电力电子器件论文

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电力电子器件论文范文第1篇

【关键词】电子文件管理/国际电子文件管理/研究热点

在信息技术飞速发展的今天，世界各国比以往任何时候都面临着电子文件的共同挑战，建立在信息技术应用平台上的电子文件管理理念、方法、技术、模式等更具趋同性。因此，聚焦电子文件管理前沿，借鉴国际同行的成功经验，有助于推进我国电子文件管理的进程。

国际上有关电子文件管理的研究已经达到相当的广度和深度，据笔者不完全统计，世界主要国家、地区和相关机构的代表性研究项目的主要内容如下页表所示。

这些电子文件项目研究周期长、涉及问题多、参与机构广，形成的研究报告、相关标准、工作手册往往多达数十页乃至百余页，在理论与实践方面取得了可喜的进展，在电子文件的管理思想与管理模式、管理方法与技术、管理标准及其应用等方面都积累了丰富的经验。其中最值得关注的项目包括：国际档案理事会出版的《电子文件管理工作手册》、美国国家档案与文件管理署的电子文件档案馆项目(ERA)、澳大利亚的电子文件管理战略及元数据标准(VERS)、欧盟的电子文件管理通用需求(MoReq)、加拿大哥伦比亚大学的电子信息系统中文件真实性的永久保护国际研究项目(InterPARES)以及ISO关于文件管理的相关标准等。经过分析，可以看出国际电子文件管理的研究热点及其给我们的启示主要集中在以下几个方面：

一、电子文件管理的顶层设计——国家战略的提出

西方发达国家在多年电子文件管理实践和理论研究的基础上，不约而同地提出了电子文件管理国家战略问题，认为战略研究是解决电子文件管理问题的前提条件。国际档案理事会2005年出版的《电子文件管理工作手册》中明确提出要“从战略角度影响电子文件管理实践”；加拿大国家图书档案馆于2006年提出了“加拿大数字信息战略”；2005年美国的ERA项目负责人在向国家数字战略咨询部汇报时，指出该项目正是基于“要为联邦机构的电子文件管理提供政策、战略、指导和工具”；澳大利亚、英国、丹麦等国家也先后将电子文件管理作为信息时代政府治理与政府责任的重要内容，纳入国家电子政务建设之中，并开展了电子文件管理战略研究项目。由此可见，国际电子文件管理研究发生了战略转型，开始由机构层面向国家层面转变。以顶层设计带动整体规划，以国家战略带动全面发展，将是今后电子文件管理的趋势。

2006年5月中国人民大学的冯惠玲教授在“2006中国信息资源管理论坛”上首次提出“全面制定和实施我国电子文件管理国家战略”，标志着我国的电子文件管理走上了顶层设计、全面规划和集中控制的轨道。2006年9月，国信办推广应用组副组长赵小凡在谈到未来15年国家信息化战略时说：“十一五是一个信息化发展的转折点，我们国家的信息化已经从战术转为战略。”可见“电子文件管理国家战略”的提出与我国信息化战略转型也是完全一致的。实施电子文件管理国家战略就是从国家层面进行统筹规划和集中管理，从方针政策、体制、管理制度体系、项目保障措施等各个层次制定电子文件管理战略的基本框架，从根本上提高国家对电子文件信息资源的实际控制力和对电子文件管理的调控能力，从而确保这部分国家信息资源的现实安全和长久真实。电子文件管理国家战略的提出使我国电子文件管理研究与国际接轨，对于避免现行分散管理状态下潜在的风险，从根本上控制各机构（地区）电子文件管理低水平重复现象，大幅提高研发效益有着重要意义。

二、电子文件管理理念——集成管理

多年来，在国际电子文件管理理论与实践的不断探索过程中，档案界与各方面专家在电子文件的管理理念上已达成了共识：信息时代电子文件的最优化管理就是集成管理。在ISO档案文件管理分技术委员会(ISO/TC46/SC11)2006年5月召开的第十六次年会中，来自15个国家的40多位代表在研究文件管理标准(ISO15489)的修订草案时，特别提及了文件管理要贯穿文件整个生命周期、嵌入机构职能及业务流程之中的集成管理思想。在欧美文档管理软件市场上，一种融合电子文档管理、内容管理、文件管理、档案管理的理论和方法，集成的文档管理解决方案崭露头角，势不可挡。可见“集成管理”逐渐成为电子文件管理的最新理念。

