1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電力電子技術(shù)在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用高熹 1摘要：電力電子技術(shù)，也稱為節(jié)能技術(shù)，在節(jié)能工作中發(fā)揮著重要的作用。關(guān)鍵詞：電力電子；節(jié)能0 引言如今，能源危機已經(jīng)成為未來全球發(fā)展一個必須面對和必須解決的大問題。在我國，人均占有的能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，在未來，中國經(jīng)濟的快速增長對能源的需求將有越來越高的要求，在能源相對緊缺的情況下，節(jié)能和開發(fā)利用可再生能源是保障經(jīng)濟發(fā)展的必由之路。而電力電子技術(shù)在優(yōu)化電能方面作用突出。通過電力電子技術(shù)對電能的處理，使電能的使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實現(xiàn)了電能使用最佳化。不僅可以提高效率，優(yōu)化性能，還節(jié)約原材料。推廣應(yīng)用電力電子技術(shù)是節(jié)能的一項戰(zhàn)

2、略措施，我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應(yīng)用項目。1 電力電子節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)1.1 高頻技術(shù)改變頻率能夠增加電源的利用率，因此，在改變頻率的基礎(chǔ)上，再使頻率增大，就能夠更加有效充分地利用材料和能源，由此可以達(dá)到節(jié)能的效果。1.2 開關(guān)變頻技術(shù)開關(guān)變頻技術(shù)是一種有效的節(jié)能技術(shù)，主要針對的是固定工頻的。開關(guān)變頻技術(shù)可以有效的解決設(shè)備在低功率狀況下運行等相關(guān)的問題。因為工頻作為發(fā)電的最佳頻率，并不是所有用電設(shè)備的最佳頻率，因此會導(dǎo)致很多設(shè)備長時間在低功率因數(shù)以及低效率狀況下運行。并且，開關(guān)電源有性能好，體積小，效率高等優(yōu)點，在電力電子裝置中已成為一項關(guān)鍵的技術(shù)。1.3 有源功率因數(shù)校正技術(shù)在功率因數(shù)增

3、大時，輸出的有功功率也在增大，因此，無功功率就會減小，這樣電能的利用率就提高了，因此，此技術(shù)可以利用在節(jié)能工作中。1.4 軟開關(guān)技術(shù)軟開關(guān)技術(shù)是相較于硬開關(guān)技術(shù)而言的。硬開關(guān)技術(shù)指的是在開關(guān)過程中電流和電壓都不為零，并且會出現(xiàn)重疊。但是硬開關(guān)技術(shù)會使得電壓以及電流的變化過快，導(dǎo)致開關(guān)噪聲。軟開關(guān)就是可以降低開關(guān)噪聲和開關(guān)損耗，同時進(jìn)一步提高開關(guān)頻率。2 電力電子在節(jié)能中的實例2.1 LED 發(fā)光二極管簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。砷化鎵二

4、極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍(lán)光。因化學(xué)性質(zhì)又分有機發(fā)光二極管OLED和無機發(fā)光二極管LED。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(jié)電等優(yōu)點。2.2 電機調(diào)速在過去，電機調(diào)速技術(shù)上的應(yīng)用僅是在對直流電機的調(diào)速和控制，同時還可利用在的是晶閘管可控整流。由于全控器件的出現(xiàn)和發(fā)展，促進(jìn)了交流電機的變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展。采用變頻調(diào)速的交流電機可以減小閥轉(zhuǎn)角度，使得流量減小了，但是提升了流體經(jīng)過閥門的阻力，所以功率消耗的變化非常小，可以帶來的節(jié)能效益十分巨大。可以同時可以采用電磁轉(zhuǎn)差離合器或液壓離合器來改變輸出軸的轉(zhuǎn)速，電機轉(zhuǎn)速保持不變，事

5、實上是以離合器消耗功率來降低轉(zhuǎn)速。2.3 電車用柵極可關(guān)斷晶閘管（GTO）開發(fā)的直流高效調(diào)速方式的載波調(diào)波裝置，以取代電阻器，用于城市電車、工礦電機車和電瓶車調(diào)速運行，可節(jié)電20左右。沈陽市改造了500輛無軌電車，年節(jié)電400多萬千瓦時。如將GTO載波技術(shù)推廣到全國，則可節(jié)電1030億千瓦時。2.4 高頻感應(yīng)加熱設(shè)備在金屬淬火、彎管、特殊材料的熔煉等方面，有效率更高的高頻感應(yīng)加熱設(shè)備，頻率范圍在100300kHz居多，國外有的達(dá)465kHz。值得注意的是，高頻設(shè)備不僅具備可取代燃燒、電阻加熱和工頻感應(yīng)加熱設(shè)備的優(yōu)越性，而且還具備自身不斷更新的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的電子管高頻設(shè)備換代為全固態(tài)化即全半導(dǎo)體化

6、高頻設(shè)備，在煙葉烘干、塑料粘合等行業(yè)，高頻介質(zhì)加熱顯示出更大的威力，比電阻等加熱方式節(jié)電3050，其有效頻率在130MHz之間。2.5 變頻空調(diào)變頻空調(diào)是在常規(guī)空調(diào)的結(jié)構(gòu)上增加了一個變頻器。壓縮機是空調(diào)的心臟，其轉(zhuǎn)速直接影響到空調(diào)的使用效率，變頻器就是用來控制和調(diào)整壓縮機轉(zhuǎn)速的控制系統(tǒng)，使之始終處于最佳的轉(zhuǎn)速狀態(tài)，從而提高能效比（比常規(guī)的空調(diào)節(jié)能至少30%）。2.6 新能源利用風(fēng)能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮艿刃履茉窗l(fā)電，是克服能源危機(煤、石油、天然氣等化石類能源匱乏)的重要措施，它們是可再生的綠色能源：對環(huán)境和氣候的影響也會得到緩解，但是這些能源轉(zhuǎn)換的電能，其電壓、頻率難免波動，也無法并網(wǎng)應(yīng)用

7、。通過電力電子變換裝置，能使這些波動能的電能以恒壓恒頻方式輸出，以便這些新能源發(fā)電實用化。3 電力電子技術(shù)在節(jié)能領(lǐng)域的現(xiàn)狀與展望現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家電能的75要經(jīng)過這種變換或控制后使用，預(yù)計 21 世紀(jì)將達(dá)到95以上。目前我國經(jīng)過變換或控制后使用的電能僅占30，70的電能仍采用傳統(tǒng)的傳輸方式， 可見電力電子技術(shù)在國內(nèi)發(fā)展的潛力是十分巨大的。在節(jié)電方面，針對風(fēng)機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應(yīng)加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調(diào)查，潛在節(jié)電總量相當(dāng)于1990年全國發(fā)電量的16%，一般運用電力電子技術(shù)節(jié)能效果可達(dá)10%-40%。從整體上來說，對傳統(tǒng)電器設(shè)備利用電力電子技術(shù)來進(jìn)行改造。在電能節(jié)省效率上可以達(dá)到20，如果該技術(shù)可以實現(xiàn)在全國范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，其節(jié)省的電能可以達(dá)到500億千瓦時，這個數(shù)值是非?？捎^的。同時，由于電力電子理論的不斷更新完