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2021年9月8日

電力電子技術,電力系統,發電裝置,電子裝置

電力電子技術（電力學科）

電力電子技術是一門新興技術，它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而成的，已成為現代電氣工程與自動化專業不可缺少的一門專業基礎課，在培養本專業人才中占有重要地位。
電子技術包括信息電子技術和電力電子技術兩大分支。通常所說的模擬電子技術和數字電子技術都屬于信息電子技術。電力電子技術是應用于電力領域的電子技術。具體的說，就是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術。目前所用的電力電子器件均用半導體制成，故也稱為電力半導體器件。電力電子技術所變換的“電力”，功率可以大到數百MW甚至GW，也可以小到數W甚至1W以下。信息電子技術主要用于信息處理，而電力電子技術則主要用于電力變換。
電力電子涉及由半導體開關啟動裝置進行電源的控制與轉換領域。半導體整流控制、半導體硅整的小型化等的出現，產生一個新的電力電子應用領域。半導體硅整流、汞弧整流器應用于控制電源，但是這樣的整流回路只是工業電子的一部分，對于汞弧整流器應用范圍而言是有局限的。半導體硅整流的應用涉及很多領域，如汽車、電站、航空電子、高頻變頻器等。
電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術，就是使用電力電子器件（如晶閘管，GTO，IGBT等）對電能進行變換和控制的技術。電力電子技術所變換的“電力”功率可大到數百MW甚至GW，也可以小到數W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術不同，電力電子技術主要用于電力變換。
電力電子技術分為電力電子器件制造技術和變流技術（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個分支。
現已成為現代電氣工程與自動化專業不可缺少的一門專業基礎課，在培養該專業人才中占有重要地位。
利用電力電子器件實現工業規模電能變換的技術，有時也稱為功率電子技術。一般情況下，它是將一種形式的工業電能轉換成另一種形式的工業電能。例如，將交流電能變換成直流電能或將直流電能變換成交流電能；將工頻電源變換為設備所需頻率的電源；在正常交流電源中斷時，用逆變器（見電力變流器）將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。應用電力電子技術還能實現非電能與電能之間的轉換。例如，利用太陽電池將太陽輻射能轉換成電能。與電子技術不同，電力電子技術變換的電能是作為能源而不是作為信息傳感的載體。因此人們關注的是所能轉換的電功率。
電力電子技術是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科。因它本身是大功率的電技術，又大多是為應用強電的工業服務的，故常將它歸屬于電工類。電力電子技術的內容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統。電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎為半導體物理學；它的工藝技術為半導體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。電力電子電路吸收了電子學的理論基礎，根據器件的特點和電能轉換的要求，又開發出許多電能轉換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發、保護、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。利用這些電路，根據應用對象的不同，組成了各種用途的整機，稱為電力電子裝置。這些裝置常與負載、配套設備等組成一個系統。電子學、電工學、自動控制、信號檢測處理等技術常在這些裝置及其系統中大量應用。
應用編輯語音
一般工業：
交直流電機、電化學工業、冶金工業
交通運輸：
電氣化鐵道、電動汽車、航空、航天、航海
電力系統：
高壓直流輸電、柔性交流輸電、無功補償
電子裝置電源：
為信息電子裝置提供動力
家用電器：
“節能燈”、變頻空調
其他：
UPS、航天飛行器、新能源、發電裝置
作用編輯語音
(1) 優化電能使用。通過電力電子技術對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節約，實現了電能使用最佳化。例如，在節電方面，針對風機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業窯爐、感應加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調查，潛在節電總量相當于1990年全國發電量的16%，所以推廣應用電力電子技術是節能的一項戰略措施，一般節能效果可達10%-40%，我國已將許多裝置列入節能的推廣應用項目。
(2) 改造傳統產業和發展機電一體化等新興產業。據發達國家預測，今后將有95%的電能要經電力電子技術處理后再使用，即工業和民用的各種機電設備中，有95%與電力電子產業有關，特別是，電力電子技術是弱電控制強電的媒體，是機電設備與計算機之間的重要接口，它為傳統產業和新興產業采用微電子技術創造了條件，成為發揮計算機作用的保證和基礎。
(3) 電力電子技術高頻化和變頻技術的發展，將使機電設備突破工頻傳統，向高頻化方向發展。實現最佳工作效率，將使機電設備的體積減小幾倍、幾十倍，響應速度達到高速化，并能適應任何基準信號，實現無噪音且具有全新的功能和用途。
(4) 電力電子智能化的進展，在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術與電力電子技術一體化，其發展有可能引起電子技術的重大改革。有人甚至提出，電子學的下一項革命將發生在以工業設備和電網為對象的電子技術應用領域，電力電子技術將把人們帶到第二次電子革命的邊緣。

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