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1電力電子節能的重要技術
1)開關變頻技術
開關變頻技術是一種高效節能措施,主要是針對固定工頻的。工頻作為發電的最佳頻率,并不是所有用電設備的最佳頻率,所以造成很多設備長時間在低功率因數以及低效率的狀況下運行。而采用開關變頻技術就能很好地解決這些問題。開關電源因為性能好、體積小、效率高等優勢,已經成為電力電子裝置的一項關鍵技術。因此,開關變頻技術被稱為“節能之冠”。
2)高頻技術
改變頻率能夠增加電源的利用率,在改變頻率的基礎上,要是再增加頻率,那么就能夠更加充分地利用能源和材料,從而達到節能的效果。
3)軟開關技術
軟開關技術是相對于硬開關技術來說的。硬開關技術是指開關過程中電流和電壓都不為零,并且出現重疊。該技術造成電壓以及電流的變化太快,產生了開關噪聲。軟開關技術可以降低開關損耗和開關噪聲,進一步提高開關頻率。
4)有源功率因數校正技術
功率因數增大時,輸出的有功功率也增大,同時無功功率就會減小,表明電能的利用率提高了。因此說,利用電力電子技術增加功率因數,能夠有效的提高電能的利用率。
2電力電子節能技術的典型應用
1)在變頻調速系統中的應用
變頻器利用電力半導體器件的通斷功能將工頻電源變換成另一頻率的電能控制裝置,來完成對交流異步電機的軟起動、提高運轉精度、改變功率因數、變頻調速、過流/過載/過壓保護等功能。變頻器的功能很多,例如它可以對電機運行進行優化,電動機消耗了全世界60%左右的電量,所以變頻器對于增加電動機的電能利用率意義重大。
2)在電力節能中的應用
如今,現代工業能源和電力的結合程度的越來越高,電力因其穩定、清潔、利用率高以及適用范圍廣等諸多優點,已經被現代工業的各個方面廣泛應用,電能已經成為現代工業的能量與動力的源泉。近些年來,我國的工業總用電量正以飛快的速度增加,但是在大多數發展中國家,工業用電不合理的現象比比皆是,特別是用電效率方面,不僅效率低,而且存在嚴重的浪費現象。目前,出現了非常嚴重的世界性化石能源枯竭現象,因此,減少電能消耗對于解決能源問題的意義重大,而減少電能消耗、提高用電效率的根本措施就是利用現代化電力電子技術來對性能進行優化,從而提高效率、節約原材料。電力電子技術對世界的能源安全的作用非常重要。
3)在LED中的應用
在現代的高科技產業中,光電子技術是在IT之后的又一項新技術革命,它的主要內容之一是利用半導體技術制造出固體發光器件作為新的照明光源,漸漸取代傳統的白熾燈光源;它的重要標志是半導體發光二極管(LightEmittingDiode),簡稱LED的出現。由LED衍生出的半導體光電子技術是如今發展最迅速、突破最多、創新最活躍的技術領域,并因此帶來了光源革命。LED具有壽命長、耐展、溫升低、光利用率高、低電壓、顯色性好和節電等優點。
4)電力電子技術在電機的調速技術的應用
過去在電機調速技術上的應用僅僅限于對直流電機的調速和控制,與之相匹配的是晶閘管可控整流。因為全控器件的出現和發展,促進了交流電機的變頻調速技術的發展。交流電機—采用變頻調速的異步機或同步機,可以帶來的節能效益十分巨大。減小閥轉角度小,雖然流量減小了,但是提升了流體經過閥門的阻力,所以功率消耗的變化非常小。結果導致在風量或水流比較小的時候,出現浪費電能的現象。也可以采用電磁轉差離合器或液壓離合器來改變輸出軸的轉速,電機轉速保持不變,事實上是以離合器消耗功率來降低轉速。
5)在工業節能的應用
我國的電力電子行業已有五十多年的發展歷史,1957年美國研發出了晶閘管,五年后我國就研制出了自己的晶閘管,并且將其節能技術應用在工業制造、電力系統、交通運輸、電子裝置等各個領域,包含一大批軋機、無軌電車、電焊機、電鍍和電解電源以及水泵和風機等機電設備,由于他們在改造是都引入了現代電力電子技術,在很大程度上增加了效率。電力電子技術開始應用到日常生活的每個領域:上下樓用的交流調速電梯;室內用的變頻調速空調;上班乘坐的交流調速地鐵;計算機用的開關電源和UPS;照明用的高頻振蕩熒光燈;家用電炊具中的電磁爐等。上述新型設備都具有高效率、低能耗。
6)電力電子技術在熱加工的應用
此處的熱加工指的是鑄造、鍛造等熱處理的內容。因為這些工種都通過加熱爐來完成作業,因此能耗非常高。但是隨著科學及電子技術的快速發展,電子技術也可以應用在該領域中達到節能效果。
3總結
電力電子技術是一個發展前景十分廣闊的產業。是信息、知識、智力密集型的技術,具有很高的實用性,同時具有非常廣泛的應用,如今,每個用電產品差不多都要涉及到電力電子技術,又由于電力電子技術高效節能的特點,這個行業還會有更好的發展,還可以節省更多的能源,必將成為國民經濟中的支柱產業。
作者:高永升 單位:江蘇阜寧中等專業學校