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摘要:随着现代控制技术在实际生活和生产中的逐渐应用,计算机技术为其提供了较为有力的支持,而新的材料和结构器件也为电力电子技术的发展起到了推动的作用,并且电力电子技术在各行各业都逐渐得到了较为广泛的应用。在电子技术迅猛发展的框架下,电力电子技术已经被普遍应用于电力行业。电力电子技术即为利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,给电力领域带来了新的发展,提高了电力技术的应用效率,促进了电力行业的创新发展。
关键词:电力电子系统;控制技术;应用策略
引言
近些年来,电力电子技术迎来了蓬勃的发展,从以电路技术、现代控制技术、功率半导体器件以及计算机技术为支撑转变为在电能质量控制、新能开发、民用产品等更多的行业应用,有了很大的进步,其中,最成功的应用于电力系统的大功率电力电子技术就是直流输电。加之柔性交流输电在20世纪80年代被提出之后,电力电子技术更是在电力系统中广受关注,并且相继出现了许多种类的设备。在电力的各个环节,电力电子技术都是发挥出十分关键的作用,因此要注重对电力电子技术的革新以及突破,促进整个电力的发展和进步。
1电力电子技术
电力电子技术涵盖了电力电子元件的制造与变流技术,制造技术是基础构成,变流技术是核心构成。电力电子技术并不是单纯的电子技术,而是结合了电子学、电力学、控制理论3个方面的知识,推动电力系统的发展。就理论基础而言,电力电子器件的制造技术和电子信息化的电子器件制造技术是一样的,工艺也非常类似,在电力学中有着十分广泛的运用,电力学与电力电子技术关系密切。控制理论在电力电子技术中的应用,使得电力电子技术更进一步地满足了人们的生活需求。
2新时代电力电子技术的特点
2.1全控化
传统的电力电子器件主要是半控型普通晶闸管,现在的电力电子主要采用的是各类自关断器件,能够有效实现电力电子技术的全控化。同时,各类自关断器件还能够使得相对复杂的电路简单化,提高电力电子的实用性,改变了整个电力系统的控制模式,增强了电力电子技术在电力领域的实用性和方便性。各种控制器并不是独立存在,而是并联在一起的,集成在一个基片上,实现了电力电子技术的集成化。
2.2高频化
以集成化为基础,主要是指电力电子技术的工作速度和工作强度。高效率化与高速度之间是相互联系的,只有电力电子技术高速度化,才能实现电力电子技术的高效率化,也体现在能量的损耗上,由于传统的电力器件相对复杂,导致电能量在运输过程中具有损耗。电力电子器件开关的上升和下降都非常快,明显地减少了开关损耗。
2.3变换器小型化
使元件朝着高频率化发展,控制电路的高度集成化与微型化导致滤波电路与控制器的体積显著减少。电力电子的元件构成也实现了主电路体积的大幅缩减,使得变换器小型化。电力电子技术的特点也是电力电子技术应用的基础。
3电力电子技术的作用
3.1增强电力控制系统的安全性能
近年来,随着社会的不断发展与进步,各企事业单位对电气的需求量逐年增高,这给电力企业造成了巨大压力,相关工作人员的工作压力也随之而来,很多电气控制系统出现了超负荷工作现象,由此引发了许多电力事故,反过来这些电力事故影响了电力控制系统的正常运行,严重的还造成了电力系统的瘫痪和威胁了相关工作人员的人身安全,这严重影响了社会秩序,不利于社会的稳定。而电力电子技术在电气控制系统中的应用能够有效增强系统的安全性能,提高系统的工作效率,降低系统发生事故的概率。
3.2提升优化效果
电力电子技术在电气控制中应用相比于传统的落后技术而言能够实现效果优化,且传统技术不仅落后,稳定性较差,而且应用较少,很难满足现代化设备的应用要求,此时就突出了电力电子技术的技术性和稳定性优势,在电气控制中应用能够有效促进电气工程行业的发展。
3.3拓宽电气控制行业的发展空间
在电气控制系统中应用电力电子技术能够为相关工作人员提供技术优化,如此便有利于电气控制系统朝着智能化、自动化方向推进,通过不断提高技术水平拓宽整个电气控制行业的发展空间。
4电力电子系统在控制技术中的应用策略
4.1有源电力滤波器
有源电力滤波器是电力电子技术在电气控制中的一项重要应用,只有了解其工作原理,才能将该项技术的效用发挥到最大。有源电力滤波器是一种具有补偿元件检测功能的装置,它能够产生一些具有共同分量的谐波电流,此时利用补偿装置产生另一种电流分量,让这些谐波电流与另一种电流分量相互作用能够实现互相抵消,但这要求两种电流极性相异,分量也要相同,这样通过利用有源电力滤波器即可消灭电网中的谐波电流,使得电网中只剩下基波电流。由于有源电力滤波器具有补偿性能强、速度快等优点,能够有效降低阻抗对电网产生的影响,它能够对电路中的补偿电流进行科学检测,使其转化为无功电流,还能通过谐波电流与电流分量的相互抵消使其具备更加适用电网运行的电流。
