电力电子范文第7篇
电力电子电路的实际运行表明，大多数故障表现为功率开关器件的损坏，即晶闸管的损坏，其中以功率开关器件的开路和直通最为常见，属于硬故障。但是，电力电子电路的故障诊断与一般的模拟电路、数字电路的故障诊断还有一个重要的差别：故障信息仅存在于发生故障到停电之前的数毫秒到数十毫秒之间，因此，需要实时监视、在线诊断。
(一)电力电子电路故障诊断的目的
电力电子设备一旦发生故障，小则造成电器产品损坏、交通阻塞、工矿企业停产，大则会威胁人民生命、财产安全，甚至造成重大的人员伤亡或灾难事故，影响国民经济的正常运行。所以，对电力电子设备进行故障检测和诊断显得日趋重要。
长期以来，人们采取两种维修对策：1．等设备坏了再进行维修，称为事后维修。这种办法的问题是经济损失很大。2．定期检修设备，称为预防维修。这种方法有一定的计划性和预防性，但其缺点是如无故障，则经济损失较大。
电力电子设备由很多部分组成，包括电力电子主电路、电动机、发电机和各种应用电路。对电力电子设备进行故障诊断就是要对所有的这些电路进行故障检测和诊断。电力电子电路是整个电力电子设备中最关键的部分，对其的故障检测和诊断就显得尤其重要。
(二)电力电子故障诊断的作用
1．实现早期预报，防止事故发生；
2．预知性维修，提高设备管理水平：
3．方便检修，缩短了维修时间，提高设备利用率；
4．对提高设备的设计制造水平，改善产品质量有指导意义。
二、电力电子电路故障诊断方法
电力电子电路故障诊断技术包括两方面的内容：1．故障信息的检测：以一定的检测技术，获取故障发生时的所需故障信息，供故障分析，推理用；2．故障的诊断：依据检测的故障信息，运用合适的故障诊断方法，对故障进行分析、推理，找出故障发生的原因并定位故障发生部位。传统的故障诊断方法在电力电子电路故障诊断中也得到的广泛应用，如故障字典法、故障树、专家系统等。
(一)故障字典法。把一组典型的测量特征值和故障值以一定的表格形式存放，通过比较测量值和特征值，判断故障。先用计算机对电路正常状态和所有硬故障状态模拟，建立故障字典。然后对端口测试进行分析，以识别故障，即将选定节点上测出的电压与故障字典中电压比较，运用某些隔离算法查出对应故障。
故障字典法对于模拟电路和数字电路故障诊断具有很大的实用价值，但字典法只能解决单故障诊断，多故障的组合数大，在实际中很难实现。
(二)故障树法。故障树诊断法就是对可能造成系统失效的各种因素(包括硬件、软件、环境、人为因素)进行分析，画出逻辑框图，即故障树，从故障树的顶事件进行搜索从而找出故障原因的方法。故障树表达了系统内在联系，并指出元部件故障与系统之间的逻辑关系。
故障树诊断直观、灵活、通用，但建树工作量大，繁琐易错，对诊断故障空间较小的问题比较合适。
(三)残差法。残差法是一种基于解析模型的故障诊断方法。即通过研究实际系统与参考模型特征输出量间的残差来进行电力电子装置主电路在线故障诊断和故障定位的过程。该方法同样适用于逆变器主电路的故障诊断，参考模型法用于电力电子电路的故障诊断具有检测量少、判据简单且与输出大小无关的特点。特别是在复杂电力电子电路的故障诊断中该法的优势更加明显。
(四)直接检测功率器件两端电压或桥臂电流的方法。通过检测各功率器件两端的电压，或检测各桥臂电流，得到功率器件的工作方式，再与触发脉冲进行时序逻辑比较，从而判断被诊断对象是否故障，此方法需要检测每个被诊断器件的电压和电流，所需测点较多，需要专门的检测电路和逻辑电路。该方法还可以通过测量电路的输入输出来实现故障诊断。正常工作时，电路的输入输出在一定的范围内变动，当超出此范围时，可认为故障已经发生。另外，还可以测量输入输出变量的变化率是否超出范围来判断是否发生故障。该方法虽然简单，但抗干扰性差。
(五)专家系统诊断的方法。专家系统就是利用计算机推理能力和领域专家的丰富经验，以及系统内部因果关系和人工智能的机器学习功能，设计出的一种智能计算机程序系统，解决复杂的系统故障诊断问题。专家系统对经验性的诊断知识进行形式化描述，突破个人局限广为传播，有利于存储和推广专家的经验，发挥专门人才作用，开辟了综合利用专家知识的新途径，比人类专家更可靠、灵活，不受环境影响。专家系统的知识结构中知识库与推理控制相对独立，可重写增删，可以结合其它诊断方法，构成知识结构的应用程序，拥有人机联诊功能，充分发挥了现场技术人员的主观能动性，并能逐步积累经验日趋完善，因此是很有生命力的故障诊断法。
电力电子范文第8篇
