现代电力电子及电源技术的发展

电力电子技术摘要：本文回顾了电力电子技术的发展，阐述了电力电子技术发展的趋势，论述了现代电力电子的应用领域，以及三相整流技术的分析。

关键词：电力电子技术,应用，三相整流技术0 引言现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。

八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET 和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1 电力电子器发展回顾整流管是电力电子器件中结构最简单，应用最广泛的一种器件。

目前已形成普通型，快恢复型和肖特基型三大系列产品，电力整流管对改善各种电力电子电路的性能，降低电路损耗和提高电流使用效率等方面都具有非常重要的作用。

自1958年美国通用电气GE公司研制出第一个工业用普通晶闸管开始，其结构的改进和工艺的改革为新器件开发研制奠定了基础，在以后的十年间开发研制出双向，逆变、逆导、非对称晶闸管，至今晶闸管系列产品仍有较为广泛的市场。

1964年在美国第一次试制成功了0.5kV/0.01kA的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/0.25kA/0.8kHz的可关断的GTO至今，目前以达到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ 的水平，在当前各种自关断器件中GTO容量量最大，但其工作频率最低，但其在大功率电力牵引驱动中有明显的优势，因此它在中压、大客量领域中占有一席之地。

70年代研制出GTR系列产品，其额定值已达1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有组成的电路灵活成熟，开关损耗小、开关时间短等特点，在中等容量、中等频率的电路中应用广泛，而作为高性能，大容量的第三代绝缘栅型双极性晶体管IGBT，因其具有电压型控制，输入阻抗大、驱动功率小，开关损耗低及工作频率高等特点，其有着广阔的发展前景。

电力电子技术和开关电源的发展历程1. 电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。

电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。

八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1.1 整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。

大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。

当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

1.2 逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。

变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。

在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。

类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。

这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

1.3 变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。

将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。

电力电子技术在电力系统应用的发展趋势李亚鹏摘要：电力一体化与弱电控制，使强大的电力电子技术不但能够在各个环节的现代电力系统中渗透，并且拥有的生命力巨大。

发展与应用电力电子技术的关键性范畴为节能领域、电网技术、可再生电力、可再生资源。

在未来30年中，发展与创新新应用、新产品、新材料与新的电力电子技术是必然趋势。

本文详细分析了电力电子技术的发展历程，提出了电力系统中各个环节电力电子技术的具体应用发展，以供相关业界人士参考。

关键词：发展趋势；电力电子；应用；技术；电力系统前言：现今阶段，控制高效发电包含：控制波形、频率、电压、电流。

在电气自动化、电力等生产部门得到了应用和普及。

电力电子技术在航海航空、医疗、家用电器等众多领域也得到了广泛应用。

由中科科学院研究推测得知，电力电子技术将在核废料技术、新核电、发电技术等方面获得关键性地位。

1电力电子技术的发展历程分析1.1电力电子技术的整流器时代通过商用交流发电机供应电力的大功率工业用电，应用在直流电方面的电力有20%左右，最关键的是城市无轨电车、城市机车、电力机车内燃机车、机车牵引、电解等直流电机组的造纸、滚动等领域。

大功率硅整流器将交流电有效转换成直流电，在19世纪60、70年代，应用与开发大功率晶阀管与整流器获得了较大程度的进展。

现今阶段我国引起了大型硅整流器的一波浪潮，当前的大型与小型硅半导体整流器制造商就是从当年转变而来的。

1.2电力电子技术的逆变器时代能源的全球性危机从70年代以来便已存在。

因为快速、显著的节能效果，促使产生快速发展的交流电机。

变频调速的重要技术是对0-100Hz交流电中存在的直流电进行改变。

20世纪70、80年代，伴随广泛应用的逆变器控制装置，大功率变频器中电力电子的主角为晶闸管、巨功率晶体管与晶闸管。

这时的电力电子技术可以使逆变与整流实现，然而存在较低的工作效率，只于低频段应用。

1.3电力电子技术的变频器时代大规模集成电路在20世纪80年代得到了迅速的技术发展，奠定了发展现代电力电子技术的发展前提。

课程报告现代电力电子技术的发展、现状与未来展望综述学院：电气工程学院姓名： *********学号: 14*********专业： *****************指导教师： *******老师0 引言电力电子技术就是使用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它是综合了电子技术、控制技术和电力技术而发展起来的应用性很强的新兴学科。

随着经济技术水平的不断提高，电能的应用已经普及到社会生产和生活的方方面面，现代电力电子技术无论对传统工业的改造还是对高新技术产业的发展都有着至关重要的作用，它涉及的应用领域包括国民经济的各个工业部门。

毫无疑问，电力电子技术将成为21世纪的重要关键技术之一。

1 电力电子技术的发展［1］电力电子技术包含电力电子器件制造技术和变流技术两个分支，电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础。

