电力电子技术分析3篇

第一篇：电力电子装置谐波抑制及无功补偿技术研究

摘要：本文简要分析了电力电子装置的谐波抑制技术和无功补偿技术，探讨了无功补偿技术中三种并联电容器补偿方式，探讨了谐波抑制中无源滤波器和有源电力滤波器的应用，并提出了有源功率因数校正技术，旨在进一步促进电力电子装置谐波抑制和无功补偿技术的发展。

关键词：电力电子装置；谐波抑制；无功补偿

1前言

电力电子装置的应用能够实现电路形态的灵活变换，提升用户电能使用的高效性，但需要注意的是，当前电力电子装置的应用也会导致电网出现谐波污染和低功率因数的问题，这会对供电质量造成不良影响，对电网谐波的抑制和无功补偿能够有效避免上述问题。基于以上，本文简要研究了电力电子装置谐波抑制及无功补偿技术，旨在优化电力电子装置的应用，保证供电质量。

2电力电子装置无功补偿技术分析

在电力系统中，有多种方法可以实现无功功率的补偿，例如同步发电机、同步调相机的应用，SVC的应用等。许多工程供电系统有着阻感性负载多的特点，其总等效负载呈感性，针对这种情况，主要采用并联电容器方式来实现无功功率补偿，从而提升其功率因数。下面就来简要探讨无功补偿技术中的并联电容器补偿技术。以安装位置为标准，可以将并联电容器补偿技术分为以下三种方式：①集中补偿方式：电容器组的安装位置为母线，即在母线上集中安装电容器组，这能够有效提升整个变电功率因数，从而降低馈出线路无功损耗；②分区补偿方式：在功率因数较低的区域母线上分别安装电容器组，这种补偿方式效果更好，但需要注意的是，相较于集中补偿方式来说，其补偿范围较小[1]；③就地补偿方式：对于异步电动机等感性设备以及荧光灯照明线路来说，可以在负载设备附近区域位置安装电容器组，这种补偿方式即为就地补偿，就地补偿能够有效提升用电设备供电回路功率参数，同时有着改善用电设备电压质量的功能，但就地补偿方式也有着一定的局限性，其电容器安装有着分散性的特点，不利于监测和维护，随着低压自愈式电容技术的发展，就地补偿方式被进一步推广和应用。

3电力电子装置谐波抑制技术分析

一般来说，供电系统谐波抑制与消除的方法主要包括两种，一种是无源滤波器或有源电力滤波器的应用，一种是对谐波源的改造，例如高功率因数整流器的采用及变流器相数提升。无源LC滤波器在工程上的应用最为广泛，其有着结构简单、成本低以及可靠性优良等特点，其能够为谐波提供低阻抗路径，在保留基波的基础上来使谐波短路，从而实现谐波抑制作用，谐波能够通过滤波器但不会进入到供电系统中。下面简要分析无源滤波器和有源电力滤波器两种方式：

3.1无源滤波器

电阻、电抗器以及电力电容器按照一定的功能要求组合即可制得无源滤波器。其中单调谐滤波器是结构和形式最为简单的一种无源滤波器，在单一特征次谐波的抑制中有着良好的应用效果，具体来说，单调滤波器之路在单一特征次谐波下串联谐振，这就能够形成低阻通路，使得次谐波电流尽可能小的流入电网，或不再流入电网，实现谐波抑制的目的。对于若干特征次谐波的抑制来说，主要将若干个单调滤波器在电网中并联。双调谐滤波器也是无源滤波器的一种，其能够同时对两种频率谐波进行滤除，此外，还可以制作多阶双调滤波器，但其电路结构相对复杂，在实际中应用较少，这里不再赘述。为了滤除某一次以上的谐波，还可以将无源滤波器设计为高通滤波器。无源滤波器结构简单，维护和使用成本较低，不仅能够实现谐波的吸收，还能够进行无功补偿，从而改善功率因数，无源滤波器谐波抑制技术成熟，在谐波抑制和无功补偿中应用最为广泛[2]。但需要注意的是，无源滤波器也有着一定的局限性，其主要通过并联低阻抗通路来实现谐波抑制，系统和滤波器的阻抗比决定着滤波特性，这就使得其存在以下两个缺点：首先，运行工况和系统参数会对滤波特性产生较大影响，设计相对困难，谐振频率主要依赖于元件的参数，因此无源滤波器中能够滤除主要谐波，一旦LC参数出现漂移，则滤波特性会受到影响，难以保证滤波性能的稳定性；第二，电网参数和LC可能会影响谐波分量，产生的并联谐振会增加该次谐波分量，从而降低了电网供电质量。

