電力電子范文10篇

1當前我國電力電子技術的發展方向

就當前我國在電力電子技術方面的發展而言，其研究的主要內容包括以下四個方面：（1）電力電子元器件以及功率集成電路。（2）電力電子變換器技術。該技術研究的內容主要包括新能源的節約、電力能源的節約、新能源電力電子、空間以及軍事應用中的特殊電力電子變換器技術等。（3）電力電子技術的應用。在其應用方面研究的主要內容是將超高功率轉換器應用于鋼鐵、電力牽引、可再生能源發我國電力電子與電力傳動系統發展問題和方向的分析代維菊黑龍江省綏化學院電氣工程學院152061電、電力、船舶推進、冶金等工業方面以及電力電子系統的網絡化、信息化發展。（4）電力電子系統的集成。在系統集成方面，其研究內容主要包含標準化電力電子模塊、多芯片系統的集成、單芯片系統的集成、集成電力電子系統的可靠性以及穩定性研究等。

2我國電力電子在發展過程中遇到的問題

目前，我國在研究電力電子技術方面還存在著諸多的問題，這些問題都嚴重的制約了我國經濟的發展。主要問題有：現今我國電力電子產品大多是采用的晶閘管，雖然利用晶閘管可以創造出一部分科技含量較高的產品和設備，但是這些產品和設備多使用的是國外的生產設備以及多組分組集成制造法，特別是很多先進的全控型電力電子器件，幾乎全都需要從國外進口，才能滿足國內的技術要求，尤其是很多關系著我國的經濟發展以及社會安全的關鍵領域中的核心技術、設備、軟件等。另外，我國電力電子技術與國外發達國家的差距甚大，這在一定程度上影響著我國與國外經濟的合作。在過去的幾十年中，我國經濟發展的各部門都先后從歐美發達國家中引進了先進的電力電子技術，并且開始重視國內技術的發展。就目前的發展情況而言，雖然表面上顯示出我國在很多技術方面可以滿足國內的要求，但實際上在很多關鍵技術領域，我國的電力電子技術依然需要進口，國內的技術水平依然相對較低。國內與國外發達國家在電力電子技術方面的主要區別在于電力電子技術的發展依然存在著技術含量低、產品可靠性差、數字控制水平滿足不了社會的要求、系統控制軟件的水平低、應用程序的控制技術差、重大項目領域缺乏經驗等問題。這就使得我國必須要依賴從國外進口高性能、高功率的電力電子轉換器設備才能滿足國內的使用。

3提高我國電力傳動系統性能的主要方法

現今，我國電力傳動系統研究工作主要圍繞著交流傳動系統進行。伴隨著交流電動機調速裝置的性能越來越完善以及調速理論的重大突破，電動機的調速技術漸漸從直流發電機—電動機組調速、晶閘管可控整流器、直流調壓調速向交流電動機變頻調速轉變。之所以交流傳動系統發展的這么迅速，其原因與我國在功率半導體器件的制造技術、交流電動機控制技術、以大規模集成電路和微型計算機為基礎的數字化控制技術、電力變換技術等關鍵性技術方面的突破有關。要提高交流傳動系統的整體性能，可從以下三個方面開展研究工作：（1）PWM技術的應用隨著電壓型PWM逆變器在高性能交流驅動系統中的廣泛應用，我國對PWM技術的研究更為深入。PWM功率半導體器件的開關控制主要采用是高頻技術，一般來說，PWM技術可分為三類進行研究，即隨機PWM、正弦PWM以及優化PWM。正弦PWM的開關頻率對于提升電力電子器件的功率有著非常突出的作用，這使得該技術在中小功率交流驅動系統中的應用極為廣泛。不過，這種技術不適用于容量過大的電源轉換設備，因為高開關頻率將會引起極大的開關損失。（2）直接轉矩、矢量控制技術的應用對于交流電機的交流驅動系統而言，其具有強耦合、多變量、非線性等特點，這就使得其控制工作變得十分的動態化，不過我國目前在這方面的研究還是較為成功的。在上世紀七八十年代，我國就提出了交流電機的動態控制理論，該理論要求不僅要對各個變量的振幅進行全面的控制，同時還要對各個階段進行控制。直接轉矩控制技術以及矢量控制技術是我國在交流驅動系統控制中的主要技術，此外，隨著科學技術的發展，神經網絡控制、模糊控制等智能控制技術也在我國逐漸發展起來，對提高交流傳動系統的控制精確度有著極其重要的作用。（3）微電子技術的應用微電子技術對于提高我國數字控制處理芯片的運算能力以及可靠性有著極大的作用。當前，適合用在交流傳動系統中的微處理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、單片機等。其中，高性能計算機的結構形式主要采用的是多總線結構、多處理器結構以及流水線結構等。