电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。

1.1半控型器件（第一代电力电子器件）上世纪50年代，美国通用电气公司发明了世界上第一只硅晶闸管(SCR)，标志着电力电子技术的诞生。

此后，晶闸管得到了迅速发展，器件容量越来越大，性能得到不断提高，并产生了各种晶闸管派生器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管等。

但是，晶闸管作为半控型器件，只能通过门极控制器开通，不能控制其关断，要关断器件必须通过强迫换相电路，从而使整个装置体积增加，复杂程度提高，效率降低。

另外，晶闸管为双极型器件，有少子存储效应，所以工作频率低，一般低于400 Hz。

由于以上这些原因，使得晶闸管的应用受到很大限制。

1.2全控型器件（第二代电力电气器件）随着半导体技术的不断突破及实际需求的发展，从上世纪70年代后期开始，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展。

全控型器件的特点是，通过对门极（基极、栅极）的控制既可使其开通又可使其关断。

现代电力电子技术的发展趋势及应用分析摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，随着智能电网的发展与进步，使得信息化、自动化以及数字化的技术应用空间越来越大。

电力电子是建设智能化电网的基础所在，也是满足NB-IoT市场经济发展的重要技术所在。

因此，为了满足社会的发展，就需要对电力系统进行全面改革，使先进的电力电子技术应用到智能电网中。

关键词：电子技术；发展趋势；应用引言开展电力电子化新一代电力系统动态问题研究是保障电网安全稳定运行的重大需求。

装备是构成电力系统的基本要素，装备变革意味着客观研究对象的变革。

装备动态特性的变化意味着电力系统动力学现象及机理的变化，传统电力系统动态问题基础理论和关键技术的适应性面临重大挑战，装备替代的量变势将引起系统动态问题的质变。

开展新一代电力系统动态问题的研究是电网运行的迫切和重大的需求。

1基本概念首先针对电子技术，该项技术主要依靠电子设备对电力进行控制，可实现电力开闭控制、转换控制等，故在不同的控制要求下，电子技术又可以分为多种形式，诸如电力技术、转换器技术等。

因此本质上可以将电子技术视作一种元件控制技术，能够通过电力供给与切断、电力类型转换、电力强弱调整等方式使元件作出对应的动作，促使电气装置依照用户需求运作，实现控制目的。

同时电子技术在元件控制中会生成对应的数据，即电力数据，依照电力数据可知当前电力运作是否正常，也能判断电力的故障、安全水平等，便于及时处理异常，保障电力运作稳定。

其次针对电气控制，此概念的主要意义在于开发电气能源的利用价值，诸如利用弱电控制强电，再通过强电控制设备，最后设备运作满足需求，且随着控制技术的发展，电气控制不仅实现了自动化运作，控制对象也越来越多，故电气控制能够满足人们在生活或工作中的多种需求。

关于电气控制的自动化原理，从当前技术角度出发，主要是利用信号收发装置连接计算机与电气控制系统，用户可以从计算机上拟定指令，并发出信号，信号将被收发装置接收，随即发送给电气控制系统的控制单元，该单元将依照信号指令逐步控制设备，待指令执行完毕，控制目的达成。

区域治理Regional Governance 科技视野一、电力电子技术概述电力电子技术，从字面意思上理解，就是以电力作为处理对象的现代电子技术。

从知识形态方面来讲，其是通过专门的电力电子器件实现对电能进行转换以及控制的学科。

简单来说，其是处于电子、电力、控制三种电力相关学科之间的一门较差学科，也是一种多领域技术互相渗透的综合性技术类型。

电力技术是一种涵盖发电、配电、输电、应用等方面的应用性科学技术，其理论来源是现代电磁学。

简单来说，就是通过电磁学的基本原理，控制发电、配电、输电、应用等方面的综合性技术。

电力技术的主要研究对象是变压器、发电机、电动机、电力线路等电力设备。

同时，这些研究对象，也是实现电力技术发展的重要依赖性因素。

电子技术是一种涵盖电子器件、电子电路、电子设备以及系统的现代科学技术。

与电力技术一样，其理论来源也是现代电磁学。

不同的是，其研究的对象是电子器件，并应用这些电子器件对信息电路中的电信号形成、存储、处理、变化、接受、发送等方面进行处理。

控制技术，即运用外加的装置或设备使生产过程或机械设备在工作参数或某一阶段的工作状方面，可以按照预先设定的规律以及标准进行。

简而言之，控制技术是研究控制过程的在各方面的基本规律的科学，其主要的研究对象是控制系统之中的控制信息。

二、电子电力技术的发展2.1电力电子技术朝着变频器时代发展变频器时代就是应用变频技术与微电子技术，改变电机工作电源频率方式，进而有效控制交流电动机的电力控制设备。

