電力電子發(fā)展動態(tài)與運(yùn)用

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電力電子器件的高頻化已經(jīng)成為未來電力電子技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向，同時硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化也將會是器件發(fā)展的一個必然趨勢。現(xiàn)階段，飛速發(fā)展的模塊已經(jīng)囊括了開關(guān)元件和與其反向并聯(lián)的續(xù)流二極管在內(nèi)及驅(qū)動保護(hù)電路多個單元，并且已經(jīng)生產(chǎn)出一系列產(chǎn)品，同時在可靠性上達(dá)到了非常高的標(biāo)準(zhǔn)。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題日益突顯，這使得世界各國普遍關(guān)注電力電子技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢，也使各國投入大量精力對其進(jìn)行生產(chǎn)研發(fā)。一方面有著自關(guān)斷能力的高頻元件的開發(fā)與利用已經(jīng)取得了令人驚喜的地步；另一方面，電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)的融合也使新一代電力電子技術(shù)鋒芒畢露。有的專家斷言：智能化功率集成電路的興起與推廣必將在二十一世紀(jì)引起第二次電子學(xué)革命。

應(yīng)用

在再生能源發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用目前，世界能源仍舊是以污染較為嚴(yán)重且資源有限的化石燃料為主。隨著人們環(huán)保意識的逐漸提高，那些干凈清潔的可再生能源比如風(fēng)能、生物質(zhì)能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿鹊龋瓉砹税l(fā)展的黃金時期，但是想要真正發(fā)揮這些綠色能源的巨大優(yōu)勢，就必須廣泛應(yīng)用電力電子技術(shù)。比如在風(fēng)能的開發(fā)與利用領(lǐng)域，風(fēng)能機(jī)電系統(tǒng)融合了機(jī)械制造學(xué)、空氣動力學(xué)、計算機(jī)控制技術(shù)以及電子技術(shù)，但最重要的還是電力電子技術(shù)，因為電力電子技術(shù)在電能轉(zhuǎn)換、機(jī)組控制以及電能質(zhì)量改善等方面，都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用目前，電氣化鐵道已經(jīng)廣泛應(yīng)用電力電子技術(shù)，比如直流機(jī)車所采用的整流裝置，交流機(jī)車所采用的變頻裝置。除了那些牽引類電機(jī)傳動以外，車輛之中的輔助電源也同樣無法離開電力電子技術(shù)。比如電動汽車的電機(jī)主要是靠電力電子裝置來實現(xiàn)驅(qū)動控制與電力變換的，同時電動汽車的蓄電池充電，也是依靠電力電子技術(shù)，再比如飛機(jī)、輪船，甚至是電梯，都需要電力電子技術(shù)提供強(qiáng)大的支撐。

家用電器領(lǐng)域的應(yīng)用電力電子技術(shù)在工業(yè)制成品領(lǐng)域內(nèi)被廣泛應(yīng)用的同時，也在悄然改變?nèi)藗兊纳睢１热珉娏﹄娮涌刂茖W(xué)能夠?qū)⑷祟悘姆彪s的家務(wù)之中解放出來，洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、空調(diào)等家用電器的出現(xiàn)，使人類不再從事這些勞動，使人們盡情享受生活。再比如變頻空調(diào)器是一個最典型的例子，它能夠提高高頻熒光燈的效率，使高頻熒光燈的效率比白熾燈提高了2—3倍，同時還能夠節(jié)約30%的電力能源。電視、音響以及計算機(jī)等設(shè)備都需要應(yīng)用到電力電子技術(shù)，沒有這項技術(shù)，上述這些機(jī)械設(shè)備都將無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，家用電器也日趨智能化，這必然為人們節(jié)省更多的時間來享受生活。

在UPS系統(tǒng)中的應(yīng)用緊急供電系統(tǒng)是電力自動化系統(tǒng)得以安全運(yùn)行的重要保證，同時也是通信設(shè)備、計算機(jī)以及其他要求持續(xù)供電場合所必備的一種可靠電源。目前，UPS系統(tǒng)通常采用的是利用脈寬調(diào)制技術(shù)和IGBT、MOSFET等電力電子元件，這些電力電子元件的使用不但使電源的噪音大大降低，同時也使設(shè)備的效率大幅度提高。

在節(jié)能領(lǐng)域中的應(yīng)用目前，能源問題已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的問題，而且工業(yè)能源與電力的關(guān)系也越發(fā)緊密。由于電力有著穩(wěn)定、利用率高的優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，可以毫不客氣的說電能已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)的能量之源。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近些年，國內(nèi)工業(yè)用電量以每年15.9%的速度增長，因此在我們在發(fā)展生產(chǎn)的同時，還需要關(guān)注節(jié)能減排，提高電能利用的效率。電力電子技術(shù)在這一時代背景下，恰好能夠發(fā)揮其自身的作用，使應(yīng)用電力電子技術(shù)的設(shè)備、元件提高電能使用的效率，大大降低電源的消耗，使設(shè)備、元件的性能提高，節(jié)約原材料的使用。

總結(jié)

綜上所述，電力電子技術(shù)作為現(xiàn)代社會發(fā)展的科技支撐，它在通信、能源、生命科學(xué)、環(huán)保以及材料等諸多領(lǐng)域都扮演著非常重要的角色，相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力電子技術(shù)也必然會在社會的諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其前景也會日趨美好。

作者：陳晨單位：湖北省武漢紡織大學(xué)電子與電氣工程學(xué)院