“集成管理”是一种将电子文件管理集成于电子文件生命连续体之中的全程管理。它要求利用文件连续体模式设计电子文件管理系统，采用“从文件形成（包括形成前，文件管理系统的设计）到文件作为档案保存和利用的管理全过程中连贯一致的管理方式”，实现一种比文档一体化管理要求更高的一体化。这种理念在国际电子文件研究项目中已不断得到肯定，正如InterPARES项目的主持人露西娅娜·杜兰蒂教授所言：“随着InterPARES研究的深入，将继续证明这样一种观点：不采取全程管理的眼光，就不可能保管电子文件”。①这种始于电子文件形成源头的全程管理理念，要求对电子文件管理系统的设计进行前端控制。它要求文档管理人员了解和熟悉机构的主要职能及业务工作流程，对流程中各个节点产生的电子文件的情况有预期把握，能从保证文件的真实性、完整性、可用性等角度干预电子文件管理系统设计，从而成为“文件保管政策的制定者、标准的制定者、文件保管系统和执行政策的设计者”②。同时，集成化管理还强调了资源的整合，它要求在电子文件管理全过程中，综合应用各种不同的方法、手段和工具，将各方资源和优势结合起来，实现优势互补，效用共享，最大限度地放大系统功能，提高电子文件管理系统的整体功效。“集成管理”已成为国际电子文件最优化管理的理念，也将是我国电子文件管理的必然选择。

三、电子文件保管模式——集中管理

针对电子文件的保管模式，国际上曾存在着“集中式”和“分散式”两种模式之争。在近几年的电子文件管理项目研究中，各国的认识逐步趋于一致，集中管理具有永久保存价值的电子文件成为越来越多国家的共识。

集中式保管模式是加拿大哥伦比亚大学提出的方案，这一方案的代表人物是InterPARES项目的负责人露西娅娜·杜兰蒂以及美国的戴维·比尔曼。他们认为电子文件的保管与纸质文件相似，也需要经过两个阶段：一是文件生成机构使用文件，并通过一些方法来保护电子文件的真实性与可靠性；二是文件生成者将失去现行价值的文件移交档案馆，由档案馆集中整理、编目和长期保管。

美国、加拿大、英国和北欧等国家原则上赞成这种方案，并已付诸实施。其中影响最大的是美国电子文件档案馆项目(ERA)。这项由美国国家档案与文件管理署(NARA)组织的、经过6年前期基础研究、耗资3亿美元、并将进行为期6年的系统研发的大型项目，旨在“建立一个未来的档案馆”，以“保存联邦政府任何部门产生的任何形式的电子文件并提供利用”③，还将对各州政府电子文件的管理产生全面的示范效应。此外，英国国家档案馆以电子文件从形成机构生成到通过网络接收进馆的全程无缝管理为目标，牵头制定了《基于互联网的无缝连接数字档案在线服务计划》，以促进全国范围电子文件信息的共建共享。澳大利亚、加拿大、西班牙、丹麦、新加坡等国家档案馆也都已开始接收或决定接收政府部门产生的电子文件。可见，以国家档案馆为中心形成电子文件管理和服务网络的集中保管模式，已成为电子文件管理的主流模式。在这种模式中，国家档案馆作为集中永久保管政府文件的专门机构，在电子文件管理链上具有十分重要的地位，在协调全国电子文件管理系统的互联互通方面发挥着核心和枢纽的作用。如何充分发挥我国集中制管理的优势，注重国家级档案馆在电子文件管理过程中的核心作用，实现国家电子文件信息资源的集中管理和利用，是值得我们思考的问题。

四、保证电子文件证据价值的关键——管理系统的功能需求

电子文件的管理势必采用以软件为中心的系统管理方法，软件功能是否科学、完善，直接关系到电子文件的真实性、完整性与可用性。近年来的电子文件管理研究项目显示：规范电子文件管理系统的功能需求，将成为保证电子文件证据价值的关键。为此很多国家和地区制定并大力推行电子文件管理系统的功能需求标准。

2006年4月15日国际标准化组织正式的《信息和文献——描述文件管理需求标准指南》(ISO22310:2005)，是应用于开发文件管理需求的任何机构组织的最高层次标准，以满足一致性和互操作性需求。此外，最具典型意义的是欧盟于2001年5月推出的《电子文件管理通用需求》（MoReq，将于2007年推出新版），详细规定了电子文件管理的需求及管理元数据，具有鲜明的通用性、开放性和丰富性，被称作第一部ED/RMS（电子文档／文件管理系统）需求报告。之后，“国际信息和影像管理联合会”(AIIM)在2002年5月启动了“电子文档、电子文件一体化管理系统功能需求”项目，更加全面而透彻地分析了集成系统的功能需求；美国于2002年出台了适用于国防系统或政府机构的《电子文件管理应用软件设计评价需求报告》（DOD5015.2-STD，2007年正在修订）；英国颁布了《电子文件管理系统功能需求》；澳大利亚也于2006年2月了《电子文件管理软件功能规范指南》……这些管理系统功能需求规范在一定范围内得到了有效的应用，在国际上具有广泛的影响。

