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時(shí)間：2023-09-20 10:37:38
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現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1、整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
2、逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
3、變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用
1、一般工業(yè)
工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電機(jī)的調(diào)速性能可與直流電機(jī)相媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。大至數(shù)千kW的各種軋鋼機(jī)，小到幾百W的數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)，以及礦山牽引等場(chǎng)合都廣泛采用電力電子交直流調(diào)速技術(shù)。一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來也采用了變頻裝置，以達(dá)到節(jié)能的目的。還有些不調(diào)速的電機(jī)為了避免起動(dòng)時(shí)的電流沖擊而采用了軟起動(dòng)裝置，這種軟起動(dòng)裝置也是電力電子裝置。電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻、中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合。
2、交通運(yùn)輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)。電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置，交流機(jī)車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機(jī)傳動(dòng)外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。電動(dòng)汽車的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)汽車中需要許多控制電機(jī)，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制。飛機(jī)、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術(shù)。如果把電梯也算做交通運(yùn)輸，那么它也需要電力電子技術(shù)。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，而近年來交流變頻調(diào)速已成為主流。3、電力系統(tǒng)
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)估計(jì)，發(fā)達(dá)國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一?？梢院敛豢鋸埖卣f，如果離開電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì)，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發(fā)展起來的柔流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實(shí)現(xiàn)的。無功補(bǔ)償和諧波抑制對(duì)電力系統(tǒng)有重要的意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無功補(bǔ)償裝置。近年來出現(xiàn)的靜止無功發(fā)生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優(yōu)越的無功功率和諧波補(bǔ)償?shù)男阅堋Ｔ谂潆娋W(wǎng)系統(tǒng)，電力電子裝置還可用于防止電網(wǎng)瞬時(shí)停電、瞬時(shí)電壓跌落、閃變等，以進(jìn)行電能質(zhì)量控制，改善供電質(zhì)量。
在變電所中，給操作系統(tǒng)提供可靠的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。
4、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級(jí)的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因?yàn)楦鞣N信息技術(shù)裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術(shù)離不開電力電子技術(shù)。
5、家用電器
照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，它正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子。電視機(jī)、音響設(shè)備、家用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外，有些洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
一、電力電子技術(shù)的發(fā)展
1957年美國通用電氣公司研制出了第一個(gè)晶閘管，標(biāo)志著電力電子技術(shù)的誕生。而1958年以集成電路的誕生為標(biāo)志的微電子技術(shù)帶動(dòng)了一系列高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，標(biāo)志著第一次電子技術(shù)革命的開始?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子器件按照能被控制電路信號(hào)所控制的程度分為不可控器件、半控型器件和全控型器件。不可控器件主要指電力二極管、該二極管雖不可控，可因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)簡單，使用方便成本低，仍被廣泛應(yīng)用。半控型器件主要指晶閘管，由它所組成的電路靈活成熟、開關(guān)損耗小、開關(guān)時(shí)間短，在電源、通用逆變器、電機(jī)控制等電路中應(yīng)用廣泛。但驅(qū)動(dòng)電流大、耐浪涌電流能力差、容易受二次擊穿。以電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展為背景，全控型器件是在八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來了，主要有電力晶體管（GTR）、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（電力MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。其特點(diǎn)是集高頻、高壓和大電流于一身，是大型的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，全控型器件的誕生表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
