摘要：变频技术是交流调速技术的核心技术变频技术是以电力电子技术和计算机技术为主导的，电力电子技术离不开电力电子器件，离开了电力电子器件，电子电力技术就是海市唇楼目前变频技术飞速发展。到了80年代，PWM模式优化问题又唤起了人们探索研究的欲望，从而衍生出移相载波PWM技术、调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术等优化模式。
关键词：电力电子器件；变频技术；发展应用
引言
随着电力电子技术、微电子技术以及计算机技术的迅速发展，电力电子器件以及变频技术扮演着越来越重要的角色，变频技术在现代家用电器中也发挥了不可替代的作用。电力电子器件又被称为功率半导体器件，主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的 电子器件（通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上）。电力 电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术，广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域，现已成为各国竞相发展的一种高新技术。
1电力电子器件以及变频技术的发展
1.1电力电子器件的发展
上世纪50年代末晶闸管在美国问世，标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器（SCR），我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而，SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件，在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管（GTR）、门极可关断晶闸管（GTO）、功率MOS场效应管（Power MOSFET）、绝缘栅晶体管（IG-BT）、静电感应晶体管（SIT）和静电感应晶闸管（SITH）等，它们的共同特点是既控制其导通，又能控制其关断，是全控型开关器件，由于不需要换流电路，故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前，IGBT以其优异的特性已成为主流器件，容量大的GTO也有一定地位。许多国家都在努力开发大容量器件，国外已生产6000V的IGBT。IEGT是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件，已有1000A/4500V的样品问世。IGCT在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极，它开通时相当于晶闸管，关断时相当于晶体管，从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾，工作频率可达几千赫兹。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500- 6000V，3000- 3500A。MCT因进展不大而引退，而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比，我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅（SIC）等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信，采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件，实现人们对“理想器件”的追求，将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。高可靠性的电力电子积木（PEBB）和集成电力电子模块（IPEM）是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT，IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争，必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。
1.2变频技术的发展
变频技术是20世纪70年代初开始出现的，当时主要是为了交流电机无级调速。之后几年，有关学者深入探讨了脉宽调制变压变频调速方 面的技术。进入80年代，PWM 模式优化问题开始成为学者探讨的重点，有关学者们围绕此问题展开了全面地分析，并取得了很好地研究效果。电力电子器件从控制晶闸管、双极型功率晶体管、SIT（静电感应晶体管）、金属氧化物场效应管、SITH（静电感应晶闸管）、门极可 关断晶闸管、晶闸管、控制晶体管转变为现在的HVIGBT（耐高压绝缘栅双极型晶闸管）与绝缘栅双极型晶体管，管件的换代进一步发展了变频技术。
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VVVF变频器的在操作上不复杂，硬度也能达到标准的要求，可以适应普通传动的平滑调速，已得到许多行业的使用者所认可，并被使用。但操作中的输出电压在低频时数值不大，在很大程度上被电阻压降所影响着，因此减小了输出最大转矩。还有它的静态调速性能与动态转矩性能都还存在一定的不足，机械特性与直流电动机相比硬度也较小。所以学者们又开发出矢量控制变频调速。矢量控制法的问世意义非同小可。可是在现实使用当中，因为电动机参数决定着系统的特性，转子磁链观测所出现的误差较大，且所用矢量旋转变换在等效直流电动机的作用之下变得不简单，使所进行的控制不可能取得满意的效果。
2变频技术在家用电器领域的运用
（1）电冰箱，因为电冰箱需要长时间运行状态，当压缩机完成变频制冷后可以将运行速度控制到低速状态，这样就可以有效的降低压缩机引起的噪声现象，而且也非常的利于节能。
（2）空调器，变频技术最大好处就是扩大了空调器中压缩机的工作范围，压缩器的运行不再是冷、暖操作断续状态，因此大大提升了电力资源的利用率。当前空调器上的变频调速已经可以实现无刷直流电机运行，相比于以往的电机变频，其节能效果进一步提升。为了进一步的提高空调的功能转换效率，日本的研发者已经开始采用PWM+P AM的方法取代原来单一PＷM的操作方法。其控制的方法是，当速率较低的时候采用U／ｆ亘定控制，如果转速超过了临界值，则调节到最大值从而增加逆变器的输入直流电压值，所以就必须先调整直流斩波器的导通占空比，从而使变频器转速随输出电压的增大而增加，通常这个区域被叫做PAM区。进行这样的操作和技术后，使得变频器的综合效率、输入功率因素等相比于以往的控制进一步增加。变频技术的应用给家电带来很大的便利，可以说是对家电领域的一次技术革新。而且随着变频技术与其他学科的交叉越来越深入，其对于太阳能发电系统、新型能源拓扑、滤波技术等也会越来越大。
3电力电子装置带来的危害和应对策略
1）抑制谐波。补偿的方式可以是用谐波补偿装置来补偿电力电子装置自身产生的谐波污染等其他谐波源的谐波污染。虽然传统的调谐滤波器能对谐波和无功功率进行补偿河是补偿的范围太小只限定对固定频率的谐波进行补偿肩时甚至会因为受电网阻抗和运行状态的影响容易和系统产生共振直接引起设备过载甚至烧毁。适用的范围相对较宽的有源电力滤波器，它可以从补偿的对象中检测出谐波然后用产生的相对应的补偿电流进行补偿。而各种大容量变流器是把多个方波进行叠加，次数较低的谐波被抵消获得接近正弦的阶梯波。另外、容量变流器一般采用二极管整流加斩波。
2）功率因数补偿。最早的方法是通过同步调相机来进行功率因数补偿，但是它产生的噪声和造成的损耗都很大，响应的速度较缓慢，运行维护也繁杂，因此无法适应而渐渐被舍弃。后来的方式是使用饱和电抗器的静止无功补偿装置，克服了同步调相机的部分劣势，可以依然没法改变噪声的损耗都很大的致命缺点，并且还有非线性电路和不能分相调节以补偿负载的不平衡等问题，同样无法主导潮流。还有一种方式方法是用静止无功发生器。它以体积小、成本低、调节速度快、运行范围宽，而且可大大减少补偿电流中谐波含量的优点迅速成为动态无功补偿装置发展方向的代表。
4结语
我们相信，电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一，变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位，近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织，我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。
参考文献：
[1]刘瑞新．电力电子器件应用简介[M].北京：机械工业出版社.2012：7
[2]汤竞南.沈国琴.电力电子器件实例简介[M].北京：人民邮电出版社.2014：77
论文作者:廖益荣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/17
标签：电力论文; 电子器件论文; 技术论文; 晶闸管论文; 谐波论文; 晶体管论文; 器件论文; 《基层建设》2017年第18期论文;