電力電子技術(shù)的含義精選(九篇)

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第1篇：電力電子技術(shù)的含義范文

關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);經(jīng)濟(jì)影響;可再生能源發(fā)電

中圖分類號(hào):TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-1145(2009)27-0010-02

一、電力電子的含義和任務(wù)

從學(xué)科的角度講，電力電子的主要任務(wù)是研究電力電子(功率半導(dǎo)體)器件、變流器拓?fù)浼捌淇刂坪碗娏﹄娮討?yīng)用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電、磁能量的變換、控制、傳輸和存貯，以達(dá)到合理、高效地使用各種形式的電能，為人類提供高質(zhì)量電、磁能量。電力電子的研究范圍與研究?jī)?nèi)容主要包括:(1)電力電子元、器件及功率集成電路。(2)電力電子變流技術(shù)，其研究?jī)?nèi)容主要包括新型的或適用于電源、節(jié)能及電力電子新能源利用、軍用和太空等特種應(yīng)用中的電力電子變流技術(shù);電力電子變流器智能化技術(shù);電力電子系統(tǒng)中的控制和計(jì)算機(jī)仿真、建模等。(3)電力電子應(yīng)用技術(shù)，其研究?jī)?nèi)容主要包括超大功率變流器在節(jié)能、可再生能源發(fā)電、鋼鐵、冶金、電力、電力牽引、艦船推進(jìn)中的應(yīng)用;電力電子系統(tǒng)信息與網(wǎng)絡(luò)化;電力電子系統(tǒng)故障分析和可靠性;復(fù)雜電力電子系統(tǒng)穩(wěn)定性和適應(yīng)性等。(4)電力電子系統(tǒng)集成，其研究?jī)?nèi)容主要包括電力電子模塊標(biāo)準(zhǔn)化;單芯片和多芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì);電力電子集成系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性等。

從工程應(yīng)用的角度看，無(wú)論是電力、機(jī)械、礦冶、交通、石油化工、輕紡等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是通信、激光、機(jī)器人、環(huán)保、原子能、航天等高科技產(chǎn)業(yè)，都迫切需要提供高質(zhì)量的電能，特別是要求節(jié)能。而電力電子則是實(shí)現(xiàn)將各種能源高效率地變換成高質(zhì)量電能、節(jié)能、環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要手段，它已經(jīng)成為弱電控制與強(qiáng)電運(yùn)行之間，信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)之間，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、節(jié)能化、機(jī)電一體化的橋梁。電力電子的突出特點(diǎn)是高效、節(jié)能、省材，所以電力電子已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)技術(shù)，是現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)和國(guó)防的重要支撐技術(shù)。因此，無(wú)論上述諸多高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，還是各種傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，乃至照明、家電等量大面廣的，與人民日常生活密切相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域，電力電子產(chǎn)品已無(wú)所不在。由于目前我國(guó)還沒(méi)有形成獨(dú)立自主的、完整的、強(qiáng)大的電力電子的產(chǎn)業(yè)體系，因此它已成為制約我國(guó)建立獨(dú)立自主的現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)和國(guó)防體系的瓶頸之一。

二、電力電子技術(shù)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的廣泛影響及其重要性

下面結(jié)合可再生能源發(fā)電、分布式發(fā)電、電力質(zhì)量控制、電力牽引和電機(jī)驅(qū)動(dòng)、國(guó)防和前沿科學(xué)技術(shù)等實(shí)例，進(jìn)一步具體說(shuō)明電力電子技術(shù)在這些經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用及其重要性。

(一)可再生能源發(fā)電

可再生能源(R E)主要包括風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物能和地?zé)崮艿取８鞣N能源由于其轉(zhuǎn)化為電能的方式不同，將其送入電網(wǎng)時(shí)必須應(yīng)用電力電子技術(shù)按用戶的要求對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和控制。天然氣雖然不是可再生能源，但它通過(guò)提煉轉(zhuǎn)化為氫氣后，再通過(guò)燃料電池轉(zhuǎn)化為電能，對(duì)環(huán)境零污染，也可達(dá)到綠色能源的要求。諸多系統(tǒng)中直流-直流變流環(huán)節(jié)、儲(chǔ)能控制環(huán)節(jié)、直流-交流逆變環(huán)節(jié)和并網(wǎng)控制環(huán)節(jié)均不可缺少電力電子技術(shù)。

值得指出的是，大部分可再生能源直接產(chǎn)生的能量通常是不穩(wěn)定的。以風(fēng)能為例，并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電都要用到大容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，為了盡可能多地利用風(fēng)能資源，通常多臺(tái)大容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)并聯(lián)，由于風(fēng)場(chǎng)風(fēng)力的不穩(wěn)定性，它們?cè)诓⒕W(wǎng)時(shí)如果不加控制和調(diào)節(jié)，就會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，同時(shí)為了保證將盡可能多的有功能量送入電網(wǎng)，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還必須有儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，并需解決存儲(chǔ)能量再次轉(zhuǎn)化的問(wèn)題，上述這些過(guò)程都需要利用電力電子技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制。

綜上所述，開(kāi)發(fā)和利用可再生能源與電力電子技術(shù)特別是大功率變流技術(shù)密切相關(guān)，無(wú)論是其中的能量變換、儲(chǔ)存、發(fā)電機(jī)控制和并網(wǎng)控制均離不開(kāi)電力電子這一關(guān)鍵技術(shù)。

(二)分布式發(fā)電

分布式發(fā)電技術(shù)(Distributed Generation)已得到了發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍關(guān)注。目前，國(guó)外已有多種分布式發(fā)電技術(shù)獲得了工業(yè)應(yīng)用，它使得發(fā)電設(shè)備更加靠近用戶，不但減小了人們對(duì)遠(yuǎn)距離輸電的依賴，而且提高了人們使用可再生能源發(fā)電的興趣，提高了用戶用電的獨(dú)立性、可靠性、安全性和災(zāi)變應(yīng)變能力。風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、燃料電池發(fā)電和小型高速渦輪發(fā)電機(jī)(Micro Turbine Generator)發(fā)電等分布式發(fā)電系統(tǒng)都有賴于電力電子技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)安全、可靠、高效的運(yùn)行。

根據(jù)Darnell公司的報(bào)告，從2003年到2008年，全球用于分布式與混合式發(fā)電設(shè)備(DCG)的電力電子產(chǎn)品(包括逆變器、頻率變流器、靜態(tài)傳輸開(kāi)關(guān)，直流-直流變流器、交流-直流電源和集成大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等)將以年均12.2%的速度增長(zhǎng)，即將從18550MVA增加到32981MVA。

由此可見(jiàn)，分布式與混合式發(fā)電設(shè)備(DCG)涉及的電力電子技術(shù)是未來(lái)分布式發(fā)電系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)之一。

(三)電能質(zhì)量控制

電力電子技術(shù)在輸、配電中的應(yīng)用是電力電子應(yīng)用技術(shù)最具有潛在市場(chǎng)的領(lǐng)域。眾所周知，從用電角度來(lái)說(shuō)，利用電力電子技術(shù)可以有效地進(jìn)行節(jié)電改造，提高用電效率;從輸、配電角度來(lái)說(shuō)，必須利用電力電子技術(shù)提高輸配電質(zhì)量。近10多年來(lái)，隨著電力電子器件和變流技術(shù)的飛速發(fā)展，高壓大功率電力電子裝置的諸多優(yōu)良特性決定了它在輸、配電應(yīng)用中具有強(qiáng)大的生命力。目前，電力電子技術(shù)在電能的發(fā)生、輸送、分配和使用的全過(guò)程起著重要的作用。

以在配電中的應(yīng)用為例，近年來(lái)，電力需求的不斷增加，非線性電子設(shè)備和敏感負(fù)載對(duì)電力質(zhì)量提出更高要求，為了得到最大輸電量和保證在分布系統(tǒng)的公共連接點(diǎn)有高的電力質(zhì)量，電壓調(diào)節(jié)、無(wú)功/諧波控制和補(bǔ)償以及電力潮流控制技術(shù)已成為必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，典型的設(shè)備有電力調(diào)節(jié)器、靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)、有源濾波器、靜止調(diào)相機(jī)(STATCOM)和電力潮流控制器等。

上述現(xiàn)代電力系統(tǒng)應(yīng)用的電力電子裝置幾乎都無(wú)一例外使用了全控型大功率電力電子器件、各種新型的高性能多電平大功率變流器拓?fù)浜虳SP全數(shù)字控制技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)均是國(guó)外大公司的核心技術(shù)。

(四)電力牽引和電機(jī)驅(qū)動(dòng)

