电力电子技术范文

导语：如何才能写好一篇电力电子技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：电力；电子技术；电力电子

电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一部分。

一、电力电子学

电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形（如图）对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。这一观点被全世界普遍接受。“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。

利用电力电子器件实现工业规模电能变换的技术，有时也称为功率电子技术。一般情况下，它是将一种形式的工业电能转换成另一种形式的工业电能。例如，将交流电能变换成直流电能或将直流电能变换成交流电能；将工频电源变换为设备所需频率的电源；在正常交流电源中断时，用逆变器（见电力变流器）将蓄电池的直流电能变换成工频交流电能。应用电力电子技术还能实现非电能与电能之间的转换。例如，利用太阳电池将太阳辐射能转换成电能。与电子技术不同，电力电子技术变换的电能是作为能源而不是作为信息传感的载体。因此人们关注的是所能转换的电功率。

电力电子技术是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用。

二、电力电子技术的应用作用

1、优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。

2、改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。据发达国家预测，今后将有95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。

3、电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。

4、电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。

三、电力电子技术器件

02年出现了第一个玻璃的汞弧整流器。1910年出现了铁壳汞弧整流器。用汞弧整流器代替机械式开关和换流器,这是电力电子技术的发端。1920年试制出氧化铜整流器，1923年出现了硒整流器。30年代，这些整流器开始大量用于电力整流装置中。20世纪40年代末出现了晶体管。20世纪50年代初，晶体管向大功率化发展，同时用半导体单晶材料制成的大功率二极管也得到发展。1954年，瑞典通用电机公司(ASEA公司)首先将汞弧管用于高压整流和逆变,并在±100千伏直流输电线路上应用，传输20兆瓦的电力。1956年，美国人J.莫尔制成晶闸管雏型。1957年，美国人R.A.约克制成实用的晶闸管。50年代末晶闸管被用于电力电子装置，60年代以来得到迅速推广,并开发出一系列派生器件,拓展了电力电子技术的应用领域。 电力电子电路 随着晶闸管应用的推广，开发出许多电力电子电路。

四、电力电子电路器件类别

1、将交流电能转换成直流电能的整流电路；

2、将直流电能转换成交流电能的逆变电路；

3、将一种形式的交流电能转换成另一种形式的交流电能的交流变换电路；

4、将一种形式的直流电能转换成另一种形式的直流电能的直流变换电路。这些电路都包含晶闸管，而每个晶闸管都需要相应的触发器。于是配合这些电力电子电路出现了许多的触发控制电路。

五、电子电路器件分类

1、控制电路主要由分立的电子元件（如晶体管、二极管）组成。直到80年代后期，还用得不少。

2、由集成电路组成。自从1958年美国出现了世界上第一个集成电路以来，发展异常迅速。它应用到电力电子装置的控制电路中,使其结构紧凑,功能和可靠性得到提高。

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【关键词】电力电子技术 专业基础课 电类专科专业 反思

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）24-0078-01

电力电子技术是电类专科专业重要的专业基础课。该课程涉及的教学内容相对较多，课时相对本科较少，并且近年来内容更新速度较快。以长春工程学院发电专科为例，该课程共为48学时，其中实验6学时，如何在有限的学时内获得最好的教学效果，使学生在有限的课堂时间中较好地掌握课程内容，并最大限度地培养学生的工程实践能力和创新能力，增强学生的学习兴趣，是一个急需解决的问题。课程组成员根据多年对本课程的教学经验的总结，从其特殊地位、大纲、教学内容、教学方法与手段、考核等方面对该课程的教学改革进行了探索，并与电类本科专业的教学进行了比较。

一 电力电子技术课程在专科专业中的特殊地位

电类专科专业是长春工程学院多年来具有重要地位的老牌专业，学生毕业后基本都从事和电力相关的工作，电力电子技术就成为该专业的重要专业基础课程。通过本课程的教学，使学生获得电力电子技术必要的基本知识、基础理论、基本方法以及基本技能的培养和训练，为学习专业课程以及从事与电类专业有关的技术工作奠定必要的基础。与电类本科专业相比较，虽然学时较少，但有着同等重要的地位。

二 修改教学大纲，编写有针对性的教材

课题组成员经过反复研究和讨论，根据专业特点的不同，电力电子技术课程安排在发电专业第四学期，这之前已经学习了电子技术等先修基础课程，有助于对本课程的理解和接受。但与本科教学不同，需要根据专科的实际情况，有针对性地修改教学大纲，章节内容和学时分配进行了大的调整。如总学时由56改为48，实验学时由10改为6。各章的教学重点和难点也做相应调整，尤其是最后的考核方法，希望更能体现专科教学的特点，适合应用型人才培养的目标。课题组成员根据电类专科学习电力电子技术的特殊要求，编写授课教材，特别指明专科和本科学习的不同。另外，课题组成员定期集体备课，查找问题，相互学习和促进，积极申请电力电子技术教研和教改课题。

三 调整教学内容

由于电类专科的学时比本科要少8～10学时，而教学内容较多，在教师授课过程中更需要突出重点，使学生做到触类旁通。如第二章“电力电子器件”中的二极管、晶体管、场效应管等内容电子技术中都已详细介绍，所以本课程中简略带过。而对应用较为广泛的晶闸管和IGBT，则作为重点内容，尤其是它们的原理和参数。从教材整体教学来看，整流电路、逆变电路、直流—交流变换电路以及交流—直流变换电路是教学的重点，占用大部分学时，而PWM控制技术需要一定的理论基础，专科学生很难接受，只介绍基本概念。

