【文章內(nèi)容簡介】 三）電力電子技術(shù)的應(yīng)用電力電子技術(shù)是以功率處理和變換為主要對象的現(xiàn)代工業(yè)電子技術(shù)，當(dāng)代工、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域都離不開電能，離不開表征電能的電壓、電流、頻率、波形和相位等基本參數(shù)的控制和轉(zhuǎn)換，而電力電子技術(shù)可以對這些參數(shù)進(jìn)行精確的控制與高效的處理，所以電力電子技術(shù)是實現(xiàn)電氣工程現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。電力電子技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，國防軍事、工業(yè)、能源、交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)以及家用電器等無不滲透著電力電子技術(shù)的新成果。下面是簡單的介紹： 一般工業(yè)電機(jī)調(diào)速工業(yè)中大量應(yīng)用各種交、直流電動機(jī)。直流電動機(jī)具有良好的調(diào)速性能，為其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電動機(jī)的調(diào)速性能可與直流電動機(jī)相媲美，因此，交流調(diào)速技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并且占據(jù)主導(dǎo)地位。作為節(jié)能控制主要采用交流電動機(jī)的變頻調(diào)速，它帶來了巨大的節(jié)能效益。在各行各業(yè)中，風(fēng)機(jī)、水泵多用異步電動機(jī)拖動，其用電量占我國工業(yè)用電的50%以上，全國用電量的30%?？刂骑L(fēng)量或水流量，過去是靠控制風(fēng)門或節(jié)流閥的轉(zhuǎn)用，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變。由于風(fēng)門或節(jié)流閥轉(zhuǎn)角的減小，卻增大了流體的阻力，因此功率消耗變化甚小，結(jié)果造成在小風(fēng)量或小水流時電能的浪費(fèi)。我國的風(fēng)機(jī)、水泵，全面采用變頻調(diào)速后，每年節(jié)電可達(dá)數(shù)百億度。家用電器的空調(diào)，采用變頻調(diào)速技術(shù)，可節(jié)電30%以上。 交通運(yùn)輸電氣化鐵道中私廣泛采用電力電子技術(shù)，電氣機(jī)車中的直流機(jī)車采用整流裝置供電，交流機(jī)車采用變頻裝置供電。如直流斬波器廣泛應(yīng)用于鐵道車輛，磁懸浮列車中電力電子技術(shù)更是一項關(guān)鍵的技術(shù)。新型環(huán)保綠色電動汽車和混合動力電動汽車（EV/HEV）正在積極發(fā)展中。汽車是靠汽油引擎運(yùn)行而發(fā)展起來的機(jī)械，它排出大量二氧化碳和其他廢氣，嚴(yán)重的污染了環(huán)境。綠色電動車的電機(jī)是以蓄電池為能源，靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子技術(shù)。顯而易見，未來電動車將取代燃油汽車。飛機(jī)、船舶需要各種不同要求的電源，因此航空、航海都離不開電力電子技術(shù)。電力系統(tǒng)發(fā)達(dá)國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，是離不開電力電子技術(shù)的。高壓直流輸電，其送電端的整流和受電端的逆變裝置都是采用晶閘管變流裝置，它從根本上解決了長距離、大容量輸電系統(tǒng)無功損耗問題。柔性交流輸電系統(tǒng)（FACTS），其作用是對發(fā)電輸電系統(tǒng)的電壓和相位進(jìn)行控制。其技術(shù)實質(zhì)類似于彈性補(bǔ)償技術(shù)。FACTS技術(shù)是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)改造傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)的一項重大措施，已成為當(dāng)今發(fā)達(dá)國家電力界研究的熱點。FACTS技術(shù)（包括系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)及控制器技術(shù)）已被國內(nèi)外的一些權(quán)威性的輸電技術(shù)專家、學(xué)者稱為未來輸電系統(tǒng)新時代的3項支撐技術(shù)（FACTS技術(shù)、先進(jìn)的控制中心和綜合自動化技術(shù)）之一，或是“現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的3項（如新時代技術(shù)、智能控制、基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）具有變革性影響的前沿性課題之一”。