3.2有源电力滤波器

有源滤波器的应用也能够实现谐波抑制作用，主要通过可控的功率半导体将电流注入到电网中，此电流复制与谐波源电流相同，相位与谐波源相反，这就能够保证总谐波电流为零，实现谐波电流补偿。相较于无源滤波器来说，有源电力滤波器有着以下优点：首先，有源电力滤波器不仅能够对各次谐波进行补偿，同时能够实现闪变的抑制，实现无功补偿，功能较多，且性价比相对合理；第二，有源电力滤波器的特性不会受到系统阻抗等相关因素的影响，避免与系统阻抗发生谐振；第三，有源电力滤波器有着自适应的特点，可控性和快速响应性较好。就目前来看，我国对有源电力滤波器的研究越来越深入，随着电力电子技术的进步和相关元器件的发展，有源电力滤波器的应用将会越来越广泛。

4有源功率因数校正技术

开关电源等电力电子装置的使用促进了功率因数校正技术的发展，有源功率因数校正技术应运而生，其不会产生谐波，且保证功率因数为1，是一种新型的变流器[3]。有源功率因数技术的应用不会产生谐波电流和谐波，因此不会涉及到无功补偿和谐波抑制的问题，是一种积极主动地节能较好措施，经济效益明显，在未来的发展过程中，有源功率因数校正技术的应用前景比较广阔。

5结论

综上所述，本文简要分析了电力电子装置无功补偿技术中的并联电容器补偿技术，探讨了三种主要补偿方式的优缺点。分析了谐波抑制技术中无源滤波器和有源电力滤波器的应用，对比了二者的优缺点。最后简要探讨了一种主动节能降耗、不会产生谐波和谐波电流的有源功率因数校正技术。通过分析可知，电力电子装置无功补偿技术和谐波抑制技术是相辅相成的，二者的进步和发展是相互协调的。

作者:张园 单位:唐山曹妃甸实业港务有限公司

参考文献：

[1]何军.电力电子技术与谐波抑制、无功功率补偿技术研究综述[J].电子技术与软件工程,2016(1):243.

[2]常晓,王霜.电力系统谐波抑制和无功补偿装置[J].河南科技,2015(19):124～125.

[3]陈起良.电力电子技术与谐波抑制、无功功率补偿技术研究综述[J].电子技术与软件工程,2013(20):197.

第二篇：电力电子技术实训考核方法研究探讨

摘要:电力电子学变换电路拓扑多。电路原理、性能特性和波形等的分析复杂，应用范围广，学生们在学习过程中会觉得知识抽象，难学难懂。实验和实训环节是对理论知识的补充和巩固，有利于帮助学生消化抽象、难懂的知识并提高综合应用电力电子知识的能力。但目前各大高职学校对电力电子技术的考核只注重于理论层面。实训环节的考核没有一套完整的考核机制和方法，本文将从电力电子实训考核的重要性、内容、方法、具体实施过程等几个方面详细进行阐述。

关键词:电力电子，实训考核，电气仿真

1电力电子实训考核的重要性

《电力电子技术》作为电气工程学科中的一个最为活跃的分支，在国家维修电工技能考核及自动化、电气工程及其自动化专业人才培养中占有重要地位。它不仅为电气工程及其自动化、机电一体化等各相关专业在校学生打下坚实的理论基础，同时也可为从事与电能变换、电气传动、自动化、电力系统等相关领域工作的工程技术人员提供现代高新技术的重要基础知识。在电力电子技术学习过程中学生普遍存在以下问题:(1)对电力电子器件的性能了解不深;(2)对电路的工作原理理解不透彻;(3)变换电路波形分析过于抽象;(4)对辅助电路的作用认识不足。这些问题通过对学生不断加强实验能力的锻炼可以很好地改善。而实训考核机制的制定和实施对实训环节的有效开展起到了推波助澜的作用，对提高学生的学习兴趣和积极性具有决定性意义。