二、現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
（一）電力系統(tǒng)及節(jié)能方面
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用著非常廣泛和重要，在發(fā)電通過改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的；而電子技術(shù)在高壓輸電領(lǐng)域的應(yīng)用，極大的提高了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，被稱為“硅片引起的第”；在配電領(lǐng)域，則通過電力電子裝置來防止電網(wǎng)瞬間停電、瞬間電壓跌落、閃變等，以進(jìn)行電能質(zhì)量控制，加強(qiáng)供電可靠性，改善供電質(zhì)量。同時(shí)還通過減少無功損耗，提高功率指數(shù)，來達(dá)到節(jié)能的目的。在發(fā)達(dá)國家有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上的電力電子變流裝置進(jìn)行處理。通過這種處理可以節(jié)約能源和提高用電設(shè)備的性能。直流輸電在長距離、大容量輸電中有很大的優(yōu)勢(shì)，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都使用晶閘管變流裝置。
（二）交通運(yùn)輸
電子技術(shù)在鐵路運(yùn)輸、船舶、航天、電動(dòng)汽車等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，稱為新興產(chǎn)業(yè)不可缺少的重要技術(shù)。新型環(huán)保綠色電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力電動(dòng)汽車都正在積極的發(fā)展中。汽車是靠汽油引擎的運(yùn)行發(fā)展起來的一種機(jī)械，它排出大量的二氧化碳與其他廢氣，嚴(yán)重污染了環(huán)境。而綠色電動(dòng)汽車的電機(jī)用蓄電池為能源，靠電力電子裝置來進(jìn)行電力變換與驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也是離不開電力電子技術(shù)的。顯然，未來電動(dòng)汽車大有可能取代燃油汽車。。而在電氣機(jī)車中的直流機(jī)車就是采用整流裝置來供電的，而交流機(jī)車則采用變頻裝置來供電，都離不開電子技術(shù)的應(yīng)用，直流折波器和鐵道車輛、磁懸浮列車中的電力電子技術(shù)更是關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。船舶、飛機(jī)也需要各種不同要求的電源，所以航海、航空都離不開電力電子技術(shù)。
（三）開關(guān)電源
首先高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)在帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì)的同時(shí)，也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代，計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源，率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)入了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。高頻開關(guān)電源（也稱為開關(guān)型整流器SMR）通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大，單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。開關(guān)電源的發(fā)展方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化，關(guān)鍵技術(shù)是高頻化。由于開關(guān)電源輕、小、薄的特點(diǎn)，其應(yīng)用日益廣泛。現(xiàn)在開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備，視聽產(chǎn)品，安防監(jiān)控，LED燈袋，電腦機(jī)箱，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。
（四）不間斷電源（UPS）
電子技術(shù)帶給計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的還有不間斷電源技術(shù)。所謂不間斷電源（UPS）是指計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量，另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
三、總結(jié)
90年代以后，電子技術(shù)朝著大功率化、模塊化、變頻化和智能化發(fā)展。電化學(xué)專業(yè)、鐵道電氣車、鋼鐵工業(yè)、電力工業(yè)的迅速發(fā)展給電力電子器件提供了用武之地。通過電子技術(shù)和微電子技術(shù)的結(jié)合，促成了功率集成電路的誕生，最終促使了大量新結(jié)構(gòu)、新材料器件等電子器件的誕生和發(fā)展，給工業(yè)、航天等帶來了極大的幫助和便利，對(duì)節(jié)約能源、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)作出了巨大的貢獻(xiàn)?？偠灾?，電力電子因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。
參考文獻(xiàn)：
[1]周明寶.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)制工業(yè)出版社，1985.
[2]陳國呈，周勤利.變頻技術(shù)研究[J].上海大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院學(xué)報(bào)，1995（6）：23-26.
