電力電子變流裝置是二十世紀(jì)興起的。電力電子變流裝置主要是由多種整流電路整合而成。學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的電力電子變流技術(shù)論文，希望你們喜歡。

　　電力電子變流技術(shù)論文篇一

　　淺談電力電子變流裝置及應(yīng)用

　　摘要：電力電子變流裝置是二十世紀(jì)興起的。電力電子變流裝置主要是由多種整流電路整合而成。本文詳細(xì)地闡述了了單相可控整流電路整流的工作原理以及該電路的主要產(chǎn)品SMES以及直流輸電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。電力電子變流裝置能夠使我們的生活更加舒適

　　關(guān)鍵詞：電力電子變流裝置、單相可控整流電路、SMES、直流輸電系統(tǒng)

　　眾所周知，1948年晶體管的發(fā)明引起了電子工業(yè)革命，半導(dǎo)體器件首先被用于小功率領(lǐng)域，如通信、雷達(dá)、電視和計(jì)算機(jī)等。1958年美國(guó)通用電氣公司研制成功晶閘管，以晶閘管為主的的電力半導(dǎo)體器件具有反應(yīng)快、重量輕、體積小、能量消耗低等特點(diǎn)，晶閘管和它的各種派生器件能使電能變換和孔氏從旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組、離子交換器等龐大設(shè)備轉(zhuǎn)而邁入以半導(dǎo)體器件等組成的靜止交換器時(shí)代。就這樣，電力電子技術(shù)誕生了。

　　電力電子變換技術(shù)的各種變流裝置按其功能不同，課分如下及類(lèi)：可控整流器、逆變器、斬波器、交流調(diào)壓器、周波變換器等?？煽卣髌魇前呀涣麟妷恨D(zhuǎn)換成固定或可調(diào)的直流電壓。逆變器是把直流電壓交換成頻率固定或可調(diào)的交流電壓。斬波器是把固定或變化的直流電壓變換成可調(diào)或恒定的直流電壓。交流調(diào)壓器是把固定或變化的交流電壓變換成可調(diào)或固定的交流電壓。周波變換器是吧固定頻率的交流電變換成頻率可調(diào)的交流電。以晶閘管或功率晶體管為核心的各種電力電子變換設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)有(1)晶閘管或功率晶體管為靜止型的電力半導(dǎo)體器件，具有 體積小，重量輕、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因而由它構(gòu)成的變換裝置與旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組相比，沒(méi)有旋轉(zhuǎn)機(jī)械部分的磨損，無(wú)噪聲，維護(hù)方便。(2)電力電子變流裝置功率增益高，只需很小的輸入信號(hào)，就能控制數(shù)百安、數(shù)千伏以上的工作電流和電壓，即功率增益可高達(dá)數(shù)萬(wàn)倍以上。(3)控制的動(dòng)態(tài)特性好，晶閘管裝置的響應(yīng)為毫秒級(jí)，功率晶體管則為微秒級(jí)，快速性好。(4)效率高，節(jié)省能源。晶閘管或晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，是理想的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。

　　1、單向可控整流電路

　　單向可控整流電路，是將單相交流電經(jīng)晶閘管開(kāi)關(guān)控制，變成輸出電壓大小可調(diào)的直流電壓的電路。在生產(chǎn)中，有大量設(shè)備需要可調(diào)的直流電源，如直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、電焊、電鍍等。

　　單相半波可控整流電路

　　單相半波整流電路的優(yōu)點(diǎn)是只用一個(gè)晶閘管。線路簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。其缺點(diǎn)是輸出電壓脈動(dòng)大，電流的有效值與平均值的比值大，且因變壓器只工作半周，造成變壓器的容量不能充分利用;又因變壓器副邊繞組中流過(guò)含有直流分量的電波，會(huì)引起直流磁化，為使變壓器的貼心不飽和，必須增大鐵芯的截面積，從而使設(shè)備容量大。因此，單相半波可控整流電路只適用于小容量和要求不高的場(chǎng)合使用。

　　單相橋式全控整流電路

　　為了克服單相半波可控整流電路的缺點(diǎn)，我們自然想起在二極管整流電路中所采用的單橋式整流電路。用VT1，VT2，VT3，VT4四個(gè)晶閘管分別接在整流橋的四個(gè)橋臂上，而整流橋的兩個(gè)對(duì)頂端接交流電源u2和負(fù)載，這樣就構(gòu)成了單相橋式全控整流電路(如圖1)。

　　圖1

　　對(duì)比單相半波整流電路可見(jiàn)，單相橋式全控整流電路具有整流波形好，變壓器無(wú)直流磁化、原邊和副邊繞組利用率高及功率因素高等優(yōu)點(diǎn)，因此它在中小功率的整流裝置我得到廣泛應(yīng)用。

