时间:2023-09-28 09:25:12
序论:在您撰写电力电子技术节能时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2011)010-042-02
1、引言
电力电子技术是一个新兴的领域,它将电子技术应用到电力领域,将强电和弱电结合控制。从电力电子技术问世至今,在各行各业都有广泛的应用,尤其在工业上发挥着重要的作用。在工业方面,电力电子技术主要应用在电力牵引、电机驱动和先进装备制造业等。在电力电子技术的基础上实现的大功率变流器及其控制系统,大功率高精度可程控交、直流电源系统,高精度数控机床的驱动和控制系统,这些技术不但提高了工业制造精度和效率。更重要的是有效地降低了能耗,实现绿色工业。
2、电力电子技术的发展历史
从1958年美国通用公司研制出世界第一个工业用普通晶闸管开始,电能的变换和控制就开始了从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由功率半导体器件构成的变流器时代。虽然早在20世纪初就已经出现在了可以控制电流的真空管和水银整流器,但电力电子技术真正得到飞速发展并被广泛应用,还是在硅整流器件诞生之后。硅整流器件包括从半控型晶闸管(SCR)到全控型的门极可关断晶闸管(GTO)、电力双极型晶体管(BJT)和电力场效应晶体管(Power-MOS.FET)・随着硅整流器件的发展,电力电子器件的控制能力和开关速度得到了提高,而电力电子技术的发展也相应先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代。
3、电力电子节能技术的典型应用
3.1变频调速系统 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。变频器的功能很多,比如其优化电机运行,全世界中用电量有60%左右是通过电动机来消耗的,因此变频器在提高电动机的电能利用率上有很大的作用。根据全球著名变频器生产企业ABB的测算,单单该集团全球范围内已经生产并安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力,相应减少9700万吨二氧化碳排放,这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。 在一般的工业领域,通常场合下的电机调速均采用电力电子技术与电力传动技术,目前该技术已经比较成熟。在异步电动机运行时,需要同步进行调压和调频使电机在获得良好的运行性能,同时保持控制的灵活性。目前主要通过交-直-交变频调速系统来实现这一目标。包括可控整流调压、方波(六脉波)逆变调频和不控整流器整流、脉宽调制逆变器同时调压调频两种主要结构形式。但一些高压大功率应用(电力牵引,中高压高性能电机驱动等)场合,依然是这一领域的技术制高点,仍在进行不断的研究。 据最新资料统计。在美国大约有8%的发电量消耗与照明负载有关,约50%-60%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变频技术对白炽灯和各种电机进行改造,使电能节约15%-25%左右,在日本,由于广泛使用变频技术,使得目前单位国民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。
3.2高频开关电源技术 电气产品的体积、重量与供电频率的平方根成反比,所以当我们把频率从50Hz提升到200Hz时,用电设备的体积重量大体下降至原来的5%-10%,基于这个原理,对传统行业的电镀、电加工、充电等各种电源进行改造,不仅其主要材料可以节约90%或者更高,还可节电30%或者更多。 目前,高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流,传统的相控式稳压电源已逐步被高频开关电源所取代,高频开关电源通过MOSFET或IGBT在高频下工作,其开关频率一般在50Hz-100Hz之间,以实现高效率的小型化。
3.3新型静止无功发生器(ASVG) 变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此无功电源与有功电源一样,是保证电能不可缺少的部分。随着电力电子技术的进一步发展,逐步出现在了应用变流技术进行动态无功补偿的静止补偿器。它是通过将自换相桥梁式电路直接并联到电网上或者通过电抗器并联到电网上。ASVG根据直流侧采用电容和电感两种不同的储能元件,可以分为电压型和电流型两种,图1所示的原理图为电压型补偿器,如果将直流侧的电容器用电抗器代替,交流侧的串联电感用并联电容代替,则为电流型的ASVG。交流侧所接的电感L和电容C的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。当逆变器脉冲宽度恒定时,调节逆变器输出电压及系统电压之间的夹角,就可以调节无功功率及逆变器直流侧电容电压Uc,同时调节夹角和逆变器脉宽,既可以保持Uc恒定的情况下,发出或吸改所需的无功功率。
4、我国电力电子技术应用于工业节能情况
我国电力电子行业起步较早,1957年美国发明了晶闸管,1962年我国就研制出自己的晶闸管,电力电子节能技术遍布工业制造、交通运输、电力系统、电子装置等各个领域,包括一大批轧机、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。电力电子技术已经渗透到日常生活的各个角落:上班乘坐的交流调速地铁;上下楼用的交流调速电梯;室内用的变频调速空调;照明用的高频振荡荧光灯;计算机用的开关电源和UPS.家用电炊具中的电磁炉等。这些新型设备大大提高了效率,降低了能耗。
5、结论
通过以上分析,可以看出电力电子技术能够实现工业上高效节能的目的,具有非常高的实用性,应用范围也相当广泛,在工业中很多领域已经开始发挥出重要的节能作用。随着电力电子技术的发展,其必将为绿色工业提供更好的指导和更强的动力,为节能减排创造更广阔的发展空间,从而造福全人类。
注释:
①唐政.浅谈电力电子技术发展与应用[J]中国科技博览,2010,30: 635.
