【正文】 第一篇：電力電子技術(shù)及其應(yīng)用概論論文電力電子技術(shù)及其應(yīng)用概論論文摘要：我們現(xiàn)在所處的位置大概可以定位為“世界工廠”，但不能意味著我們就可以不顧后果地走“先污染，后治理”的發(fā)展道路，況且現(xiàn)在所處的環(huán)境已經(jīng)不允許了。在這樣的環(huán)境條件下，我們在節(jié)能減排政策的大力推行下，我們有非常大的空間去節(jié)約我們的能源優(yōu)化我們的環(huán)境。而節(jié)能減排應(yīng)當(dāng)從每一個細(xì)節(jié)做起關(guān)鍵詞：節(jié)能 減排 持續(xù)發(fā)展一、課程內(nèi)容提要，電力系統(tǒng)高居第一位，電子電力的重要作用就引起了我們的關(guān)注。正是由于電子電力技術(shù)的發(fā)展，使得我們的各項技術(shù)都有了其基本的發(fā)展基礎(chǔ)。電力電子技術(shù)與電子學(xué)、電力學(xué)及控制理論等三個學(xué)科聯(lián)系緊密并且分為信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)。其中電力電子技術(shù)是指利用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力電子技術(shù)是由電力電子器件、交流電路和控制技術(shù)三個部分組成；主要有兩大分支分別是電力電子器件制造技術(shù)和交流技術(shù)。而電路理論則是電力電子技術(shù)的核心和理論基礎(chǔ)。電力電子技術(shù)的特點主要有：集成化、高頻化、全控化、數(shù)字化。電力變換分為整流（交流變直流），直流斬波（直流變直流），交流電力控制變頻、變相（交流變交流），逆流（直流變交流）四類；另外還有控制電路、驅(qū)動電路、緩沖電路和保護(hù)電路等輔助電路。電力電子技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾個方面：一般工業(yè)、交通運輸、電力系統(tǒng)（高壓直流輸電）、電子裝置電源家用電器、新型綠色能源等。電力電子技術(shù)的作用主要來說有：優(yōu)化電能使用，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)，電力電子技術(shù)高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展（變頻空調(diào)），電力電子智能化。這些作用具體可以表現(xiàn)在這些方面：可以取代非常大一部分一次性能源的使用，減緩了地球能源枯竭的壓力；其次精密的電子器件的應(yīng)用亦使得我們的電力系統(tǒng)能夠高效的運作，將能源的耗費降到最低；推動信息與功率的結(jié)合，從而在工業(yè)設(shè)備、電網(wǎng)等地方進(jìn)行改革，從而推動工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。，而為大家所廣泛利用。主要有三個方面的特點：它便于轉(zhuǎn)換、便于輸送、便于控制。便于轉(zhuǎn)換：任何的能源都能夠通過一定的方式轉(zhuǎn)換成電能；便于輸送：高壓輸電減少耗能且易于分配，同樣還可以以電磁波等方式傳輸；便于控制：數(shù)控方式，能精確反應(yīng)電能需要，從而合理地調(diào)配電源，控制穩(wěn)定。電路是對電力電子技術(shù)的重要基礎(chǔ)。電路具有以下幾個作用：實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和傳輸，信號的傳遞和處理，測量和儲存信息。電路是有三部分組成：電源，中間環(huán)節(jié)（很多電路的構(gòu)成都是在這個環(huán)節(jié)確定的）和負(fù)載。正弦交流電是現(xiàn)代電路輸電的主要代表。其電動勢隨時間呈正弦變化，包含電動勢最大值、角頻率和初相位三個要素。電路主要由三種元件構(gòu)成，分別為電阻元件、電感元件和電容元件。電感元件中電流不會突變而電壓可以發(fā)生突變，且不消耗有功功率，與電源之間存在能量交換即具有儲能作用（磁場能），應(yīng)用于電磁爐等；電容元件由兩片金屬板組成來存儲電荷，使得電路中的電流可以發(fā)生突變并遏制電壓的突變，它具有“通交流，隔直流”的作用，同樣，電容不消耗功率，與電源之間存在著能量交換即具有儲能作用（電場能），應(yīng)用于靜電噴霧等技術(shù)上；三相交流輸電成為了最廣泛的現(xiàn)代輸電方式，在于它省材料，性能好，效益高。另外在電能輸電方面高壓直流輸電與高壓交流輸電的對比中，我們又看到了原本被否認(rèn)的直流輸電又比交流輸電有了更多的優(yōu)越性，不排除將來仍有走直流輸電的可能性。，也就是說半導(dǎo)體是依靠自由電子和空穴兩種載流子導(dǎo)電的物質(zhì)。本征激發(fā)產(chǎn)生的兩種載流子總是成對出現(xiàn)的。實際上，在自由電子—空穴對產(chǎn)生過程中還同時存在著復(fù)合過程，這就是自由電子在熱騷動過程中和空穴相遇而釋放能量，造成自由電子—空穴對消失的過程。還有一種半導(dǎo)體是通過在本征半導(dǎo)體中，摻入一定量的雜質(zhì)元素，稱為雜質(zhì)半導(dǎo)體，根據(jù)摻入的雜質(zhì)不同又分為P型和N型兩種。半導(dǎo)體中只有自由電子一種載流子，它在電場作用下產(chǎn)生定向的漂移運動，形成漂移電流。因濃度差引起載流子的定向運動稱為擴(kuò)散運動，其相應(yīng)產(chǎn)生的電流稱為擴(kuò)散電流，大小與濃度梯度成正比。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展推動了二極管的產(chǎn)生，使其在生活上得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在一些不可逆電路上，二極管發(fā)揮了巨大作用，但此時的二極管只有其原始的特征而缺乏可控性，所以無法達(dá)到控制電路的需要。