制定并电子文件管理系统的功能需求规范，是解决电子文件证据作用的关键所在，也是确保各类电子文件管理系统的性能和质量的有效举措。为避免低水平重复研发现象，我国也应当尽快出台我国的电子文件管理系统功能需求规范，尤其是适用于国家机关的系统功能通用需求规范，并通过对电子文件管理系统的质量认证、推介示范产品等措施推动实施，为电子文件管理软件供应商制定规则，为机关文件管理人员、档案管理人员和操作人员提供标准，从而保证文件在生命周期各个阶段的真实性。

五、电子文件管理走向——国际化与标准化

分析电子文件管理几十年来的研究之路，可以发现早期研究项目主要是某一类机构从自身需求出发研究电子文件管理的相关问题，得出的结论或解决之道往往也因研究主体的局限性而不具有普遍意义。近年来，越来越多的国家意识到了这一问题，开始寻求电子文件管理研究的共同框架、统一标准和理论依托，使电子文件管理不断地走向国际化与标准化。

尤为值得关注的是国际标准化组织档案／文件管理分技术委员会(ISOTC46/SC11)的标准化工作，它反映出国际社会在文件管理领域取得的共识，其关于文件管理的系列标准有助于明确电子文件管理的基本概念与原则，为各国各领域制定相关标准规范提供了基础和框架。英国、美国、澳大利亚等国的电子文件管理战略正是基于《信息与文献——文件管理》(IS015489)和《开放档案信息系统参考模型(OAIS)》(ISO14721)而形成的。同时，这些国家的电子文件管理项目都以文件连续体理论、文件全生命周期管理理论等为支撑，并尽可能多地借鉴国际经验，吸纳世界范围内具有广泛影响的研究成果，如InterPARES、MoReq等项目报告，从而使其电子文件管理研究拥有坚实的实践基础和理论依托。

立足于国际标准和基础研究成果的电子文件管理，通过共同框架、统一标准实现文件信息的互联互通，对于实现基于信息共享的公众信息服务有重要意义。美国制定的适用于电子文件的《政府信息资源定位服务系统》(GILS)框架与标准、澳大利亚基于国际元数据标准DublinCore制定的《澳大利亚政府资源定位服务》(AGLS)已经充分证明了这一点。同时，文件与档案信息管理的国际标准也为电子文件管理的质量检验与国际认可提供了最优化评估的准则，是机构电子文件管理是否采用国际先进经验、管理是否高效、服务是否满意的重要标志。

六、电子文件管理问题的解决之道——联合协作

随着研究的深入，人们越来越认识到电子文件管理问题不是档案管理人员、文件工作人员需要独自面对的问题，也绝不是某一国家、某一专业领域的人员所能独立解决的问题。联合协作才是电子文件管理问题的解决之道。

世界上许多国家的专家学者都在为解决电子文件管理中的各种问题开展国际合作研究，并致力于形成通用的文件与档案管理国际规范。ISO信息与文献工作技术委员会(ISO/TC46)与ISO的其他技术委员会（如TC42、TC10、TC171、TC176等）及国际研究机构（如国际档案理事会、国际图联、国际文件管理基金会、世界银行档案馆等）都有紧密的联系，以协调相关标准、采纳相关成果。美国国家档案与文件管理署(NARA)也在不断加强与其他联邦政府部门、社会机构以及公司企业的合作，其ERA项目的合作伙伴达20个之多。在欧洲，负责起草MoReq需求报告的康维尔管理咨询公司是一个专门提供信息系统和信息技术管理咨询的公司，它的介入一定程度上突破了档案专业的封闭性，使得报告能够用一种更开放、更客观、与相关技术集成、更容易被市场接纳的方式诠释电子文件管理的需求。

知识经济时代的到来，使文件管理、档案管理成为信息资源管理的组成部分，作为知识管理有机组成的各类信息资源管理在管理理念、管理目标、管理功能、管理过程、管理方法及管理技术等方面都存在许多相似之处，这一切使档案工作者与相关各方结成合作伙伴关系成为可能，也成为必然。这种联合协作不仅意味着其他机构会优先向我们提供研究技术和成果，还意味着我们反过来也能够影响那些机构的研究进度和发展规划，从而建立起更紧密的合作关系，推动电子文件管理研究的进展。

