前言：在现代科学技术水平不断提升的背景下，电力电子技术在电气控制领域的应用范围持续扩展。通过应用电力电子技术，电气控制系统的运行效率与可靠性得到了显著的提升。因此，探究电气控制领域电力电子技术的应用具有非常重要的意义。
1 电力电子技术概述
电力电子技术特指在电力领域应用的电子技术，又可称之为功率电子技术，多用于交直流电动机、电化学工业领域，如借助晶闸管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)、GTO(Gate Turn-Off Thyristor,栅控晶闸管)进行电力能源变换、控制等。电力电子技术主要用于电力交换，适用的电力功率变换范围为1W~1GW[1]。
2 电力电子技术在电气控制中的应用
2.1软开关
软开关是一种适用于小型化、轻便型电力装置控制的开关，相较于传统开关而言，软开关能量消耗较小，不会干扰电气控制工作效率，且电磁干扰较小。以2.2kW的移相全桥软开关为例，其主电路拓扑为移相全桥零电压变换电路，配合倍流整流方式的变压器次级，可以峰值电流控制为基础实现功率管、二极管的双闭环冗余控制。在软开关全桥电路中，每一个桥臂的两个功率管存在互相补充、导通关系，2个桥臂之间的导通角之间差值相位为1个，根据相位差值，可以划分为超前桥臂、滞后桥臂。在主电路内开关管、变压器、电感、电容与二极管均为理想期间的情况下，功率开关管导通时初级电压与电流方向相同，电源将能量传递至负载，完成对开关管并联电容充电；而在功率开关管关断时，初级电流由功率开关管向支路转移，完成对开关管并联电容放电。在电容充放电进入尾声后可发出功率开关管驱动信号，接收到信号的开关管并联吸收电容会提升控制电压，完成零电压关断。
2.2 晶闸管控制
晶闸管是一种负责电力能源变换的装置。相较于传统分立器件而言，智能晶闸管电气控制具有体积小、电路简单、可靠性高、安装调试便捷的优良特点。在晶闸管控制过程中，需要在同一外壳的模块内封装晶闸管主电路、移相触发电路、控制电路，以单片机为功能中心，内部设置多路温度传感器与电流传感器、电压传感器，经模块接插件完成控制线向键盘的引入，为多功能、多电气参数设定提供依据，确保每支芯片电流达到1000A，电压达到2200V。以淄博市临淄银河高新技术开发公司研发的晶闸管智能模块ITPM（Intelligent Thyristor Power Module）为例，该晶闸管智能模块ITPM包括电力晶闸管、移相触发电路、软件控制用单片机、操作键盘、电流传感器、温度传感器、电压传感器几个部分，其中移相触发电路为全数字电路，可进行LED显示。晶闸管智能模块ITPM在直流电机速度调节、低同步交流串级速度调节、电源控制方面均具有大面积的应用。其中在晶闸管智能模块ITPM应用于直流电机速度调节时，可组成不可逆双闭环直流调速器，快捷完成电机调速；而在晶闸管智能模块ITPM应用于低同步交流串级速度调节时，可以组成交-交变频系统，实现无触点关断；在电源控制方面，晶闸管智能模块ITPM可以根据加速器稳压稳流电源特征运行软启动器与节能控制器，并经固态接触器与工业继电器精密控制温度。
2.3电路保护
电路保护是针对电气控制电路故障后过电流问题的保护装置。相较于传统基于切熔断器与电流继电器的装置而言，基于电力电子技术的电路保护可以实现控制信号驱除自动化以及电流检测调节实时性，在出现过电流故障后联通桥臂上电子元件，杜绝短路现象出现[2]。在电气控制领域，基于电力电子技术的电路保护主要应用于功率模块IPM（Intelligent Power Module，智能功率模块）、IGBT、MOSFET（MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，即金属-氧化物-半导体型场效应管）、GTO等易在电网内形成过电流、过电压等过载情况，常见的电路保护方式是在器件工作电路内增设部分特殊的电子元器件组合，或者在关键器件上串联特殊功能的电子元器件，形成过电流保护电路或过载保护电流、过电压保护电路、过热保护电路、防锁定保护电路、门极钳位吸收保护电路等。在不利因素未出现时，保护电路对整个电力系统运行无影响，主要发挥监视功能。一旦发生不利因素，保护电路将面向整个电力系统发挥保护功能。比如，切断功率模块门极控制电压在短时间内关断功率模块；再如，在大功率开关稳压器内设置过热保护，配合温度继电器实时监测电源装置内部温度，在电源装置内部温度超出标准要求（75℃）时，温度继电器发出告警信号，切断电器并将温度整定为60℃。
2.4电压节能控制
电力电器控制阀是电气控制中的核心部件，其节能性能对电力消耗总体性能具有直接影响。传统电力电器控制阀节能控制主体为智能化开关，无法适应电压大波动状态，而基于电力电子技术的电压技能控制可以在长期波动环境中实现电压的无干扰供给，满足电气设备高效率、可靠性运转要求[3]。比如，利用以电力半导体器件为主功率器件的静止变流器代替旋转变流机组（交流电动机+直流电动机+励磁放大器），在矩阵式变频电路顺利集成直-直斩波电流，在提高系统运行效率的同时，降低电力能源损耗与运行噪音；再如，针对电力输出交流电压能量损耗巨大引发的能源应用操作控制困难问题，可以利用直流电源高频开关代替线性电源实现电源全面控制，直流电源高频开关可以在远距离、高电压输电系统中将交流电转换为直流电，并在直流电逆变环节将其再次转换为交流电输送给用户，在解决变频器应用环境中线性电源断电保护瓶颈的同时，减少调整管上压降骤降引发的热损耗，实现能源的节约。
2.5有源电力滤波器
电力资源使用需求的持续扩大带动着电网功率需求的持续高位发展，对电网稳定性造成了干扰，阻碍了电气系统内电路低频振荡控制合理性，而利用基于静止无功补偿的有源电力滤波器，可以促使电力系统负荷因数提升到适宜的程度，控制电力系统功率损耗，确保电力系统运行稳定性。有源电力滤波器是电力电子技术在电气控制领域应用的重要模块，可以通过实时监测电路内补偿元件获取等分量谐波电流，进而经补偿装置获得与谐波电流分量一致、极性相反的电流分量，抵消前期检测的谐波分量，确保电网内电流仅为基波电流，从源头减少电网阻抗干扰。从运行结构来看，兼具快速响应、多样补偿功能的有源电力滤波器包括补偿电路发生装置、指令电流运算电路两个部分，在指令电流运算电路负责检测补偿电流，补偿电路发生装置则负责进行电路内无功电流、谐波分量的补偿。
总结：
综上所述，在电气控制领域，电力电子技术主要用于对多种类型电器元件进行转换，满足电气控制系统高效率运作需求。在电气控制领域，电力电子技术的应用涉及了软开关、晶闸管控制、电路保护等几个模块。根据电气控制需求差异，技术人员可以进行电力电子技术的合理应用，确保电气控制效率。
参考文献：
[1] 周燕.电气自动化设备中电力控制系统的混沌算法研究[J].电子技术与软件工程,2018(08):129-129.
[2] 刘卫东.电力电气拖动系统自动化控制的设计任务分析[J].山东工业技术,2019(12):193-193.
[3] 连晗.电力电气控制阀的电压节能控制分析[J].电子测试,2020(13):64-65.