在發(fā)達(dá)國(guó)家，約40%能源是通過(guò)電能的形式消耗的，而總電能的50%～60%又用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合，其中大部分是用于風(fēng)機(jī)和水泵驅(qū)動(dòng)。Darnell公司作市場(chǎng)調(diào)查后認(rèn)為，從2003年到2008年，北美市場(chǎng)的變頻器將會(huì)以每年11.5%的速度增長(zhǎng)，從3.63億美元增加到6.28億美元。

通用場(chǎng)合下的電機(jī)調(diào)速均采用電力電子與電力傳動(dòng)技術(shù)，目前該技術(shù)已經(jīng)比較成熟。但一些高壓大功率應(yīng)用(電力牽引，中、高壓高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)等)場(chǎng)合，依然是這一領(lǐng)域的技術(shù)制高點(diǎn)。

(五)現(xiàn)代國(guó)防和前沿科學(xué)研究

電力電子在現(xiàn)代化國(guó)防中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，它已成為該領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。所有現(xiàn)代國(guó)防裝備的特種供電電源、電力驅(qū)動(dòng)、推進(jìn)、控制等均涉及電力電子核心技術(shù)。而在快中子堆、磁約束核聚變、環(huán)保等前沿科學(xué)研究以及激光、航空航天、航母等前沿技術(shù)中，超大功率、高性能的變流器及其控制系統(tǒng)也是必不可少的核心部件和基礎(chǔ)，而這些均屬電力電子范疇。

三、電力電子技術(shù)目前在我國(guó)的發(fā)展、應(yīng)用現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題

雖然我國(guó)電力電子的開(kāi)發(fā)研究已有50年歷史，過(guò)去我們已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是與超大規(guī)模集成電路的發(fā)展一樣，該領(lǐng)域科技發(fā)展速度太快，加之我國(guó)財(cái)力和原有基礎(chǔ)薄弱的限制，特別是面臨國(guó)外高科技的沖擊等原因，我國(guó)電力電子有被“邊緣化”的趨勢(shì)，即各行各業(yè)都迫切需要，但是各應(yīng)用領(lǐng)域均沒(méi)將其作為研究重點(diǎn)，國(guó)內(nèi)解決不了就依靠進(jìn)口。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，目前我們與國(guó)外先進(jìn)水平的差距還是很大的。當(dāng)前存在的主要問(wèn)題是:目前我國(guó)生產(chǎn)的大多數(shù)電力電子產(chǎn)品和裝置還主要基于晶閘管;雖然也能制造一些高技術(shù)的電力電子產(chǎn)品和裝置，但是它們均是采用國(guó)外生產(chǎn)的電力電子器件和組件以組裝集成的方式制造的;特別是先進(jìn)的全控型電力電子器件則全部依賴進(jìn)口，而許多關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈和國(guó)家安全的若干關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)和軟硬件，國(guó)外均對(duì)我國(guó)進(jìn)行控制和封鎖。我們正面臨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的嚴(yán)峻形勢(shì)，特別是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈和國(guó)家安全的若干關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)水平的差距更大，迅速改變這一現(xiàn)狀是我們面臨挑戰(zhàn)和義不容辭的任務(wù)。

過(guò)去，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門雖然引進(jìn)了不少國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，也強(qiáng)調(diào)了國(guó)產(chǎn)化的問(wèn)題，盡管它們中的絕大多數(shù)幾年后都可以達(dá)到國(guó)產(chǎn)化率70%的要求，可是只要我們仔細(xì)分析一下，就不難發(fā)現(xiàn)，最終國(guó)外公司拒絕轉(zhuǎn)讓的技術(shù)和重要部件，均涉及高技術(shù)的電力電子及電力傳動(dòng)產(chǎn)品中的核心技術(shù)。各應(yīng)用領(lǐng)域所涉及的關(guān)鍵電力電子技術(shù)可概括為:大功率變流技術(shù);電力電子及其系統(tǒng)控制技術(shù);大功率逆變器并網(wǎng)技術(shù);大功率全控電力電子器件和電力電子全數(shù)字控制技術(shù)等。與國(guó)外的主要差距和存在的問(wèn)題是:全控電力電子器件國(guó)內(nèi)不能制造;大功率變流器制造技術(shù)水平較低，裝置可靠性差;電力電子全數(shù)字控制技術(shù)水平還處于初級(jí)階段;應(yīng)用系統(tǒng)控制技術(shù)和系統(tǒng)控制軟件水平較低;缺乏重大工程經(jīng)驗(yàn)積累等。高性能大功率變流裝置目前幾乎全部依靠進(jìn)口。

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第2篇：電力電子技術(shù)的含義范文

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái),電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無(wú)軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

1.3變頻器時(shí)代

進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高頻開(kāi)關(guān)電源

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

2.3直流-直流(DC/DC)變換器

DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無(wú)級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

2.4不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。

目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

2.5變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。

國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開(kāi)始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源

高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。

逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。

由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過(guò)對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。

2.7大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源

大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。

自從70年代開(kāi)始,日本的一些公司開(kāi)始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。

國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。

2.8電力有源濾波器

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。

2.9分布式開(kāi)關(guān)電源供電系統(tǒng)

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期,對(duì)分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

3.高頻開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)

在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開(kāi)關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開(kāi)關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。

3.1高頻化

理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開(kāi)關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為“開(kāi)關(guān)變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。

3.2模塊化

模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見(jiàn)的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開(kāi)關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn),模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開(kāi)關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。

3.3數(shù)字化

在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開(kāi)關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開(kāi)了。

3.4綠色化

電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開(kāi)關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著新型電力電子器件和適于更高開(kāi)關(guān)頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn),現(xiàn)代電源技術(shù)將在實(shí)際需要的推動(dòng)下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)下,由于功率器件性能的限制而使開(kāi)關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性,使器件性能對(duì)開(kāi)關(guān)電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓?fù)浜托滦偷目刂萍夹g(shù),可使功率開(kāi)關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài),從而可大大的提高工作頻率,提高開(kāi)關(guān)電源工作效率,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。

第3篇：電力電子技術(shù)的含義范文

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無(wú)軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

1.3變頻器時(shí)代

進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高頻開(kāi)關(guān)電源

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

2.3直流-直流(DC/DC)變換器

DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無(wú)級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

2.4不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。

目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

2.5變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。

國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開(kāi)始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源

高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。

逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。

由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過(guò)對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。

2.7大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源

大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。

自從70年代開(kāi)始,日本的一些公司開(kāi)始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。

國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。

2.8電力有源濾波器

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。

2.9分布式開(kāi)關(guān)電源供電系統(tǒng)

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期,對(duì)分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

3.高頻開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)

在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開(kāi)關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開(kāi)關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。

3.1高頻化

理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開(kāi)關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為“開(kāi)關(guān)變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。

3.2模塊化

模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見(jiàn)的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開(kāi)關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn),模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開(kāi)關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。

3.3數(shù)字化

在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在

六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在

八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開(kāi)關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開(kāi)了。

3.4綠色化

電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

第4篇：電力電子技術(shù)的含義范文

關(guān)鍵詞：智能變電站；運(yùn)行維護(hù)；技術(shù)分析

引言

未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的必然方向就是智能電網(wǎng)，我國(guó)對(duì)于智能電網(wǎng)的建設(shè)已進(jìn)入了一個(gè)全新新時(shí)期。智能變電站作為電網(wǎng)的重要組成部分，其智能化的建設(shè)實(shí)現(xiàn)將對(duì)建設(shè)整個(gè)電網(wǎng)智能化起到關(guān)鍵作用。而保證智能化變電站智能化目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素就是其運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的運(yùn)用，因此，通過(guò)對(duì)智能化變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的探討進(jìn)而提高其運(yùn)行水平和社會(huì)效益對(duì)整個(gè)國(guó)家電網(wǎng)來(lái)說(shuō)具有積極意義。

1 智能化變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)的含義

智能化變電站，主要是對(duì)變電站的智能化一次設(shè)備（電子式互感器、智能化開(kāi)關(guān)等）和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過(guò)程層、間隔層、站控層）的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)二十四小時(shí)自動(dòng)監(jiān)控，減少值班人員的運(yùn)行模式。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化、信息數(shù)字化、共享標(biāo)準(zhǔn)化等方法，以先進(jìn)、集成、可靠的智能化設(shè)備為主要平成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)、評(píng)估檢修周期、自動(dòng)控制電網(wǎng)、在線分析決策、智能調(diào)節(jié)調(diào)度等功能。使得電站運(yùn)行變得更加安全、穩(wěn)定。最終實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2 智能變電站設(shè)備運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要求

