電力電子技術(shù)分析論文
第一篇：電力電子裝置諧波抑制及無(wú)功補償技術(shù)研究
摘要：本文簡(jiǎn)要分析了電力電子裝置的諧波抑制技術(shù)和無(wú)功補償技術(shù)，探討了無(wú)功補償技術(shù)中三種并聯(lián)電容器補償方式，探討了諧波抑制中無(wú)源濾波器和有源電力濾波器的應用，并提出了有源功率因數校正技術(shù)，旨在進(jìn)一步促進(jìn)電力電子裝置諧波抑制和無(wú)功補償技術(shù)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：電力電子裝置；諧波抑制；無(wú)功補償
1前言
電力電子裝置的應用能夠實(shí)現電路形態(tài)的靈活變換，提升用戶(hù)電能使用的高效性，但需要注意的是，當前電力電子裝置的應用也會(huì )導致電網(wǎng)出現諧波污染和低功率因數的問(wèn)題，這會(huì )對供電質(zhì)量造成不良影響，對電網(wǎng)諧波的抑制和無(wú)功補償能夠有效避免上述問(wèn)題�；谝陨�，本文簡(jiǎn)要研究了電力電子裝置諧波抑制及無(wú)功補償技術(shù)，旨在優(yōu)化電力電子裝置的應用，保證供電質(zhì)量。
2電力電子裝置無(wú)功補償技術(shù)分析
在電力系統中，有多種方法可以實(shí)現無(wú)功功率的補償，例如同步發(fā)電機、同步調相機的應用，SVC的應用等。許多工程供電系統有著(zhù)阻感性負載多的特點(diǎn)，其總等效負載呈感性，針對這種情況，主要采用并聯(lián)電容器方式來(lái)實(shí)現無(wú)功功率補償，從而提升其功率因數。下面就來(lái)簡(jiǎn)要探討無(wú)功補償技術(shù)中的并聯(lián)電容器補償技術(shù)。以安裝位置為標準，可以將并聯(lián)電容器補償技術(shù)分為以下三種方式：①集中補償方式：電容器組的安裝位置為母線(xiàn)，即在母線(xiàn)上集中安裝電容器組，這能夠有效提升整個(gè)變電功率因數，從而降低饋出線(xiàn)路無(wú)功損耗；②分區補償方式：在功率因數較低的區域母線(xiàn)上分別安裝電容器組，這種補償方式效果更好，但需要注意的是，相較于集中補償方式來(lái)說(shuō)，其補償范圍較小[1]；③就地補償方式：對于異步電動(dòng)機等感性設備以及熒光燈照明線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，可以在負載設備附近區域位置安裝電容器組，這種補償方式即為就地補償，就地補償能夠有效提升用電設備供電回路功率參數，同時(shí)有著(zhù)改善用電設備電壓質(zhì)量的功能，但就地補償方式也有著(zhù)一定的局限性，其電容器安裝有著(zhù)分散性的特點(diǎn)，不利于監測和維護，隨著(zhù)低壓自愈式電容技術(shù)的發(fā)展，就地補償方式被進(jìn)一步推廣和應用。
3電力電子裝置諧波抑制技術(shù)分析
一般來(lái)說(shuō)，供電系統諧波抑制與消除的方法主要包括兩種，一種是無(wú)源濾波器或有源電力濾波器的應用，一種是對諧波源的改造，例如高功率因數整流器的采用及變流器相數提升。無(wú)源LC濾波器在工程上的應用最為廣泛，其有著(zhù)結構簡(jiǎn)單、成本低以及可靠性?xún)?yōu)良等特點(diǎn)，其能夠為諧波提供低阻抗路徑，在保留基波的基礎上來(lái)使諧波短路，從而實(shí)現諧波抑制作用，諧波能夠通過(guò)濾波器但不會(huì )進(jìn)入到供電系統中。下面簡(jiǎn)要分析無(wú)源濾波器和有源電力濾波器兩種方式：
3.1無(wú)源濾波器