四 改进教学方法和手段

由于该专业学生的选修课程电路理论基础较为薄弱，并且没有接触过电机学，所以对课程内容的接受有难度。根据这一特点，课题组成员经过反复研讨，认为在授课过程中适当占用一定的学时来回忆复习基尔霍夫定律、直流电机工作原理等知识，让学生更容易接受本课程内容。

根据波形直观地分析电力电子器件和电路原理是电力电子技术课程教学过程中的鲜明特点，从而确定电路中能量的变换和传递。所以“黑板+粉笔”的授课方式一直被教师应用，但该方法的缺点是花费时间较多。而多媒体教学的优点是可以形象地表达一些语言难以描述清楚的问题，所以我们采用多媒体和板书有效结合的方式，对单相桥和三相桥等比较重要的电路采用板书手工绘图，尤其是这两种电路的阻感负载情况。而对于单相半波和三相半波等电路则直接通过PPT给出。并且无论采用什么方法，我们都专门制作了Flas进行演示，这样可以更有效地让学生理解电路工作原理，提高学生的感性认识，激发学生学习的兴趣。

五 电力电子技术课程的考核方式

在期末考核方式上，我们也进行了相应改进。为了督促学生充分利用课堂时间，我们增加了平时成绩在最后考核中的比重。本科专业的平时成绩占总成绩的30%，而电类专科本课程最终考核包含以下几部分内容：期末试卷卷面成绩60%、实验成绩10%、平时考核（考勤、课堂提问和作业等）30%。通过这种考核可以使教师能及时了解学生学习状态，并且根据反馈信息及时调整教学；学生也能在学习过程中及时发现存在的问题，改进学习方法。这样能改变课程结束时“一考定成绩”的做法，防止考前突击的行为。学生反映良好，教学效果较好。

六 结论

随着科学技术和各学科教育的发展，电力电子技术在高等学校电类专科专业中发挥着越来越重要的作用，同时又与本科专业的教学有着很大的不同。所以要求教师能跟上时代步伐，因材施教，不断改进教学方法，并学习其他专业和院校的经验，为社会培养出优秀的应用型专科人才。

参考文献

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一、电力电子技术应用

用电领域中的电力电子技术，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。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、镍等有色金属以及氯碱等电解产业中；体积小、重量轻、效率高的各种开关电源应用也是十分广泛；信息领域中的电力电子技术，电力电子技术为信息技术提供先进的电源和运动控制系统，日益成为信息产品中不可缺少的一部分；发电领域中的电力电子技术，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。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；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。

二、电力电子器件发展趋势

纵观几十年的发展历史，半导体器件起到了推动电子技术发展的作用，晶闸管等电力半导体器件扮演了电力电子发展中的主要角色。电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺，己成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各发达国家均在这一领域注入极大的人力，物力和财力，使之进入高科技行业，就电力电子技术的理论研究言，目前日本、美国及法国、荷兰、丹麦等西欧国家可以说是齐头并进，在这些国家各种先进的电力电子功率量不断开发完善，促进电力电子技术向着高频化迈进，实现用电设备的高效节能，为真正实现工控设备的小型化，轻量化，智能化奠定了重要的技术基础，也为21世纪电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景。

1.全球范围内石油储量、煤储量逐渐在减少，生态平衡也严重受到破坏，环境污染越来越严重,现在世界各国普遍关注新能源的应用..新能源发电中的电力电子技术应用特点如下：一次能源供给随机性大，风能、太阳能都随天气情况而有很大变化;并网发电要求高，电网侧要求输入电能波动小，电能质量高等。

2.电力牵引（electrictraction）是利用电能为动力的一种轨道运输牵引动力形式。电力机车或动车的牵引电动机将电能转换为机械能，驱动铁路列车、电动车组和城市轨道交通电动车辆组运行。因此，在以后的发展中，要不断应用先进的技术来扼杀电力牵引的缺点，达到尽量完美。

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关键词：电力电子技术　工业　节能　变频

中图分类号：TM92　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2011)010-042-02

1、引言

电力电子技术是一个新兴的领域，它将电子技术应用到电力领域，将强电和弱电结合控制。从电力电子技术问世至今，在各行各业都有广泛的应用，尤其在工业上发挥着重要的作用。在工业方面，电力电子技术主要应用在电力牵引、电机驱动和先进装备制造业等。在电力电子技术的基础上实现的大功率变流器及其控制系统，大功率高精度可程控交、直流电源系统，高精度数控机床的驱动和控制系统，这些技术不但提高了工业制造精度和效率。更重要的是有效地降低了能耗，实现绿色工业。

2、电力电子技术的发展历史

从1958年美国通用公司研制出世界第一个工业用普通晶闸管开始，电能的变换和控制就开始了从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由功率半导体器件构成的变流器时代。虽然早在20世纪初就已经出现在了可以控制电流的真空管和水银整流器，但电力电子技术真正得到飞速发展并被广泛应用，还是在硅整流器件诞生之后。硅整流器件包括从半控型晶闸管(SCR)到全控型的门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOS．FET)・随着硅整流器件的发展，电力电子器件的控制能力和开关速度得到了提高，而电力电子技术的发展也相应先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代。

