电力电子技术应用领域介绍

电力电子技术的应用范围十分广泛，按应用领域主要分为以下几个行业。

（1）一般工业

工业中大量应用各种交直流电机。直流电机有良好的调速性能，为其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电动机的调速性能可与直流电动机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数兆瓦（MW）的各种轧钢机，小到几百瓦的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免启动时的电流冲击而采用了软启动装置，这种软启动装置也是电力电子装置。

电化学工业大量使用直流电源，而电解铝、电解食盐水等也需要大容量整流电源，尤其是工业电镀装置更需要整流电源。

电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

（2）交通运输

电气化铁路中广泛采用电力电子技术。电气机床中的直流机车多采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。

电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。

飞机、轮船需要很多不同要求的电源，因此航空和航海也都离不开电力电子技术。

（3）电力系统

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上的电力电子装置的处理。在电力系统通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术。

直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年来发展起来的柔性交流输电也是依靠电力电子装置才得以实现的。

无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要意义。晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电容器（TSC）都是重要的无功补偿装置。近年来出现的采用全控型器件（如IGBT）的静止无功发生器（SVG）、有源电力滤波器（APF）等新型电力电子装置具有更为优越的无功补偿和谐波补偿性能。在配电网系统中，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。

在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。(www.xing528.com)

（4）各种电源系统

在各种电源系统中，电力电子技术的应用十分重要，尤其在开关电源技术中更是处于核心地位。对于大型电解电镀电源，传统的电路非常庞大而笨重，而如果采用高频开关电源技术，则电路的体积和质量都会大幅下降，而且可极大地提高电源的利用效率，节省材料，降低成本。在电动汽车和变频传动中，更是离不开开关电源技术。通过开关电源改变用电频率，可达到接近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术已经成为各种大功率开关电源（如逆变焊机、通信电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等）的核心技术。随着开关电源高频化、模块化、数字化、绿色化等的实现和新技术的不断涌现，未来开关电源技术还会开拓更多新的应用领域。

（5）家用电器

照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。

变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。

（6）其他

航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器也离不开各种电源，这些都必须采用电力电子技术。

传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。如今，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲以改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。

为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中，大型电动机的启动和调速都需要电力电子技术。

核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。

电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为节能技术。

总之，从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到人们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。