隨著社會科技發展對電力資源需求的不斷增加，電網互聯的規模進一步擴大，如何實現電力系統運行的可靠性，成為電力工作者較為關注的問題。近年來，隨著自動化技術的發展，電力電子轉流技術及直流輸電技術被廣泛運用于電力系統中，對提高電力系統的可靠運行，改善電力系統的可控性等方面發揮著越來越重要的作用。另外，電力電子裝置在發電、儲能、微型電網等方面的應用也促使了電力系統向可持續、智能化發展，實現了可再生能源并網發電、交直流電網柔性互聯等。

1.電力系統發展現狀

電力系統是能源利用、輸送以及配給的主要載體，在社會經濟發展中發揮著至關重要的作用。近年來，隨著石油資源緊缺、環境不斷惡化，促使電力系統的規模化發展向環保、智能化、可持續化發展。目前，我國的電力系統轉型的主要特征表現為主干電網、微型電網及地方電網協調發展，分布式電源與儲能裝置組合，電力資源輸送與分配智能化、靈活高效，電力系統的安全可靠性等。其中，可再生能源的并網發電、儲能裝置的功率轉換等功能的實現需要靠電力電子裝置來完成，電力電子裝置的單元化、模塊化、智能化發展也促進了電力系統向智能化的轉變，保證了電力系用的運行可靠性，對于電力系統的發展具有至關重要的作用。

2.電力電子裝置在電力系統中的應用

2.1在發電中的應用

電力電子裝置在電力系統發電環節中的具體應用主要表現在發電機組勵磁、風力發電、光伏發電等，具體如下：（1）發電機組勵磁。發電機組采用靜止勵磁技術，該技術具有操控簡單、調節速度快優點。例如，在水利發電中采用交流勵磁技術，對發電機組勵磁電流頻率進行動態調整，使發電系統對水頭壓力及水量進行快速調節，從而提高水利發電廠的運行性能及效率，整體提高了發電品質。（2）風力發電。風力發電的核心環節是交流器，交流器的主要工作是把不受控制的風能轉化成電壓、頻率及相位滿足并網要求的電能。（3）光伏發電。光伏電站是通過光伏陣列組件、匯流器、逆變器等對太陽能進行集中利用的結構。由于光伏發電系統尚處于發展階段，建設過程中還需綜合考慮光伏陣列的、逆變器的組合方式等關鍵因素，以提高光伏發電效率。

摘要：隨著社會經濟和科技的發展，互聯網技術已經和配電網電力電子裝備聯系緊密，同時也對配電網的電力電子裝備的發展產生了影響。現階段通信技術和電力電子技術的相互融合，已經成為了配電網絡發展的主流趨勢，并在電子設備的發展中得到了廣泛的應用。配電網系統的改革和優化成為了巨大的推動力，在通信技術和電力電子技術融合過程下，解決配電網和電力電子裝備中的互聯和網絡技術勢在必行。