3、电力电子节能技术的典型应用

3.1变频调速系统　变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流／过压／过载保护等功能。变频器的功能很多，比如其优化电机运行，全世界中用电量有60％左右是通过电动机来消耗的，因此变频器在提高电动机的电能利用率上有很大的作用。根据全球著名变频器生产企业ABB的测算，单单该集团全球范围内已经生产并安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力，相应减少9700万吨二氧化碳排放，这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。　在一般的工业领域，通常场合下的电机调速均采用电力电子技术与电力传动技术，目前该技术已经比较成熟。在异步电动机运行时，需要同步进行调压和调频使电机在获得良好的运行性能，同时保持控制的灵活性。目前主要通过交-直-交变频调速系统来实现这一目标。包括可控整流调压、方波(六脉波)逆变调频和不控整流器整流、脉宽调制逆变器同时调压调频两种主要结构形式。但一些高压大功率应用(电力牵引，中高压高性能电机驱动等)场合，依然是这一领域的技术制高点，仍在进行不断的研究。　据最新资料统计。在美国大约有8％的发电量消耗与照明负载有关，约50％－60％的发电量用于电动机的驱动。近年来，由于美国应用高度发展的电力电子变频技术对白炽灯和各种电机进行改造，使电能节约15％－25％左右，在日本，由于广泛使用变频技术，使得目前单位国民总值平均能耗居世界最低的情况下，又再把全国发电量的10％节约下来。

3.2高频开关电源技术　电气产品的体积、重量与供电频率的平方根成反比，所以当我们把频率从50Hz提升到200Hz时，用电设备的体积重量大体下降至原来的5％-10％，基于这个原理，对传统行业的电镀、电加工、充电等各种电源进行改造，不仅其主要材料可以节约90％或者更高，还可节电30％或者更多。　目前，高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流，传统的相控式稳压电源已逐步被高频开关电源所取代，高频开关电源通过MOSFET或IGBT在高频下工作，其开关频率一般在50Hz-100Hz之间，以实现高效率的小型化。

3.3新型静止无功发生器(ASVG)　变压器和交流异步电动机等都属于感性负载，这些设备在运行时不仅消耗有功功率，而且还消耗无功功率。因此无功电源与有功电源一样，是保证电能不可缺少的部分。随着电力电子技术的进一步发展，逐步出现在了应用变流技术进行动态无功补偿的静止补偿器。它是通过将自换相桥梁式电路直接并联到电网上或者通过电抗器并联到电网上。ASVG根据直流侧采用电容和电感两种不同的储能元件，可以分为电压型和电流型两种，图1所示的原理图为电压型补偿器，如果将直流侧的电容器用电抗器代替，交流侧的串联电感用并联电容代替，则为电流型的ASVG。交流侧所接的电感L和电容C的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。当逆变器脉冲宽度恒定时，调节逆变器输出电压及系统电压之间的夹角，就可以调节无功功率及逆变器直流侧电容电压Uc，同时调节夹角和逆变器脉宽，既可以保持Uc恒定的情况下，发出或吸改所需的无功功率。

4、我国电力电子技术应用于工业节能情况

我国电力电子行业起步较早，1957年美国发明了晶闸管，1962年我国就研制出自己的晶闸管，电力电子节能技术遍布工业制造、交通运输、电力系统、电子装置等各个领域，包括一大批轧机、无轨电车、电焊机、电镀和电解电源以及风机和水泵等机电设备，由于采用现代电力电子技术进行改造，其效率大大提高。电力电子技术已经渗透到日常生活的各个角落：上班乘坐的交流调速地铁；上下楼用的交流调速电梯；室内用的变频调速空调；照明用的高频振荡荧光灯；计算机用的开关电源和UPS．家用电炊具中的电磁炉等。这些新型设备大大提高了效率，降低了能耗。

5、结论

通过以上分析，可以看出电力电子技术能够实现工业上高效节能的目的，具有非常高的实用性，应用范围也相当广泛，在工业中很多领域已经开始发挥出重要的节能作用。随着电力电子技术的发展，其必将为绿色工业提供更好的指导和更强的动力，为节能减排创造更广阔的发展空间，从而造福全人类。

注释：

①唐政．浅谈电力电子技术发展与应用[J]中国科技博览,2010,30：　635．

②李泽元．21世纪的电力电子技术[J]电信技术．1999,11：1．3．

③林辉．异步电动机的软起动技术[J]I电机技术．2010,3：32-34．

④刘冬岩，韩直．电力电子技术与节能[J]．中国能源，1997,10：　43-44．

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一、电力电子技术的发展

现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1、整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

2、逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

3、变频器时代

进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

二、电力电子技术的应用

1、一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

2、交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。

在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。

4、电子装置用电源

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

5、家用电器

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

6、其他

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【关键词】电力电子技术；MATLAB；仿真

作者简介：赵娟（1982—），女，硕士，讲师，主要从事高职院校应用电子专业教育教学

前言

电力电子技术是电气控制等专业的一门基础性较强且与生产紧密联系的课程，主要研究各种电力电子器件，以及由电力电子器件所构成的各种电路或变流装置，以完成对电能的变换和控制。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来一定的复杂性，学生在学习时觉得枯燥，对波形的变化难以理解，在很大程度上影响学习效果和学习兴趣。根据目前电力电子技术教学现状，本文介绍了利用MATLA仿真软件来完成对实际电路的仿真，实践证明，借助这种辅助教学手段，更好的帮助同学们对本课程理论知识的理解，同时有效的激发学生的学习兴趣。