無功補(bǔ)償和諧波抑制對電力系統(tǒng)有重要意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容量（TSC）都是重要的無功補(bǔ)償裝置。靜止無功發(fā)生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更優(yōu)越的無功和諧波補(bǔ)償?shù)男阅?，減少或消除由于傳統(tǒng)變流裝置對電網(wǎng)產(chǎn)生的公害，大大地改善了供電質(zhì)量，使得電源電網(wǎng)得到凈化。電源電力電子技術(shù)的另一應(yīng)用領(lǐng)域是在各種各樣的電源中。電器電源需求是千變?nèi)f化的，因而電源的需求和種類非常多。下面介紹幾種特種電源。近年來，國內(nèi)外在高頻逆變整流焊機(jī)的研究方面，取得了實質(zhì)性進(jìn)展。由于采用高頻逆變，體積和重量都有明顯減少，既節(jié)能，又便于使用。通信的電源是一種DC/DC高頻開關(guān)電源，也適用于其他領(lǐng)域。通信事業(yè)的發(fā)展大大推動了通信用電源的發(fā)展。1992年，全國郵電部門全年用電達(dá)到25億度。由于交換機(jī)總量的增加，用電量也大幅度增加，可見郵電部門年耗電量是非?？捎^的。高頻開關(guān)電源的使用，大大減小了電源體積和開關(guān)損耗。不間斷電源（UPS）在現(xiàn)代社會中的作用越來越重要，用量也越來越大。目前，UPS在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用中已占有相當(dāng)大的數(shù)額。小型化開關(guān)電源，在辦公自動化設(shè)備、計算機(jī)設(shè)備、電子產(chǎn)品、工業(yè)測控、電子儀器和儀表中被廣泛采用。由于運(yùn)用了高頻技術(shù)，實現(xiàn)了開關(guān)電源的小型化。在軍事應(yīng)用中主要是雷達(dá)脈沖電源、聲納及聲發(fā)射系統(tǒng)、武器系統(tǒng)及電子對抗等系統(tǒng)電源。航天、航海、礦山及科學(xué)研究等各個領(lǐng)域為了人的生存和工作，都離不開各種能源，所以這些都離不開電力電子技術(shù)。 照明在各個國家，照明用電占發(fā)電量的數(shù)量也是比較大的，其中美國占24%，中國占12%。白熾燈發(fā)光效率低、熱損耗大，故現(xiàn)在廣泛使用日光燈。但日光燈必須有鎮(zhèn)流器啟輝，全部電流都要流過鎮(zhèn)流器的線圈，因而無功電流較大，不能節(jié)能。電子鎮(zhèn)流器的出現(xiàn)，較好的解決了這個問題。電子鎮(zhèn)流器就是一個ACDCAC變換器。在相同功率的情況下，電子鎮(zhèn)流器比普通鎮(zhèn)流器的體積小，可減少無功和有功損耗。另外，采用電力電子技術(shù)可實現(xiàn)照明的電子調(diào)光，也可節(jié)約能源，因此被稱為節(jié)能燈。 新能源開發(fā)和利用傳統(tǒng)的發(fā)電方式是火力、水利以及后來興起的核能發(fā)電。能源危機(jī)后，各種新能源、可再生能源及新型發(fā)電方式越來越受到重視。其中太陽能發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電的發(fā)展較快，燃料電池更受關(guān)注。太陽能、風(fēng)能發(fā)電受環(huán)境條件的制約，發(fā)出的電能質(zhì)量較差。利用電力電子技術(shù)可以進(jìn)行能量儲存和緩沖，改善電能質(zhì)量。同時，采用變速恒頻發(fā)電技術(shù)，可以將新能源發(fā)電與電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋潮汐能及超導(dǎo)儲能等可再生能源，已形成一個新興產(chǎn)業(yè)。與其他發(fā)電方式比較，可再生能源發(fā)電不排放任何有害特質(zhì)，也不存在居民遷移問題。因此，發(fā)展和利用綠色能源是潔凈生態(tài)環(huán)境，改善電力結(jié)構(gòu)的重要措施，未來的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是一個持久的、可再生的、干凈的體系。新能源是近期能源的補(bǔ)充，也是未來能源的基礎(chǔ)。 環(huán)境保護(hù)隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，特別是火力發(fā)電和水泥業(yè)的發(fā)展對自然環(huán)境的污染越來越嚴(yán)重。為了凈化環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量，在某些行業(yè)采用高壓靜電除塵措施是十分有效的，其關(guān)鍵也是微機(jī)和電力電子技術(shù)?？傊娏﹄娮蛹夹g(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛。從人類對宇宙和大自然的探索到國防，從軍事到國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，再到人們的衣食住行，無處不應(yīng)用電力電子技術(shù)。這就是激發(fā)一代又一代