【正文】 的有效 變換 ，高效、實(shí)用、可靠地把能得到的電源變?yōu)樗枰碾娫矗詽M足不同的負(fù)載要求。 電力電子技術(shù)的主要作用如下： (1)節(jié)能減排。通過(guò)電力電子技術(shù)對(duì)電能變換后，使電能的使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實(shí)現(xiàn)了 電能使用最優(yōu)化 。 (2) 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)。 (3) 向高頻化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)最佳工作效率，將使機(jī)電設(shè)備的 體積減小 ，響應(yīng)速度加 快 ， 無(wú)噪音 ，功能強(qiáng)。 (4) 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。 電力電子技術(shù)的特點(diǎn) 電力電子技術(shù)是采用電子元器件作為控制元件和開(kāi)關(guān)變換器件，利用控制理論實(shí)施控制，對(duì)電力 (電源 )進(jìn)行控制變換。 概括起來(lái)，電力電子技術(shù)有如下幾個(gè)特點(diǎn)： 弱電控制強(qiáng)電；傳送能量的模擬 — 數(shù)字 — 模擬轉(zhuǎn)換技術(shù)；多學(xué)科知識(shí)的綜合設(shè)計(jì)技術(shù) 。 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向：全控化、集成化、高頻化、高效率化、變換器小型化、電源變換綠色化 。 電力電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容 (1)電力半導(dǎo)體器件及功率集成電路。 (2)電力電子變流技術(shù)。 (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。 電力半導(dǎo)體器件是電力電子技術(shù)的核心。與信息處理用器件不同， 一是必須具有承受高電壓、大電流的能力；二是以開(kāi)關(guān)方式運(yùn)行 。因此，電力電子器件也被稱(chēng)為 電力電子開(kāi)關(guān)器件 。 按照開(kāi)通、關(guān)斷的控制可分為： 不控型、半控型和全控型 ，全控型器件在現(xiàn)代電力電子技術(shù)應(yīng)用中起主導(dǎo)作用。按照電力電子器件的驅(qū)動(dòng)性質(zhì)，可分為 電壓型和電流型 圖 110 電力電子可控開(kāi)關(guān)器件 （ a） GTO；（ b） IGBT；（ c） IGCT 2．電力電子變換器的電路 以電力半導(dǎo)體器件為核心，采用不同的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的變換和控制，這就是 變流電路 。 變換器電路結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的主要研究方向之一。 根據(jù)電能變換的輸入輸出形式，變換器電路可分為交流 直流變換（ AC/DC）、直流 直流變換（ DC/DC）、直流 交流變換（ DC/AC）和交流 交流變換（ AC/AC）四種基本形式。 3. 電力電子電路的控制 控制電路的主要作用是：為變換器中的功率開(kāi)關(guān)器件提供控制極驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)是根據(jù)控制指令，按照某種控制規(guī)律及控制方式而獲得的。控制電路應(yīng)該包括時(shí)序控制、保護(hù)電路、電氣隔離和功率放大等電路。 電力電子技術(shù)的應(yīng)用 1. 工業(yè)電力傳動(dòng) 電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能可與直流電動(dòng)機(jī)相媲美。鐵路牽引傳動(dòng)由直流傳動(dòng)到交流傳動(dòng)的轉(zhuǎn)換。 2. 電源 如太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋潮汐能及超導(dǎo)儲(chǔ)能等可再生能源，受環(huán)境條件的制約，發(fā)出的電能質(zhì)量較差，而利用電力電子技術(shù)可以進(jìn)行能量?jī)?chǔ)存和緩沖 ， 改善電能質(zhì)量 。同時(shí)，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) 。 3. 電力系統(tǒng)工程 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(zhǎng)距離、大容量輸電系統(tǒng) 無(wú)功損耗 問(wèn)題。 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(xiàng)重大措施，已成為未來(lái)輸電系統(tǒng)新時(shí)代的支撐技術(shù)之一。 柔性交流輸電系統(tǒng)（ Flexible AC Transmission System） 也稱(chēng)柔性輸電技術(shù)或靈活輸電技術(shù)， 是指利用大功率電力電子元器件構(gòu)成的裝置來(lái)控制或調(diào)節(jié)交流電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)或網(wǎng)絡(luò)參數(shù)從而 優(yōu)化 電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，提高電力系統(tǒng)輸電能力的技術(shù)。 晶閘管控制電抗器（ TCR）、晶閘管投切電容量（ TSC）都是重要的無(wú)功補(bǔ)償裝置。