电力电子技术全文(5篇)

【文章摘要】信息技术的快速发展推动许多学科进一步完善，以电力电子技术为例，其本身具有较强的理论性、实践性等特征，涉及的波形图、电路图也较多，相关设计人员需掌握较多相关理论，且在设计分析中面临较多的难题。在此背景下便提出仿真技术，即Matlab，其可通过相应模型的构建使所有波形结果具有可视化特征。对此，本文将对电力电子设计中Matlab应用的必要性、基于Matlab的系统模块构建以及系统仿真思路进行探析。

【关键词】Matlab；电力电子技术；应用

0前言

作为近年来能够合理控制电能形态的技术，电力电子技术在信息技术推动下得到快速发展，其以自身相关器件转换与控制电能，无论数瓦电器或数千瓦输电系统，都可通过电力电子装置进行控制。据统计分析，国外许多发达国家依托于电力电子技术所转换的电能达到90%，而这一转换过程的实现主要得益于其在仿真过程中能够取得精确的结果。因此，本文对电力电子技术中Matlab的应用研究，对促进电力电子技术发展具有十分重要的意义。

1电子电路设计中Matlab应用的必要性

目前，电子电路设计中逐渐强调以自动化为主，通过原理图设计与仿真相应的电路，使电子电路的设计达到最优，并分析电路中的最坏条件等。然而这些设计自动化目标的实现，要求将控制领域中的典型代表Matlab引入其中，其具备基本交互式编程能力，且较多图像或数据处理以及原理图设计等都可利用其完成。特别Matlab近年来发展中，版本处于不断更新态势，且有较多系统模块与模型如电力电子器件、电路以及电机等都被囊括其中。加上完善中将Sinulink环境引入其中，更能容纳较多关于电力电子的相关模块，为电路电子设计提供具体的指导。同时，电力电子系统在构造中，将Matlab引入其中，也可直接通过仿真计算以测出相关电路结果，无需考虑以往因硬件试验条件缺失而难以仿真的难题，保证设计精准性的同时减轻设计人员的负担。因此，将Matlab引入电子电路设计中极为必要。

2基于Matlab的模型构建

1对电力电子技术应用的探讨

其具体包括以下几方面的内容：第一，通过对电力电子技术的应用，已经将传统发电机直流励磁转化为由中频交流励磁和电力电子整流相结合的方法，并且在推广应用过程中取得了良好的效果，其运行的可靠性也得到了提高。第二，电力电子技术的应用有效地改变了水轮发电机的变频励磁。发电频率取决于发电机的转速，采用了电力电子技术后，将水轮发电机直流励磁转变为低频交流变频励磁。当水流量减少时，提高励磁频率，可以把发电频率补偿到额定，延长水轮发电机的发电周期，解决水力发电中发电机工作时间受季节性水流量影响而导致的频率无法调节、浪费较多水能的问题。这对大型水力发电设施来说，具有巨大的经济效益。

2电力电子技术的未来发展趋势

从近几十年的发展历程中我们可以看出，半导体的发明与应用有效地推动了电子技术的快速发展，其中晶闸管等电力半导体在这一过程中发挥了重要的作用。在进入20世纪70年代后，半控型晶闸管形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品，被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和半导体制造工艺水平的不断提高，先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。近期研制的以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件，开始向大容量高频率、响应快、低损耗的方向发展，这又是一个飞跃。步入20世纪90年代后，电力电子技术得到突飞猛进的发展，与该技术有关的产品也得到进一步升级，大都朝着智能化、模块化方向发展，逐步形成了电力电子技术的三步走模式及理论的研发，产品的研制、产品的应用，成为国际科研领域的新星，成为经济社会发展的热门行业。但是，就目前我国电力电子技术发展现状来看，还不容乐观，其中电力半导体器件的研发与应用同西方发达国家相比，还存在较大的差距，还比较落后，所以，如果在21世纪国际电力电子技术迅猛发展的背景下，我国半导体器件的落后状态得不到改善，将直接影响我国国民经济的快速发展，因此，对于我国电力电子技术的发展趋势来说，仍然任重而道远。

3结语

现阶段，我国电力电子技术的应用同西方发达国家相比，还存在较大的差距，但是，电力电子技术在我国各领域的应用潜力非常巨大，我们作为与电力电子技术应用有关的工作人员，应该认清当前发展形势，不断提高自身的专业知识、专业水平、激发自己的创新能力，相信我国电力电子技术势必会得到又好又快的发展。

作者：李勇 单位：黑龙江太平洋科技有限公司

第一篇：电力电子技术的发展及其应用

一、电力电子技术的应用

1.1一般工业

工业生产中，一般都会使用到各种交流电动机，这些动力设备性能比较好，在，可以提供直流斩波电源，或者提供可控整流电源。但是提供的主体是电力电子装备。众所周知，交流电机变频调速技术是整个电气节能最关键之技术，相对于传统的大型机器而言，使用的是电力电子交流节能技术，将其作为电力驱动电源，可以节能电能达到30%。近年来，随着电力电子技术得以发展，使得交流电性能得以发挥出来，随着社会不断发展，交流调速技术得到广泛应用，逐渐占据市场。