電阻、電抗器以及電力電容器按照一定的功能要求組合即可制得無(wú)源濾波器。其中單調諧濾波器是結構和形式最為簡(jiǎn)單的一種無(wú)源濾波器，在單一特征次諧波的抑制中有著(zhù)良好的應用效果，具體來(lái)說(shuō)，單調濾波器之路在單一特征次諧波下串聯(lián)諧振，這就能夠形成低阻通路，使得次諧波電流盡可能小的流入電網(wǎng)，或不再流入電網(wǎng)，實(shí)現諧波抑制的目的。對于若干特征次諧波的抑制來(lái)說(shuō)，主要將若干個(gè)單調濾波器在電網(wǎng)中并聯(lián)。雙調諧濾波器也是無(wú)源濾波器的一種，其能夠同時(shí)對兩種頻率諧波進(jìn)行濾除，此外，還可以制作多階雙調濾波器，但其電路結構相對復雜，在實(shí)際中應用較少，這里不再贅述。為了濾除某一次以上的諧波，還可以將無(wú)源濾波器設計為高通濾波器。無(wú)源濾波器結構簡(jiǎn)單，維護和使用成本較低，不僅能夠實(shí)現諧波的吸收，還能夠進(jìn)行無(wú)功補償，從而改善功率因數，無(wú)源濾波器諧波抑制技術(shù)成熟，在諧波抑制和無(wú)功補償中應用最為廣泛[2]。但需要注意的是，無(wú)源濾波器也有著(zhù)一定的局限性，其主要通過(guò)并聯(lián)低阻抗通路來(lái)實(shí)現諧波抑制，系統和濾波器的阻抗比決定著(zhù)濾波特性，這就使得其存在以下兩個(gè)缺點(diǎn)：首先，運行工況和系統參數會(huì )對濾波特性產(chǎn)生較大影響，設計相對困難，諧振頻率主要依賴(lài)于元件的參數，因此無(wú)源濾波器中能夠濾除主要諧波，一旦LC參數出現漂移，則濾波特性會(huì )受到影響，難以保證濾波性能的穩定性；第二，電網(wǎng)參數和LC可能會(huì )影響諧波分量，產(chǎn)生的并聯(lián)諧振會(huì )增加該次諧波分量，從而降低了電網(wǎng)供電質(zhì)量。
3.2有源電力濾波器
有源濾波器的應用也能夠實(shí)現諧波抑制作用，主要通過(guò)可控的功率半導體將電流注入到電網(wǎng)中，此電流復制與諧波源電流相同，相位與諧波源相反，這就能夠保證總諧波電流為零，實(shí)現諧波電流補償。相較于無(wú)源濾波器來(lái)說(shuō)，有源電力濾波器有著(zhù)以下優(yōu)點(diǎn)：首先，有源電力濾波器不僅能夠對各次諧波進(jìn)行補償，同時(shí)能夠實(shí)現閃變的抑制，實(shí)現無(wú)功補償，功能較多，且性?xún)r(jià)比相對合理；第二，有源電力濾波器的特性不會(huì )受到系統阻抗等相關(guān)因素的影響，避免與系統阻抗發(fā)生諧振；第三，有源電力濾波器有著(zhù)自適應的特點(diǎn)，可控性和快速響應性較好。就目前來(lái)看，我國對有源電力濾波器的研究越來(lái)越深入，隨著(zhù)電力電子技術(shù)的進(jìn)步和相關(guān)元器件的發(fā)展，有源電力濾波器的應用將會(huì )越來(lái)越廣泛。
4有源功率因數校正技術(shù)
開(kāi)關(guān)電源等電力電子裝置的使用促進(jìn)了功率因數校正技術(shù)的發(fā)展，有源功率因數校正技術(shù)應運而生，其不會(huì )產(chǎn)生諧波，且保證功率因數為1，是一種新型的變流器[3]。有源功率因數技術(shù)的應用不會(huì )產(chǎn)生諧波電流和諧波，因此不會(huì )涉及到無(wú)功補償和諧波抑制的問(wèn)題，是一種積極主動(dòng)地節能較好措施，經(jīng)濟效益明顯，在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中，有源功率因數校正技術(shù)的應用前景比較廣闊。
5結論
綜上所述，本文簡(jiǎn)要分析了電力電子裝置無(wú)功補償技術(shù)中的并聯(lián)電容器補償技術(shù)，探討了三種主要補償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。分析了諧波抑制技術(shù)中無(wú)源濾波器和有源電力濾波器的應用，對比了二者的優(yōu)缺點(diǎn)。最后簡(jiǎn)要探討了一種主動(dòng)節能降耗、不會(huì )產(chǎn)生諧波和諧波電流的有源功率因數校正技術(shù)。通過(guò)分析可知，電力電子裝置無(wú)功補償技術(shù)和諧波抑制技術(shù)是相輔相成的，二者的進(jìn)步和發(fā)展是相互協(xié)調的。
