电力电子范文10篇

1当前我国电力电子技术的发展方向

就当前我国在电力电子技术方面的发展而言，其研究的主要内容包括以下四个方面：（1）电力电子元器件以及功率集成电路。（2）电力电子变换器技术。该技术研究的内容主要包括新能源的节约、电力能源的节约、新能源电力电子、空间以及军事应用中的特殊电力电子变换器技术等。（3）电力电子技术的应用。在其应用方面研究的主要内容是将超高功率转换器应用于钢铁、电力牵引、可再生能源发我国电力电子与电力传动系统发展问题和方向的分析代维菊黑龙江省绥化学院电气工程学院152061电、电力、船舶推进、冶金等工业方面以及电力电子系统的网络化、信息化发展。（4）电力电子系统的集成。在系统集成方面，其研究内容主要包含标准化电力电子模块、多芯片系统的集成、单芯片系统的集成、集成电力电子系统的可靠性以及稳定性研究等。

2我国电力电子在发展过程中遇到的问题

目前，我国在研究电力电子技术方面还存在着诸多的问题，这些问题都严重的制约了我国经济的发展。主要问题有：现今我国电力电子产品大多是采用的晶闸管，虽然利用晶闸管可以创造出一部分科技含量较高的产品和设备，但是这些产品和设备多使用的是国外的生产设备以及多组分组集成制造法，特别是很多先进的全控型电力电子器件，几乎全都需要从国外进口，才能满足国内的技术要求，尤其是很多关系着我国的经济发展以及社会安全的关键领域中的核心技术、设备、软件等。另外，我国电力电子技术与国外发达国家的差距甚大，这在一定程度上影响着我国与国外经济的合作。在过去的几十年中，我国经济发展的各部门都先后从欧美发达国家中引进了先进的电力电子技术，并且开始重视国内技术的发展。就目前的发展情况而言，虽然表面上显示出我国在很多技术方面可以满足国内的要求，但实际上在很多关键技术领域，我国的电力电子技术依然需要进口，国内的技术水平依然相对较低。国内与国外发达国家在电力电子技术方面的主要区别在于电力电子技术的发展依然存在着技术含量低、产品可靠性差、数字控制水平满足不了社会的要求、系统控制软件的水平低、应用程序的控制技术差、重大项目领域缺乏经验等问题。这就使得我国必须要依赖从国外进口高性能、高功率的电力电子转换器设备才能满足国内的使用。

3提高我国电力传动系统性能的主要方法

现今，我国电力传动系统研究工作主要围绕着交流传动系统进行。伴随着交流电动机调速装置的性能越来越完善以及调速理论的重大突破，电动机的调速技术渐渐从直流发电机—电动机组调速、晶闸管可控整流器、直流调压调速向交流电动机变频调速转变。之所以交流传动系统发展的这么迅速，其原因与我国在功率半导体器件的制造技术、交流电动机控制技术、以大规模集成电路和微型计算机为基础的数字化控制技术、电力变换技术等关键性技术方面的突破有关。要提高交流传动系统的整体性能，可从以下三个方面开展研究工作：（1）PWM技术的应用随着电压型PWM逆变器在高性能交流驱动系统中的广泛应用，我国对PWM技术的研究更为深入。PWM功率半导体器件的开关控制主要采用是高频技术，一般来说，PWM技术可分为三类进行研究，即随机PWM、正弦PWM以及优化PWM。正弦PWM的开关频率对于提升电力电子器件的功率有着非常突出的作用，这使得该技术在中小功率交流驱动系统中的应用极为广泛。不过，这种技术不适用于容量过大的电源转换设备，因为高开关频率将会引起极大的开关损失。（2）直接转矩、矢量控制技术的应用对于交流电机的交流驱动系统而言，其具有强耦合、多变量、非线性等特点，这就使得其控制工作变得十分的动态化，不过我国目前在这方面的研究还是较为成功的。在上世纪七八十年代，我国就提出了交流电机的动态控制理论，该理论要求不仅要对各个变量的振幅进行全面的控制，同时还要对各个阶段进行控制。直接转矩控制技术以及矢量控制技术是我国在交流驱动系统控制中的主要技术，此外，随着科学技术的发展，神经网络控制、模糊控制等智能控制技术也在我国逐渐发展起来，对提高交流传动系统的控制精确度有着极其重要的作用。（3）微电子技术的应用微电子技术对于提高我国数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性有着极大的作用。当前，适合用在交流传动系统中的微处理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、单片机等。其中，高性能计算机的结构形式主要采用的是多总线结构、多处理器结构以及流水线结构等。