我們所需要的是一種可關(guān)斷的器件來控制電流的流向，所以晶閘管的產(chǎn)生便解決了這一問題，它不斷地發(fā)展，成為一種高級的電力電子器件，為電路的控制提供了技術(shù)保障。根據(jù)分類依據(jù)的不同可以分為多類。按照組成器件的不同，可分為不可控、半控和全控三種電路；按照電路結(jié)構(gòu)的不同，可分為橋式電路和零式電路；按照交流輸入相數(shù)的不同，可分為單相電路和多相電路；單拍電路和雙拍電路（或單向和雙向，按變壓器二次側(cè)電流的方向）。在利用功率二極管的整流電路中，電感的容量應(yīng)該足夠大，而且功率二極管的特性設(shè)為理想，這個電路是不可控的。相控整流電路中可分為：①單相半波可控整流電路 ②單相橋式全控整流電路③三相半波可控整流電路④三相橋式全控整流電路。整流電路可為UPS提供技術(shù)支持，UPS在電路阻斷時起到了極大的作用。UPS的應(yīng)用，使得我們可以解決突然斷電的情況下，能夠保證相關(guān)電器的短暫運行，使得重要的數(shù)據(jù)能夠被完整的保存下來，避免一些不必要的損失。特別是在銀行、電網(wǎng)等大型企業(yè)中，斷電意味著可能造成自身或者客戶的重大損失，所以UPS的重要性得到了認(rèn)可。而它主要是由整流和逆變電路組合而成的，而電源的供應(yīng)可以用兩個方法，一是市電對蓄電池充電，二是由柴油機(jī)進(jìn)行供電，后者得到了比較廣泛的使用。通過這兩個電路的組合，我們可以使電達(dá)到恒壓恒頻的效果。直流電動機(jī)主要分定子與轉(zhuǎn)子兩個部分。其工作的機(jī)理就在于電流周圍產(chǎn)生了磁場，而在磁場的作用下，利用安培定則計算，產(chǎn)生安培力，帶動線圈運動，從而帶動機(jī)器的運動。直流電動機(jī)系統(tǒng)的運用，使得很多大功率的機(jī)器能夠得以比較高速地運轉(zhuǎn)。與之相對應(yīng)的是發(fā)電機(jī)，他是通過切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而產(chǎn)生電流。其運用的則是“右手定則”。直流變速空調(diào)的產(chǎn)生，也是整流電路的又一個重要運用。直流空調(diào)的工作原理：利用物質(zhì)汽化蒸發(fā)時吸收熱量而實現(xiàn)降溫。它只能通過在一定的頻率下，控制空調(diào)開關(guān)，來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，調(diào)節(jié)方式比較死板，而“變頻空調(diào)”的變頻器改變壓縮機(jī)供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。依靠壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢達(dá)到控制室溫的目的，其制冷的速度快，智能化節(jié)能，自行控制從而保證了舒適度。而關(guān)于市場上所推銷的“直流變頻空調(diào)”是不符合科學(xué)依據(jù)的，直流電本身并沒有頻率，更沒有變頻之說，所以應(yīng)當(dāng)警惕市場的推銷，避免不必要的受騙行為。最基本的工作原理是改變兩組開關(guān)切換頻率，可改變輸出交流電頻率。電阻負(fù)載時，負(fù)載電流和負(fù)載電壓的波形相同；阻感負(fù)載時，負(fù)載電流相位滯后于負(fù)載電壓，波形也不同。它有四種換流方式分別為：器件、電網(wǎng)、負(fù)載、強(qiáng)迫換流。逆變電路亦可再分為電壓逆變電路和電流逆變電路。交流電動機(jī)是逆變電路的一個主要應(yīng)用。交流電動機(jī)的調(diào)速方式較直流電動機(jī)有比較大的不同。交流電動機(jī)的變頻調(diào)速是改變電源頻率從而使電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速變化達(dá)到調(diào)速的目的的；同時它也有變極調(diào)速的功能，通過改變電動機(jī)定子繞組的接線，改變電動機(jī)的磁極對數(shù)，從而達(dá)到調(diào)速的目的。交流變頻空調(diào)的推廣使用已經(jīng)引起了市場消費者的廣泛關(guān)注。經(jīng)過交直交的變換輸入功率模塊，同時功率模塊受微電腦送來的控制信號控制，輸出頻率可調(diào)的交變電源，使壓縮機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨電源頻率的變化作相應(yīng)的變化，從而控制壓縮機(jī)的排量，調(diào)節(jié)制冷量或制熱量。其優(yōu)點主要是啟動電流低，低溫運行性能良好，制暖性能優(yōu)于傳統(tǒng)空調(diào)，控溫波動小和電網(wǎng)電壓適應(yīng)性強(qiáng)。，使得現(xiàn)在的化石能源瀕臨枯竭，整個世界正蘊釀著一場能源危機(jī)。在這樣的環(huán)境下，各國不斷地去尋求綠色能源，去開發(fā)新能源。所獲取的能源再通過轉(zhuǎn)換形成電能供給社會建設(shè)。其中電能的轉(zhuǎn)化現(xiàn)在還主要依靠水力和火力，而火力發(fā)電現(xiàn)在仍占據(jù)主要位置，不斷污染嚴(yán)重而且消耗的仍是化石能源，其發(fā)電的結(jié)構(gòu)仍然不合理。現(xiàn)在現(xiàn)有綠色能源主要有風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、生物能、太陽能等。風(fēng)力發(fā)電主要是通過風(fēng)的作用帶動風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)（齒輪）將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。太陽能可以說是最為豐富的能源了，如果可以利用好，相信能源問題將迎刃而解。太陽能發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池組(陣列)、太陽能控制器、蓄電池（組）、逆變