　　單相橋式半控整流電路

　　在單相橋式全控整流電路中，我們利用晶閘管來(lái)控制導(dǎo)通的時(shí)刻和電流流通的途徑，在全控橋式電路中，負(fù)載同時(shí)流過(guò)兩個(gè)晶閘管。但作為整流電路，每個(gè)支路只需一只晶閘管就能滿(mǎn)足控制要求，而將另一個(gè)晶閘管用不可控的大功率硅整流二極管來(lái)代替，這樣就構(gòu)成了所謂單橋式半控整流電路(如圖2)半控電路在電阻性負(fù)載時(shí)的工作情況與全控電路完全相同。

　　圖2

　　單相可控整流電路的主電路和觸發(fā)控制電路，使用元件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整容易，但輸出電壓脈動(dòng)大，容易造成三相交流電網(wǎng)不平衡，所以單相可控整流裝置只用于幾千瓦一下的中小容量的設(shè)備上。如果負(fù)載大，則一般采用三相可控整流電路。

　　應(yīng)用

　　1、超導(dǎo)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　從儲(chǔ)能的角度來(lái)看，SMES系統(tǒng)在概念上非常簡(jiǎn)單，其基本原理就是對(duì)超導(dǎo)電感線圈通以直流電源從而將能力儲(chǔ)存在線圈的磁場(chǎng)中，其儲(chǔ)存在超導(dǎo)電感線圈鎮(zhèn)南關(guān)的能連可表示為

　　E=1/2LI2

　　E為儲(chǔ)存在線圈中的能量;L為線圈電感;I為線圈電流

　　如果春能線圈是有常規(guī)導(dǎo)線繞制而成，那么線圈所春村的磁能將以熱的方式損耗在導(dǎo)線的電阻上。由于超導(dǎo)體的直流電阻為零，其電流密度僅受臨界值的限制，可比普通導(dǎo)向高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，所以超導(dǎo)線圈具有很高的儲(chǔ)能密度且其儲(chǔ)存的能力可永久不衰減，知道需要釋放為止。

　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化地持續(xù)發(fā)展使得越來(lái)越多的用戶(hù)對(duì)電力的質(zhì)量提出更高的要求。低劣的電力質(zhì)量會(huì)干擾生產(chǎn)過(guò)程、造成生產(chǎn)系統(tǒng)誤操作甚至使生產(chǎn)中斷?；赟MES的動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器為瞬間電壓擾動(dòng)對(duì)負(fù)載的危害問(wèn)題提供了一個(gè)強(qiáng)有力的解決措施。當(dāng)發(fā)生瞬間電壓擾動(dòng)時(shí)，SMES系統(tǒng)快速吸收或釋放能量來(lái)補(bǔ)償電壓擾動(dòng)，使得負(fù)載端地電壓在故障期間保持正常不間斷。同電池等其他動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償裝置相比，基于SMES的動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器具有效率高、反應(yīng)速度快、重復(fù)率高、對(duì)環(huán)境污染小一級(jí)安全可靠等特點(diǎn)。出了在瞬間的電壓擾動(dòng)期間起動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償作用外，SNES系統(tǒng)還能屏蔽電壓波動(dòng)、頻率波動(dòng)、高次諧波等連續(xù)的電網(wǎng)擾動(dòng)，避免這些擾動(dòng)影響負(fù)荷的正常運(yùn)行，保證對(duì)負(fù)荷供電的高質(zhì)量。另外，對(duì)于中工業(yè)及暫態(tài)系統(tǒng)用戶(hù)的非線性負(fù)荷、波動(dòng)和沖擊負(fù)荷，SMES還能起到補(bǔ)償和隔離作用，是電網(wǎng)的電力質(zhì)量不受其影響。

　　2、直流輸電技術(shù)的應(yīng)用

　　在許多環(huán)境下，在電力系統(tǒng)中引入直流聯(lián)絡(luò)線具有明顯的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)。在某些特定條件下，它甚至可能書(shū)輸送電能的唯一可行的方式。例如，當(dāng)被接連的兩個(gè)交流系統(tǒng)不能同步時(shí)，以及當(dāng)傳輸距離和陸地或海底電纜的長(zhǎng)度太長(zhǎng)以致不能穩(wěn)定地和經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行交流輸電時(shí)，采用直流系統(tǒng)就成為唯一的選擇。此時(shí)，交流在一個(gè)換流站被轉(zhuǎn)換成直流，然后將其輸送到第二個(gè)換流站，再轉(zhuǎn)換回交流，并被輸入另一個(gè)電網(wǎng)。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)。第四版.北京：高等教育出版社。1999