注释：

①［加］露西娅娜·杜兰蒂，［美］肯尼斯·迪波多.InterPARES国际研究项目.山西档案，2002年第3期。

电力电子器件论文范文第2篇

    论文首先介绍了电力电子技术及器件的发展和应用,具体阐明了国内外开关电源的发展和现状,研究了开关电源的基本原理,拓扑结构以及开关电源在电力直流操作电源系统中的应用,介绍了连续可调开关电源的设计思路、硬件选型以及TL494在输出电压调节、过流保护等方面的工作原理和具体电路,设计出一种实用于电力系统的开关电源,以替代传统的相控电源。该系统以MOSFET作为功率开关器件,构成半桥式Buck开关变换器,采用脉宽调制(PWM)技术,PWM控制信号由集成控制TL494产生,从输出实时采样电压反馈信号,以控制输出电压的变化,控制电路和主电路之间通过变压器进行隔离,并设计了软启动和过流保护电路。该电源在输出大电流条件下,能做到输出直流电压大范围连续可调,同时保持良好的PWM稳压调节运行。    开关电源结构

    以开关方式工作的直流稳压电源以其体积小、重量轻、效率高、稳压效果好的特点,正逐步取代传统电源的位置,成为电源行业的主流形式。可调直流电源领域也同样深受开关电源技术影响,并已广泛地应用于系统之中。

    开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。

    SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用, GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。在本论文中选用的开关器件为功率MOSFET管。

    开关电源的三个条件:

    1. 开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态;

    2. 高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频;

    3. 直流:开关电源输出的是直流而不是交流。

    根据上面所述,本文的大体结构如下:

    第一章,为整个论文的概述,大致介绍电力电子技术及器件的发展,简单说明直流电源的基本情况,介绍国内外开关电源的发展现状和研究方向,阐述本论文工作的重点;

    第二章,主要从理论上讨论开关电源的工作原理及电路拓扑结构;

    第三章,主要将介绍系统主电路的设计;

    第四章,介绍系统控制电路各个部分的设计;

电力电子器件论文范文第3篇

论文摘要 在人类所利用的能源当中，电能是最清洁最方便的；电气传动无疑有着很大的意义，随着电力电子技术、计算机技术以及自动控制技术的迅速发展，电气传动技术也得到了长足的发展。本文在对大量国内外文献分析的基础上，总结和论述了我国在电力电子和电力传动系统领域的研究现状。

从学术的角度来看，电力电子技术的主要任务是研究电力电子器件（功率半导体）设备，转换器拓扑结构，控制和电力电子应用，实现电力和磁场的能量转换、控制、传输和存储，以便实现合理和有效使用的各种形式的能源，高品质的人力的电力和磁场的能量。

1 电力电子的研究方向

就目前情况而言，我国电力电子的研究范围与研究内容主要包括：1）电力电子元器件及功率集成电路；2）电力电子变换器技术的研究主要包括新的或电力能源的节约和新能源电力电子，军事和空间应用等作为特殊的电力电子转换器技术的智能电力电子变换器技术，控制电力电子系统和计算机仿真建模；3）电力电子技术的应用，其研究内容包括超高功率转换器，在能源效率，可再生能源发电，钢铁，冶金，电力，电力牵引，船舶推进应用，电力电子系统的信息化和网络；电力电子系统的故障分析和可靠性；复杂的电力电子系统的稳定性和适应性；4）电力电子系统集成，其研究内容包括标准化电力电子模块；单芯片和多芯片系统设计，集成电力电子系统的稳定性和可靠性。

2 我国电力电子发展中存在的问题

当前的主要问题是：中国的电力电子产品和设备目前生产的大部分是也主要是晶闸管，虽然它可以创造一些高科技电子产品和电气设备，但他们都使用电力电子外国生产设备和多组分组装集成的制造方法，尤其是先进的全控型电力电子器件全部依赖进口，而许多关系到国民经济和国家安全，在一些关键领域的核心技术，软件，硬件和关键设备，我国的外资控制和封锁。特别是在关系国民经济和国家安全，更多先进水平的核心技术差距的关键领域，这种情况正在迅速变化的挑战和我们的道德律令。

在过去，虽然我国国民经济的各个部门，先后引进了国外先进技术，已开始注意到国内突出的问题，从表面上看，虽然对引进技术的绝大多数可以在几年后达到国产化率70％的要求，但只要仔细分析，不难发现，并最终拒绝外国公司转让技术和关键部件，都涉及到高科技的电力电子技术和动力传动产品在核心技术。