1MATLAB简介

MATLAB是一种科学计算软件，SIMULINK是挂接在MATLAB环境上，以MATLAB的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。在SIMULINK环境下的电力系统模块库(SimPowerSystem)可以方便地进行RLC电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真。本文所介绍的电力电子电路的仿真就是在MATLAB／SIMULINK环境下，主要使用电力系统模块库和SIMULINK两个模块库进行。通过电力电子电路的仿真，不仅展示了MATLAB／SIMULINK的强大功能，而且有助于同学们学习仿真的方法和技巧，研究电路的原理和性能。

2仿真实例

整流电路是电力电子技术中出现最早的一种变换电路，广泛应用在直流电动机调速、电焊、电镀等场合。本文以晶闸管组成的单相桥式可控整流电路为例说明MATLAB／SIMULINK/SimPowerSystem工具箱的应用。单相桥式全控整流电路如图1所示。电路由交流电源、晶闸管、负载以及触发电路组成。改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。

2.1仿真建模

在MATLAB环境下，点击图标，点击菜单File，选择New，新建一个空白的仿真平台，在SimPowerSystem及相关的模型库下提取所需的模块放到仿真窗口，将电路元器件模块按单相桥式可控整流电路的原理图连接起来组成仿真电路。

2.2模型参数设置

设置模型参数是保证仿真准确和顺利的重要一步，双击各模块图标弹出参数设置对话框，根据参数要求设置。单相交流电源参数设置：幅度220V，频率50HZ，相位00。四个晶闸管参数设置：使用默认值。两路脉冲参数设置：pulse1周期0.02s，初始相位600（对应参数600/3600*0.02s），即0.003s，pulse2与pulse1相位互差1800，，即0.013s。负载RLC参数设置：电阻性负载时R为2Ω，L为0H，C为inf；电感性负载时R为2，L为0.01H，C为inf.

2.3模型仿真

参数设置完后，设置仿真时间，开始时间0，结束时间0.1s，选择ode23tb仿真算法，最大步长设为1e-3。观察在交流输出信号下，触发角为600时的输出直流电压和直流电流波形，如图3、图4所示。

3结束语

以上仿真结果中给出了α＝60°时带不出负载时输出直流电压和电流的波形图，实践证时，利用MATLAB仿真电力电子电路时，不需要再重新构建仿真模型图，只要对模块的参数稍作修改即可得到在不同的条件下（如控制角不同，负载不同）所对应的输出波形，操作灵活方便，便于激发学生的学习兴趣，提高学生的创新能力，是一种较为理想的实践教学软件。

参考文献

[1]林飞等主编.电力电子应用技术的MATLAB仿真[M].北京:中国电力出版社,2008.

[2]徐立娟主编.电力电子技术[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[3]刘雨棣主编.电力电子技术及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2006.

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1.课程建设与改革思路

教学内容和教学体系的改革是“电力电子技术”课程改革中最重要的环节，直接关系到教学质量的提高，关系到应用型人才培养的要求。我校按照电力电子器件—电力电子变换电路—电力电子电路的微机控制技术—电力电子技术应用的思路，以电力电子器件为电路服务，电路为电力电子系统服务，系统为电力电子应用服务的理念作为教学内容设置的主导思想，以应用能力和工程素质培养为核心，精选理论内容，强化技术应用，及时而恰当地引入电力电子技术的新知识、新技术、新工艺。

2.调整教学内容

在教学设计上理论与实践相结合，知识传授与应用能力培养相结合，课内与课外相结合，讲授与研讨相结合。将电力电子器件、变换电路作为传统内容，将电力电子技术应用作为实用内容，将最先进的自动控制生产线作为新技术，对典型电力电子及电气传动系统分析作为讨论内容，将科研课题引入课堂作为启发内容，通过典型案例分析，将理论与实际结合，培养学生解决实际问题的能力，并通过渗透行业规范、安全操作规程、文明生产等知识培养学生的工程素质。课程的讲授以电力电子器件的工作原理、特性、参数、选择、驱动与保护电路为基础，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC变换电路结构、工作原理、波形分析和参数计算及电路设计为核心，以微机控制的脉宽调制技术（PWM）和各种软开关技术作为新的控制方法和新技术，把电力电子学科的发展方向引入课堂。以电力电子器件的应用电路为教学的重点，解决实际工程问题，使学生能充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力，并掌握各种变换原理和方法，为后续课程“运动控制系统”深入学习及毕业设计打下坚实的基础。

二、强化实践教学，提高学生实践能力和创新能力

1.完善实践教学条件

“电力电子技术”课程具有很强的工程性和实用性，而实验是培养学生理论联系实际、动手能力、严谨的态度和科学研究方法的重要手段。因此，以营造真实的、先进的工程环境为目标，紧密结合工程实际应用，投入100多万元建设和完善了电力电子技术实验室。现实验室拥有实验设备24台套，开发了电力电子技术仿真研究平台，构建了电力电子技术实践教学体系（包括课内实验、课外实验、课程设计、生产实习和毕业设计等），编制相关的教学文件。实验室向学生全面开放，学生以团队的形式开展自主性实验和学科竞赛培训，并为学生提供实际工程技术资料、仿真实训教学软件，培养工程实践应用能力。

