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1、浅谈电力电子节能技术1浅谈电力电子技术节能技术浅谈电力电子技术节能技术全球能源需求的不断增长以及环境保护意识的逐步提升使得高效、节能产品成为市场发展的必然趋势。随着技术的进步，电力电子器件(亦称功率器件)越来越多地应用到整机产品中。如今，电力电子器件已不仅仅在工业控制领域施展拳脚，在绿色照明、消费电子、汽车电子以及新能源的利用等领域，电力电子器件都找到了自己的用武之地，并且不断地扩张其市场份额。 1 现代电力电子技术的形成与发展现代电力电子技术的形成与发展1.1 电力电子技术的形成电力电子技术的形成能源和动力在人类文明历史中占据重要地位，尤其是电能的开发以及电力电子技术的应用具有重要的意义。1
2、9 世纪末以后，发电机、变压器和远距离输电技术的发明使社会生产力得到了迅猛的发展。到 20 世纪以后，随着各类电子器件以及半导体开关器件德发展，电力电子技术在电能变换中开始形成，并迅速得到广泛的应用。1.2 电力电子技术的发展电力电子技术的发展电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性作用，因此，电力电子的发展是以电力电子器件的发展为纲的。随着全控型电力电子器件的不断发展和进步，电力电子电路的工作频率也在提高。随着科学的发展，越来越优良的开关器件和控制技术应用于电能变换和控制当中，电力电子技术将进入更深更远更广阔的发展空间。 2 2 现代电力电子技术的应用现代电力电子技术的应用电力电子技
3、术的应用范围十分广泛电力电子技术的应用范围十分广泛。在工业生产、交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、国防军事、新能源系统及日常生活等方面均获得广泛的应用。2.1 电源电源2.2 电力传动电力传动2.3 电力系统电力系统2.4 交通运输交通运输2.5 照明照明2.6 新能源的开发和利用新能源的开发和利用3 3 现代电力电子节能技术研究的主要特点现代电力电子节能技术研究的主要特点电力电子器件高压高频化、谐波抑制、电磁兼容、灵活交流输电、软开关技术、变频技术、控制与驱动等方面性技术的改进成为现阶段最大的技术难点和研究热点。综合这些特点不难看出，现代电力电子技术将往下面几个方面发展：浅谈电力电子
4、节能技术2（1）电力电子器件向高电压、大电流、高速化方向发展、并出现专用的电力半导体器件。电力电子器件是装置的基础，高压、高频、大电流新器件以及专用器件的研制必定对电力电子技术整体性能的提升提供帮助。（2）不断提高应用可靠性，抑制电应力是关键。电应力可以引起局部过热（超温） 、绝缘层的疲劳击穿、电机轴电流的出现致使轴承的电烧蚀、功率半导体器件的突然损坏等灾难性后果。瞬态能量分布的失衡还常伴随着电流、电压波形的畸变，产生各种谐波。因此，分析研究电应力的出现原因，采取各种抑制电应力的措施，是提高电力电子应用可靠性的关键，是今后电力电子产品能得以迅速推广应用的重大问题。（3）全面控制电气参数的变换，
5、向波形重组前进。通过波形重组，可以产生任意的电流电压波形，用来抵消畸变波形、谐波、无功等，使得只有功率因数为 1 的基波正弦电流流入电网。这种任意波形电流发生器已在研究之中，并取得了喜人的进展。可以预见，利用波形重组实现的这种“无功补偿谐波滤波”一体化装置将在未来取得长足的进步。现在的典型应用有：a、脉宽调制（PWM） ，b、交交矩阵式变频器，c、有源无功功率补偿谐波滤波装置。4 4 电力电子节能技术的现状电力电子节能技术的现状迄今，电力电子技术经过近 50 年的发展，已在世界上形成相当的规模。它与其他的工业技术门类相比，虽然它在科学技术领域中还微不足道，然而它已在当今工业自动化和绿色环保中发
6、挥着巨大的作用，成为信息产业与传统产业之间的重要接口；成为控制与被控制强电与弱电之间的桥梁，且已成为现代高效节能的重要技术。它的发展，不但为机电一体化开辟了新的道路，而且为大幅度节约电能、降低原材料消耗提供了新的道路和新的重要手段。据最新资料统计，在美国，大约有 8的发电量消耗于照明负载，约有 50“O的发电量用于电动机的驱动。近年来，由于美国应用高度发展的电力电子技术对自炽灯和各种电机驱动装置进行改造，使电能节省 1520。在日本，由于广泛采用了功率变频技术，使目前单位国民生产总值平均能耗居世界最低的情况下，又再把全国发电量的 10节约下来。在我国，电力电子技术也得到了很大的发展，并为节能降
