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电力电子技术在电气控制领域中的应用

主题:电气技术 下载地址:论文doc下载 原创作者:原创作者未知 评分:9.0分 更新时间: 2024-03-13

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电力技术论文范文

电气技术论文

目录

  1. 1.引言
  2. 2.电气控制领域电力电子器件的发展
  3. 3.电力电子电路的控制技术
  4. 3.1 PWM控制技术
  5. 3.2 软开关控制技术
  6. 4.电气控制系统中过电流保护
  7. 5.总结
  8. 电气技术:兰州电力技术学院街舞社NSC 兰州皇台杯达人秀2011年12月25日圣诞节

(云南工业技师学院 云南曲靖 655000)

摘 要:电力电子技术是应用于电力领域中的电子技术.目前,在电气控制领域中,主要以MO论文范文ET和IGBT两种全控型器件为主.随着电力MO论文范文ET技术和IGBT技术的迅猛发展,PWM控制技术不断发展.同时,软开关技术也应社会需求而迅猛发展.由于传统的保护措施已不再适用,提高驱动电路自我保护功能已经成为未来的发展趋势,如桥臂互锁保护法.

关键词:电力电子技术 控制 过电流保护

中图分类号:TM564 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)02(b)-0078-01

1.引言

顾名思义,电力电子技术就是应用于电力领域中的电子技术,是诞生于20世纪后半叶的一门崭新的技术.按照W·Newell(1974)的观点,可以将其划分为电力学、电子学和控制理论三大交叉学科.随着电力电子技术的迅猛发展,尤其是80年后期,绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)的兴起,标志着电力电子技术开始进入以复合型器件为主的时代,各种新型安全型复合控件不断涌现.电力电子技术作为一门新兴的基础技术在21世纪将仍以迅猛的速度发展,并同计算机技术共同服务于人类社会的各个方面.

本文从电气控制领域中的电力电子器件、控制技术、器件维护及未来发展趋势出发,介绍电力电子技术在电气控制领域中的应用.

2.电气控制领域电力电子器件的发展

按照电力电子器件能够被控制电路信号控制的程度,可以将电力电力电子器件分为不可控器件(如电力二极管)、半控器件(如晶闸管)、全控型器件(如电力MO论文范文ET,IGBT).毫无疑问,通过控制信号既可以控制通导,又可以控制关断的全控型器件是目前研究的热点.20世纪80年代中期,全控型器件开始兴起,各种全控型器件之间展开了激烈的斗争.直到90年代末期,才形成了以MO论文范文ET和IGBT两种全控型器件为主的局势.

电力MO论文范文ET主要适用于小功率(10kW以下)场合的优势器件,其主要以槽沟技术(Trench Technology)为主,门极垂直伸入低掺杂N区的槽型孔中.IGBT技术与电力MO论文范文ET技术相对,主要适用于中、大功率场合.IGBT技术在不断发展的过程中,综合性能得到显著提高,从而在电气控制领域中的地位日益凸显.

3.电力电子电路的控制技术

3.1 PWM控制技术

PWM(Pulse Width Modulation)控制是通过调节脉冲宽度,以获得所需要的波形的一种控制技术,其理论基础是面积等效原理,即面积相等相等(等冲量)而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,环节的输出响应波基本相同.近年来,随着电力MO论文范文ET技术和IGBT技术的迅猛发展,为PWM技术提供了广阔的发展空间,使其能够直-直、交-交、逆变、整流等所有变流电路都能够使用.

直-直斩波电路是PWM应用最成熟的控制电路类型,把直流斩波电路应用于直流电机控制系统,成为应用最为广泛的直流脉宽调速系统.交-交变流电路中的PWM控制技术最要以斩控式交流调压电路和矩阵式变频电路为代表.就目前而言,这类应用尚未推广,但是由于矩阵式变频电路容易实现集成化,所以发展空间巨大.PWM控制技术最有代表性的就是在逆变电路中的应用.目前,除了超大功率的逆变装置,几乎所有的逆变电路都采用PWM控制技术,所以说逆变电路中PWM技术的使用,奠定了PWM控制技术的核心地位.

3.2 软开关控制技术

随着技术的发展,电力电子装置越来越趋向轻型化、小型化,提高了对电磁兼容和效率的要求.一般情况下,电力电子装置中,滤波电感、变压器、电容等都占据了很大的空间,而通过开关频率的提高,可以降低滤波器的参数,减小装置空间大小.也就是说,通过电路的高频化可以直接实现装置轻型化、小型化的要求.但是,电路高频化势必会增加开关损耗,严重影响电路效率,同时会增大电磁干扰水平.为了解决这个矛盾,软开关技术迅速发展起来,用于解决开关噪音与开关损耗的问题.

目前,软开关技术在时论文范文展需求的推动下,表现出以下发展趋势:第一,软开关技术越来越多的用到IT产业中,其拓扑数量呈不断上升趋势.第二,谐振电路在效率要求高,且开关频率超过1Mhz的场合中性能很高.第三,通过并联、串联、级联实现多个高效简单电路的组合电路,在多种场合中表现出很高的性能,成为一种趋势.

4.电气控制系统中过电流保护

当电力电子电路运行失常或发生故障时,有可能产生过电流现象.以往常采用快速熔断器、直流快速断路器以及过电流继电器对电力电子主电路的保护措施,但由于目前的电力电子器件小型化、高功率、轻型化的特点,传统的保护措施已经无法发挥作用.因此,驱动控制信号的自动去除已经成为未来极具潜力的方向.一般情况下,常通过设置专门的过电流保护电子电路,检测到过电流之后直接调节出发或驱动电路,或者关断被保护器件.本文将以桥臂互锁保护法为例,介绍在故障状态下快速自动切除驱动信号的过程机制.

桥式逆变电路常常因为信号重叠或开关器件长时延时而产生桥臂短路的现象.因此,需要以联锁控制的方式,使同桥臂的两个元件上的控制信号互锁.也就是说,禁止同一桥臂上的两个器件同时开通.

如图所示,在决定是否开通某个GTR时,必须首先要判断另一个GTR是否关断.也就是说,每一个器件的驱动信号是否能通过决定了对方的开通状态.只有当一个GTR被判断为关断时,另一个才能通过.一般情况下,可以通过三种方法判断GTR的阻断状态:一是通过检测发射极电流的方法判断,二是通过检测集电极的方法判断,三是通过识别发生状态来判断.这种严格的控制过程可以有效防止桥臂过电流事故的发生.

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5.总结

总而言之,电力电子技术在电气控制领域中的应用具有十分重要的意义.如何在现有技术的基础上发展出适应社会需求的新技术与新产品成为电力电子技术已经成为势不可免的趋势,而且还会开拓出更多的应用领域.

参考文献

[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2]杨学斌.现代电力电子技术应用的探讨[J].中国新技术新产品,2010,18:31.

总结:本文是一篇关于电力技术论文范文,可作为相关选题参考,和写作参考文献。

电气技术引用文献:

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