分析電力電子技術(shù)在電氣工程中的運用

沈章文

摘要：在社會科技的發(fā)展進步下，電子科技為人們生活提供了更多的便利。其中，電力電子技術(shù)作為一種廣泛應(yīng)用在電力系統(tǒng)中的電子技術(shù)形式，能夠加強對電力系統(tǒng)中各個電子元件的轉(zhuǎn)換和控制，進而提升電力系統(tǒng)工作發(fā)展效率。電力電子技術(shù)由電子學、電工原理和自動化控制技術(shù)共同組成，三者相互配合，進一步加強了對電氣設(shè)備的控制和對電路的數(shù)據(jù)檢測，促進了人們對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定應(yīng)用。文章在闡述電力電子技術(shù)在電氣控制中應(yīng)用意義的基礎(chǔ)上，具體分析電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；電氣控制；應(yīng)用

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A

作為當前時代發(fā)展的大趨勢，電子技術(shù)的推廣應(yīng)用已經(jīng)成為了未來電氣工程項目的主要潮流。電能作為目前的主要的供給能源，在國內(nèi)的應(yīng)用極其廣泛，正是因為其地位的重要性和需求的廣泛性，為了提高電網(wǎng)運行的質(zhì)量和效率，進行電子技術(shù)的應(yīng)用是當前電氣工程發(fā)展的必然訴求。只有深刻認識到電力電子技術(shù)的優(yōu)勢，將其廣泛應(yīng)用，才能促進電氣工程更好的地發(fā)展和進步。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程

現(xiàn)今電力電子技術(shù)主要包含兩個方面，第一是電力電子技術(shù)在電路方面的應(yīng)用，也就是變流技術(shù)，第二方面是電子器件的制造技術(shù)方面的應(yīng)用。電力電子技術(shù)發(fā)展至今，其電力電子器件已經(jīng)經(jīng)歷了三代的技術(shù)革新發(fā)展，第一代的電力電子器件為半控制型器件，第二代是全控型電子器件，現(xiàn)今為第三代復(fù)合型電子器件。通過技術(shù)的不斷革新發(fā)展，其電子器件逐步實現(xiàn)了驅(qū)動、控制、保護電路和功率器件為一體的集成電路電子器件，雖然現(xiàn)今其器件功率較小，但是為電力電子技術(shù)的發(fā)展指明了方向。

2 電力電子系統(tǒng)在電氣工程中應(yīng)用的重要意義

作為人口大國，不僅有著龐大的用電群體，而且在地域上分布極為廣闊。在城鎮(zhèn)化速度越來越快，對于電力的需求也越來越大的基礎(chǔ)上，社會各界對于電氣工程要求也越來越高，不僅要求載荷大、容量大還需要穩(wěn)定性強安全性高，傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足人們的需求，這使得電子技術(shù)的應(yīng)用越來越迫切，對于技術(shù)的要求也越來越高。但是，目前由于技術(shù)的局限性和科技水平的制約，在電氣工程的建設(shè)中仍然存在一些問題，也會出現(xiàn)故障和效率低等問題。這種形式下，電力電子技術(shù)的應(yīng)用就顯得格外重要，該技術(shù)對于電氣工程系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性都發(fā)揮著極大的作用。電力電子技術(shù)能夠在電氣工程中進行廣泛應(yīng)用，不僅技術(shù)針對性強，適用性強，而且操作簡單方便，性能高，極大的推動了電氣工程的進步。

3 電力電子技術(shù)在電氣控制中的應(yīng)用分析

3.1 在電氣控制系統(tǒng)中軟開關(guān)控制裝置中的應(yīng)用

在電子技術(shù)和電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展下，電力系統(tǒng)本身對電磁的兼容性和工作效率要求提升，為此，需要電力裝置系統(tǒng)進行改進，提升裝置本身的輕便型和小型化。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，一般是通過開關(guān)控制來節(jié)省變壓器和電容器元件空間。但是這種開關(guān)控制的方式會帶來巨大的損耗，影響了電路發(fā)展效率，嚴重的還會產(chǎn)生一種額外的電磁干擾。電力電子技術(shù)支持下的軟開關(guān)控制裝置在某種程度上解決了噪音和過多損耗的問題，被相關(guān)人員廣泛的應(yīng)用在電力系統(tǒng)中。電力電子技術(shù)支持下的軟開關(guān)控制裝置在開關(guān)頻率大于1Mhz的情況下，也能夠保證自身性能達到最好的狀態(tài)，有效將各個簡單的電路并聯(lián)形成一種新的組合電路，有效提升了電力系統(tǒng)性能，被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。