7、耗工程做了不少贡献，一大批轧机、无轨电车、电焊机、电镀和电解电源以及风机和水泵等机电设备，由于采用现代电力电子技术进行改造，其效率大大提高。据理论分析与应用实践测算，如能进一步采用先进的电力电子技术，我国每年可节电 200 亿 kwh，这相当予一个装机容量为 290 万 kw 的大型发电厂的年发电量。现代工业化在给人类带来文明和生活更加方便舒适的同时，严重污染了人浅谈电力电子节能技术3类生存的环境。应用电力电子技术可以减少污染，实现生态环保。发展电力电子产业的首要意义在于节约电能，因此，高效率是我们对电力电子器件的基本要求。新型电力电子器件 IGBT(绝缘栅双极型功率管)已在工业控制、消费电子
8、、汽车电子等多个领域充当了节能的“急先锋”，而在新能源领域，电力电子器件也是不可或缺的元素。 电力电子器件在其发展的初期(上世纪 60 年代-80 年代)主要应用于工业和电力系统。而近 20 年来，随着 4C 产业(通信、计算机、消费电子、汽车)的蓬勃发展，电力电子器件的应用范围有了大幅度的扩展，其技术已成为航空、航天、火车、汽车、通信、计算机、消费电子、工业自动化及其他科学与工业部门至关重要的基础。 电力电子技术是实现高效节能、改造传统产业并促进机电一体化的关键技术。它是弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造技术之间的桥梁，是我国国民经济的重要基础技术，是现代科学、工业和国防的重要支撑技
9、术。电力电子器件是电力电子技术的基础和核心，电力电子技术的发展是围绕着各种新型电力电子器件的诞生和完善进行的。 当前，发展电力电子产业的首要意义在于节约电能。例如，据统计，我国用于电机的电能占我国总发电量的 60%以上。如果全国电机的驱动都采用电力电子器件进行变频调速，电机耗费的电能就可节能大约 1/4 到 1/3，也就是说可节约全国总发电量的 15%至 20%。节能和高效是电力电子技术的主要特征，这主要是因为电力电子器件一般工作在较理想的开关状态。电力电子学与信息电子学在技术上主要的不同点就是功效问题，对信息处理用的低电平电路很少要求其效率超过 15%，而电力电子技术中的功率电路的效率则必须
10、在 85%以上。由此可见，高效率是电力电子器件的根本要求。5 5 电力电子节能技术的发展电力电子节能技术的发展1、应用晶闸管构成的工频高压整流或高频逆变脉冲方案的电力电子设备，可用于火电厂烟囱及水泥厂各个工段的高压静电除尘，通过静电场的作用，使粉尘定向移动，从而实现环保与材料的回收利用。2、应用电力电子设备，可以对污水进行处理，如应用电镀原理可提出水中的金属粒子等。节能降耗3、家用环保电器有净化空气用的臭氧发生器，家用水果清洗机、家用高压杀虫机(如捕蚊机、灭鼠机等)、加湿器、绿色环保空调。4、将高频电力半导体器件及高频变流技术应用于航天航空中的动力供电和控制电源，可使体积及重量大幅度下降，从而
11、使整个航天飞行器的重量减轻，体积缩小，提高其性能，减少其驱动功率。5、应用组合开关电源改造原雷达中继系统的线性电源和 400HZ 发电机组，使导弹部队的装备轻型化；在雷达控制系统应用电力电子技术，能使雷达驱动浅谈电力电子节能技术4电源体积缩小并提高性能。总结总结随着电力电子设备在节能领域的规模推广，电力电子技术已经成为节能技术的关键。其最早诞生于 20 世纪 50 年代，当时随着半导体技术的应用，电力电子也得到了发展。今后，电力电子将扮演越来越重要的角色。电力电子技术作为一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，已成为现代电气 工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课。其
12、可涉及重大节能技术，为先进制造业、国家重大装备制造业及高技术产业，受国家多项政策支持。我国电力电子行业发展迅速，每年以 12%的速度增长。国内大量的基础设施建设，冶金、煤炭、化工、石油、电力等行业的大量投资为电力电子市场创造了巨大的需求。虽然，与世界电力电子行业发展相差 40 多年，但市场前景十分广阔。电力电子技术还可实现控制加节能，将“粗电”变为“细电”来用。目前，电力电子技术在我国发电、输配电和用电全过程都得到了广泛的应用。总而言之，电力电子节能技术的推广，具有它广泛的现实意义和巨大而又深远的潜在意义，我们应给予高度的关注和重视。浅谈电力电子节能技术5参考文献参考文献1杨耕，周宏林，郑伟.电力电子系统的若干数字控制技术.电力电子技术2陈伯时.浅谈电力电子技术和科学发展问题.电力电子技术.2009.Vol.43 3冯茂娥.电力电子技术在我国的发展现状及对策.商业科技