②李泽元.21世纪的电力电子技术[J]电信技术.1999,11:1.3.
③林辉.异步电动机的软起动技术[J]I电机技术.2010,3:32-34.
④刘冬岩,韩直.电力电子技术与节能[J].中国能源,1997,10: 43-44.
1电力电子技术节能型控制系统设计
电子集成电路的设计要点就在于采用了实时的信号反馈系统,没有光电的电子触发技术sJl用磁电保持复合型的开关实现了电压的基本的投触、这样就能够实现过于零的收入囱这样就免除了外来千扰的侵入二这种自动型的控制模式,以没有功率、没有功率因数、没有功率电压等等多种的参数作为整个系统的控制系数实现了控制的可靠性混合型的补偿的效果是整个最佳色模型但是对于整个系统的设计的原则来说,由于整个系统的模型化的技术的使用,能够确保整个电容投入过程中没有冲击的投人,没有操作性的电压提高整个控制系统的控制性。原来传统的无功补偿的装置使得整个交流电的电压设备过于提高,交流的储压器致使整个电容的损坏程度逐渐的减小。采用这种零投入以后就能够使得整个控制系统更加的完善气
2电力电子技术节能型控制系统的应用
电力电子技术节能型控制系统的总控制是整个电力电容的控制系统;他们主动的摆脱了一切的依靠于整个用户的用电器的情况杜绝因为控制器导致整个系统的瘫痪。另外河以上勤口多种系统空能的联网,会使得整个其控制系统自动生成一个系统的网络,当整个系统的控制进入具体的环节以后能够加强不同设施的保护性能、当采用相同的容量的装置以后尽管很多的设备没有具体的操作性的设备功能担是与整体的无功补尝装置相比整个寿命会木木的增加、控制电路系统的成本也会大大的降低。电力电子技术实现了标准化模块化的特性取代了原来的具有控制功能的传统的控制器庄气的整体的开关将其融合成为一个整体主频的安装也是一个主要的技术的环节。可以使得整个柜子内部的整洁对于一些内部的系统的原件来说,可以改变其主要的使用的功能。改变其一成不变的性能适应整个企业的发展还可以进行分部分的投资圈加果发现产品的面板上出现故障的话就不需要专业的等到技工来进行修理启己就能够修理成功。当整个系统的设备达到一定的上限以后,每个人都要进行一定的自我型的检修。常规性能的一些装置能够按照补诬尝性的需要来进行交流的接触器的安装使用对于安装型的触点就能够保持整个装置的严密的技术性能平均容量是整个系统的核心的技术力量。没有配电的外来的控制只需要一个技术核心的肤体的调配这样白勺技术手段能够加强技术的调配的能力。电力电子技术的电磁能力采用了电磁技术国的保金攀迷电器肖整个电路接通以后就不再消耗电能床用集成电力电容容器以后息容的内部的所需的技术零件就一点一点的提高了、目前我们国家的电子继电器一点一点的减少用肠么就食瓣将整个技术的核心的设备放到最关键的部分。结语二电力电子技术节能系统白妞控制系统在整个技术核心中占有一定的地位肖整个技术部分进入使用阶段以后就能够逐渐的被运用到一些重要的电力领域。电力的发展是一个国家的动力只有电力强有力的支持才能够铸就国家辉煌的未来。
作者:高玉波单位:呼伦贝尔电业局满洲里检修工区
关键词:家用电器;节能技术;电力电子技术
前言:
本文主要讲了家用电器节能存在的一些问题,没有比较健全的监督部门以及资金不够,一些检测仪器不全。电力电子技术在20世纪得到了快速的发展,如今在很多领域都有使用,尤其是信息通信方面和家用电器领域。电力电子技术与人们的生活紧密地联系在一起,人们在使用电脑、空调、冰箱等时,都是在间接地或者直接地使用电力电子技术,所以电力电子技术也渐渐地被人们重视起来,成为众多学者的研究目标。
1 家用电器节能遇到的问题与电力电子技术现状
1.1 电力电子技术的现状
电力电子技术在一些电子器件中发挥着非常重要的作用,通过电力电子技术来对各种电路进行控制。人们综合运用电力电子技术的各项功能,在此基础上添加一定程度的创新,从而能够在众多领域得以应用。其中应用最多的是电力方面,在发电方面起着核心作用,其次就是工业方面以及家用电器方面。电力电子系统在促进电力系统发展过程中有着重要的作用,在电力输电时,先是从电厂开始发电,然后把输送的电流通过改变电压之后才进行输送,因为在输电的过程中,输送过程中的电压也高的话,输送的电流也就相对比较小一些,在电流从电厂输送的过程中,可以产生比较小的损失,从而就能够将大量的电流节省下来。将电力电子技术运用到高压输电中,从而能够将在长距离输电、容量大的电路在输送的过程中产生的损耗降到最低。