电力电子学的发展前景.doc

电力电子学的发展前景 技术分类： 电源技术? | 2003-08-12 兼论电力电子学与节能 ??????? 一. 电力电子学发展前景述评 ??????? 1973年，Newell在美国以电力电子学命名的专家会议上，提出电力电子学是电气工程三大主要领域：电力、电子与控制之间的边缘科学。与此同时，他还对电力电子学的发展前景作了如下六点估计： ??????? (1)采用电力半导体器件的电力电子装置将继续发展，并出现过去未开拓的新领域。 ??????? (2)借助于电子计算机的电路分析与器件模拟技术，将进一步发展，使理论的系统设计成为可能。而电力电子学将因此成为一门学科。 ????????(3)电力半导体器件经过研究和发展，将和小信号元件同样取得迅速的发展。 ??nb sp;???? (4)规格化的、一般用途的开关模块(组件)，将进一步向廉价、可靠、多功能发展。模块中还将包含控制电路在内。 ??????? (5)高等院校中开始出现电力电子学专业，国家将要求某些大学设这门学科。 ??????? (6)本学科内，有关专业(如器件和电路)间的交流协作将加强，并出现有关电力电子学的专门人才。?五年以後，日本的原岛文雄在《电气学会杂志》发表了一篇题为“电力电子学展望”的论文。认为形势的发展正同Newell所作的六点估计相同，并另作了以下五点补充。 ??????? (7)高压及快速半导体器件将继续提高性能并降低价格。 ??????? (8)交流调速技术将不断发展和普及。 ????????(9)引入微电子技术後系统的控制性能将进一步提高。 ??????? (10)降低无功功率及抑制高次谐波的技术将发展。 ??????? (11)电力电子学将和节能结合，成为今後重要的发展方向。?近两年来，节能已成为电力电子学发展的中心议题，国际上不断有专著或论文报道，并因此促进了交流调速等技术的发展。?1980年日本电气学会全国大会上，佐藤则明发表了“电力电子学的新方向”(总论)一文，再次肯定了原岛文雄对发展前景所作的五点估计，并作了三点补充，强调了下述一些应用方面将迅速发展。 ????????(12)直流输电、新能源技术等发电输电方面的应用。 ??????? (13)斩波器电车、超高速铁道等车辆方面的应用。 ??????? (14)电力用高频振荡技术。?以上是近七年来，各国专家对电力电子学发展前景的估计和评述。这些估计有一定的连续性，说明经过时间的考验它们是正确的。从具体内容来看，逐年又有所增添，这是电力电子学迅速发展的必然结果。?上述14点，我们可以以节能为中心，将其他各点分为三个方面归纳如下，表中括号内数字是上述14点估计的序号。 ??????? 由表一模仿Newell关于电力电子学的倒三角定义，将电力电子学的当前动向绘于图一。图中括号内序号意义同上。此图强调了节能的中心位置。 ??????? 从国内来看，除部份工作尚未展开外，大部份工作已开始进行或有所发展。从发展的趋势来看，上述14点估计对我国电力电子学发展有重要的参考意义。 ??????? 我国对节能技术也十分重视，电力电子技术在节能方 面的应用已经开始。今後应普及电力电子技术在节能上作用的认识，围绕节能加快电力电子技术的发展。 ??????? 在人才培养方面，我国高等院校已开始或正在设置电力电子学专业，电力电子及电力半导体研究生也正在开始或计划培养之中。目前参加电力电子学会活动的大专院校已有五十余个。 ??????? 在电力半导体器件方面，正如发展前景所作的估计，也正在向功率、快速、模块、廉价四个方向发展。并根据我国当前情况，正特别强调与加强可靠性、成品率、全面参数三方面的工作。 ??????? 在电力电子装置方面，我国当前生产最多的是牵引、电化和电热冶金、直流传动、励磁四类装置，但正如发展前景所估计的：斩波调速、交流调速、直流输电、静止补偿等方面，也已有所发展或正在开始工作。 ??????? 在控制技术方面，微电子技术已成 为重要议题并有所采用。现代控制理论也已为电力电子工作者所重视。 ????????应特别指出的是：电力电子技术对日用电器的发展具有重要影响。实际上，电力半导体器件中大部分是中小型器件。在国外，日用电器是电力电子技术的最大市场之一。但由于作为发展阶段己经过去，故未列入发展前景的估计之内。我国在发展过程中，一直未能重视小功率电力半导体器件及日用电器的生产，所以和国外差距很大。当前正在大力发展日用机电产品，所以有必要强调电力电子技术为日用电器服务。由于我国民用市场庞大，估计将有一个良好的应用前景。 ??????? 二.电力电子技术正在加快发展的步伐 ??????? 电力电子技术的发展，加强了器件、电路、装置、系统和控制各