随着社会用电的需求,电力电子技术逐渐得到了相应的研究与发展。20世纪60年代以后,电力电子技术开始被应用到相关的领域,如电力电子领域和控制技术领域。其中,电力电子技术在控制技术方面的研究和应用使相应的电能能够得到科学有效的转换和控制,从而推动了电能的合理应用和可持续发展。电力电子技术是用计算机系统将电子技术、电路技术和电力控制技术等方面进行相应的整合应用的现代化的电力技术,晶闸管的出现标志着这项技术发展到相应的成熟阶段。电力电子技术主要包括两个方面的技术,一是电子电子器件制造技术和电力电子变流技术。电力电子器件制造技术在发展过程中得到了不断的提高和发展。相应的电力电子器件已经由第一代的低耗能和小体积发展到具有自动关断功能和结合相应的功率器件、驱动器件、控制器件等更完善的第三代电力电子器件。其发展前景更加可观。电力电子变流技术也在不断的发展中得到了广泛的应用。20世纪70年代,整流电路得到了广泛的应用,逆变电路也在此过程中得到了一定程度的发展。随着自动断电器件的应用,逆变电路开始有了更为迅速的发展。与此同时,随着控制技术的不断发展,使电力电子系统的现代化控制技术得到了不断的发展,出现了模糊控制、自适应控制等控制方式。控制技术在很多领域都得到了相应的应用,也为电力电子技术的发展提供了更多的技术支持。
二、电力电子变流技术的应用形式
作为电力电子技术中的一部分,电力电子变流技术从上个世纪七、八十年代开始被广泛应用到电力系统中。一经应用便受到社会各界的极大关注。随着不断的发展,电力电子变流技术以整流电路、交流调压电路、逆变电路、斩波电路等形式在电力系统中都得到了广泛的应用,并取得了相应的良好效果。
(一)整流电路
整流电路是用可以调节大小的直流电代替了交流电供给直流用电设备的一种电力电子变流电路。整流电路通过整流二极管将输出的电压较低的交流电转化成直流电,实现对交流电的整流。交流电压在通过整流电路之后,就会变成混合电压,既有交流电压也有直流电压。整流电路被应用到一些相应的用电控制和相关输电环节,实现了快速高效控制并推动了电网的稳定运行。与此同时,整流电路还用多相整流的方式减少和控制了输出电压的脉动情况,并减少了电能的损失。整流电路一般是由变压器、滤波器和整流主电路组成的,在调节直流电动机的速度和调节发电机的励磁、电镀、电解等方面得到了相应的普遍运用。整流电路的变压器的设置是为了使输入的相应的交流电压与输出的直流电压之间保持相匹配协调,并实现对交流电网与整流电路之间的隔离。变压器在整流电路中的设置情况需要依据相应的具体情况来确定。整流电路中的滤波器是为了能够将直流电压中的交流电压过滤掉而在主电路与负载之间进行的相应连接。2。世纪70年代,整流电路的主电路主要是由晶闸管和整流二极管。随着不断发展,发光二极管等新形材料逐渐被应用到主电路中。电力系统中的整流电路主要包括半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。其中,半波整流电路是整流电路系统中最为简单的一种,它能够通过电源变压器将220伏电压转变成所需要的电压大小,整流二极管能将相应的交流电转换成直流电。经过反复的转换过程,一半的交流电被演变成了直流电,这也是半波整流的由来。半坡整流电路的电流利用率比较低,多用于电压高、电流小的领域。全波整流电路可以认为是由两个半波整流电路组成的,其通过对整流电路的相应调整,达到了对电能的高效运用,但其二级管所承受的电压相对较大。桥式整流电路是使用最为广泛的整流电路,它通过接入两个二极管使电路形成了桥的形状。桥式整流电路既能够高效利用电能,还能够使承受的反向电压相应减少,对其稳定运行有一定的作用。
(二)交流调压电路
交流调压电路是运用改变电压、相数等方式实现新形式的交流电代替原来的交流电的一种变流电路,其主要被应用在控制电热、控制灯光和控制交流电动机速度等方面。交流调压电路在被广泛应用到电力系统中的同时,也实现了在高压电器中的应用。交流调压电路虽然会产生谐波,但其对电路系统的影响并不是很大,而且该电路还具有设置简单、方便控制和调节,对有色金属的消耗较小等特点。此外,交流调压电路还能在电动机的整个运行过程进行调压,以保持电压的稳定和电动机的正常运转。交流电压器通过依照相应的规律控制交流开关从而达到控制输出电压的目的。交流调压器控制电压的方式主要有周波控制调压、相位控制调压和斩波控制调压。其中,周波控制调压是通过交流开关关闭和开通相应的周波,从而改变输出电压的波形达到改变输出电压大的目的。相位控制调压是通过改变晶闸管电压到触发点之间的电角度,从而改变输出电压的方式。斩波控制调压是通过利用开关将电源周期内进行切断,将输出电压也相应切成小段,再通过改变其宽度或开关通断的周期来调节输出电压的方式。
