现代电力电子技术浅探
电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。
一、电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1、整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
2、逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
3、变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
二、电力电子技术的应用
1、一般工业
工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。
2、交通运输
电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。
3、电力系统
电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。
在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。
4、电子装置用电源
各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
5、家用电器
照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。
6、其他
不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。
总之，电力电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。
二十一世纪前二十年是电子信息工程快速发展的关键时期，当前信息技术已经成为各项科学技术领域中发展最快的一类。电子信息工程技术的发展程度已经成为一个国家经济实力的重要体现，也是一个国家综合国力的关键所在。随着人们生活质量的不断提高，电子信息技术已经被应用在人们生活中的各个方面。不过目前电子信息工程应用中面临着诸多问题，要想加快电子信息工程技术的发展，就必须针对这些问题提出切实可行的措施。文章就针对电子信息工程目前的应用情况进行分析并提出未来的发展途径。
1电子信息工程的概念及发展
电子信息工程专业是集现代电子技术、信息技术、通信技术与一体的专业。电子信息工程的基本含义就是利用计算机等先进技术对电子信息进行控制和处理的学科，其研究的信息内容主要是电子设备与信息系统的设计、开发及集成。随着时代的发展，电子信息工程的内容更加广泛，电话信号处理、手机声音、图像传递、网络数据传递、信息数据传递等都需要与电子信息工程现代化技术相关联。现代的电子技术达到对信息的有效控制和各种相关处理的一种工程形式。电子信息工程控制的信息包括应用于各种设备中的信息技术。现代电子信息工程技术已经实现了对各类信息进行高效处理和有效控制，越来越智能化和小型化，同时电子信息工程技术包括应用于各种设备中的信息技术和信息平台技术。如数控技术、电子商务、电子政务平台等。电子信息工程技术在进入我国后，经过三十年的发展和进步，其技术涵盖的内容更加广泛，并且出现了在实际应用中同其他的机电设备、信息平台、医疗设备等先进现代化技术出现交叉融台的技术发展趋势。电子信息工程技术已经打破和超越了行业界限，形成了新的产业链和技术核心，所以我们必须更好地研究电子工程信息技术的发展趋势，并创造出更好地适合电子信息工程技术发展的环境和新产业。
2电子信息工程产业发展中存在的问题
2.1信息人才缺乏在市场经济发展的过程中，企业之间的竞争主要是人才的竞争。电子信息工程产业作为劳动密集型产业需要大量的人才，但是当前电子信息产业中有很多企业却没有足够的人才资源。造成这一现象的原因有很多，其中有两方面是最为主要的因素。其一，我国当前的电子信息企业规模比较小，人才很难实现自身价值，人才都流向了规模比较大的国企或者外资企业。其二，我国对于信息人才的重视程度不高，加之信息人才培养起步比较晚，导致信息人才很难再短时间内满足快速发展的电子信息产业。