隨著微機(jī)、電力電子技術(shù)新技術(shù)的應(yīng)用，使得變電站設(shè)備運(yùn)行和管理具有自主管理的能力。變電站能夠自動(dòng)的向管理人員報(bào)告設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出檢修和試驗(yàn)等方面的請(qǐng)求。因此，智能化新技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于設(shè)備和系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)提出了較高的要求，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 對(duì)運(yùn)行維護(hù)的管理的要求

由于智能變電站對(duì)于微機(jī)、電力電子技術(shù)新技術(shù)的應(yīng)用，相應(yīng)的對(duì)于專業(yè)技術(shù)要求會(huì)更高，同時(shí)對(duì)運(yùn)行維護(hù)模式和人員配置也提出新的要求。智能變電智能設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)要求檢測(cè)手段、運(yùn)維技術(shù)、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)目標(biāo)、作業(yè)流程和方法等需明確且具備有一定的操作性。

2.2 保證設(shè)備和系統(tǒng)的穩(wěn)定性

建設(shè)智能化變電站的核心任務(wù)就是保證設(shè)備和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。運(yùn)維人員要時(shí)常要對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維修，避免出現(xiàn)死機(jī)、傳輸數(shù)據(jù)有誤等問(wèn)題。另外，智能變電站的檢查和維修依賴對(duì)于數(shù)據(jù)信息的可靠性和準(zhǔn)確性的依賴性很強(qiáng)，因此，要嚴(yán)格按照操作標(biāo)準(zhǔn)和安全管理規(guī)范來(lái)對(duì)設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行操作，從而確保設(shè)備和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 對(duì)運(yùn)維人員技能的要求

目前大部分自動(dòng)化專業(yè)運(yùn)行維護(hù)人員的知識(shí)面不夠全面、基礎(chǔ)知識(shí)也不是很牢固。尤其是在網(wǎng)絡(luò)通信和單片機(jī)技術(shù)等方面還十分欠缺，常規(guī)的站、綜自站應(yīng)對(duì)通訊問(wèn)題、設(shè)備問(wèn)題都存在薄弱環(huán)節(jié)。在更依賴于通信、高速處理器的智能變電站存在的問(wèn)題更加嚴(yán)重。二次系統(tǒng)相互融合，多種應(yīng)用相互關(guān)聯(lián)，對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員提出了更高的要求。

2.4 對(duì)設(shè)備廠家提出要求

目前我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)還處于初級(jí)階段，設(shè)備廠家的很多技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)還存在很多的不足，如：缺乏對(duì)設(shè)備的缺陷和故障的處理手段、作業(yè)流程不規(guī)范具體、系統(tǒng)配置不完整、缺乏對(duì)程序版本管理控制等等。

3 智能化變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1 一次設(shè)備運(yùn)維

智能變電站其主要特點(diǎn)就是設(shè)備操作智能化，設(shè)備可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，自動(dòng)化水平有所提高。特別是在設(shè)備上采用了微機(jī)、電力電子技術(shù)等新型傳感器技術(shù)使得設(shè)備能夠自動(dòng)根據(jù)電壓波形圖調(diào)整電壓，把握跳合閘時(shí)間，從而確保電壓穩(wěn)定正常。對(duì)于一次設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1.1 電子式電壓互感器

當(dāng)電壓不平衡時(shí)，如果一相為零，如果另兩相電壓不升高，則為一相采集異常，如果另兩相電壓升高或升高為線電壓，則為一相接地故障。如果合并單元采集器出現(xiàn)問(wèn)題，則造成問(wèn)題的可能原因是光纖回路和采集器發(fā)生故障。遇到數(shù)據(jù)采集異常時(shí)采取防止保護(hù)及自動(dòng)裝置誤動(dòng)的技術(shù)措施從而確保計(jì)量不出現(xiàn)異常和遺漏。

3.1.2 電子式電流互感器

電子式電流互感器本體發(fā)熱，裝置內(nèi)部有放電聲或者異常聲音，采集燈顯示異常信號(hào)。出現(xiàn)以上情況時(shí)應(yīng)向相關(guān)部門匯報(bào)，并聯(lián)系生產(chǎn)廠家進(jìn)行更換處理。在進(jìn)行更換時(shí)應(yīng)注意如果互感器出現(xiàn)問(wèn)題只需替換電子互感器不需要替換合并單元。為了避免影響電子式互感器壽命，在停電檢修時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉合并單元電源。送電前應(yīng)先將電源合上，避免激光電源長(zhǎng)期工作。

3.1.3 智能斷路器

對(duì)于智能斷路器主要包括氣體的檢漏和SF6含水量檢測(cè)。對(duì)于氣體的檢漏要使用專用的檢漏儀，防治焊縫、密封面和管路接頭處密封不嚴(yán)或有裂縫情況的出現(xiàn)。在設(shè)備運(yùn)行時(shí)，如果設(shè)備內(nèi)部發(fā)生閃絡(luò)等現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致SF6分解出多種產(chǎn)物；加上由于大氣中的水份滲透到絕緣中。這些情況會(huì)造成設(shè)備內(nèi)部形成較高的含水量。在較高的氣壓下，過(guò)量的水分會(huì)導(dǎo)致氣絕緣氣體的絕緣性下降從而影響斷路器的正常工作。要定期對(duì)斷路器進(jìn)行巡檢包括檢查接線頭有無(wú)松動(dòng)，瓷套有無(wú)破損等情況從而避免閃絡(luò)的現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 二次設(shè)備的維護(hù)

對(duì)于智能變電站來(lái)說(shuō)以往傳統(tǒng)變電站對(duì)二次設(shè)備檢查模式已不能滿足現(xiàn)代電力發(fā)展的要求，因此需要對(duì)與智能化變電站二次設(shè)備的維護(hù)提出更高的要求。

3.2.1 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控各裝置數(shù)據(jù)集配置正確。結(jié)合實(shí)際的操作功能檢查要重點(diǎn)檢查全站SCD配置文件。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)分析儀

要確保交換機(jī)的配置、型號(hào)、額定參數(shù)應(yīng)與設(shè)計(jì)相符合。網(wǎng)絡(luò)分析儀在維護(hù)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的解析能力，要求其能簡(jiǎn)單明了的顯示網(wǎng)絡(luò)報(bào)文所代表的含義，應(yīng)用顏色來(lái)區(qū)分和標(biāo)記異常報(bào)文。

3.2.3 保護(hù)裝置

主要觀察設(shè)備本身是否運(yùn)行正常、是否有告警信息、從裝置背后觀察GOOSE和MU通訊光口閃爍是否正常、光纖熔接有無(wú)斷點(diǎn)。同時(shí)要注意在現(xiàn)場(chǎng)工作前，按要求投入“裝置檢修狀態(tài)”壓板；在保護(hù)工作結(jié)束驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)確保護(hù)狀態(tài)是為許可前狀態(tài)，裝置無(wú)故障或告警信號(hào)，保護(hù)定值及定值區(qū)切換正確，GOOSE鏈路正常等。

3.3 運(yùn)行監(jiān)視和故障分析

在智能變電站中，一次設(shè)備和二次設(shè)備之間的開(kāi)關(guān)位置信號(hào)、控制信號(hào)等信息的傳輸是通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行的。具過(guò)程體來(lái)說(shuō)，就是過(guò)程層與間隔層之間、間隔層和變電站層之間都是通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的。設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息自動(dòng)化操作，可以方便快捷的進(jìn)行自作，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。同時(shí)，智能變電站把信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，通過(guò)具有故障錄波功能的設(shè)備，可以完成對(duì)通過(guò)的信息進(jìn)行記錄和監(jiān)控，同時(shí)也可以直接把信息傳送到后臺(tái)系統(tǒng)中。此外，通過(guò)微機(jī)、電力電子技術(shù)等新型傳感器技術(shù)，能夠完成信息的采集并獨(dú)立進(jìn)行檢測(cè)，為設(shè)備檢修提供一定的數(shù)據(jù)依據(jù)。

第5篇：電力電子技術(shù)的含義范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 ,進(jìn)程, 智能化, 發(fā)展

Abstract: along with the development of information technology, mechanical and electrical integration technology development is rapid, "mechanical and electrical integration" is to take machinery, electronics and information technology to organic union, in order to realize the industrial production and process optimization of the whole a high and new technology. Mechanical and electrical integration is refers to the Lord in the equipment institutions function, power function, the information processing functions and control function introduce electronic technology, mechanical and electronic device design and software combined form the floorboard of the system. Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology, this paper introduces the basic characteristics of the electromechanical integration technology, this paper analyzes the development trend of the electromechanical integration technology.

