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家庭电源技术的创新与发展

 1、电源技术的创新

1947年底晶体管问世,随后不到十年,可控硅整流器(SCR,现称晶闸管)在晶体管渐趋成熟的基础上问世,从而揭开了电源技术长足发展的序幕。半个世纪以来,电源技术的发展不断创新。

1.1高频变换是电源技术发展的主流

    电源技术的精髓是电能变换,即利用电能变换技术,将市电或电池等一次电源变换成适用于各种用电对象的二次电源??氐缭丛诘缭醇际踔姓加兄匾匚?,从20kHz发展到高稳定度、大容量、小体积、开关频率达到兆赫级的高频开关电源,为高频变换提供了物质基础,促进了现代电源技术的繁荣和发展。高频化带来的最直接的好处是降低原材料消耗,电源装置小型化,加快系统的动态反应,进一步提高电源装置的效率,有效抑制环境噪声污染,并使电源进入更广阔的领域特别是高新技术领域,进一步扩展了它的应用范围。

1.2新理论、新技术的指导

谐振变换、移相谐振、零开关PWM、零过渡PWM等电路拓扑理论;功率因数校正、有源箝位、并联均流、同步整流、高频磁放大器、高速编程、遥感???、微机监控等新技术,指导了现代电源技术的发展。

1.3新器件、新材料的支撑

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、功率场效应晶体管(MOSFET)、智能IGBT功率??椋↖PM)、MOS栅控晶闸管(MCT)、静电感应晶体管(SIT)、超快恢复二极管、无感电容器、无感电阻器、新型铁氧体、非晶和微晶软磁合金、纳米晶软磁合金等元器件,装备了现代电源技术,促进产品升级换代

 1.4控制的智能化

控制电路、驱动电路、?;さ缏凡捎眉勺榧???刂频缏凡捎萌只???刂剖侄斡梦⒋砥骱偷テ槌傻娜砑刂品绞?,达到了较高的智能化程度,并且进一步提高了电源设备的可靠性。

1.5电源电路的??榛?、集成化

    电源技术发展的特点是电源电路的??榛?、集成化。单片电源和??榈缭慈〈缭?,功率集成技术简化了电源的结构。已经在通讯、电力获得广泛应用,并且派生出新的供电体制—分布式供电,使集中供电单一体制走向多元化。

1.6电源设备的标准规范

电源设备要进入市场,今天的市场已是超越区域融贯全球的一体化市场,必须遵从能源、环境、电磁兼容、贸易协定等共同准则,电源设备生产厂家必须接受安全、EMC、环境、质量体系等种种标准规范的认证。

2、电源技术的发展

随着科学技术的发展,对电源技术的要求越来越高,规格品种越来越多,技术难度越来越大,涉及的学术领域也越来越广。特种电源(或称工业电源)应用的对象具有多样性、新颖性和复杂性,要求特种电源设备不仅要保证内在性能的完美,而且要赋于其各式各样特定的外特性以及和外部的接口方式,这就决定了特种电源技术必须兼收并蓄众多学科的精华,融汇各行各业的科技成果。特种电源输入多为交流市电,输出有直流、交流或脉冲形式。

2.1交流变频调速器

交流变频调速器电源驱动交流异步电动机实现无级调速,已在电气传动中占据越来越重要的地位,并且已获得巨大的节能效果。应用于产业自动化,风机、水泵流量控制,细纱机、捻纱机程序控制,恒压供水可多泵并联,造纸机械变频同步控制。最大功率达500kW。将交流变频调速技术应用于空调器中,具有舒适、节能等优点。

2.2电解、电镀电源

电解、电镀电源要求稳流、稳压。电解生产需要消耗巨大的直流电能,由大功率整流设备供给,采用晶闸管稳流、有载调压加饱和电抗器稳流方式,最大输出容量3~350V,5~150kA。脉冲电源用作金属表面电化学过程,输出容量0~100V,10~4000A。逆变式真空离子镀膜电源性能的优劣直接影响镀膜性能的高低。

2.3高频逆变式整流焊机电源

高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效率、省材料的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁地处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性成为关键问题。额定焊接电流可达500A。多用等离子体切割焊机切割电流达20~90A,焊接电流为5~320A。

2.4中频感应加热电源

中频感应加热电源可广泛应用于各行业的金属熔炼,表面谇火处理以及透热弯管等领域。至今仍主要采用快速或高频晶闸管,频率为500~80000Hz,功率为100~3000kW,与国外产品相比有一定差距。

2.5电力操作电源

电力操作电源是为发电厂、水电站及500kV、220kV、110kV、35kV等各类变电站提供直流的电源设备,包括供给断路器分合闸及二次回路的仪器仪表、继电?;?、控制、应急灯光照明等各类低压电器设备用电。最大输出电压315V,最大输出电流120A。

2.6正弦波逆变电源

正弦波逆变电源要求高精度稳压、稳频、并要求波形品质。400Hz中频逆变电源三相容量30~90kVA,稳压精度2%,稳频精度0.1%,波形失真小于3%,能适应各种负载。同时发展了邮电通讯专用逆变电源,电力系统、发电厂及直流电池屏专用逆变电源,车船载逆变电源,太阳能及风力发电系统专用逆变电源等。

2.7大功率高频高压直流电源

大功率高频高压直流电源得到广泛的应用,如工业上用于环保的静电除尘、污水处理、激光器等。医学方面用于X光机、CT等大型设备??蒲猩嫌糜诟吣芪锢?、等离子体物理。军事上雷达发射器。最高电压可达800kV。

 2.8荧光灯镇流器

电子镇流器的核心是一个高频发生器。当荧光灯工作在几千赫的较高频率下,将灯和高频电路匹配,能够较大幅度地提高光效而达到节能目的。功率因数提高到接近1的水平。

2.9动态静止无功补偿装置

动态静止无功补偿装置在电压等级、装置容量上不断提高,实现了全数字化计算机控制,我国已在钢厂等企业得到了成功应用,取得了较大的经济效益和社会效益。

由上述可见,电源技术的创新,促进电源技术迅速发展,它将为生产和科技进步做出更大的贡献,可以预言,电源技术和电源设备将成为新世纪的主导技术和主流产品。