現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件,綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。
當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來,電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。
1.電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1.1整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)取＿@時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日"能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源
高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。
逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題,也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關(guān)型高壓直流電源
大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。
國內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂"電力公害",例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。
2.9分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
3.高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開開關(guān)電源技術(shù)，通過開關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。
3.1高頻化
理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)"整流行業(yè)"的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為"開關(guān)變換類電源",其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于"標(biāo)準(zhǔn)"功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了"智能化"功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了"用戶專用"功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。3.3數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說,模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開了。
3.4綠色化
電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。
總而言之,電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實(shí)現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實(shí)現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源,僅國內(nèi)有20多億人民幣的市場(chǎng)需求,吸引了國內(nèi)外一大批科技人員對(duì)其進(jìn)行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢(shì)所趨,因此,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國內(nèi)市場(chǎng)正在啟動(dòng),并將很快發(fā)展起來。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。
參考文獻(xiàn)：
1.現(xiàn)代電力電子技術(shù)在煤礦電氣的應(yīng)用
傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用國際上，技術(shù)先進(jìn)的產(chǎn)煤國家，井下使用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和裝備已相當(dāng)廣泛。如調(diào)速變頻電牽引采煤機(jī)，風(fēng)機(jī)、水泵、提升機(jī)等礦用設(shè)備調(diào)速系統(tǒng)；原不調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速；原直流調(diào)速系統(tǒng)正被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)逐步代替。
1.1提高生產(chǎn)工藝流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)智能化水平
電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)是以生產(chǎn)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)裝置—電動(dòng)機(jī)為自動(dòng)控制對(duì)象、以微電子器件（包括微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）為核心、以電力電子裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在自動(dòng)控制理論指導(dǎo)下，按給定的規(guī)律控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)工藝的最佳要求，達(dá)到提高效率、降低能耗、提高產(chǎn)品（或系統(tǒng)運(yùn)行）質(zhì)量、減少系統(tǒng)環(huán)節(jié)、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的優(yōu)化效果?，F(xiàn)代變頻裝置的智能化程度比較高，自身具有很強(qiáng)的保護(hù)功能，對(duì)于被驅(qū)動(dòng)負(fù)載來說，它既是一個(gè)功能很強(qiáng)的控制環(huán)節(jié)，又是很準(zhǔn)確的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。作為電氣傳動(dòng)自動(dòng)化系統(tǒng)，可稱得上是控制和執(zhí)行器的機(jī)電一體化環(huán)節(jié)。采用此項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備，不但可容易地實(shí)現(xiàn)較高性能的單機(jī)自動(dòng)化，而且實(shí)現(xiàn)礦井的順槽自動(dòng)化控制要簡單和容易得多。