1.2在电力系统中的应用

当电力系统离开了电力电子技术之后，电力现代化建设将很难实现。电力系统建设发展中，得到了电力电子技术支撑，现代化建设目的得以实现。高压输电是基于发电厂借助变压器，将发电机发出的电压将其升压之后再输出的一种全新方式。高压直流输电端位置以及受电端位置，一般都是使用晶闸管变流装置，这可以避免了大容量以及长距离输送导致电力系统出现损耗问题出现，为输电系统使用奠定技术基础，从而为良好输电提供保障。在配电网系统中，电力电子装置还可以被使用于电能质量控制，例如，使用于闪变、瞬间停电以及电压跌落等等电能质量控制中，更好的保障供电质量。

1.3交通运输

关键词：电力电子，静止励磁，变频调速，直流输电

1电力电子技术在发电系统中的应用

1.1大型发电机的静止励磁控制

静止励磁与其他类型的励磁相比，具有实际构建成本低、结构构造形式简单、运行平稳等特点，并通过与晶闸管整流自并励的方式相结合，是当前我国最为主要、最为常见的大型发电机控制方式。近几年，我国的电力电子技术在电力传输过程中的发电环节的应用广泛，尤其是静止励磁控制，常见于大型发电机运行过程中。大型发电机在发电的过程中，一般采用静止励磁控制的控制方法促进发电机平稳地发电，同时还提高了大型发电机的运行效率。而且在实际的发电机运行过程中，大型发电机凭借先进的电力电子技术，促使晶闸管的并励和整流过程得到全面的控制，使得励磁机不再是发电系统中的必要部件，电力电子技术真正实现了大型发电机中对于静止励磁的严格控制[1]。

1.2水力、风力发电机的变速恒频励磁

风力发电机与水力发电机的平稳运行需要电力电子技术作为基本的技术支撑，利用变速横频励磁，实现发电机的转速与转子励磁频率的高稳定性，避免了不合理、不稳定的转子调速造成的发电效率低下等问题。

1.3发电厂风机水泵的变频调速

摘要：作为电气工程学科的核心专业课程，电力电子技术在新工科背景下的课程综合改革乃大势所趋。文章围绕“理念与设计”“辅助教学方法与手段”“教学效果”等方面介绍电力电子技术课程的综合改革与实践，提出“引入工程实际案例及启发性教学模式”“制作高质量的教学课件”“实践互动式教学”“融入课堂思政元素”“引入仿真实验环节”“实践考试改革”等具体举措，并付诸于实际的教学工作，取得良好效果。

关键词：教学模式；实践互动教学；仿真实验；教学效果

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，2017年以来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”“天大行动”和“北京指南”，系统部署了新工科建设工作，并提出了具体的指导意见，明确了我国工科教育需要持续培养新工科人才以支撑国家实施创新驱动的发展模式[1]。为了实现新工科建设的教育目标，必须将传统“以教师为中心”的满堂灌教学方式转变为“以学生为中心”的引导式教学方式，引导学生主动学习、主动实践，通过在学习和实践过程中产生疑惑和发现问题来激发学生的学习兴趣和热情。课堂教学则是课程改革的主阵地，必须面向国家需求、增加课堂信息量、提高教学内容难度、强化教学过程管理，以培养出具有独立思考、敢于批评、敢于质疑，有创新能力与创新思维的社会需要的时代新人为最终目标。电力电子技术作为电力学、电子学和控制理论的交叉学科，综合性强且与工程实际联系紧密，大到高压直流输电工程、新能源发电、高铁列车运行与控制、航空航天，小到开关电源、家用电器等都离不开电力电子技术。电力电子技术课程作为电气工程及其自动化等本科专业的重要专业核心课程，也是教与学中有较大难度的课程。本文针对新工科背景下电力电子技术课程综合改革进行了探索与尝试。

一、理念与设计的改革

在电力电子技术课程教学活动中，以“学”为中心指导思想，以培养学生创新思维与能力为教学目标，以实际工程案例或者应用案例为每章教学内容的引入。课堂教学过程实现“学什么”“如何学”“如何思维”的程序性和策略性知识的传播；课堂教学设计采用案例分析法、问题启发式，互动教学法、类比教学法等多种教学方法，系统地将电力变换电路与前后知识联系，其他学科知识有效衔接，并结合动画与动态电路进行波形分析，提高学生兴趣，激发思考；同时在教学过程中引入课堂思政，把工程实际问题和课堂思政相结合，对学生进行潜移默化的思政教育。课程设计整体思路如图1所示。

（一）引入工程实际案例及启发性教学模式

工科教学面临的一个突出问题是学生在学习课程之初不知道“为什么学？”“学什么？”“怎么学？”，在教学过程中积极引入工程实际案例、将枯燥的理论教学和工程实际案例相结合无疑是激发学生兴趣的有效手段，同时在课堂教学中引导学生积极思考，逐步培养学生的创新能力和素养，例如，在讨论相控整流电路时，首先通过介绍高压直流输电技术的发展历程，使学生了解相控整流电路在实际工程中的应用情况和发展前景，激发学生的学习兴趣和热情；随后在对电路进行分析的过程中，通过知识讲授、问题导出，创新意识引导等环节[2]让学生掌握电路的分析方法；最后再结合高压直流输电系统[3]仿真进行创新实践，加深学生的理解。相控整流电路分析的启发性教学思维导图如图2所示。