电力电子技术

时间：2024-10-13 04:08:10 电子技术我要投稿

电力电子技术

　　电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。下面就来跟着小编一起看看电力电子技术，希望可以帮助到大家!

　　1、什么是电力电子技术

　　1.1 定义：

　　电力电子技术(Power Electronic Technology)——应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件(Power Electronic Device)对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术主要用于电力变换(Power Conversion)。

　　1. 2电力电子技术的两个分支：

　　电力电子变流技术(Power Electronic Conversion Technique) 用电力电子器件(Power Electronic Device)构成电力变换电路(Power Conversion Circuit)和对其进行控制的技术，及构成电力电子装置(Power Electronic Equipment)和电力电子系统(Power Electronic System)的技术。电力电子技术的核心，理论基础是电路理论(Theory of Electric circuit)。

　　电力电子器件制造技术(Manufacture Technique of Power Electronic Device)电力电子器件制造技术的基础，理论基础是半导体物理(Semiconductor Physics)

　　1.3 电力变换变换器分为四大类：

　　交流→直流——整流

　　直流→交流——逆变

　　直流→直流——斩波

　　交流→交流——交流调压、变频

　　1.4 电力电子技术和电子技术的关系

　　电力电子器件制造技术和电子器件(Electronic Device)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(Integrate Circuit-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。

　　电力电子电路(Power Electronic Circuit)和电子电路(Electronic Circuit)许多分析方法一致，仅应用目的不同。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。

　　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。

　　1.5电力电子技术与电气工程的关系

　　主要关系：电力电子技术广泛用于电气工程(Electrical Engineering)中。

　　1) 电力电子装置广泛用于高压直流输电(High-Voltage DC Transmission)、静止无功补偿(Static VAR Compensate)、电力机车牵引(Electrical Power Motorcycle Driving)、交直流电力传动(AC/DC Power Driving)、电解(Electrolyze)、励磁(Excitation)、电加热(Electric Power Heating)、高性能交直流电源(High-Performance AC/DC Power Supply)等电力系统(Electric Power System)和电气工程(Electrical Engineering)。

　　电力电子技术在电气工程中的应用

　　1、电力电子技术的概述及发展

　　1.1 电子电力技术概述

　　电子电力技术有三个领域，分别为电子、电力与控制，它是利用电子技术控制电能变化。技术特点是强电力被弱电子控制。该技术目前被广泛应用于各大领域，对于国防与能源、工业和农业甚至交通方面都有极大的贡献，在电气工程中对于电子电力技术的应用也在不断深入，对于提高发电机和电动机对于电能的利用、生产及转换等方面电能效率发挥着巨大的作用，还可以提高生产率、节约能源。电力系统的稳定与安全是工作中重点关注因素，电子电力技术可以对稳定性和安全性进行增强，使理想中灵活可控的电力系统工作模式成为现实。

　　1.2 电子电力技术发展

　　电子电力技术的发展包括器件制造的发展与应用电路对于电子电路的发展，这两个方面共同构成了电子电力技术的发展轨迹。电子电力技术由最初的半控型部件逐渐发展为全控型，随着不断进步最终发展到复合型，在这一过程中，电子电力技术的驱动与控制、防护电路与功率部件完成了一体化，形成先进的功率集成化电力，尽管目前技术水平还无法使功率达到最高，但是电子电力技术仍有超大的发展空间，科技的进步指日可待。

　　2、电力电子技术的应用意义

　　2.1 适合系统操作

　　电子电力技术的操作与传统电气技术相比，有更加方便的优势，传统操作空间相对狭窄造成操作十分困难，对于工作进程起到了阻碍，影响工作效率，电子电力技术的出现使工作人员的效率得到了显著提高，简单的操作方式与开阔的空间减小了工作压力的同时也避免了过多的操作失误，电气的运行故障也不再频繁出现。

　　2.2 性能较好

　　因其极具科学性的技术构造使电子电力技术的性能十分稳定与良好，它的优越性造就了业界良好口碑，在电气工程乃至社会各领域都得到广泛应用于认可，为适应社会的发展使电气工程的进步得到推动，电子电力科技在其中的应用的必不可少的。

　　3、电子电力技术在电气工程中的应用

　　3.1 静止无功补偿装置

　　这个装置可以通过无功补偿冲击性负荷达到稳定电网的效果，因功率加大使多数电网变化频繁，此项装置对电能质量提供了保证，晶匣管控制电抗器、静止同步补偿器、晶匣管投切电容器与可控串联补偿装置共同构成了静止无功补偿装置。其中晶匣管由一个电抗器与两个反向并联晶匣管串联组成，电抗器电流的大小可以通过晶匣管而得到控制，晶匣管能够改变触发延迟角进而控制电流。这样就可以连续调节电抗器的基波无功功率，晶匣管可以通过控制支路使三相交流调压电流得到控制与联接。晶匣管投切电容器结构为单相，电网投入到电容器时会出现冲击电流，小电感可以抑制冲击电流，无机磨损、平滑投切、响应快速与高效的综合补偿等都是晶匣管投切容器的优点。静止同步补偿器能够实现动态无功补偿，装置为它的电力半导体的桥式变流器。其优点为调节速度快，运行范围广等。其中的PWM技术与多重化对含量低的电流谐波进行补偿。工作原理是并联自换相桥式电流与电网的方式吸收或发出无功电流通过输出电压调节实现动态无功补偿。可控串联补偿装置，由晶匣管控制电控器，电控器与电容器的联接方式为并联，晶匣管改变电抗器的电流是通过调节导通角实现的，使补偿装置基频等效电抗变化，可控串联补偿装置能够对参数进行补偿，还能够改善系统阻尼的状况，可以通过对环境进行控制的方式，有效抑制低频振荡，提高系统的暂态与静态的稳定性[2]。

　　3.2 有源电力滤波器

　　其原理是检测补偿对象，获得等分量谐波电流，通过产生一个与谐波相等但极性相反的电流分量对谐波电流进行抵消，使电网电流无谐波电流只剩基波电流，理论基础为瞬时无功功率这一理论，有源电力滤波器的优点是多样化的补偿功能和非常快的动态响应速度，这种优点使电网阻抗影响减小，因此研究谐波电流抑制发现前景十分可观。有源电力滤波由两部分构成，为别为指令电流运算电路和补偿电流发生电路，其中指令电流运算电路可以检测补偿电流，从检测结果中得到无功电流与电网中谐波电流的等分量，检测结果还可以在发生电路中通过电流产生实际的补偿[3]。

　　3.3 高压直流输电技术

　　高压直流输电技术，它的功能主要是通过在换流器的工作下使输出的交流电变成转化后的直流电，并且将直流电输送给受电端，受电端将直流电逆变，结果形成交流电以供用户接受使用，高压直流输电的优点是线路造价低于输送功率大，并且很容易控制，对于距离长，容量大的高压电能够发挥其优势，而且成本与损耗都较小，稳定性却很强。

　　4、结束语

　　要深入的了解电子电力技术才能确保其在电气工程中的应用效果，目前电子电力技术的应用领域还仅在机电能力与电力系统两大方面，还需对其进行不断探索，使电子电力技术在电气工程中发挥更多优势，得到更多的应用为社会的发展做出贡献。

【电力电子技术】相关文章：