电力电子课件 第一章

杨淑英合肥工业大学电气与自动化工程学院电力电子技术PowerElectronicTechnology2/5/20231电力电子技术PowerElectronicTechnology2/5/20232电力电子技术PowerElectronicTechnology2/5/20233绪论器件控制无源应用系统组装设计2/5/20234绪论1、电力电子技术的定义2、电力电子技术的发展4、电力电子技术的应用5、本课程所要讲述的内容3、电力电子技术的相关技术2/5/20235一、电力电子技术的定义电子技术信息电子技术电子器件电子电路电力电子技术电力电子器件电力电子变流技术1、定义2/5/20236一、电力电子技术的定义1、定义电力电子技术：是电子技术的分支，是应用于电力领域的电子技术，也就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电力电力电子器件：由半导体材料制成的器件，通常也称为电力半导体器件，电力电子技术有时也称为“电力半导体变流技术”。电力：上可达数百MW甚至GW，下小到W甚至1W以下。2/5/20237一、电力电子技术的定义1、定义电力电子技术：是电子技术的分支，是应用于电力领域的电子技术，也就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。为什么对电能的变换和控制：需求所致，即公用电网直接得到的交流电以及从蓄电池、干电池得到的直流电不能够直接满足需求。“电力电子技术是人的消耗和循环系统”2/5/20238一、电力电子技术的定义1、定义电力电子技术：是电子技术的分支，是应用于电力领域的电子技术，也就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。电能的变换与控制的分类：输入输出交流直流交流直流整流直流斩波交流电力控制变频、变相逆变2/5/20239一、电力电子技术的定义2、电力电子技术的分支电力电子技术：电力电子器件制造技术电力电子变流技术电力电子器件制造技术：基于半导体物理663A/4.5kVIGCT2/5/202310一、电力电子技术的定义2、电力电子技术的分支电力电子技术：电力电子器件制造技术电力电子变流技术电力电子器件制造技术：基于半导体物理4kA/4.5kVIGCTGCT分解部件2/5/202311一、电力电子技术的定义2、电力电子技术的分支电力电子技术：电力电子器件制造技术电力电子变流技术电力电子变流技术：电力电子器件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进行控制的技术，以及由这些电路构成电力电子装置和电力电子系统的技术。基础：电路和控制理论。2/5/202312一、电力电子技术的定义2、电力电子技术的分支电力电子技术：电力电子器件制造技术电力电子变流技术两分支与电力电子技术间关系：电力电子器件制造技术是电力电子技术的基础，如果没有晶闸管、电力晶体管等电力电子器件，也就没有电力电子技术；变流技术是电力电机技术的核心。2/5/202313一、电力电子技术的定义3、电力电子技术特点1）电力电子技术的发展集中体现在电力电子器件的发展上；2）电力电子器件一般均工作在开关状态，这是重要特征；3）电力电子装置及系统主要完成各类电能形态间的变换；

4）电力电子技术涉及电气工程学科诸多领域并且是该学科最为活跃的分支。有人预言：“电力电子技术和运动控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。”2/5/202314一、电力电子技术的定义4、电力电子技术与电力电子学间关系电力电子学

(PowerElectronics)

该名称在60年代出现，1974年，美国的WilliamE.Newell用倒三角形对电力电子学进行了描述，被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”两者分别从学术和工程技术的角度来称呼，实际内容没有很大不同。电力电子技术：（国际电气和电子工程师（IEEE）中的电力电子学会）有效地使用电力半导体器件、应用电路和设计理论以及分析开发工具，实现对电能的有效变换和控制的技术，包括电压、电流、频率和波形等方面的变换。2/5/202315一、电力电子技术的定义5、电力电子技术与电子学间关系电力电子器件和电子器件两类器件制造技术的理论基础是一样的，大多数工艺也相同现代电力电子器件制造大都使用集成电路（IntegrateCircuit－IC)制造工艺，采用微电子(Micro-electronics）制造技术，许多设备都和微电子器件制造设备通用，说明二者同根同源。器件的工作状态信息电子：既可放大，也可开关电力电子：为避免功率损耗过大，总在开关状态——电力电子技术的一个重要特征2/5/202316一、电力电子技术的定义5、电力电子技术与电子学间关系电力电子电路和电子电路