随着社会科技发展对电力资源需求的不断增加，电网互联的规模进一步扩大，如何实现电力系统运行的可靠性，成为电力工作者较为关注的问题。近年来，随着自动化技术的发展，电力电子转流技术及直流输电技术被广泛运用于电力系统中，对提高电力系统的可靠运行，改善电力系统的可控性等方面发挥着越来越重要的作用。另外，电力电子装置在发电、储能、微型电网等方面的应用也促使了电力系统向可持续、智能化发展，实现了可再生能源并网发电、交直流电网柔性互联等。

1.电力系统发展现状

电力系统是能源利用、输送以及配给的主要载体，在社会经济发展中发挥着至关重要的作用。近年来，随着石油资源紧缺、环境不断恶化，促使电力系统的规模化发展向环保、智能化、可持续化发展。目前，我国的电力系统转型的主要特征表现为主干电网、微型电网及地方电网协调发展，分布式电源与储能装置组合，电力资源输送与分配智能化、灵活高效，电力系统的安全可靠性等。其中，可再生能源的并网发电、储能装置的功率转换等功能的实现需要靠电力电子装置来完成，电力电子装置的单元化、模块化、智能化发展也促进了电力系统向智能化的转变，保证了电力系用的运行可靠性，对于电力系统的发展具有至关重要的作用。

2.电力电子装置在电力系统中的应用

2.1在发电中的应用

电力电子装置在电力系统发电环节中的具体应用主要表现在发电机组励磁、风力发电、光伏发电等，具体如下：（1）发电机组励磁。发电机组采用静止励磁技术，该技术具有操控简单、调节速度快优点。例如，在水利发电中采用交流励磁技术，对发电机组励磁电流频率进行动态调整，使发电系统对水头压力及水量进行快速调节，从而提高水利发电厂的运行性能及效率，整体提高了发电品质。（2）风力发电。风力发电的核心环节是交流器，交流器的主要工作是把不受控制的风能转化成电压、频率及相位满足并网要求的电能。（3）光伏发电。光伏电站是通过光伏阵列组件、汇流器、逆变器等对太阳能进行集中利用的结构。由于光伏发电系统尚处于发展阶段，建设过程中还需综合考虑光伏阵列的、逆变器的组合方式等关键因素，以提高光伏发电效率。

摘要：随着社会经济和科技的发展，互联网技术已经和配电网电力电子装备联系紧密，同时也对配电网的电力电子装备的发展产生了影响。现阶段通信技术和电力电子技术的相互融合，已经成为了配电网络发展的主流趋势，并在电子设备的发展中得到了广泛的应用。配电网系统的改革和优化成为了巨大的推动力，在通信技术和电力电子技术融合过程下，解决配电网和电力电子装备中的互联和网络技术势在必行。