關鍵詞：配電網；電子裝備；網絡化技術

1配電網電力電子裝備技術現狀分析

1.1變換器。變換器是電功率處理器的一種，把某種幅度、頻率轉化成其他的幅度和頻率的電能，這樣的轉化是變換器的主要作用。隨著信息技術的不斷發展，變換器技術也得到了不斷的發展和進步。再加上電力電子技術人員的研究，拓展機構已經研發并展現，這一技術的出現和應用，使得雙向或者多向電能流動控制成為可能。與此同時，在發展的過程中不斷地優化，變換器的效率也得到了明顯的提高，利用率甚至達到了百分之九十九，在大功率的系統中，變換器技術對電壓及其電流的處理可以達到輕松應對的效果。1.2半導體開關器件。電力電子裝備技術的基礎是半導體開關器，主要包括了SCR/IGCT/IGBT等器件。目前的發展階段，電力電子裝備技術應當把重心放到現有的半導體開關器件上，性能和水平和研發新型的半導體開關有關。半導體開關器件中，不管是材料的選擇，還是器件工藝的選取，對于整個電路的絕緣材料和磁性元件都有一定的適應和改造作用，不僅可以降低能耗，還可以把器件的體積減少到實際需要的范圍之內。1.3電力電子裝備系統。多個變換器和電路兩個部分組成了電子裝備系統，并且在電力電子裝備系統中得到了很大的應用。在連接方式上能夠實現能量的處理。但是在很多的大型規模中，就需要借助多個控制器來維持系統的平衡性和正常運轉。配備的控制器分為變化器控制器和系統控制器兩個部分。變化器控制器的主要作用是負責單一的變化，系統控制器是負責全部變化器的所有運行情況，并進行相關指令的調查。

2電力電子裝備的互聯與網絡技術

2.1即插即用的功率接口。隨著電力電子裝備技術在生活中的廣泛應用，電力系統在運行的過程中，配電網可以見到電力電子裝備技術。即插即用的功率接口是把各種各樣的電氣設備、發電等端口進行接入配電網中，各種設備之間存在差異，因此電能輸入在形式上可以和電網進行區別開來。即插即用的功率接口是把電能轉化成為功能，并直接將各種各樣的設備電能輸入形式和電網匹配的形式進行一個實際情況的轉化。因此，一個接口屬于一個電力電子裝備，不僅如此，即插即用的功率接口還可以當做通信接口。最終，實現網絡的連接。通信接口也可以對終端設備進行識別，在終端設備運行的信息上進行上傳并接收系統的調控指令。2.2能量路由器。能量路由器在整個電力電子裝備中，實現網絡化技術智能管理模塊。能量路由器是屬于中低配網、低壓區域網的相應接口；能量路由器在正常運營的范圍之內可以實現電能雙向流動，更可以提供相應低壓直流母線來提供再生能源電力設備。與此同時，能量路由器通信接口所具備的通信功能，從而把終端設備的運營信息上傳到網絡的終端系統中去。這樣就可以接收到調控指令，指令的確定需要在終端設備的具體工作上進行決定，能量路由器對其中的故障電流起到了限制性的作用，并保持了低壓配電網電壓的穩定性，接受到系統的保障性效果。2.3操作系統。互聯網技術的操作在本質上是一個通用的網絡協議，想要實現設備上的網絡督促，就要做到網絡監督和識別上的統一；想要實現管理上的統一，就必須先統一協調全部功率的接口及其能量擼起的二者全部支持和協調網絡協議。在實際的操作過程中，用戶可以把網絡協議直接安裝到自己的手機或者電腦上去，在有網絡信號的情況下，就可以對自身家用電的使用效果進行實時性監控。這樣就可以及時的保證了對網絡上電價信息的有效反饋。針對發生的故障和情況，可以有效的進行實際情況的措施優化和預防。目前，新常態的背景下，配電網電力電子裝備的互聯和網絡化的技術，最重要的是信息流極和能量流極兩個方面；雖然我國在配電網能量層面上已經初步實現了互聯功能，可是通信層面上的建設和構建還有待提高和進步。在電力電子裝備互聯網與網絡化的技術構架中分為了功能接口、能量路由器在整個網絡中的管理模模塊、操作系統三個部分。也就是說電力電子裝備互聯網技術的基礎是信息流和能量流兩個部分的內容。也就是標準的操作系統，一個通用的網絡協議，可以利用即插即用的功率接口實現識別和監測。

摘要：科學技術水平的提高，使諸多電力電子設備被應用于各個領域當中，極大推動了各個領域的發展。由于電力電子電路的設計非常復雜，設計周期往往較長，對電力電子電路的參數修改較為麻煩等缺陷，致使電力電子電路的設計產品在精度與可靠性方面受到很大影響。對電力電子電路的I波形與V波形進行波形分析，能夠為電力電子電路的優化設計提供科學的指導，但由于其I波形與V波形較為復雜，這使波形分析面臨著很大的困難。因此必須采取相應的措施來予以改進，而Multisim技術的出現為電力電子電路的優化設計提供了全新的方向。為此，本文便基于Multisim技術對電力電子電路的相關優化設計方法進行深入的研究與探討。