1.2提高電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電一體化水平，減小驅(qū)動(dòng)設(shè)備占用空間
電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電一體化是現(xiàn)代礦井采、掘、運(yùn)、提等大型生產(chǎn)裝備機(jī)電一體化的最重要組成部分，這不但可有效地提高生產(chǎn)工藝流程自動(dòng)化控制系統(tǒng)智能化水平，而且可有效地減小設(shè)備占用空間。由于井下空間有限，限制了裝備的體積及使用范圍：縮小裝備的體積可以有效地減少恫室開挖量，節(jié)約投資。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，發(fā)展無機(jī)械齒輪機(jī)，技術(shù)已日臻成熟，并且已進(jìn)入實(shí)用階段。如：交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、滾筒內(nèi)裝電動(dòng)機(jī)式提升絞車等已投入使用，既減少了機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)系統(tǒng)體積，又有效地提高了整體的傳動(dòng)效率，為礦井電氣傳動(dòng)系統(tǒng)改造提供了誘人的新技術(shù)前景。
2.現(xiàn)代電力電子技術(shù)在電機(jī)調(diào)速及拖動(dòng)中的應(yīng)用
礦井中電機(jī)是耗能大戶，并且集中在提升機(jī)電機(jī)通風(fēng)機(jī)電機(jī)、主排水泵電機(jī)、壓縮機(jī)電機(jī)以及采煤機(jī)電機(jī)等幾個(gè)大型電機(jī)上，耗能比較集中，因此為實(shí)現(xiàn)電力電子技術(shù)改造提供了方便。以TKD和JKMK系列提升機(jī)電控系統(tǒng)為主的交流提升電控系統(tǒng)在我國使用最為普遍，這些控制系統(tǒng)都是采用轉(zhuǎn)子附加電阻來調(diào)速的。由于交流提升機(jī)在減速段機(jī)械特性軟調(diào)速性能較差，后來又出現(xiàn)直流調(diào)速提升機(jī)，由于在開始發(fā)展直流控制系統(tǒng)時(shí)電力電子技術(shù)特別是大功率電力電子元件及控制模塊還不是很成熟，因此這種直流調(diào)速方案主要采用F—D系統(tǒng)（直流發(fā)電機(jī)拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)）。這種系統(tǒng)中拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)除了檢修以外，一般停機(jī)，因此電能浪費(fèi)嚴(yán)重，以某礦副井提升機(jī)為例：該礦副井提升機(jī)采用的是直流F—D直流拖動(dòng)系統(tǒng)，提升電機(jī)的功率是1250kw，為其提供直流電源的是功率為1450kw的直流發(fā)電機(jī)，拖動(dòng)發(fā)電機(jī)的是功率為1600kw的交流同步電動(dòng)機(jī)，在提升機(jī)進(jìn)行電力電子技術(shù)改造前每個(gè)月的耗電量在40—45萬kw·h之間。除此之外，整個(gè)控制系統(tǒng)仍然采用傳統(tǒng)的繼電器控制，所有參數(shù)也是模擬量，因此控制復(fù)雜、故障率高、參數(shù)易變、維護(hù)量大，每年的維修費(fèi)用15萬元左右，維修時(shí)間超過500h。該礦于2004年5月對(duì)電控系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造成電力電子整流直流調(diào)速系統(tǒng)，整套系統(tǒng)采用進(jìn)口整流控制柜和PLC控制系統(tǒng)。改造后，每月電量消耗在20萬kw·h左右，節(jié)能非常明顯，兩年內(nèi)節(jié)約的電費(fèi)就收回了項(xiàng)目投資。同時(shí)控制系統(tǒng)數(shù)字化、模塊化，結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高、故障率低、維護(hù)方便，年維修費(fèi)用2萬元以下，年維修時(shí)間200h左右。節(jié)能效果良好，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益明顯。
相對(duì)于直流調(diào)速系統(tǒng)，交流電機(jī)費(fèi)用低、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便，因此受到用戶的青睞，特別是交流電機(jī)的變頻調(diào)速性能和直流調(diào)速基本相似，因此變頻調(diào)速的發(fā)展速度很快，并且有逐步取代直流調(diào)速的趨勢(shì)。交流電機(jī)采用變頻技術(shù)相對(duì)直流電機(jī)采用直流調(diào)速性能基本相似，但是變頻技術(shù)相對(duì)直流調(diào)速方案總體經(jīng)濟(jì)效益較好，這一點(diǎn)在電梯調(diào)速方面的成功應(yīng)用可以得到驗(yàn)證。
煤炭企業(yè)大功率電機(jī)直接使用變頻調(diào)速的難度在于電機(jī)的額定電壓以6kv為主，應(yīng)用高壓交流電機(jī)和高壓變頻調(diào)速的方案目前還沒有一個(gè)成功應(yīng)用的例子。隨著變頻技術(shù)的進(jìn)步，具有內(nèi)置式PID以及張力卷取軟件、速度級(jí)鏈速度跟隨以及電流平衡等功能的大功率高壓變頻器技術(shù)的成熟。目前的礦用提升機(jī)交流電控系統(tǒng)除了調(diào)速性能不理想外其轉(zhuǎn)子串接的加速電阻也消耗部分電能，而且維修量大。
