前言：本站為你精心整理了電氣工程中電力電子技術的應用范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

【摘要】隨著社會經濟體系完善，我國行業都取得了跨越式的發展，各工程項目已成為我國經濟總收入的重要組成部分。在電氣工程中，為適應社會發展需求，將電力電子技術科學、高效的應用在電氣工程中，不僅可以提高運行效率，更能促進電氣工程持續健康發展，對電氣工程來說具有重要的作用。本文將圍繞電力電子技術的內涵和發展現狀，以及在電氣工程中的具體應用展開分析，并提出電力電子技術在電氣工程中應用的優化策略。

【關鍵詞】電子電力技術;電氣工程;應用

近幾年，隨著科學技術水平的不斷進步和發展，電力電子技術日趨成熟，應用范圍愈加廣泛，包括工業、農業、交通、國防等多個領域。電力電子技術就是利用電子設備及電子技術對電能進行轉換和控制，實現了弱電子控制強電力的一種新興技術。在電氣工程中，電力電子技術已經成為必不可少的一部分，在電動機和發電機中的應用更加突顯其優勢，不僅提高了電能生產與利用、轉換等方面的效率，起到節約能源的作用，更能增強電力系統運行的穩定性和安全性，對各領域的持續發展具有深遠的意義。

1電力電子技術的概述

電力電子技術是一種新興的應用于電力領域的電子技術，主要是利用電力電子器件對電能進行轉換和控制的技術[1]，其中電力電子器件包括閘管、GTO（高斯型軌道）、IGBT（大功率半導體開關器件）等。電力電子技術多轉換的電能功率小到1W或是1W以下，達到兆瓦甚至是千兆瓦，與信息電子技術不同之處是電力電子技術主要是實現電力轉換，而信息電子技術主要是處理相關信息數據。電力電子技術根據實用功能可分為電力電子器件制造技術和變流技術兩個部分[2]，變流技術的內容包括整流、逆變、斬波、變頻等。目前，電力電子技術已經成為現代電氣工程與自動化專業中主要的專業基礎課，對培養專業技術人才起到關鍵性作用。電力電子技術的涵蓋范圍比較廣，包括電子學、電工原理以及自動控制三大學科，因其大功率的特點，通常服務于強電工業，也屬于電工類學科。電力電子技術的主要內容包括電子器件、電力電子電路與電力電子裝置以及對應系統。電力電子器件基于半導體材料，常用材料為單晶硅，所以說電力電子器件是以半導體物理學為理論基礎，以半導體器件工藝為主要工藝技術。近幾年，隨著高端科技的發展，微電子學技術被廣泛應用在電力電子器件中，因此，現如今的電力電子技術良好繼承了電子學的理論基礎，結合電力電子器件的特點以及電能轉換的基本要求，成功的開發出多種電能轉換電路[3]，例如控制、觸發、顯示、保護、信息處理等二次回路以及外圍電路，再將這些電路應用于不同領域中，進而組成了多種用途的整機，也被叫做電力電子裝置，然而將這些裝置與負載、配套設施等構成了一個系統。電力電子技術的主要作用包括優化電能使用、改造傳統產業與發展機電一體化等新興產業、促進機電設備向高頻化方向發展以及電子技術改革。