电力电子技术的应用,极大程度上促进了中国电力系统方面的发展。电力电子技术在电器节能方面也有着重要的作用,因为电能在输送过程中电流与电压的转换以及对电能的控制是通过各种电力电子器件来进行的。电力电子技术有着四种基本的功能,人们综合运用电力电子技术的各项功能,在此基础上添加一定程度的创新,从而能够在众多领域得以应用。其中应用最多的是电力方面,在发电方面起着核心作用,其次就是工业方面以及家用电器方面。电力电子技术在家用电器上也有着非常重要的作用,而且在家用电器中的应用于我们日常生活都有着直接或者间接的关系,我们对电力电子技术的应用也有着比较深的感触。比如说,我们平常生活中都会用到的节能灯,而节能灯就是综合运用了一些电力电子技术才生产出来的,它是电力电子技术的结晶。电力电子技术的应用使得节能灯的体积比白炽灯和日光灯更小,样式比白炽灯和日光灯更多,而且其发光率更比白炽灯和日光灯高,所以节能灯以绝对的市场优势占据着很大的市场份额。除了节能灯外,电力电子技术在家用电器中的应用的产物还有电视机、计算机、变频空调等,这些产品已经融入在我们生活的点点滴滴中,在我们生活中发挥着非常重要的作用,为我们的生活水平的提高做出了很大贡献。
1.2 家用电器节能遇到的问题
在家用电器节能方面,仍然没有比较健全的监督部门,虽然有些城市监督机构成立的比较早,但是部门中人数较少,很多节能工作不能直接进行,有时只能监督一些耗电严重的大规模企业,一些小企业往往成为漏网之鱼。而且购买节能监测仪器需要大量的资金,而当监督部门资金不够时,相应的一些仪器必然不能到位,长期以来也没有建立一个比较完善的家用电器节能方面的检查部门,不能查出哪些家用电器耗电严重。部分家用电器生产企业内部高层管理者没有节能节电的意识,也不重视节能工作,或者公司内部存在相关节能要求,但是不能够实际落实。
2 电力电子技术的发展前景和针对家用电器节能问题提出的对策
2.1 电力电子技术的发展前景
电力电子技术已经融入在人们的日常生活中,比如说计算机、变频空调、手机等产品,在人们生活中有着不同的角色,而且人们对这些的依赖性也越来越强。电力电子技术有着非常广阔的发展空间,具体表现在以下几个方面:新产品所需要的材料在不断更新。在一个经济迅猛发展的大前提下,人们对生活质量的要求也越来越高,对新产品的开发与新的材料的要求也越来越高,所以要更新现有技术和现有材料是电力电子技术的必然趋势,正因为电力电子技术与人们的日常生活紧密相连,所以我们应该更加重视电力电子技术用到的材料更新,从而降低电子器具的成本,扩大电子器具能够应用的范围,为人们能够有快捷方便舒适的生活做出贡献。从降低电子器件生产成本的角度考虑,人们应该在生产电子器具时运用电力电子技术不断改进电子器件的装置,使得电力电子器件那能够模块化生产,从而降低成本,获得更大的经济效益。
2.2 针对家用电器节能的现状提出的相关对策
在家用电器节能方面,仍然没有比较健全的监督部门,很多节能工作不能直接进行,有的监督机构因为人员不够只能监督一些耗电严重的大规模企业,一些小企业往往成为漏网之鱼。所以要改变这一现状,必然要在各地建立相应的节能监督部门。在监督部门内部成员问题上,各地区应该根据自身的实际情况收编一定的人才,定期对节能监督人员进行培训,让他们在监督时能够做到公平公正,同时监督部门高层也应该因地制宜,不断完善监督制度,不断更新对耗电企业的处置方式,消除部分企业存在的侥幸心理。节能工作不是一个两个人的事情,也不是仅是生产企业需要做的事情,节能减排与我们每个人都密不可分,我们应该承担起节能的责任,节能减排,人人有责。相关节能部门应该加大节能减排宣传力度,可以在各小区举办形式不同的活动,通过居民参与的方式,强化居民对于节能减排的意识,向居民普及节能减排的相关知识,使居民在购买使用电子器件时能从节能方面考虑,从而购买相关的节能产品。
3 总结