2.精心设计实验内容

课程组精心设计了实验教学项目和内容，引导学生从问题出发，逐步由基础实验走向设计性和综合性实验，再过渡到创新性实验。开设了晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识；对直流斩波、交交变换以及PWM控制技术部分的实验，则由教师给出电路参数要求，由学生自行设计主电路、驱动电路等，完成设计性实验，培养学生分析问题，解决问题的能力；软开关技术的实现等具有较高实用价值的实验项目，密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术，并且在国民经济发展中起着重要作用。通过实验学生了解了电力电子新技术的发展动态，同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观感性的认识。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系，形成良性互动，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合，有利于学生创新能力的培养和自主训练。3.增设课程设计与调试环节开设了1周“电力电子技术”课程设计与调试实践环节，以完整的电力电子系统为载体，将电力电子器件选择以及电力电子主电路、驱动电路、保护电路、检测电路、控制电路等内容有机地结合起来，使学生通过设计、组装、实验和调试“四位一体”的训练，培养学生的实践能力和创新能力。同时，在教学中使用计算机仿真软件Matlab/Simulink搭建各种常用电力电子电路，且可方便地调整电路的参数进行仿真，培养学生应用计算机处理复杂电力电子电路的能力，也为日后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。

三、改进教学方法与手段，调动学生学习主动性和积极性

在实际教学实践中，笔者始终坚持以学生为主体、教师为主导、能力为主线的教育理念，根据课程内容合理采用不同的教学方法组织课堂教学，将“理论+实践+应用能力”的教学模式贯穿在整个教学活动中，由传统的教师满堂灌唱独角戏变成了教师学生共同参与的互动学习，教与学融为一体。教师有所教，学生有所学，极大地调动了学生的学习积极性，加深了学生的理解，加快了学习步伐。通过启发教学法、案例教学法、任务驱动教学方法等，增强学生主观能动性，活跃课堂气氛，挖掘学生潜力，增强专业素养，逐渐让学生由“学会”变成“会学”，由被动变主动汲取知识。为了分析电力电子器件和电路的工作状态，使学生弄清电路中能量的变换和传递，笔者制作了本课程比较完善的多媒体教学课件。利用多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上，结合典型工程实例，并把电力电子前沿的研究状况、最新的研究成果以图表、图片等方式充实到教学课件中，提高学生的感性认识，激发学生学习的兴趣，不断提高教学效果及教学质量。同时，建设了本课程的教学网站，网站资料丰富，包括教学资料和典型工程实例等，学生可以在网上学习，教师可以在网上进行答疑，激发了学生学习的兴趣，提高了教学效果。

四、改革考核方式，提高学生对知识的综合运用能力

1.考试过程全程化

教师根据“电力电子技术”课程性质和不同阶段的教学要求，通过课堂提问、讨论、平时作业、单元测验、实际操作、撰写报告或论文等方式加强形成性考试评价，并安排阶段性考试以强化学生平时对课程教学内容的学习和掌握，弱化期末终结性考核。

2.考核内容能力化

考核内容围绕应用能力和工程素质培养为核心这个目标设置，结合新的“电力电子技术”教学内容体系，加大电力电子器件特性分析、实际电路分析、应用案例分析、实践技能的比例，侧重考查学生对知识的综合运用、解决问题的能力。

3.考核方式多元化

根据不同阶段的教学要求，考核采取口试、笔试（开卷、闭卷）、开发设计相结合的形式，变单一形式的考核为多种形式的考核。

五、组织课外科技创新活动，探索课内与课外培养的有效机制

按照课内培养与课外培养相结合的原则，把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，成立了课外科技活动小组，注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动。依托电力电子实验室的硬件设施，积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛和“挑战杯”竞赛，以培养和提高学生的自学能力、实践能力和创新意识。在运行中，加强课外实践活动的组织和管理，制订《大学生课外科技创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》，对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定，形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。

六、加强青年教师培养，提高课程组教师整体水平

师资队伍建设是课程建设的关键，课程组教师的理论教学水平、工程实践能力、科研水平直接关乎“电力电子技术”课程建设水平。按照校内培养与校外培养相结合、教学培养和科研培养相结合的原则，通过建立青年教师“导师制”、定期开展教学研讨和教学观摩、实行青年教师实验室坐班制、深入工业企业生产实际、选派教师参加新技术培训等措施，不断提高青年教师教学水平、学术水平和实践能力。

七、结语

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1.1通过课程改革，提高教师教学水平与科研能力新型元器件、电路拓扑和控制技术的不断涌现，使电力电子技术课程的内容更新较快。通过课程教学改革，激励教师及时更新知识储备，做好新知识、新技术的学习与传授，使课堂教学更能体现时代性，并使教师自觉提高自己的教学水平。同时，依托我校已建成的电力电子实验室，鼓励教师开发适用于各层次、满足不同专业侧重点的实验和实践环节，使教师通过指导学生课程设计、毕业设计，并结合企业项目需求，开发出多项科研教研项目，使教师科研能力得到提高。