關鍵詞：Multisim技術；電力電子電路；優化設計

在電力電子電路設計中，波形分析法是一種非常重要的分析方法，利用波形分析法能夠使人們對電路的工作原理及設計方法進行深入理解，并能夠為電力電子電路的設計提供科學的依據。波形分析法需要對電力電子電路中的相關部件在電壓與電流經過時所產生的波形進行準確畫出，設計人員能夠根據波形圖來對電力電子電路中的相關部件的電壓、電流承受上限及各項參數進行計算，以此明確這些元器件的電壓定額與電流定額。因此，波形分析法的關鍵在于是否能夠對電壓電流波形進行準確畫出。不過，在某種特殊情況下，特別是電路處于臨界狀態時，波形分析法難以對波形進行準確畫出，而這就需要利用試驗的方式來對電壓波形進行確定，但在試驗過程中，實驗環境與成本的影響會給波形的測定帶來很大困難，這不利于電力電子電路的優化設計。而計算機信息技術的發展使眾多功能強大的應用軟件有了用武之地，特別是Multisim軟件的應用，對電力電子電路的優化設計有著極為明顯的優勢。

1Multisim技術概述

Multisim技術是以計算機為載體而研發的一種虛擬軟件技術，它能夠彌補傳統的電力電子電路設計過程中存在的缺陷，極大程度的提高了電力電子電路設計的科學性與可靠性。采用Multisim軟件能夠對電力電子電路的功能進行仿真模擬，并為電力電子電路的設計提供了良好的集成化設計環境，使電力電子電路的設計、仿真分析、功能測試等相關工作得以順利開展。在Multisim軟件中包含多達數千個器件模型與虛擬元器件，并且包含了大量的虛擬電子設備，對這些電子設備的操作與設計就仿佛是在真實環境中進行設計一樣，進而為設計人員提供了非常全面的分析工具，除此之外，它還能夠對設計好的電力電子電路電路進行仿真設計分析，從而有效突破了實驗室的客觀局限性。

2基于Multisim技術的電力電子電路的優化設計思路

摘要：自改革開放至今，已經經歷了40個年頭，在這40年的發展歷程當中，我國的電力電子技術得到了很大的發展，供電網路也有了顯著的提高，智能化程度也越來越高，并且電力電子技術在智能電網當中逐漸得到了越來越廣泛的應用，發揮出了很大的作用。在我國電力電子技術的發展過程當中，應當與當前所面臨的實際情況相結合，同時也要融入先進的技術手段，從根本上提高電力電子技術的應用效果和質量，同時也能夠有效地提高故障解決的效率。該文將以電力電子技術在智能電網中的實際應用為主線，進行簡要地分析和描述。

關鍵詞：電力電子技術；智能電網；實際應用

隨著我國電子信息技術的不斷發展和進步，使我國的電力電子技術在智能化電網當中得到了越來越廣泛的應用，同時也取得了顯著的效果，有效地促進了我國電力電子技術和智能化電網的共同發展。為了能夠充分滿足當今時代人們的實際需求，進而提高人們的生活條件和質量。在進行智能電網的建設過程當中，要想使智能化程度有所體現，應該對電力電子技術進行大力的應用。下文將對此展開一系列的討論。

