现代电力电子技术

1、现代电力电子技术现代电力电子技术【 1】摘要：电力电子技术是利用电力电子器件对电能转换技术的控 制。如果微电子技术是信息处理技术，电力电子技术就是电力处理 技术。电力电子技术是衔接控制、电子和电力的三大电气工程技术的 交叉科学的融合。由于新型的功率电子器件的广泛使用，使电子技术的发展大大 超出信息处理和信息传输为主的弱电范围。而在交流电源的电压和频率变换技术方面，得到进一步开发。并且日益普及应用于工业生产中，使电子技术开辟了新的技术 领域一一电力电子技术 . 随着工业设备机电一体化的技术改造，将使 工业生产呈现新的面貌。关键词：浅谈现代电力电子技术现如今的高新技术有很多都是和电网的相位、电压、

2、电流和频 率等基本参数的转换与控制相关。现代电力电子技术能实现对这些参数的高效处理与精确控翻， 对大功率的电能频率的变换能够得到很好的实现， 这样可以支持多项 高新技术的发展。1 现代电力电子技术的内涵现如今电力电子技术主要是处理的对象时功率，主要是来实现高效率和高品质的用电。电力电子技术主要通过电力半导体器件和自动控制技术、计算 机和电磁技术的三者综合运用来实现获取、传输、变换和利用。在各种高质量、高效和高可靠性的电源中能够起到非常重要的 作用，可以让当代的电力电子技术得到很充分的运用。功率IGBT和MOSFE是非常具有代表性，其功率半导体复合器 件主要具有高频、高压和大电流等的特点。这类的

3、特点也意味着传统的电力电子技术不能够适应现如今的 社会发展，电力电子技术已经进入了一个全新的高速发展的时代。具有功能驱动、节能明显和先进等特点的IGBT, MOSFE等新型 电力电子器件，所以可以在新型家电、感应加热、通信、计算机电源 和电动交通工具等领域中有很好的发展前景。2 现代电力电子技术的历史沿革电子技术和微电子技术在 80 年代以来在各自的发展滞后得到 了有效的结合， 也就产生了全新概念的全控型的高频化电力电子集成 器件。可关断晶体管（GTO）电力晶体管（GTR）以及此类晶体管的模块也 得到了实用化。从此滞后，各种高频化和全控化的新型器件也相继出现，例如（功率MOSFET绝缘门板晶体

4、管（IGT或IGBT）、静电感应晶体管（SIT）、 静电感应晶闸管（srrH）、MOS晶阐管（MCT）, MOS1体管（MGT>这也意味着一个具有高频化和全控型的全新电力电子器件时代的诞生，传统的电力电子技术即将被淘汰。 代电力电子技术大跨步进入高速发展的新时代。 新一代电力电子器件的特点主要有多功能化、高频化、全控化 和集成化。新型多功能的器件的出现促进了控制系统和变流电路的技术不 断发展和成熟。现如今电力电子技术主要是由各种 PWMfe路、高频斩波电路和 脉宽调制双零谐振电路组成。因此从今天的时代进入变频器，极大地丰富了电力电子技术的 功能，不断开拓新的应用领域的时代的传统不断变化的

5、需求的电力电 子技术。3 现代电力电子技术的发展电力电子技术的发展自从 20世纪 90年代以来主要具有两个方 面的特点：电子技术与微电子技术的不断完善结合和现有的各类新型 电力电子技术器件参数的不断完善和提高。电力电子器件的发展特点使其迅速的想着大容量化和智能化的 方向不断的发展，也预示着一个电力电子技术来到全新的时代。电力电子技术是多技术和多学科的相互渗透和创新结合的技术， 在工业领域中对具有很强的渗透性。80 年代后期，主要是以各种PWMfe路和全控型新器件的现代化 电力电子技术为代表。在此时代主要是家用电器等、交流电气牵引以及交流调速系统等领域运用的比较频繁。这个时代的发展预示着电力电子

6、技术进入了新的发展阶段。 在这个时代的电子电力系统当中，大型机组工作状态的改变和 运转变流装置起着非常重要的作用。现代主要是给与直流输电以及系统运行的成熟控制和测试等安 全保护提供一些技术手段。超导磁浮铁道系统主要有机车牵引、轻轨车以及地铁在电力电 子技术应用领域已经非常普及。日本在火车在高速运行时有 PWM逆变交流牵引系统取代原来的 直流系统的技术是世界第一。先进的国家都非常的关注超导磁浮铁道系统的研究，其能够让火车高达 500 公里每小时。 这样能够解除交通压力和提高运输能力，对国民经济的发展有 着非常重要的作用。现如今的电力电子技术是传统产业和信息产业的主要是被控强 电、弱电和接口桥梁。

7、此技术的发展能够提高生产效率、降低消耗和节能。4 结语 电力电子技术能能够让国家的基础产业得到非常快速的发展， 其与国家发展的方针和政策的配合下能够在 21 世纪显得尤为重要。因此，电力技术成为了 21 世纪可持续发展不可或缺的组成部分，成为高科技产业链的关键所在，能够推动我国的工业技术创新。参考文献1 刘莉宏 . 现代电力电子技术的发展及其应用 期刊论文 北 京工业职业技术学院学报， xx 年 3 期.2 赵玉冰 . 浅谈现代电力电子技术的应用和发展 期刊论文 科技咨询导报， xx 年 3 期 .3 王学礼 . 现代电力电子技术的应用与展望 期刊论文 电气 时代， xx 年 8 期 .4 李

