现代电力电子技术的发展及其应用分析

胡婷娟

（白银市白银区建设北路81号白银市工业学校 甘肃 白银 730900）

现代电力电子技术的发展及其应用分析

胡婷娟

（白银市白银区建设北路81号白银市工业学校 甘肃 白银 730900）

电力电子技术又被称为"功率电子学"，主要是应用于电力方面，通过电力电子元件对电能进行变换和控制的电子技术。现代电力电子技术正逐渐向技术提升、节能环保、硬件优化方面转变，是自动化、机电一体化、智能化等发展的基础。现代电力电子技术能够有效的节约能源、降低环境污染、提高经济效益，由于其具有控制精确程度高、减少模拟信号的失真、受杂散信号干扰程度较小等特点，能够有效的改善工作所处的条件。随着我国经济的快速发展，现代电力电子技术已经逐渐深入到了人们日常生活的方方面面。本文就现代电子电力技术的发展及其应用进行了简要的分析和阐述。

电力电子技术发展应用分析

现代的电子电力技术中包含电力电子器件、控制电路和变流电路，其涉及了电力、电子、控制三方面领域的知识，是一门新兴的应用于电力领域的电子技术。现代电力电子技术不仅对于促进我国各领域的发展有着重要的作用，同时作为一项基础学科对提高学生的专业技能和综合素质有着积极的促进作用。

一、现代电力电子技术的发展

现代电力电子技术转变了传统的电力电子技术中的低频技术处理，在不断的历史发展中逐渐的完善和改进，在各个领域中都有着广泛的应用，例如现代通信、机械、家用电器、灯光照明、冶金、汽车、医疗设备等。在上世纪五十年代第一个晶闸管出现以后，电力电子技术被人们渐渐的了解和认识，经过了几十年的发展，现代电力电子技术的发展已经取得了一定的成就。笔者就电力电子技术发展的历史进行简要的阐述。

1.整流器时代的发展

整流器时代是在上世纪的60年代到上世纪70年代间发展的，这一时期内工业用电是由交流电的发动机产生的，并且大功率的硅整流管和晶闸管被发明和广泛的应用。电子工业革命的发展又极大的推动了半导体产业的发展浪潮，在通信领域中开始了半导体相关器件的使用，大功率的硅整流器使得交流电能够快速、高效的转变成为了直流电，完成相应的电解、牵引和直流转动直流电形式的消耗。

2.逆变器时代的发展

逆变器时代是从是从上世纪70年代发展的，这时出现了全世界范围内的能源大危机，相关节约能源的产品应运而生，在这样的大背景下，交流电机变频调速得到了极大程度的发展，其中最为关键的技术为如何将直流电逆变成0到100赫兹的交流电，70年代末期，变频调速装置的普及促使大功率电力电子器件的快速发展，比如巨型功率晶体管、门极可关断晶闸管等等。

3.变频器时代的发展

变频器时代是在80世纪发展起来的，这个时期的集成电路技术得到了巨大的发展，精细的加工技术和高压大电流技术以及集成电路技术组合构成了全控型功率器件，在这之后相继出现了功率MOSFET、绝缘栅双极型晶体管，传统电力电子技术逐渐完成了向更加高频、更加可控、更加集成的现代电力电子技术的转变。

二、现代电力电子技术的应用

1.工业发展领域

在工业发展领域，交直流电动机应用的非常广泛，其中直流电动机的调速性能非常好，电源一般选择的是电力电子装置。最近几十年电力电子变频技术的发展迅速，交流电机的调速性能与直流电机的调速性能不相上下，由于交流电机的快速发展和大力的应用推广，使得交流电机的调速技术的发展获得了领先的地位。为了达到更好的节能效果，许多对调速性能要求不高的设备也纷纷采用变频技术，在电化学工业中，直流电机同样被大量的使用，电解装置、电镀装置等都需要整流电机。例如：某冶金工厂，为了更好的节约资源，获得更高的经济收益，在冶金中的高频、中频感应加热电源、直流电弧炉电源等方面都采用了现代电力电子技术，将二者结合实现了提高作业效率、降低能源消耗的成果。

2.交通行业领域

交通行业领域的现代电力电子技术被广泛的应用到了电气化铁道中，电气机车中的交流机车经常选用变频装置，而直流机车经常选用整流装置，在铁道车辆中也常见到直流斩波器的使用。在车辆中的牵引电机转动和辅助电源应用等方面，也都需要利用现代电力电子技术。比如电动汽车的电机需要依靠电力电子的装置进行电力的变换还有驱动控制，蓄电池的充电需要依靠电力电子装置，轿车中的一些控制电机也需要依靠电力电子装置中的变频器和斩波器驱动并控制。除此之外的飞机和船舶的电源、运输都需要电力电子技术的支持，未来磁悬浮列车的发展中，超导磁浮铁道系统的应用和推广被人们广泛的关注着。

3.电力系统领域

电力系统领域方面，西方某些国家在对最终使用电能的调查中发现大致有60%以上的电能都需要经过至少一次的电力电子变流装置的处理，在我国传统的发电机中采用的是直流励磁，随着现代电力电子技术的推广和使用，目前已经将传统的直流励磁机改变为了利用中频交流励磁机和电力电子整流的方式，大大的提升了电力供应的可靠性，并且通过电力电子变换装置将太阳能、风能、地热能、潮汐能等进行转换，使波动的电能通过恒压、恒频的方式输出，能够有效的利用这些可再生能源，实现真正的绿色发电、环保发电。晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器、静止无功发生器等电力电子装备利用电力系统的无功补偿或者是谐波抑制，可以有效的防止配电网系统中电网的瞬间停止、电压迅速闪变等，能够提高供电的质量，完成对于电能质量的控制。

4.家用电器领域

家用电器领域中，电力电子照明的电源相对于传统的白炽灯和日光灯，体积较小、发光的效率更高、节能效果更好，电视机、电冰箱、微波炉、洗衣机等也都应用了现代电力电子技术，促使家用电器朝着智能化、科技化、节能化的方向发展。例如：某家庭将家里的白炽灯更换成了高频荧光灯，高频荧光灯比白炽灯占用的空间小，使该家庭墙体空出了较大的空间，并且该家庭通过长期使用高频荧光灯，发现高频荧光灯不仅发光效果更好、更亮，也大大的节省了家中电能的使用，节省了该家庭的电费。

结语

现代电力电子技术的发展极大的方便和服务了人们日常的生产和生活，通过现代电力电子技术的应用，优化了电能的使用，节省了电能资源，使电能的使用合理、科学、高效，改变了传统产业和机电一体化等新兴产业的发展，为传统产业和新兴产业今后更加广泛的利用微电子技术提供了基础，使机电设备能够突破工频的传统向高频化不断迈进，推进了电力电子智能化，现代电力电子技术逐渐成为了我国现代化建设中的一项不可或缺的技术。

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［2］周家兴.探究现代电力电子技术的发展及其应用［J］.电子制作，2015（11）.

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