靜止無(wú)功發(fā)生器（ STATCOM）、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(wú)功和諧波補(bǔ)償?shù)男阅堋? 4. 交通運(yùn)輸工程 電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)，電氣機(jī)車(chē)中的直流機(jī)車(chē)采用整流裝置供電，交流機(jī)車(chē)采用變頻裝置供電。如直流斬波器廣泛應(yīng)用于鐵道車(chē)輛，磁懸浮列車(chē)中電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)。 新型環(huán)保綠色電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)（ EV/HEV）正在積極發(fā)展中。綠色電動(dòng)車(chē)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(dòng)控制，其蓄電池的充電也離不開(kāi)電力電子技術(shù)。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(kāi)電力電子技術(shù)。 5. 綠色照明 現(xiàn)在廣泛使用的日光燈，其電子鎮(zhèn)流器就是一個(gè) ACDCAC變換器，較好的解決了傳統(tǒng)日光燈必須有鎮(zhèn)流器啟輝，全部電流都要流過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈因而無(wú)功電流較大等問(wèn)題，可減少無(wú)功和有功損耗。另外，采用電力電子技術(shù)可實(shí)現(xiàn)照明的電子調(diào)光。 高電壓工程 高電壓與絕緣技術(shù)的發(fā)展 高電壓與絕緣技術(shù)是隨著高電壓遠(yuǎn)距離輸電而發(fā)展起來(lái)的一個(gè)電氣工程分支學(xué)科。 高電壓與絕緣技術(shù)的基本任務(wù)是研究高電壓的獲得以及高電壓下電介質(zhì)及其電力系統(tǒng)的行為和應(yīng)用。 目前國(guó)際上 高壓 一般指 35～ 220kV的電壓； 超高壓 一般指 330kV以上、 1000kV以下的電壓；特高壓 一般指 1000kV及以上的電壓。而 高壓直流 （ HVDC）通常指的是 177。 600kV及以下的直流輸電電壓， 177。 600kV以上的則稱(chēng)為 特高壓直流 （ UHVDC）。 高壓直流輸電主要用于 : ； （如向海島輸電）； ； 。不同額定頻率系統(tǒng)間或非同步運(yùn)行的系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)（既要實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)又要保持各自相對(duì)獨(dú)立性）； 。如風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等這些發(fā)電方式不能保證工業(yè)頻率，需先整流成直流傳輸然后逆變成工頻交流，以實(shí)現(xiàn)與交流系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行 高電壓與絕緣技術(shù)的研究?jī)?nèi)容 高電壓與絕緣技術(shù)是以試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù) ，主要研究：高電壓的產(chǎn)生，在高電壓作用下各種絕緣介質(zhì)的性能和不同類(lèi)型的放電現(xiàn)象，高電壓設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高電壓試驗(yàn)和測(cè)量的設(shè)備和方法，電力系統(tǒng)過(guò)電壓及其限制防護(hù)措施，電磁環(huán)境及電磁污染防護(hù)，以及高電壓技術(shù)的應(yīng)用等。 圖 112 戶(hù)外高電壓發(fā)生裝置 圖 113 金屬氧化物避雷器 高電壓與絕緣技術(shù)的應(yīng)用 1. 等離子體技術(shù)及其應(yīng)用 所謂等離子體，它指的是一種擁有離子、電子和核心粒子的不帶電的離子化物質(zhì)。等離子體包括有幾乎相同數(shù)量的自由電子和陽(yáng)極電子。 2. 靜電技術(shù)及其應(yīng)用 靜電感應(yīng)、氣體放電等效應(yīng)可以用于生產(chǎn)和生活等多方面的活動(dòng)，形成了靜電技術(shù)。如：靜電除塵；靜電分選；靜電噴涂；靜電植絨；靜電紡紗；靜電制版；還有靜電軸承、靜電透鏡、靜電陀螺儀和靜電火箭發(fā)電機(jī)等應(yīng)用。 3. 在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用 在煙氣排放前，可以通過(guò)高壓窄脈沖電暈放電來(lái)對(duì)煙氣進(jìn)行處理，以達(dá)到較好的脫硫脫硝效果。 4. 在照明技術(shù)中的應(yīng)用 氣體放電光源是利用氣體放電時(shí)發(fā)光的原理制成的光源。輝光放電用于霓虹燈和指示燈，弧光放電有很強(qiáng)的光通量，用于高壓汞燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和氙燈等。 電氣工程新技術(shù) 簡(jiǎn)稱(chēng)電工新技術(shù)，成為近代電氣工程科學(xué)技術(shù)發(fā)展中最為活躍和最有生命力的重要分支。 超導(dǎo)電工技術(shù) 聚變電工技術(shù) 磁流體推進(jìn)技術(shù) 磁懸浮列車(chē)技術(shù) 燃料電池技術(shù) 飛輪儲(chǔ)能技術(shù) 脈沖功率技術(shù) 微機(jī)電系統(tǒng)