电力电子技术论文发表
电力电子技术论文发表
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。 学习啦小编为大家整理的电力电子技术论文发表，希望你们喜欢。
电力电子技术论文发表篇一
电力电子技术基本研究
【摘要】在上世纪各项科学技术及社会需求的带动下，电力电子技术出现并得到了很大的发展。它主要是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，即应用于电力领域的电子技术。本文基于作者自身的工作经验及相关知识了解，对电力电子技术进行了部分基本分析，并就其在各领域当中的应用提出了部分探讨性意见。
【关键词】电力电子;器件;应用
一、引言
在上世纪各项科学技术及社会需求的带动下，电力电子技术出现并得到了很大的发展，逐渐它在电控装置、电气自动化系统当中的应用越来越广。如今，各式各样的自关断器件大量的出现，使性能得到了很大程度的提高，同时容量方面也有很大的扩展。以PWM控制为代表的、采用数字控制的电力电子装置性能日趋完替。目前，电力电子技术已经被应用于各个领域当中，从电力到工业再到交通，无不有其身影，且目前开始迅速想家电、通信以及节能方面开始发展。
二、其他学科与电力电子技术之间的关系分析
(一)电子学与电力电子技术之间的关系
与传统的电子器件制造工艺相比，电力电子器件的制造工艺、技术与其没有太多的差别，两者基本相同。如今的电力电子器件生产、制造一般都为集成电路，应用了微电子制造相关方面的技术，许多设备都和微电子器件制造设备通用，说明二者同根同源。
(二)电气工程与电力电子技术之间的关系
电力电子技术广泛用于电气工程中的高压直流输电、静止无功补偿、电力机车牵引、交直流电力传动电解、电镀、电加热、高性能交直流电源等领域。通常把电力电子技术归属为电气工程学科，并且电力电子技术是电气工程学科中最为活跃的一个分支，其不断进步给电气工程的现代化以巨大的推动力。
(三)控制理论与电力电子技术之间的关系
控制理论广泛用于电力电子系统中，使电力电子装置和系统的性能满足各种需求。电力电子技术可看成“弱电控制强电”的技术，是“弱电和强电的接口”，控制理论是实现该接口的强有力纽带。控制理论和自动化技术密不可分，而电力电子装置是自动化技术的基础元件和重要支撑技术。
三、电力电子技术主要器件分析
电力电子器件既是电力电子技术的基础，也是电力电子技术发展的强大动力。电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。至今电力电子器件发展可分为三个阶段，电力电子技术的发展也相应地分成三大步。
(一)不可控器件
1955年美国通用电气公司研发了第一个电力电子器件一一硅整流管(SR)。它的问世使变流技术从机械整流、汞弧整流进入电力半导体整流。1957年出现了硅晶闸管(SCR)，接着晶闸管的派生器件：逆导晶闸管(KN)、双向晶闸管(KS)、快速晶闸管(KK)、门极辅助关断晶闸管(GATT)、非对称晶闸管(ASCR)等相继问世，从而使电力电子技术不仅具有整流功能(交流→直流)，而且具有逆变(直流→交流)、斩波(直流→直流)、变频(交流→交流)等功能。在这一发展阶段的电力电子器件，基本上都是分立器件或几个分立器件的组合，它们能被控制导通，而不能被直接控制关断，要靠“电流过零”或强迫换流才能关断，这就形成了以晶闸管及其派生器件为代表的第一代电力电子器件。
(二)半可控器件
半可控器件的代表是晶闸管，它在1956年由贝尔实验室发明，并在1958年由GE公司组织生产，称为硅可控整流器(Silicon-ControlledRectifie或SCR)，中文简称晶闸管。晶闸管是一个四层三端结构，三个端子分别为发射极、集电极和门极，它的导通条件除集电极与发射极问加正向电压外，还需在门极加正向脉冲，否则不能由断态转变为通态。另外，晶闸管开通后没有切断电流的能力，要靠电流自行过零，才能恢复阻断状态。因而，这是半可控器件，即只能控制开通而不能控制阻断。
