電力電子技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用
時(shí)間:2022-04-11 09:10:24
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摘要:電力電子技術(shù)作為電力領(lǐng)域內(nèi)的新興技術(shù),服務(wù)于實(shí)用性非常強(qiáng)的服務(wù)行業(yè)。在當(dāng)今這個(gè)科技產(chǎn)品大行其道的社會(huì),電力電子技術(shù)的發(fā)展也從專(zhuān)業(yè)性非常強(qiáng)的工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展到我們的日常生活的方方面面中來(lái)。同時(shí)該技術(shù)在使用的過(guò)程中也在不斷地完善自身,使其性能更加匹配人們逐漸擴(kuò)大的需求。因此,面對(duì)電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,成為了當(dāng)今社會(huì)科技領(lǐng)域內(nèi)的熱點(diǎn)話(huà)題,本篇文章通過(guò)概述電力電子技術(shù)的重要性,向讀者介紹其發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用的領(lǐng)域,幫助讀者了解該項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)所起到的重要作用。
關(guān)鍵詞:電力;電子技術(shù);應(yīng)用電力
電子技術(shù)自出現(xiàn)以來(lái),就在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要的作用。無(wú)論是交通運(yùn)輸方面還是電力系統(tǒng)和家用電器,都能看到該技術(shù)的身影。而隨著市場(chǎng)需求的急速增加和多元化,電子電力技術(shù)的應(yīng)用范圍,也逐漸從傳統(tǒng)的工業(yè)領(lǐng)域向節(jié)能化和信息化領(lǐng)域過(guò)度。由此可見(jiàn),電力電子技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展前景仍然是非常廣闊的,其自身的不斷完善和發(fā)展也打開(kāi)了廣闊的市場(chǎng)大門(mén)。而就當(dāng)今社會(huì)的總體發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,電力電子技術(shù)在今后的主要應(yīng)用方向應(yīng)該向著更加智能、更加環(huán)保的方向發(fā)展,才能走得更加地長(zhǎng)久。
1電力電子技術(shù)的重要性
電力電子技術(shù)雖然是在電子學(xué)、電工學(xué)和自動(dòng)控制這三門(mén)學(xué)科的基礎(chǔ)上創(chuàng)辦的新興學(xué)科,但是由于其實(shí)用性非常強(qiáng),使其能夠迅速?gòu)谋姸嘈屡d學(xué)科中脫穎而出,成為一門(mén)獨(dú)立的熱門(mén)課程。但同時(shí)由于其所涵蓋的知識(shí)范圍非常廣,知識(shí)的交叉性也決定了學(xué)習(xí)的深度和難度,這就導(dǎo)致我國(guó)對(duì)電力電子科技人才的需求非常大。電力電子技術(shù)不僅能夠?qū)ΜF(xiàn)有用電設(shè)備進(jìn)行使用效率的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)電能的合理使用和適度節(jié)約,成為推廣電力節(jié)能的主要替代方式。其次,經(jīng)電力電子技術(shù)處理過(guò)的各種機(jī)電設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)設(shè)備的創(chuàng)新的同時(shí)再提高利用率,同時(shí)穩(wěn)定性可以得到保障[1]。除此之外,隨著電力電子的智能化進(jìn)程的加快,信息的處理速度更是不可同日而語(yǔ),信息化與電力電子技術(shù)的結(jié)合能夠創(chuàng)造出1+1大于2的效果。甚至有很多專(zhuān)家認(rèn)為,電力電子技術(shù)即將導(dǎo)致下一次電子學(xué)的革命,對(duì)電子技術(shù)領(lǐng)域造成強(qiáng)烈的沖擊和改變,人類(lèi)社會(huì)將會(huì)很快步入更加便捷高效的新時(shí)代。
2電力電子技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
