电力电子技术的发展及应用 刘泽冬

发表时间:2020/6/30   来源:《电力设备》2020年第7期   作者:刘泽冬
[导读] 摘要:社会的不断进步,促进社会各个行业迅速发展,就电力电子技术的应用领域来讲,相信电力电子技术必定可以在更多的行业中应用,而且不断提高电力电子技术的智能化和信息化水平。
        (西东控制集团(沈阳)有限公司  110067)
        摘要:社会的不断进步,促进社会各个行业迅速发展,就电力电子技术的应用领域来讲,相信电力电子技术必定可以在更多的行业中应用,而且不断提高电力电子技术的智能化和信息化水平。通过应用这项技术,既可以促进我国工业稳定发展,又可以加强我国国民经济。基于此,本文以电力电子技术为研究对象,主要介绍了电力电子技术的发展进程,而且分析了电力电子技术的实际应用,希望可以为有需要的人提供参考意见。
        关键词:电力电子技术;发展;应用
        自从电力电子技术诞生以后,其在我国很多领域发挥着不可替代的作用。比如:在交通运输、电力系统以及家用电器等等领域,都应用这项技术。随着市场需求越来越大,电力电子技术也不再只是在工业领域应用,也开始在信息化领域应用。由此可以发现,我国电力电子技术的发展前途一片光明,将来该技术只有朝着智能化和信息化的方向不断前进,才可以实现可持续发展。
        一、电力电子技术的发展进程
        在上世纪中期,硅整流器的出现促进电力电子技术发展,就发展过程来讲,电力电子技术从最初的整流器时代到逆变器时代,再到现在的变频器时代,电力电子技术前后总共经历三次改革。电力电子技术的发展方向侧重于频率高、集成度高以及电压高等等。目前的电力电子技术已经迈进电力电子时代,从某个角度来看,在我国科技发展中电力电子技术是关键。
        (一)整流器时代
        在1957年世界上收割工业用晶闸管出现以后,电力电子技术也应运而生,从技术上使人们得以发展。电力电子技术刚发展时,很多工业用电的来源途径是发电厂的50赫兹交流电,然而也有一部分是通过直流电形式进行消费,通常在动力牵引以及化学电解等等方面应用。那时,要想真正实现以上这些,必须要有功率大的硅整流管。由于功率大的硅整流管能够迅速将50赫兹交流电转变成直流电,正是因为该用途可以促使我国大功率晶闸管以及硅晶体管发展越来越快。
        (二)逆变器时代
        虽然整流器可以将交流电变成直流电,然而整流器无法将直流电变成交流电[1]。在上世纪70年代,全球出现前所未有的能源危机,让功率逆变用的晶闸管以及巨型功率晶体管得以出现。其能够实现将直流电向低频的交流电转变。那时,电力电子技术已经可以完成逆变与整流,然而也仅仅适用于一些频率不高的交流电。
        (三)变频器时代
        近年来,在科技日益进步的背景下,集成电路技术也迅速发展。人们将高压大电流技术与精细加工技术相结合,进而形成很多全控型功率器件,其中最典型的有两种,一是MOSFET,二是绝缘门极双晶管,随着全控型功率补器件的日益优化以及应用,推动大中型电源朝着高频的趋势不断发展,而且是从传统电力电子技术转变成现代电力电子技术的关键点。全控型功率企业不仅可以使交流电机变频调速有更高的频率,而且促进现代电力电子技术朝着高频化的方向发展。
        二、电力电子技术的实际应用
        (一)在交通运输中应用
        在我国交通运输中应用电力电子技术,具体表现在交通工具的动力装置上。对于很多交通工具来说,动力装置是不可或缺的重要装置,影响交通行业发展的主要因素有动力装置的安全以及稳定性能[2]。随着科技发展速度的不断加快,动力装置的发展方向逐渐变成机电一体化以及自动化,而实现此发展,需要充分发挥电力电子技术的重要作用。电力电子技术对交通的推动作用具体表现在电力机车传动技术上。利用电力机车传电技术,通过电力动车完成列车的牵引,这样不仅可以增加列车的承载容量,加快列车运行,而且减少运营费用,也会增加维修成本。特别是有些地区隧道以及铁路干线都相当多,环境很少对其造成影响,可以将其自身的优越性得以全面发挥。