Keywords: electromechanical integration, process, intelligent, development

中圖分類號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

“機(jī)電一體化”在國(guó)外被稱為Mechatronics，意為機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。它是在以微型計(jì)算機(jī)、機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，對(duì)各組成要素間的信息處理、接口耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞和能量變換進(jìn)行研究，使整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。

一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

（一）、機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其它高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能

上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)制造過(guò)程中，經(jīng)典的機(jī)械理論與工藝應(yīng)借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，同時(shí)采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。

（二）、其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

（三）、系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，它是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

（四）、傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高?，F(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)，它是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。

（五）、自動(dòng)控制技術(shù)其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適

應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

二、機(jī)電一體化的技術(shù)基本特征

機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。機(jī)電一體化是一個(gè)綜合的概念，涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩方面內(nèi)容。前者是指包括技術(shù)基礎(chǔ)、技術(shù)原理在內(nèi)的、使機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。后者是指采用機(jī)

電一體化技術(shù)，在機(jī)械產(chǎn)品基礎(chǔ)上創(chuàng)造出來(lái)的新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品?！皺C(jī)電一體化”已成為當(dāng)今世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，也帶動(dòng)了傳統(tǒng)機(jī)械工業(yè)的一場(chǎng)新的革命。機(jī)械工業(yè)要爭(zhēng)生存，求發(fā)展，必須走機(jī)電一體化之路。學(xué)科隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展, 還將被賦予新的內(nèi)容。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程

（一）、我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965 年，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，現(xiàn)已初步形成了包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。微電子技術(shù)是現(xiàn)代電子信息技術(shù)的直接基礎(chǔ)，如微機(jī)控制的數(shù)控機(jī)床己不再是傳統(tǒng)的機(jī)床；又如汽車的電子化導(dǎo)致汽車工業(yè)的革命，目前先進(jìn)的現(xiàn)代化汽車，其電子裝備已占其總成本的70% 。進(jìn)入信息化社會(huì)，集成電路成為武器的一個(gè)組成單元，電子戰(zhàn)、智能武器應(yīng)運(yùn)而生。雷達(dá)的精確定位和導(dǎo)航，戰(zhàn)略導(dǎo)彈的減重增程，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)，巡航導(dǎo)彈的圖形識(shí)別與匹配，以及各類衛(wèi)星的有效載荷和壽命的提高等等，其核心技術(shù)都是微電子技術(shù)。

（二）、以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

四、機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)

20 世紀(jì)90 年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）、智能化是21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。人工智能在機(jī)電一體化的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是其重要應(yīng)用。

（二）、微型化興起于20 世紀(jì)80 年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過(guò)

1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

（三）、系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。

結(jié)論：

機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王偉.淺談機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展[J].青年文學(xué)家.2011(24)

第6篇：電力電子技術(shù)的含義范文

關(guān)鍵詞：電子電力技術(shù);智能電網(wǎng);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）35-0039-02

智能電網(wǎng)是現(xiàn)代之中逐漸演化出的基本概念，其所包括的具體含義也就是通過(guò)智能化程序進(jìn)行電網(wǎng)的具體操控，這個(gè)操控過(guò)程中減少人工的投入，也就減少人工出現(xiàn)失誤的可能性。隨著各種先進(jìn)技術(shù)的不斷展開(kāi)，先進(jìn)電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)之中應(yīng)用同樣值得探討，希望幫助該行業(yè)能有效的發(fā)展。

1 先進(jìn)電子電力技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)電子電力技術(shù)已經(jīng)成為了智能電網(wǎng)中重要的作用，在這里進(jìn)行先進(jìn)電子電力技術(shù)的基本介紹，現(xiàn)代之中主要分為三種先進(jìn)技術(shù)：FACTS技術(shù)、SVC技術(shù)和TCSC技術(shù)，三種技術(shù)都有著各自的優(yōu)勢(shì)，在這里進(jìn)行探討。

1.1 FACTS技術(shù)

FACTS通過(guò)電力電子設(shè)備為基礎(chǔ)，并且通過(guò)現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)于電力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行快速靈活控制，通過(guò)進(jìn)行這種良好的控制過(guò)程，進(jìn)而提高線路的相應(yīng)輸送能力和可靠程度，這種技術(shù)很好的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

1.2 SVC技術(shù)

SVC技術(shù)作為現(xiàn)代之中的靈活交流輸電裝置，也是先進(jìn)電子電力技術(shù)的代表技術(shù)，其應(yīng)用于智能電網(wǎng)之中，作用主要為保證系統(tǒng)電壓較為穩(wěn)定、增強(qiáng)系統(tǒng)的輸送能力。也是幫助現(xiàn)代智能電網(wǎng)進(jìn)行有效的提升。

1.3 TCSC技術(shù)

可控串補(bǔ)技術(shù)在常規(guī)串控技術(shù)的基礎(chǔ)上得到了發(fā)展，同樣作為先進(jìn)電子電力技術(shù)的代表，提升了現(xiàn)代電力系統(tǒng)的相關(guān)穩(wěn)定性，提升了線路的輸送能力。

2 電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

電子電力技術(shù)在現(xiàn)代之中已經(jīng)得到了較為長(zhǎng)足的發(fā)展，所以將先進(jìn)電子電力技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代智能電網(wǎng)之中有著十分重要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。針對(duì)于現(xiàn)代的智能電網(wǎng)而言，伴隨著經(jīng)濟(jì)模式的發(fā)展，現(xiàn)代用戶對(duì)于電力系統(tǒng)有著要求，針對(duì)于現(xiàn)代的電力系統(tǒng)而言，更應(yīng)該進(jìn)行良好的相關(guān)質(zhì)量提升，這就需要應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)的電子電力技術(shù)，更應(yīng)該得到有效提升。

2.1 強(qiáng)化了電網(wǎng)之中的安全管理

智能電網(wǎng)在現(xiàn)代之中應(yīng)用的更多，而且對(duì)于現(xiàn)代電網(wǎng)而言，其屬于一個(gè)互動(dòng)系統(tǒng)，針對(duì)各種突況應(yīng)該有著較為快速的反應(yīng)能力，通過(guò)對(duì)于一些問(wèn)題而言，智能技術(shù)的快速反應(yīng)能力很好的強(qiáng)化了安全保護(hù)功能。先進(jìn)的電子電力技術(shù)很好的幫助智能電網(wǎng)進(jìn)行了自我補(bǔ)充，并且很好的提升了電網(wǎng)對(duì)于線路運(yùn)輸之中對(duì)于意外的控制能力。

2.2 利用再生資源的效率更高

在現(xiàn)代電網(wǎng)組成之中，通過(guò)對(duì)于再生自然資源的合理利用提升了電網(wǎng)的工作能力。但是自然再生資源有著自己的特性，往往在進(jìn)行能源供給上并不穩(wěn)定，在區(qū)域的分布上同樣不固定，所以進(jìn)行合理的調(diào)度可利用再生資源，變得十分重要。通過(guò)先進(jìn)電子電力技術(shù)的應(yīng)用，保證再生資源的大規(guī)模和分布式利用效果，保證電網(wǎng)對(duì)于可再生資源有著較為普及的利用，進(jìn)而為清潔生產(chǎn)打下十分堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3 改善電力市場(chǎng)需求

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，電能的使用質(zhì)量收到社會(huì)廣泛關(guān)注。伴隨著發(fā)電站的并網(wǎng)和電鐵的掛網(wǎng)運(yùn)行都對(duì)電能質(zhì)量進(jìn)行了有效幫助，隨著社會(huì)的發(fā)展，供電單位和用電用戶之間的交流越來(lái)越密切，提高電能的使用效率變得對(duì)于現(xiàn)代電網(wǎng)十分重要?，F(xiàn)代電子電力技術(shù)成功應(yīng)用于電網(wǎng)之中，有效的提高配電效率作業(yè)和用戶和供電的良好交流，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代高質(zhì)量供電過(guò)程，對(duì)于現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展有著十分重要的作用。

2.4 保障電網(wǎng)的可靠性

伴隨著電子電力技術(shù)的發(fā)展，其在電網(wǎng)之中的應(yīng)用已經(jīng)得到了較為廣泛的討論，并且取得了較為良好的進(jìn)展。電子電力技術(shù)成功的應(yīng)用在現(xiàn)代電網(wǎng)之中，很好的幫助現(xiàn)代電網(wǎng)進(jìn)行了自我提升，利于電網(wǎng)的可靠性運(yùn)輸，幫助進(jìn)行了更為良好的現(xiàn)展，同樣提升了電網(wǎng)運(yùn)行的安全運(yùn)行。