4.2电力配电系统中的应用
当前的配电环节中,配电系统仍然存在很多技术问题。一方面,电能损耗较大,无法满足企业对高效率配电的需求,致使电力系统的输电效率低下,另一方面,配电系统提供的电能质量不高,经常出现不规则波动与干扰,无法实现企业需要的特定的频率、电压的电能。因此,实现配电过程的高稳定性与低损耗性是电力系统中的配电环节急需解决的问题。面对这一问题,电力电子技术提供了有效的解决思路。设计者往往利用变换技术与变压设备,提高配电系统实效性,电力电子变压器在传送分配电能过程中,可以对电能实施及时的转化与控制以及对电网谐波的动态控制,调节过程是依据电力需求进行自我调节的,抑制了输电效率的降低,有效解决了配电系统电能质量不高、传输不稳定、输电功率低下的问题。
4.3航天和发电站
航天的飞行器中包含大量的电子仪器,其开启需要应用到各种电源,从而也需要电力电子技术。航天飞行器对于我国的航天事业来说具有重要的作用,将会决定航天事业的高度。发电站中也需要应用电力电子技术来起动和调速,特别是新能源的开发中,都需要应用电力电子系统。在电量需求大的地方或者经济发达地区都需要以各种各样不同的电力电子系统作为支撑。
4.4家用电器
电力电子系统在家用电器中的应用主要是在照明、空调等方面。电力电子器件的发光效率高,能够节省大量的电能资源,电力电子照明系统也在逐步取代传统的白炽灯照明装置。在空调和电冰箱中也具有重要的应用,可以提高功率节省电能。电力电子的装置相对简单,能够帮助简化家电体积和居家电线的布局,节省空间,降低功耗。因此,在家用电器中应用电力电子系统可以帮助用户节省开支,为社会节约能源。
结束语
综上所述,现代电力电子技术在电子控制中的应用仍然是一项十分漫长和较为复杂的工程,随着社会和时代的进步,新环境的出现必然会导致新的问题出现,这也需要我们不断的思考、不断的探索、不懈的实践,从而更新和改进新的技术,保证技术的时效性和先进性,推动我国电力电子技术的发展。
参考文献
[1]吴展遥.电子技术在电气控制中的应用[J].现代工业经济和信息化,2019,9(11):84-85.
[2]刘怀莲,祝大焦,祝成东.浅析电子技术在电气控制中的应用[J].科技经济导刊,2019,27(25):93.
[3]陈亚丽,杨伟兵.电子技术在电气控制中的应用分析[J].南方农机,2019,50(06):153-154.
关键词:电力电子系统;控制技术;应用策略
引言
近些年来,电力电子技术迎来了蓬勃的发展,从以电路技术、现代控制技术、功率半导体器件以及计算机技术为支撑转变为在电能质量控制、新能开发、民用产品等更多的行业应用,有了很大的进步,其中,最成功的应用于电力系统的大功率电力电子技术就是直流输电。加之柔性交流输电在20世纪80年代被提出之后,电力电子技术更是在电力系统中广受关注,并且相继出现了许多种类的设备。在电力的各个环节,电力电子技术都是发挥出十分关键的作用,因此要注重对电力电子技术的革新以及突破,促进整个电力的发展和进步。
1电力电子技术
电力电子技术涵盖了电力电子元件的制造与变流技术,制造技术是基础构成,变流技术是核心构成。电力电子技术并不是单纯的电子技术,而是结合了电子学、电力学、控制理论3个方面的知识,推动电力系统的发展。就理论基础而言,电力电子器件的制造技术和电子信息化的电子器件制造技术是一样的,工艺也非常类似,在电力学中有着十分广泛的运用,电力学与电力电子技术关系密切。控制理论在电力电子技术中的应用,使得电力电子技术更进一步地满足了人们的生活需求。
2新时代电力电子技术的特点
2.1全控化
传统的电力电子器件主要是半控型普通晶闸管,现在的电力电子主要采用的是各类自关断器件,能够有效实现电力电子技术的全控化。同时,各类自关断器件还能够使得相对复杂的电路简单化,提高电力电子的实用性,改变了整个电力系统的控制模式,增强了电力电子技术在电力领域的实用性和方便性。各种控制器并不是独立存在,而是并联在一起的,集成在一个基片上,实现了电力电子技术的集成化。
2.2高频化
以集成化为基础,主要是指电力电子技术的工作速度和工作强度。高效率化与高速度之间是相互联系的,只有电力电子技术高速度化,才能实现电力电子技术的高效率化,也体现在能量的损耗上,由于传统的电力器件相对复杂,导致电能量在运输过程中具有损耗。电力电子器件开关的上升和下降都非常快,明显地减少了开关损耗。