2電力電子技術的發展進程

眾所周知，晶體管的出現標志著固態電子時代的到來，可以說晶閘管的誕生意味著電子技術將奔向更高的發展軌道。近幾年，隨著各種高端技術不斷涌現，電力電子技術得到了發展，應用范圍越來越廣泛。回顧電力電子技術的發展歷程，可以總結出電力電子技術經歷了晶閘管時代、逆變時代和變頻時代三個階段。首先是晶閘管時代，晶閘管時代也叫作晶閘管整流時代，在上世紀六十年代和七十年代中取得了較為優異的成績。在當時主要是用過50HZ的交流發電機為工業生產提供大功率服務，而直流供電僅占一小部分。當代，我國諸多電廠為滿足工業生產供電需求，急需將交流電轉換成直流電，因此，大功率的晶閘管和硅整流器順勢而生，可以從根本上解決直流電的供電需求，從此便進入了晶閘管整流時代[4]。其次是逆變時代，在上世紀七十年代后，世界范圍內出現了嚴重的能源危機，人們對節約能源越加關注，國家為緩解能源危機，制定了節能減排的發展戰略，未響應國家號召，工業生產常使用交流電機。在此背景下，自關斷器件得到開發和利用，隨之進入電力電子技術的逆變時代。逆變就是將直流電轉換成交流電，可以有效節約能源，提高工業生產效率，其中就包括GTO、GTR以及大功率逆變晶閘管。最后是變頻器時代，在逆變時代中，雖然有效的將直流電轉換成交流電，實現了電流的逆變的整流，但相對來講，逆變的工作效率較低，無法滿足工業生產的供電需求，繼而在上世紀八十年代后期，為提高電力供電效率，集成電路應運而生。集成電路可以將高壓大電流技術和經濟加工技術完美融合，從此進入電力電子變頻器時代，電力電子技術得到進一步發展。在此時期，電力電子器件所處的環境越加復雜，各器件的結構也隨之越來越緊密，功能越來越強大，這也標志著電力電子技術未來應朝著高頻化的方向發展。

3電力電子技術應用在電氣工程中的重要意義

電力電子技術是在計算機技術和自動化控制技術的基礎上實現電能間互相轉換的這一功效，因此，電力電子技術不僅可以提高電氣系統的工作效率以及強化電氣系統的自控能力，更能提升電氣系統的服務質量，以便更好的服務于強電工業，對電氣工程具有重要意義，主要體現在以下幾方面：第一，電力電子技術可以有效提高電氣系統的自動智能化程度。電力電子器件的不斷開發和應用為電力電子技術提供了更為廣闊的發展空間，有效促進了電氣系統向自動智能化方向發展，而模糊控制和智能化控制的飛速發展又為電力電子器件的發展奠定了堅實的基礎。第二，電力電子技術可以增加經濟效益和社會效益[5]。由于電力電子技術的大功率特點，可以有效提高電力電子器件和電氣系統的工作效率以及電能轉換效率，還可以節約資源和能源，更能為公眾提供安全、可靠的電力資源，可以說對經濟效益和社會效益兩方面具有深遠的意義。第三，電力電子技術的應用不僅可以在技術方面發揮優勢，更能為企業發展提供完善的產業結構和管理模式。電力電子技術的進一步發展，刷新了企業管理者的發展觀，不僅為企業發展提供先進的技術支持，更能重新審視企業運行的產業結構和管理模式，為順應時展趨勢，企業管理者不得不制定符合時代特征的管理模式，開發新型產業，從而為企業持續發展提供充足保障。