2.5 更為良好的進(jìn)行了節(jié)能減排的利用

節(jié)能減排是現(xiàn)代之中較為重要的理念，先進(jìn)電子電力技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代智能電力系統(tǒng)之中，更為良好的幫助了電網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)節(jié)能減排的開(kāi)展，時(shí)代的進(jìn)步帶來(lái)了自然生態(tài)環(huán)境的相關(guān)壓力，這種壓力很大程度上代表了現(xiàn)代之中的主要生產(chǎn)和自然之間的矛盾，先進(jìn)電子電力技術(shù)的應(yīng)用很好的幫助電網(wǎng)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

3 電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用

3.1 常規(guī)HVDC技術(shù)的應(yīng)用

超高壓直流輸電技術(shù)有著獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其主要的應(yīng)用方面在遠(yuǎn)距離大容量輸電之中，在這方面有著獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，得到了較為廣泛的應(yīng)用。特高壓直流輸電較為節(jié)省輸電線路長(zhǎng)度，并且可以很好的幫助電網(wǎng)系統(tǒng)降低相應(yīng)的損耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益。其應(yīng)用方面主要在現(xiàn)代之中應(yīng)用于海底電纜之中，在現(xiàn)代之中超大容量直流輸電需要具有強(qiáng)大的交流系統(tǒng)，并且需要提供足夠的換相電流，所以受端方面需要具有良好的相關(guān)作用。

3.2 柔性直流技術(shù)的應(yīng)用

隨著電子電力技術(shù)的發(fā)展，柔性直流技術(shù)發(fā)展成為較為靈活的新時(shí)代輸電技術(shù)。在現(xiàn)代智能電網(wǎng)之中，柔性直流輸電技術(shù)采用自身?yè)Q相方式，來(lái)進(jìn)行四象限等無(wú)功率的獨(dú)立控制，在具體電網(wǎng)之中應(yīng)用，具有較為方便的并聯(lián)輸電系統(tǒng);其在真正輸電系統(tǒng)之中，無(wú)需增加系統(tǒng)的短路相關(guān)容量;實(shí)現(xiàn)了換流站的獨(dú)立控制，在換流站之間無(wú)需進(jìn)行通信過(guò)程。所以在現(xiàn)代之中有著十分積極的作用。

隨著電力需求的不斷增加，所以各個(gè)輸電區(qū)域的互聯(lián)需求需要更為加強(qiáng)。通過(guò)電能的互濟(jì)作用，進(jìn)行有功功率相互支援，但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程之中，往往會(huì)造成電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定下降，并且短路電流往往較大超出限定標(biāo)準(zhǔn)。短路電流超標(biāo)是現(xiàn)代負(fù)荷增長(zhǎng)的過(guò)程之中，逐漸形成的新問(wèn)題，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題也逐漸成為了電網(wǎng)之中的問(wèn)題。柔性直流輸電技術(shù)，在進(jìn)行現(xiàn)代電力系統(tǒng)的非同步電網(wǎng)互聯(lián)等方面有著較為獨(dú)步的作用，確保可以解決區(qū)域互聯(lián)面臨的種種問(wèn)題，符合現(xiàn)代智能化電網(wǎng)之中發(fā)展要求，所以在現(xiàn)代電力系統(tǒng)之中，柔性直流輸電技術(shù)跟有著較為重要的作用。

3.3 直流輸電技術(shù)在現(xiàn)代電網(wǎng)中的發(fā)展

隨著現(xiàn)代電網(wǎng)的不斷發(fā)展，直流輸電技術(shù)在現(xiàn)代之中應(yīng)用也應(yīng)該較為重要，充分考慮智能電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)要求，我國(guó)未來(lái)的直流輸電技術(shù)主要研究方向應(yīng)該為：±1000kv直流工程關(guān)鍵技術(shù)、智能化直流輸電系統(tǒng)相關(guān)研究、三級(jí)直流輸電技術(shù)相關(guān)研究、多端直流輸電系統(tǒng)研究等方面，進(jìn)行這方面的相關(guān)研究可以很好的幫助現(xiàn)代智能電網(wǎng)建設(shè)的更為良好，所以進(jìn)行直流輸電技術(shù)更為良好的發(fā)展，所以進(jìn)行相關(guān)的換流技術(shù)研究，變成了現(xiàn)代之中非常重要技術(shù)研究。

4 結(jié) 語(yǔ)

先進(jìn)的電子電力技術(shù)可以有效的強(qiáng)化現(xiàn)代智能電網(wǎng)，并且保證了現(xiàn)代智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，改善了現(xiàn)代電網(wǎng)供電質(zhì)量，保障電力系統(tǒng)更為順利的進(jìn)行，本文對(duì)于相關(guān)電子電力技術(shù)進(jìn)行了分析，希望可以帶來(lái)相關(guān)幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李檀.析電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（3）.

[2] 張新源，邢錦鋒.先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電 機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，（20）.

第7篇：電力電子技術(shù)的含義范文

【關(guān)鍵詞】電氣工程;自動(dòng)化技術(shù);設(shè)計(jì);應(yīng)用

一、電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的含義及設(shè)計(jì)

1、電氣工程以及電氣自動(dòng)化的含義。電氣工程及其自動(dòng)化是以電磁感應(yīng)定律、基爾霍夫電路定律等電工理論為基礎(chǔ)，研究電能的產(chǎn)生、傳輸、使用及其過(guò)程中涉及的技術(shù)和科學(xué)問(wèn)題。電氣工程中的自動(dòng)化涉及電力電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電機(jī)電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)弱電結(jié)合，機(jī)電結(jié)合，軟硬件結(jié)合。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)主要以控制理論、電力網(wǎng)理論為基礎(chǔ)，以電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)則為其主要技術(shù)手段，同時(shí)也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領(lǐng)域?？刂评碚撌顷P(guān)于各種系統(tǒng)的一般性控制規(guī)律的科學(xué)。它研究如何通過(guò)信號(hào)反饋來(lái)修正動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的行為和性能，以達(dá)到預(yù)期的控制目的?？刂评碚撌窃诂F(xiàn)代數(shù)學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)、通訊技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)、神經(jīng)生理學(xué)諸學(xué)科基礎(chǔ)上相互滲透，由維納等科學(xué)家的精煉和提純而形成的邊緣科學(xué)。它主要研究信息的傳遞、加工、控制的一般規(guī)律，并將其理論用于人類活動(dòng)的各個(gè)方面。將控制理論和電力網(wǎng)理論相結(jié)合，應(yīng)用于電氣工程中，有利于提高社會(huì)生產(chǎn)率和工作效率，節(jié)約能源和原材料消耗。

2、電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)。在實(shí)際的電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該從硬件和軟件兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮，通常情況下，都是先進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際的工業(yè)控制需要，針對(duì)性的選擇電子元器件，首先應(yīng)該設(shè)置一個(gè)中央服務(wù)器，并采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)的核心，然后選擇的輔助設(shè)備，如傳感器、控制器等，通過(guò)線路的連接，組建成一個(gè)完整的系統(tǒng)。在實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)，除了要遵循理論上的可行外，還應(yīng)該注意現(xiàn)實(shí)中的可行性。由于生產(chǎn)線是已經(jīng)存在的，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須在不改變生產(chǎn)型的基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)硬件設(shè)備的安裝有很高的要求，如果設(shè)備的體積較大，就可能影響正常的加工，要想使設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的工作，設(shè)計(jì)人員必須進(jìn)行實(shí)地的考察，然后結(jié)合實(shí)際的情況，對(duì)設(shè)備的型號(hào)進(jìn)行確定。在硬件設(shè)計(jì)完成之后，還要進(jìn)行軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，目前市面上有很多通用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)軟件，但是為了最大程度的提高自動(dòng)化水平，企業(yè)通常都會(huì)選擇一些軟件公司，根據(jù)硬件安裝和企業(yè)生產(chǎn)的情況等，進(jìn)行針對(duì)性的軟件設(shè)計(jì)。