　　[2] 李加升，電子技術(shù)。北京：北京理工大學(xué)出版社，2007

　　[3] 王文郁，石玉，李秉象編。晶閘管變流技術(shù)應(yīng)用圖集。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002

　　電力電子變流技術(shù)論文篇二

　　探究電力系統(tǒng)中電力電子變流技術(shù)的應(yīng)用分析

　　【摘要】電力系統(tǒng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著非常重要的作用，其供電效果也對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展和人民生活有著重要的影響。隨著科技信息的日益發(fā)展，電力系統(tǒng)對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越頻繁。在這當(dāng)中就有一項(xiàng)應(yīng)用比較廣泛的技術(shù)，即電力電子技術(shù)。它的應(yīng)用使電能得到了相應(yīng)的變換和控制，推動(dòng)了電力系統(tǒng)的廣泛發(fā)展。而電力電子技術(shù)中的變流技術(shù)對(duì)電能優(yōu)化和提高電力系統(tǒng)的效率等方面都有著積極的作用。本文就電力電子變流技術(shù)和它在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用及作用做了相關(guān)分析，以使這項(xiàng)技術(shù)能夠在電力系統(tǒng)中充分發(fā)揮其作用。

　　【關(guān)鍵詞】電力電子;變流技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用

　　電力系統(tǒng)是提供相應(yīng)的電能生產(chǎn)和電能消費(fèi)的系統(tǒng)，它需要通過(guò)發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的有效管控，對(duì)人們的正常用電有著重要的保障作用。在電力系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)了電力電子技術(shù)，它是應(yīng)用相應(yīng)的電力電子器件來(lái)控制和變換電能的技術(shù)。隨著電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，電力電子變流技術(shù)也在不斷的成熟和完善，在電力系統(tǒng)中的作用也越來(lái)越明顯，推動(dòng)了電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化。電力電子變流技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家的電力系統(tǒng)中的應(yīng)用更為普遍，它不僅能優(yōu)化電能和提高電力系統(tǒng)的工作效率，還能夠促使機(jī)電一體化的發(fā)展和對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造。

　　一、電力電子變流技術(shù)概述

　　隨著社會(huì)用電的需求，電力電子技術(shù)逐漸得到了相應(yīng)的研究與發(fā)展。20世紀(jì)60年代以后，電力電子技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用到相關(guān)的領(lǐng)域，如電力電子領(lǐng)域和控制技術(shù)領(lǐng)域。其中，電力電子技術(shù)在控制技術(shù)方面的研究和應(yīng)用使相應(yīng)的電能能夠得到科學(xué)有效的轉(zhuǎn)換和控制，從而推動(dòng)了電能的合理應(yīng)用和可持續(xù)發(fā)展。電力電子技術(shù)是用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將電子技術(shù)、電路技術(shù)和電力控制技術(shù)等方面進(jìn)行相應(yīng)的整合應(yīng)用的現(xiàn)代化的電力技術(shù)，晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志著這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展到相應(yīng)的成熟階段。

　　電力電子技術(shù)主要包括兩個(gè)方面的技術(shù)，一是電子電子器件制造技術(shù)和電力電子變流技術(shù)。電力電子器件制造技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中得到了不斷的提高和發(fā)展。相應(yīng)的電力電子器件已經(jīng)由第一代的低耗能和小體積發(fā)展到具有自動(dòng)關(guān)斷功能和結(jié)合相應(yīng)的功率器件、驅(qū)動(dòng)器件、控制器件等更完善的第三代電力電子器件。其發(fā)展前景更加可觀。電力電子變流技術(shù)也在不斷的發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，整流電路得到了廣泛的應(yīng)用，逆變電路也在此過(guò)程中得到了一定程度的發(fā)展。隨著自動(dòng)斷電器件的應(yīng)用，逆變電路開(kāi)始有了更為迅速的發(fā)展。與此同時(shí)，隨著控制技術(shù)的不斷發(fā)展，使電力電子系統(tǒng)的現(xiàn)代化控制技術(shù)得到了不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了模糊控制、自適應(yīng)控制等控制方式?？刂萍夹g(shù)在很多領(lǐng)域都得到了相應(yīng)的應(yīng)用，也為電力電子技術(shù)的發(fā)展提供了更多的技術(shù)支持。

　　二、電力電子變流技術(shù)的應(yīng)用形式

　　作為電力電子技術(shù)中的一部分，電力電子變流技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)七、八十年代開(kāi)始被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。一經(jīng)應(yīng)用便受到社會(huì)各界的極大關(guān)注。隨著不斷的發(fā)展，電力電子變流技術(shù)以整流電路、交流調(diào)壓電路、逆變電路、斬波電路等形式在電力系統(tǒng)中都得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了相應(yīng)的良好效果。