2电力电子实训考核内容

考核内容可分为两个部分:硬件电路的连接与调试，电气仿真软件的使用与测试。硬件电路的连接与调试又分为两个梯级:基础性实训考核、综合性实训考核。基础性实训考核内容分为(1)晶闸管的导通、关断条件测试;(2)单相半波整流电路的测试;(3)单结晶体管性能测试;(4)双向晶闸管的性能测试;(5)单相桥式全控整流电路测试;(6)单相桥式半控整流电路测试;(7)大功率晶体管的简单测试;(8)直流斩波电路原理实验;(9)三相半波整流电路的测试;(10)锯齿波同步移相触发电路实验。综合性实训考核分为:(1)晶闸管调光灯电路的安装调试;(2)电风扇无级调速器的安装调试;(3)有源逆变电路实训;(4)中频冶炼炉整体电路的设计与调试。电气仿真软件的使用测试建立在学生完成硬件电路的连接与调试的基础之上，同时又作为硬件电路调试的辅助手段，二者缺一不可。

3电力电子实训考核方法

实践内容考核方式采用多元化考核模式。考核学习态度、操作态度、专业技能、职业道德、合作能力等。在课程结束后从14个实训项目中任意选取1－2个项目对学生进行单人单台的量化考核，将考核点细化。考核标准以《交流调光电路的制作》为例。

4电力电子实训考核实施过程

(1)根据考核内容，学生随机选择考核项目，硬件调试与软件测试各占50%。基础性实训内容的考核属于必选项目，最好成绩为良好。综合性实训考核项目属于备选项目，学生在完成基础性实训考核之后可以选择综合性项目，老师根据完成情况给予加分;(2)老师根据表1完成对学生现场考核的评分;(3)考查学生电气仿真软件的使用及仿真结果，给予评分;(4)老师给予学生整个实训过程的评分，学生完成自评及小组成员互评。

5结语

电力电子技术的实训考核方式的改进大大地提高了学生学习的主动性和目的性，对理论课的学习也有相应的促进作用。如何进一步完善考核机制，加快理论与实训相融合的进程，还需不断摸索与实践。

作者:殷忠玲 单位:陕西工业职业技术学院

参考文献:

［1］马晓莉．以技能考证为主线．高职《电力电子技术》教学的探索［J］．甘肃科技，2015(5):10．

［2］殷忠敏．电力电子实训课程与实训教学方法改革研究［J］．科技信息，2010(3):8．

［3］李兴宁．电力电子技术实训教学创新模式探索［J］．泰州职业技术学院学报，2009(03)．

［4］杜红艳．电力电子理实一体化教育模式探析［J］．自动化与仪器仪表，2014(3)．

［5］王海涛．基于CDIO项目教学理念的电力电子技术实训室建设研究与实践［J］．价值工程，2014(2)．

［6］许纯昕．关于“电力电子技术”课程教学改革的实践探索［J］．南通航运职业技术学院学报，2014(2)．

［7］曹勇．电力电子技术复合型教学探索与实践［J］．辽宁工业大学学报(社会科学版)，2015(4)．

［8］葛笑韩．电力电子教学改革若干问题探讨［J］．晋城职业技术学院学报，2012(7)．

［9］孔英秀．基于Matlab/Simulink电力电子技术实训教学中的研究［J］．科技信息，2010(7)．

［10］杜红艳．电力电子技术理实一体化教学分析研究［J］．价值工程，2011(4)．•861•

第三篇：电力电子技术在节能效应中的应用

1引言

随着国家的发展和社会的进步，新的科学技术在各行各业中得到广泛的发展和应用。电力电子技术作为一项较为普遍的技术，可以有效的利用在节能工程中，在各类节能工作中已经取得了重要的作用，也受到了广泛的关注。电力电子节能设计需要与高速发展的电子制造技术紧密的结合，有效的利用新能源、新材料、新技术等，积极借鉴国外节能工作工作中采用的先进技术和经验。

2在节能中电力电子重要技术

2.1高频技术

改变频率能够增加电源的利用率，因此，在改变频率的基础的基础上，再使频率增大，就能够更加有效充分地利用材料和能源，由此可以达到节能的效果。

2.2开关变频技术

开关变频技术是一种有效的节能技术，主要针对的是固定工频的。开关变频技术可以有效的解决设备在低功率状况下运行等相关的问题。因为工频作为发电的最佳频率，并不是所有用电设备的最佳频率，因此会导致很多设备长时间在低功率因数以及低效率状况下运行。并且，开关电源有性能好，体积小，效率高等优点，在电力电子装置中已成为一项关键的技术。