從20世紀(jì)50年代到70年代初期,我國(guó)仍然主要使用晶閘管組成各種電力控制裝置。由于其具備的開(kāi)關(guān)速度快和耗電功率低的特點(diǎn),在我國(guó)被廣泛使用,并且在后期取代了水銀整流器,占據(jù)了絕對(duì)的主導(dǎo)位置。而隨著我國(guó)的發(fā)展和打開(kāi)了對(duì)外開(kāi)放的大門(mén),也引入了很多外國(guó)先進(jìn)的現(xiàn)代電子設(shè)備,也從中學(xué)到了很多先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和手段,極大地促進(jìn)了我國(guó)電力電子技術(shù)的發(fā)展。而隨著我國(guó)電力電子技術(shù)先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代后,在逐漸使用中得到完善和發(fā)展,當(dāng)晶閘管出現(xiàn)后更是使得電力電子技術(shù)成為一門(mén)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科[2]。而自20世紀(jì)以來(lái),電力電子更是向著自動(dòng)化和節(jié)能化高速發(fā)展,為了滿(mǎn)足人們?nèi)找尕S富的需求,給工作和生活提供更多的便利,響應(yīng)節(jié)能和減污的號(hào)召,電力電子將更加完善系統(tǒng)的使用性能,而高頻化正是電力電子技術(shù)目前的主要發(fā)展方向。我國(guó)也對(duì)電力電子技術(shù)予以了充分的肯定和重視,為了緩解我國(guó)能源使用緊張的困難,為了促進(jìn)電力電子的快速發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用,還成立了專(zhuān)門(mén)的研究機(jī)構(gòu)并配備了專(zhuān)業(yè)的人才隊(duì)伍。同時(shí),社會(huì)的若干大型企業(yè)也在電力電子技術(shù)中看見(jiàn)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益,投入了巨額的資金參與研究和開(kāi)發(fā)。在當(dāng)今的時(shí)代,電力電子作為高科技產(chǎn)品,具有重要的戰(zhàn)略地位,任何國(guó)家都在加緊研發(fā),而我國(guó)作為最大的發(fā)展中國(guó)家,為了順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展和立足自身,必須有計(jì)劃地對(duì)該技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
3電力電子技術(shù)在我國(guó)的具體應(yīng)用
3.1電力電子技術(shù)在我國(guó)交通運(yùn)輸中的具體應(yīng)用。電力電子技術(shù)在我國(guó)交通行業(yè)的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在交通工具的動(dòng)力裝置中。在我國(guó)的各種交通工具中,動(dòng)力裝置作為核心裝置,其自身的性能和安全一直是制約交通行業(yè)發(fā)展的軟肋[3]。而隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,動(dòng)力裝置也逐漸朝著自動(dòng)化和機(jī)電一體化方向發(fā)展,而該發(fā)展的實(shí)現(xiàn),離不開(kāi)電力電子技術(shù)的作用。電力電子技術(shù)作對(duì)交通的促進(jìn)作用主要體現(xiàn)在電力機(jī)車(chē)傳動(dòng)技術(shù)。通過(guò)電力機(jī)車(chē)傳電技術(shù),使用電力機(jī)車(chē)進(jìn)行列車(chē)的牽引,可以提高整體列車(chē)的運(yùn)行速度和承載容量,并且不會(huì)對(duì)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用造成更大的負(fù)擔(dān),不會(huì)導(dǎo)致維修成本的提高。尤其在鐵路干線(xiàn)和隧道較多的地區(qū),或是坡度比較陡的山區(qū),更能不受到環(huán)境的制約,充分發(fā)揮出其優(yōu)越性。從環(huán)保角度而言,電力機(jī)車(chē)由于使用的不是傳統(tǒng)的能源,即使是在交通繁忙的地區(qū)也不會(huì)造成空氣的污染和環(huán)境的惡化。這對(duì)倡導(dǎo)出行節(jié)能減排的今天,將電力電子技術(shù)大力引進(jìn)我國(guó)交通行業(yè),更是百利而無(wú)一害的。3.2電力電子技術(shù)在我國(guó)家用電器中的具體應(yīng)用。電力電子技術(shù)已經(jīng)在潛移默化中,逐漸融入到我們的生活中來(lái),具體表現(xiàn)在我們?nèi)粘9ぷ骱蛯W(xué)習(xí)中所使用到的各種家用電器。無(wú)論是計(jì)算機(jī)、變頻空調(diào)、節(jié)能燈,還是我們每天形影不離的手機(jī)和平板,電力電子技術(shù)都發(fā)揮著重要的作用,占據(jù)著家電行業(yè)的絕大部分市場(chǎng)份額。而那些未投入電力電子技術(shù)的產(chǎn)品,早在產(chǎn)品更新?lián)Q代的過(guò)程中成為犧牲品被淘汰出局。