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1、电力电子论文参考范文电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、当代控制技术为支撑的技术平台。下文是学习啦我为大家整理的关于电力电子论文参考范文的内容,欢迎大家浏览参考!电力电子论文参考范文篇1浅谈电力电子技术的发展摘要本文回首了电力电子技术的发展,阐述了电力电子技术发展的趋势,阐述了当代电力电子的应用领域,并对电力电子技术的将来做出瞻望。关键词电力电子技术,发展趋势,应用引言当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当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
2、器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在很多新领域的应用。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当代电力电子时代。一、电力电子器发展回首整流管是电力电子器件中构造最简单,应用最广泛的一种器件。电力整流管对改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场,其构造的改良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
3、第一次试制成功了0.5kV/0.01kA的可关断的GTO至今,目前以到达9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平,在当前各种自关断器件中GTO容量最大,其在大功率电力牵引驱动中有明显的优势,因而,它在中压、大容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敏成熟,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,
4、其有着广阔的发展前景。二、电力电子器件发展趋势电力半导体器件是电力电子应用技术的基础,必须重视电力电子器件的发展。国际上电力半导体器件经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)和场控器件(IGBT和功率MOSFET)三个阶段。进入90年代,电力电子器件的研究和开发已进入大功率化、高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。我们将50Hz的标准工频大幅的提高之后,使用这样工频的电气设备的体积与重量就能大大缩小,使电气设备制造节约材料,运行时节电就愈加明显,设备的系统性能亦大为改善,尤其是对航天工业其意义特别深远的。故电力电子器件的高频化是今后电力电子技术创新的主导方向。而硬件构造的标准模块化是器
5、件发展的必然趋势。三、当代电力电子的应用1、计算机高效率绿色电源高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进入了电子、电器设备领域。计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。根据美国环境保护署l992年6月17日能源之星计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。2、通信誉高频开关电源通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展,高频小型化的开关电源及其技术已成为当代通信供电系统的主流。目前,
6、在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。3、直流-直流(DC/DC)变换器DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(2030)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。随着大规模集成电路的发展
7、,要求电源模块实现小型化,因而就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑构造,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。4、不间断电源(UPS)不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。沟通市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成沟通,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。当代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等当代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。5
8、、变频器电源变频器电源主要用于沟通电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得宏大的节能效果。变频器电源主电路均采用沟通-直流-沟通方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的沟通输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动沟通异步电动机实现无级调速。6、大功率开关型高压直流电源大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改进、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50l59kV,电流到达0.5A以上,功率可达100kW。自从70年代开场,日本的一些公司开场采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kH
9、z左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。四、结束语总而言之,电力电子及开关电源技术因应用需求不断向前发展,新技术的出现又会使很多应用产品更新换代,还会开拓更多更新的应用领域。开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现,将标志着这些技术的
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