電力電子技術(shù)的應(yīng)用
電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛。它不僅用于一般工業(yè),也廣泛用于交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)等,在照明、空調(diào)等家用電器及其他領(lǐng)域中也有著廣泛的應(yīng)用。
1.一般工業(yè)
工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動(dòng)機(jī),都是用電力電子裝置進(jìn)行調(diào)速的。
一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來也采用了變頻裝置,以達(dá)到節(jié)能的目的。
有些并不特別要求調(diào)速的電機(jī)為了避免起動(dòng)時(shí)的電流沖擊而采用了軟起動(dòng)裝置,這種軟起動(dòng)裝置也是電力電子裝置。
電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源,電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。
電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合。
2.交通運(yùn)輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)。電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置,交流機(jī)車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中,電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機(jī)傳動(dòng)外,車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。
電動(dòng)汽車的電機(jī)依靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制,其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)汽車中需要許多控制電機(jī),它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制。
飛機(jī)、船舶和電梯都離不開電力電子技術(shù)。
3.電力系統(tǒng)
據(jù)估計(jì),發(fā)達(dá)國(guó)家在用戶最終使用的電能中,有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。
直流輸電在長(zhǎng)距離、大容量輸電時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì),其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置,而輕型直流輸電則主要采用全控型的IGBT器件。近年發(fā)展起來的柔性交流輸電(FACTS)也是依靠電力電子裝置才得以實(shí)現(xiàn)的。
晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器(TSC)、靜止無功發(fā)生器(SVG)、有源電力濾波器(APF)等電力電子裝置大量用于電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償或諧波抑制。在配電網(wǎng)系統(tǒng),電力電子裝置還可用于防止電網(wǎng)瞬時(shí)停電、瞬時(shí)電壓跌落、閃變等,以進(jìn)行電能質(zhì)量控制,改善供電質(zhì)量。
在變電所中,給操作系統(tǒng)提供可靠的交直流操作電源,給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。
4.電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級(jí)的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源,現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。
在大型計(jì)算機(jī)等場(chǎng)合,常常需要不間斷電源(Uninterruptible Power Supply__ UPS)供電,不間斷電源實(shí)際就是典型的電力電子裝置。
5.家用電器
電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源,正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。空調(diào)、電視機(jī)、音響設(shè)備、家用計(jì)算機(jī), 不少洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。
其它
航天飛行器中的各種電子儀器需要電源,載人航天器也離不開各種電源,這些都必需采用電力電子技術(shù)。
抽水儲(chǔ)能發(fā)電站的大型電動(dòng)機(jī)需要用電力電子技術(shù)來起動(dòng)和調(diào)速。超導(dǎo)儲(chǔ)能是未來的一種儲(chǔ)能方式,它需要強(qiáng)大的直流電源供電,這也離不開電力電子技術(shù)。新能源、可再生能源發(fā)電比如風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電,需要用電力電子技術(shù)來緩沖能量和改善電能質(zhì)
量。當(dāng)需要和電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng) 時(shí),更離不開電力電子技術(shù)。
核聚變反應(yīng)堆在產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng)和注入能量時(shí),需要大容量的脈沖電源,這種電源就是電力電子裝置。科學(xué)實(shí)驗(yàn)或某些特殊場(chǎng)合,常常需要一些特種電源,這也是電力電子技術(shù)的用武之地。