張國柱

【摘 要】本文筆者首先簡單介紹了電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程，進而分析了電力電子技術(shù)在各領(lǐng)域的具體應(yīng)用，在一定程度上體現(xiàn)了該技術(shù)在我國國民經(jīng)濟中所具有的重要作用。

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用

0前言

電力電子技術(shù)指的是通過運用電力電子器件進行控制和轉(zhuǎn)換電能的一種技術(shù)，也被稱作為是功率電子技術(shù)，它是在電力領(lǐng)域應(yīng)用的一門新型的技術(shù)。而現(xiàn)代化的電力電子技術(shù)則是知識密集型的一種技術(shù)，它的理論基礎(chǔ)是高新技術(shù)知識。事實上，它是電子學(xué)在大電流、高電壓等電工或強電領(lǐng)域的分支，另外也是電工學(xué)在電子或電流弱點領(lǐng)域的分支。微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)是現(xiàn)階段技術(shù)的發(fā)展主流。在電能的傳輸、獲取、利用、變換等各環(huán)節(jié)都會應(yīng)用到電力電子技術(shù)，它在很大程度上提高了節(jié)能效益、用電效率和供電質(zhì)量。在電氣自動化領(lǐng)域中電力電子技術(shù)所發(fā)揮的作用越來越重要，它為電能的產(chǎn)生、輸出、利用提供了很好的平臺，從而從根本上使電能的利用效率得以提升[1]。

1電力電子技術(shù)的發(fā)展歷程

第一只晶閘管是上世紀50年代問世的，自此以后，電力電子技術(shù)開始應(yīng)用于現(xiàn)代電氣傳動領(lǐng)域中。在晶閘管的基礎(chǔ)上又開發(fā)了包括可控硅整流裝置在內(nèi)的一系列設(shè)備，從而使電能的控制和轉(zhuǎn)換進入了變流器時代。隨著電力電子技術(shù)的工藝制造水平的逐漸完善和提高，電力電子器件相關(guān)的功能和應(yīng)用也得到迅速的發(fā)展，前后共經(jīng)歷晶閘管整流時代、逆變時代、變頻器時代。在80年代末90年代初，正式步入了現(xiàn)代電力電子時代。

1.1電力電子技術(shù)的晶閘管整流時代

大功率工業(yè)用電的來源主要是工頻（50Hz）交流發(fā)電機，大約有五分之一的電能在實際的應(yīng)用過程中以直流的形式消耗了，諸如造紙和軋鋼等的直流傳動、城市無軌電車以及電氣和地鐵機車等的牽引、化工原料和有色金屬等的直流電解這些領(lǐng)域。工頻交流電對直流電的高效率轉(zhuǎn)變是通過大功率硅整流器實現(xiàn)的。在上世紀六、七十年代晶閘管和大功率硅整流管的應(yīng)用和開發(fā)取得了高速的發(fā)展。曾經(jīng)有一段時間全國各地都進入了創(chuàng)辦硅整流器廠的高潮，目前一些生產(chǎn)硅整流器半導(dǎo)體的廠家就是在那個時期成立的。人們也稱這個時期為晶閘管整流時期。

1.2電力電子技術(shù)的逆變時代

電力電子技術(shù)的逆變時代是在上個世紀七十年代之后產(chǎn)生的，自關(guān)斷器件就是在這個時代被制造出來的。當時整個世界范圍都爆發(fā)了能源危機，而交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)能夠在很大程度上節(jié)約能源，因為這樣的原因它得到了快速的發(fā)展。變頻調(diào)速這項技術(shù)能夠把直流電通過逆變成為范圍是0-100Hz的交流電。進行大功率逆變所需要的門極可關(guān)斷晶閘管、巨型功率晶體管以及晶閘管等器件是當時電力電子配套器件中非常重要的組成部分。盡管這個時期的電力電子技術(shù)在一定程度上可以進行逆變和整流，但是受到中低頻范圍的限制，其工作的頻率比較低[2]。

1.3現(xiàn)代電力電子變頻器時代

集成電路技術(shù)在上個世紀80年代之后得到了非常廣泛的應(yīng)用，為后續(xù)電力電子技術(shù)能夠迅猛發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的高壓電流技術(shù)和精細加工技術(shù)進行有機的結(jié)合，然后再投入使用。傳統(tǒng)電力電子學(xué)和半導(dǎo)體復(fù)合器件正在向現(xiàn)代電力電子學(xué)轉(zhuǎn)變。這代表著傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)正式步入了現(xiàn)代電力電子變頻器時代。因為大規(guī)模集成電路技術(shù)的出現(xiàn)使得各種新型器件的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變?yōu)槟K化、復(fù)合化，生產(chǎn)出具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊的電力電子器件，而且還將各種器件的優(yōu)點綜合到一起。這些器件的出現(xiàn)完善了變頻調(diào)速的性能，同時也為實現(xiàn)用電設(shè)備的節(jié)能、機電智能化和一體化、小型輕量化的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