世界上存在的资源都是有限的,一旦挥霍完,人类将会无资源可用。而且我国能源匮乏,煤矿资源每年的开采量已经严重超出了煤矿资源的极限,而且受到环境、技术多方面因素的限制,煤矿资源开发的难度越来越大,所以我国节能工作迫在眉睫。在家用电器节能上,我国还没有比较健全的监督部门,虽然有些城市监督机构成立的比较早,但是部门中人数较少,很多节能工作不能直接进行。要解决这一问题,就应该在各地建立相应的节能监督部门,在监督部门内部建立和完善相关节能制度,在对企业监督时要严格执法,做到公平与公正。同时也要加大宣传,可以在各小区举办形式不同的活动,通过居民参与的方式,向居民普及节能减排的相关知识,从而强化居民对于节能减排的意识,使得居民在选购电子器件时,能够优先考虑节能器件。要想实现每家每户都能节能器件的目标,就要不断开发新的节能器件,要不断进行创新。在研究创新时必然要用到电力电子技术,因为电力电子技术与人们的生活紧密地联系在一起,人们在使用电脑、空调、冰箱等时,都是在间接地或者直接地使用电力电子技术。在电子器件生产时在运用电力电子技术方面要注意研究和开发新的材料,从而降低电子器具的成本,扩大电子器具能够应用的范围,从而能够为给人们提供快捷方便舒适的生活做出贡献。
参考文献:
[1]鲁冠华,刘星.浅析电力电子技术的发展[J].山东水利职业学院院刊,2009,(04):1-3.
【关键词】电子技术;电力系统;节能;应用
电子系统已经在我国的电力系统中得到了应用,它为我国现代化的电力系统在发电、输电、等环节提供了强大的技术支持,大大的提高了我国电力系统各方面的效率,促进了我国电力系统的发展。但目前来说,电子技术仍旧是电力行业中一种新型的科学技术,对电子技术在电力系统节能方面应用的研究,不仅可以促进电力资源的节约,更有助于电子技术在电力行业的广泛应用,促进我国社会经济的发展。
1电子技术的定义
电子技术是根据电子学的原理,运用电子元器件设计和制造某种特定功能的电路以解决实际问题的科学。包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。电子技术研究的是电子器件及其电子器件构成的电路的应用,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,三个时代的变化,促进了电子技术在各个领域的广泛应用。目前来说,电子技术的应用领域非常的广泛,包括、交通领域、工业领域、医学领域、广播电视领域、国防领域、报刊领域、电力领域等。随着社会和科学技术以及互联网的不断发展,电子技术的发展趋势也不断的变得数字化和绿色化和智能化、人性化,网络化,并且将来还会被广泛的运用到更多的领域。
2电子技术在电力系统节能方面应用的原因
随着我国社会经济的不断发展,我国的环境污染问题也变得越来越严重,工业产生的工业垃圾、污水、有害气体、以及发电等都是导致我国环境不断恶化的原因,而发电更是其中比较重要的一方面。节约电力资源,或者减少电在开发中的资源浪费,以及开发电力节能系统,都是在间接的减少对环境的污染。因此将电子技术运用到电力系统节能方面,不仅能够避免电力资源的浪费,更能促进我国环境的改善。
3电子技能技术的重要技术
(1)开关变频技术。开关变频技术是当之无愧的节能之王,开关变频技术是针对固定频率方面。很多电力系统发电的频率并不是最佳频率,因此长时间的运行会对电力系统带来很大的负担,而开关变频技术可以通过改变电力系统频率的方式来解决这个问题。(2)高频技术。当电力系统的频率改变以后,如果能在此基础上增加频率,就可以有效的利用电源来实现节能的目的。(3)软开关技术。软开关技术主要是解决硬开关技术在运用的过程中,电压和电流太快产生的开关噪声,它将会降低开关时产生的噪声,并有效的减少开关时的电能损耗,并在此基础上提升开关的频率。(4)有源功率因数校正技术。我们都知道,当功率增大的时候,输出的有功功率同样会随之加大。而无用功的功率却会降低,这种结果说明了电能的有效利用率在提升。所以,用电子技术加强功率因数,同样能在一定程度上提升电能的有效利用率。
4电子技术在节能环节的运用
4.1变负荷电动机调速运行
在对电力系统中电力资源的节约中,有两种重要且切实有效的方法:①对电动机自身的性能不断的进行改良;②加强对变动负荷电动机的转动速度,以此来达到节约电力资源的作用。当然,如果能在对电动机自身性能不断改良的同时,加强负荷电动机的转动速度,那么无论是电动机的节能,还是电力资源的节约都将会有新的突破和发展。电子技术在节能环节中的应用,一般会涉及到电动机本身,以及变负荷电动机的调速技术的应用这两方面,在实际应用中,只有将两者充分结合起来,才能保证电动机的节能达到最好的效果。这项技术在西方发达国家早就易经是成熟的技术,但在我国却仍旧处于发展期,这源于我国电力行业落后的科学技术,以及新技术在电力行业推广缓慢。