1.2为课程群建设、产学研相结合的进一步探索研究奠定基础电力电子技术已逐步发展成为一门由现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术多学科相互渗透的综合性技术学科。通过课程改革，为电力电子技术精品课程建设、课程群建设奠定良好基础。此外，通过课程改革，探索适用于我校的电类专业卓越工程师特色培养模式，并促进教科研和企业项目合作与承接等工作的深入开展。

2教学改革方案的实施与主要特色

为努力改变该课程原有的难教难学的状况，教学改革方案从以下几个方面实施：

2.1重新编排教学内容，突出课程实用性和趣味性改变传统教学中对四大变流电路孤立、单一的学习模式，引入生活中常见电路以及电子小制作的实例，通过一系列具体电路系统设计过程的演示，将《模拟电路》、《电机与电气》等前期专业课程的知识与《电力电子技术》所学理论知识相联系，展现课程强弱电结合、多学科融合的特点。并且，在保证理论基础扎实前提下，增加日常电路分析和设计实践环节在整个教学过程中所占比重，以实例激发学生自主学习兴趣，以兴趣带动能力培养，在这一过程中培养学生的读图、分析、画图、简单电源电路设计等能力，实现理论与应用相辅相成、有机结合，最终提升学生工程应用方面的综合素质。

2.2采用引导型教学方式，注重教学过程中的互动性和学生分析解决问题能力的培养授课过程中注意开展互动，通过采用提出启发性问题—共同讨论—获得结论—实验验证的方法，在教师“教”与学生“学”的过程中不断发现问题和新的突破点，将学生被动接受知识的过程转化为其不断解决问题的过程，使学生主动学习、开放思维，并在此过程中加深相关理论的理解，训练其分析和解决问题的能力。

2.3充分发挥多媒体教学优势，改变理论教学抽象、刻板的现状电力电子技术重视对电路波形的分析。课程原有的单一的板书或简单PPT课件加板书的传统授课形式课堂信息量较少，不够直观，不能解决学生缺乏学习兴趣，接收效果较差等问题。利用PowerPoint、Flash、视频等多媒体手段，不仅能使波形分析更为直观，还能方便地展示电路在不同条件下的工作状态，以及课程内容在实际生产中的应用。既可使教学内容更加丰富，还使分析过程不再枯燥抽象，分析结果生动醒目，便于学生理解。

2.4以实际系统分析为手段，提高学生知识融会贯通的能力改变对变流技术中各典型电路孤立的讲解，通过带领学生进行典型的电力电子系统分析，结合系统供电、控制等模块电路结构、原理的介绍，体现该门课程电力、电子和控制学科间的交叉性，使学生学会将与课程相关的专业课内容灵活运用于电路分析和设计应用中，提高他们对所学知识的融会贯通能力。

2.5引入专业常用仿真软件，激发学生学习兴趣，培养基本专业技能专业仿真软件在现代工业设计及应用中的作用越来越显著，掌握一至两种仿真软件工具将成为工科学生应具备的基本素质之一。同时，在教学过程中，利用仿真软件对电路工作情况进行仿真，可以使分析过程更为直观，有利于激发学生学习兴趣。目前，电力电子仿真软件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等，其中Pspice和Matlab在开关电源开发应用中具有重要作用，被相关企业广泛运用[4]。在教学改革中，通过在课堂教学和实验环节中引入建模的基本原理与过程，既能使课堂教学和实验更加生动直观与安全，还能引导学生学习软件的应用，使他们具备基础建模能力，有助于满足企业对于学生基本专业技能的要求。

2.6开发一批设计性、综合性研究实验，培养学生的应用、创新能力利用学校电力电子实验室和软件仿真的资源，结合当前热门课题和企业需求，开发一些设计性、综合性较强的实验，或通过课程设计、毕业设计的方式指导带领学生进行研究设计。实验的开发以培养学生应用创新能力为主要目的，既有助于学生巩固所学知识，提高知识综合运用能力，又可为电子设计大赛等专业比赛人才选拔奠定基础。

2.7以课程改革为契机，积极拓展校企合作途径，开发产学研项目，提升教师科研水平在课程改革中，积极寻求校企合作的新途径，深化校企合作的内容，将企业实际项目作为教学的实践、提升环节，依托学校的实验实训中心，以教师为主导，学生进行设计、验证配合，不仅可以极大地激发学生学习和实践的兴趣，同时也有利于教师自身科研水平的提高。

3结语

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关键词：电子电力技术；电力系统；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.167

0 引言

电力电子技术是一种新技术，这种技术包含了电力和电子两方面的技术，它在新能源发电中具有重要作用，并逐渐在人们的生活中扮演着重要的角色，逐渐成为人们生活中的重要组成部分。随着经济的不断发展，这些器件、技术逐渐应用于各个领域，这为促进电力电子技术的发展起到了积极作用，也为其在电力系统中的应用开拓了空间。