2電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用

現(xiàn)階段，電力電子技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。好多先進的國家正在由工業(yè)經(jīng)濟模式逐漸轉(zhuǎn)變成為信息經(jīng)濟模式。而電力電子技術(shù)是進行傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造、發(fā)展高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)之間建立其了紐帶和橋梁。隨著近年來一些新型器件性能的逐漸提高和完善，許多高性能的變流裝置得到了廣泛的應(yīng)用。這不僅促使電力電子技術(shù)的進一步發(fā)展，而且對自動控制技術(shù)、集成電路技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電路拓撲技術(shù)以及信息傳遞技術(shù)等的進步也有重要的影響。由此可見，電力電子技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣闊，在我國國民經(jīng)濟的發(fā)展中占有越來越重要的地位。

2.1在再生能源發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)階段，電力能源主要是來源于污染嚴重、資源有限的化石燃料。但是，一些可再生能源諸如水能、風能、太陽能、地熱能、生物質(zhì)能、海洋能以及燃料電池等步入了快速發(fā)展階段。這些可再生的綠色能源具有不受地域資源限制、無污染、永不枯竭等優(yōu)勢，因此在很多領(lǐng)域都得到非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)預(yù)測，到2060年的時候世界上一半以上的電力能源消耗都將來源于可再生資源。

風能是可再生資源里比較重要的部分，而風能資源在全球范圍內(nèi)都比較豐富。據(jù)不完全統(tǒng)計，風能的潛能是全球用電量的五倍以上。此外，風能發(fā)電還不會產(chǎn)生污染，還能使全球二氧化碳的排放量得以降低，而且風能發(fā)電還具有投資靈活、周期短、占地少的優(yōu)勢，它能產(chǎn)生很好的社會效益和經(jīng)濟效益。在可再生資源中太陽能和水能也占有非常重要的位置。我國目前水電所蘊藏的能量大約是6.67億千瓦，其中有3.78億千瓦能夠開發(fā)，具有很大的開發(fā)潛力。太陽能光伏發(fā)電是能源領(lǐng)域非常新鮮的力量，而且其資源也非常豐富。無論是太陽能發(fā)電還是水能發(fā)電都需要運用現(xiàn)代電力電子技術(shù)[3]。

2.2在電力節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用

現(xiàn)階段，電力與現(xiàn)代工業(yè)能源具有越來越密切的關(guān)系，電力因為具有利用率高、使用范圍廣、穩(wěn)定、清潔等優(yōu)勢，因此廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的方方面面，電能已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的能量的源泉。據(jù)調(diào)查顯示，我國工業(yè)用電量的增長速度是每年15.9%。但是很多的發(fā)展中國家的工業(yè)用電還不是很合理，用電效率比較低，造成了對資源的浪費。隨著世界上化石能源越來越枯竭，降低電能消耗具有非常重要的意義，而要想降低電源消耗、提高電源效率就必須運用現(xiàn)代化的電力電子技術(shù)，從而達到節(jié)約原材料、優(yōu)化性能的目的。

2.3在改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

電力電子技術(shù)是計算機與機電設(shè)備的重要媒介，也是連接弱電控制強電的紐帶，它為微電子技術(shù)應(yīng)用于新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域提供了條件。在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用電力電子技術(shù)，電能通過控制系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)化成勞動力，從而把工人們從環(huán)境惡劣、勞動強度大的工作環(huán)境中解放出來，進入現(xiàn)代化智能的工作環(huán)境中工作，這在很大程度上使勞動生產(chǎn)力得到提高，從而使很多環(huán)境問題得到解決[4]。

3結(jié)語

綜上所述，電力電子技術(shù)是一各發(fā)展前景非常廣闊的產(chǎn)業(yè)，它是一門綜合信息、智力、知識的密集型技術(shù)，具有實用性高、應(yīng)用范圍廣、高效節(jié)能的優(yōu)勢，幾乎會涉及到用電方面的所有領(lǐng)域。通過對電力電子技術(shù)進行科學(xué)的應(yīng)用，能夠在一定程度上有效的提升我國經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，而且還會對節(jié)約電力能源和提高生產(chǎn)效率起到積極的促進作用。因此，電力電子技術(shù)必然會成為我國國民經(jīng)濟發(fā)展中非常重要的產(chǎn)業(yè)。

參考文獻：

[1]熬揚浩.電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探究[J].電子測試，2016，06：127.

[2]張娜.電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，03：247.

[3]劉增金.電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探究[J].電子世界，2011，09：19—25.

[4]張秀菊，張劍樞.電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，21：179.