实际上，在之前很长一段时间内，集成电路技术实现了迅猛发展，这无疑为现代电力电子技术的发展奠定了坚实的基础。

而最典型的就是：将集成电路技术的精细加工技术与高压大电流技术有机结合在一起，随后也就出现了一批全新的全控型功率器件，同时促使那些中小功率电源被迫朝着更加高频化的方向发展。

而绝缘门极双极晶体管的出现，更是为大中型功率电源向高频方向发展带来了巨大的机遇[1]。

2.2电力电子技术朝着逆变器时代发展逆变器时代的主要表现是把直流电能转变成交流电。

网络教育学院《电源技术》课程设计大连理工大学电源技术大作业现代电源技术发展综述摘要：电力电子技术已经发展成为一门完整的、自成体系的高科技技术。

电源技术属于电力电子技术范畴。

电力电子技术的发展带动了电源技术的发展，而电源技术的发展又有效地促进了电源产业的发展。

迄今为止，电源已成为非常重要的基础科技和产业，并广泛应用于各行业。

其未来的发展趋势为高频、高效、低压、大电流化和多元化。

本文论述了现代电源技术电力电子的发展和未来电源技术的发展趋势以及开关电源的发展及应用。

关键词：电力电子技术；稳压；开关电源目录前言 (3)1现代电源技术的发展概况 (3)1.1整流器时代 (3)1.2逆变器时代 (4)1.3变频器时代 (4)2现代电力电子技术的发展概况 (4)2.1整流器时代 (4)2.2逆变器时代 (5)2.3变频器时代 (5)3现代电源技术的发展趋势 (6)4开关电源的发展及应用 (6)4.1开关电源技术的发展 (6)4.2开关电源的应用 (7)结束语 (8)参考文献 (9)致谢 (10)前言随着电力电子技术的发展，特别是微电子技术的发展，电器设备的种类越来越多，任何电器设备都离不开电源，电源正发挥着举足轻重的作用，同时随着电源应用的普及，以及科学技术的进步，特别是一些先进的仪器对电源提出了更新、更高的要求，使原来的电路技术特别是整流技术的效率大大下降而不再适用。

因此，必须采用新的器件，研究新的电路。

近几年来，随着微电子技术不断改进和发展，开关电源技术也有了突破性的发展，开关电源以其独有的体积小、重量轻、效率高、输出形式多样化等特点，已被应用到与电有关的各个领域。

另外，开关电源技术的应用成熟，使许多电子产品小型化和微型化变为可能。

所以开关电源不仅成为各种电子设备的心脏，而且也成为了各种电子设备安全可靠运行的关键。

1．现代电源技术的发展概况现代电源技术的发展方向，是从以低频技术为主的传统电源技术，向以高频技术为主的现代电源技术方向转变。

电力系统中的电力电子技术【摘要】电力系统中的电力电子技术在现代电力系统中扮演着至关重要的角色。

本文首先介绍了电力电子技术的定义和在电力系统中的作用。

接着详细讨论了电力电子器件及其特点，电力电子调节技术，电力电子在电力系统中的应用，以及电力电子技术的发展趋势和未来。

结论部分强调了电力电子技术在电力系统中的重要性和应用前景，总结了本文涵盖的内容。

通过本文的学习，读者可以更好地理解电力系统中的电力电子技术，认识到其在现代电力系统中的重要性和前景。

【关键词】电力系统、电力电子技术、电力电子器件、调节技术、发展趋势、未来、重要性、应用前景、总结。

1. 引言1.1 什么是电力系统中的电力电子技术电力系统中的电力电子技术是指利用半导体器件将电能进行控制、调节、转换和分配的技术。

通过电力电子技术，可以实现对电力系统中电能的精确控制，提高电能利用效率，降低能量损耗，实现系统的节能和环保。

电力电子技术在电力系统中的作用是非常重要的，它可以实现电力系统的智能化、数字化和网络化，提高系统的稳定性、可靠性和安全性，满足不同负载要求，提高系统的适应性和灵活性。

1.2 电力电子技术在电力系统中的作用电力电子技术可以有效地控制电力系统中的电压、电流和频率等参数，提高电力系统的稳定性和性能。

通过电力电子器件的精确控制，可以实现对电力的精准调节，满足不同场景下的电力需求。

电力电子技术还可以实现能量的高效转换和传输。

在电力系统中，能量的传输效率直接影响着系统的整体效率和运行成本。

通过电力电子技术的应用，可以实现能源的高效传输和有效利用，提高能源利用率和系统的整体效益。

电力电子技术还可以实现电力系统的智能化管理和监控。

通过电力电子技术与信息通信技术的结合，可以实现对电力系统的远程监控和智能控制，提高系统的运行效率和安全性。

电力电子技术在电力系统中的作用不可小觑，它不仅可以提高电力系统的供电质量和稳定性，还可以推动电力系统的智能化和高效化发展。