作者:張園 單位:唐山曹妃甸實(shí)業(yè)港務(wù)有限公司
參考文獻：
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第二篇：電力電子技術(shù)實(shí)訓考核方法研究探討
摘要:電力電子學(xué)變換電路拓撲多。電路原理、性能特性和波形等的分析復雜，應用范圍廣，學(xué)生們在學(xué)習過(guò)程中會(huì )覺(jué)得知識抽象，難學(xué)難懂。實(shí)驗和實(shí)訓環(huán)節是對理論知識的補充和鞏固，有利于幫助學(xué)生消化抽象、難懂的知識并提高綜合應用電力電子知識的能力。但目前各大高職學(xué)校對電力電子技術(shù)的考核只注重于理論層面。實(shí)訓環(huán)節的考核沒(méi)有一套完整的考核機制和方法，本文將從電力電子實(shí)訓考核的重要性、內容、方法、具體實(shí)施過(guò)程等幾個(gè)方面詳細進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞:電力電子，實(shí)訓考核，電氣仿真
1電力電子實(shí)訓考核的重要性
《電力電子技術(shù)》作為電氣工程學(xué)科中的一個(gè)最為活躍的分支，在國家維修電工技能考核及自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養中占有重要地位。它不僅為電氣工程及其自動(dòng)化、機電一體化等各相關(guān)專(zhuān)業(yè)在校學(xué)生打下堅實(shí)的理論基礎，同時(shí)也可為從事與電能變換、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)化、電力系統等相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員提供現代高新技術(shù)的重要基礎知識。在電力電子技術(shù)學(xué)習過(guò)程中學(xué)生普遍存在以下問(wèn)題:(1)對電力電子器件的性能了解不深;(2)對電路的工作原理理解不透徹;(3)變換電路波形分析過(guò)于抽象;(4)對輔助電路的作用認識不足。這些問(wèn)題通過(guò)對學(xué)生不斷加強實(shí)驗能力的鍛煉可以很好地改善。而實(shí)訓考核機制的制定和實(shí)施對實(shí)訓環(huán)節的有效開(kāi)展起到了推波助瀾的作用，對提高學(xué)生的學(xué)習興趣和積極性具有決定性意義。
2電力電子實(shí)訓考核內容
考核內容可分為兩個(gè)部分:硬件電路的連接與調試，電氣仿真軟件的使用與測試。硬件電路的連接與調試又分為兩個(gè)梯級:基礎性實(shí)訓考核、綜合性實(shí)訓考核�；A性實(shí)訓考核內容分為(1)晶閘管的導通、關(guān)斷條件測試;(2)單相半波整流電路的測試;(3)單結晶體管性能測試;(4)雙向晶閘管的性能測試;(5)單相橋式全控整流電路測試;(6)單相橋式半控整流電路測試;(7)大功率晶體管的簡(jiǎn)單測試;(8)直流斬波電路原理實(shí)驗;(9)三相半波整流電路的測試;(10)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實(shí)驗。綜合性實(shí)訓考核分為:(1)晶閘管調光燈電路的安裝調試;(2)電風(fēng)扇無(wú)級調速器的安裝調試;(3)有源逆變電路實(shí)訓;(4)中頻冶煉爐整體電路的設計與調試。電氣仿真軟件的使用測試建立在學(xué)生完成硬件電路的連接與調試的基礎之上，同時(shí)又作為硬件電路調試的輔助手段，二者缺一不可。
3電力電子實(shí)訓考核方法
實(shí)踐內容考核方式采用多元化考核模式�？己藢W(xué)習態(tài)度、操作態(tài)度、專(zhuān)業(yè)技能、職業(yè)道德、合作能力等。在課程結束后從14個(gè)實(shí)訓項目中任意選取1－2個(gè)項目對學(xué)生進(jìn)行單人單臺的量化考核，將考核點(diǎn)細化�？己藰藴室浴督涣髡{光電路的制作》為例。