目前国外和问题的主要区别是：电力电子器件的全面控制，不能制造国内制造的高功率转换器，低技术，设备可靠性差，电力电子数字控制技术水平仍处于初级阶段；应用程序的控制技术和系统控制软件的水平较低；缺乏经验的重大项目等。高性能高功率转换器设备几乎全部从国外进口。

3 电力传动系统的发展现状分析

目前我国电力传动系统的研究主要围绕交流转动系统展开，随着交流电动机调速理论的突破和调速装置（主要是变频器）性能的完善，电动机的调速从直流发电机-电动机组调速、晶闸管可控整流器，直流调压调速逐步发展到交流电动机变频调速。交流传动系统之所以发展得如此迅速，和一些关键性技术的突破性进展有关。它们是功率半导体器件（包括半控型和全控型）的制造技术、基于电力电子电路的电力变换技术、交流电动机控制技术以及微型计算机和大规模集成电路为基础的全数字化控制技术。为了进一步提高交流传动系统的性能，国内有关研究工作正围绕以下几个方面展开：

1）输入电流为正弦和四象限运行开辟了新的途径

高性能交流驱动系统电压型PWM逆变器中的应用日益广泛，PWM技术的研究更深入。 PWM功率半导体器件采用高频开启和关闭，成为一个在一定宽度的电压脉冲序列法律的变化，为了实现频率，变压器，有效地控制和消除谐波的直流电压。 PWM技术可分为三类：正弦PWM，优化PWM及随机PWM。正弦PWM的电压，电流和磁通正弦PWM计划的目标包括。正弦PWM普遍提高功率器件的开关频率将是一个非常出色的表现，在中小功率交流驱动系统等被广泛使用。但为大容量的电源转换设备，高开关频率将导致大的开关损失，以及高功率设备，如GTO的开关频率仍不做的非常高的在这种情况下，在最佳的PWM技术只是满足的需求该设备。

2）应用矢量控制技术、直接转矩控制技术及现代控制理论

交流电机交流驱动系统是一个多变量、非线性、强耦合、时变控制对象，变频调速控制，电机控制的稳定状态方程的研究动态控制非常令人满意的结果的特点。 70年代初提出研究交流电机的控制过程的动态，不仅要控制每个变量的振幅，而控制的阶段，为了实现交流电机磁通和转矩的解耦矢量变换方法，促使高性能交流驱动系统逐渐向实际使用。高动态性能的电流矢量控制变频器已成功应用于轧机主传动，电力牵引系统和数控机床。此外，为了解决系统的复杂性和控制精度之间的矛盾，但也提出一个新的控制方法，如直接转矩控制，方向控制电压，特别是与微处理器控制技术，现代控制理论在各种控制方法也得到了应用，如二次型性能指标最优控制和双位模拟调节器控制，可以提高系统的动态性能，滑（滑模）变结构控制可以提高系统的鲁棒性，状态观测器和卡尔曼滤波器可以得到状态信息不能测量，自适应控制能够全面提高系统的性能。此外，智能控制技术，如模糊控制，神经网络控制，也开始在交流变频调速驱动系统用于提高控制精度和鲁棒性。

3）广泛应用微电子技术

随着微电子技术的发展，数字式控制处理芯片的运算能力和可靠性得到很大提高，这使得全数字化控制系统取代以前的模拟器件控制系统成为可能。目前适于交流传动系统的微处理器有单片机、数字信号处理器（Digital Signal Processor——DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的计算机结构形式采用超高速缓冲储存器、多总线结构、流水线结构和多处理器结构等。核心控制算法的实时完成、功率器件驱动信号的产生以及系统的监控、保护功能都可以通过微处理器实现，为交流传动系统的控制提供很大的灵活性，且控制器的硬件电路标准化程度高，成本低，使得微处理器组成的全数字化控制系统达到了较高的性能价格比。

4 结论

虽然我国电力电子与电力系统传动系统技术得到了长足的发展，但与发达国家相比仍然存在较大差距，许多关键技术有待突破，关键部件还长期依赖进口的局面还没有打破。

参考文献

电力电子器件论文范文第4篇

当今的分布式电源主要是指用液体或气体燃料的内燃机(IC)、微型燃气轮机（Micro??tur_bines）和各种工程用的燃料电池（FuelCell）。因其具有良好的环保性能，分布式电源与“小机组”已不是同一概念。

1.1微型燃气轮机

微型燃气轮机（MicroTurbine）,是功率为几千瓦至几十千瓦，转速为96000r/min，以天然气、甲烷、汽油、柴油为燃料的超小型燃气轮机，工作温度500℃，其发电效率可达30%。目前国外已进入示范阶段。其技术关键是高速轴承、高温材料、部件加工等。可见，电工技术的突破常常取决于材料科学的进步。