两者分析方法一致，仅应用目的不同(电力变换和控制←→信息处理）。广义而言，电子电路中的功放和功率输出也可算做电力电子电路。电力电子电路广泛用于电视机、计算机等电子装置中，其电源部分都是电力电子电路。2/5/202317一、电力电子技术的定义5、电力电子技术与电气工程间关系主要关系：1）通常把电力电子技术归属于电气工程学科2）电力电子技术电气工程学科中一个最为活跃的分支电气工程电力系统及其自动化电机与电器高电压与绝缘电力电子与电力传动电工理论与新技术2/5/202318一、电力电子技术的定义5、电力电子技术与电气工程间关系主要关系：1）通常把电力电子技术归属于电气工程学科2）电力电子技术电气工程学科中一个最为活跃的分支3）电力电子技术的不断进步给电气工程的现代化以巨大的推动力4）电力电子技术广泛用于电气工程（ElectricalEngineering）：高压直流输电（High－VoltageDCTransmission）静止无功补偿(StaticVARCompensate)电力机车牵引（ElectricalPowerMotorcycleDriving）2/5/202319一、电力电子技术的定义5、电力电子技术与电气工程间关系交直流电力传动(AC/DCPowerDriving）电解（Electrolyze）励磁（Excitation）电加热（ElectricPowerHeating）高性能交直流电源（High－PerformanceAC/DCPowerSupply)

主要关系：4）电力电子技术广泛用于电气工程（ElectricalEngineering）：2/5/2023206、电力电子技术与控制理论间关系控制理论广泛用于电力电子技术，使电力电子装置和系统的性能满足各种需求电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是“弱电和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强有力纽带控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要技术支撑。一、电力电子技术的定义2/5/202321一、电力电子技术的定义1980年，为了使电力电子技术定义更加具体化，美国著名学者B.K.Bose教授对W.Newell

的定义进行了拓展,提出了电力电子技术的新定义：

2/5/202322二、电力电子技术的发展2/5/202323电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。

〔四个阶段〕史前期（1957年以前）晶闸管时代（1958～70年代）全控型器件时代（70年代后期）复合器件时代（80年代后期）二、电力电子技术的发展电力电子技术诞生标志2/5/202324

晶闸管问世，(“公元元年”)

IGBT及功率集成器件出现和发展时代晶闸管时代水银（汞弧）整流器时代电子管问世全控型器件迅速发展时期史前期（黎明期）19041930194719571970198019902000t(年)晶体管诞生二、电力电子技术的发展2/5/2023251904年出现了电子管（VacuumTube)，能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开了电子技术之先河

1、史前期——晶闸管出现前的时期。二、电力电子技术的发展后来出现了水银整流器（MercuryRectifier），其性能和晶闸管（Thyristor）很相似。在30年代到50年代，是水银整流器发展迅速并大量应用的时期。它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所、轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输电。2/5/202326交流电变为直流电的方法除水银整流器外，还有发展更早的电动机—直流发电机组，即旋转变流机组。和旋转变流机组相对应，静止变流器的称呼从水银整流器开始并沿用至今；1947年美国贝尔实验室发明晶体管（transistor)，引发了电子技术的一场革命；最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管。二、电力电子技术的发展

1、史前期——晶闸管出现前的时期。2/5/202327

1、史前期——晶闸管出现前的时期。二、电力电子技术的发展特点：各种整流、逆变、周波变流的电路和理论已经成熟并广泛应用。这段时间，器件使用水银整流器（汞整流器），其性能和晶闸管类似。1803年，整流器发明1896年，单相桥式整流电路1904年，出现了电子管1911年，出现了水银整流器1922年，周波变换器原理1924年，斩波器原理1925年，逆变器换流原理2/5/2023282.晶闸管时代（自1957年美国通用电气公司首次研制成功晶闸管开始）晶闸管SCR