4電力電子實(shí)訓考核實(shí)施過(guò)程
(1)根據考核內容，學(xué)生隨機選擇考核項目，硬件調試與軟件測試各占50%�；A性實(shí)訓內容的考核屬于必選項目，最好成績(jì)?yōu)榱己�。綜合性實(shí)訓考核項目屬于備選項目，學(xué)生在完成基礎性實(shí)訓考核之后可以選擇綜合性項目，老師根據完成情況給予加分;(2)老師根據表1完成對學(xué)生現場(chǎng)考核的評分;(3)考查學(xué)生電氣仿真軟件的使用及仿真結果，給予評分;(4)老師給予學(xué)生整個(gè)實(shí)訓過(guò)程的評分，學(xué)生完成自評及小組成員互評。
5結語(yǔ)
電力電子技術(shù)的實(shí)訓考核方式的改進(jìn)大大地提高了學(xué)生學(xué)習的主動(dòng)性和目的性，對理論課的學(xué)習也有相應的促進(jìn)作用。如何進(jìn)一步完善考核機制，加快理論與實(shí)訓相融合的進(jìn)程，還需不斷摸索與實(shí)踐。
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第三篇：電力電子技術(shù)在節能效應中的應用
1引言
隨著(zhù)國家的發(fā)展和社會(huì )的進(jìn)步，新的科學(xué)技術(shù)在各行各業(yè)中得到廣泛的發(fā)展和應用。電力電子技術(shù)作為一項較為普遍的技術(shù)，可以有效的利用在節能工程中，在各類(lèi)節能工作中已經(jīng)取得了重要的作用，也受到了廣泛的關(guān)注。電力電子節能設計需要與高速發(fā)展的電子制造技術(shù)緊密的結合，有效的利用新能源、新材料、新技術(shù)等，積極借鑒國外節能工作工作中采用的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗。
2在節能中電力電子重要技術(shù)
2.1高頻技術(shù)
改變頻率能夠增加電源的利用率，因此，在改變頻率的基礎的基礎上，再使頻率增大，就能夠更加有效充分地利用材料和能源，由此可以達到節能的效果。
2.2開(kāi)關(guān)變頻技術(shù)
開(kāi)關(guān)變頻技術(shù)是一種有效的節能技術(shù)，主要針對的是固定工頻的。開(kāi)關(guān)變頻技術(shù)可以有效的解決設備在低功率狀況下運行等相關(guān)的問(wèn)題。因為工頻作為發(fā)電的最佳頻率，并不是所有用電設備的最佳頻率，因此會(huì )導致很多設備長(cháng)時(shí)間在低功率因數以及低效率狀況下運行。并且，開(kāi)關(guān)電源有性能好，體積小，效率高等優(yōu)點(diǎn)，在電力電子裝置中已成為一項關(guān)鍵的技術(shù)。
2.3有源功率因數校正技術(shù)
在功率因數增大時(shí)，輸出的有功功率也在增大，因此，無(wú)功功率就會(huì )減小，這樣電能的利用率就提高了，因此，此技術(shù)可以利用在節能工作中。
2.4軟開(kāi)關(guān)技術(shù)
軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是相較于硬開(kāi)關(guān)技術(shù)而言的。硬開(kāi)關(guān)技術(shù)指的是在開(kāi)關(guān)過(guò)程中電流和電壓都不為零，并且會(huì )出現重疊。但是硬開(kāi)關(guān)技術(shù)會(huì )使得電壓以及電流的變化過(guò)快，導致開(kāi)關(guān)噪聲。軟開(kāi)關(guān)就是可以降低開(kāi)關(guān)噪聲和開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)頻率。
3電力電子技術(shù)在節能工作中的應用
3.1在電力節能中的應用