二、電氣自動(dòng)化在電氣工程中的應(yīng)用

1、電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用理論。電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)是隨著工業(yè)的發(fā)展，而逐漸形成的一門學(xué)科，現(xiàn)在的很多高校中，都開(kāi)設(shè)了相關(guān)的課程，從某種意義上來(lái)說(shuō)，電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)，是為了滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，采用的主要是人工的方式，雖然機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)后，人們可以操控機(jī)器來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，極大的提高了生產(chǎn)的效率。但是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度更快，對(duì)產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大，在這種背景下，僅僅依靠操作機(jī)器的生產(chǎn)方式，已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)的需要，必須進(jìn)一步提高生產(chǎn)的效率，為了達(dá)到這個(gè)目的，很多企業(yè)都實(shí)行了二十四小時(shí)生產(chǎn)，通過(guò)實(shí)際的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采用這樣的生產(chǎn)方式，機(jī)器可以不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，操作人員卻需要足夠的時(shí)間休息，因此必須增加企業(yè)的員工，這樣就提高了生產(chǎn)的成本，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈的今天，企業(yè)要想獲得更多的效益，必須對(duì)生產(chǎn)的成本進(jìn)行控制，于是有人提出了讓機(jī)器自行運(yùn)轉(zhuǎn)的概念，這就是自動(dòng)化技術(shù)。 強(qiáng)化電氣工程及其自動(dòng)化的應(yīng)用措施。（1）強(qiáng)化數(shù)據(jù)傳輸接口建設(shè)。在應(yīng)用電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的時(shí)候，數(shù)據(jù)傳輸功能發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，一定要進(jìn)行高度的重視。只有提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、快捷性、高效性與安全性，才可以保證系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸強(qiáng)化的時(shí)候，一定要重視數(shù)據(jù)傳輸接口的建設(shè)，這樣才可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝А踩?。在建設(shè)數(shù)據(jù)傳輸接口的時(shí)候，一定要重視其標(biāo)準(zhǔn)化，利用現(xiàn)代技術(shù)處理程序接口問(wèn)題，并且在實(shí)際操作中進(jìn)行程序接口的完美對(duì)接，降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間與費(fèi)用，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝耘c安全性，實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化的全面落實(shí)。（2）強(qiáng)化技術(shù)創(chuàng)新，建立統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)，節(jié)約成本。電氣工程自動(dòng)化是一項(xiàng)比較綜合化的技術(shù)，要想實(shí)現(xiàn)其快速發(fā)展，就一定要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的投入，突破技術(shù)瓶頸，確保電氣工程自動(dòng)化的有效實(shí)現(xiàn)。所以，在進(jìn)行建設(shè)與發(fā)展電氣工程自動(dòng)化的時(shí)候，一定要加強(qiáng)系統(tǒng)平臺(tái)的建設(shè)，結(jié)合不同終端用戶的需求，對(duì)自身運(yùn)行特點(diǎn)展開(kāi)詳細(xì)的分析與研究，在統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)中展開(kāi)操作，滿足不同終端用戶的實(shí)際需求。由此可以看出，建立統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)，是建設(shè)與發(fā)展電氣工程自動(dòng)化的首要條件，也是必要需求。（3）加強(qiáng)通用型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的研究。在電氣工程自動(dòng)化建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中，通用型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)揮著舉足輕重的作用，占據(jù)了十分重要的地位，可以有效加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程的管理與技術(shù)監(jiān)控，并且對(duì)設(shè)備進(jìn)行一定的控制，在統(tǒng)一系統(tǒng)平臺(tái)中，可以有效提高工作效率，保證工作可以更加快捷的完成，同時(shí)增強(qiáng)工作安全性。除此之外，通用型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也可以加強(qiáng)和各控制中心與管理系統(tǒng)的配合，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化配置，這樣就可以促進(jìn)信息的有效傳遞，真正發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)應(yīng)有的作用，達(dá)成了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)互通性。由此可以看出，加強(qiáng)對(duì)通用型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的探索是一件非常有意義的事情，一定要加大財(cái)力、物力、人力的投入，同時(shí)對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入的分析與研究，強(qiáng)化對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析與研究，盡可能創(chuàng)建一種更加理想的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的高效運(yùn)行。 三、電氣工程自動(dòng)化熱點(diǎn)技術(shù)的運(yùn)用

1、管控一體化技術(shù)。從理論上來(lái)說(shuō)，在電氣工程中，管控一體化主要指的是電氣工程中不同的通訊環(huán)節(jié)，利用自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，將相關(guān)信息數(shù)據(jù)的集成性以及整個(gè)性進(jìn)行充分的發(fā)揮，在對(duì)信息系統(tǒng)以及集成控制系統(tǒng)中彼此融合的過(guò)程中，把處于正常應(yīng)用狀態(tài)下的電氣工程所應(yīng)用的信息控制網(wǎng)絡(luò)能夠用一種集成的綜合方式完整表現(xiàn)出來(lái)。 狀態(tài)檢修技術(shù)。從應(yīng)用的角度來(lái)說(shuō)，對(duì)于電力工程中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，我們可以將其定位是：利用設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)在電氣工程中的應(yīng)用方式，將其在故障診斷、狀態(tài)監(jiān)視方向的綜合功能重點(diǎn)發(fā)揮，并提供狀態(tài)檢修設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)，并有機(jī)結(jié)合該部分?jǐn)?shù)據(jù)有效預(yù)測(cè)電氣工程對(duì)應(yīng)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)、潛在的安全隱患或故障因素。根據(jù)這種方式，還可以實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)的故障檢修模式向狀態(tài)檢修新模式的轉(zhuǎn)變。從電氣工程的實(shí)踐應(yīng)用角度講，狀態(tài)檢修技術(shù)在電氣工程實(shí)踐工作過(guò)程中的科學(xué)應(yīng)用，不僅可以有效提高其對(duì)應(yīng)的電氣設(shè)備的安全性、穩(wěn)定性，而且有效克服了傳統(tǒng)的定期故障檢修模式存在的遺漏性問(wèn)題和缺陷，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了有力的保障。 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，在電氣工程自動(dòng)化建設(shè)與發(fā)展過(guò)程中，還存在著一些不足，需要進(jìn)行深入的研究，采取有效的改進(jìn)對(duì)策，提高自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)電氣工程自動(dòng)化的高效運(yùn)用，促進(jìn)社會(huì)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：電力電子技術(shù)的含義范文

關(guān)鍵詞：機(jī)電技術(shù)；發(fā)展

中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

在現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，最大程度的推進(jìn)各個(gè)學(xué)科之間的交叉和滲透，致使工程領(lǐng)域中技術(shù)革命和改造。在機(jī)械工程這個(gè)領(lǐng)域中，微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的向前發(fā)展，以及其機(jī)械工業(yè)中逐漸滲透出來(lái)的“機(jī)電一體化”，將機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)、構(gòu)成和功能、生產(chǎn)加工方式，以及這一列流程的答理體系都在發(fā)生著巨大的變化，是機(jī)械工業(yè)從傳統(tǒng)的機(jī)械電氣化邁向機(jī)電一體化為主要特征的新臺(tái)階。

一、機(jī)電技術(shù)概述

(一)機(jī)電技術(shù)發(fā)展歷程

自從經(jīng)濟(jì)數(shù)控機(jī)床走進(jìn)我們的視線開(kāi)始，就證明了機(jī)電技術(shù)的歷史開(kāi)始書寫；電子技術(shù)注入機(jī)電技術(shù)新的發(fā)展活力和空間；PLC等機(jī)械技術(shù)的快速發(fā)展，其為機(jī)電技術(shù)的成熱提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；模糊技術(shù)、激光技術(shù)和智能化的而技術(shù)等高新技術(shù)促使機(jī)電技術(shù)跨上新的臺(tái)階。

(二)機(jī)電技術(shù)發(fā)展的主要特征

機(jī)電技術(shù)其實(shí)是一門新興的發(fā)展中的邊緣學(xué)科，其代表機(jī)械工業(yè)的技術(shù)革命的發(fā)展方向。自從進(jìn)入1960年以來(lái)，大量剛剛形成的高新技術(shù)群體逐漸的走向經(jīng)濟(jì)、軍事與社會(huì)生活中的各個(gè)領(lǐng)域，并且深入的滲透，以大規(guī)模的的形式向現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)化變革。對(duì)于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，其有效的推動(dòng)了機(jī)械生產(chǎn)革命的發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了人類的進(jìn)步。在機(jī)械工程方面，微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展，以及二者向機(jī)械工業(yè)中滲透而逐漸形成的機(jī)電技術(shù)，促使機(jī)械工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)、功能與構(gòu)成、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)方式和答理發(fā)生變化，使工業(yè)化的生產(chǎn)從機(jī)械電器跨入到機(jī)電技術(shù)為主要特征的階段。機(jī)電發(fā)展到現(xiàn)在，仍然是自身體系所形成的新型學(xué)科，但是伴隨現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，被注入了新的內(nèi)容。其最基木的特征我們可以概括為：綜合運(yùn)用微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、信息變換技術(shù)接口技術(shù)和軟件的編程技術(shù)等群體性的技術(shù)。依據(jù)機(jī)電系統(tǒng)的功能目標(biāo)與優(yōu)化的組合型的目標(biāo)，對(duì)各個(gè)功能單元的合理配置和布局，會(huì)在功能上體現(xiàn)數(shù)量多、質(zhì)量高、可靠性高以及低消耗的價(jià)值意義，并且導(dǎo)致整個(gè)工程技術(shù)的系統(tǒng)的優(yōu)化。