礦用刮板輸送機(jī)和帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)的重要設(shè)備之一，這些設(shè)備啟動(dòng)頻繁，負(fù)荷變化大，目前使用的啟動(dòng)設(shè)備大多數(shù)采用普通磁力啟動(dòng)器配液壓聯(lián)軸器，啟動(dòng)效果不很理想，同時(shí)也無法達(dá)到節(jié)能效果。隨著隔爆型變頻器技術(shù)的成熟，礦用運(yùn)輸設(shè)備采用變頻器是完全可行的，而且可以同時(shí)達(dá)到節(jié)能和軟啟動(dòng)的目的。但是隔爆型變頻器造價(jià)高，推廣起來有一定的難度，不過現(xiàn)在國內(nèi)有的企業(yè)通過和國外技術(shù)合作、引進(jìn)或自制研制成功了隔爆型節(jié)能軟啟動(dòng)開關(guān)，這種開關(guān)造價(jià)比變頻器低，還可以通過調(diào)整輸出電壓來達(dá)到節(jié)能的目的，在目前條件下，這種開關(guān)還是值得推廣的。
3.現(xiàn)代電力電子技術(shù)的其它應(yīng)用
煤炭企業(yè)一般距離市區(qū)較遠(yuǎn)，因此煤礦的工人村都有相對(duì)對(duì)立的物業(yè)管理體系，例如必須具備對(duì)立的供水系統(tǒng)?，F(xiàn)在大多數(shù)礦山工人采用的都是定時(shí)供水制，只在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)供水，供水的時(shí)候，就是用水的高峰期，每個(gè)用戶還要用容器存一部分水備用，實(shí)際上并不一定能用完，長流水的地方也比較多，因此造成水資源和電能的浪費(fèi)。另外，由于用水集中，為了保證有足夠的水壓，供水的水泵和電機(jī)都比較大，因此也造成了設(shè)備資源的浪費(fèi)。全自動(dòng)無塔變頻供水裝置這項(xiàng)技術(shù)在全國推廣使用已經(jīng)好幾年了，這項(xiàng)技術(shù)投資少，自動(dòng)化程度高，同時(shí)還可以達(dá)到節(jié)水節(jié)能的目的，但是在煤炭企業(yè)應(yīng)用還不是太廣泛，還沒有認(rèn)識(shí)到其優(yōu)勢(shì)。某礦工人原來使用的也是定時(shí)供水制，自從改造成全動(dòng)無塔變頻供水以后，節(jié)約水資源10%以上，節(jié)約電能15%以上，而且還可以保證全天候供水，方便了居民生活，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)都很好。
中圖分類號(hào)TM1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）46-0169-02
電子電力技術(shù)包括電力電子器件、變流電路和控制電路3部分，是以電力為處理對(duì)象并集電力、電子、控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的綜合性學(xué)科。電力技術(shù)是一門涉及發(fā)電、輸電、配電及電力應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，電子技術(shù)是一門涉及電子器件和由各種電子電路所組成的電子設(shè)備和系統(tǒng)的科學(xué)技術(shù)，控制技術(shù)是指利用外加的設(shè)備或裝置使機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。電力電子器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換就是電子電力技術(shù)的利用。在21世紀(jì)已經(jīng)成為一種高新技術(shù)，影響著人們生活的各種領(lǐng)域，因此對(duì)對(duì)電子電力技術(shù)的研究具有時(shí)代意義。
1 電力電子技術(shù)的發(fā)展
傳統(tǒng)電力電子技術(shù)是以低頻技術(shù)處理的，現(xiàn)代電力電子的發(fā)展向著高頻技術(shù)處理發(fā)展。其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，在不斷的發(fā)展中促進(jìn)了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。電力電子技術(shù)在1947年晶體管誕生開始形成，接著1956的晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志電力電子技術(shù)逐漸形成一門學(xué)科開始發(fā)展，以功率MOS-FET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件的出現(xiàn)，表明已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電子電力技術(shù)發(fā)展時(shí)代。
1.1 整流器時(shí)代
在60年代到70年代被稱為電力電子技術(shù)的整流時(shí)代。該期間主要是大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用。1948年的晶體管的出現(xiàn)引發(fā)了電子工業(yè)革命，半導(dǎo)體器件開始應(yīng)用與通信領(lǐng)域，1957年，晶閘管的誕生擴(kuò)展了半導(dǎo)體器件功率控制范圍，屬于第一代電力電子器件。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡?dāng)?shù)剞k硅整流器廠逐漸增多，大功率的工業(yè)用電由工頻（50Hz）交流發(fā)電機(jī)提供，其中電解、牽引、和直流傳動(dòng)是以直流形式消費(fèi)。
1.2 逆變器時(shí)代
20世紀(jì)70年到80年代期間成為逆變器時(shí)代，該期間的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)逆變，但是僅局限在中低頻范圍內(nèi)。當(dāng)時(shí)變頻調(diào)速裝置因?yàn)槟芄?jié)能大量普及，巨型功率晶體管（GTR）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）和大功率逆變用的晶閘管成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主流。它們屬于第二代電力電子器件。
1.3 變頻器時(shí)代
