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功補償技術(shù)研究
摘要：本文簡要分析了電力電子裝置的諧波抑制技術(shù)和無功補償技術(shù)，探討了無功補償技術(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(shù)校正技術(shù)，旨在進一步促進電力電子裝置諧波抑制和無功補償技術(shù)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：電力電子裝置；諧波抑制；無功補償
1前言
電力電子裝置的應用能夠?qū)崿F(xiàn)電路形態(tài)的靈活變換，提升用戶電能使用的高效性，但需要注意的是，當前電力電子裝置的應用也會導致電網(wǎng)出現(xiàn)諧波污染和低功率因數(shù)的問題，這會對供電質(zhì)量造成不良影響，對電網(wǎng)諧波的抑制和無功補償能夠有效避免上述問題。基于以上，本文簡要研究了電力電子裝置諧波抑制及無功補償技術(shù)，旨在優(yōu)化電力電子裝置的應用，保證供電質(zhì)量。
2電力電子裝置無功補償技術(shù)分析
在電力系統(tǒng)中，有多種方法可以實現(xiàn)無功功率的補償，例如同步發(fā)電機、同步調(diào)相機的應用，SVC的應用等。許多工程供電系統(tǒng)有著阻感性負載多的特點，其總等效負載呈感性，針對這種情況，主要采用并聯(lián)電容器方式來實現(xiàn)無功功率補償，從而提升其功率因數(shù)。下面就來簡要探討無功補償技術(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，即在母線上集中安裝電容器組，這能夠有效提升整個變電功率因數(shù)，從而降低饋出線路無功損耗；②分區(qū)補償方式：在功率因數(shù)較低的區(qū)域母線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說，其補償范圍較小[1]；③就地補償方式：對于異步電動機等感性設備以及熒光燈照明線路來說，可以在負載設備附近區(qū)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(shù)，同時有著改善用電設備電壓質(zhì)量的功能，但就地補償方式也有著一定的局限性，其電容器安裝有著分散性的特點，不利于監(jiān)測和維護，隨著低壓自愈式電容技術(shù)的發(fā)展，就地補償方式被進一步推廣和應用。
3電力電子裝置諧波抑制技術(shù)分析
一般來說，供電系統(tǒng)諧波抑制與消除的方法主要包括兩種，一種是無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(shù)整流器的采用及變流器相數(shù)提升。無源LC濾波器在工程上的應用最為廣泛，其有著結(jié)構(gòu)簡單、成本低以及可靠性優(yōu)良等特點，其能夠為諧波提供低阻抗路徑，在保留基波的基礎上來使諧波短路，從而實現(xiàn)諧波抑制作用，諧波能夠通過濾波器但不會進入到供電系統(tǒng)中。下面簡要分析無源濾波器和有源電力濾波器兩種方式：
3.1無源濾波器
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源濾波器。其中單調(diào)諧濾波器是結(jié)構(gòu)和形式最為簡單的一種無源濾波器，在單一特征次諧波的抑制中有著良好的應用效果，具體來說，單調(diào)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)，實現(xiàn)諧波抑制的目的。對于若干特征次諧波的抑制來說，主要將若干個單調(diào)濾波器在電網(wǎng)中并聯(lián)。雙調(diào)諧濾波器也是無源濾波器的一種，其能夠同時對兩種頻率諧波進行濾除，此外，還可以制作多階雙調(diào)濾波器，但其電路結(jié)構(gòu)相對復雜，在實際中應用較少，這里不再贅述。為了濾除某一次以上的諧波，還可以將無源濾波器設計為高通濾波器。無源濾波器結(jié)構(gòu)簡單，維護和使用成本較低，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)諧波的吸收，還能夠進行無功補償，從而改善功率因數(shù)，無源濾波器諧波抑制技術(shù)成熟，在諧波抑制和無功補償中應用最為廣泛[2]。但需要注意的是，無源濾波器也有著一定的局限性，其主要通過并聯(lián)低阻抗通路來實現(xiàn)諧波抑制，系統(tǒng)和濾波器的阻抗比決定著濾波特性，這就使得其存在以下兩個缺點：首先，運行工況和系統(tǒng)參數(shù)會對濾波特性產(chǎn)生較大影響，設計相對困難，諧振頻率主要依賴于元件的參數(shù)，因此無源濾波器中能夠濾除主要諧波，一旦LC參數(shù)出現(xiàn)漂移，則濾波特性會受到影響，難以保證濾波性能的穩(wěn)定性；第二，電網(wǎng)參數(shù)和LC可能會影響諧波分量，產(chǎn)生的并聯(lián)諧振會增加該次諧波分量，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?qū)崿F(xiàn)諧波抑制作用，主要通過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，實現(xiàn)諧波電流補償。相較于無源濾波器來說，有源電力濾波器有著以下優(yōu)點：首先，有源電力濾波器不僅能夠?qū)Ω鞔沃C波進行補償，同時能夠?qū)崿F(xiàn)閃變的抑制，實現(xiàn)無功補償，功能較多，且性價比相對合理；第二，有源電力濾波器的特性不會受到系統(tǒng)阻抗等相關(guān)因素的影響，避免與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振；第三，有源電力濾波器有著自適應的特點，可控性和快速響應性較好。就目前來看，我國對有源電力濾波器的研究越來越深入，隨著電力電子技術(shù)的進步和相關(guān)元器件的發(fā)展，有源電力濾波器的應用將會越來越廣泛。
