[考试]电力电子技术应用1

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1、电力电子技术的应用一概述电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是便用电力电子器件（如晶闸管，CTOIGET等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MM甚至CW也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。二简介电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域一一电力、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。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

2、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。一、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吋代、逆变器吋代和变频器吋代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八-1•年代末期和九I•年代初期发展起来的、以功率M3SFET和IGET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吋代。1、整流器吋代大功率的工

3、业用电由工频（50Hz）交流发电机提供，但是大约2%勺电能是以直流形式消费的,其屮最典型的是电解脊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T殳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。Z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箸而迅速发展。变频

4、调速的关键技术是将直流电逆变为（HOOHz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GIR和门极可关断晶闸管GTO）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。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，岀现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M3SFET的问

5、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休管（ICED的岀现，乂为大屮型功率电源向高频发展带来机遇。M3SFET和ICBT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MOSFET和GIR在功率半导休器件市场上已达到平分秋色的地步，而用ICBT代替GIR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。三作用电力电子技术作用很

6、多。（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%我国己将许多装置列入节能的推广应用项目。⑵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9珈勺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啕电力电子产业有

7、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。⑶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儿倍、儿十倍，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。⑷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

8、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。!1!应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的