1我國智能電網發展現狀和技術要點

就智能電網而言，其實質上指的是多種不同的信息技術所組合而成的綜合技術，并且在原有的電網基礎之上對其進行更新和優化。與此同時，還需要對電網系統的實際建設需求進行充分考慮，并且要以此作為宗旨，從而能夠最大程度地達到保護環境和節約能源的目的，從根本上保障和提高整個電網系統運行的安全性和穩定性。另外，在技術要點方面，應該以我國的實際發展情況作為基礎，全面提高智能電網當中的電力電子技術，同時也需要符合相應的建設標準。首先應當將污染降到最低，無論是哪種技術的應用，一定不能給自然環境造成負擔和污染。不僅如此，在進行智能電網建設工作的過程當中，相關工作人員應該對實際的技術指標進行全面仔細地考慮，最大程度地保障建設工作能夠完全符合環境要求，同時也應該對各類自然調節和氣候所帶來的影響進行控制。其次，智能電網應該全面實現智能化，無論是技術指標還是在技術診斷方面，都應該全面進行智能化的建設，保證智能電網系統能夠實現對運行參數的自動化調整，同時也可以對一些比較常見的電網故障進行自動修復。就智能電網自身而言，要想切實有效地保障和提高運行的效率和質量，就必須要保證具有高度的互動性。所謂互動性，不光只是體現在智能電網當中的各個組成技術知識，同時也需要系統在客戶端以及服務端之間實現緊密結合，從根本上提高服務質量。除了上述的情況之外，在進行智能電網的建設工作過程當中，相關工作人員還需要對經濟性指標有一個高度的重視。在技術的應用方面，還需要對雙面交互式自動控制技術、可再生資源的網絡連接運行技術等有一個高度的重視和充分的應用。

2電力電子技術在智能電網中實際應用的重要性

摘要：在如今的電力系統中，電力電子技術也不斷發展，傳統的模式也以無法迎合時代腳步。通過設備的網絡互聯進行智能電網調節與控制是發展目標，也是分析的方向，通過從電力網工作中的配電裝備，進而提出互聯與網絡化過程。旨在提高配電網運行效率，提高電力企業電力傳輸的有效性。

關鍵詞：配電網；電力電子裝備；網絡化；互聯

就目前來看，電力企業在不斷發展，也開始進行有效的網絡融合，電子裝備作為電力技術與通信技術的重要裝備，需要進行有效研究，通過分析其結合措施，研究其發展趨勢，這也是配電網工作中的重要研究方向，如何使電力電子裝備更好的進行網絡互聯，通過其網絡化技術的運用，在結合先進的電子裝備，不斷提高電力電子裝置的使用用途。進而推動配電網工作的順利進行。下面具體分析。

1電力電子裝備技術

電力電子裝備技術是通過技術手段進行的，是在電力電子裝備有效發揮效率的重要途徑，結合電子裝備改變與完善配電網技術，在運行過程中，我們要進行以下幾方面了解：

1.1變換器。變換器就是一種處理器，在配電網中作為有效的處理設備，是電力電能功率的調節裝置，通過提高頻率與幅度進行有效配電工作。如今，人們用電需求加大，對于該設備來說也需要進行有效升級，進而保證配電網順利進行配電，在長期發展過程，變換器也在不斷升級與改進，運行的穩定性得到了進一步認可，即使面對大功率系統也可以進行有效調節，在運行過程通過有效的轉換與并聯，這樣也對提高變換器的性能與處理配電數據有很大助力，在綜合處理過程也達到了與配電網相互結合的目的，提高了運行穩定性，也便于配電網各項工作的進行。

現代電源技術是應用電力電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。在各種高質量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用,是現代電力電子技術的具體應用。

當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。

1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、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體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,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(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,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發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

關鍵詞電力電子技術開關電源

現代電源技術是應用電力電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。在各種高質量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用,是現代電力電子技術的具體應用。

當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。

1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、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體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

摘要：本文通過分析電力電子技術的發展狀況，再結合電力電子技術在我國電力機車牽引電傳動系統中的應用情況，指出了寬禁帶半導體技術是今后從事電力電子技術研究的重要方向，并提出了繼續探究優化改型IGBT和SiC功率器件在電力機車上的應用研究，對促進我國電力機車的發展具有重大意義。

關鍵詞:電力電子技術；電力機車；牽引電傳動系統

隨著電力電子技術的快速發展，電力機車牽引電傳動系統發生了巨大的變化。20世紀中后期，采用交直傳動系統的韶山型電力機車在我國鐵路交通運輸中占主導地位，但隨著現代科學與技術的快速發展，采用交直交傳動系統的和諧系列電力機車，在生產實際中得到廣泛的應用，并逐漸取代了韶山型電力機車。在電力機車牽引電傳動系統的發展歷程中，電力電子技術承擔著舉足輕重的作用，因此，電力電子技術在電力機車牽引電傳動系統中的應用研究具有重要意義。