8、永东，张笑 . 微节能现代电力电子技术的重要应用领域 会议论文 . 中国电机工程学会电力工业节能技术学术研讨会 .1999.现代电力电子技术的应用【 2】【摘要】随着现代通讯技术、计算机技术的进步，科学技术得 到迅速发展，而电力电子在这其中发挥了不可估量的作用。电子技术最早用于通讯、广播，而如今已渗透到新型武器、电 子医疗器械、电气化设备、 人造地球卫星和宇宙飞船等领域，给各个 领域都带来了巨大的影响， 没有电子技术这个极富生命力的领域的迅 猛发展，就没有当代高速发展的物质文明和精神文明。【关键词】电力系统开关电源不间断电源一、电力电子技术的发展1957 年美国通用电气公司研制出了第一个晶闸管

9、，标志着电力 电子技术的诞生 而 1958 年以集成电路的诞生为标志的微电子技术带动了一系 列高新技术产业的发展，标志着第一次电子技术革命的开始。 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。电力电子器件按照能被控制电路信号所控制的程度分为不可控 器件、半控型器件和全控型器件。不可控器件主要指电力二极管、该二极管虽不可控，可因为结 构简单，使用方便成本低，仍被广泛应用。半控型器件主要指晶闸管，由它所组成的电路灵活成熟、开关 损耗小、开关时间短，在电源、通用逆变器、电机控制等电路中应用 广泛。但驱动电流大、耐浪涌

10、电流能力差、容易受二次击穿。 以电子技术和微电子技术的发展为背景，全控型器件是在八十 年代末期和九十年代初期发展起来了，主要有电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（电力MOSFET）绝缘栅双极晶体管（IGBT）。其特点是集高频、高压和大电流于一身，是大型的功率半导体 复合器件，全控型器件的诞生表明传统电力电子技术已经进入现代电 力电子时代。二、现代电力电子的应用领域（ 一） 电力系统及节能方面电力电子技术在电力系统领域中的应用着非常广泛和重要，在 发电通过改变设备的运行特性为主要目的 ; 而电子技术在高压输电领 域的应用，极大的提高了电网运行的稳定性，被称为“硅片引起的第 二次革命”; 在配

11、电领域，则通过电力电子装置来防止电网瞬间停电、 瞬间电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，加强供电可靠性，改 善供电质量。同时还通过减少无功损耗， 提高功率指数， 来达到节能的目的。在发达国家有 60%以上的电能至少经过一次以上的电力电子变 流装置进行处理。通过这种处理可以节约能源和提高用电设备的性能。 直流输电在长距离、大容量输电中有很大的优势，其送电端的 整流阀和受电端的逆变阀都使用晶闸管变流装置。（ 二） 交通运输 电子技术在铁路运输、船舶、航天、电动汽车等行业都有广泛 的应用，称为新兴产业不可缺少的重要技术。新型环保绿色电动汽车与混合动力电动汽车都正在积极的发展 中。汽车是靠汽油引擎的

12、运行发展起来的一种机械，它排出大量的 二氧化碳与其他废气，严重污染了环境。而绿色电动汽车的电机用蓄电池为能源，靠电力电子装置来进 行电力变换与驱动控制， 其蓄电池的充电也是离不开电力电子技术的。显然，未来电动汽车大有可能取代燃油汽车。而在电气机车中的直流机车就是采用整流装置来供电的，而交 流机车则采用变频装置来供电， 都离不开电子技术的应用， 直流折波 器和铁道车辆、磁悬浮列车中的电力电子技术更是关键技术的应用实 例。船舶、飞机也需要各种不同要求的电源，所以航海、航空都离 不开电力电子技术。（ 三） 开关电源首先高速发展的计算机技术在带领人类进入了信息社会的同时， 也促进了电源技术的迅速发展。

13、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。 开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加 而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源。 随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地 创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动， 这为开关电源提供 了广泛的发展空间。高频开关电源（也称为开关型整流器SMR通过MOSFE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

14、 、 48V/20A 扩大到 48V/200A、48V/400A。开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰 和模块化，关键技术是高频化。由于开关电源轻、小、薄的特点，其应用日益广泛。 现在开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科 研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医 疗设备、半导体制冷制热、 空气净化器， 电子冰箱，液晶显示器， LED 灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码 产品和仪器类等领域。( 四)不间断电源 (UPS)电子技术带给计算机领域的还有不间断电源技术。所谓不间断电源(UPS)是指计算机、通信系统以及要求

15、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。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、IkVA、2kVA 3kVA 等多种规格的产品。三、总结90 年代以后，电子技术朝着大功率化、模块化、变频化和智能 化发展。电化学专业、铁道电气车、钢铁工业、电力工业的迅速发展给 电力电子器件提供了用武之地。通过电子技术和微电子技术的结合，促成了功率集成电路的诞 生，最终促使了大量新结构、新材料器件等电子器件的诞生和发展， 给工业、航天等带来了极大的帮助和便利，