(SiliconControlledRectifier)可通过门极控制开通，但通过门极不能控制关断，属于半控型器件。晶闸管因其电气性能和控制性能优越，很快取代了水银整流器和旋转变流机组，应用范围也迅速扩大。电化学工业、铁道电气机车、钢铁工业（轧钢用电气传动、感应加热等）、电力工业（直流输电、无功补偿等）的迅速发展也有力地推动了晶闸管的进步。二、电力电子技术的发展电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管时代的发展而确立的,晶闸管是电力电子诞生的标志。2/5/202329晶闸管时代（1957年开始）2对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制（PAM）方式。晶闸管的关断通常依靠电网电压等外部条件来实现。目前由于其能承受的电压、电流容量仍是目前器件中最高的，而且工作可靠，所以许多大容量场合仍大量使用SCR。二、电力电子技术的发展2.晶闸管时代（50年代倒70年代）2/5/202330

GTO可关断晶闸管以BJT(GTR)电力双极型晶体管为代表：

Power-MOSFET电力场效应管这些器件可以通过门极（或栅极、基极）控制开通和关断。同时，这些器件可以达到的开关频率均较高。这些器件大大推进了电力电子技术的发展。和SCR电路的相位控制方式相对应，全控型器件电路常使用脉冲宽度调制（PWM）方式进行控制。二、电力电子技术的发展3.全控型器件时代（70年代后期）2/5/2023314.复合型器件时代（80年代后期）以绝缘栅极双极型晶体管（Insulated－GateBipolarTransistor－IGBT）为代表,IGBT是电力场效应管（MOSFET）和双极结型晶体管（BipolarJunctionTransistor－BJT）的复合。IGBT集MOSFET的驱动功率小、开关速度快的优点和BJT通态压降小、载流能力大的优点于一身，性能十分优越，使之成为现代电力电子技术的主导器件。二、电力电子技术的发展2/5/2023324.复合型器件时代（80年代后期）与IGBT相对应，MOS控制晶闸管（MOSControlledThyristor－MCT）和集成门极换流晶闸管（IntelligentGate-CommutatedThyristor－IGCT）等都是MOSFET和GTO的复合，它们也综合了MOSFET和GTO两种器件的优点。二、电力电子技术的发展2/5/2023331.2电力电子技术的发展史-复合型器件（80年代后期）2功率模块（PowerModule）：为了使电力电子装置的结构紧凑、体积减小，常常把若干个电力电子器件以及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。功率集成电路（PowerIntegratedCircuit－PIC）：把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。目前其功率都还较小，但代表了电力电子技术发展的一个重要方向。智能功率模块（IntelligentPowerModule－IPM）：则专指IGBT及其辅助器件与其保护和驱动电路的单片集成，也称智能IGBT（IntelligentIGBT）。4.复合型器件时代（80年代后期）二、电力电子技术的发展2/5/2023341.2电力电子技术的发展史-复合型器件（80年代后期）3高压集成电路（HighVoltageIntegratedCircuit－HVIC）：一般指横向高压器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成。智能功率集成电路（SmartPowerIntegratedCircuit－SPIC）：一般指纵向功率器件与逻辑或模拟控制电路的单片集成。4.复合型器件时代（80年代后期）二、电力电子技术的发展2/5/202335三、电力电子技术的相关技术2/5/202336开关器件集成技术磁性元件微电子技术和材料学电磁学微电子技术、材料学、电磁学、传热学、机械学功率器件及其集成三、电力电子技术的相关技术2/5/202337控制系统电路板三、电力电子技术的相关技术2/5/202338电力电子装置——低压小容量变流器低压小容量二电平并网逆变器机箱外观散热器主电路板接线端子三、电力电子技术的相关技术2/5/202339风扇主控柜开关柜整流柜逆变柜滤波柜中压大容量三电平NPC变频器电力电子装置——中压大容量变流器三、电力电子技术的相关技术2/5/202340调试中的高压变频器现场1250kW/6000V，IGCT模块，NPC型三电平，优化SVPWMCAN总线通讯网络，多CPU控制系统，层叠母排结构三、电力电子技术的相关技术2/5/202341开关电源变频器用户定制的装置较长设计周期成本较高较低的功率密度更集成化的装置增加了功率密度引线键合等工艺

