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1.2 传统电力电子技术
1957—1980年,传统电力电子技术曾创造过一段辉煌的历史。首先以它的优良性能(历史观点)淘汰了水银整流器、旋转变流机组,接着是饱和电抗器,全球有关专业人员先后跨入晶闸管(又称可控硅)时代。那个年代,神奇的可控硅,优势突出:用晶闸管组成的装置与旋转式变流机组相比,无噪声,无磨损;与水银整流器相比,无毒,使用维护方便。由于晶闸管的导通可以控制,通过改变控制角的大小能够控制负载上的电压和电流,具备弱电控制强电输出的特点,于是使以晶闸管为核心的电力电子技术成为弱电控制强电的技术,横跨“电力”、“电子”和“控制”三大领域。用晶闸管作为功率开关器件组成的各种装置和设备,按其功能可分成如下四类。
(1)整流器:把交流电压变成固定或可调的直流电压。
(2)逆变器:把固定的直流电压变成固定或可调的交流电压。
(3)斩波器:把固定的直流电压变成可调的直流电压。
(4)交流调压器或周波变换器:把固定的交流电压或频率变成可调压或可调频的交流电压。
从而实现了四大基本变换:AC/DC、DC/AC、DC/DC和AC/AC的变换。此外,还开发了静止无功补偿器(SVC),在节能降耗方面也取得了令人振奋的成绩。然而正如前述,由于晶闸管自身的先天不足:半控型器件,工作频率低和采用移相控制方式,使得整机体积大,功率因数低,网侧及负载上的谐波严重,给电网和用电设备正常运行带来的危险不可忽视。由于上述原因,由晶闸管及其变流电路形成的传统电力电子技术经过多年的发展已处于停滞阶段。随着工业生产的发展,迫切要求新一代电力电子器件和变换技术出现,以取代传统的电力电子技术。