相比起我們以前使用的傳統(tǒng)家用電器,加入電力電子技術(shù)的家用電器不僅體現(xiàn)在所使用的材料更加安全耐用的同時(shí)成本甚至降低了,在以往需要耗費(fèi)很多錢(qián)才能擁有的家用電器,在現(xiàn)代已經(jīng)不能作為衡量貧富差距的標(biāo)準(zhǔn)了。因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)使得家用電器的核心器件可以批量化生產(chǎn),從而大大降低了生產(chǎn)成本,取得了巨大的社會(huì)效益。由此可見(jiàn),電力電子技術(shù)在融入我們生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,為我們提高生活品質(zhì)做出了巨大的貢獻(xiàn)[4]。3.3電力電子技術(shù)在我國(guó)發(fā)電環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用。電力電子技術(shù)作為融合了電力和電子技術(shù)的一門(mén)學(xué)科,能夠在電力系統(tǒng)中保持其穩(wěn)定運(yùn)作,還能對(duì)電子設(shè)備的各項(xiàng)裝置進(jìn)行系統(tǒng)地維護(hù),保證系統(tǒng)的穩(wěn)定正常工作,促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的良好發(fā)展。尤其在發(fā)電環(huán)節(jié)中,在安全穩(wěn)定性能方面更是發(fā)揮了主要的作用。發(fā)電環(huán)節(jié)的常見(jiàn)問(wèn)題主要是初始運(yùn)行速度過(guò)慢和消耗過(guò)大,在使用過(guò)一段時(shí)間后該問(wèn)題更是嚴(yán)重,造成使用成本的過(guò)高。而通過(guò)電力電子技術(shù)的變頻調(diào)節(jié)處理后,能夠有效降低電能的耗損速度進(jìn)而提升工作運(yùn)行的效率[5]。很多電能產(chǎn)品在使用的過(guò)程中主要依靠電能的轉(zhuǎn)換,而實(shí)現(xiàn)高效能轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵是擁有大功率的跟蹤調(diào)節(jié)器,在以往的生產(chǎn)中由于沒(méi)有找到可行的替代品,造成的耗損率非常高。而電力電子技術(shù)卻能夠?qū)崿F(xiàn)電流之間的順暢轉(zhuǎn)換。由此可見(jiàn),正是電力電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的操作簡(jiǎn)單且成本低,才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和綠色生態(tài)的并行發(fā)展。3.4電力電子技術(shù)在我國(guó)電力節(jié)能過(guò)程中的具體應(yīng)用。隨著人們需求的越來(lái)越多,能源的供給已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們的需求了,而能源危機(jī)也成為了一個(gè)人們不得不面對(duì)的重要問(wèn)題[6]。隨著能源開(kāi)發(fā)速度與人們消耗速度的不相匹配,使得節(jié)能和開(kāi)發(fā)可利用再生資源成為一項(xiàng)迫在眉睫的重要任務(wù)。因此,面對(duì)電力電子技術(shù)在節(jié)能方面的突出貢獻(xiàn),我們應(yīng)該予以肯定和鼓勵(lì)支持。電力電子技術(shù)在節(jié)能中的具體例子首先有LED燈,相較于傳統(tǒng)燈而言,LED的使用壽命更長(zhǎng),同時(shí)低壓對(duì)電壓的影響低且顯色度非常好。除此之外,還體現(xiàn)在增強(qiáng)加熱設(shè)備的感應(yīng)能力上。通過(guò)使用特殊材料作為設(shè)備的原材料,能夠增強(qiáng)加熱設(shè)備的熱感應(yīng)能力,不僅能夠保證安全,在過(guò)熱時(shí)自動(dòng)斷電,還能通過(guò)感應(yīng)外界的溫度不斷進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。
總而言之,電力電子技術(shù)身上蘊(yùn)藏的巨大能量、帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益,目前只向我們展示了冰山一角。面對(duì)這項(xiàng)發(fā)展?jié)撃苋匀痪薮蟮漠a(chǎn)業(yè),我們應(yīng)該加快研發(fā)的步伐,不斷地通過(guò)理論和實(shí)踐的重重探索,在一次又一次實(shí)驗(yàn)中得到更加精準(zhǔn)的結(jié)論并應(yīng)用于實(shí)踐中來(lái),而不能沉迷于眼前所取得的成功便停下前進(jìn)的步伐。相信在所有人的共同努力下,電力電子技術(shù)一定能為社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。
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作者:陳可 單位:海軍駐梧州地區(qū)軍事代表室