1-D散热

……电力电子集成模块高密度封装

3-D散热标准化更多功能集成

……特点电力电子变流装置发展趋势2/5/202342电力电子集成技术概念的提出对电力电子技术而言，集成化设计的理念很早就产生了上世纪50年代就产生了集成化的容性元件和感性元件的设计方法上世纪80年代末商用化的IPM模块诞生PEBB概念(1997年左右美国海军正式提出—PowerElectronicBuildingBlock）提高功率密度用户友好的设计（标准的电气、机械、热管理接口）多功能的，更低的成本，更小的尺寸和更高的性能IPEM概念（CPES于1999年正式提出---IntegratedPowerElectronicModule）小体积和高功率密度封装(将储能元件也封装在内）提出功率层、内控制层、外控制层、通讯层4层集成制造技术高可靠性和寿命可以自动化生产，从而成本更低三维散热结构IPEMCPES2/5/202343半导体器件材料控制

IC封装技术磁性元件容性元件……产品2/应用2产品3/应用3产品1/应用1

IPEM的设计是核心问题更优化的设计电力电子集成技术2/5/202344电力电子分布式集成系统2/5/20234521世纪电力电子技术的前景电力电子器件发展的目标是：大容量、高频率、易驱动、低损耗、小体积（高芯片利用率）、模块化。新的控制技术的使用，以减小电力电子器件的开关损耗，如软开关技术：通过谐振电路使得器件在零电压（ZVS）或零电流（ZCS）的状态下进行开关。电力电子应用系统向着高效、节能、小型化和智能化的方向发展。2/5/202346四、电力电子技术的应用2/5/202347四、电力电子技术的应用电力电子技术的广泛应用2/5/2023481、电力电子技术在电源中的应用1）通信电源

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技术已成为现代通信供电系统的主流通信设备中的程控交换机所用的直流电源(一次电源)以前用晶闸管整流电源（ThysistorRectifyingPowerSupply)，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源（HighFrequencySwitchingModePowerSupply）。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。四、电力电子技术的应用2/5/2023491、电力电子技术在电源中的应用1）通信电源

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技术已成为现代通信供电系统的主流通讯设备中可能还需要不同电压等级的直流电源，需要在一次电源的基础上通过DC-DC构成二次电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。四、电力电子技术的应用2/5/2023501、电力电子技术在电源中的应用2）不间断电源（UPS）不间断电源(UPS)是一种广泛应用于计算机、通信系统以及要求不间断供电场合所必须的一种高可靠、高性能的恒频恒压（CVCF）电源四、电力电子技术的应用2/5/2023511、电力电子技术在电源中的应用3）变频电源变频器电源主要用于交流电机的变频调速，是一种高性能的变频变压(VVVF)电源，也广泛应用于大型风机、水泵的节能运行以及工业装备、电力交通、家电等中的交流调速等四、电力电子技术的应用2/5/2023521、电力电子技术在电源中的应用四、电力电子技术的应用总之：电源技术与电力电子技术密不可分，电力电子技术的发展将促进电源产品高频化、模块化和数字化的实现；电力电子技术也因电源性能要求的不断提高而不断向前发展，新技术的出现又会促使电源产品更新换代，并开拓更多更新的应用领域。2/5/2023532、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用电力是关系到国计民生的重要能源，随着大功率电力电子器件技术的不断发展，电力电子技术也将在电力系统的应用领域得到了前所未有的扩展。1)发电机的静止励磁控制就是采用先进的电力电子励磁系统取代原有的旋转励磁机组。比如，水力发电中，当水头变化幅度较大时，可使机组变速运行，通过调整转子励磁电流的频率，保持输出频率恒定。2/5/2023542、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用电力是关系到国计民生的重要能源，随着大功率电力电子器件技术的不断发展，电力电子技术也将在电力系统的应用领域得到了前所未有的扩展。2)高压直流输电（HVDC）技术由于HVDC具有输送容量大、受控能力强、稳定性好以及与不同频率电网之间易联络等优势，现已成为交流输电技术的有力补充并得到广泛的推广。2/5/2023552、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用1970年世界上第一项晶闸管换流器，标志着电力电子技术正式应用于直流输电。直到二十世纪末，这一时期直流输电技术是主要是基于晶闸管电网换流的交-直-直-交变换技术。目前,强迫换流技术占高压直流输电的主导地位,其结构如图所示:

2/5/2023562、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用龙政直流输电系统龙泉换流站高压直流装置HVDC2/5/2023572、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用在中低电压直流输电领域里，基于VSC(PWM电压源换流器)的轻型直流输电系统开始高速发展，并开始应用于数十至数百公里的小型直流输电系统中（如海上风电场输电等）其结构如图所示:

2/5/2023582、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用3)柔性交流输电(FlexibleACTransmission,FACTS)技术

它是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压及相位实施灵活快速调节的输电技术FACTS控制器中最关键的电力电子设备包括静止同步补偿器（StaticSynchronousCompensator,STATCOM）、静止同步串联补偿器（StaticSynchronousSeriesCompensator,SSSC）及统一潮流控制器（UPFC）2/5/2023592、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用4)用户电力(CustomPower)技术

用户电力(CustomPower)技术或称DFACTS技术是电力电子技术在电力系统配电环节中的应用，是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。5)同步开断技术同步开断是在电压或电流的指定相位完成电路的断开或闭合，在理论上应用同步开断技术可完全避免电力系统的操作过电压。这样，由操作过电压决定的电力设备绝缘水平可大幅度降低，由于操作引起设备(包括断路器本身)的损坏也可大大减少。2/5/2023602、电力电子技术在电力系统中的应用四、电力电子技术的应用6)动态电压恢复器（DVR)

它是一种串联在系统与负载之间用于电能质量治理的电力电子设备。2/5/2023613、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用传统的发电方式是火力发电（Thermalpower）、水力发电（Waterpower）以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源（NewEnergy）、可再生能源（ReproducibleEnergy）及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电（SolarPower）、风力发电（WindPower）的发展较快，燃料电池（FuelCell）更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。2/5/2023623、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用1)光伏发电系统

光伏发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统2/5/2023633、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用1)光伏发电系统

光伏发电系统可分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统2/5/2023643、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用2)风力发电系统

风力发电按照风轮发电机转速是否恒定分为定转速运行与可变速运行两种方式．2/5/202365风机的构架风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件。当风吹向桨叶时，桨叶上产生气动力矩驱动风轮转动。塔架一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。2/5/202366风轮机的机舱结构叶轮

主轴控制器齿轮箱偏航轴承

偏航电机

机械刹车高速轴发电机散热器风速仪

风向标2/5/202367风机的塔架电缆梯子控制器灯法兰平台2/5/2023683、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用恒速恒频风力发电系统它具有结构简单、运行可靠、成本相对较低等优点，并网采用直接并网方式，风力机一旦并网运行，其转速基本不变为了限制并网冲击，可以采用软启动器进行入网控制，而软启动器就是一种电力电子变换器（AC-AC）变换器2/5/2023693、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用变速恒频风力发电系统由于恒速恒频风力发电系统的发电机转速固定，因此只能在某一特定风速运行时才能达到最佳的功率运行点，当风速改变时风力机就会偏离最佳功率运行点，导致发电量下降，另外异步风力机组输出的功率因数较低，一般需要电容器组进行无功补偿为最大限度的利用风能，提高风力发电机组性能，变速恒频风力发电机组得到了快速发展并成为风力发电的主流2/5/2023703、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用变速恒频风力发电系统2/5/2023713、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用3)燃料电池发电系统

燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能的电化学装置它发电最大的优势是高效、洁净，无污染、噪声低，模块结构、能量转换效率高，其效率可达40％～65％。火电和核电效率30％～40％。2/5/2023723、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用3)燃料电池发电系统

燃料电池是一种将持续供给的燃料和氧化剂中的化学能连续不断地转化为电能的电化学装置2/5/2023733、电力电子技术在可再生能源中的应用四、电力电子技术的应用4)混合能源发电系统

混合能源发电系统主要利用不同能源的互补组合，提高可再生能源的利用率。例如：利用太阳能与燃料电池也可以组成“太阳能光伏制氢储能—燃料电池发电系统”2/5/2023744、电力电子技术在微网中的应用四、电力电子技术的应用微电网

它是一种规模较小的分散的独立系统，采用大量的现代电力电子技术将光伏发电、风电、燃气轮机、燃料电池、储能设备等并在一起，直接接在用户侧。美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）

微网为一组负荷和微型电源组成的小系统或集合，该系统通过唯一的公共耦合点（PCC）和配电网相连，既可孤岛运行，也可以和配电网互联运行。2/5/2023754、电力电子技术在微网中的应用四、电力电子技术的应用美国电力可靠性技术解决方案协会（CERTS）