关键词：配电网；电子装备；网络化技术

1配电网电力电子装备技术现状分析

1.1变换器。变换器是电功率处理器的一种，把某种幅度、频率转化成其他的幅度和频率的电能，这样的转化是变换器的主要作用。随着信息技术的不断发展，变换器技术也得到了不断的发展和进步。再加上电力电子技术人员的研究，拓展机构已经研发并展现，这一技术的出现和应用，使得双向或者多向电能流动控制成为可能。与此同时，在发展的过程中不断地优化，变换器的效率也得到了明显的提高，利用率甚至达到了百分之九十九，在大功率的系统中，变换器技术对电压及其电流的处理可以达到轻松应对的效果。1.2半导体开关器件。电力电子装备技术的基础是半导体开关器，主要包括了SCR/IGCT/IGBT等器件。目前的发展阶段，电力电子装备技术应当把重心放到现有的半导体开关器件上，性能和水平和研发新型的半导体开关有关。半导体开关器件中，不管是材料的选择，还是器件工艺的选取，对于整个电路的绝缘材料和磁性元件都有一定的适应和改造作用，不仅可以降低能耗，还可以把器件的体积减少到实际需要的范围之内。1.3电力电子装备系统。多个变换器和电路两个部分组成了电子装备系统，并且在电力电子装备系统中得到了很大的应用。在连接方式上能够实现能量的处理。但是在很多的大型规模中，就需要借助多个控制器来维持系统的平衡性和正常运转。配备的控制器分为变化器控制器和系统控制器两个部分。变化器控制器的主要作用是负责单一的变化，系统控制器是负责全部变化器的所有运行情况，并进行相关指令的调查。

2电力电子装备的互联与网络技术

2.1即插即用的功率接口。随着电力电子装备技术在生活中的广泛应用，电力系统在运行的过程中，配电网可以见到电力电子装备技术。即插即用的功率接口是把各种各样的电气设备、发电等端口进行接入配电网中，各种设备之间存在差异，因此电能输入在形式上可以和电网进行区别开来。即插即用的功率接口是把电能转化成为功能，并直接将各种各样的设备电能输入形式和电网匹配的形式进行一个实际情况的转化。因此，一个接口属于一个电力电子装备，不仅如此，即插即用的功率接口还可以当做通信接口。最终，实现网络的连接。通信接口也可以对终端设备进行识别，在终端设备运行的信息上进行上传并接收系统的调控指令。2.2能量路由器。能量路由器在整个电力电子装备中，实现网络化技术智能管理模块。能量路由器是属于中低配网、低压区域网的相应接口；能量路由器在正常运营的范围之内可以实现电能双向流动，更可以提供相应低压直流母线来提供再生能源电力设备。与此同时，能量路由器通信接口所具备的通信功能，从而把终端设备的运营信息上传到网络的终端系统中去。这样就可以接收到调控指令，指令的确定需要在终端设备的具体工作上进行决定，能量路由器对其中的故障电流起到了限制性的作用，并保持了低压配电网电压的稳定性，接受到系统的保障性效果。2.3操作系统。互联网技术的操作在本质上是一个通用的网络协议，想要实现设备上的网络督促，就要做到网络监督和识别上的统一；想要实现管理上的统一，就必须先统一协调全部功率的接口及其能量撸起的二者全部支持和协调网络协议。在实际的操作过程中，用户可以把网络协议直接安装到自己的手机或者电脑上去，在有网络信号的情况下，就可以对自身家用电的使用效果进行实时性监控。这样就可以及时的保证了对网络上电价信息的有效反馈。针对发生的故障和情况，可以有效的进行实际情况的措施优化和预防。目前，新常态的背景下，配电网电力电子装备的互联和网络化的技术，最重要的是信息流极和能量流极两个方面；虽然我国在配电网能量层面上已经初步实现了互联功能，可是通信层面上的建设和构建还有待提高和进步。在电力电子装备互联网与网络化的技术构架中分为了功能接口、能量路由器在整个网络中的管理模模块、操作系统三个部分。也就是说电力电子装备互联网技术的基础是信息流和能量流两个部分的内容。也就是标准的操作系统，一个通用的网络协议，可以利用即插即用的功率接口实现识别和监测。

摘要：科学技术水平的提高，使诸多电力电子设备被应用于各个领域当中，极大推动了各个领域的发展。由于电力电子电路的设计非常复杂，设计周期往往较长，对电力电子电路的参数修改较为麻烦等缺陷，致使电力电子电路的设计产品在精度与可靠性方面受到很大影响。对电力电子电路的I波形与V波形进行波形分析，能够为电力电子电路的优化设计提供科学的指导，但由于其I波形与V波形较为复杂，这使波形分析面临着很大的困难。因此必须采取相应的措施来予以改进，而Multisim技术的出现为电力电子电路的优化设计提供了全新的方向。为此，本文便基于Multisim技术对电力电子电路的相关优化设计方法进行深入的研究与探讨。