对于在风机、泵类等一系列变负荷机械中运用电子技术,是通过淘汰掉传统的挡风设备和节流阀,而改为用调速控制来控制风的流量和水的流量,以及风和水的流速,通过这种尝试,在节约能源方便取得了明显的成效。①因为,这种方法可以调速的范围十分的广泛,而且精度和效率都很高。②因为通过这种方法,还实现了连续无级调速且在调速过程中转差损耗小的目标,定子、转子的铜耗也相对较小,一般可以节约30%左右的电能。阀门控制变频控制水泵流量见图1。通过在系统中加入电子感应设备,能够根据系统的需要准确的进行阀门的开关,当电子感应设备检测到水流量偏大的时候,大流量的阀门会自动开启;当电子感应设备检测到水流量偏小的时候,作用阀门会也会自动关闭,这样一来,在节省电能浪费的同时,也最大限度的提高了作业的效率。采用巨型晶体管等功率集成器件的交流高效调速装置,可使风机和泵类设备调速运行的耗电量比传统的节流方式要少30%左右。我国现有风机和水泵2000多万台,总耗电量占全国发电量的30%以上,其中70%靠调节挡板或阀门变流量运行。如有1/3改造为调速运行,即可节电150亿kWh。用栅极可关断晶闸管开发的直流高效调速方式的载波调波装置,以取代电阻器.用于城市电车,工矿电机车和电瓶车调速运行,可节电20%左右。例如沈阳市改造了500辆有轨电车,年节电400多万千瓦时。如将GTO载波技术推广到全国,则可节电10~30亿kWh。我国照明用电占全国总发电量的8.0%以上,如能改造2/3,则可节电130亿kWh。我国正在运行的12000台标准高频电炉,由于高频振荡器仍沿用电子管,因此,整机效率只有50%左右。若用静电感应晶体管代替电子管,则效率可达80%左右.微观节电30~40%,宏观节电量达10亿kWh左右。全国配电变压器若有70%配装无功补偿自控装置,则可节电100亿kWh。
4.2提高有效功率,减少耗损
我国目前的很多电力设备和电力系统中,电动机和变压器不仅消耗既定功率,还会消耗一定的无用功率,对功率的损耗很大,在一定程度上影响了电能的质量。因此,所储存下来的电源的质量,将会直接决定所运输出去的电能的质量。因此,在平时的电力生产过程中,应该尽量把两者的功率保证在相对稳定的状态下,否则就会造成电压崩塌的情况发生。而这,就需要电子技术来作为支持,通过增加一些必要的无功补给设备,来供应电动机和变压器对无用功率损耗的需求,减少对有用功率的损耗,以此来保证所储存下来的电量的质量。
4.3减少电力系统总事故的发生
因为我国电力系统各方面技术不够完善等因素,电力系统经常会发生一些漏电、断电等现象,造成电源的浪费。所以将电子技术运用到电力系统节能方面,可以通过电子设备及时的检测到各个电路事故的发生。(1)可以准确的做出判断是哪一段电路发生了漏电、断电,对断电的电路及时的做出补救措施,从而减少电能的浪费,和减少断电对社会生产带来的损害,保证电力系统的稳定运行。(2)电子技术还能给电力系统提供安全技术支持,因为漏电情况的发生可能会对人身安全造成损害,检测漏电的电子设备在检测到某一段有漏电情况发生后,可以通过安全保护设备对漏电的电路进行强制断电,以此来避免漏电造成的意外。
5结语
关键词:新兴产业;电力电子技术;应用
Power electronic technology in energy saving and strategic
Emerging industry in the application
GUO Shi-ming
(Southwest Jiao Tong University, Sichuan Chengdu 610031)
Abstract: The development of strategic emerging industry is China's new era of the economic and social development of the major strategic task. This paper introduces the contents of strategic emerging industry, burgeoning industry of key equipment and core technology as well as in the emerging industry in related areas of application.