1.2燃料电池

燃料电池是直接把燃料的化学能转换为电能的装置。它是一种很有发展前途的洁净和高效的发电方式，被称为21世纪的分布式电源。

1.2.1燃料电池的工作原理

燃料电池的工作原理颇似电解水的逆过程。氢基燃料送入燃料电池的阳极(电源的负极)转变为氢离子，空气中的氧气送入燃料电池的阴极(电源的正极)，负氧离子通过2极间离子导电的电解质到达阳极与氢离子结合成水，外电路则形成电流。

通常，完整的燃料电池发电系统由电池堆、燃料供给系统、空气供给系统、冷却系统、电力电子换流器、保护与控制及仪表系统组成。其中，电池堆是核心。低温燃料电池还应配备燃料改质器（又称为燃料重整器）。高温燃料电池具有内重整功能，无须配备重整器。磷酸型燃料电池（PAFC）是目前技术成熟、已商业化的燃料电池。现在已能生产大容量加压型11MW的设备及便携式250kW等各种设备。第2代燃料电池的溶融碳酸盐电池（MCFC），工作在高温（600～700℃）下，重整反应可以在内部进行，可用于规模发电，现在正在进行兆瓦级的验证试验。固体电解质燃料电池（SOFC）被称为第3代燃料电池。由于电解质是氧化锆等固体电解质，未来可用于煤基燃料发电。质子交换膜燃料电池是最有希望的电动车电源。

1.2.2性能和特点

燃料电池有以下优点：（1）有很高的效率，以氢为燃料的燃料电池，理论发电效率可达100%。熔融碳酸盐燃料电池，实际效率可达58.4%。通过热电联产或联合循环综合利用热能，燃料电池的综合热效率可望达到80%以上。燃料电池发电效率与规模基本无关，小型设备也能得到高效率。（2）处于热备用状态，燃料电池跟随负荷变化的能力非常强，可以在1s内跟随50%的负荷变化。(3)噪音低；可以实现实际上的零排放；省水。（4）安装周期短，安装位置灵活，可省去新建输配电系统

目前燃料电池大规模应用的障碍是造价高，在经济性上要与常规发电方式竞争尚需时日。

1.2.3技术关键和研究课题

燃料电池的技术关键涉及电池性能、寿命、大型化、价格等与商业化有关的项目，主要涉及新的电解质材料和催化剂。熔融碳酸盐电池（MCFC）在高温条件下液体电解质的损失和腐蚀渗漏降低了电池的寿命，使MCFC的大型化及实用化受到限制。需要解决电池构成材料的腐蚀；电极细孔构造变化使电池性能下降等问题。固体氧化物燃料电池（SOFC）使用固体电解质且工作温度很高,对构成材料及其加工有特殊要求。为了得到高温下化学性稳定和致密性（不通过气体）的电解质，在氧化锆中加入Y2O3生成钇稳定氧化锆。为了降低工作温度，应尽可能减少电解质薄膜厚度。通常采用熔射法、烧结法和电化学蒸发涂层法制备电解质薄膜。实用的电解质膜的厚度为0.03～0.05mm。比较先进的已达到0.01mm。这样薄的电解质陶瓷材料除应当有足够的机械强度外，必须具有高度的气体致密性，否则将丧失燃料电池的性能。燃料极使用镍锆等耐热金属陶瓷，镍还用作燃料重整的催化剂，空气极在运行中处在高温氧化中，难以使用一般金属。铂的稳定性好，但费用昂贵，需要寻找替代材料，可用电子导电陶瓷。为了降低工作温度，另外一个重要的研究方向是寻找低温的质子导电的电解质。工作温度倘若能降低到700℃以下，SOFC的造价就可以大幅度降低。论文百事通

2.大功率电力电子技术的应用硅片引起的“第

2.1大功率电力电子器件的重大进展

电力电子学（PowerElectronics）的应用已经有多年的历史。电力电子学器件用于电力拖动、变频调速、大功率换流已经是比较成熟的技术。大功率电子器件（HighPowerElectronics）的快速发展也引起了电力系统的重大变革，通常称为硅片引起的第。

近年来，大功率电子器件已经广泛应用于电力的一次系统。可控硅（晶闸管）用于高压直流输电已经有很长的历史。大功率电子器件应用于灵活的交流输电（FACTS）、定质电力技术（CustomPower）以及新一代直流输电技术则是近10年的事。新的大功率电力电子器件的研究开发和应用，将成为电力研究前沿。新晨

2.2灵活交流输电技术(FACTS)

灵活交流输电技术是指电力电子技术与现代控制技术结合以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损耗。