2.3有源功率因数校正技术

在功率因数增大时，输出的有功功率也在增大，因此，无功功率就会减小，这样电能的利用率就提高了，因此，此技术可以利用在节能工作中。

2.4软开关技术

软开关技术是相较于硬开关技术而言的。硬开关技术指的是在开关过程中电流和电压都不为零，并且会出现重叠。但是硬开关技术会使得电压以及电流的变化过快，导致开关噪声。软开关就是可以降低开关噪声和开关损耗，同时进一步提高开关频率。

3电力电子技术在节能工作中的应用

3.1在电力节能中的应用

随着现代工业能源和电力的结合程度越来越高，由于电力有稳定、利用率高等优点，现代工业的各个方面广泛应用。电能已然成为现代工业的能量与动力的源泉。电力电子技术在电力系统方面有着显著的运用效果。近些年来通过依靠电力电子技术发展起来的有柔性交流输电（FACTS）。在配电网系统方面，电力电子技术相关的装置可以用来防止电网瞬时停电、闪变和瞬时电压跌落等，来进行电能质量的控制，改善供电质量。近年来，我国的工业用电量飞速增加，但是由于工业用电不合理，大多数发展中国家，在用电效率方面存在着效率低等严重的用电浪费现象。因此，降低电能损耗对于解决能源问题意义重大。因此，电力电子技术在提高用电效率，减少用电损耗等方面发挥着重要的作用。

3.2在工业中的应用

在现代的高科技产业中，光电子技术是在互联网发展之后的又一项新技术革命，它的主要内容之一是利用半导体技术制造出固体发光器件作为新的照明光源，渐渐取代传统的白炽灯光源；它的重要标志是半导体发光二极管，简称LED的出现。由LED衍生出的半导体光电子技术是如今发展最迅速、突破最多、创新最活跃的技术领域，并因此带来了光源革命。LED具有寿命长、耐展、温升低、光利用率高、低电压、显色性好和节电等优点。并且，我国的电力电子行业已有五十多年的发展历史，1957年美国研发出了晶闸管，五年后我国就研制出了自己的晶闸管，并且将其节能技术应用在工业制造、电力系统、交通运输、电子装置等各个领域，包含一大批轧机、无轨电车、电焊机、电镀和电解电源以及水泵和风机等机电设备，由于他们在改造是都引入了现代电力电子技术，在很大程度上增加了效率。电力电子技术开始应用到日常生活的每个领域：上下楼用的交流调速电梯；室内用的变频调速空调；上班乘坐的交流调速地铁；计算机用的开关电源和UPS；照明用的高频振荡荧光灯；家用电炊具中的电磁炉等。上述新型设备都具有高效率、低能耗。

3.3在电机的调速技术的应用

在过去，电机调速技术上的应用仅是在对直流电机的调速和控制，同时还可利用在的是晶闸管可控整流。由于全控器件的出现和发展，促进了交流电机的变频调速技术的发展。采用变频调速的交流电机可以减小阀转角度，使得流量减小了，但是提升了流体经过阀门的阻力，所以功率消耗的变化非常小，可以带来的节能效益十分巨大。可以同时可以采用电磁转差离合器或液压离合器来改变输出轴的转速，电机转速保持不变，事实上是以离合器消耗功率来降低转速。

4结束语

电力电子技术在节能工作中的应用十分广泛。作为目前发展飞速的学科，电力电子技术是新兴技术发展产业的基础技术之一。电力电子技术在节能领域中效果显著电能，特别在大型风机、水泵变频调速等方面。如今，每个用电产品差不多都要涉及到电力电子技术，又由于电力电子技术高效节能的特点，这个行业还会有更好的发展，还可以节省更多的能源，必将成为国民经济中的支柱产业。

作者:国亮 单位:衡水市发展和改革委员会

参考文献:

[1]李春伟.解析电子工程在节能工作中的运用[J].科学与财富，2015(14):100-100.

[2]易强.电力电子技术发展及应用研究[J].产业与科技论坛,2013,12(19).