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摘要：电力电子技术是指将电子器件和相应技术应用到电力系统控制中，从而了解电能发展变化。电力电子技术在电气控制领域的应用能够提升电路系统的可靠性，促进电力系统完善化发展。
关键词：电力电子技术；电气控制；应用
1电力电子技术的特点
1.1集成化特点。全控型器件特点是电力电子技术的主要集成化特点，简而言之就是电力电子技术在运行的过程中，必须依靠多种单元器件。在传统电力技术发展的基础之上，电力技术结合新型的计算机技术产生了电力电子技术，电力电子技术发展的非常迅速并且所涵盖的领域非常广泛。电力电子技术最为突出的优势就是高度集成化，并且具有高频化、全控性强和效率高等一系列优点。
1.2全控化特点。全控化作为电力电子技术最为突出的一个特点是在某种程度上取代了传统的电力电子技术，尤其是在具有自关断功能的一些电子器件中。电力电子技术在应用的过程中，当条件达到时会取代半控型普通晶闸管，这是电子领域中技术的一项新的突破。在电子体检的功能上，电子电工的技术发展在此层面中有了非常重大的突破。
2现代电力电子技术的发展
2.1现代电力电子技术的发展现状
现代电力电子技术领域，涵盖两个主要的分支，即器件制造技术以及变流技术，其中，器件制造技术是这一技术内容的基础。随着现阶段电力资源与人们生产生活的紧密联系，对我国的社会经济、文化、科技等多方面的发展具有非常重要的积极意义。在长时间的发展历史之中，我国的电力电子技术主要经过了以下几个发展阶段
2.1.1半控型器件
20世纪50年代，由美国通用公司首先研发制造了世界上最早的硅晶闸管，这一元件的诞生，象征着现代电力电子技术的形成。在这一基础之上，晶闸管技术得到了十分迅猛的发展，发展的结果主要表现在单位器件容量的不断增长，以及器件性能不断提高等方面。以晶闸管为依托的各种派生器件也得到了非常充分的发展。但是，由于晶闸管是一种半控型的电力器件，因此，其只能在门极控制器的控制下开启。同时，其不可以直接控制其自由关断，只有通过强制性的换相电路才能够实现对晶闸管的关闭。这些问题导致了整个电力装置质量的增加，衱结构的复杂化，工作效率难以保证。此外，晶闸管是一种双极型器件，具有一定的存储效应，因此其运行的频率非常低，普遍处于400Hz以下。这些问题，也在极大程度上限制了晶闸管的有机应用。
2.1.2全控型器件
随着现代科技的快速进步，半导体技术的研究以及开发也已经进入了一个非常稳定的发展时期。20世纪70年代，在半控器件的基础上延伸而来全控型器件得到了非常迅猛的发展。例如：门极可关断晶闸管、电力场效应晶体管、电力双极晶体管等等。与传统的半控型晶体管相比，其充分实现了在操作方面以及使用性能方面的优化。与半控器件相比，全控型器件能够进行自由的关断操作，实用性强。同时，全控器件的开关操作速度在极大程度上高于晶闸管。由于这一突出特点，其能够在开关频率相对较高的电路中进行应用。
2.1.3电力电子器件的新发展
为了切实解决MOSFET在处于高压环境下普遍存在的设备导通电阻过大问题，RCA与GE两家公司在1982年联合研发了绝缘栅双极晶体管，在1986年正式开始投入生产。IGBT可以说是BJT与MOSFET的有机复合，其将MOSFET开关速度快、驱动功率小的突出特点与BJT载流能力大、通态压降小等方面的优势有机的进行了整合，在极大程度上提高了器件的实际应用性能。在这样的实际应用
条件下，其迅速成为了现代电力电子的重要主导器件之一。与之相应的，MOS晶闸管以及IGCT晶闸管二者都是GTO与MOSFET的有机复合。因此这两种晶闸管器件统合了两种经典器件的突出优点。一般来说，为了能够保证电力电子装置在结构方面的紧凑性，缩小实际应用体积，设计人员往往会将几个存在不同特点的器件结合相关的辅助元件组合成模块式，如此，能够在实际应用方面带来非常明显的操作简便的效果。现阶段，功率集成电路已经成为了一个电力电子技术的重要发展形式以及发展方向。
2.1.4新材料器件
在几十年的发展过程之中，晶闸管从诞生到衍生出多方面的高性能IGBT，其对现代电力电子技术的发展提供了重要的技术支持。但是，在进过仔细分析之后可以发现，这些高性能器件的创新主要是体现在对器件的制造工艺以及结构原理进行创新改进方面，而在材料的创新与应用方面却没有实现对硅材料的突破。在硅材条件下制造工艺日趋完善的基础上，各种器件的使用性能也开始不断的趋近理论极限。但是，随着电力电子技术的科研进程对这些器件的使用性能提出了新的要求，这一需求的主要凸显，就在于材料的创新方面。在这一实际需求的基础之上，世界各国的电力电子技术研究项目纷纷开始了新型半导体材料在电力电子器件制造的应用方面的实践。在大量的实践研究以及经验积累之下，终于得出了宽禁带半导体这一新型原料更加适应电力电子元件的制造。例如：碳化硅、砷化镓。现阶段，我国在这些新型材料的开发研究方面已经日渐成熟，尤其是在应用宽禁带半导体材料的加工工艺方面，这无疑为我国现代电力电子技术的开发提供了重要的技术支撑以及实践指导。
2.2电力电子技术的发展方向
目前，世界上各种产品的发展都与电力电子技术有着密切关联性，因此说，电力电子技术具有广阔的发展前景，下面我们将对电力电子技术的发展趋势进行阐述：