4有源功率因數(shù)校正技術(shù)
開關(guān)電源等電力電子裝置的使用促進了功率因數(shù)校正技術(shù)的發(fā)展，有源功率因數(shù)校正技術(shù)應運而生，其不會產(chǎn)生諧波，且保證功率因數(shù)為1，是一種新型的變流器[3]。有源功率因數(shù)技術(shù)的應用不會產(chǎn)生諧波電流和諧波，因此不會涉及到無功補償和諧波抑制的問題，是一種積極主動地節(jié)能較好措施，經(jīng)濟效益明顯，在未來的發(fā)展過程中，有源功率因數(shù)校正技術(shù)的應用前景比較廣闊。
5結(jié)論
綜上所述，本文簡要分析了電力電子裝置無功補償技術(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。分析了諧波抑制技術(shù)中無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。最后簡要探討了一種主動節(jié)能降耗、不會產(chǎn)生諧波和諧波電流的有源功率因數(shù)校正技術(shù)。通過分析可知，電力電子裝置無功補償技術(shù)和諧波抑制技術(shù)是相輔相成的，二者的進步和發(fā)展是相互協(xié)調(diào)的。
作者:張園 單位:唐山曹妃甸實業(yè)港務有限公司
參考文獻：
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第二篇：電力電子技術(shù)實訓考核方法研究探討
摘要:電力電子學變換電路拓撲多。電路原理、性能特性和波形等的分析復雜，應用范圍廣，學生們在學習過程中會覺得知識抽象，難學難懂。實驗和實訓環(huán)節(jié)是對理論知識的補充和鞏固，有利于幫助學生消化抽象、難懂的知識并提高綜合應用電力電子知識的能力。但目前各大高職學校對電力電子技術(shù)的考核只注重于理論層面。實訓環(huán)節(jié)的考核沒有一套完整的考核機制和方法，本文將從電力電子實訓考核的重要性、內(nèi)容、方法、具體實施過程等幾個方面詳細進行闡述。
關(guān)鍵詞:電力電子，實訓考核，電氣仿真
1電力電子實訓考核的重要性
《電力電子技術(shù)》作為電氣工程學科中的一個最為活躍的分支，在國家維修電工技能考核及自動化、電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)中占有重要地位。它不僅為電氣工程及其自動化、機電一體化等各相關(guān)專業(yè)在校學生打下堅實的理論基礎，同時也可為從事與電能變換、電氣傳動、自動化、電力系統(tǒng)等相關(guān)領域工作的工程技術(shù)人員提供現(xiàn)代高新技術(shù)的重要基礎知識。在電力電子技術(shù)學習過程中學生普遍存在以下問題:(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于抽象;(4)對輔助電路的作用認識不足。這些問題通過對學生不斷加強實驗能力的鍛煉可以很好地改善。而實訓考核機制的制定和實施對實訓環(huán)節(jié)的有效開展起到了推波助瀾的作用，對提高學生的學習興趣和積極性具有決定性意義。
2電力電子實訓考核內(nèi)容
考核內(nèi)容可分為兩個部分:硬件電路的連接與調(diào)試，電氣仿真軟件的使用與測試。硬件電路的連接與調(diào)試又分為兩個梯級:基礎性實訓考核、綜合性實訓考核�；A性實訓考核內(nèi)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(jié)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)大功率晶體管的簡單測試;(8)直流斬波電路原理實驗;(9)三相半波整流電路的測試;(10)鋸齒波同步移相觸發(fā)電路實驗。綜合性實訓考核分為:(1)晶閘管調(diào)光燈電路的安裝調(diào)試;(2)電風扇無級調(diào)速器的安裝調(diào)試;(3)有源逆變電路實訓;(4)中頻冶煉爐整體電路的設計與調(diào)試。電氣仿真軟件的使用測試建立在學生完成硬件電路的連接與調(diào)試的基礎之上，同時又作為硬件電路調(diào)試的輔助手段，二者缺一不可。
3電力電子實訓考核方法
實踐內(nèi)容考核方式采用多元化考核模式�？己藢W習態(tài)度、操作態(tài)度、專業(yè)技能、職業(yè)道德、合作能力等。在課程結(jié)束后從14個實訓項目中任意選取1－2個項目對學生進行單人單臺的量化考核，將考核點細化�？己藰藴室浴督涣髡{(diào)光電路的制作》為例。
4電力電子實訓考核實施過程
(1)根據(jù)考核內(nèi)容，學生隨機選擇考核項目，硬件調(diào)試與軟件測試各占50%。基礎性實訓內(nèi)容的考核屬于必選項目，最好成績?yōu)榱己�。綜合性實訓考核項目屬于備選項目，學生在完成基礎性實訓考核之后可以選擇綜合性項目，老師根據(jù)完成情況給予加分;(2)老師根據(jù)表1完成對學生現(xiàn)場考核的評分;(3)考查學生電氣仿真軟件的使用及仿真結(jié)果，給予評分;(4)老師給予學生整個實訓過程的評分，學生完成自評及小組成員互評。
5結(jié)語
電力電子技術(shù)的實訓考核方式的改進大大地提高了學生學習的主動性和目的性，對理論課的學習也有相應的促進作用。如何進一步完善考核機制，加快理論與實訓相融合的進程，還需不斷摸索與實踐。
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第三篇：電力電子技術(shù)在節(jié)能效應中的應用
1引言
隨著國家的發(fā)展和社會的進步，新的科學技術(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(jié)能工程中，在各類節(jié)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(jié)能設計需要與高速發(fā)展的電子制造技術(shù)緊密的結(jié)合，有效的利用新能源、新材料、新技術(shù)等，積極借鑒國外節(jié)能工作工作中采用的先進技術(shù)和經(jīng)驗。
