電力電子在生活中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在生活中的應(yīng)用一、 簡介電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，是電力、電子和控制三大領(lǐng)域的邊緣學(xué)科，以電力變換為主要研究內(nèi)容。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。離開電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。直流電源和不間斷電源(UPS)還用作發(fā)電廠和變電所的保護電源、事故電源和備用電源。電力電子裝置在生活中隨處可見。二、 電力電子技術(shù)的發(fā)展電力電子技術(shù)分為器件的制造技術(shù)和電力電子電路的應(yīng)用電路。電力電子器件經(jīng)歷了半控型、全控型和復(fù)合型的發(fā)展過程，把驅(qū)動、控制、保護電路和功率器件集成在一起，構(gòu)成功率集成電路，目前其功率較小，但其代表了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個重要方向，而整流電路和逆變電路在電力電子電路中應(yīng)用最廣。隨著自關(guān)斷器件的普遍應(yīng)用，電力電子電路向高頻化方向發(fā)展，一些新的電路拓?fù)湫问奖热缰C振型逆變電路、矩陣式逆變電路等不斷涌現(xiàn)。PWM控制對推動電力電子技術(shù)的發(fā)展起了歷史性作用。目前應(yīng)用越來越廣的基于微處理器的數(shù)字控制技術(shù)在很多方面取代了模擬控制，是控制技術(shù)的一個新的發(fā)展方向。三、 應(yīng)用在柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)中的應(yīng)用20世紀(jì)80年代中期，美國電力科學(xué)研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出柔性交流輸電技術(shù)的概念。近年來柔性交流輸電技術(shù)在世界上發(fā)展迅速,已被國內(nèi)外一些權(quán)威的輸電工作者預(yù)測確定為“未來輸電系統(tǒng)新時代的三項支持技術(shù)(柔性輸電技術(shù)、先進的控制中心技術(shù)和綜合自動化技術(shù))之一”?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)、控制理論和通訊技術(shù)的發(fā)展為FACTS的發(fā)展提供了條件。采用IGBT等可關(guān)斷器件組成的FACTS元件可以快速、平滑地調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，從而靈活、迅速地改變系統(tǒng)的潮流分布。在電力諧波治理方面的應(yīng)用有源濾波是治理日益嚴(yán)重的電力系統(tǒng)諧波的最理想方法之一。有源濾波器的概念最早是在20世紀(jì)70年代初提出來的，即利用可控的功率半導(dǎo)體器件向電網(wǎng)注入與原有諧波電流幅值相等、相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零，從而實現(xiàn)實時補償諧波電流的目的。隨著中國電能質(zhì)量治理工作的深入開展，使用以瞬時無功功率理論為理論基礎(chǔ)的有源濾波器進行諧波治理將會有巨大的市場潛力。在電機中的應(yīng)用水力發(fā)電機所能發(fā)出的電量取決于水力壓力和流量，所以機組的發(fā)電量將會發(fā)生很大變化；風(fēng)力發(fā)電機所能發(fā)出的電量與風(fēng)速的三次方成正比。因此機組是變速運行的，如果調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定，就能夠獲得最大有效功率。電力電子裝置在水力、風(fēng)力發(fā)電機的變速恒頻勵磁中起到了非常重要的作用。在開關(guān)電源中的應(yīng)用開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制功率半導(dǎo)體器件開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。其整機電路分為主電路和控制電路，主電路包括輸入整流濾波、功率轉(zhuǎn)換和輸出整流濾波三個環(huán)節(jié)，用來將電網(wǎng)的能量傳遞給負(fù)載。與線性穩(wěn)壓電源相比開關(guān)電源具有體積小、效率高、重量輕等一系列優(yōu)點，在各種電子設(shè)備中得到廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代，開關(guān)電源相繼進入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域程控交換機、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源這更加促進了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。但是，開關(guān)電源也存在著電路復(fù)雜、射頻干擾、電磁干擾大的缺點。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,上述缺點正在被逐步克服。四、結(jié)語總之，電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實現(xiàn)，將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟，實現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨，因此，同樣具有巨大市場需求的電力操作電源系統(tǒng)的國內(nèi)市場正在啟動，并將很快發(fā)展起來。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。參考文獻