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电力电子技术论文.doc引言
电力电子技术是应用与电力领域的电子技术,具体地说,就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,主要用于电力变换。目前所用的电力电子器件均为半导体制成,故也称电力半导体器件。通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础,而变流技术则是电力电子技术的核心。
电力电子又称“功率电子学”(英文:Power Electronics),简称PE,是应用于电力领域,使用电力电子元件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术分为电力电子元件制造技术和变流技术。一般认为,1957年美国通用电气公司研制出第一个晶体管是电力电子技术诞生的标志。1974年,美国的W. Newell提出:电力电子学是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而行成。这一观点被全世界普遍接受。
电力电子技术的发展史
随着1902年第一个整流器的问世,进而引入了功率电子学这个概念。原始整流器是一个内含液态汞的阴极放电管。这个汞蒸气型的整流器,可以将数千安培的交流电转换为直流电,其容忍电压也高达一万伏特以上。从1930年开始,这种原始的整流器开始匹配一个类似于通管技术的点阵式(或晶格结构)类比控制器,从而实现了直流电流的可控制性(引燃管,闸流管)。由于正向可通过的电压约为20伏特,进而乘于正向可通过的电流就产生了可观的电功率损失,由此而来的投资和运营成本等等也会相应的增加。因而这种整流器在现今的功率电子技术方面并不会得到广泛的应用。
随着半导体在整流方面的应用,第一个半导体整流器(硒和氧化亚铜整流器)被发明出来。
1957年,通用电气研发出第一种可控式功率型半导体,后来命名为晶闸管。之后进一步地研发出多种类型的可控式功率型半导体。这些半导体如今也在驱动技术方面得到广泛应用。
1 电力电子技术的应用
电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。
自20世纪80年代,柔性交流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。
在发电环节中的应用
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以改善这些设备的运行特性为主要目的。
大型发电机的静止励磁控制
静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。
水力、风力发电机的变速恒频励磁
水力发电的有效功率取决于水头压力和