1電力電子技術的發展

1947年，第一只晶體管的研制成功，開創了半導體固態電子學，20世紀50年代功率半導體二極管的出現，提高了整流電路的效率。1957年美國通用電氣公司研制出第一只可控型電力電子器件———晶閘管，次年得以商業化，標志著對電能變換與控制的電力電子技術誕生。電力電子技術是一門新型技術，但是發展快速，其原因有兩個：一是：人類電氣化時代，電能在國民工業中的應用比重已成為衡量一個國家發展水平的重要指標，電力電子技術適應了當今世界人們對電能的巨大需求以及能源利用效率的不斷追求，利用電力電子技術可以實現交流到直流（AC/DC）、直流到交流（DC/AC）、交流到交流（AC/AC）、直流到直流（DC/DC）等多形式的能量變換，這為太陽能、風能等清潔能源的利用，高效的交流傳動，以及高壓直流輸電等各領域的應用打開了廣闊的前景。二是：電力電子器件的發展極大地擴展了電力電子技術應用的功率范圍，微處理器的出現實現了控制數字化，快速推進了電力電子技術的應用發展。1.1傳統電力電子技術。晶閘管的發明擴展了半導體器件的功率控制范圍，在二十世紀60年代得到快速推廣，主要應用于大功率整流器。二十世紀60年代普遍較大功率的工業用電由工頻交流發電機產生，其中有近20%的電力是給直流用電負載使用，而大功率硅整流器實現了將工頻交流電轉換成直流電。晶閘管具有體積小、功耗小、效率高、可控等特點，用它構成的變流裝置具有壽命長、易維護等優點。因此，晶閘管的開發與應用在上世紀六、七十年代得到了快速發展。由于晶閘管的關斷不可控，需要依靠外加電路或外加反向電壓來實現關斷，這就限制了晶閘管的應用。隨著科技的發展，多種多樣的負載不斷涌現，對需求的電能提出了更高的要求，在二十世紀70年代，全控型器件出現了，并逐漸占據主導地位，如快速晶閘管、門極可關斷晶閘管。全控型器件具有自身可關斷性能和較高開關速度，在整流、逆變、斬波、變頻電路中得到了廣泛應用，電力電子技術得到突飛猛進的發展。但是快速晶閘管、門極可關斷晶閘管工作頻率不高，只能在中低頻的范圍內應用。1.2現代化電力電子技術。20世紀80年代初期，大功率絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的出現把電力電子技術的應用帶入高頻及中大功率領域。IGBT具有較高綜合性能，開關頻率方面，一般可達10kHz至20kHz，小功率的甚至高達100kHz；電壓等級方面，最高電壓已達到6500V，該電壓下的電流可達750A，1700V電壓等級的電流可達2400A；溫度方面，最高可達175℃。開關器件的高頻化也促進了電感器件體積的成倍縮小。大中型功率高頻IGBT的發展持續促進著電力電子設備朝輕重量、小體積、高效能方面發展，再結合日益進步的微處理芯片技術，現代電力電子技術已實現了全控化、集成化、高頻化、控制技術數字化和電路形式弱電化，應用場合越來越廣泛。由于負載對供電電能的質量要求越來越高，科研工作者還在不斷進行IGBT改型研究。經過多年應用發展Si器件為基礎的電力電子技術相當成熟，Si器件在開關頻率、通態壓降以及結溫等性能指標上難以繼續提升，發展空間較小。新一代寬禁帶半導體材料（如碳化硅）的電力電子器件具有比硅器件高得多的耐受高電壓的能力、低得多的通態電阻、更好的導熱性能和熱穩定性以及更強的耐受高溫和射線輻射的能力等。當前寬禁帶半導體器件的發展一直受制于材料的提煉、制造以及半導體的制造工藝水平，尚處于起步階段。目前，我國在應用寬禁帶半導體方面也進行了初步的研究。寬禁帶半導體在照明中應用已形成一定規模，2017年我國氮化物半導體照明產業的產值突飛猛進，突破了5000億。同時，微波毫米波器件已開始應用于通訊、衛星通信、對抗、雷達等領域。未來，寬禁帶半導體將在新能源汽車、電力轉換等行業有著越來越廣泛的應用。由此可見，寬禁帶半導體技術是我們從事電力電子技術研究的一個重要方面。