微网为一组负荷和微型电源组成的小系统或集合，该系统通过唯一的公共耦合点（PCC）和配电网相连，既可孤岛运行，也可以和配电网互联运行。2/5/2023765、电力电子技术在环保系统中的应用四、电力电子技术的应用1)高压静电除尘静电除尘是利用高压电场的静电力，使粉尘荷电产生定向运动而从气体中分离得到净化的方法。静电除尘器的高压系统由升压变压器、高压整流器、控制元件、自动控制反馈4部分组成2/5/2023775、电力电子技术在环保系统中的应用四、电力电子技术的应用2)电解法臭氧发生器

电解法臭氧发生器是利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧气体，具有浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优点。是目前应用最广泛、相对能耗较低、单机臭氧产量最大、市场占有率最高的臭氧装置。其放电器件基本构成有：高压电极、地电极、介电极与放电气隙四部分。3)烟气脱硫脱氮应用

烟气脱硫脱氮技术是一项跨行业、多学科的系统工程，离不开电力电子技术的支持,其中电子束氨法烟气脱硫脱氮系统中运用的高频高压开关电源、高能电子加速器

2/5/2023786、电力电子技术在节能中的应用四、电力电子技术的应用1)交流电动机运行节能交流电动机运行节能主要包括变频调速节电、功率因数补偿节电以及轻载调压节电三种主要方式：变频调速节电主要是利用交流变频器根据负载特性及运行要求调节交流电动机转速，从而实现节电运行功率因数补偿节电

就是采用适当的电力电子投切装置(如晶闸管投切电容器（TSC）)将补偿电容器组直接与电动机并联运行，以实现交流电动机运行时的功率因数补偿，从而达到节电目的2/5/2023796、电力电子技术在节能中的应用四、电力电子技术的应用1)交流电动机运行节能交流电动机运行节能主要包括变频调速节电、功率因数补偿节电以及轻载调压节电三种主要方式：轻载调压节电就是利用电力电子调压器驱动交流电动机，当电动机轻载运行时，通过电力电子调压器调节电动机的定子端电压，使之与电动机的负载率合理匹配，这样就会降低电动机的励磁电流，从而降低铁耗和从电网吸收的无功功率，实现交流电动机的节电运行2/5/2023806、电力电子技术在节能中的应用四、电力电子技术的应用2)高效节能照明照明在家用电器中有十分突出的地位。电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源。高效节能照明是指发光效率较高的电光源节能灯。它们大都利用高频电力电子变换技术近几年我国推广的节能灯有：稀土荧光灯、高频无极灯、高压钠灯、双绞丝型的白炽灯等2/5/2023816、电力电子技术在节能中的应用四、电力电子技术的应用3)变频调速节能应用变风量空调控制是通过利用送风电机的变频调速改变送入各房间的风量来满足房间负荷的变化，使整个空调系统可以随着负荷的变化调节总送风量，从而达到节电运行效果油田高压注水泵系统的变水量控制油田注水是中国很多油田保持原油高产稳产的重要有效措施，采用中电压(3～10kV)、中大功率变频调速装置对油田注水泵用电动机实行变转速调节，实现注水泵变水量控制，起到非常有效节能的效果城市供水系统的流量控制城市大型水厂采用交流调速技术是节电的重要措施，利用变频调速器对水泵电机进行调速，即根据实际用水需求调节水量，则能在保证恒压供水的同时实现了供水系统的节能运行2/5/2023826、电力电子技术在节能中的应用四、电力电子技术的应用4)无功补偿节能应用静止无功补偿器(SVC)

它是用以晶闸管为基本元件的固态开关替代了电气开关，实现快速、频繁地以控制电抗器和电容器的方式改变输电系统的导纳SVC可以有不同的回路结构，按控制的对象及控制的方式不同分别称之为晶闸管投切电容器TSC、晶闸管投切电抗器（TSR）或晶闸管控制电抗器(TCR)2/5/2023836、电力电子技术在节能中的应用四、电力电子技术的应用4)无功补偿节能应用电力有源滤波器(APF)是一种基于DC-AC变换的电力电子装置，它从补偿对象中检测出谐波，并产生一个与该谐波大小相等极性相反的补偿波形，从而消除