1 电力电子技术的发展

电力电子技术是一门综合性的技术，它主要包括两方面技术，分别是制造器件技术和应用电路技术，这两种技术对于促进电力电子技术的发展具有重要作用。首先器件技术的发展过程中比较曲折，它经历了半控型-全控型-复合型的发展过程，并将功率、控制驱动器等器件关联起来，对一些功能进行了集中，这种改进不仅促进了器件结构上的发展，同时还对其功能进行了优化。整流电路系统应用比较频繁的时代是改革开放以前，而改革开放以后应用最为频繁的是逆变电路，但是整流电路系统仍然具有较为广泛的影响。随着科学技术的发展，脉冲宽度控制技术（PWM）在一定程度上促进了电力电子技术的发展，同时自动开关器件的应用和发展，也使电力电子技术逐渐走向低频化发展。其中脉冲宽度控制技术（PWM）的控制方式主要包括以下几个方面：分别是无功率控制、观测器控制、神经元控制等，这些控制方式在实际中的应用，在很大程度上促进了电力电子技术的发展，并使其进入了一个新的阶段。现在电力电子技术有了新的发展方向，数字控制技术的应用，逐渐在电力系统中替代了模拟控制，它也将成为电力电子技术未来的发展方向，并能够快速促进电力电子技术的发展。

2 电力电子技术在电力系统中的应用

2.1 发电环节

电力电子技术在电力系统中的应用，在一定程度上改变了发电环节涉及以及发电机组中多种设备的运行特性，具体表现在以下几方面：一是大型发电机的静止励磁控制。静止励磁主要是采用晶闸管整流自并励方式，这种方式使其具有较为简单的结构，性能也比较稳定，造价也低，从而极大地促进了静止励磁在电力系统中的应用。并且静止励磁的应用，省去了励磁机这个中间惯性环节，提高了电力系统的工作效率。二是水力、风力发电机的变速恒频励磁。水头压力和流量对于水力发电的有效功率起到了关键性的作用，水头的变化将会直接影响机组最佳转速的大小。在实际的应用中发电机的有效功率与风速成三次方正比例，风车捕捉最大风能的转速与风速有直接关系。为了能够获得最大功率，这时可以使机组变速运行，只有这样才能够有效提高机组的应用效率。第三，发电厂风机水泵的变频调速。在传统的发电过程中，风机水泵消耗的电量比较大，并且其功率较低，这样损耗了大量的电能，不利于发电厂的发展，低压或高压变频器能够有效地实现水泵的变频调速，这样就能够达到节能的目的。低压变频器技术已经是一种比较成熟的技术，它在国外已经在众多企业中广泛应用，并取得了较好的成效，所以为了促进我国发电厂的发展，必须在实际的发电过程中应用该种技术。

2.2 输电环节

第一，轻型直流输电和直流输电技术。在实际的应用中，直流输电具有输电容量大、控制调节灵活以及稳定性好等特点，这些特点极大地促进了直流输电技术的应用，并逐渐在输电作业中发挥重要作用。随着科学技术的不断发展和应用，直流输电技术有了新的突破性的发展，轻型直流输电技术的问世和应用，在很大程度上解决了现阶段发电过程中遇到的难题。这是一种创新性的技术，并在传统的直流输技术上进行了改进，提高了发电效率，促进了输电工作的有效进行。第二，FACTS 技术。FACTS 技术是一种柔流输电技术，这种技术出现在八十年代后期，它的主要优势能够实现交流输电功率潮流的控制，提高电力系统的稳定性。

2.3 配电环节

配电环节中比较重要的问题就是要提高电能质量，并保证供电的可靠性，这也是现阶段发电厂急需解决的问题，也是阻碍我国发电厂发展的重要问题，这也是电力电子技术在电力系统应用中的重要任务。在对电能质量的控制过程中，应当注意满足两方面的要求，分别是抑制各种瞬态的干扰和波动及满足对频率、电压、谐波，只有这样才能够保证电力电子技术在电力系统中的应用，才能够提高电力系统的运行效率。DFACTS 技术是一种新技术，这种技术能够有效地解决当前配电环节所遇到的问题，它也是在FACTS 技术基础上发展起来的一门技术。

2.4 节能环节

第一，减少无功损耗，提高功率因素。在电力系统中，各种电力设备都会在一定程度上消耗相应的功率，既包括有功功率也包括无功功率，这都是发电过程中消耗的能量。这两种功率对于确保电能质量具有重要作用。在电力系统中，保持无功平衡具有重要的作用，如果不能做到无功平衡，那么会造成电压降低，对于电力系统中的设备具有损害作用，严重时甚至会造成巨大的安全事故，所以在发电过程中，应当引起足够重视。第二，变负荷电动机调速运行。电力电子技术在电力系统中的应用，能够有效节省能源，主要体现在两方面，分别是电动机本身技术和变负荷电动机的调速技术，这两种技术的应用能够有效节省能源，对于提高电力电子技术在电力系统中的应用具有重要作用。目前，在国内，发电厂发电过程中的节能环节已经成为发电过程中的重要问题，传统的发电过程成本较高，并且会产生污染，这在一定程度上限制了发电厂的发展，所以应当重视节能环节，降低能耗。

3 结语

综上所述，随着社会经济的不断发展，电力电子技术子啊电力系统中的应用越来越广泛，并逐渐成为电力系统中不可获取的一部分，在电力系统的供电中起到了重要作用，极大地促进了电力系统的发展。

参考文献：

[1]徐政，卢强.电力电子技术在电力系统中的应用[J].电工技术学报，2004（08）：23-27.