二、機(jī)電技術(shù)未來(lái)發(fā)展

(一)光機(jī)電技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

光學(xué)技術(shù)的引用，對(duì)于光學(xué)技術(shù)先人的優(yōu)勢(shì)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，可以有效的改進(jìn)機(jī)電技術(shù)中傳感系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)(能源系統(tǒng))與信息的處理系統(tǒng)，光電技術(shù)的推廣對(duì)于機(jī)電產(chǎn)品是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)。

(二)柔性化的自律的分配系統(tǒng)化

在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的未來(lái)前景里，執(zhí)行和有效的控制系統(tǒng)是有充足的冗余度，并且有很強(qiáng)的柔性，對(duì)于處理突發(fā)事件，其能進(jìn)行較好的解決設(shè)計(jì)，所以，被設(shè)計(jì)成為自律分配系統(tǒng)。在自律分配系統(tǒng)的運(yùn)作環(huán)節(jié)中，各個(gè)相關(guān)子系統(tǒng)是完全可以獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)之間又是為同一個(gè)總系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)的，并且有自身獨(dú)立的自律性，可以依據(jù)周圍環(huán)境的改變而作出相應(yīng)的對(duì)策反應(yīng)。

(三)智能化的全息系統(tǒng)化

在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展全息性的特點(diǎn)表現(xiàn)的越來(lái)越明顯，智能化水平也在逐漸的提高。這種趨勢(shì)的發(fā)生主要?dú)w功于模糊技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，其別重要的是信息技術(shù)中的軟件和芯片技術(shù)。不但如此，機(jī)電技術(shù)系統(tǒng)中的層次化結(jié)構(gòu)也有原有的簡(jiǎn)單模式轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的、比較多的冗余度雙向聯(lián)系。智能化的發(fā)展對(duì)于二十一世紀(jì)機(jī)電技術(shù)發(fā)展來(lái)說(shuō)是一個(gè)方向性的改變。

(四)仿生物系統(tǒng)化的生物軟件化

在日后機(jī)電技術(shù)的裝置對(duì)于信息依賴性會(huì)逐漸增強(qiáng)，并且在結(jié)構(gòu)上也是處于靜態(tài)時(shí)的，但是又有其不穩(wěn)定性，相反的是其動(dòng)態(tài)工作環(huán)境中卻屬于相對(duì)穩(wěn)定的。這種現(xiàn)象類似于活生物，機(jī)電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品走向涵蓋生物系統(tǒng)化，但是想走好這條道路還需要一段漫長(zhǎng)的時(shí)間。

(五)微型化的微型機(jī)電化

在半導(dǎo)體的器件制造的利用過(guò)程當(dāng)中的蝕刻技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)成功的在實(shí)驗(yàn)室中制造出來(lái)了亞微米級(jí)機(jī)械元件。在實(shí)際產(chǎn)品中體現(xiàn)這一技術(shù)，就可以將機(jī)械部分與控制器進(jìn)行區(qū)分了。這時(shí)候機(jī)械與電子就可以相互融合，傳感器、機(jī)體、CPU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等集成為一個(gè)整體，體積也會(huì)有所減小，并且組成了一種自律元件，這種微型的機(jī)械學(xué)也是機(jī)電技術(shù)的發(fā)展新方向。

(六)系統(tǒng)化

機(jī)電技術(shù)的系統(tǒng)化主要體現(xiàn)在系統(tǒng)體系的結(jié)構(gòu)采用開(kāi)放式與模式化為主的總線結(jié)構(gòu)，機(jī)電技術(shù)系統(tǒng)的組態(tài)可以靈活的掌握。

(七)機(jī)電一體化技術(shù)的可能性分析

計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)首先為進(jìn)行人機(jī)對(duì)話提供廠可能性，人工智能的進(jìn)展又使機(jī)器能對(duì)人的各種要求和干頂做出反應(yīng)并加以適應(yīng)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的誕生則使機(jī)器與人友好從理想逐漸成為現(xiàn)實(shí)。眾所周知，機(jī)電一體化系統(tǒng)追求機(jī)器與電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的有機(jī)融合。由于有計(jì)算機(jī)，它能與人進(jìn)行各種層次的對(duì)話。它具有不同程度的智能，有必要的傳感器和靈活的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，因此機(jī)電一體化系統(tǒng)有可能適應(yīng)人的要求，做到與人友好。

三、機(jī)電技術(shù)發(fā)展性策略

可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行剪裁與任意組合，與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制與綜合性的答理。第二個(gè)表現(xiàn)就是通信功能增強(qiáng)，不但使用了R S737，還包括其他通信功能，例如：R S485和DCS人格化。在未來(lái)幾點(diǎn)技術(shù)的發(fā)展道路上，將更加注重對(duì)機(jī)電產(chǎn)品和人之間的人性化的關(guān)系，機(jī)電技術(shù)人格化具有兩方面的含義：第一，機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的推廣銷售方向面向的對(duì)象就是人，在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品人性化中的職能、人性和情感方面也得到高度的重視，特別是家用的機(jī)器人，其智能化的、高層境界就是機(jī)電技術(shù)的人機(jī)一體化；第二，模仿生物的機(jī)理而進(jìn)行的各種類型的機(jī)電一體化的研究和制造。但是事實(shí)卻是大多數(shù)的機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品是根據(jù)生物的生理活動(dòng)的啟發(fā)，根據(jù)思路的延伸而研發(fā)制造出來(lái)的。

所以，機(jī)電技術(shù)中的技術(shù)與產(chǎn)品這兩個(gè)方面。僅僅是機(jī)電技術(shù)在上文所提及的群體性的技術(shù)有機(jī)的融合在一起的一種綜合性的技術(shù)，而不單單是機(jī)械技術(shù)，微電子技術(shù)和其他的相關(guān)技術(shù)之間的簡(jiǎn)單組合或者是拼湊，這就是機(jī)電技術(shù)和機(jī)械加上電氣所形成的組合機(jī)械電氣化之間的在概念上的根木區(qū)別。

四、機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展性策略

第一，加強(qiáng)機(jī)電技術(shù)統(tǒng)籌的安排，進(jìn)行協(xié)調(diào)性的發(fā)展計(jì)劃；第二，強(qiáng)化機(jī)電行業(yè)的行政答理，發(fā)揮協(xié)調(diào)的作用力；第三，對(duì)發(fā)展環(huán)境和支持力度的增大等進(jìn)行的優(yōu)化措施；第四，重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象的突出培養(yǎng)，兼顧兩個(gè)層次：第一個(gè)層次，表面上的工作，也就是電子信息技術(shù)針對(duì)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)所進(jìn)行的改造工作，這是在傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備基礎(chǔ)上植入或者是嫁接微電子(即計(jì)算機(jī))裝置，促使電子技術(shù)與機(jī)械在淺層次上相結(jié)合。第二個(gè)層次，工作方面的提高，也就是在機(jī)電技術(shù)產(chǎn)品的初始設(shè)計(jì)階段，就將電子技術(shù)和機(jī)械二者相結(jié)合考慮，所生產(chǎn)出來(lái)的新產(chǎn)品就是

真正意義上的機(jī)電技術(shù)。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)機(jī)電技術(shù)了解到機(jī)電一體化不是孤立存在和發(fā)展的，而是伴隨著很多學(xué)科技術(shù)的研究結(jié)晶，這是社會(huì)生產(chǎn)力在一定的歷史階段下的必然要求的體現(xiàn)。機(jī)電一體化不但包含著科學(xué)技術(shù)，還融合著技術(shù)交叉和滲透，是機(jī)電技術(shù)得到光明的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

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第9篇：電力電子技術(shù)的含義范文

一、諧波功率和諧波源的含義

眾所周知，在實(shí)際的配電網(wǎng)絡(luò)中電壓和電流波形不是真正意義上的正弦波形，其都不同程度的存在諧波含量。由于有諧波電流和諧波電壓，當(dāng)然還有諧波功率。類似于基波的情況，諧波也存在著有功功率和無(wú)功功率，其中有功功率對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行有直接影響，而無(wú)功功率則有助于分析和研究諧波條件和濾波措施。

諧波有功功率產(chǎn)生于各種諧波源。但是，對(duì)于任何一個(gè)諧波源而言，它們無(wú)法發(fā)出各種諧頻，一般只發(fā)出幾個(gè)主要諧波頻率特征的諧波功率，在其他諧頻上也可以從其他渠道吸收一些諧波功率。諧波源發(fā)出的諧波功率凈值通常為正值，主要諧波源是諧波電流源。換言之，即使他們的端電壓是正弦波形，電流也未必是正弦波。當(dāng)電源連接到基波就必須要強(qiáng)制反饋諧波電流到電力系統(tǒng)中。因此，用電時(shí)基波功率不完全是為自身消耗，而是轉(zhuǎn)為諧波功率，并被迫返回到電源系統(tǒng)。用戶接入配電系統(tǒng)只需要接受有效率的基波功率，而諧波功率不僅不是多余的，甚至?xí)?dǎo)致發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等發(fā)熱的不利影響。

