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现代电力电子技术论文六篇

现代电力电子技术论文范文1

现代电力电子技术的进展方向,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月末六十年月初的硅整流器件,其进展先后经受

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很多

新领域的应用。八十年月末期和九十年月初期进展起来的、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)沟通发电机供应,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

地把工频沟通电转变为直流电,因此在六十年月和七十年月,大功率硅整

流管和晶闸管的开发与应用得以很大进展。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

七十年月消失了世界范围的能源危机,沟通电机变频惆速因节能效果

显著而快速进展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的沟通

电。在七十年月到八十年月,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

进入八十年月,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛进展,为现代

电力电子技术的进展奠定了基础。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,消失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进展,而后绝缘门极双极晶

体管(IGBT)的消失,又为大中型功率电源向高频进展带来机遇。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。新型器件的进展

不仅为沟通电机变频调速供应了较高的频率,使其性能更加完善牢靠,而

且使现代电子技术不断向高频化进展,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供应了重要的技术基础。

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快速进展，使得沟通电机的调速性能可与直流电机

相媲美，沟通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

纳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

年来也采纳了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避

开起动时的电流冲击而采纳了软起动装置，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纳电力电子技术。电气机车中的直流机车中采纳

整流装置，沟通机车采纳变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在

将来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动

外，车辆中的各种帮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掌握，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很多掌握电机，它们也要靠变频器和斩波器

驱动并掌握。飞机、船舶需要许多不同要求的电源，因此航空和航海都离

不开电力电子技术。假如把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子

技术。以前的电梯大都采纳直流调速系统，而近年来沟通变频调速已成为

主流。3、电力系统

电力电子技术在电力系统中有着特别广泛的应用。据估量，发达国家