电力电子技术的发展及应用

电力电子技术作为应用于电力行业领域的一种电子技术，随着时代的发展已成为电力行业的主力军。电力电子技术因其具有高效节能、自动化的等特点在社会、经济各领域中得到广泛应用。新形势之下的经济发展要求背景下，电力电子技术正朝着技术高频化和环保化方向发展。本文就电力电子技术的发展现状，针对在各领域中的运用做相关的探讨和分析。

【关键词】电力电子技术 发展 应用

电力电子技术作为一种使用电力电子器件例如晶闸管、GTO、IGBT等对电能进行变换和控制被应用在电力领域的一种新兴技术。在二十世纪开始随着经济科学的进步以惊人的发展速度出现在社会的各个领域，科技的进步带来电力电子技术的不断完善和发展。作为一种新兴、具有较广的覆盖面的学科在应用领域由传统的电力、交通、工业等领域拓展到通讯、节能等行业，在新背景发展趋势之下已经成为至关重要的一门技术学科，在我国经济发展中有着关键地位。

1 电力电子技术的发展概况

现代电力电子技术的发展方向由低频技术处理问题为主转向高频技术处理问题为主，自五十年代末六十年代初的硅整流器件诞生了电力电子技术以后，先后通过整流器时代、逆变器时代和变频器时代不断完善和发展。现代电子时代的起源于八十年代末期和九十年代初期的功率半导体复合器件，代表传统电力电子技术被现代电力电子技术取代已经进入新的电力电子时代。下面对电力电子技术所经历的发展时代做依次概括说明：

整流器时代的工业大功率用电主要是交流发电机提供的电能，发电机产生的电能消费形式决定了其直流消费形式，在行业领域中直流用电消费集中在有色金属及化工原料的电解、以电能为牵引动力的电气机车、地铁机车、无轨电车、轧钢、造纸的直流电能传动三方面行业。在当时工业大功率用电的电能转换主要依靠主要为大功率硅整流器，其中大功率硅整流管、晶闸管的开发应用得到快速的生产和应用。

七十年代能源危机遍及全球，交流电机开始寻求节能的出路，交流电机变频技术开始广泛应用生产。至八十年代，变频调速设备电力电子器件以适用于大功率逆变、巨型功率门级可关断的晶闸管为代表。这个时期的电力电子技术已经实现了逆变和整流，不足的是功能局限在中低频，工作频率较低。

大规模以及超大规模集成电路技术在二十世纪八十年代开始迅猛发展，为之后步入现代电力电子技术时代提供坚实的技术保障基础。大规模和超大规模集成电路技术将集成电路技术和高压电流技术结合，研发了具有新特性的全控型功率功率电力电子器件，其典型代表是带动中小率功率电力电子技术开始迈向高频技术的MOSFET的研发应用，IGBT后绝缘门级双极晶体管又将中高功率电力电子技术带向高频技术的发展，MOSFET及IGBT标志着现代电力电子技术时代的到来。电流电机的变频调速在这个阶段已经完全实现较高频率的工作功能，新型电力电子器件的性能趋向完善，增加了使用的安全可靠性，现代电力电子技术的高频化研发过程，使其性能具备高效节能的性质，电子器件的结构越来越精巧化，为机电一体化以及智能化操作打下良好的基础。

2 电力电子技术的应用

2.1 电力能源

目前的能源结构除了被开发应用的自然资源化石燃料能源之外，随着科学进步的发展，更多而定新型能源被发现而且运用在社会的方方面面，新型能源包括太阳能、海洋能、核能、风能、水能、地热能等，较之以往的化石燃料具有清洁、无污染、可再生的特点，新型能源的发现缓解了储存量日益严峻的化石燃料危机，新的能源在社会的应用实现了环境保护的可持续经济发展。对于新型能源在电能发电技术的应用，电力电子技术的高科技占据了主导地位，对于新型能源的发电控制、高效利用、电能的转化等各环节的工作提供了技术保障。

2.2 电力节能

世界能源消耗面临的危机使得社会各界不得不面对电能消耗带来的问题，发达国家电能的75%要经过这种变换或控制后使用，但是目前我国经过变换或控制后使用的电能仅占30%，70%的电能仍采用传统的传输方式，可见电力电子技术在国内发展的潜力是十分巨大的。工业能源在用电消耗方面比较严重，当前工业与电力电子技术的结合应用范围越来越广，电力电子技术在工业电机和电机控制工作方面的充分利用，极大地提高了电能使用效率，极大的降低了电能的严重消耗，并为我国节省总电量的80%电能。

2.3 家用电器

变频空调是在常规空调的结构上增加了一个变频器。变频空调工作原理是根据需要的多少来决定功率。另外，由于压缩机几乎没有反复的启动或者停止，所以不消耗多余的电能。与一般空调相比，耗电量为一般空调机的约2/3。

变频洗衣机关键技术包括两方面，一是电机技术，特别是直流无刷电机制造技术；二是电机的控制与驱动技术。由于变频洗衣机每次启动时，通常采用是采用的是软启动方式，没有普通电机的瞬时过电流，节能效果可比普通产品提高1/3。

3 结束语

綜上所述，现代电力电子技术产业作为我国一个具有极大发展潜力的产业，随着科学、经济的发展进步，电力电子技术也一直跟随时代变化不断改革和完善并广泛的应用在社会的方方面面，为我国的国民经济发展提供更好的技术服务。

参考文献

[1]顾梦韬.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子技术与软件工程，2014（19）：179.

[2]张耕华.探究我国现代电力电子以及电源技术的发展[J].电子技术与软件工程，2016（24）：246.

[3]周国彬.关于现代电力电子技术的发展及应用探讨[J].通讯世界，2015（13）：143.

作者简介

徐赫阳（1996-），男，吉林省吉林市人。东北电力大学本科在读，电气工程及其自动化专业。

作者单位

东北电力大学 吉林省吉林市 132012