电力电子技术的应用及其发展

2014-04-07李勇

黑龙江科学 2014年10期

李勇

（黑龙江太平洋科技有限公司，哈尔滨 150090）

随着经济的快速发展，我国的电力事业得到了广阔的发展，现如今，电能已经成为人们生产、生活离不开的一种重要能源之一，但是，随着经济社会的发展，人们对电能需求迅猛增加，传统与电能相关的技术已经不能满足现代社会人们发展的要求。电力电子技术是随着经济的发展、科学的进步而发展起来的一门新兴科学，其是知识、信息、智力相结合的密集型技术。电力电子技术的应用有效地促进了我国经济社会的快速发展，尤其是对我国电力事业的发展产生了重要的意义。据市场调查显示，电力电子技术在我国发展的潜力巨大，所以，我们要更加努力，不断提升自己的专业素质，使我国的电力电子技术得到不断的创新和发展。

1 对电力电子技术应用的探讨

1.1 电力电子技术在用电领域的广泛应用

该方面的应用主要包括以下几点内容：第一，通过电力电子技术，可以优化电机的运行。电动机所消耗的电量可达到总电量的一半以上，应用电力电子技术而生产的变频控制技术，可以使电动机长期处于高效运行的状态，可以有效减少电机运行中电能的消耗，提高企业的经济效益。第二，高能量密度电源的应用。电力电子技术所生产的高能量密度电源具有体积小、质量轻、效率高的特点，现阶段该电源开关已经被广泛应用到各个领域中。随着经济的发展，电力电子技术的突飞猛进，一些电源采用电力电子技术后，效率都得到大大提高，如稳压稳流电源、高精度洁净电源等。

1.2 电力电子技术在信息产业领域的广泛应用

电力电子技术的应用为信息技术的发展提供了先进的电源及先进的控制系统，现阶段，其已经成为促进信息领域快速发展的重要因素之一。在信息产品的电路中，正在用MOS场效应管取代双极晶体管来完成各种变换，其用量越来越多。尤其是计算机、打印机、DVD整机中都安装着许多发动机，所以，电力电子技术的应用可以有效控制这些电动机运行的效果，使效果更加理想。

1.3 电力电子技术在发电领域的广泛应用

其具体包括以下几方面的内容：第一，通过对电力电子技术的应用，已经将传统发电机直流励磁转化为由中频交流励磁和电力电子整流相结合的方法，并且在推广应用过程中取得了良好的效果，其运行的可靠性也得到了提高。第二，电力电子技术的应用有效地改变了水轮发电机的变频励磁。发电频率取决于发电机的转速，采用了电力电子技术后，将水轮发电机直流励磁转变为低频交流变频励磁。当水流量减少时，提高励磁频率，可以把发电频率补偿到额定，延长水轮发电机的发电周期，解决水力发电中发电机工作时间受季节性水流量影响而导致的频率无法调节、浪费较多水能的问题。这对大型水力发电设施来说，具有巨大的经济效益。

2 电力电子技术的未来发展趋势

从近几十年的发展历程中我们可以看出，半导体的发明与应用有效地推动了电子技术的快速发展，其中晶闸管等电力半导体在这一过程中发挥了重要的作用。在进入20世纪70年代后，半控型晶闸管形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和半导体制造工艺水平的不断提高，先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。近期研制的以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件，开始向大容量高频率、响应快、低损耗的方向发展，这又是一个飞跃。步入20世纪90年代后，电力电子技术得到突飞猛进的发展，与该技术有关的产品也得到进一步升级，大都朝着智能化、模块化方向发展，逐步形成了电力电子技术的三步走模式及理论的研发，产品的研制、产品的应用，成为国际科研领域的新星，成为经济社会发展的热门行业。但是，就目前我国电力电子技术发展现状来看，还不容乐观，其中电力半导体器件的研发与应用同西方发达国家相比，还存在较大的差距，还比较落后，所以，如果在21世纪国际电力电子技术迅猛发展的背景下，我国半导体器件的落后状态得不到改善，将直接影响我国国民经济的快速发展，因此，对于我国电力电子技术的发展趋势来说，仍然任重而道远。