传统的调节电力潮流的措施，如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等，只能实现部分稳态潮流的调节功能，而且，由于机械开关动作时间长、响应慢，无法适应在暂态过程中快速灵活连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。因此，电网发展的需求促进了灵活交流输电这项新技术的发展和应用。

电力电子器件论文范文第5篇

关键词：电力电子装置；晶闸管；无间隙避雷器；金属氧化物避雷器

Abstract: compare several often used in power system high pressure installations in the traditional overvoltage relaying protection equipment in protection gap, valve type lightning arrester and no clearance zinc oxide lightning arrester of protection against overvoltage characteristics, from power the device itself overvoltage protection technology, power technology to other devices two overvoltage relaying protection, the paper discusses the current power over voltage protection device of some of the measures and classification, and will power device overvoltage relaying protection technology are summarized and discussed.

Key words: the power electronic equipment; The thyristor; No clearance lightning arrester; Metal oxide lightning arrester

中图分类号TM762文献标识码A 文章编号:

近年来，随着晶闸管电力电子器件所具有的连续可调、响应速度快等优点在电力系统中得到了广泛应用，但相对于传统的电力设备而言，由于电力电子元器件对各种暂态电压、电流及其变化率等要求较为严格，因此在设计中要十分注意元器件级和装置级的各种保护措施，使电力电子器件能承受各种可以预见的暂态电压、电流及其变化率。电力电子器件具有快速可控性及短时承载能力较强的特点，如晶闸管短时承受浪涌电流的能力可高达20倍额定电流的水平，若能充分利用其特点，电力电子器件本身在电力电子装置中既可以作为过压保护方案的一部分，也可以做成独立的电力电子过压保护设备。

1 无间隙氧化锌避雷器及晶闸管特点

1.1无间隙金属氧化物避雷器

无间隙金属氧化物避雷器（MOV）的全V-I特性可分为3个典型区域。第1区域为低电场区，即预击穿区，电流密度与电场强度的1/2次方成比例，非线性系数α较高，α≈0.1～0.2；第2区域为中电场区，即击穿区，相当于U=CIα表示的非线性区域,大大降低，α≈0.015～0.05，第3区域为高电场区，即饱和区，ZnO晶粒的固有电阻起支配作用，I∝U,V-I特性曲线向上翘。通常将（MOV）并联在设备的两端,即可对设备进行过压保护。在第2区域内，MOV两端电压的微小变化能导致流过MOV的电流发生很大变化，这时MOV具有较低的电阻特性，能在大电流通过时吸收很大的能量，从而抑制过电压。

1.2晶闸管

晶闸管加上正常阳极电压后。还必须加上门板触发电压UGT，以产生足够的门极触发电流IGT，才能使晶闸管从阻断状态触发为导通状态。晶闸管一旦触发导通后，门极完全失去控制作用，此时由于晶闸管具有较低的导通压降和较高的热容，晶闸管短时可流过高达20倍额定电流的浪涌电流。要关断已经导通的晶闸管，必须使阳极电流IA小于维持电流IH。晶闸管加反向阳极电压时，不管门极是否施加电流，晶闸管都不能导通，这就是晶闸管的单向可控导电性。在有些过压保护措施中，正是利用了晶闸管的可控和耐短时火电流冲击的特点，来对晶闸管阀本身及其他设备进行保护的。

2电力电子装置过电压保护

下面以高压直流输电装置、静止无功补偿装置、晶闸管控制串联补偿装置、晶闸管保护串联电容器等电力电子装置为例，介绍电力电子装置过压保护措施。

2.1无间隙MOV并联保护措施

该保护方法通常将无间隙MOV并联在被保护设备的两端，利用MOV的电压电流非线性特性，将可能产生过电压的能量通过MOV消耗掉，从而使被保护设备免受过压的冲击。在当今的高压直流输电的换流站中，无论是交流侧的母线、交流滤波器，还是直流侧的晶闸管阀、换流单元、直流滤波器以及平波电抗器等，一般均采用无间隙MOV进行过电压保护。有关高压直流输电换流站MOV的配要可见参考文献[4]，静止无功补偿装置(SVC)巾晶闸管阀的过压保护也常采用该方案。在该方案巾,由一晶闸管可能在MOV动作时被触发，因此在设计晶闸管阀时必须考虑其导通时能切换最大MOV电流。相应的MOV电流应由计算确定，其中要计入触发时刻的过电压。