二、諧波產(chǎn)生的方式

在電力電子裝置出現(xiàn)以前，變壓器是主要的諧波源，它是以3次諧波為主的奇次諧波，其量值很小，是很有限的諧波源。目前由變壓器所產(chǎn)生的諧波由于量少已退居很次要的地位，而各種電力電子裝置已成為最主要的諧波源，并且還是豐富的多次諧波的組合。電力電子技術(shù)的應(yīng)用不外乎采用整流二極管作整流器件，把交流電變換成直流電，因此整流二極管工頻整流也就成為電力電子的最基本、最普遍的電能形態(tài)AC/DC變換形式。眾所周知，像一般的開(kāi)關(guān)電源電子整流器及變頻調(diào)速器、直流電力機(jī)車、電化學(xué)工業(yè)整流等裝置，都優(yōu)先采用橋式整流器和大電容器濾波作為AC/DC變換器，由于大容量濾波電容器的存在，使二極管的導(dǎo)通角變得很小，只在交流電壓正弦波的最大值附近才開(kāi)始導(dǎo)通，因此造成交流輸入電流波形嚴(yán)重畸變，三次諧波有時(shí)可能超過(guò)基波以上，呈窄尖峰脈沖（圖1），故線路功率因數(shù)極低，通常在0.6以下

由非線性整流元件使輸入交流線路上的電流is不再是交流正弦波形。利用傅立葉公式對(duì)周期畸變波形作頻域變換，交流進(jìn)線電流is可以表示為工頻基波分量（i）s（1如圖1中虛線所示）和與頻率為工頻整數(shù)倍的諧波分量（還有次諧波分量）之和。假定電源電壓為純正弦波，則僅有基波電流才可能傳輸平均功率，因?yàn)樗鼈冾l率相同，相位不等于90°，產(chǎn)生的平均功率不為零。這種情況下這里整流器的平均輸出功率等于電源電壓均方根值和進(jìn)線電流基波均方根值（i）1的乘積，再乘以（i）1滯后于US的相位角1的余弦cos1。即：

P=U（si）1cos1

視在功率為：S=USIS，其中US、IS都是有效值。

功率因數(shù)定義為：PF=有功功率視在功率=PS

當(dāng)進(jìn)線電流is畸變嚴(yán)重，則電流比值（i）s1/Is就越小，即使相移功率因數(shù)DPF接近于單位1，整流器的功率因數(shù)PF仍然很低。在AC/DC變換電路中，略去諧波電流的二次效應(yīng)，可以認(rèn)為輸入電壓為正弦，輸入電流為非正弦，這里電流有效值為：

式中，（Is）n是第n次諧波電流的有效值。設(shè)基波電流滯后輸入電壓的角度為1，則：

式中，K［d=（Is）/Is］是電流波形畸變因子；K（d=cos1）是相移因數(shù)，即功率因數(shù)為電流波形畸變因子與相移因數(shù)之乘積。

在電網(wǎng)中由于供電線路和變壓器總要大于用電器的功率消耗，因此任何線路上的電壓畸變總要比電流畸變小得多。凡是電流畸變較大，總諧波（THD）大的負(fù)載，那么它的功率因數(shù)肯定是很低的。但要注意記住，反過(guò)來(lái)就不一定了。有經(jīng)驗(yàn)的電氣專業(yè)人員只要測(cè)量到用電器的功率因數(shù)接近1時(shí)，就可以肯定此電路中的諧波含量很小。功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)是抑制波形畸變、減小諧波含量和提高線路功率因數(shù)行之有效的方法。APFC是有源功率因數(shù)校正技術(shù)，對(duì)輸出300 W以上的各種電源變換器均需要采用APFC技術(shù)來(lái)提高功率因數(shù)。

三、諧波對(duì)電能計(jì)量裝置的誤差影響

1、電磁感應(yīng)式電能表

傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)式電能表是按照基波來(lái)設(shè)計(jì)的。當(dāng)除基波外還有高次諧波分量電壓和電流時(shí)，電能表的電壓線圈的阻抗和旋轉(zhuǎn)圓盤阻抗發(fā)生變化，導(dǎo)致工作電壓磁通和電流磁通發(fā)生變化，電磁轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動(dòng)力也發(fā)生變化，由此產(chǎn)生了電能表的計(jì)量誤差。與此同時(shí)，由于諧波和基波的相互疊加的形式存在，波形發(fā)生畸變，而電壓和電流線圈的鐵心是非線性的，磁通不能隨波形的變化相應(yīng)成線性變化。根據(jù)電路理論可知，只有在相同頻率電壓和電流相互作用時(shí)才產(chǎn)生平均功率。電能表在畸變的電壓和電流通過(guò)電磁元件之后，磁通不與波形發(fā)生對(duì)應(yīng)的變化，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩不能與平均功率成正比例，即：電磁感應(yīng)式電能表在諧波存在時(shí)由于不能將不同頻率的正弦電壓和電流產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩疊加，不能計(jì)量諧波有功電能，從而產(chǎn)生計(jì)量誤差。

2、全電子式電能表

全電子式電能表在進(jìn)行數(shù)值計(jì)算時(shí)，CPU可以將包含不同頻率的且按照正弦規(guī)律變化的電壓和電流的瞬時(shí)值分別采樣計(jì)算。從理論上分析，這樣的計(jì)算方法能有效地記錄負(fù)載基波和諧波的總平均功率耗用值和電量。然而，受諧波電流的流動(dòng)方向的影響（與負(fù)載電流的方向相反），當(dāng)諧波是從負(fù)載流向電網(wǎng)時(shí)，由于全電子式電能表是將基波有功電能和諧波有功電能進(jìn)行代數(shù)和，這時(shí)記錄下來(lái)的電能量比負(fù)載所消耗的基波電能還要小，這是該電能表的最大缺點(diǎn)。另外全電子式電能表產(chǎn)生誤差的原因是多方面的，如溫度、電壓電流、頻率等外界條件，電壓電流變換組件的分散性，電能量的計(jì)算方法等等。這些方面的影響在存在高次諧波時(shí)均存在著。

四、諧波環(huán)境下準(zhǔn)確合理的電能計(jì)量方法

要對(duì)諧波環(huán)境下電能進(jìn)行準(zhǔn)確的合理計(jì)量，主要出發(fā)點(diǎn)在于區(qū)分基波（有用）功率與諧波（無(wú)用）功率。采用的方法主要有：

1、采用頻率陡降的電能表（基波電能表），僅能計(jì)量基波功率此時(shí)，僅對(duì)線性負(fù)荷有效，無(wú)法對(duì)非線性負(fù)荷產(chǎn)生的諧波進(jìn)行計(jì)量

2、采用分頻技術(shù)分別計(jì)量基波電能與諧波電能及其方向，并利用電費(fèi)杠桿進(jìn)行調(diào)節(jié)。用戶電費(fèi)由3部分構(gòu)成，即基波（實(shí)際有用的）電費(fèi)，產(chǎn)生或發(fā)出諧波電能所應(yīng)承擔(dān)的懲罰性電費(fèi)，能吸收或消耗諧波電能所獲得的獎(jiǎng)勵(lì)性電費(fèi)。

3、采取技術(shù)和管理2方面的措施，加強(qiáng)對(duì)非線性負(fù)荷的準(zhǔn)入制度，切實(shí)抑制諧波含量。當(dāng)諧波含量在允許的范圍內(nèi)時(shí)，電能計(jì)量的準(zhǔn)確性能得到保證。傳統(tǒng)定義認(rèn)為，諧波電壓（諧波電流）與基波電壓（電流）共同構(gòu)成有效電壓（電流），諧波功率與基波功率共同構(gòu)成有效功率。因此，要求常規(guī)電壓（電流）表及有功功率表的頻率特性以固定不變?yōu)槔硐搿Ｆ鋵?shí)質(zhì)是將諧波量與基波量同等看待，即諧波影響常規(guī)儀表測(cè)量的要害是不能準(zhǔn)確反映工頻（基波）電氣量。在諧波環(huán)境下，這種觀念在對(duì)電能進(jìn)行計(jì)量時(shí)是不合理的，計(jì)量的準(zhǔn)確性愈高則愈不合理。采用分頻技術(shù)制成的電能表可有效解決這一問(wèn)題。