(三)逆变电路
逆变电路是用不同的交流电代替直流电的一种变流电路,可用于构成各种交流电源,在工业领域有比较广泛的运用。生活中的一些直流电源向交流负载供电时就需要逆变电路来实现。逆变电路通过相应的开关和晶闸管来改变直流电路的电压或电流,从而把直流电转变成交流电的过程。逆变电路有单相和多相之分。逆变电路常常被拿来与变频做相关联系。逆变电路能够通过转变电流频率实现与水力、风力发电机的输出频率相一致的目标,从而能够使水力、风力发电取得高效运转。为了实现发电厂节能运行,可将逆变电路应用到对风机水泵的调节中去,以通过转变频率的方式调节风机水泵的运行速度,实现其节能高效运转。此外,通过运用带有逆变电路的逆变器,可实现对太阳能发电的转换运用。
(四)斩波电路
斩波电路是用斩波器使改变原有电路的电压,使一种新的固定电压或可调电压的直流电来代替原来电压的直流电的一种变流电路。它在一些电动机的驱动中得到了广泛应用,如开关电源等。斩波电路是为了电力运用的相应需要,将相应的一部分正弦波斩掉,从而改变电路电压的变流技术。斩波电路的斩波器往往会采用脉宽调制和频率调制两种方式。斩波电路主要包括升压斩波电路、降压斩波电路和升降压斩波电路等。斩波电路能够在节约电能的基础上使相应的电动机能够平稳加速。与此同时,斩波电路还能够起到调节电压和对电网侧谐波进行有效控制的作用。
三、电力电子变流技术的作用
(一)促进电力电子技术的发展
随着电力电子控制设备和变流技术的不断发展和广泛应用,电力电子变流技术在促进电力电子的智能化发展方面发挥出了重要的作用,也对实现微电子技术与变流技术的有机整合提供了相应的支持和帮助。这不仅有利于电力电子变流技术的进一步发展,也能够在一定程度上推动电子技术的重大发展,为新的电子革命的到来起到了相应的推动作用。
(二)对电能的使用更加高效合理
传统的电力技术在电能运用上存在着相应的浪费和管控不足等情况,不利于电能的高效配置和合理利用。而通过在电力系统中运用电力电子变流技术则能够实现转变电流和电压,从而达到相应的用电需求,也能够实现节约电能,高效用电的目标,促使社会对电能的应用更加科学合理。在实际应用中,如果将电力电子变流技术针对一些电力设备进行相关的节能操作,则可以实现相当可观的节电效果。这对减少不必要的用电浪费和提高用电效率有着良好的推动作用。
(三)推动电力系统的全面发展
传统的机电设备往往有着庞大的体积和反应较慢的低频运行效果,对电力系统的发展造成相应的不良影响。而将电力电子变流技术应用到电力系统当中来,不仅可以使电力系统的工作效率大大提高,还可以减小机电设备的体积,并能提高机电设备的运行速度,使其实现高效率、高频化的运作。这些变化既能够实现电力设备的高效运作,也能够推动电力系统的全面发展。(四)促进在相关产业中的普及和信息化发展在电力电子变流技术的发展过程中,其逐渐满足了人们生产和生活的各种需要,也逐步被应用到人们的生产和生活当中的各个领域中,不仅促进了人们生产生活领域相关内容的开展,也在一些传统产业中实现了对这种技术的普及应用。与此同时,由于电力电子变流技术能够沟通机电设备与计算机之间的联系,其能够有效地将微电子技术运用到相关产业中,从而推动了相关产业和电力系统的信息化发展。
四、电力电子变流技术在电力系统中的应用
(一)在发电环节的应用
在电力系统的发展中,电力发电的方式也是多种多样的,既有传统的火力、水力发电,也有新兴的太阳能发电、风能发电和核能发电。由于能源总量十分有限,传统的发电方式不能够在可持续发展的基础上更好地满足人们的用电需求,人们对新兴发电方式的关注度也就越来越高。但新兴发电方式有其优越性的同时,也存在着一定不稳定。电力电子变流技术则能弥补新兴发电方式或受环境影响或受电力储存的影响而导致的发电和用电效果不佳的情况,使其得到高效运用。同时,变流技术还能够改善各种发电系统中的相关设备,以促进它们在发电过程中的有效运用,保证发电环节的正常运转。
(二)在输电环节的应用
电力系统的输电环节往往存在着电网运行不稳定等方面的问题,将能够执行相应的变流技术的电力电子器件应用到输电系统中,能够克制相应的电压不稳的问题,并实现电流形式的转换,使电网的运行状况更加稳定和完善。不管是在直流输电过程中还是在交流输电过程中,电力电子变流技术都充分发挥了其转换频率或者抗击谐波等一系列的重要作用,保证了电力输送的正常与稳定,完善了供电质量。