Keywords: emerging industry;power electronic technology;application
1 战略性新兴产业及其相关产品与技术
1.1 节能环保产业
(1)高效节能环保技术装备及产品。主要有:①高效节能锅炉、窟炉、电机及拖动设备;②余热余压利用设备、高效节能家用和商用电器照明器具;③高性能、低成本的污水、固体废物、烟气处理技术和装备等。
(2)资源循环使用技术。这些技术主要包括:矿产资源、工业固体废物综合利用技术;汽车零部件及机电产品再制造技术,再生资源回收利用技术;餐厨废弃物、建筑废弃物、道路沥青和农林废弃物资源化利用技术等。
1.2 新一代信息技术产业
到“十二五”期末,初步建成宽带、融合、安全的下一代信息网络设施,实现三网融合。提升高性能集成电路技术水平,初步建立自主可控的集成电路产业体系;攻克半导体照明产业的共性关键技术和关键装备。
1.3 生物产业
生物产业涉及的技术有:药物、疫苗和特殊性诊断试剂的开发技术; 高产、优质、多抗、高效植物新品种的培育技术;生物农药、生物肥料、生物饲料、动物疫苗等绿色农用生物产品的生产技术;非粮原料与纤维素转化技术;生物醇、酸、酯等生物基有机化工原材料的生产技术;生物塑料生物纤维等新生物材料的生产技术等。
1.4 高端装备制造产业
高端装备制造业主要包括:①航空装备(干线飞机、新型支线飞机、直升机、航空发动机等);②轨道交通装备(高速列车、重载列车、城际列车装备及其运输系统);③海洋工程装备(海洋油气开发装备、海洋风能利用装备、海水淡化装备等);④ 智能制造装备(智能仪器仪表与智能控制系统;高档数控机床与智能专用装备等)。
1.5 新能源产业
(1)风能产业。主要技术有:风电装备中的轴承、变流器和控制系统的制造技术;并网和远距离输电装备的核心技术;海上风电装备的制造技术等。
(2)太阳能产业。主要技术有:高效太阳能电池技术、太阳能光伏发电技术、太阳能供暖、制冷技术等。
1.6 新材料产业
新材料主要有:①新型功能材料(主要包括电子材料、储能材料、医用材料、高纯硅、特种橡胶、高性能膜材料、低辐射镀膜玻璃、导电玻璃、光纤预制棒、高端石墨材料等)。②先进结构材料(主要包括高性能铝合金、镁合金、钛合金、高温合金材料、特种铸锻件、特种优质钢材、耐热耐磨轻质高强工程塑料、高端通用树脂等)③高性能复合材料(主要包括树脂基、碳陶瓷基、金属基复合材料等)。
1.7 新能源汽车产业
对于纯电驱动汽车,其涉及技术主要有:动力电池技术、驱动电机技术和电子控制技术等。
2 电力电子技术在战略性新兴产业发展中的地位
电力电子技术为战略性新兴产业提供了高性能、高精度、高效率的各种容量电控和电源设备,成为发展这些产业的关键和基础。
3 电力电子技术在战略性新兴产业中的应用
3.1 在节能中的应用
(1)电动机节能运行
①变频调速节电
根据负载特性改变电机转速,达到节电效果。通过调速达到节能的负载主要有:风机、水泵、油泵等。
②改善功率因数节电
交流异步电动机的无功就地补偿就是将补偿电容器组直接与电动机并联运行。
③轻载调压节电
当电动机处于轻载运行时,若适当调节电动机定子的端电压,就会降低电动机的励磁电流,从而降低铁耗和从电网吸收的无功功率。
(2)无功功率的补偿
动态无功功率补偿的节能来自两个方面:
①谐波电流流人电网,在变压器漏抗和线路电阻上产生压降,造成网压畸变。畸变的网压将产生高次谐波电流,使负载产生额外的损耗,这种现象被称为谐波的负载损耗。
②无功电流在供配电系统中流动,产生与视在电流平方成正比的供配电损耗。
(3)高效节能照明
高效节能灯是指发光效率较高的电光源。近几年我国推广的节能灯有:稀土荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯、双绞丝型的白炽灯等。稀土荧光灯是国内居民家庭、商店、宾馆、饭店等场所重点推广的光源。
3.2 在电力系统中的应用