2.2氰化锌避雷器与晶闸管阀的配合保护措施

图1示出TSC型静止无功补偿装置对晶闸管阀采取的过压保护方案。图1a示MOV1，MOV2串联方案，它通过限制电容器的残余电压等于或小于系统电压峰值从而做到“无暂念”投切。具体实现方法是：当系统出现过压时，保持一只半阀导通、另一只半阀关断，这样电容器组通过一只MOV放电，另一只MOV被导通的半阀旁路，在正常的投入和切除状态下，两个半阀同时导通和关断。所以，与单MOV方案相比，双MOV方案中MOV的保护比可以减半或者减小到某一个设计值，但该方案不能降低阀的设计容量。图1b示出利用VSa投切MOV的方案，它既可以通过减少VSm的串联数降低其运行损耗，又可以做剑“无暂态”投切。VSm的作用是投切电容器，VSa用于在VSm，出现暂态过电压时投入并联MOV对其进行保护，VSa的触发控制取决于根据VSm设定的保护水平。该方案可实现两个目的：①在任何系统条件下，通过投切MOV将电容器残余电压限制到正常系统电压峰值；②由于限制电容器的残压，也就限制了VSm的端电压，减少了阀的串联个数，降低了阀的运行损耗，能实现“无暂态”投切，同时减小了阀误触发后给自身带来的电压应力，而且，过压保护动作时大部分能量由MOV来吸收，VSa只是瞬时导通，且损耗很小，无需另加冷却设备。

图1 TSC型静补装置品闸管阀过压保护

Z1,Z2—均压阻抗；MOV1，2，3—避雷器；Ld—限流电抗器；VS1，VS2—晶闸管半阀；C—并联电容；VSm，VSa—晶闸管主阀和辅阀

图2为可控串补装胃过电压保护常规配置的单相接线示意图。当发生区内和区外故障时，由于MOV始终并联在电容器的两端，首先是MOV限制电容器的充电电压，当控制器检测到线路电流、MOV支路电流、MOV的温度及其变化率等其中任意一项超过设定门槛值时，控制器切换至品闸管保护串联电容器(TPSC)工作模式，即控制器发出高频触发脉冲群使晶闸管阀完全导通，同样由于与阀串联的电抗器的电抗与电容的容抗相比要小的多，故障电流大部分从阀支路流过，故可以保护电容器和MOV。因晶闸管不能长时间通过大电流，故控制器一般在发出TPSC命令的同时发出合旁路断路器的命令，由于断路器的合闸速度慢，在晶闸管阀支路旁路50～100ms后，断路器合闸旁路电容器。

图2 晶闸管控制串联电容器装置(TCSC)

VS—晶闸管阀；D—阻尼电路；C—串联电容器；

L—相控电抗；BPS—旁路断路器

2.3 由晶闸管阀构成的保护措施

在TCR型静止无功补偿装置中，过电压保护措施也可以采用保护性触发动作，即在过压情况下改变晶闸管阀的导通角度，利用电感负荷降低电压。

目前晶闸管保护串联电容器(TPSC)装置已经得到应用。图3示出TPSC装置的单相接线示意图。在TPSC方案中，晶闸管阀与低品质因数、低电抗的L串联形成一条保护支路，并与BPS配合来实现过压保护。具体方法是通过榆测线路电流来区分区内和区外故障，若判断为区外故障，则晶闸管阀触发完全导通，大部分故障电流从L支路流过，从而限制C的端电压；若判断为区内故障，则晶闸管阀和L支路先触发导通，经过一定延时后，BPS合闸，从而旁路电容器。

图3 晶闸管保护串联电容器装置（TPSC）

4 结论与展望

由以上工程实例可以看出，在现阶段电力电子装置的过压保护方案中。主要采用MOV、晶闸管阀及与其相配合的保护措施。晶闸管阀有导通压降低、浪涌电流大的优点，而MOV始终并联在被保护器件的两端，它能提供一种“无延时”的快速保护。因此，在现阶段根据电力电子装置运行的特点，需要经过电磁暂态分析和经济技术的对比分析，来优化装置的过压保护方案。随着电力电子技术特别是电力半导体器件制造技术的发展，电力系统设备的过压保护技术也将发生深刻的变化，用电力电子技术不仅可以解决电力电子装置自身的过压保护问题，同时也向传统的过压保护技术发起了挑战。

参考文献

[1]Lutz Kirschner．Thyristor Protected Series Capacitor：Parl 1 Design Aspects[Z]．Siemens，1999，l2

[2]张纬钹，何金良．过电压防护及绝缘配合[M]．北京：清华大学出版社，2002

[3]郑宏婕．电力电了技术[M]．北京：科学普及出版社，1994

[4]DL/T605-1996．高压直流换流站绝缘配合导则[S]．1997