关键词：Multisim技术；电力电子电路；优化设计

在电力电子电路设计中，波形分析法是一种非常重要的分析方法，利用波形分析法能够使人们对电路的工作原理及设计方法进行深入理解，并能够为电力电子电路的设计提供科学的依据。波形分析法需要对电力电子电路中的相关部件在电压与电流经过时所产生的波形进行准确画出，设计人员能够根据波形图来对电力电子电路中的相关部件的电压、电流承受上限及各项参数进行计算，以此明确这些元器件的电压定额与电流定额。因此，波形分析法的关键在于是否能够对电压电流波形进行准确画出。不过，在某种特殊情况下，特别是电路处于临界状态时，波形分析法难以对波形进行准确画出，而这就需要利用试验的方式来对电压波形进行确定，但在试验过程中，实验环境与成本的影响会给波形的测定带来很大困难，这不利于电力电子电路的优化设计。而计算机信息技术的发展使众多功能强大的应用软件有了用武之地，特别是Multisim软件的应用，对电力电子电路的优化设计有着极为明显的优势。

1Multisim技术概述

Multisim技术是以计算机为载体而研发的一种虚拟软件技术，它能够弥补传统的电力电子电路设计过程中存在的缺陷，极大程度的提高了电力电子电路设计的科学性与可靠性。采用Multisim软件能够对电力电子电路的功能进行仿真模拟，并为电力电子电路的设计提供了良好的集成化设计环境，使电力电子电路的设计、仿真分析、功能测试等相关工作得以顺利开展。在Multisim软件中包含多达数千个器件模型与虚拟元器件，并且包含了大量的虚拟电子设备，对这些电子设备的操作与设计就仿佛是在真实环境中进行设计一样，进而为设计人员提供了非常全面的分析工具，除此之外，它还能够对设计好的电力电子电路电路进行仿真设计分析，从而有效突破了实验室的客观局限性。

2基于Multisim技术的电力电子电路的优化设计思路

摘要：自改革开放至今，已经经历了40个年头，在这40年的发展历程当中，我国的电力电子技术得到了很大的发展，供电网路也有了显著的提高，智能化程度也越来越高，并且电力电子技术在智能电网当中逐渐得到了越来越广泛的应用，发挥出了很大的作用。在我国电力电子技术的发展过程当中，应当与当前所面临的实际情况相结合，同时也要融入先进的技术手段，从根本上提高电力电子技术的应用效果和质量，同时也能够有效地提高故障解决的效率。该文将以电力电子技术在智能电网中的实际应用为主线，进行简要地分析和描述。

关键词：电力电子技术；智能电网；实际应用

随着我国电子信息技术的不断发展和进步，使我国的电力电子技术在智能化电网当中得到了越来越广泛的应用，同时也取得了显著的效果，有效地促进了我国电力电子技术和智能化电网的共同发展。为了能够充分满足当今时代人们的实际需求，进而提高人们的生活条件和质量。在进行智能电网的建设过程当中，要想使智能化程度有所体现，应该对电力电子技术进行大力的应用。下文将对此展开一系列的讨论。

