浅析电力电子技术的发展及应用

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1、浅析电力电子技术的发展及应用　　摘要：电力电子技术是一门综合性交强的交叉学科，它的发展是近代科学技术发展的一个重要标志，已在诸多领域广泛应用。　　关键词：电力电子技术；交叉学科；发展史；关键技术；应用范围　　电力电子技术就是采用功率半导体器件对电能进行转换、控制和优化利用的技术，是介于电气工程三大主要领域――电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。　　一、电力电子技术的发展　　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

2、为主的现代电力电子学方向转变。电子元器件发展史其实就是一部浓缩的电子发展史。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。二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。　　二、电力电子技术的应用　　电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源，现从以下几方面简单分析。　　1.一般工业5　　工业中大量应用各种交直

3、流电动机。直流电动机有良好的调速性能，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

4、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。　　2.交通运输　　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。如直流折波器广泛应用与铁道车辆，磁悬浮列车中电力电子技术更是一项关键的技术。新型环保绿色电动汽车和混合动力电动汽车正在积极发展中。汽车是靠汽油引擎运行而发展起来的机械，它排出大量二氧化碳和其他废气，严重污染了环境。绿色电动车的电机是

5、以蓄电池为能源，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技术。显然，未来电动车将取代燃油汽车。船舶、飞机需要各种不同要求的电源，因此航海、航空都离不开电力电子技术。　　3.电力系统5　　电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。高压直流输电，其送电端的

6、整流和受电端的逆变装置都是采用晶闸管变流装置，它从根本上解决了长距离、大容量输电系统无功损耗问题。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。　　4.信息通讯　　各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。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。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源

7、体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。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。　　5.家用电器　　照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”5，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用

8、于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。　　6.环境保护　　随着工、农业迅速发展，特别是火力发电和水泥业的发展对自然环境的污染越来越严重，未来净化环境，提高人们的生活质量，在某些行业采用高压静电除尘措施是十分有效的，其关键也是微机和电力电子技术。　　7.其他方面5　　不间断电源（UPS）在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生