電力電子中的能源要經(jīng)過電力電子設(shè)備的轉(zhuǎn)換,才能為使用者提供服務(wù)?《電力電子技術(shù)》是新時(shí)期下一門特殊的教學(xué)科目,要求學(xué)生掌握一定的電子電力知識,學(xué)會(huì)利用電力電子器件對電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換?電力電子轉(zhuǎn)換主要包括“電力電子器件?變流電路和控制電路”三個(gè)部分,每一部分都非常重要,在開關(guān)電源中起到關(guān)鍵的作用?
1電力電子技術(shù)的發(fā)展及其特點(diǎn)
電力電子技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)漫長的發(fā)展過程?最早應(yīng)該追溯到第一個(gè)晶閘管(FGH)的誕生?“晶閘管”是美國一家通用電氣公司的問世標(biāo)志,為電力電子技術(shù)的發(fā)展開了先河,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用?目前很多家用電源開關(guān)內(nèi)部使用的都是FGH,是第一代半控型器件,不能自行關(guān)斷,需要使用者根據(jù)需求進(jìn)行操作?以FGH為核心的變流電路在電子能源轉(zhuǎn)換過程中扮演著重要的角色,主要功能是使交流變成直流,為用戶提供全面的安全服務(wù)?
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電力電子技術(shù)水平也呈現(xiàn)出不斷發(fā)展的趨勢?傳統(tǒng)的FGH逐漸被“GTR?GTO”等新穎的電力轉(zhuǎn)換器件所代替,從“傳統(tǒng)電力電子技術(shù)”向“現(xiàn)代電力電子技術(shù)”轉(zhuǎn)變?電力電子器件的研究和開發(fā),也推動(dòng)了當(dāng)前電力行業(yè)的進(jìn)步,使人們進(jìn)入高頻化和智能化的電力時(shí)代?“IGBT”的出現(xiàn),更是實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)之間的非同期互聯(lián),解決了很多電源開關(guān)的不穩(wěn)定問題,避免電路中出現(xiàn)短路和功損?
很多家居用品和用電器等,都需要配置相應(yīng)的開關(guān),才能為用戶提供便利,有效的實(shí)現(xiàn)開關(guān)和電路互通?在電源開關(guān)系統(tǒng)中加入電力電子應(yīng)用,是新時(shí)期的科技需求,也是每個(gè)家電設(shè)計(jì)工作者需要掌握的重點(diǎn)技術(shù)?影響電力傳輸?shù)囊蛩赜泻芏?/span>,比如“電路的距離?電壓的大小?傳輸電線的質(zhì)量?電路設(shè)備的品牌”等,這些都會(huì)影響電流在線路中的傳輸速率?如果電路距離過長?電壓強(qiáng)度不夠?電路設(shè)備不夠完善,就有可能降低電源開關(guān)的反應(yīng)靈敏度,增加電路能量的消耗?此外,有的用戶不注意用電安全,反復(fù)使用電源開關(guān),就會(huì)導(dǎo)致短路電流,燒斷保險(xiǎn)絲等問題出現(xiàn),甚至產(chǎn)生漏電的危險(xiǎn),對用戶的人身安全產(chǎn)生威脅?所以新時(shí)期的電力工作者必須事先預(yù)想這些可能存在的安全隱患,做出有效的應(yīng)對政策和解決措施,加大電力電子技術(shù)在電源開關(guān)中的應(yīng)用?
傳統(tǒng)的電力傳輸系統(tǒng)比較簡單,不存在電容充電電流,電力的功率損耗也相對較小,這適合小家電的用戶使用?很多大型的家用電器,比如“電冰箱?洗衣機(jī)?電視機(jī)?跑步機(jī)”等,就需要改變傳統(tǒng)的電力傳輸系統(tǒng),采用高壓直流輸電輸送的方式,使電源系統(tǒng)擁有較快的調(diào)節(jié)速度,方便用戶的操作,并且投入到市場當(dāng)中使用?這些大功率的電子器件,電流的傳輸形式和傳統(tǒng)的小電路不同,用戶在使用時(shí)必須注意安全,建立有效的防范意識,逐漸改善高壓直流輸電設(shè)備的性能?
2開關(guān)電源的種類和特點(diǎn)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和運(yùn)用,各種各樣的電源開關(guān)出現(xiàn)在人們生活當(dāng)中?根據(jù)電路類型和電流傳輸方式的不同,開關(guān)電源主要分為以下幾類?
(1) 傳統(tǒng)輸入和輸出的類型?由于輸入和輸出方式的區(qū)別,可以將開關(guān)電源分為“DC/DC和AC/DC”兩種變換器?“DC/DC”模式更注重電流的可靠性和安全性,而“AC/DC”注重的是電源開關(guān)的低耗和低噪聲設(shè)計(jì),給用戶提供更提心的服務(wù)?根據(jù)兩種電流傳輸形式不同,用戶需要選擇適合自己家庭的電源開關(guān),發(fā)揮“DC/DC和AC/DC”兩種變換器的價(jià)值和作用?
(2) 可以通過驅(qū)動(dòng)方式的不同,可以將開關(guān)電源分為“接觸式和非接觸式”兩種?通過字面意思理解,“接觸式”需要用戶接觸電源開關(guān)才能進(jìn)行相關(guān)的操作,而“非接觸式”則強(qiáng)調(diào)智能化和自動(dòng)化,用戶遠(yuǎn)程即可實(shí)現(xiàn)對電源開關(guān)的控制?“接觸式”的開關(guān)比較傳統(tǒng),但是靈敏度極高,“非接觸式”的開關(guān)雖然更加智能化,但助長了人們懶惰的思想?無論是哪種類型的電源開關(guān),只要是用戶需要的,都值得各大企業(yè)的充分研究和發(fā)展?