進(jìn)入80年代，功率MOSFET和絕緣柵極雙極晶體管（IGBT）的問世，電力電子技術(shù)開始向高頻化發(fā)展，高壓、高頻和大電流的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件為第三代電器元件的大規(guī)模集成電路技術(shù)迅速發(fā)展，他們的性能更進(jìn)一步得到了完善，具有小、輕和高效節(jié)能的特點(diǎn)。
1.4 現(xiàn)代電力時(shí)代
20世紀(jì)以來，電力電子作為自動(dòng)化、節(jié)材、節(jié)能、機(jī)電一體化、智能化的基礎(chǔ)，正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、產(chǎn)品性能綠色化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化的現(xiàn)代化方向發(fā)展。在1995年，功率MOSFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件出現(xiàn)并廣泛被人們應(yīng)用，功率器件和電源單元的模塊化，使用方便，縮小整機(jī)體積，器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。電子電力技術(shù)具有全控化、電路形式弱電化、集成化、高頻化和數(shù)字化的特點(diǎn)。更能帶來節(jié)能、節(jié)省材料和減少污染的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，能控制精度高、避免模擬信號(hào)的畸變失真，減小雜散信號(hào)的干擾，改善了工作條件。
2 電力電子技術(shù)的應(yīng)用
2.1 工業(yè)領(lǐng)域
在工業(yè)中，大部分都使用的是交直流電動(dòng)機(jī)。例如數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)、軋鋼機(jī)和礦山牽引、大型鼓風(fēng)機(jī)等等都采用電子交直流技術(shù)。在大量的冶金工業(yè)中的高頻和中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源也大量的采用電力電子技術(shù)。在水里電廠蓄能機(jī)組中，大型機(jī)組工作狀態(tài)的調(diào)速好改變也采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)的變流裝置，當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)，將下游的水抽到水庫，儲(chǔ)存能量，以調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的供電量。
2.2 交通運(yùn)輸
交通業(yè)的發(fā)展也離不開電子電力技術(shù)，電氣機(jī)車中的交流機(jī)車和直流機(jī)車分別采用變頻裝置和整流裝置，車輛中的各種輔助電源都離不開電力電子技術(shù)。特別是飛機(jī)、船舶需要更多不同種類的電源，他們的運(yùn)輸就更需要電力電子技術(shù)的支持。電梯也開始使用交流變頻調(diào)速，鐵道車輛運(yùn)用了直流斬波器，火車將由PWM逆變交流牽引系統(tǒng)取代原來的直流系統(tǒng)。磁懸浮列車也是同樣采用電機(jī)傳動(dòng)，超導(dǎo)磁浮鐵道系統(tǒng)為各先進(jìn)國家關(guān)注的熱點(diǎn)。一旦成功，將使火車時(shí)速高達(dá)500km。這將大大提高運(yùn)力，緩解交通運(yùn)輸對(duì)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約。地鐵、輕軌車及機(jī)車牽引，已是電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
2.3 傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)
通過電力電子技術(shù)對(duì)電能的處理，使電能的使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實(shí)現(xiàn)了電能使用最佳化。在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)一體化，據(jù)預(yù)測(cè)，以后絕大部分電源都要經(jīng)過電力電子技術(shù)處理后使用，為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)采用微電子技術(shù)創(chuàng)造了條件。在現(xiàn)代電力電子技術(shù)的支撐下，改善了勞動(dòng)的惡劣環(huán)境，把工人帶入到現(xiàn)代化的智能工作室，使得傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)力強(qiáng)度有所降低，工作效率提高，進(jìn)而改造了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。特別當(dāng)應(yīng)用于化石燃料電站和核電站中的時(shí)候，電力電子技術(shù)的能良好的控制其存在的安全隱患與環(huán)境污染。
2.4 家用電器
現(xiàn)代化電力電子技術(shù)以全控型新器件及各種PWM電路為代表，廣泛應(yīng)用于交流調(diào)速系統(tǒng)，交流電氣牽引及家用電器等領(lǐng)域。人們開始享受到了電力電子技術(shù)帶來的恩惠。電視機(jī)、電冰箱、微波爐、電子計(jì)算機(jī)、洗衣機(jī)、電熱水器等都是應(yīng)用電力電子技術(shù)發(fā)展而來的。例如高頻熒光燈比白熾燈效率高2倍~3倍，變頻空調(diào)器的使用就能節(jié)約30%的電能。電力電子技術(shù)使得家用電器日益向智能化發(fā)展，使人們享受科學(xué)技術(shù)帶來的美好享受。
3 結(jié)論
電力電子技術(shù)是智力、信息、知識(shí)密集型技術(shù)，其耗能低，污染少，展望電子電力技術(shù)的前景，電子電力技術(shù)將會(huì)跟隨時(shí)代的腳步不斷的創(chuàng)新，更高更好的新技術(shù)必將開拓更廣的領(lǐng)域，其良好的運(yùn)用將很好的促進(jìn)我國的現(xiàn)代化建設(shè)。