80年代发展起来的半可控电力电子器件，主要有巨型晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极晶体管((IGBT)、单极场控晶体管(电力MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)和MOS控制晶闸管(MCT)等，形成了第二代电力电子器件。在结构上，它们具有功率集成器件的特点，在功能上，它们具有通过电流信号(或电场)控制器件导通或关断的特点。
(三)全可控器件
全控型器件主要是功率晶体管GTR，功率场效应管Power-MOSFET，门极可关断晶闸管。GTR是一种NPN开关器件，可用基极电流开关集电极主电流，即具有自关断能力，它还具有开关时间短、通态电压低、开关损耗小、高频性能好、驱动简单、成本低廉等优点。因此它正在中小功率交流调速、逆变及斩波等方面取代着晶闸管的地位。GT可工作在10kHz，广泛应用于500kW以下的感应电机变频调速、不间断电源以及脉冲电源。
门极可关断晶闸管GTO是一种既可在门极加正脉冲使之由断态变为通态，又可在门极加负脉冲使之由通态变为断态的器件，因此这种器件可控制电路的通断。
四、电力电子技术在各领域当中的应用
目前，电力电子技术已经被应用于各个领域当中，从电力到工业再到交通，无不有其身影，且目前开始迅速想家电、通信以及节能方面开始发展。
(一)电力系统当中对电力电子技术的应用
将电力电子技术引入电力系统并获得广泛应用的领域，首推应是同步发电机励磁系统，这种励磁系统由于动作迅速，容易设计出高顶值电压，并且控制功率小，因而，作为电压调节系统具有优越的性能;另一领域是交流电动机的变频调速，它的应用，节约了可观的电能。近年来，国外还研究将电力电子技术引入抽水蓄能电站，以提高水泵水轮机的效率，并已取得成果。
在电力系统的发电、输电和配电环节中都离不开电力电子器件和电力电子技术。电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用极大地改善这些设备的运行特性。在输电环节中，电力电子器件大量应用于高压输电系统，被称为“硅片引起的第二次革命”，大幅度改善了电力网的稳定运行特性。配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和小对称度的要求，还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用，成功地解决了这些难题。
(二)一般工业中对电子电力技术的应用
在工业中大量应用交直流电动机进行电力拖动，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。近年来电力电子变频技术的迅速发展，使交流电机的调速性能可与直流电机媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。
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。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
(三)家用电器中对电力电子技术的应用
照明在家用电器中有十分突出的地位。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”，正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之一。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。
五、结语
当前，电力电子技术仍在不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛，从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。
参考文献
[1]张文亮，汤广福，查鲲鹏，等.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报，2010(04).
[2]滕乐天，何维国，刘隽，等.电力电子技术对上海电网发展的革新与挑战[J].供用电，2009(07).
[3]万江，陈铁，郭真红，等.基于单周控制的光伏双频并网逆变器研究[J].电力系统保护与控制，2010，38(1)：10-13.
