談電力電子技術中電氣控制應用

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摘要:隨著科技的快速發(fā)展，電力電力技術也實現(xiàn)了較快發(fā)展，并在電氣控制領域得到了十分廣泛的應用，其不僅能有效提升電氣設備的工作質量和效率，更能進一步提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，本文基于電力電子技術的概念和發(fā)展歷程，重點探究了其在電氣控制領域的應用情況，以期為相關從業(yè)人員提供參考借鑒.

關鍵詞:電力;電子技術;電氣控制

電力電子技術的高速發(fā)展，在給人們的生活工作帶來更大便利的同時，也得到了電氣控制領域的高度關注。作為電氣控制的重要組成部分，電氣自動化控制系統(tǒng)能有效保障電氣設備運行的安全性和穩(wěn)定性。隨著科技的進步，更多先進的電力電子器件應用其中，對于提高整個電力控制系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。

1電力電子技術的概念以發(fā)展歷程

1.1概念

所謂的電力電子技術，就是指應用于電力領域的技術手段，其主要功能就是對電力系統(tǒng)中的原件配件實施有效的控制，以此來實現(xiàn)提升整個系統(tǒng)工作效率的目標?，F(xiàn)階段，電力電子技術主要分為兩大類型，分別是器件研制技術以及變流技術。在電氣控制領域，電力電子技術起著至關重要的作用，其通過結合電子學、電工學以及控制技術三大專業(yè)學科，對處于運行狀態(tài)的電氣設備實施有效地控制，同時也可實現(xiàn)對系統(tǒng)內部線路的信息監(jiān)測、數(shù)據(jù)記錄以及故障警報等功能，并對不同性質的電氣設備實施實時監(jiān)控。在實際應用過程中，電力電子技術表現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢，其中包括有操作的便捷性以及強大的適應性，不僅能夠進一步簡化操作流程，方便工作人員的操作，提高人員的工作效率，進而提高電力系統(tǒng)的運行效率，更能適用于各種類型的工作環(huán)境，從而在根本上保障了電力系統(tǒng)的安全運行。

1.2發(fā)展歷程

電力電子技術這一概念于20世紀60年代產(chǎn)生，一般認為1957年美國所研發(fā)的第一個晶閘管為第一個電力電子器件。1974年，美國學者將其描述為由電力學、電子學以及控制學三門學科所組成的全新科學領域。70年代后期相繼出現(xiàn)了以GTO、BJT以及Power-MOSFET為代表的全控型器件，80年代后期又研發(fā)了以IGBT為代表的復合型器件?，F(xiàn)階段，為了減小電力電子設備的體積，將控制、功率、驅動以及保護電路等器件一體化形成了PIC，雖然目前PIC應用效果較差，但這是電力電子技術的未來重要發(fā)展方向。此外，在這一領域，計算機模擬和仿真技術也在持續(xù)發(fā)展中。

2電力電子技術在電氣控制中的應用探究

2.1PWM控制技術的應用

PulseWidthModulation技術，即PWM控制技術，指的是通過調整對脈沖寬度的設置，以獲取相對應波形的技術手段。這一控制技術的應用理論基礎就是面積等效原理，簡單來說就是，面積相同但形狀不同的窄脈沖作用于擁有慣性的環(huán)節(jié)之上時能保證所導出的響應波保持一致性?，F(xiàn)階段，隨著MOSFET以及IGBT技術的發(fā)展，PWM技術已廣泛應用于各類變流電路之中，其中逆變電路在PWM技術應用上效果最佳，目前，除了特大功率的逆變設備之外，基本上所有的逆變電路都應用了PWM技術。

2.2軟開關控制裝置的應用

隨著科學技術的不斷前進，電力電子設備的發(fā)展趨勢也越來越傾向于小型化和便捷化，因此，其對于電力系統(tǒng)的電磁兼容度和運作效率也提出了更高的要求。在以往的電力系統(tǒng)之中，往往應用開關控制來壓縮變壓器、濾波電感以及電容器配件的所占空間，但應用這種方式會造成極大的設備損耗，進而影響電路的正常運作，嚴重時甚至還會出現(xiàn)額外的電磁干擾現(xiàn)象，而通過應用基于電力電子技術的軟開關控制裝置則可有效解決這一問題，其可在一定程度上避免設備損耗以及電磁干擾等情況的出現(xiàn)。當開關頻率大于1Mhz時，基于電力電子技術的軟開關控制裝置能達到最佳的工作狀態(tài)，能將系統(tǒng)內的各類簡單電路進行并聯(lián)，以形成工作質量和效率更佳的組合電路，進而進一步提升整個電力系統(tǒng)的工作性能?，F(xiàn)階段，軟開關控制技術的主要發(fā)展趨勢如下：（1）這一技術將更為廣泛地應用于IT行業(yè)，拓撲數(shù)量將不斷增大；（2）諧振電路在開關頻率大于1Mhz的工作環(huán)境中效果十分明顯，因此，其必將得到更多的關注；（3）將更多地應用各種電路組合方式，如串聯(lián)、并聯(lián)等，以此來滿足不同工作環(huán)境的需求。