1我国智能电网发展现状和技术要点

就智能电网而言，其实质上指的是多种不同的信息技术所组合而成的综合技术，并且在原有的电网基础之上对其进行更新和优化。与此同时，还需要对电网系统的实际建设需求进行充分考虑，并且要以此作为宗旨，从而能够最大程度地达到保护环境和节约能源的目的，从根本上保障和提高整个电网系统运行的安全性和稳定性。另外，在技术要点方面，应该以我国的实际发展情况作为基础，全面提高智能电网当中的电力电子技术，同时也需要符合相应的建设标准。首先应当将污染降到最低，无论是哪种技术的应用，一定不能给自然环境造成负担和污染。不仅如此，在进行智能电网建设工作的过程当中，相关工作人员应该对实际的技术指标进行全面仔细地考虑，最大程度地保障建设工作能够完全符合环境要求，同时也应该对各类自然调节和气候所带来的影响进行控制。其次，智能电网应该全面实现智能化，无论是技术指标还是在技术诊断方面，都应该全面进行智能化的建设，保证智能电网系统能够实现对运行参数的自动化调整，同时也可以对一些比较常见的电网故障进行自动修复。就智能电网自身而言，要想切实有效地保障和提高运行的效率和质量，就必须要保证具有高度的互动性。所谓互动性，不光只是体现在智能电网当中的各个组成技术知识，同时也需要系统在客户端以及服务端之间实现紧密结合，从根本上提高服务质量。除了上述的情况之外，在进行智能电网的建设工作过程当中，相关工作人员还需要对经济性指标有一个高度的重视。在技术的应用方面，还需要对双面交互式自动控制技术、可再生资源的网络连接运行技术等有一个高度的重视和充分的应用。

2电力电子技术在智能电网中实际应用的重要性

摘要：在如今的电力系统中，电力电子技术也不断发展，传统的模式也以无法迎合时代脚步。通过设备的网络互联进行智能电网调节与控制是发展目标，也是分析的方向，通过从电力网工作中的配电装备，进而提出互联与网络化过程。旨在提高配电网运行效率，提高电力企业电力传输的有效性。

关键词：配电网；电力电子装备；网络化；互联

就目前来看，电力企业在不断发展，也开始进行有效的网络融合，电子装备作为电力技术与通信技术的重要装备，需要进行有效研究，通过分析其结合措施，研究其发展趋势，这也是配电网工作中的重要研究方向，如何使电力电子装备更好的进行网络互联，通过其网络化技术的运用，在结合先进的电子装备，不断提高电力电子装置的使用用途。进而推动配电网工作的顺利进行。下面具体分析。

1电力电子装备技术

电力电子装备技术是通过技术手段进行的，是在电力电子装备有效发挥效率的重要途径，结合电子装备改变与完善配电网技术，在运行过程中，我们要进行以下几方面了解：

1.1变换器。变换器就是一种处理器，在配电网中作为有效的处理设备，是电力电能功率的调节装置，通过提高频率与幅度进行有效配电工作。如今，人们用电需求加大，对于该设备来说也需要进行有效升级，进而保证配电网顺利进行配电，在长期发展过程，变换器也在不断升级与改进，运行的稳定性得到了进一步认可，即使面对大功率系统也可以进行有效调节，在运行过程通过有效的转换与并联，这样也对提高变换器的性能与处理配电数据有很大助力，在综合处理过程也达到了与配电网相互结合的目的，提高了运行稳定性，也便于配电网各项工作的进行。

现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。

当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。

1.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。

1.1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。

关键词电力电子技术开关电源

现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。

当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。

1.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。

1.1整流器时代

摘要：本文通过分析电力电子技术的发展状况，再结合电力电子技术在我国电力机车牵引电传动系统中的应用情况，指出了宽禁带半导体技术是今后从事电力电子技术研究的重要方向，并提出了继续探究优化改型IGBT和SiC功率器件在电力机车上的应用研究，对促进我国电力机车的发展具有重大意义。

关键词:电力电子技术；电力机车；牵引电传动系统

随着电力电子技术的快速发展，电力机车牵引电传动系统发生了巨大的变化。20世纪中后期，采用交直传动系统的韶山型电力机车在我国铁路交通运输中占主导地位，但随着现代科学与技术的快速发展，采用交直交传动系统的和谐系列电力机车，在生产实际中得到广泛的应用，并逐渐取代了韶山型电力机车。在电力机车牵引电传动系统的发展历程中，电力电子技术承担着举足轻重的作用，因此，电力电子技术在电力机车牵引电传动系统中的应用研究具有重要意义。