就环境保护来讲,因为电力机车没有使用传统的能源,即便在交通拥堵的地区,空气也不会受到污染,更加不会恶化环境。这对提倡出行节能减排的现代化社会,在我国交通运输行业中应用电力电子技术,更加是非常有利的。
        (二)在家用电器中应用
        现如今,电力电子技术已经在无形中慢慢进入到人们的生活中,主要表现在人们平时学习生活中所使用的不同类型家用电器。大到空调、洗衣机和电视,小到手机和计算机,电力电子技术都起着关键的作用,在家电行业中占有重要的市场份额。而一些没有投入使用的电力电子技术产品,在产品更新换代时已经被淘汰[3]。相对于传统的家用电器而言,应用电力电子技术的家用电器除了使用安全可靠的材料,成本也明显减少,原来需多花费大量的钱才可以购买家用电器,在目前已经不能当做衡量人们经济收入的唯一标准。由于电力电子技术可以实现批量化生产家用电器的重要器件,以显著减少生产成本,获得最大化的社会效益。由此可以得出,人们生活的方方面面都已经应用电力电子技术,为提升人们的生活水平打下良好的基础。
        (三)在发电环节中应用
        电力电子技术,简单来说,就是将电力与电子技术相结合的学科,可以确保电力系统正常运行,而且可以科学维护电子设备的所有装置,提高系统运行的稳定性和安全性,推动我国电力系统健康有序发展。特别是发电环节,在安全性能和稳定性能上发挥着至关重要的作用[4]。一般来说,发电环节最主要的问题体现在刚开始运行速度偏慢以及消耗偏大,使用时间长了,问题越来越严重,导致使用成本偏高。但是应用电力电子技术进行有效的变频调节处理,可以明显减少电能的耗损,保证工作稳定运行。有些电能产品在实际使用时往往借助电能的转变,而想要实现高效转变,最重要的是具有功率很大得到跟踪调节器,在原来的生产过程中因为缺乏适合的替代品,导致损耗相当高。但是电力电子技术可以使得不同电流之间轻松转换。不难发现,正是因为在发电环节中应用电力电子技术,所以不仅操作不复杂,而且成本较低,这样才可以在创造经济效益的同时,推动绿色生态不断发展。
        (四)在电力节能中应用
        最近几年,人们的需求不断提高,能源的供给已经无法满足人们的实际需求,而目前人们必须要重视的问题是能源危机。由于能源开发速度已经追不上人们消耗的速度,导致节能与开发可利用再生资源逐渐成为需要迫切解决的根本任务[5]。因此,必须要充分肯定在节能上电力电子技术做出的重要贡献。在电力节能中应用电力电子技术,最典型的例子是LED灯,与传统灯相比之下,这种灯有比较长的使用期限,耐用性很强,而且低压不会严重影响电压,显色度也不错。并且也表现在提高加热设备的感应能力方面。通过将特殊材料当做设备的主要原材料,在一定程度上可以使加热设备具有更强的热感应能力,除了可以确保安全,发现过热时可以自动断电,也可以利用感应外界的温度及时做好自我调整。
        结语:
        总而言之,电力电子技术主要是使用电子期间实现工业规模电能变化的一项技术,又称之为功率电子技术。在新时代下,电力电子技术已经普遍应用在我国社会多个领域,而且成为我国社会经济发展的重要组成部分之一。尽管目前此技术在应用中依旧存在一些不足,然而由于得到国家有关政策的大力支持,其还是有着巨大的发展空间。
        参考文献:
        [1]益聪,孙立志,王光明.现代电力电子技术应用及发展论文[J].艺术科技,2016,29(09):429.
        [2]丁佳睿.探讨电力电子技术的发展及应用[J].电子技术与软件工程,2016(17):240.
        [3]李乔,王曼曼,肖婷婷.电力电子技术的发展及应用分析[J].技术与市场,2016,23(07):197.
        [4]吕鹏飞,曹腾.电力电子技术的发展及应用分析[J].电子技术与软件工程,2016(05):249.
        [5]蒋天予.现代电力电子技术应用及发展探讨[J].科技创新与应用,2016(04):162.
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