电力电手技术经过半个世纪的发展,已成为一项整合多门科目的完整的高科技技术,电源技术属于电力电子技术范畴。本文在回顾电力电子及电源技术的发展的基础上,探讨了它们的发展趋势。
电力电手技术经过半个世纪的发展,已成为一项整合多门科目的完整的高科技技术,电源技术属于电力电子技术范畴。本文在回顾电力电子及电源技术的发展的基础上,探讨了它们的发展趋势。
电力电子技术是一门应用于电力领域的电子技术。就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术,主要用于电力变换。电源技术是电子电力技术具体应用的表现。电源技术在多个领域具有广泛应用.从日常生活到最尖端的科学都离不开电力电子及电源技术的支持,本文回顾了电子电力及电源技术的发展历程,并对技术的发展趋势进行了探讨。
1 现代电力电子技术的发展
1.1 现代电力电子技术的发展历程
电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科技的发展,电力电子技术和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关。已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。
现代电力电子技术的发展经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,各种电力电子器件不断更新,也促进了电力电子技术在许多新领域的应用。具体的发展历程是:
第一,整流器时代。大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约有20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解、牵引和直流传动这三大领域。在这个阶段,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得到了很大发展。
第二,逆变器时代。二十世纪七十年代。由于微机的发展,使电力电子装置得以进一步朝智能化的方向发展。随着电力电子电路的发展和完善.由晶闸管组成的多种不同类型的电力电子装置不断出现。大功率逆变用的晶闸管、门极可关断晶闸管和巨型功率晶体管是当时电力电子器件的主角。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
第三,变频器时代。八十年代大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,产生了一批全新的全控型功率器件。MOSFET和IGBT的相继问世.是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。新型器件的发展不仅使交流电机性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
1.2 现代电力电子技术的发展趋势
在当代的知识社会中强调技术创新,我国政府和企业也不断加大创新意识,将创新视为企业工作的主导内容。电力电子技术是一项生命力旺盛的技术,与多种学科相互渗透,因而建立电气工业的技术创新机制,发展先进的电力电子技术,对于优化产业结构、推动新型电气工业升级和带动我国工业领域的技术创新具有重要作用。
二十世纪90年代电力电子器件的研究和开发,已进入高频化,标准模块化,集成化和智能时代。以目前的形势来看,电力电子技术主要发展趋势将仍是是高频化和智能化。高频化和变频技术的发展,将使机电设备向高频化方向发展,提高响应速度,实现最佳工作效率,并能实现无噪音且兼具全新的功能和用途。而智能化的进展,会促进信息处理与功率处理的合一,促进电子技术的发展。
2 现代电源技术的发展
2.1 现代电源技术概述
现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机技术和电磁技术的多学科边缘交又技术,是现代电力电子技术的具体应用,它的应用范围广泛,特别是它综合了多种学科的先进的知识,能为高新技术的发展提供有力的支撑。
电源的种类按照不同的分类标准来看,主要有以下几种:按输入一输出分为AC—AC、AC—C、DC—C、DC—c;按工作状态分为线性电源、开关电源、二极管稳压电源;按同负载连接稳压方式分为串联型稳压电源、并联型稳压电源。在各种电源中开关电源以其体积小、效率高、环路PWM控制、输出短路和过载保护等特性已占领了电源市场.在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。电源设备用以实现电能变换和功率传递,是一种技术含量高、知识面宽、更新换代陕的产品。
2.2 电源技术的发展趋势
随着电力电子技术的不断发展。电力电子器件的不断更新升级,现代电源技术势必会得到不断的发展,其发展的主要趋势是:
首先,技术的模块化、智能化。电源技术模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。新型电源将其各种模块集成在一起,使开关电源的体积进一步缩小,提高了器件的稳定性和系统的可靠性。输出稳压电路模块化,使电源在实际应用中更加灵活、方便、智能。
其次,技术的多元化,数字化。现代电子技术是一门综合性技术学科,电源技术的发展与相关技术的发展是相互促进的。与电源相关的技术有高频变换技术、功率转换技术、数字化控制技术、全谐振高频软开关变换技术、同步整流技术、高度智能化技术、电磁兼容技术等,为了不断进行技术创新,电源技术要了解相关行业的技术水平和动态,及时更新知识技能。
最后,技术的绿色化。在工业化进程中,环境友好越来越受到全社会的关注。因此电源技术的低能耗、低污染、高效率已成为发展的必然趋势。使新的电源技术能够节约能源消耗,减少对环境的污染,同时提高用电效率,避免能源浪费。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,能够修正功率因数,为21世纪批量生产各种绿色电源产品奠定了基础。
3 结语
电力电子及电源技术的应用广泛,涉及到国民经济的各个工业部门。需要注意的是,虽然我国电力电子及电源技术不断创新,电力电子器件、电路和装置制造技术不断发展,但与国外发达国家相比,仍有较大的差距。因此我们要发展和创新我国电力电子及电源技术,学习国外先进技术,积极进行自主创新,从交叉学科的相互渗透中创新,使我国电力电子技术及器件制造技术实现长远发展,实现高效率和高品质用电相结合,推动我国工业化进程的进步。
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只看楼主 我来说两句 抢板凳