1. 電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1.1 整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2 逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3 變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2. 現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1 計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2 通信用高頻開關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3 直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源), 同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4 不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,
另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5 變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器, 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。
2.6 高頻逆變式整流焊機(jī)電源
高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。
逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合, 整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題,也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
2.7 大功率開關(guān)型高壓直流電源
大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。
國內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8 電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流; (2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。
2.9 分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展,各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
3. 高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開開關(guān)電源技術(shù),通過開關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。
3.1 高頻化
理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的 5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合 閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造, 成為“開關(guān)變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。
3.2 模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊,它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、 機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微
電子中的用戶專用集成電路。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量, 在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求, 而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。 3.3 數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說,模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC) 問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開了。
3.4 綠色化
一、電力電子技術(shù)
電力電子技術(shù)是建立在電子學(xué)、電工原理和自動(dòng)控制三大學(xué)科上的新興學(xué)科。因它本身是大功率的電技術(shù)，又大多是為應(yīng)用強(qiáng)電的工業(yè)服務(wù)的，故常將它歸屬于電工類。電力電子技術(shù)的內(nèi)容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導(dǎo)體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎(chǔ)為半導(dǎo)體物理學(xué)；它的工藝技術(shù)為半導(dǎo)體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應(yīng)用了微電子學(xué)的技術(shù)。通過電力電子技術(shù)對(duì)電能的處理，使電能的使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實(shí)現(xiàn)了電能使用最佳化。例如，在節(jié)電方面，針對(duì)風(fēng)機(jī)水泵、電力牽引、軋機(jī)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(gè)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%，所以推廣應(yīng)用電力電子技術(shù)是節(jié)能的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施，一般節(jié)能效果可達(dá)10%-40%，我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應(yīng)用項(xiàng)目。