1电力电子技术的发展

1947年，第一只晶体管的研制成功，开创了半导体固态电子学，20世纪50年代功率半导体二极管的出现，提高了整流电路的效率。1957年美国通用电气公司研制出第一只可控型电力电子器件———晶闸管，次年得以商业化，标志着对电能变换与控制的电力电子技术诞生。电力电子技术是一门新型技术，但是发展快速，其原因有两个：一是：人类电气化时代，电能在国民工业中的应用比重已成为衡量一个国家发展水平的重要指标，电力电子技术适应了当今世界人们对电能的巨大需求以及能源利用效率的不断追求，利用电力电子技术可以实现交流到直流（AC/DC）、直流到交流（DC/AC）、交流到交流（AC/AC）、直流到直流（DC/DC）等多形式的能量变换，这为太阳能、风能等清洁能源的利用，高效的交流传动，以及高压直流输电等各领域的应用打开了广阔的前景。二是：电力电子器件的发展极大地扩展了电力电子技术应用的功率范围，微处理器的出现实现了控制数字化，快速推进了电力电子技术的应用发展。1.1传统电力电子技术。晶闸管的发明扩展了半导体器件的功率控制范围，在二十世纪60年代得到快速推广，主要应用于大功率整流器。二十世纪60年代普遍较大功率的工业用电由工频交流发电机产生，其中有近20%的电力是给直流用电负载使用，而大功率硅整流器实现了将工频交流电转换成直流电。晶闸管具有体积小、功耗小、效率高、可控等特点，用它构成的变流装置具有寿命长、易维护等优点。因此，晶闸管的开发与应用在上世纪六、七十年代得到了快速发展。由于晶闸管的关断不可控，需要依靠外加电路或外加反向电压来实现关断，这就限制了晶闸管的应用。随着科技的发展，多种多样的负载不断涌现，对需求的电能提出了更高的要求，在二十世纪70年代，全控型器件出现了，并逐渐占据主导地位，如快速晶闸管、门极可关断晶闸管。全控型器件具有自身可关断性能和较高开关速度，在整流、逆变、斩波、变频电路中得到了广泛应用，电力电子技术得到突飞猛进的发展。但是快速晶闸管、门极可关断晶闸管工作频率不高，只能在中低频的范围内应用。1.2现代化电力电子技术。20世纪80年代初期，大功率绝缘栅双极晶体管（IGBT）的出现把电力电子技术的应用带入高频及中大功率领域。IGBT具有较高综合性能，开关频率方面，一般可达10kHz至20kHz，小功率的甚至高达100kHz；电压等级方面，最高电压已达到6500V，该电压下的电流可达750A，1700V电压等级的电流可达2400A；温度方面，最高可达175℃。开关器件的高频化也促进了电感器件体积的成倍缩小。大中型功率高频IGBT的发展持续促进着电力电子设备朝轻重量、小体积、高效能方面发展，再结合日益进步的微处理芯片技术，现代电力电子技术已实现了全控化、集成化、高频化、控制技术数字化和电路形式弱电化，应用场合越来越广泛。由于负载对供电电能的质量要求越来越高，科研工作者还在不断进行IGBT改型研究。经过多年应用发展Si器件为基础的电力电子技术相当成熟，Si器件在开关频率、通态压降以及结温等性能指标上难以继续提升，发展空间较小。新一代宽禁带半导体材料（如碳化硅）的电力电子器件具有比硅器件高得多的耐受高电压的能力、低得多的通态电阻、更好的导热性能和热稳定性以及更强的耐受高温和射线辐射的能力等。当前宽禁带半导体器件的发展一直受制于材料的提炼、制造以及半导体的制造工艺水平，尚处于起步阶段。目前，我国在应用宽禁带半导体方面也进行了初步的研究。宽禁带半导体在照明中应用已形成一定规模，2017年我国氮化物半导体照明产业的产值突飞猛进，突破了5000亿。同时，微波毫米波器件已开始应用于通讯、卫星通信、对抗、雷达等领域。未来，宽禁带半导体将在新能源汽车、电力转换等行业有着越来越广泛的应用。由此可见，宽禁带半导体技术是我们从事电力电子技术研究的一个重要方面。