2.3過電流保護裝置的應用

在電力電子電力運行過程中，若出現(xiàn)故障便會引發(fā)過電流現(xiàn)象。針對這一現(xiàn)象，傳統(tǒng)的解決方式往往是及時中斷熔斷器、電流繼電器以及直流快速斷路器等設備的手段來最大限度地維護電力電子系統(tǒng)中的重要電路。但目前，隨著電力電子器件的小型化，再加上功率要求的不斷提高，以往的電路保護裝置已難以適應當下的保護需求。因此，驅動控制信號去除自動化技術開始進入人們的實現(xiàn)，具體來說就是通過安裝專門的過電流保護裝置，對過電流進行實時監(jiān)控并及時對電路進行調整和驅動。例如，橋臂互鎖保護法。當出現(xiàn)信號反復或開關延時過長等問題時，橋式逆變短路就會產(chǎn)生橋臂短路現(xiàn)象，通過應用橋臂互鎖保護法，使其能在故障發(fā)生使迅速進行驅動信號的切除處理，應用聯(lián)鎖手段，通過連接橋臂上的部件來避免短路現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.4靜止無功補償裝置的應用

社會經(jīng)濟的騰飛，使得人們的生活水平也穩(wěn)步提高，與此同時，人們對于電力的需求量也越來越大，因此對于電網(wǎng)功率也提出了更高的要求。若電網(wǎng)中的運作功率出現(xiàn)較為頻繁的變動或內部遭受部分負荷的強烈沖擊等情況，這在很大程度上會影響到電網(wǎng)運行的安全性與穩(wěn)定性，同時也會使得電網(wǎng)線路難以實現(xiàn)對低頻振蕩的有效控制。而基于電力電力技術的靜止無功補償裝置則可有效提升電力系統(tǒng)的承載力以及相關性能，同時也能規(guī)避電力系統(tǒng)中的功率損耗現(xiàn)象，從而進一步增強電力系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性，以滿足當今社會對于電量的需求。

2.5有源電力濾波器的應用

基于電力電子技術的有源電力濾波器的應用原理是通過分析和檢測電力系統(tǒng)補償元件的運行狀態(tài)，進而從中獲取相對應的等分量譜波電流，其后利用補償裝置生成與譜波電流的相反等分量電流，從而實現(xiàn)譜波電流與生成電流的相互抵消作用。通過應用該種方法，可以在根本上規(guī)避電網(wǎng)系統(tǒng)中譜波電流的產(chǎn)生，取而代之的是基波電流。基于電力電子技術的有源電力濾波器具有應答速度快、抗干擾性強等諸多優(yōu)勢，這一設備主要由補償裝置以及具有指令功能的運算電流電路兩部分構成。通過應用有源電力濾波器，可以及時對電力系統(tǒng)中的補償電流進行檢測和分析，進而實時獲取電網(wǎng)系統(tǒng)中的譜波電流以及無功電流的數(shù)量，從而在根本上保障了電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性。

2.6高壓直流輸電技術的應用

現(xiàn)階段，我國的大部分發(fā)電廠所傳輸?shù)幕旧隙际墙涣麟妷海诮涣麟妷旱膫鬏斶^程中往往會出現(xiàn)能源的大量損耗情況，同時工作人員也難以有效把控所消耗的能源，并且管控消耗能源所要投入的資金成本也較高。針對該種情況，目前已有眾多發(fā)電廠開始改用直流電輸電方式，通過應用基于電力電子技術的高壓直流輸電技術能夠有效完成交流電與直流電的轉換工作。一般情況下，直流輸電方式應用于電壓容量較大且所隔距離較遠的輸電裝置之上，利用高壓直流輸電技術將交流電壓無損耗地轉變?yōu)橹绷麟妷海浜笤诮?jīng)過直流電逆變過程轉變?yōu)橹绷麟姡源藖頌槿藗兲峁└鼮閮?yōu)質的用電服務。

3結論

總而言之，隨著電力電子技術的持續(xù)進步，其在電氣控制領域所發(fā)揮的作用也越發(fā)重要。為了更好地應用電力電子技術，發(fā)揮其真正的作用，相關科研人員必須基于目前的發(fā)展現(xiàn)狀以及應用需求，對這一領域進行深入地研究，找出其存在的不足之處并加以調整和優(yōu)化，從而進一步提升電力電子技術的應用效果。

參考文獻

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[3]馮智能.電力電子技術在電氣控制中的應用[J].電子技術與軟件工程,2017(06):226.

作者:衛(wèi)昱含 單位:吉林建筑大學城建學院