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1电力电子技术介绍

电力电子技术是一个由多种技术支撑的平台，不仅包括功率半导体器件和现代控制技术，还包括计算机技术和电路技术。在近五十年来发展迅速，应用的范围也从传统产业设备以及电能质量控制逐渐发展到新能源开发，而且在民用产品方面也有较广泛的应用。在电力电子技术众多的应用方面中，应用于电路系统，尤其是直流输电的大功率电力电子技术是其中的重要方面。自本文分别介绍了将此技术应用在电路系统中的发电、输电、配电和节能这四个环节。

2电力电子技术在电路系统中的应用

自柔流输电概念出现后，越来越多的学者开始关注电力电子技术，并积极联合多种技术，开发出许多相关的支持和应用设备。下面对电力电子技术的多个电路系统应用方面进行详细介绍。

2.1将电力电子技术应用在发电环节

在发电环节，可以将电力电子技术应用在发电环境中的发电环节，涉及到的设备包括发电机组的大多数设备。在这种情况下，电力电子技术能够实现设备运行特性改善的目的。第一种情况是用于静止励磁，尤其是对于大型发电机，采用晶闸管整流方式，利用静止励磁的自并励方式，具有明显优势，能够获得极高的可靠性，而且结构相对简单，造价也不高，所以其应用技术已经获得了国内外相关专家学者的青睐。在这一项应用中，将中间的惯性环节也就是励磁机部分省去了，所以它的调节速度更快。调节速度的加快对于更好的控制规律的应用更为有益，从而控制效果的进一步优化就能随之实现。第二种情况是应用于水力和风力发电中。对于水力发电而言，水头压力和流量是决定其变速恒频励磁的关键因素，一旦水头出现较大的变化幅度，机组将会随着水头的变化出现最佳转速的改变。对于风力发电而言，有效功率的大小正比于风速的三次方，而且风车会随着风速的改变出现捕捉最大风能的功能的转变。在上述情况中，为了实现有效功率的最大化，需要实现机组运行的速度的变化，可以通过将转子励磁电流进行调整实现。也就是叠加转子转速，以保持输出频率也就是定子频率的不变，在这项应用中，涉及的关键技术是变频电源。第三种是应用在变频调速中。在发电厂中，风机水泵的耗电量是非常巨大的，根据统计，火电设备的总耗能的65%都是风机水泵贡献的，而其中的8%又是变频调速消耗的，也就是说风机水泵变频调速的运行效率是比较低的。如果要实现节能的目的，不管是在高压还是低压变频器中，将变频调速技术应用于风机水泵是最佳的解决思路。

2.2将电力电子技术应用在输电环节

在输电环节，尤其是高压输电过程中，电力电子技术应用素有“硅片引起的第”的称号，它的应用实现了电力网运行稳定性的大幅度提高。在直流输电技术中，直流和轻型直流输电具有容量大、性能稳定、易于灵活控制的特点，所以高压直流输电在长距离输电以及在海底电缆输电中拥有无法取代的优势。晶闸管换流器于上世纪七十年代第一次出现，代表着直流输电正式进入电力电子技术应用时代，从此以后，晶闸管换流阀开始广泛应用于直流输电工程。在1980年到1990年，柔流输电技术开始出现，这项输电技术是以电力电子技术为基础，借助现代控制技术，实现灵活调节交流输电系统的电压、阻抗和相位的技术，能够充分保证电力系统的稳定性。

2.3电力电子技术应用在配电环节

存在于配电环节的主要问题是电能质量的保证和供电可靠性的保证。其中对于电能质量问题来说，既要满足控制电压、频率和谐波的要求，又要满足不对称度的要求，同时还要防止出现瞬态波动和干扰。应用电力电子技术，结合现代控制技术，应用于电路系统中的配电环节，是近些年来发展起来的新型电能质量控制技术。市场对于这项技术的需求比较大，而且由于其开发简单、成本低廉，所以这项技术的应用前景非常好。

2.4电力电子技术应用在节能环节

电动机运用变负荷方式进行节电只是节能的一个方面，而电动机变负荷调速技术是节能研究的另一个方面，只有二者的有力结合才能实现真正的节能。交流调速是目前广泛用于冶金和矿山等部门的一项技术。风机、泵类是首先采用调速控制的变负荷机械，此技术用于替代风板或节流阀，在对风流量和水流量进行控制时的效果非常明显。变负荷的风机、水泵，国外普遍选择交流调速方式，但在我国这项技术还处于应用推广阶段。变频调速的具有调速范围广，效率和精度高，可以连续无级调速。这种技术具有损耗小，节电效率客观的优点，但同时也存在成本高，易产生高次谐波，从而对电网造成污染的问题。对于无功损耗的问题，功率因数的提高对于电气设备节能尤为重要。感性负载一般是指交流异步电动机、变压器等，在运行这些设备时，会同时消耗有功功率和无功功率，所以为了实现电能质量的优化，要同时保证无功与有功电源的优化。一旦电力网或电气设备出现无功容量不够的情况时，为使得设备功率因数提高，需要加设无功补偿设备。

3结束语

电力电子技术仍然处于快速发展阶段，这个过程中又不断的有新结构器件、新材料出现，而且不断进步的计算机技术也为现代控制技术的广泛应用提供可能。在相关辅助技术的发展支持下，电力电子技术在电路系统中的应用也越来越广泛。

作者:刘禹延 单位:浙江省杭州市浙江大学

参考文献