(1)高压直流输电技术(HVDC)
①超高压直流输电技术
在远距离大容量输电、异步
联网、海底电缆送电等方面具有优势,因而得到了广泛应用。超大容量直流输电的成功条件之一是受端有强大的交流系统,提供足够的短路电流(换相电流)。
②柔性直流输电技术
以电压源换流器和IGBT为核心,是新一代更为灵活、环保的直流输电技术,在降低城市配电网短路电流、解决可再生能源并网难题、海岛供电及向能源紧缺和特殊地区的供电等领域发挥积极作用。柔性直流输电系统的换流器采用自换相方式,可四象限运行且有功、无功功率独立控制。
(2)柔流输电技术(FACTS)
FACTS 技术是指以电力电子设备为基础,结合现代控制技术来实现对原有交流输电系统参数及网络结构的快速灵活控制,从而达到大幅提高线路的输送能力和增强系统稳定性、可靠性的目的。
FACTS 技术已从原有的基于半控器件的静止无功补偿器(SVC)、可控串补(TCSC)技术发展到现在的基于可关断器件的静止同步补偿器(STATCOM)、统一潮流控制器(UPFC)等技术。
本文介绍在开关模式电源中利用数字电源技术实现省电的方法。输入线路电压范围内的开关频率控制
开关模式电源的主要功率损耗源包括:开关损耗、磁芯损耗、铜损耗、栅极驱动损耗和流经电容ESR的纹波电流。开关频率会对这些损耗产生直接影响。本节说明如何优化开关频率以降低功率损耗,同时保持整体性能不变。
以全桥拓扑结构为例,输出电感的峰峰值电流纹波为
I=(Vin×D×(1-2 D))/(n×Lo×fsw) (1)
式中,Vin是输入电压;D是占空比;n是匝比;Lo是输出电感;fsw是开关频率。
图1举例说明了输出电感电流纹波与输入电压的关系。可以看出,输出电感电流以非线性方式随着输入电压而变化。为了满足输出纹波要求,开关频率应足够高,以使最大输入电压时的I保持在限值以内,但在大多数输入电压情况下,效率无法达到最优水平。
如果我们通过一个算法来使开关频率发生变化,就可以在线路电压较低时降低开关频率。这样,电源既能实现高效率,又能使输出电流纹波保持在可接受的范围内。利用数字电源控制器可以轻松实现这种算法。
自适应死区控制
适当的死区设置对于提高效率十分重要。死区过长,会增大硬开关和体二极管的高导通损耗所引起的功率损耗。死区过短,会增大交叉导通所引起的功率损耗。为了实现高效率,优化死区是必要的。但在不同的工作条件下,死区优化值也不同。例如,在满负载条件与轻负载条件下,或者在高线路电压条件与低线路条件下,死区优化值是不同的。
为了解决这一问题,需要引入自适应死区控制功能。一种简单的解决办法是根据不同的输出电流阈值提供多个死区设置。通过对这些设置进行编程,可以优化不同负载条件下的死区。图2举例说明了如何根据负载电流设置死区。
轻负载模式和深度轻负载模式
为在整个负载范围内实现省电,可以将开关电源设置为不同的工作模式,包括正常模式、轻负载模式和深度轻负载模式。在不同的工作模式下,同步整流器采用不同的工作方案。
当电源在中高负载下工作时,使能正常模式。同步整流器与全桥PwM(脉宽调制)通道互补。当负载降为满负载的20%~30%时,使能轻负载模式。这种模式下,同步整流器仍然有效,但它与全桥PWM通道同相。当负载非常小时,可以使能深度轻负载模式。在这种模式下,同步整流器禁用。
利用负载电流信息,可以为数字电源控制器设置不同的轻负载和深度轻负载阈值。图3显示了正常模式、轻负载模式和深度轻负载模式的工作情况。
切相控制
交错技术可改善电路效率,减小输出电流纹波,提高有效纹波频率,降低输出滤波器电容要求。交错方法还能显著降低输入滤波器电感和电容要求。两相并行工作可降低满负载下的导通损耗,但会提高轻负载下的开关损耗。一相关闭时,导通损耗会提高,但开关损耗会降低,从而在轻负载下获得更高的效率。通过监控输出电流,可以实现对相数的实时优化。用户可以更改切相(phase shedding)的负载电流阂值。
