劉景豪

作者是以一個(gè)高中生的角度，同時(shí)參考親身經(jīng)歷來(lái)講述電力電子技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)的發(fā)展，并且結(jié)合高中電力學(xué)知識(shí)來(lái)闡述電力電子技術(shù)的應(yīng)用原理。在當(dāng)今社會(huì)，電子技術(shù)已經(jīng)獨(dú)立成為一項(xiàng)專門(mén)的學(xué)科，并且與其他專業(yè)相互滲透，其發(fā)展速度也越來(lái)越快，它的應(yīng)用領(lǐng)域也不斷的在開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域都與電子技術(shù)多多少少有些關(guān)聯(lián)，本文重點(diǎn)從高中電力學(xué)知識(shí)出發(fā)，探討大容量電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】大容量 電力電子 技術(shù)水平 發(fā)展應(yīng)用

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)在電子技術(shù)方面的水平也得到了很大的提升，如今，電子技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)涉及到我們生活的方方面面，任何電器的使用都離不開(kāi)電力的支持，小到一個(gè)開(kāi)關(guān)，大到國(guó)家科研技術(shù)的研究，正是電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用才使電子技術(shù)不斷發(fā)展電力電子技術(shù)的發(fā)展如此之快主要是其應(yīng)用廣，電子技術(shù)的開(kāi)發(fā)對(duì)人類來(lái)說(shuō)意義重大，首先離我們最近的是燈的使用，電的出現(xiàn)直接讓人類的生活從原始的昏暗環(huán)境進(jìn)入到現(xiàn)代光明的社會(huì)，再到如今生活處處離不開(kāi)電的支持。電的出現(xiàn)給我們的生活帶來(lái)了光明，從此，電被人們進(jìn)行更深入的開(kāi)發(fā)。

在高中物理當(dāng)中涉及到電力方面的理論知識(shí)，主要有電流與電阻，電磁學(xué)及電勢(shì)能等內(nèi)容，其中，電磁學(xué)中的重要內(nèi)容電磁感應(yīng)的原理是：變化的磁場(chǎng)能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，當(dāng)有一個(gè)導(dǎo)體放置在變化的磁場(chǎng)當(dāng)中時(shí)，該導(dǎo)體就會(huì)自行產(chǎn)生電流，如將導(dǎo)體閉合，即形成一個(gè)閉合的回路。這項(xiàng)理論知識(shí)在生活中的應(yīng)用很常見(jiàn)，如許多發(fā)電機(jī)就是根據(jù)這項(xiàng)原理發(fā)明出來(lái)的，還有家里的電磁爐等也是同樣的道理。所以說(shuō)，很多高中的物理內(nèi)容雖然大部分是純理論，但其在生活中的應(yīng)用只要用心觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)它無(wú)處不在。

1 大容量電力電子技術(shù)

在電學(xué)當(dāng)中，大容量電力電子技術(shù)的實(shí)質(zhì)是采用一種大功率的半導(dǎo)體材料將電能進(jìn)行變化和傳輸，這是一項(xiàng)新型的電子技術(shù)，應(yīng)用于大多數(shù)電力領(lǐng)域內(nèi)。這一項(xiàng)技術(shù)最早是出現(xiàn)在上世紀(jì)60年代的美國(guó)，當(dāng)時(shí)認(rèn)為，電力電子是由三個(gè)學(xué)科組合而成的技術(shù)，這三個(gè)學(xué)科分別是：電子學(xué)，電力學(xué)，控制理論。在我國(guó)的生活生產(chǎn)中，涉及到多種能源的利用，不僅僅是電能的使用，大容量電力電子技術(shù)的出現(xiàn)能將這種可開(kāi)發(fā)的電能轉(zhuǎn)換成其他能量，從而達(dá)到使用功能，如生活中常用到的太陽(yáng)能熱水器就是利用這項(xiàng)原理，將空氣中投射過(guò)來(lái)的太陽(yáng)輻射能通過(guò)這種轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成熱能，從而供給人們生活使用，這種加熱方式比通過(guò)消耗電能來(lái)加熱更加環(huán)保。除此之外，電力電子技術(shù)在生產(chǎn)中還有很多其他的作用：

（1）將電能使用最佳化，經(jīng)電力電子技術(shù)的處理后，電能使用將更加高效合理，達(dá)到節(jié)能的效果。

（2）發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，電力電子技術(shù)的使用將改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，并且，這項(xiàng)技術(shù)是一種弱電控制強(qiáng)點(diǎn)的媒體，也是一些機(jī)電設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間的接口，是將計(jì)算機(jī)與運(yùn)用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。