4電力電子技術在電氣工程中的具體應用

晶閘管是電力電力器件發展的基礎，對我國電氣工程發展具有至關重要的作用。隨著電力技術的飛速發展和不斷完善，交流變頻技術逐漸被推廣應用，而作為第一代電力電子器件，半控型晶閘管已經無法跟上現代化電氣系統發展的腳步，自此，第二代全控型電力電子開關得到開發和應用，主要包括CTR、GTO、P-MOSEFT（電壓驅動器件）等，主要是為了使各種器件能夠更好適應各個電流、電壓額等電氣系統。第二代全控型電力電子開關在實際應用中較大的控制電流予以支撐，這也為電流的控制增加了不小的難度。其中MOSEFT作為一種電壓驅動器件，不僅對驅動電力沒有太大的要求，更能提高器件的開關速度，使器件在安全工作區可以穩定、順暢運行。然而，MOSEFT的同臺電壓額會隨著額定電壓的增高而加倍增高，限制了P-MOSEFT的發展。因此，為適應各種器件的運行需求，新一代復合型電力電子器件IGBT和MGT順勢而生，其中IGBT具有高輸入阻抗、高速運轉的的特性，與MOSEFT不盡相同，另一方面，還具有與GTR相同的大電流面密度特性，是一種混合型器件[6]。相比第一代和第二代電力電子器件來講，新一代復合型電力電子器件IGBT和MGT以其高效的開關速度、較低的通態電壓和寬且穩的運行效率以及驅動電路簡單等優勢特點，在電氣系統中被廣泛應用，更加符合現代化電氣工程對電力器件的根本需求。新一代復合型電力電子器件，在機械復合化技術的支持下，無論是生產規模還是推廣力度都在不斷擴大和加強，在電力電子器件復合化發展的同時，深入推進電力電子器件向模塊化方向發展對其未來更為關口的發展空間提供更多可能。隨著電力電子器件的不斷完善和進步，為更好適應電力電子器件的需求，由電力電子器件構成的變換器電路也隨著不斷更新和完善，原有的變頻器電力基本上無法滿足新一代電力電子器件的需求[7]。而諧奪式直流環逆變器可以從根本上滿足新一代電力電子器件的需求，不僅能夠降低開關運行的電能損耗，提高開關效率，而且將年便器放在高頻振蕩過零的諧振電路上，還能夠使電子器件在零電壓或零電流的情況下進行自由轉換。因此，加強變頻器電流從低頻向高頻方向發展，對電氣工程具有至關重要的作用，不僅可以節約能源，降低企業成本，還能促進電力系統走向集成化發展的道路上，發展前景關闊。近幾年，隨著電氣系統的不斷發展，人們對交流雕塑控制理論的研究越加深入，研究的目的是為了將復雜的適量變化和電動數學模型的處理簡單化。研究的主要內容針對交流調速控制理論的獨特性和創造性，以及控制結構簡單、手法直接等方面，明確了信號處物理的概念，具有轉矩響應迅速、提高調速效率等作用，成功打破了傳統交流調速方式，符合現代化電氣自動化技術發展的要求[8]。在變頻技術日趨成熟的基礎上，高靜態性能矢量控制性開始被公眾認可，并開始大量投入生產和實際應用中。高靜態性能矢量控制性主要是利用全數字控制和相關軟件對電氣系統實施自動化設定和智能化操作，以便提高變頻器的變頻結構控制盒的自適應控制能力[9]。在社會飛速發展的今天，各種先進的技術手段不斷涌現，與人們生活、工作之間的聯系越加緊密。在電氣工程中，基于單片機自動控制技術，變頻器運行的高效性、可控性、可維修性等一系列功能得到充分挖掘，并且不斷提高，對電力電子技術的發展起到至關重要的作用。

5結束語

綜上，電力電子技術的一系列研究對于電氣工程的發展具有深遠的意義。通過分析電力電子技術在電氣工程中的應用，我們可以總結出，這項技術能否更穩更快的發展對于電氣工程起到決定性的作用。相關技術人員應充分掌握該項技術的技術要點、操作技巧和涵義，才能在實際應用中充分發揮電力電子技術的優勢，更好的服務于強電工業，不斷探索更加符合社會發展需求的技術方法，為電氣工程持續健康發展提供可靠的技術保障。

參考文獻

[1]辛自愿.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].建筑工程技術與設計,2016(27).

[2]李敏.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].通訊世界,2015(23).

[3]劉飄羽.關于電力電子技術在電氣工程中的應用[J].科學與財富,2016(7).

[4]許志偉,黃雪原.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].大科技,2016(6).

[5]郁瑾.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].城市建設理論研究(電子版),2015(30).

[6]王曉明.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].裝飾裝修天地,2016(13).

[7]胡欣然,張海濤,劉洋等.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].山東工業技術,2016(13).

[8]胡潤華.電力電子技術在電氣工程中的應用[J].建筑工程技術與設計,2015(12).

[9]邸景立.電力電子技術在電氣工程中的應用淺談[J].建筑工程技術與設計,2015(13).

作者:王芳 單位:安徽電氣工程職業技術學院