隨著(zhù)現代工業(yè)能源和電力的結合程度越來(lái)越高，由于電力有穩定、利用率高等優(yōu)點(diǎn)，現代工業(yè)的各個(gè)方面廣泛應用。電能已然成為現代工業(yè)的能量與動(dòng)力的源泉。電力電子技術(shù)在電力系統方面有著(zhù)顯著(zhù)的運用效果。近些年來(lái)通過(guò)依靠電力電子技術(shù)發(fā)展起來(lái)的有柔性交流輸電（FACTS）。在配電網(wǎng)系統方面，電力電子技術(shù)相關(guān)的裝置可以用來(lái)防止電網(wǎng)瞬時(shí)停電、閃變和瞬時(shí)電壓跌落等，來(lái)進(jìn)行電能質(zhì)量的控制，改善供電質(zhì)量。近年來(lái)，我國的工業(yè)用電量飛速增加，但是由于工業(yè)用電不合理，大多數發(fā)展中國家，在用電效率方面存在著(zhù)效率低等嚴重的用電浪費現象。因此，降低電能損耗對于解決能源問(wèn)題意義重大。因此，電力電子技術(shù)在提高用電效率，減少用電損耗等方面發(fā)揮著(zhù)重要的作用。
3.2在工業(yè)中的應用
在現代的高科技產(chǎn)業(yè)中，光電子技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展之后的又一項新技術(shù)革命，它的主要內容之一是利用半導體技術(shù)制造出固體發(fā)光器件作為新的照明光源，漸漸取代傳統的白熾燈光源；它的重要標志是半導體發(fā)光二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)LED的出現。由LED衍生出的半導體光電子技術(shù)是如今發(fā)展最迅速、突破最多、創(chuàng )新最活躍的技術(shù)領(lǐng)域，并因此帶來(lái)了光源革命。LED具有壽命長(cháng)、耐展、溫升低、光利用率高、低電壓、顯色性好和節電等優(yōu)點(diǎn)。并且，我國的電力電子行業(yè)已有五十多年的發(fā)展歷史，1957年美國研發(fā)出了晶閘管，五年后我國就研制出了自己的晶閘管，并且將其節能技術(shù)應用在工業(yè)制造、電力系統、交通運輸、電子裝置等各個(gè)領(lǐng)域，包含一大批軋機、無(wú)軌電車(chē)、電焊機、電鍍和電解電源以及水泵和風(fēng)機等機電設備，由于他們在改造是都引入了現代電力電子技術(shù)，在很大程度上增加了效率。電力電子技術(shù)開(kāi)始應用到日常生活的每個(gè)領(lǐng)域：上下樓用的交流調速電梯；室內用的變頻調速空調；上班乘坐的交流調速地鐵；計算機用的開(kāi)關(guān)電源和UPS；照明用的高頻振蕩熒光燈；家用電炊具中的電磁爐等。上述新型設備都具有高效率、低能耗。
3.3在電機的調速技術(shù)的應用
在過(guò)去，電機調速技術(shù)上的應用僅是在對直流電機的調速和控制，同時(shí)還可利用在的是晶閘管可控整流。由于全控器件的出現和發(fā)展，促進(jìn)了交流電機的變頻調速技術(shù)的發(fā)展。采用變頻調速的交流電機可以減小閥轉角度，使得流量減小了，但是提升了流體經(jīng)過(guò)閥門(mén)的阻力，所以功率消耗的變化非常小，可以帶來(lái)的節能效益十分巨大�？梢酝瑫r(shí)可以采用電磁轉差離合器或液壓離合器來(lái)改變輸出軸的轉速，電機轉速保持不變，事實(shí)上是以離合器消耗功率來(lái)降低轉速。
4結束語(yǔ)
電力電子技術(shù)在節能工作中的應用十分廣泛。作為目前發(fā)展飛速的學(xué)科，電力電子技術(shù)是新興技術(shù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)的基礎技術(shù)之一。電力電子技術(shù)在節能領(lǐng)域中效果顯著(zhù)電能，特別在大型風(fēng)機、水泵變頻調速等方面。如今，每個(gè)用電產(chǎn)品差不多都要涉及到電力電子技術(shù)，又由于電力電子技術(shù)高效節能的特點(diǎn)，這個(gè)行業(yè)還會(huì )有更好的發(fā)展，還可以節省更多的能源，必將成為國民經(jīng)濟中的支柱產(chǎn)業(yè)。
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