2在節(jié)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(jié)能的效果。
2.2開關(guān)變頻技術(shù)
開關(guān)變頻技術(shù)是一種有效的節(jié)能技術(shù)，主要針對的是固定工頻的。開關(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，因此會導致很多設備長時間在低功率因數(shù)以及低效率狀況下運行。并且，開關(guān)電源有性能好，體積小，效率高等優(yōu)點，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(shù)校正技術(shù)
在功率因數(shù)增大時，輸出的有功功率也在增大，因此，無功功率就會減小，這樣電能的利用率就提高了，因此，此技術(shù)可以利用在節(jié)能工作中。
2.4軟開關(guān)技術(shù)
軟開關(guān)技術(shù)是相較于硬開關(guān)技術(shù)而言的。硬開關(guān)技術(shù)指的是在開關(guān)過程中電流和電壓都不為零，并且會出現(xiàn)重疊。但是硬開關(guān)技術(shù)會使得電壓以及電流的變化過快，導致開關(guān)噪聲。軟開關(guān)就是可以降低開關(guān)噪聲和開關(guān)損耗，同時進一步提高開關(guān)頻率。
3電力電子技術(shù)在節(jié)能工作中的應用
3.1在電力節(jié)能中的應用
隨著現(xiàn)代工業(yè)能源和電力的結(jié)合程度越來越高，由于電力有穩(wěn)定、利用率高等優(yōu)點，現(xiàn)代工業(yè)的各個方面廣泛應用。電能已然成為現(xiàn)代工業(yè)的能量與動力的源泉。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)方面有著顯著的運用效果。近些年來通過依靠電力電子技術(shù)發(fā)展起來的有柔性交流輸電（FACTS）。在配電網(wǎng)系統(tǒng)方面，電力電子技術(shù)相關(guān)的裝置可以用來防止電網(wǎng)瞬時停電、閃變和瞬時電壓跌落等，來進行電能質(zhì)量的控制，改善供電質(zhì)量。近年來，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(shù)發(fā)展中國家，在用電效率方面存在著效率低等嚴重的用電浪費現(xiàn)象。因此，降低電能損耗對于解決能源問題意義重大。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)揮著重要的作用。
3.2在工業(yè)中的應用
在現(xiàn)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(nèi)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(tǒng)的白熾燈光源；它的重要標志是半導體發(fā)光二極管，簡稱LED的出現(xiàn)。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)領域，并因此帶來了光源革命。LED具有壽命長、耐展、溫升低、光利用率高、低電壓、顯色性好和節(jié)電等優(yōu)點。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(jié)能技術(shù)應用在工業(yè)制造、電力系統(tǒng)、交通運輸、電子裝置等各個領域，包含一大批軋機、無軌電車、電焊機、電鍍和電解電源以及水泵和風機等機電設備，由于他們在改造是都引入了現(xiàn)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)開始應用到日常生活的每個領域：上下樓用的交流調(diào)速電梯；室內(nèi)用的變頻調(diào)速空調(diào)；上班乘坐的交流調(diào)速地鐵；計算機用的開關(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(diào)速技術(shù)的應用
在過去，電機調(diào)速技術(shù)上的應用僅是在對直流電機的調(diào)速和控制，同時還可利用在的是晶閘管可控整流。由于全控器件的出現(xiàn)和發(fā)展，促進了交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展。采用變頻調(diào)速的交流電機可以減小閥轉(zhuǎn)角度，使得流量減小了，但是提升了流體經(jīng)過閥門的阻力，所以功率消耗的變化非常小，可以帶來的節(jié)能效益十分巨大�？梢酝瑫r可以采用電磁轉(zhuǎn)差離合器或液壓離合器來改變輸出軸的轉(zhuǎn)速，電機轉(zhuǎn)速保持不變，事實上是以離合器消耗功率來降低轉(zhuǎn)速。
4結(jié)束語
電力電子技術(shù)在節(jié)能工作中的應用十分廣泛。作為目前發(fā)展飛速的學科，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(jié)能領域中效果顯著電能，特別在大型風機、水泵變頻調(diào)速等方面。如今，每個用電產(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(jié)能的特點，這個行業(yè)還會有更好的發(fā)展，還可以節(jié)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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