1電力電子技術的應用

1.1電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用

電力電子技術在電力系統(tǒng)通向現(xiàn)代化進程的道路上有著不可磨滅的功勞，我們都知道，在高電壓輸電的工程中，由電廠發(fā)出電之后，把電流通過變壓器進行變電之后再輸送，這樣做的目的是因為在電流一定的情況下，電壓越高電流也就越小，在輸送的過程中損耗也就越小，可以節(jié)省大量的電流，因為電力電子技術的變流特性，尤其是在特高壓的輸送技術發(fā)展中，利用電力電子技術，將直流輸送電端的整流和受端電流都應用了晶閘管變流裝置，這就在一定程度上解決了長距離、大容量的輸送電流導致的電流損耗過大的問題，這一舉措為中國的電力行業(yè)做出了極大的貢獻，使中國電力系統(tǒng)邁出了至關重要的一步。同時在同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)和交流電動機的變頻調(diào)速以及新能源發(fā)電和智能電網(wǎng)的應用等方面也得到了廣泛應用。

1.2電氣節(jié)能的應用

節(jié)能已經(jīng)成為了當前社會發(fā)展的必然趨勢，因為電在人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾饔茫虼穗姎夤?jié)能也就顯得尤為重要。電氣節(jié)能目前主要包括變頻節(jié)能、電能質(zhì)量控制、有源濾波等三個方面，在當前階段，變頻節(jié)能在這三個方面中又是重要的一點，人們所熟知的變頻冰箱、變頻空調(diào)等，它們已經(jīng)開始為人們的生活提供服務。在未來的發(fā)展時期中，電機變頻調(diào)速行業(yè)還要進行快速的發(fā)展，這主要是因為它的以下三個重要發(fā)展因素：一是因為變頻器產(chǎn)品越來越成熟，而且應用廣泛，現(xiàn)代電器產(chǎn)品都開始進入變頻時代，又由于它的技術越來越新，企業(yè)投資產(chǎn)品的成本也越來越低，這就更為變頻器產(chǎn)品的發(fā)展和應用提供了絕好的機會。二是因為變頻調(diào)速節(jié)能非常明顯的效果，為社會提供了廣泛的效益，也為企業(yè)提供了較高的利益，所以越來越多的企業(yè)對變頻調(diào)速節(jié)能產(chǎn)生了興趣。三是國家也開始在這方面出臺一些措施，對重點耗能企業(yè)進行嚴格控制，鼓勵督促他們發(fā)展電氣節(jié)能，不僅可以降低企業(yè)能源的消耗，同時也減少了資源浪費，為社會創(chuàng)造了巨大財富。

1.3電力電子技術在家用電器中的應用

電力電子技術在家用電器中的應用我們都深有感觸，如日常生活中應用到的“節(jié)能燈”，就是電力電子技術發(fā)展的直接產(chǎn)物，它以其體積小、發(fā)光率高等的絕對優(yōu)勢已經(jīng)取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。同時變頻空調(diào)、變頻冰箱、電視機、音響設備、計算機等電子設備也是利用電力電子產(chǎn)品，它們已經(jīng)進入到了我們的日常生活中，并為我們生活質(zhì)量的提高做出了巨大的貢獻。

2電力電子技術的發(fā)展

2.1電力電子技術的發(fā)展階段

電力電子器件的發(fā)展分為兩個階段，一是傳統(tǒng)電力電子器件，它是以電力二極管和晶閘管(SCR)為代表的第一代電力電子器件，自1957年生產(chǎn)第一只晶閘管以來，它以其體積小、功率低等優(yōu)勢首先在大功率整流電路中迅速取代了老式的汞弧整流器，并衍生出快速晶閘管、逆導晶閘管、雙向晶閘管、不對稱晶閘管等多種品種。雖然此類器件通過門極只能控制開通而不能控制關斷，而且它立足于分立元件結構，工作頻率難以提高，大大限制了它的應用范圍，但是因為它價格低廉，所以在大電流、高電壓的發(fā)展空間依舊很多，目前以晶閘管為核心的設備在許多場合仍然被廣泛使用。二是現(xiàn)代電力電子器件，它是將微電子技術和電力電子技術相結合，研制出的一種全新的高頻、全控型器件。現(xiàn)代電力電子器件的主要產(chǎn)品有功率晶閘管、可關斷晶閘管、功率場控晶體管、絕緣柵雙極晶體管、MOS門極晶閘管等。這些產(chǎn)品當中，由于絕緣柵雙極晶體管和MOS門極晶閘管兩個為場控復合器件，所以也成為了最有發(fā)展前途的兩種。