　　(一)整流電路

　　整流電路是用可以調(diào)節(jié)大小的直流電代替了交流電供給直流用電設(shè)備的一種電力電子變流電路。整流電路通過(guò)整流二極管將輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)化成直流電，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電的整流。交流電壓在通過(guò)整流電路之后，就會(huì)變成混合電壓，既有交流電壓也有直流電壓。整流電路被應(yīng)用到一些相應(yīng)的用電控制和相關(guān)輸電環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了快速高效控制并推動(dòng)了電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。與此同時(shí)，整流電路還用多相整流的方式減少和控制了輸出電壓的脈動(dòng)情況，并減少了電能的損失。

　　整流電路一般是由變壓器、濾波器和整流主電路組成的，在調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的速度和調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁、電鍍、電解等方面得到了相應(yīng)的普遍運(yùn)用。整流電路的變壓器的設(shè)置是為了使輸入的相應(yīng)的交流電壓與輸出的直流電壓之間保持相匹配協(xié)調(diào)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)交流電網(wǎng)與整流電路之間的隔離。變壓器在整流電路中的設(shè)置情況需要依據(jù)相應(yīng)的具體情況來(lái)確定。整流電路中的濾波器是為了能夠?qū)⒅绷麟妷褐械慕涣麟妷哼^(guò)濾掉而在主電路與負(fù)載之間進(jìn)行的相應(yīng)連接。20世紀(jì)70年代，整流電路的主電路主要是由晶閘管和整流二極管。隨著不斷發(fā)展，發(fā)光二極管等新形材料逐漸被應(yīng)用到主電路中。

　　電力系統(tǒng)中的整流電路主要包括半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。其中，半波整流電路是整流電路系統(tǒng)中最為簡(jiǎn)單的一種，它能夠通過(guò)電源變壓器將220伏電壓轉(zhuǎn)變成所需要的電壓大小，整流二極管能將相應(yīng)的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。經(jīng)過(guò)反復(fù)的轉(zhuǎn)換過(guò)程，一半的交流電被演變成了直流電，這也是半波整流的由來(lái)。半坡整流電路的電流利用率比較低，多用于電壓高、電流小的領(lǐng)域。全波整流電路可以認(rèn)為是由兩個(gè)半波整流電路組成的，其通過(guò)對(duì)整流電路的相應(yīng)調(diào)整，達(dá)到了對(duì)電能的高效運(yùn)用，但其二級(jí)管所承受的電壓相對(duì)較大。橋式整流電路是使用最為廣泛的整流電路，它通過(guò)接入兩個(gè)二極管使電路形成了橋的形狀。橋式整流電路既能夠高效利用電能，還能夠使承受的反向電壓相應(yīng)減少，對(duì)其穩(wěn)定運(yùn)行有一定的作用。

　　(二)交流調(diào)壓電路

　　交流調(diào)壓電路是運(yùn)用改變電壓、相數(shù)等方式實(shí)現(xiàn)新形式的交流電代替原來(lái)的交流電的一種變流電路，其主要被應(yīng)用在控制電熱、控制燈光和控制交流電動(dòng)機(jī)速度等方面。交流調(diào)壓電路在被廣泛應(yīng)用到電力系統(tǒng)中的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了在高壓電器中的應(yīng)用。交流調(diào)壓電路雖然會(huì)產(chǎn)生諧波，但其對(duì)電路系統(tǒng)的影響并不是很大，而且該電路還具有設(shè)置簡(jiǎn)單、方便控制和調(diào)節(jié)，對(duì)有色金屬的消耗較小等特點(diǎn)。此外，交流調(diào)壓電路還能在電動(dòng)機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行調(diào)壓，以保持電壓的穩(wěn)定和電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　交流電壓器通過(guò)依照相應(yīng)的規(guī)律控制交流開(kāi)關(guān)從而達(dá)到控制輸出電壓的目的。交流調(diào)壓器控制電壓的方式主要有周波控制調(diào)壓、相位控制調(diào)壓和斬波控制調(diào)壓。其中，周波控制調(diào)壓是通過(guò)交流開(kāi)關(guān)關(guān)閉和開(kāi)通相應(yīng)的周波，從而改變輸出電壓的波形達(dá)到改變輸出電壓大的目的。相位控制調(diào)壓是通過(guò)改變晶閘管電壓到觸發(fā)點(diǎn)之間的電角度，從而改變輸出電壓的方式。斬波控制調(diào)壓是通過(guò)利用開(kāi)關(guān)將電源周期內(nèi)進(jìn)行切斷，將輸出電壓也相應(yīng)切成小段，再通過(guò)改變其寬度或開(kāi)關(guān)通斷的周期來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的方式。

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