論我國大容量電力電子技術與應用

劉景豪

作者是以一個高中生的角度，同時參考親身經(jīng)歷來講述電力電子技術的應用在我國的發(fā)展，并且結合高中電力學知識來闡述電力電子技術的應用原理。在當今社會，電子技術已經(jīng)獨立成為一項專門的學科，并且與其他專業(yè)相互滲透，其發(fā)展速度也越來越快，它的應用領域也不斷的在開發(fā)，導致現(xiàn)在各個領域都與電子技術多多少少有些關聯(lián)，本文重點從高中電力學知識出發(fā)，探討大容量電力電子技術的發(fā)展和應用。

【關鍵詞】大容量 電力電子 技術水平 發(fā)展應用

隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，我國在電子技術方面的水平也得到了很大的提升，如今，電子技術的應用已經(jīng)涉及到我們生活的方方面面，任何電器的使用都離不開電力的支持，小到一個開關，大到國家科研技術的研究，正是電力電子技術的廣泛應用才使電子技術不斷發(fā)展電力電子技術的發(fā)展如此之快主要是其應用廣，電子技術的開發(fā)對人類來說意義重大，首先離我們最近的是燈的使用，電的出現(xiàn)直接讓人類的生活從原始的昏暗環(huán)境進入到現(xiàn)代光明的社會，再到如今生活處處離不開電的支持。電的出現(xiàn)給我們的生活帶來了光明，從此，電被人們進行更深入的開發(fā)。

在高中物理當中涉及到電力方面的理論知識，主要有電流與電阻，電磁學及電勢能等內容，其中，電磁學中的重要內容電磁感應的原理是：變化的磁場能夠產(chǎn)生感應電流，當有一個導體放置在變化的磁場當中時，該導體就會自行產(chǎn)生電流，如將導體閉合，即形成一個閉合的回路。這項理論知識在生活中的應用很常見，如許多發(fā)電機就是根據(jù)這項原理發(fā)明出來的，還有家里的電磁爐等也是同樣的道理。所以說，很多高中的物理內容雖然大部分是純理論，但其在生活中的應用只要用心觀察，會發(fā)現(xiàn)其實它無處不在。

1 大容量電力電子技術

在電學當中，大容量電力電子技術的實質是采用一種大功率的半導體材料將電能進行變化和傳輸，這是一項新型的電子技術，應用于大多數(shù)電力領域內。這一項技術最早是出現(xiàn)在上世紀60年代的美國，當時認為，電力電子是由三個學科組合而成的技術，這三個學科分別是：電子學，電力學，控制理論。在我國的生活生產(chǎn)中，涉及到多種能源的利用，不僅僅是電能的使用，大容量電力電子技術的出現(xiàn)能將這種可開發(fā)的電能轉換成其他能量，從而達到使用功能，如生活中常用到的太陽能熱水器就是利用這項原理，將空氣中投射過來的太陽輻射能通過這種轉換器轉換成熱能，從而供給人們生活使用，這種加熱方式比通過消耗電能來加熱更加環(huán)保。除此之外，電力電子技術在生產(chǎn)中還有很多其他的作用：

（1）將電能使用最佳化，經(jīng)電力電子技術的處理后，電能使用將更加高效合理，達到節(jié)能的效果。

（2）發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，電力電子技術的使用將改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并且，這項技術是一種弱電控制強點的媒體，也是一些機電設備和計算機之間的接口，是將計算機與運用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎。

（3）電力電子技術智能化。

我國還處在發(fā)展階段，在各項生產(chǎn)工業(yè)中都要應用到能源，但能源畢竟有限，如果不能高效利用對于很多工廠來說利益將會降低，而對于整個人類社會來說，能源枯竭將是一場巨大的災難，因此全球都在提倡節(jié)能環(huán)保，而我國對電能的需求量又大，尤其是許多大型的產(chǎn)業(yè)和技術產(chǎn)業(yè)都需要大容量的電能，電容量越大，操控起來就難，而大容量電力電子技術則能起到用弱電控制強電的作用，此外，在傳統(tǒng)工業(yè)實現(xiàn)智能化，自動化及節(jié)能化的效果中起著橋梁的作用，所以這項技術的應用領域也越來越廣，在我國的航空航天，能源，工業(yè)制造，交通等領域都有應用。

2 電力電子技術在電力系統(tǒng)的應用

2.1 電力系統(tǒng)的節(jié)能

物理學中在講電學方面的知識時，物理老師講過，發(fā)電廠生產(chǎn)出來的電電壓很高，不能直接運送，因為根據(jù)公式I=U/R（I是電流，U是電壓，R是電阻）電壓越高，運輸過程中損耗的電能就越大，所以廠家在運輸之前要將高電壓轉換為低電壓，在這個過程當中，電能會損耗一部分，這部分的損耗產(chǎn)生無功率的浪費，主要原因是在生產(chǎn)電能源的過程中電能源發(fā)生變化，導致發(fā)電機組不能完美的配合，從而產(chǎn)生無功功率的浪費，電力電子技術是通過控制變負荷電動機的運轉速度來實現(xiàn)電能的良好的生產(chǎn)和使用，在我們國家，這項技術還尚在研究探索階段，但在國外已經(jīng)非常成熟，雖然電力電子技術能夠通過以上方式對電能進行控制，然而在實際使用過程中也存在一些問題，實際上，變負荷電動機的成本很高，并且在運轉中對電網(wǎng)有很大的影響，所以目前在我國的適用范圍并不廣，僅僅使用于一些中型和大型的電廠。盡管如此，這項技術還在不斷的研發(fā)，畢竟電力電子技術能夠對配送電的過程進行控制，從而保證電能的質量及穩(wěn)定。

2.2 在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用

在電力生產(chǎn)的電場中，不僅電能的配送過程中會產(chǎn)生電能損耗，同樣，在電力的生產(chǎn)中也會產(chǎn)生損耗，且相對于發(fā)電量，其損耗的電能不在少數(shù)，且在高低壓轉換的過程當中也會消耗一部分電能，為了滿足電力生產(chǎn)節(jié)能的要求，在高低壓的轉換過程當中使用一種風機水泵變頻機來達到降低損耗的電能，并且提高轉換效率的效果。21世紀太陽能的發(fā)現(xiàn)使它成為新世紀的新型能源，被大量的進行開發(fā)和使用，利用太陽能發(fā)電如今成為全世界奮斗的目標，在將電能轉換過程中電力電子技術也解決了大功率電流轉換器的問題。

大容量的電能是我國很多工廠生產(chǎn)所需的必備能源，電力電子技術的使用在很多方面解決了這種大容量電能的投入使用問題。在高中物理學中涉及的理論知識還比較淺顯，大部分還是基礎理論，但了解了最基礎的知識對于生活中的技術拓展運用才能有一個大概的概念，生活中的電子產(chǎn)品越來越多，使用的人數(shù)也越來越多，其中應用到的電力學知識就越廣，作為新時期的高中生，除了掌握課堂上的理論知識外，更要留心觀察這些理論知識在生活中的運用。

3 結束語

大容量電力電子技術的出現(xiàn)確實對我國的生產(chǎn)和發(fā)展起到很大的促進作用，但這項技術在我國還不夠成熟，因此需要更多的研究和探索，作為一名高中生，對于物理學這項理論知識的使用還需要進一步的深入和進行網(wǎng)絡了解。

參考文獻

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作者單位

平頂山市第一中學 河南省平頂山市 467000