2.2電力電子技術的發(fā)展方向

器件是電力電子技術的基礎，也是電力電子技術發(fā)展的動力，電力電子器件的發(fā)展方向也就決定了電力電子技術的發(fā)展方向。電力電子技術作為自動化、智能化及機電一體化的一個重要技術，未來電力電子器件可能在以下幾個方面發(fā)展：(1)大容量化。利用微電子技術，提高單個器件的電壓、電流容量，從而達到滿足高壓大電流的需要;(2)易驅(qū)動。由電流驅(qū)動發(fā)展為電壓驅(qū)動，大力發(fā)展復合器件，還可專門研制專用集成模塊，以便更適合中小功率的控制;(3)模塊化。采用新技術和新工藝，將幾個電力電子器件集中到一起，不僅縮小其體積減少連線，同時還可減低企業(yè)的生產(chǎn)成本;(4)功率集成化。充分利用集成電路工藝，將集成電路的功能與電力電子器件集成于一塊芯片，實現(xiàn)集成電路功率化和功率器件集成化，并逐步向智能化方向發(fā)展;(5)高頻化。采用新材料、新工藝，在一定的開關損耗下盡可能的提高器件的開關速度，使裝置可以在更高的頻率上運行(。6)降低導通壓降。研制出比二極管壓降還低的器件來提高交流效率、節(jié)省電能。

2.3電力電子技術的未來發(fā)展前景

電力電子技術已經(jīng)進入到千家萬戶，它在人們的生活中扮演著各種各樣重要的角色，在未來有著非常大的發(fā)展前景，這可以在以下幾個方面體現(xiàn)出來：新材料的更新。現(xiàn)今社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，人們的生活水平也越來越高，對于新產(chǎn)品新材料的要求也越來越高，這就要求我們需要在技術和材料上有新的更新。因為電力電子技術在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽迷絹碓綇V泛，所以材料的更新更是顯得尤為重要。在頻率、功率等方面的研究可以有效降低器件的溫度，減少器件體積，也可使成本大大降低，改進系統(tǒng)性能，擴大應用范圍，使越來越多的領域可以從電力電子技術中受益。改進裝置封裝形式。在未來的發(fā)展前景中，電力電子技術將會對器件的裝置形式進行不斷改進，全面實現(xiàn)電力電子器件的模塊化和集成化，這樣不僅可以減少生產(chǎn)成本，同時可以獲得更高的可靠性。發(fā)展新型的全半導體交流系統(tǒng)。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，對電子產(chǎn)品的要求也越來越高，經(jīng)濟使用并且體積嬌小外形美觀的電子產(chǎn)品越來越成為人們的鐘愛，因此，電力電子技術的發(fā)展便可在體積小、重量輕、損耗小、無功率等方面做文章，加大設計力度和創(chuàng)新手法，以此來滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需要。

3總結

電力電子器件從開始的單一功率整流管與晶閘管發(fā)展到現(xiàn)今的現(xiàn)代電力電子器件，尤其是絕緣柵雙極晶體管(IGBI)與MOS門極晶閘管(MCT)的出現(xiàn)，擺脫了傳統(tǒng)電力電子器件的一些弊端，使電力電子技術進入了一個全新的發(fā)展時代，讓它從原先主要在電力系統(tǒng)上的應用擴展到了工業(yè)、交通、日常家用電器等生活中的方方面面，這是一個質(zhì)的飛躍。在未來的發(fā)展過程中，人們對電子產(chǎn)品要求越來越高的明天，電力電子器件還會得到進一步的發(fā)展，電力電子技術也將會給人們的生活帶來越來越無法想象的精彩。

本文作者：田海濤 梁建賓 工作單位：鄢陵縣電業(yè)公司