電力電子與電力方向的分析
時(shí)間:2022-01-08 03:02:52
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1當(dāng)前我國(guó)電力電子技術(shù)的發(fā)展方向
就當(dāng)前我國(guó)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(gè)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(guó)電力電子與電力傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展問(wèn)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(jìn)、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?jī)?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(guó)電力電子在發(fā)展過(guò)程中遇到的問(wèn)題
目前,我國(guó)在研究電力電子技術(shù)方面還存在著諸多的問(wèn)題,這些問(wèn)題都嚴(yán)重的制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。主要問(wèn)題有:現(xiàn)今我國(guó)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(guó)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(jìn)的全控型電力電子器件,幾乎全都需要從國(guó)外進(jìn)口,才能滿足國(guó)內(nèi)的技術(shù)要求,尤其是很多關(guān)系著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)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(guó)電力電子技術(shù)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距甚大,這在一定程度上影響著我國(guó)與國(guó)外經(jīng)濟(jì)的合作。在過(guò)去的幾十年中,我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各部門(mén)都先后從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家中引進(jìn)了先進(jìn)的電力電子技術(shù),并且開(kāi)始重視國(guó)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(guó)在很多技術(shù)方面可以滿足國(guó)內(nèi)的要求,但實(shí)際上在很多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,我國(guó)的電力電子技術(shù)依然需要進(jìn)口,國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平依然相對(duì)較低。國(guó)內(nèi)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)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(huì)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(xiàng)目領(lǐng)域缺乏經(jīng)驗(yàn)等問(wèn)題。這就使得我國(guó)必須要依賴(lài)從國(guó)外進(jìn)口高性能、高功率的電力電子轉(zhuǎn)換器設(shè)備才能滿足國(guó)內(nèi)的使用。
3提高我國(guó)電力傳動(dòng)系統(tǒng)性能的主要方法
現(xiàn)今,我國(guó)電力傳動(dòng)系統(tǒng)研究工作主要圍繞著交流傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行。伴隨著交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置的性能越來(lái)越完善以及調(diào)速理論的重大突破,電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)漸漸從直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)變頻調(diào)速轉(zhuǎn)變。之所以交流傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的這么迅速,其原因與我國(guó)在功率半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)、交流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)、以大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)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(dòng)系統(tǒng)的整體性能,可從以下三個(gè)方面開(kāi)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(dòng)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,我國(guó)對(duì)PWM技術(shù)的研究更為深入。PWM功率半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)控制主要采用是高頻技術(shù),一般來(lái)說(shuō),PWM技術(shù)可分為三類(lèi)進(jìn)行研究,即隨機(jī)PWM、正弦PWM以及優(yōu)化PWM。正弦PWM的開(kāi)關(guān)頻率對(duì)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(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛。不過(guò),這種技術(shù)不適用于容量過(guò)大的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備,因?yàn)楦唛_(kāi)關(guān)頻率將會(huì)引起極大的開(kāi)關(guān)損失。(2)直接轉(zhuǎn)矩、矢量控制技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于交流電機(jī)的交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)而言,其具有強(qiáng)耦合、多變量、非線性等特點(diǎn),這就使得其控制工作變得十分的動(dòng)態(tài)化,不過(guò)我國(guó)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(guó)就提出了交流電機(jī)的動(dòng)態(tài)控制理論,該理論要求不僅要對(duì)各個(gè)變量的振幅進(jìn)行全面的控制,同時(shí)還要對(duì)各個(gè)階段進(jìn)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(guó)在交流驅(qū)動(dòng)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(guó)逐漸發(fā)展起來(lái),對(duì)提高交流傳動(dòng)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(duì)于提高我國(guó)數(shù)字控制處理芯片的運(yùn)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(dòng)系統(tǒng)中的微處理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、單片機(jī)等。其中,高性能計(jì)算機(jī)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(yǔ)
總而言之,在社會(huì)科技發(fā)展的新時(shí)期,電力電子技術(shù)對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會(huì)建設(shè)而言有著異常重要的作用,我國(guó)科研機(jī)構(gòu)必須要高度重視這方面的研究工作,以此促進(jìn)我國(guó)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