2电力电子技术在我国电力机车牵引电传动系统中的应用

一、电力电子变流技术概述

随着社会用电的需求,电力电子技术逐渐得到了相应的研究与发展。20世纪60年代以后,电力电子技术开始被应用到相关的领域,如电力电子领域和控制技术领域。其中,电力电子技术在控制技术方面的研究和应用使相应的电能能够得到科学有效的转换和控制,从而推动了电能的合理应用和可持续发展。电力电子技术是用计算机系统将电子技术、电路技术和电力控制技术等方面进行相应的整合应用的现代化的电力技术,晶闸管的出现标志着这项技术发展到相应的成熟阶段。电力电子技术主要包括两个方面的技术,一是电子电子器件制造技术和电力电子变流技术。电力电子器件制造技术在发展过程中得到了不断的提高和发展。相应的电力电子器件已经由第一代的低耗能和小体积发展到具有自动关断功能和结合相应的功率器件、驱动器件、控制器件等更完善的第三代电力电子器件。其发展前景更加可观。电力电子变流技术也在不断的发展中得到了广泛的应用。20世纪70年代,整流电路得到了广泛的应用,逆变电路也在此过程中得到了一定程度的发展。随着自动断电器件的应用,逆变电路开始有了更为迅速的发展。与此同时,随着控制技术的不断发展,使电力电子系统的现代化控制技术得到了不断的发展,出现了模糊控制、自适应控制等控制方式。控制技术在很多领域都得到了相应的应用,也为电力电子技术的发展提供了更多的技术支持。

二、电力电子变流技术的应用形式

作为电力电子技术中的一部分,电力电子变流技术从上个世纪七、八十年代开始被广泛应用到电力系统中。一经应用便受到社会各界的极大关注。随着不断的发展,电力电子变流技术以整流电路、交流调压电路、逆变电路、斩波电路等形式在电力系统中都得到了广泛的应用,并取得了相应的良好效果。

(一)整流电路

整流电路是用可以调节大小的直流电代替了交流电供给直流用电设备的一种电力电子变流电路。整流电路通过整流二极管将输出的电压较低的交流电转化成直流电,实现对交流电的整流。交流电压在通过整流电路之后,就会变成混合电压,既有交流电压也有直流电压。整流电路被应用到一些相应的用电控制和相关输电环节,实现了快速高效控制并推动了电网的稳定运行。与此同时,整流电路还用多相整流的方式减少和控制了输出电压的脉动情况,并减少了电能的损失。整流电路一般是由变压器、滤波器和整流主电路组成的,在调节直流电动机的速度和调节发电机的励磁、电镀、电解等方面得到了相应的普遍运用。整流电路的变压器的设置是为了使输入的相应的交流电压与输出的直流电压之间保持相匹配协调,并实现对交流电网与整流电路之间的隔离。变压器在整流电路中的设置情况需要依据相应的具体情况来确定。整流电路中的滤波器是为了能够将直流电压中的交流电压过滤掉而在主电路与负载之间进行的相应连接。2。世纪70年代,整流电路的主电路主要是由晶闸管和整流二极管。随着不断发展,发光二极管等新形材料逐渐被应用到主电路中。电力系统中的整流电路主要包括半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路。其中,半波整流电路是整流电路系统中最为简单的一种,它能够通过电源变压器将220伏电压转变成所需要的电压大小,整流二极管能将相应的交流电转换成直流电。经过反复的转换过程,一半的交流电被演变成了直流电,这也是半波整流的由来。半坡整流电路的电流利用率比较低,多用于电压高、电流小的领域。全波整流电路可以认为是由两个半波整流电路组成的,其通过对整流电路的相应调整,达到了对电能的高效运用,但其二级管所承受的电压相对较大。桥式整流电路是使用最为广泛的整流电路,它通过接入两个二极管使电路形成了桥的形状。桥式整流电路既能够高效利用电能,还能够使承受的反向电压相应减少,对其稳定运行有一定的作用。