电力电子技术论文发表篇二
电力电子技术的发展
[摘 要]本文回顾了电力电子技术的发展，阐述了电力电子技术发展的趋势，论述了现代电力电子的应用领域，并对电力电子技术的未来做出展望。
[关键词]电力电子技术，发展趋势，应用
中图分类号：TM1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)12-0328-01
引言
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。
一、电力电子器发展回顾
整流管是电力电子器件中结构最简单，应用最广泛的一种器件。电力整流管对改损耗和提高电流使用效率等方面都具有非常重要的作用。自1958年美国通用电气GE公司研制出第一个工业用普通晶闸管开始，其结构的改进和工艺的改革为新器件开发研制奠定了基础，在以后的十年间开发研制出双向，逆变、逆导、非对称晶闸管，至今晶闸管系列产品仍有较为广泛的市场。1964年在美国第一次试制成功了0.5kV/0.01kA的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平，在当前各种自关断器件中GTO容量最大，其在大功率电力牵引驱动中有明显的优势，因此，它在中压、大容量领域中占有一席之地。70年代研制出GTR系列产品，其额定值已达1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有组成的电路灵活成熟，开关损耗小、开关时间短等特点，在中等容量、中等频率的电路中应用广泛，而作为高性能，大容量的第三代绝缘栅型双极性晶体管IGBT，因其具有电压型控制，输入阻抗大、驱动功率小，开关损耗低及工作频率高等特点，其有着广阔的发展前景。
二、电力电子器件发展趋势
电力半导体器件是电力电子应用技术的基础，必须重视电力电子器件的发展。国际上电力半导体器件经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)和场控器件(IGBT和功率MOSFET)三个阶段。进入90年代，电力电子器件的研究和开发已进入大功率化、高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。我们将50Hz的标准工频大幅的提高之后，使用这样工频的电气设备的体积与重量就能大大缩小，使电气设备制造节约材料，运行时节电就更加明显，设备的系统性能亦大为改善，尤其是对航天工业其意义十分深远的。故电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新的主导方向。而硬件结构的标准模块化是器件发展的必然趋势。
三、现代电力电子的应用
1、计算机高效率绿色电源
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会，同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代，计算机全面采用了开关电源，率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。计算机技术的发展，提出绿色电脑和绿色电源。根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定，桌上型个人电脑或相关的外围设备，在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦，就符合绿色电脑的要求，提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。
2、通信用高频开关电源
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展，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。目前，在程控交换机用的一次电源中，传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代，高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。
3、直流-直流(DC/DC)变换器
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20～30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源)，同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。随着大规模集成电路的发展，要求电源模块实现小型化，因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构，目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块，功率密度有较大幅度的提高。
4、不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流，一部分能量给蓄电池组充电，另一部分能量经逆变器变成交流，经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量，另一路备用电源通过电源转换开关来实现。现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件，电源的噪声得以降低，而效率和可靠性得以提高。
5、变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速，其在电气传动系统中占据的地位日趋重要，已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压，然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器，将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出，电源输出波形近似于正弦波，用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
6、大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50～l59kV，电流达到0.5A以上，功率可达100kW。自从70年代开始，日本的一些公司开始采用逆变技术，将市电整流后逆变为3kHz左右的中频，然后升压。进入80年代，高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件，将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源，取消了高压变压器油箱，使变压器系统的体积进一步减小。国内对静电除尘高压直流电源进行了研制，市电经整流变为直流，采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压，然后由高频变压器升压，最后整流为直流高压。
四、结束语
总而言之，电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展，新技术的出现又会使许多应用产品更新换代，还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现，将标志着这些技术的成熟，实现高效率用电和高品质用电相结合。这几年，随着通信行业的发展，以开关电源技术为核心的通信用开关电源，仅国内有20多亿人民币的市场需求，吸引了国内外一大批科技人员对其进行开发研究。开关电源代替线性电源和相控电源是大势所趋，因此，同样具有几十亿产值需求的电力操作电源系统的国内市场正在启动，并将很快发展起来。还有其它许多以开关电源技术为核心的专用电源、工业电源正在等待着人们去开发。
参考文献
[1] 王兆安刘进军，电力电子技术，机械工业出版社，2011.8(5).
[2] 王正元，面向新世纪的电力电子技术，电源技术应用，2001.4(3).
[3] 万遇良，电力电子技术的发展趋势及应用，电工电能新技术，1995.(2).
[4] 周志敏，电力电子技术的发展与创新.
[5] 肖元真，张良，我国电力电子技术发展展望，中国科技信息，1994.(3).
看了“电力电子技术论文发表”的人还看：
3.电子技术论文发表
4.电子技术论文范文