(3) 根據(jù)控制方式的不同,還可以將開關(guān)電源分為“PWM?PFM?脈沖寬度調(diào)制”三種?每一種電源開關(guān)都有自己的價(jià)值和特點(diǎn),用戶可以根據(jù)自己的需要自行選擇?PWM是“脈沖寬度調(diào)制式”;PFM是“脈沖頻率調(diào)制式”?只有把握電力電子能量傳輸?shù)姆绞胶头椒?/span>,才能不斷提高電源開關(guān)的使用性能,有效保證開關(guān)電源的使用效率,減少不必要的能量損耗?
3電力電子技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用
在了解電源開關(guān)之后,需要對電力電子技術(shù)在開關(guān)電源中的應(yīng)用進(jìn)行分析?通常情況下,電源開關(guān)都是利用“R-C或是L-C”的緩沖器?這種緩沖器有利于降低開關(guān)電源的能量損耗,為用戶解決“開關(guān)反應(yīng)慢”等問題,追求開關(guān)電源的高頻化?但這種緩沖器的使用,可能會(huì)導(dǎo)致開關(guān)噪聲的增加,還存在多種實(shí)用化方面的問題?相關(guān)的技術(shù)人員可以引入“諧振轉(zhuǎn)換電路技術(shù)”,為用戶提供較高的服務(wù)保障,在實(shí)現(xiàn)高頻化的同時(shí)降低噪音?
隨著智能科技的持續(xù)進(jìn)步,不間斷電源(UPS)逐漸出現(xiàn)在大眾的視野中?UPS是結(jié)合了計(jì)算機(jī)?通信系統(tǒng)等多種高科技?高性能的電源,能實(shí)現(xiàn)智能化的管理和控制系統(tǒng),極大的提高了開關(guān)電源的使用效率?很多較大功率的“M0SFET?IGBT”等現(xiàn)代化電力電子器件,也可以作為不間斷電源的應(yīng)用模塊,以便實(shí)現(xiàn)對UPS的智能化管理,使電力電子系統(tǒng)趨于簡單化和科技化?此外,開關(guān)電源中的主電路設(shè)計(jì),也有特定的需求,不能胡亂搭配電器元件?電路中的電子設(shè)備,必須滿足非線性的特點(diǎn),才能實(shí)現(xiàn)對電路的多路控制,使控制系統(tǒng)更加的結(jié)構(gòu)化和內(nèi)容化?開關(guān)電源的使用頻率,可以通過電路的時(shí)間周期來控制實(shí)現(xiàn),必要時(shí)可以引入通過“模糊控制?微機(jī)控制?人工控制”等多種技術(shù)來實(shí)現(xiàn),以便為用戶提供有效的控制系統(tǒng)?
有的用戶對家電的用電安全有較高的要求?比如“母嬰室”?“兒童用電器”?“家用熨斗”等,使用者一般都是女性或小孩子,他們不懂得電力的傳輸流程,缺乏一定的安全意識?小孩子在使用這些大功率用電器時(shí),容易發(fā)生危險(xiǎn),漏電和跳閘時(shí)不知道如何解決,甚至發(fā)生安全隱患?為避免這些現(xiàn)象的發(fā)生,電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者可以采用“柔性交流輸電系統(tǒng)”,從本質(zhì)上強(qiáng)化家用電器的防漏電功能,才能極大的保障用戶的使用安全,為廣大群眾提供切實(shí)可行的電力服務(wù)?
科學(xué)技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展,使電力傳輸系統(tǒng)成為各行各業(yè)的重點(diǎn)研究項(xiàng)目,同時(shí)也為“FACIS”技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了先行性的條件?我們可以運(yùn)用電力電力科技,在電源開關(guān)中加入“IGBT?FACTS”等可關(guān)斷器件原件,改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),提升電源開關(guān)的靈敏程度?無論是電路傳輸系統(tǒng)一致還是相位相反的電流,都要做好詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃,才能有利于實(shí)現(xiàn)電路傳輸?shù)目煽啃?/span>,擴(kuò)大開關(guān)電源結(jié)合電力電子的市場活動(dòng)?新時(shí)代在不斷向前發(fā)展,只有結(jié)合新時(shí)代的科學(xué)技術(shù),才能提高開關(guān)電源的使用價(jià)值?電力企業(yè)要廣招賢才,收賢納士,讓更多的專業(yè)技術(shù)人員參與電力行業(yè)的研究和開發(fā)過程?
總而言之,開關(guān)電源是現(xiàn)代電力電子技術(shù)最常見的應(yīng)用?但是,開關(guān)電源在運(yùn)行過程中也存在著電路復(fù)雜?電磁干擾等多種電路問題,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)影響用戶的使用體驗(yàn)?為了保證電力電子輸出能量的可靠性,相關(guān)的技術(shù)人員一定要了解電力電子技術(shù)的發(fā)展及其特點(diǎn),才能促進(jìn)開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,保證主電路正常工作,為人類的社會(huì)發(fā)展和生活動(dòng)態(tài)提供各方面的支持?
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