(三)在配电环节的应用
电力系统在进行配电操作的时候也要依靠对电力电子技术的应用。电力电子变流技术不仅能够用在配电系统的操作电源上,还能够应用到蓄电充电方面,既能保障了配电环节的电流转换,也能协助相应的电力储备,保证了配电工作有条不紊。与此同时,人们的日常生活用电也离不开对电力电子变流技术的应用,它既可以维护日常用电的稳定性,还能通过相应设备使家用电器节省用电量。
五、结语
随着社会的不断发展,人们对电力系统的供电和生产生活用电有了更多元化的需求。为了适应人们的生产生活,电力电子技术得到了相应的研究和应用。不断发展的电力电子变流技术实现了对电力系统中电流的转换和有效控制,不仅为电力系统的各个环节的高效运转提供了保障,还促进了电力系统的稳定发展。随着社会的不断发展,电力电子变流技术还会被应用到更多领域,新的承载着电力电子变流技术的电力电子设备也会相继问世,这都会给人们的生产生活带来更多的便利。
电力电子范文第9篇
关键词：配电网；电力电子装备；网络化；互联
就目前来看，电力企业在不断发展，也开始进行有效的网络融合，电子装备作为电力技术与通信技术的重要装备，需要进行有效研究，通过分析其结合措施，研究其发展趋势，这也是配电网工作中的重要研究方向，如何使电力电子装备更好的进行网络互联，通过其网络化技术的运用，在结合先进的电子装备，不断提高电力电子装置的使用用途。进而推动配电网工作的顺利进行。下面具体分析。
1电力电子装备技术
电力电子装备技术是通过技术手段进行的，是在电力电子装备有效发挥效率的重要途径，结合电子装备改变与完善配电网技术，在运行过程中，我们要进行以下几方面了解：
1.1变换器。变换器就是一种处理器，在配电网中作为有效的处理设备，是电力电能功率的调节装置，通过提高频率与幅度进行有效配电工作。如今，人们用电需求加大，对于该设备来说也需要进行有效升级，进而保证配电网顺利进行配电，在长期发展过程，变换器也在不断升级与改进，运行的稳定性得到了进一步认可，即使面对大功率系统也可以进行有效调节，在运行过程通过有效的转换与并联，这样也对提高变换器的性能与处理配电数据有很大助力，在综合处理过程也达到了与配电网相互结合的目的，提高了运行稳定性，也便于配电网各项工作的进行。
1.2半导体开关。作为电力电子装备技术中的核心配件，半导体开关十分重要，这也是整个配电网工作中的重要技术系统，在配电网中该器件的性能会影响到实际的配电效果，是电力电子装置技术实施效果的重要展现。在半导体开关选择上，该原件必须要重视材料与工艺，这样才能提高配电工作效率。首先在材料方面，运行过程是有温度限制的，随着技术发展，新型的科技材料也运用与电力电子器件中，半导体开关作为重要原件也必须采用最新的材料技术，例如SiC，这类材料的使用功率稳定，而且符合大功率使用范围。在压力大的半导体开关中也比较适用。其提升器件热传导效率更是明显，与其他材料比较优势明显。还有我们了解的GaN，这也是一种新型材料，对于频率高的半导体开关器件来说有很好的迁移率，在性能方面可以提升1MHz。从这些方面看在材料选择上必须给予明确与重视。其次是工艺方面，在配电网中使用的半导体器件制作过程也是十分关机的，不容忽视，随着技术的提高，其工艺也进一步完善，提高了开关速度的同时，也在功率消耗等方面有了进一步提高，同时我们更要注重在绝缘与磁性元件等方面的工艺运用，在大小控制上也要有所提高，总之，只有通过有效的新技术降低生产能效，才能进一步提高配电网工作效率。
1.3电力电子系统。在一些规模相对较大、或比较特殊的电力电子装备中，其所运用的变换器不止一个，且其中还需要一些电路对装备的工作进行辅助，在这种情况下，电力电子系统也就形成了。在系统中，可以通过并联、串联以及级联的方式，对变换器进行连接，从而确保变换器能够对电能进行妥善处理。由于电力电子系统中的变换器较多，所以需要多个控制器对其进行控制，具体来讲，控制器可以分为系统控制器与变换器控制器两种，前者一般只有一个，后者可以有多个，前者可以与每个变换器控制器进行通信。
2电力电子装备的互联和网络化技术
近年来，电力电子装备被广泛的应用到电力系统中，配电网中的电力电子装备技术也比较常见，但是配电网将这些电力电子装备的功率端连在了一起，却不能够协调这些电子电力设备的运行，这对于配电网电能管理的灵活性和可控性有着不利影响，通信技术不断发展，网络化的应用越来越广泛也越来越成熟，合理的应用通信技术，实现电力电子装备的互联与网络化是当前配电网电子电力装备研究过程中的重点方向。在配电网中可以将电子电力装备看成是一个个的节点，通过通信技术、互联网技术将每一个这样的节点互相连接起来，这就是电子电力装备的互联，通信网络将这些节点的电能状态数据实时的收集起来，并发出节点指令，从整体上协调电子电力装备的运行，保证整个配电网电能管理的灵活性和可控性，这就是电力电子装备的网络化技术。在当今的电力电子装备互联和网络化技术体系适用性十分广泛，可以直接面对民用用户和工业用户，其主要的构架以及具体的技术主要有以下三个要素：