（3）電力電子技術(shù)智能化。

我國(guó)還處在發(fā)展階段，在各項(xiàng)生產(chǎn)工業(yè)中都要應(yīng)用到能源，但能源畢竟有限，如果不能高效利用對(duì)于很多工廠來(lái)說(shuō)利益將會(huì)降低，而對(duì)于整個(gè)人類社會(huì)來(lái)說(shuō)，能源枯竭將是一場(chǎng)巨大的災(zāi)難，因此全球都在提倡節(jié)能環(huán)保，而我國(guó)對(duì)電能的需求量又大，尤其是許多大型的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)產(chǎn)業(yè)都需要大容量的電能，電容量越大，操控起來(lái)就難，而大容量電力電子技術(shù)則能起到用弱電控制強(qiáng)電的作用，此外，在傳統(tǒng)工業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化，自動(dòng)化及節(jié)能化的效果中起著橋梁的作用，所以這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣，在我國(guó)的航空航天，能源，工業(yè)制造，交通等領(lǐng)域都有應(yīng)用。

2 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 電力系統(tǒng)的節(jié)能

物理學(xué)中在講電學(xué)方面的知識(shí)時(shí)，物理老師講過(guò)，發(fā)電廠生產(chǎn)出來(lái)的電電壓很高，不能直接運(yùn)送，因?yàn)楦鶕?jù)公式I=U/R（I是電流，U是電壓，R是電阻）電壓越高，運(yùn)輸過(guò)程中損耗的電能就越大，所以廠家在運(yùn)輸之前要將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，電能會(huì)損耗一部分，這部分的損耗產(chǎn)生無(wú)功率的浪費(fèi)，主要原因是在生產(chǎn)電能源的過(guò)程中電能源發(fā)生變化，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組不能完美的配合，從而產(chǎn)生無(wú)功功率的浪費(fèi)，電力電子技術(shù)是通過(guò)控制變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)電能的良好的生產(chǎn)和使用，在我們國(guó)家，這項(xiàng)技術(shù)還尚在研究探索階段，但在國(guó)外已經(jīng)非常成熟，雖然電力電子技術(shù)能夠通過(guò)以上方式對(duì)電能進(jìn)行控制，然而在實(shí)際使用過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，實(shí)際上，變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的成本很高，并且在運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)電網(wǎng)有很大的影響，所以目前在我國(guó)的適用范圍并不廣，僅僅使用于一些中型和大型的電廠。盡管如此，這項(xiàng)技術(shù)還在不斷的研發(fā)，畢竟電力電子技術(shù)能夠?qū)ε渌碗姷倪^(guò)程進(jìn)行控制，從而保證電能的質(zhì)量及穩(wěn)定。

2.2 在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

在電力生產(chǎn)的電場(chǎng)中，不僅電能的配送過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電能損耗，同樣，在電力的生產(chǎn)中也會(huì)產(chǎn)生損耗，且相對(duì)于發(fā)電量，其損耗的電能不在少數(shù)，且在高低壓轉(zhuǎn)換的過(guò)程當(dāng)中也會(huì)消耗一部分電能，為了滿足電力生產(chǎn)節(jié)能的要求，在高低壓的轉(zhuǎn)換過(guò)程當(dāng)中使用一種風(fēng)機(jī)水泵變頻機(jī)來(lái)達(dá)到降低損耗的電能，并且提高轉(zhuǎn)換效率的效果。21世紀(jì)太陽(yáng)能的發(fā)現(xiàn)使它成為新世紀(jì)的新型能源，被大量的進(jìn)行開(kāi)發(fā)和使用，利用太陽(yáng)能發(fā)電如今成為全世界奮斗的目標(biāo)，在將電能轉(zhuǎn)換過(guò)程中電力電子技術(shù)也解決了大功率電流轉(zhuǎn)換器的問(wèn)題。

大容量的電能是我國(guó)很多工廠生產(chǎn)所需的必備能源，電力電子技術(shù)的使用在很多方面解決了這種大容量電能的投入使用問(wèn)題。在高中物理學(xué)中涉及的理論知識(shí)還比較淺顯，大部分還是基礎(chǔ)理論，但了解了最基礎(chǔ)的知識(shí)對(duì)于生活中的技術(shù)拓展運(yùn)用才能有一個(gè)大概的概念，生活中的電子產(chǎn)品越來(lái)越多，使用的人數(shù)也越來(lái)越多，其中應(yīng)用到的電力學(xué)知識(shí)就越廣，作為新時(shí)期的高中生，除了掌握課堂上的理論知識(shí)外，更要留心觀察這些理論知識(shí)在生活中的運(yùn)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

大容量電力電子技術(shù)的出現(xiàn)確實(shí)對(duì)我國(guó)的生產(chǎn)和發(fā)展起到很大的促進(jìn)作用，但這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)還不夠成熟，因此需要更多的研究和探索，作為一名高中生，對(duì)于物理學(xué)這項(xiàng)理論知識(shí)的使用還需要進(jìn)一步的深入和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)了解。

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作者單位

平頂山市第一中學(xué) 河南省平頂山市 467000