3.2 電氣控制系統(tǒng)中的過電流保護

電力電子電路在出現(xiàn)運行故障之后會出現(xiàn)過電流的現(xiàn)象。針對這種問題的解決以往采用的是盡快切斷熔斷器、直流快速斷路器以及電流繼電器的方式來保護電力電子主要電路。但是現(xiàn)階段的電力電子器件變得越來越小，功率性能越來越大，傳統(tǒng)的保護系統(tǒng)裝置無法再起到作用。因而，為了減少過電流的現(xiàn)象，人們開始關(guān)注自動去除驅(qū)動控制信號方式。具體是指通過設(shè)置專門的過電流保護電子電路，對檢測過電流之后及時發(fā)出、調(diào)節(jié)或者驅(qū)動電路。以橋臂互鎖保護法應(yīng)用為例，具體分析在過電流故障下快速自動切除驅(qū)動信號的過程。橋式逆變電路在受到信號重疊或者開關(guān)器件延時時間長的時候會出現(xiàn)橋臂短路的問題。為此，需要應(yīng)用聯(lián)鎖的方式，通過聯(lián)通橋臂上兩個以上的元件來降低短路現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 在變頻技術(shù)中的應(yīng)用

在變頻技術(shù)日趨成熟的基礎(chǔ)上，高靜態(tài)性能矢量控制性開始被公眾認可，并開始大量投入生產(chǎn)和實際應(yīng)用中。高靜態(tài)性能矢量控制性主要是利用全數(shù)字控制和相關(guān)軟件對電氣系統(tǒng)實施自動化設(shè)定和智能化操作，以便提高變頻器的變頻結(jié)構(gòu)控制盒的自適應(yīng)控制能力。在社會飛速發(fā)展的今天，各種先進的技術(shù)手段不斷涌現(xiàn)，與人們生活、工作之間的聯(lián)系越加緊密。在電氣工程中，基于單片機自動控制技術(shù)，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(shù)的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。

3.4 高壓直流輸電技術(shù)的實際應(yīng)用

在電力中其高壓直流輸電是通過電子換流器將發(fā)電廠所輸出的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，然后在通過電網(wǎng)將直流電輸送到各個受電端，當直流電輸送到受電端之后在通過電子換流器轉(zhuǎn)換為交流電，最后通過輸電線路將點輸送給需要用電的用戶。由于高壓直流輸電所傳輸?shù)墓β瘦^交流電大，而且高壓直流電在輸送過程中對于線路的要求相對較低，且輸送過程穩(wěn)定和安全，因此現(xiàn)今基本都是采取的是高電壓大容量、長距離輸電、異步聯(lián)網(wǎng)等輸電技術(shù)。高壓直流輸電對于輸電線路成本要求非常小，而且電能在輸送過程中的損耗也小，利用高壓直流輸電方法能夠確保整個輸電線路的安全，還能夠?qū)⒉煌念~定頻率電網(wǎng)相互直接進行聯(lián)網(wǎng)。高壓直流輸電工程按照直流聯(lián)絡(luò)線一般分為單級聯(lián)絡(luò)線、雙極聯(lián)絡(luò)線以及同極聯(lián)絡(luò)線等直流輸電系統(tǒng)。

3.5 有源電力濾波器的應(yīng)用

電力電子技術(shù)支持下的有源電力濾波器工作原理是通過對電路系統(tǒng)補償元件的檢測分析，從中獲得相應(yīng)的等分量的諧波電流。之后借助補償裝置產(chǎn)生和諧波電流分量相反的電流分量，實現(xiàn)電流分量和被檢測諧波分量的互相抵消。通過這種的檢測，電網(wǎng)中的運行電流不再存在諧波電流，代替的是基波電流的存在。電網(wǎng)中的有源電力濾波器具有反映快速、抗干擾能力強的特點，主要由補償電路裝置和指令性的電流運算電路共同組成。在應(yīng)用電力電子技術(shù)的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)對電路系統(tǒng)中補償電流的檢測分析，進而有效獲得電力系統(tǒng)中的電路無功電流和諧波數(shù)量。

綜上所述，電力電子技術(shù)現(xiàn)今在電氣工程中最大的運用就是電力系統(tǒng)與電力機電能量方面的轉(zhuǎn)換，也是電氣工程技術(shù)發(fā)展的核心和電力電子技術(shù)的競爭核心。電力電子技術(shù)與我們每個人的生活息息相關(guān)，同時也關(guān)系到國家的發(fā)展，是我國走向世界的必不可少的一個環(huán)節(jié)。我相信隨著我國對于電子電力技術(shù)和對于專業(yè)人才培養(yǎng)方面的重視，我國的電力電子技術(shù)將會更上一層樓，逐步地趕上其它發(fā)達國家，造福人類。

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