2.2产业发展环境恶劣根据我国对当前电子信息产业发展环境进行的调查显示，在七十六项环境要素中不让企业满意的要素占百分之四十，让企业非常满意的环境还不足百分之十，企业评价一般的占百分之五十左右。这些调查数据说明，当前我国的电子信息产业发展环境还有待于进一步提高。为企业提供良好的发展环境，也是市场经济发展中的重要工作。当前我国电子信息产业发展环境存在的弊端包括以下几点：电子信息产品假冒伪劣现象十分严重，特别是软件方面；有些企业为了获得更多的经济利益，和同行之间进行恶性竞争，导致市场环境十分混乱。这些都会导致我国的电子信息产业落后于外国电子信息产业。
2.3自主创新能力差创新是一个企业在激烈的市场竞争环境中获得竞争力的重要方面，也是企业不断前进的基本动力。电子信息产业更是需要源源不断的创新来获得自身的发展，但是当前电子信息企业缺乏自主创新意识，企业所需的各种元器件和关键技术还依赖于外国。拥有自主知识产权的企业比较少，特别是缺少核心技术产权，科研理论成果转化成实际生产的比率比较低，产学研一体化技术在大多数企业中并没有真正建立。
2.4信息产业结构有待优化虽然当前我国电子信息产业已经得到了快速发展，不过在我国电子信息产品出口结构中还是以低端消费类电子产品占据主位，而外国企业则在我国占据了高科技方面，这就已经抢占了我国消费市场中的一部分。虽然我国电子信息企业在规模上在世界排行中位于前列，但是由于缺乏自主知识产权以及创新能力，很难有企业能够和世界顶尖电子信息企业相竞争。造成这一现象的主要原因就是当前我国电子信息产业的结构有待于进一步优化，这也是中国电子信息产业获得世界认可的基本途径。
3电子信息工程发展途径
3.1加大投入力度，促进信息化建设为了促进我国电子信息产业更好更快的发展，社会各界必须加强对电子信息工程项目的支持力度，不断加大投入力度，拓宽融资和投资的渠道，并建立电子信息工程发展基金，为电子信息产业的发展保驾护航。作为政府应该积极引导互联网、电影推广、软件开发等产业的发展，促进自主知识产权创新技术的开发以及做好科研理论的转换和技术的改造。
3.2重视信息产业的人才培养人才是企业之间竞争的主要力量，特别是作为电子信息产业来说人才是获得自身发展的基础力量。企业必须重视人才的培养以及人才开发，政府应该投入更多的资金来培养高素质的人才来适应当前的企业发展需求，进一步促进我国电子信息产业的可持续发展。除了需要提高人才的专业能力，作为企业也应该能够吸引更多的人才，为人才提供良好的发展环境和成长空间。企业在获得人才支持的情况下，能够使企业不断的开拓创新，人才也能够在企业发展中实现自身价值。作为高等学校也应该注重人才的培养，为企业提供高技能的人才队伍。
3.3促进产品服务创新，培育电子信息经济增长点作为电子信息企业应该具备知识产权保护意识，并能够根据市场需求的变化不断进行自主创新，培育新的电子信息产业经济增长点。为了促进电子信息产业现代技术的快速发展，必须促进企业的产品服务创新，特别是当前外国企业的技术冲击以及国内竞争日趋激烈的情况下，推陈出新才是企业的生存之道。此外，电子信息企业还应该加强技术和设备企业之间的合作，建立科学的技术创新体系，增强企业的核心技术开发能力，实现技术创新和产品创新，增强企业的国际竞争力。
3.4积极推广信息网络平台，培育信息产业市场国家应大力推广互联网、移动网络发展，不断培育电子信息产业市场，只有促进网络交流和扩大，才能让人们工作、学习、生活越来越方便，成本越来越低，其中的电子商务商机和各类应用也不断的涌现，如QQ、淘宝、微信就是其中的典型。同时要规范信息网络，打击网络犯罪和各类违法违规行为，建立网络信用体系、推进网络道德素养的建立，对未成年人和学生应寓教于学、提高素养。这样既能让他们更多更深地去理解应用网络，享受科技成果又能以信息和网络为工具，积极培育创新思维和创造力。
4结束语
文章主要针对当前我国电子信息产业应用中存在的问题进行了分析，并提出了相应的发展途径，希望能够帮助电子信息产业在当前的市场环境下把握机遇，实现自身的快速发展。作为电子信息企业应该坚持科学发展观的原则，对自己生产的产品不断升级优化，这样才能让企业在经济危机严重的情况下稳定发展。电子信息产品已经深入到我们的生活中，并不断地在改变着我们的生活，为我们提供智能化、无线化的生活环境。电子信息工程技术的发展也给传统生产企业带来了巨大转机，随着电子信息工程技术的逐渐成熟，必然会为我国电子信息产业带来机遇。
我投过，大约40天左右，好中不好中看质量，主要是论文方向要符合，这是最重要的。