2.1即插即用的功率接口。即插即用的功率接口能够将各种电气设备、分布发电等终端接入到配电网中，不同设备的电能输入形式和电网有差别，而即插即用的功率接口能够将电能转化为功能，将设备电能的输入形式转化为与电网匹配的形式，这种功率接口就是一个电力电子装备，即插即用的功率接口还要具备通信接口，实现网络的连接，通信接口能够识别终端设备，并上传终端设备运行的信息，接受系统的调控指令。
2.2能量路由器。能量路由器是整个网络中的智能能量管理模块，能量路由器的工作原理及功能主要有以下几个方面：1）实现能量的双向流动，实现中压配电网和低压区域网直接的互相连接，提供低压直流母线，以供可再生能源电力电子设备的使用；接收即插即用功率接口所上传的有关终端设备运行的信息，通过对信息的分析及配电网的指令下达一些终端设备的额参考指令；能量路由器能够维持配电网电压的稳定、保证低压穿越以及限制故障电流；2）能量路由器的电压等级以及功率等级不尽相同，具体根据用电用户的不同而定。
2.3标准的操作系统能量流和信息流是电子电力装备互联网技术中的基础，标准的操作系统是一个通用的网络协议，这个网络协议能够统一所有的功率接口以及能量路由器，对网络中设备的识别、监测、以及统一的协调处理有着重要的作用，当前能量层已经初步形成并且逐步完善，但通信层还需要进一步的发展，智能电表等智能化设备的应用还要加强。综上所述，对于配电网工作的认识不仅要局限于整体方面，对于电力电子设备更要给予高度重视，通过明确电力电子设备运行过程的优势与不足，进一步提高与完善，在结合相关的互联与网络技术的结合，从而改变配电网结构，提高配电过程运行效率。在如今的配电网中我们更要重视电力电子设备实际运行效果，只有不断通过技术上的提升才能进行有效配电工作调节，在未来发展过程，也要明确电力电子技术与通信技术是必须要进行有效融合的，只有明确配电网工作发展方向，进而进行有效技术创新，进行必要的网络互联，才能提高电力行业进一步发展，提高人们用电质量。
作者:王维 赵明颖 单位:国网七台河供电公司
参考文献:
[1]何湘宁，宗升，吴建德，等.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].中国电机工程学报，2014（29）：5162-5170.
[2]田世明，栾文鹏，张东霞，等.能源互联网技术形态与关键技术[J].中国电机工程学报，2015（14）：3482-3494.
电力电子范文第10篇
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、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,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1.电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,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代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、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。
1.1整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,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交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,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-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。
1.2逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,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。
1.3变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。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,出现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发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。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,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,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。
2.现代电力电子的应用领域
2.1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人了电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。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l992年6月17日“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。
2.2通信用高频开关电源
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
2.3直流-直流(DC/DC)变换器
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
2.4不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
2.5变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
2.6高频逆变式整流焊机电源
高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,
代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。
2.7大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
2.8电力有源滤波器
传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
2.9分布式开关电源供电系统
分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。
八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
3.高频开关电源的发展趋势
在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。
3.1高频化
理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。
3.2模块化
模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。
3.3数字化
在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在
六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在
八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。
3.4绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就
可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。
现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。