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1电力电子节能的重要技术
1)开关变频技术
开关变频技术是一种高效节能措施,主要是针对固定工频的。工频作为发电的最佳频率,并不是所有用电设备的最佳频率,所以造成很多设备长时间在低功率因数以及低效率的状况下运行。而采用开关变频技术就能很好地解决这些问题。开关电源因为性能好、体积小、效率高等优势,已经成为电力电子装置的一项关键技术。因此,开关变频技术被称为“节能之冠”。
2)高频技术
改变频率能够增加电源的利用率,在改变频率的基础上,要是再增加频率,那么就能够更加充分地利用能源和材料,从而达到节能的效果。
3)软开关技术
软开关技术是相对于硬开关技术来说的。硬开关技术是指开关过程中电流和电压都不为零,并且出现重叠。该技术造成电压以及电流的变化太快,产生了开关噪声。软开关技术可以降低开关损耗和开关噪声,进一步提高开关频率。
4)有源功率因数校正技术
功率因数增大时,输出的有功功率也增大,同时无功功率就会减小,表明电能的利用率提高了。因此说,利用电力电子技术增加功率因数,能够有效的提高电能的利用率。
2电力电子节能技术的典型应用
1)在变频调速系统中的应用
变频器利用电力半导体器件的通断功能将工频电源变换成另一频率的电能控制装置,来完成对交流异步电机的软起动、提高运转精度、改变功率因数、变频调速、过流/过载/过压保护等功能。变频器的功能很多,例如它可以对电机运行进行优化,电动机消耗了全世界60%左右的电量,所以变频器对于增加电动机的电能利用率意义重大。
2)在电力节能中的应用
如今,现代工业能源和电力的结合程度的越来越高,电力因其稳定、清洁、利用率高以及适用范围广等诸多优点,已经被现代工业的各个方面广泛应用,电能已经成为现代工业的能量与动力的源泉。近些年来,我国的工业总用电量正以飞快的速度增加,但是在大多数发展中国家,工业用电不合理的现象比比皆是,特别是用电效率方面,不仅效率低,而且存在严重的浪费现象。目前,出现了非常严重的世界性化石能源枯竭现象,因此,减少电能消耗对于解决能源问题的意义重大,而减少电能消耗、提高用电效率的根本措施就是利用现代化电力电子技术来对性能进行优化,从而提高效率、节约原材料。电力电子技术对世界的能源安全的作用非常重要。
3)在LED中的应用
在现代的高科技产业中,光电子技术是在IT之后的又一项新技术革命,它的主要内容之一是利用半导体技术制造出固体发光器件作为新的照明光源,渐渐取代传统的白炽灯光源;它的重要标志是半导体发光二极管(LightEmittingDiode),简称LED的出现。由LED衍生出的半导体光电子技术是如今发展最迅速、突破最多、创新最活跃的技术领域,并因此带来了光源革命。LED具有寿命长、耐展、温升低、光利用率高、低电压、显色性好和节电等优点。
4)电力电子技术在电机的调速技术的应用
过去在电机调速技术上的应用仅仅限于对直流电机的调速和控制,与之相匹配的是晶闸管可控整流。因为全控器件的出现和发展,促进了交流电机的变频调速技术的发展。交流电机—采用变频调速的异步机或同步机,可以带来的节能效益十分巨大。减小阀转角度小,虽然流量减小了,但是提升了流体经过阀门的阻力,所以功率消耗的变化非常小。结果导致在风量或水流比较小的时候,出现浪费电能的现象。也可以采用电磁转差离合器或液压离合器来改变输出轴的转速,电机转速保持不变,事实上是以离合器消耗功率来降低转速。
5)在工业节能的应用
我国的电力电子行业已有五十多年的发展历史,1957年美国研发出了晶闸管,五年后我国就研制出了自己的晶闸管,并且将其节能技术应用在工业制造、电力系统、交通运输、电子装置等各个领域,包含一大批轧机、无轨电车、电焊机、电镀和电解电源以及水泵和风机等机电设备,由于他们在改造是都引入了现代电力电子技术,在很大程度上增加了效率。电力电子技术开始应用到日常生活的每个领域:上下楼用的交流调速电梯;室内用的变频调速空调;上班乘坐的交流调速地铁;计算机用的开关电源和UPS;照明用的高频振荡荧光灯;家用电炊具中的电磁炉等。上述新型设备都具有高效率、低能耗。
6)电力电子技术在热加工的应用
此处的热加工指的是铸造、锻造等热处理的内容。因为这些工种都通过加热炉来完成作业,因此能耗非常高。但是随着科学及电子技术的快速发展,电子技术也可以应用在该领域中达到节能效果。
3总结
电力电子技术是一个发展前景十分广阔的产业。是信息、知识、智力密集型的技术,具有很高的实用性,同时具有非常广泛的应用,如今,每个用电产品差不多都要涉及到电力电子技术,又由于电力电子技术高效节能的特点,这个行业还会有更好的发展,还可以节省更多的能源,必将成为国民经济中的支柱产业。
作者:高永升 单位:江苏阜宁中等专业学校