2.3变换器小型化
使元件朝着高频率化发展,控制电路的高度集成化与微型化导致滤波电路与控制器的体積显著减少。电力电子的元件构成也实现了主电路体积的大幅缩减,使得变换器小型化。电力电子技术的特点也是电力电子技术应用的基础。
3电力电子技术的作用
3.1增强电力控制系统的安全性能
近年来,随着社会的不断发展与进步,各企事业单位对电气的需求量逐年增高,这给电力企业造成了巨大压力,相关工作人员的工作压力也随之而来,很多电气控制系统出现了超负荷工作现象,由此引发了许多电力事故,反过来这些电力事故影响了电力控制系统的正常运行,严重的还造成了电力系统的瘫痪和威胁了相关工作人员的人身安全,这严重影响了社会秩序,不利于社会的稳定。而电力电子技术在电气控制系统中的应用能够有效增强系统的安全性能,提高系统的工作效率,降低系统发生事故的概率。
3.2提升优化效果
电力电子技术在电气控制中应用相比于传统的落后技术而言能够实现效果优化,且传统技术不仅落后,稳定性较差,而且应用较少,很难满足现代化设备的应用要求,此时就突出了电力电子技术的技术性和稳定性优势,在电气控制中应用能够有效促进电气工程行业的发展。
3.3拓宽电气控制行业的发展空间
在电气控制系统中应用电力电子技术能够为相关工作人员提供技术优化,如此便有利于电气控制系统朝着智能化、自动化方向推进,通过不断提高技术水平拓宽整个电气控制行业的发展空间。
4电力电子系统在控制技术中的应用策略
4.1有源电力滤波器
有源电力滤波器是电力电子技术在电气控制中的一项重要应用,只有了解其工作原理,才能将该项技术的效用发挥到最大。有源电力滤波器是一种具有补偿元件检测功能的装置,它能够产生一些具有共同分量的谐波电流,此时利用补偿装置产生另一种电流分量,让这些谐波电流与另一种电流分量相互作用能够实现互相抵消,但这要求两种电流极性相异,分量也要相同,这样通过利用有源电力滤波器即可消灭电网中的谐波电流,使得电网中只剩下基波电流。由于有源电力滤波器具有补偿性能强、速度快等优点,能够有效降低阻抗对电网产生的影响,它能够对电路中的补偿电流进行科学检测,使其转化为无功电流,还能通过谐波电流与电流分量的相互抵消使其具备更加适用电网运行的电流。
4.2电力配电系统中的应用
当前的配电环节中,配电系统仍然存在很多技术问题。一方面,电能损耗较大,无法满足企业对高效率配电的需求,致使电力系统的输电效率低下,另一方面,配电系统提供的电能质量不高,经常出现不规则波动与干扰,无法实现企业需要的特定的频率、电压的电能。因此,实现配电过程的高稳定性与低损耗性是电力系统中的配电环节急需解决的问题。面对这一问题,电力电子技术提供了有效的解决思路。设计者往往利用变换技术与变压设备,提高配电系统实效性,电力电子变压器在传送分配电能过程中,可以对电能实施及时的转化与控制以及对电网谐波的动态控制,调节过程是依据电力需求进行自我调节的,抑制了输电效率的降低,有效解决了配电系统电能质量不高、传输不稳定、输电功率低下的问题。
4.3航天和发电站
航天的飞行器中包含大量的电子仪器,其开启需要应用到各种电源,从而也需要电力电子技术。航天飞行器对于我国的航天事业来说具有重要的作用,将会决定航天事业的高度。发电站中也需要应用电力电子技术来起动和调速,特别是新能源的开发中,都需要应用电力电子系统。在电量需求大的地方或者经济发达地区都需要以各种各样不同的电力电子系统作为支撑。
4.4家用电器
电力电子系统在家用电器中的应用主要是在照明、空调等方面。电力电子器件的发光效率高,能够节省大量的电能资源,电力电子照明系统也在逐步取代传统的白炽灯照明装置。在空调和电冰箱中也具有重要的应用,可以提高功率节省电能。电力电子的装置相对简单,能够帮助简化家电体积和居家电线的布局,节省空间,降低功耗。因此,在家用电器中应用电力电子系统可以帮助用户节省开支,为社会节约能源。
结束语
综上所述,现代电力电子技术在电子控制中的应用仍然是一项十分漫长和较为复杂的工程,随着社会和时代的进步,新环境的出现必然会导致新的问题出现,这也需要我们不断的思考、不断的探索、不懈的实践,从而更新和改进新的技术,保证技术的时效性和先进性,推动我国电力电子技术的发展。
参考文献
[1]吴展遥.电子技术在电气控制中的应用[J].现代工业经济和信息化,2019,9(11):84-85.
[2]刘怀莲,祝大焦,祝成东.浅析电子技术在电气控制中的应用[J].科技经济导刊,2019,27(25):93.
[3]陈亚丽,杨伟兵.电子技术在电气控制中的应用分析[J].南方农机,2019,50(06):153-154.