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浅析电力电子技术的发展
摘要:本文简要回顾了电力电子技术发展史,简述了当代电力电子技术的应用,论述了电力电子技术的创新、应用,认为该技术将对我国经济发展起到推动作用。
关键词:电力电子技术;应用领域;发展趋势
1引言
自上世纪五十年代末第一只晶闸管问世以来,电力电子技术开始登上现代电气控制技术舞台,标志着电力电子技术的诞生。究竟什么是电力电子技术呢?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,它广泛应用于电力、电气自动化及各种电源系统等工业生产和民用部门。它是介于电力、电子和控制三大领域之间的交叉学科。目前,电力电子技术的应用已遍及电力、汽车、现代通信、机械、石化、纺织、家用电器、灯光照明、冶金、铁路、医疗设备、航空、航海等领域。进入21世纪,随着新的理论、器件、技术的不断出现,特别是与微控制器技术的日益融合,电力电子技术的应用领域也必将不断地得以拓展,随之而来的必将是智能电力电子时代。
2电力电子技术应用概况
(1)电动机的优化运行全世界的用电量中约有60%左右是通过电动机来消耗的。采用计算机—电力电子技术结合的智能变频控制技术,使电动机经常处于高效状态,可以节约大量电能,具有巨大的效益。(2)高能量密度的电源应用电化学电源广泛应用在作为国民经济的铜、铝、锌、镍等有色金属以及***碱等电解产业中;体积小、重量轻、效率高的各种开关电源应用也是十分广泛;新世纪中,随着电力电子技术的发展,变频电源应用也日益广泛;另外还有不间断电源(UPS)、稳压稳流电源、高精度洁净电源等特种电源,采用电力电子技术后,各方面指标均大大改善。
,日益成为信息产品中不可缺少的一部分。在信息产品的主电路中,正在用MOS场效应管取代双极晶体管来完成各种变换,其用量越来越多。FAX机、计算机、VCD、DVD等许多整机中都装备着多种电动机。尤其在各种打印机中,离开对电动机运动的高精度控制,其打印效果是不可想象的。信息产品和其他产品中用VDMOS、IGBT做无触点开关的市场更大,程控交换机的每条线都至少用1个VDMOS管。为此,我国目前每年要进口几千万只。
(1)发电机的直流励磁常规发电机中励磁的建立已经由传统的直流磁励机转变为由中频交流励磁机加电力电子整流的方法,并已取得良好的经济效益,可靠性较高。(2)水轮发电机的变频励磁发电频率取决于发电机的转速。采用了电力电子技术后,将水轮发电机直流励磁转变为低频交流变频励磁。当水流量减少时,提高励磁频率,可以把发电频率补偿到额定,延长水轮发电机的发电周期,解决了水力发电中发电机工作时间受季节性水流量影响而导致的频率无法调节、浪费较多水能的问题。这对大型水力发电设施来说,可带来巨大的经济效益。(3)环保型能源发电利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等新能源发电,是解决一次能源危机(煤、石油、天然气等石化类能源日趋匮乏)的重要途径,它们是可再生的绿色能源。但是这些能源转换的电能,其电压、频率难免波动,无法并网应用。只有通过电力电子变换装置,才能使这些波动的电能以恒压恒频方式输出,实现这些新能源的实用化。