在两相系统中,控制器应能利用交错相位工作,还能平衡电流并增加相位或进行切相。利用数字控制技术,可以在控制器中轻松实现这些功能。图4显示了在轻负载条件下利用切相控制提高效率的实验测试结果。
冷冗余
在空闲模式和其他低功耗条件下,为了提高系统能效并实现省电,需要引入冷冗余模式。在这种模式下,控制电路仅仅激活省电所需的电源模块,其他电源模块关闭,处于待机状态。一旦负载变大,或者在用电源发生故障,就可以激活冗余电源。
为实现冷冗余,开关电源控制器应能在不同情况下监控系统并控制电源。例如,数字控制器能够检测负载和故障条件,然后采用不同的软启动时序激活待机电源。与模拟解决方案相比,数字电源技术更灵活,能够对冷冗余进行智能控制。
1.1学历层次需求
一直以来,我国对应用电子技术行业的学历没有太多强制性的要求,使得应用电子技术人才的学历参差不齐。现在许多企业为了提高资质等级,对应用电子技术人才的学历提出了更高的要求,普遍需要动手能力强的大中专学生。除此之外,由于企业竞争的白热化日益严重,许多企业都不愿意用更多的花费进行人才培训,为了提高人才利用率,就需要能够直接上岗的应用电子技术人才。
1.2综合素质需求
除了要具备专业的技能水平,应用电子技术人才还需要具备完善的综合素质,如心理素质、业务素质和身体素质。现代企业无论是从人文素质方面还是职业道德方面都对应用电子技术人才提出了更高的要求。由于应用电子技术行业的流动性和劳动强度过大等原因,决定了应用电子技术人员必须要具有勇于奉献和吃苦耐劳的道德品质和职业精神。
2多能力结构的应用电子技术人才的培养目标
从广义上来说,多能力结构的应用电子技术人才培养的主要目标是坚决拥护党的基本路线,有专长有特色、德智体全面发展的,并且能够适应管理、建设、服务和生产的全方位技术应用型的人才。从多能力结构的应用电子技术人才的具体培养目标来看,人才培养的目标首先是使技术人才拥有良好的道德素质和政治素质,具备正确的人生观、世界观和价值观,养成良好职业道德和社会公德。其次,牢固掌握所学的单片机控、电子电路、电路分析等专业基础理论知识。能够较好的操作和应用计算机、以及计算机软件,增强实践动手的能力,并能适应一线的工作岗位。最后,运用所学的技能和理论知识辅助电子产品的开发与设计,并进行产品的检测和维修等服务工作。
3多能力结构的应用电子技术人才培养新规划
多能力结构的应用电子技术人才培养新规划是紧密围绕培养目标,为社会培养出优秀的技能应用型人才。因此,人才培养规划方案不但要适应当今社会的发展需求,还要突出专业技能、综合素质培训,同时注重专业能力拓展。
3.1坚持社会需求导向
多能力结构的应用电子技术人才培养规划必须以社会需求为导向,及时关注和了解电子行业的发展趋势和目前的发展状况。对社会需求进行调研工作,并聘请行业专家来进行专业规划的指导以及制定相应的培养计划。时刻观察社会需求变化的趋势,及时对专业方向和专业结构作出调整,并完善人才培养方案。
3.2注重专业技能和综合素质培养
在进行人才培养规划时,应该合理的分配专业实践培养与理论培养的比重,突出专业技能培养的同时强调实践培养;基础专业的培养应紧密的围绕培养目标以及新技术在社会发展中的应用,对缺乏的工艺和人员设立相应的培养课程;加强生产实训和实践教学的培养力度,设立现场实验、教学,以及基本的专业综合、技能实训;实行2+1的培养模式,重视与相关电子技术企业加强合作,开发实践教学的基地,学生前两年可以在学校接受教育,培养理论知识、专业技能和职业素质,最后一年到企业顶岗实习。根据应用电子技术的特点,不断的完善培养的内容从而优化培养中的教学体系,以更好的满足社会需求。
3.3加强专业能力的拓展
专业能力拓展包括电子设计大赛、课外实验、科学实践等。鼓励学生积极参加学校、全省和全国的设计类以及电子制作的比赛,争取获得相关电子行业的资格证书。学生在校期间学校应组织电子协会开展社会实践,让大部分学生加入到电子协会的服务之中。除此之外,开放电子制作的使用和设计实验、综合设计实验以及项目的开发和研制,为技术人员提供更多参加研制和开发的机会。