2電力電子技術在我國電力機車牽引電傳動系統中的應用

一、電力電子變流技術概述

隨著社會用電的需求,電力電子技術逐漸得到了相應的研究與發展。20世紀60年代以后,電力電子技術開始被應用到相關的領域,如電力電子領域和控制技術領域。其中,電力電子技術在控制技術方面的研究和應用使相應的電能能夠得到科學有效的轉換和控制,從而推動了電能的合理應用和可持續發展。電力電子技術是用計算機系統將電子技術、電路技術和電力控制技術等方面進行相應的整合應用的現代化的電力技術,晶閘管的出現標志著這項技術發展到相應的成熟階段。電力電子技術主要包括兩個方面的技術,一是電子電子器件制造技術和電力電子變流技術。電力電子器件制造技術在發展過程中得到了不斷的提高和發展。相應的電力電子器件已經由第一代的低耗能和小體積發展到具有自動關斷功能和結合相應的功率器件、驅動器件、控制器件等更完善的第三代電力電子器件。其發展前景更加可觀。電力電子變流技術也在不斷的發展中得到了廣泛的應用。20世紀70年代,整流電路得到了廣泛的應用,逆變電路也在此過程中得到了一定程度的發展。隨著自動斷電器件的應用,逆變電路開始有了更為迅速的發展。與此同時,隨著控制技術的不斷發展,使電力電子系統的現代化控制技術得到了不斷的發展,出現了模糊控制、自適應控制等控制方式。控制技術在很多領域都得到了相應的應用,也為電力電子技術的發展提供了更多的技術支持。

二、電力電子變流技術的應用形式

作為電力電子技術中的一部分,電力電子變流技術從上個世紀七、八十年代開始被廣泛應用到電力系統中。一經應用便受到社會各界的極大關注。隨著不斷的發展,電力電子變流技術以整流電路、交流調壓電路、逆變電路、斬波電路等形式在電力系統中都得到了廣泛的應用,并取得了相應的良好效果。

(一)整流電路

整流電路是用可以調節大小的直流電代替了交流電供給直流用電設備的一種電力電子變流電路。整流電路通過整流二極管將輸出的電壓較低的交流電轉化成直流電,實現對交流電的整流。交流電壓在通過整流電路之后,就會變成混合電壓,既有交流電壓也有直流電壓。整流電路被應用到一些相應的用電控制和相關輸電環節,實現了快速高效控制并推動了電網的穩定運行。與此同時,整流電路還用多相整流的方式減少和控制了輸出電壓的脈動情況,并減少了電能的損失。整流電路一般是由變壓器、濾波器和整流主電路組成的,在調節直流電動機的速度和調節發電機的勵磁、電鍍、電解等方面得到了相應的普遍運用。整流電路的變壓器的設置是為了使輸入的相應的交流電壓與輸出的直流電壓之間保持相匹配協調,并實現對交流電網與整流電路之間的隔離。變壓器在整流電路中的設置情況需要依據相應的具體情況來確定。整流電路中的濾波器是為了能夠將直流電壓中的交流電壓過濾掉而在主電路與負載之間進行的相應連接。2。世紀70年代,整流電路的主電路主要是由晶閘管和整流二極管。隨著不斷發展,發光二極管等新形材料逐漸被應用到主電路中。電力系統中的整流電路主要包括半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。其中,半波整流電路是整流電路系統中最為簡單的一種,它能夠通過電源變壓器將220伏電壓轉變成所需要的電壓大小,整流二極管能將相應的交流電轉換成直流電。經過反復的轉換過程,一半的交流電被演變成了直流電,這也是半波整流的由來。半坡整流電路的電流利用率比較低,多用于電壓高、電流小的領域。全波整流電路可以認為是由兩個半波整流電路組成的,其通過對整流電路的相應調整,達到了對電能的高效運用,但其二級管所承受的電壓相對較大。橋式整流電路是使用最為廣泛的整流電路,它通過接入兩個二極管使電路形成了橋的形狀。橋式整流電路既能夠高效利用電能,還能夠使承受的反向電壓相應減少,對其穩定運行有一定的作用。