（1）电力电子技术的应用能够对新的应用材料进行研究，使得电力产品的功率。温度以及频率范围大幅度提高，同时也使得电力器件产品的价格有所降低。
（2）电力电子产品的用用使得电力系统集成化，提高电力设备产品的可靠度。
（3）多电平逆变器在大功率逆变器中的应用。
（4）柔性交流输电技术主要是现代电力控制技术与电力电子技术进行有机的结合，实现对交流输电系统阻抗、相位以及电压实现快速灵活调节的一种输电技术，在其应用过程中，使得电力系统的整体稳定性能大幅度提高，动力系统的整体供电质量也得到一定的改善，因此，柔性交流电技术应用也越来越广泛。
（5）电力电子技术应用能够进行各种节能产品的研制，使得电力产品的性能得到极大的提升。
3电力电子技术在电气控制中的应用探究
3.1PWM控制技术的应用
PulseWidthModulation技术，即PWM控制技术，指的是通过调整对脉冲宽度的设置，以获取相对应波形的技术手段。这一控制技术的应用理论基础就是面积等效原理，简单来说就是，面积相同但形状不同的窄脉冲作用于拥有惯性的环节之上时能保证所导出的响应波保持一致性。现阶段，随着MOSFET以及IGBT技术的发展，PWM技术已广泛应用于各类变流电路之中，其中逆变电路在PWM技术应用上效果最佳，目前，除了特大功率的逆变设备之外，基本上所有的逆变电路都应用了PWM技术。
3.2软开关控制装置的应用
随着科学技术的不断前进，电力电子设备的发展趋势也越来越倾向于小型化和便捷化，因此，其对于电力系统的电磁兼容度和运作效率也提出了更高的要求。在以往的电力系统之中，往往应用开关控制来压缩变压器、滤波电感以及电容器配件的所占空间，但应用这种方式会造成极大的设备损耗，进而影响电路的正常运作，严重时甚至还会出现额外的电磁干扰现象，而通过应用基于电力电子技术的软开关控制装置则可有效解决这一问题，其可在一定程度上避免设备损耗以及电磁干扰等情况的出现。当开关频率大于1Mhz时，基于电力电子技术的软开关控制装置能达到最佳的工作状态，能将系统内的各类简单电路进行并联，以形成工作质量和效率更佳的组合电路，进而进一步提升整个电力系统的工作性能。现阶段，软开关控制技术的主要发展趋势如下：
（1）这一技术将更为广泛地应用于IT行业，拓扑数量将不断增大；
（2）谐振电路在开关频率大于1Mhz的工作环境中效果十分明显，因此，其必将得到更多的关注；
（3）将更多地应用各种电路组合方式，如串联、并联等，以此来满足不同工作环境的需求。
3.3过电流保护装置的应用
在电力电子电力运行过程中，若出现故障便会引发过电流现象。针对这一现象，传统的解决方式往往是及时中断熔断器、电流继电器以及直流快速断路器等设备的手段来最大限度地维护电力电子系统中的重要电路。但目前，随着电力电子器件的小型化，再加上功率要求的不断提高，以往的电路保护装置已难以适应当下的保护需求。因此，驱动控制信号去除自动化技术开始进入人们的实现，具体来说就是通过安装专门的过电流保护装置，对过电流进行实时监控并及时对电路进行调整和驱动。例如，桥臂互锁保护法。当出现信号反复或开关延时过长等问题时，桥式逆变短路就会产生桥臂短路现象，通过应用桥臂互锁保护法，使其能在故障发生使迅速进行驱动信号的切除处理，应用联锁手段，通过连接桥臂上的部件来避免短路现象的出现。
3.4静止无功补偿装置的应用
社会经济的腾飞，使得人们的生活水平也稳步提高，与此同时，人们对于电力的需求量也越来越大，因此对于电网功率也提出了更高的要求。若电网中的运作功率出现较为频繁的变动或内部遭受部分负荷的强烈冲击等情况，这在很大程度上会影响到电网运行的安全性与稳定性，同时也会使得电网线路难以实现对低频振荡的有效控制。而基于电力电力技术的静止无功补偿装置则可有效提升电力系统的承载力以及相关性能，同时也能规避电力系统中的功率损耗现象，从而进一步增强电力系统性能的稳定性，以满足当今社会对于电量的需求。
3.5电力电子技术支持下的有源电力滤波器
电力电子技术支持下的有源电力滤波器工作原理是通过对电路系统补偿元件的检测分析，从中获得相应的等分量的谐波电流。之后借助补偿装置产生和谐波电流分量相反的电流分量，实现电流分量和被检测谐波分量的互相抵消。通过这种的检测，电网中的运行电流不再存在谐波电流，代替的是基波电流的存在。电网中的有源电力滤波器具有反映快速、抗干扰能力强的特点，主要由补偿电路装置和指令性的电流运算电路共同组成。在应用电力电子技术的情况下能够实现对电路系统中补偿电流的检测分析，进而有效获得电力系统中的电路无功电流和谐波数量。
3.6电力电子技术支持下的高压直流输电技术
我国现阶段大多数发电厂输出的一般都是交流电压，在交流电压输出的时候会产生大量的能源消耗，且这些能源应用不方便工作人员的控制，且能源消耗管控的资金费用较高。为此，很多发电输出厂开始应用直流电进行输电，经过高压直流输电技术能够实现交流电和直流电之间的相互转换。直流输电一般应用在高电压容量以及距离较远的输电系统设施中。交流电压到直流电压的转变可以借助高压直流输电技术实现，之后再直流电逆变的时候变成直流电，方便用户的使用。
4结语
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：
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