電力電子與電力方向的分析

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1當(dāng)前我國電力電子技術(shù)的發(fā)展方向

就當(dāng)前我國在電力電子技術(shù)方面的發(fā)展而言，其研究的主要內(nèi)容包括以下四個方面：（1）電力電子元器件以及功率集成電路。（2）電力電子變換器技術(shù)。該技術(shù)研究的內(nèi)容主要包括新能源的節(jié)約、電力能源的節(jié)約、新能源電力電子、空間以及軍事應(yīng)用中的特殊電力電子變換器技術(shù)等。（3）電力電子技術(shù)的應(yīng)用。在其應(yīng)用方面研究的主要內(nèi)容是將超高功率轉(zhuǎn)換器應(yīng)用于鋼鐵、電力牽引、可再生能源發(fā)我國電力電子與電力傳動系統(tǒng)發(fā)展問題和方向的分析代維菊黑龍江省綏化學(xué)院電氣工程學(xué)院152061電、電力、船舶推進、冶金等工業(yè)方面以及電力電子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、信息化發(fā)展。（4）電力電子系統(tǒng)的集成。在系統(tǒng)集成方面，其研究內(nèi)容主要包含標(biāo)準(zhǔn)化電力電子模塊、多芯片系統(tǒng)的集成、單芯片系統(tǒng)的集成、集成電力電子系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性研究等。

2我國電力電子在發(fā)展過程中遇到的問題

目前，我國在研究電力電子技術(shù)方面還存在著諸多的問題，這些問題都嚴(yán)重的制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。主要問題有：現(xiàn)今我國電力電子產(chǎn)品大多是采用的晶閘管，雖然利用晶閘管可以創(chuàng)造出一部分科技含量較高的產(chǎn)品和設(shè)備，但是這些產(chǎn)品和設(shè)備多使用的是國外的生產(chǎn)設(shè)備以及多組分組集成制造法，特別是很多先進的全控型電力電子器件，幾乎全都需要從國外進口，才能滿足國內(nèi)的技術(shù)要求，尤其是很多關(guān)系著我國的經(jīng)濟發(fā)展以及社會安全的關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)、設(shè)備、軟件等。另外，我國電力電子技術(shù)與國外發(fā)達(dá)國家的差距甚大，這在一定程度上影響著我國與國外經(jīng)濟的合作。在過去的幾十年中，我國經(jīng)濟發(fā)展的各部門都先后從歐美發(fā)達(dá)國家中引進了先進的電力電子技術(shù)，并且開始重視國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展。就目前的發(fā)展情況而言，雖然表面上顯示出我國在很多技術(shù)方面可以滿足國內(nèi)的要求，但實際上在很多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，我國的電力電子技術(shù)依然需要進口，國內(nèi)的技術(shù)水平依然相對較低。國內(nèi)與國外發(fā)達(dá)國家在電力電子技術(shù)方面的主要區(qū)別在于電力電子技術(shù)的發(fā)展依然存在著技術(shù)含量低、產(chǎn)品可靠性差、數(shù)字控制水平滿足不了社會的要求、系統(tǒng)控制軟件的水平低、應(yīng)用程序的控制技術(shù)差、重大項目領(lǐng)域缺乏經(jīng)驗等問題。這就使得我國必須要依賴從國外進口高性能、高功率的電力電子轉(zhuǎn)換器設(shè)備才能滿足國內(nèi)的使用。

3提高我國電力傳動系統(tǒng)性能的主要方法

現(xiàn)今，我國電力傳動系統(tǒng)研究工作主要圍繞著交流傳動系統(tǒng)進行。伴隨著交流電動機調(diào)速裝置的性能越來越完善以及調(diào)速理論的重大突破，電動機的調(diào)速技術(shù)漸漸從直流發(fā)電機—電動機組調(diào)速、晶閘管可控整流器、直流調(diào)壓調(diào)速向交流電動機變頻調(diào)速轉(zhuǎn)變。之所以交流傳動系統(tǒng)發(fā)展的這么迅速，其原因與我國在功率半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)、交流電動機控制技術(shù)、以大規(guī)模集成電路和微型計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字化控制技術(shù)、電力變換技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)方面的突破有關(guān)。要提高交流傳動系統(tǒng)的整體性能，可從以下三個方面開展研究工作：（1）PWM技術(shù)的應(yīng)用隨著電壓型PWM逆變器在高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，我國對PWM技術(shù)的研究更為深入。PWM功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)控制主要采用是高頻技術(shù)，一般來說，PWM技術(shù)可分為三類進行研究，即隨機PWM、正弦PWM以及優(yōu)化PWM。正弦PWM的開關(guān)頻率對于提升電力電子器件的功率有著非常突出的作用，這使得該技術(shù)在中小功率交流驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛。不過，這種技術(shù)不適用于容量過大的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，因為高開關(guān)頻率將會引起極大的開關(guān)損失。（2）直接轉(zhuǎn)矩、矢量控制技術(shù)的應(yīng)用對于交流電機的交流驅(qū)動系統(tǒng)而言，其具有強耦合、多變量、非線性等特點，這就使得其控制工作變得十分的動態(tài)化，不過我國目前在這方面的研究還是較為成功的。在上世紀(jì)七八十年代，我國就提出了交流電機的動態(tài)控制理論，該理論要求不僅要對各個變量的振幅進行全面的控制，同時還要對各個階段進行控制。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)以及矢量控制技術(shù)是我國在交流驅(qū)動系統(tǒng)控制中的主要技術(shù)，此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等智能控制技術(shù)也在我國逐漸發(fā)展起來，對提高交流傳動系統(tǒng)的控制精確度有著極其重要的作用。（3）微電子技術(shù)的應(yīng)用微電子技術(shù)對于提高我國數(shù)字控制處理芯片的運算能力以及可靠性有著極大的作用。當(dāng)前，適合用在交流傳動系統(tǒng)中的微處理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、單片機等。其中，高性能計算機的結(jié)構(gòu)形式主要采用的是多總線結(jié)構(gòu)、多處理器結(jié)構(gòu)以及流水線結(jié)構(gòu)等。

4結(jié)束語

總而言之，在社會科技發(fā)展的新時期，電力電子技術(shù)對于我國的經(jīng)濟發(fā)展以及社會建設(shè)而言有著異常重要的作用，我國科研機構(gòu)必須要高度重視這方面的研究工作，以此促進我國科技水平的提升。

本文作者:代維菊工作單位:黑龍江省綏化學(xué)院電氣工程學(xué)院