電力電子技術(shù)是計(jì)算技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體實(shí)現(xiàn)，隨著電力系統(tǒng)計(jì)算機(jī)化和信息化的水平不斷提高，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用也越發(fā)明顯。簡單的說，電力電子技術(shù)就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)將強(qiáng)電和弱電進(jìn)行有效的組合，它是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、電子技術(shù)、電路技術(shù)還有電力控制技術(shù)為一體的服務(wù)性的技術(shù)。
二、電力電子技術(shù)與現(xiàn)代建筑的結(jié)合－—智能照明系統(tǒng)
現(xiàn)代建筑中的照明不僅要求能為人們的工作、學(xué)習(xí)、生活提供良好的視察條件，能利用燈具造型和光色協(xié)調(diào)營造出具有一定風(fēng)格和美感的室內(nèi)環(huán)境以滿足人們和心理和生理要求，而且還要考慮到管理智能化和操作簡單化以及靈活適應(yīng)未來照明布局和控制方式變更要求。一個(gè)優(yōu)秀的智能照明系統(tǒng)有僅可以提升照明環(huán)境的品質(zhì)，還必須做到充分利用和節(jié)約能源。相比之下，智能照明系統(tǒng)體現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)越性，它在智能建筑中的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。
1、智能照明系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用效果
隨著照明系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合的不斷變化，應(yīng)用情況也逐步復(fù)雜和豐富多彩，僅靠簡單的開關(guān)控制已不能完成所需要的控制，所以要求照明控制也應(yīng)隨之發(fā)展和變化，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、各種新型總線技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，使得照明控制技術(shù)有了很大的改觀。智能照明系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用效果如下：
（1）實(shí)現(xiàn)照明控制智能化
采用智能照明控制系統(tǒng)，可以使照明系統(tǒng)工作在全自動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)將按預(yù)先設(shè)定的若干基本狀態(tài)進(jìn)行工作，這些狀態(tài)會(huì)按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間相互自動(dòng)地切換。例如，當(dāng)一個(gè)工作日結(jié)束后，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入晚上的工作狀態(tài)，自動(dòng)并極其緩慢地調(diào)暗各區(qū)域的燈光，同時(shí)系統(tǒng)的探測(cè)功能也將自動(dòng)生效，將無人區(qū)域的燈自動(dòng)關(guān)閉，并將有人區(qū)域的燈光調(diào)至最合適的亮度。此外，不可以通過編程器隨意改變各區(qū)域的光照度，以適應(yīng)各種場(chǎng)合的不同場(chǎng)景要求。
（2）改善工作環(huán)境，提高工作效率
傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)中，配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光燈以100HZ的頻率閃動(dòng)，這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。而智能照明系統(tǒng)中的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器則工作在很高的頻率(40KHZ-70KHZ),不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時(shí)的亮度不穩(wěn)定，在為人們提供健康、舒適環(huán)境的同時(shí)，也提高了工作效率。
（3）自動(dòng)調(diào)光，充分利用自然光
智能照明控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能對(duì)大多數(shù)燈具(包括白織燈、日光燈、配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等)進(jìn)行智能調(diào)光。智能照明系統(tǒng)中的光電感應(yīng)開關(guān)通過測(cè)定工作面的照度與設(shè)定比較，來控制照明開關(guān)，這樣可以最大限度地利用自然光，而達(dá)到節(jié)能的目的，也可提供一個(gè)較不受季節(jié)與外部氣候環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定的視覺環(huán)境。一般來講，越靠近窗自然光照度越高，從而人工照明提供的照度就低，但合成照度應(yīng)維持在設(shè)計(jì)照度值。
（4）提高管理水平，減少維護(hù)費(fèi)用
智能照明控制系統(tǒng)，將普通照明人為的開與關(guān)轉(zhuǎn)換成智能化管理，不僅使大樓的管理者能將其高素質(zhì)的管理意識(shí)運(yùn)用于照明控制系統(tǒng)中去，而且同時(shí)將大大減少大樓的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，并帶來極大的投資回報(bào)。
2、智能照明系統(tǒng)的組成
智能照明系統(tǒng)是利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，對(duì)供電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤，自動(dòng)平滑地調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負(fù)荷所帶來的額外功耗，提高功率因素，降低燈具和線路的工作溫度，達(dá)到優(yōu)化供電目的照明控制系統(tǒng)。
（1）控制系統(tǒng)中心
一般由服務(wù)器、計(jì)算機(jī)工作站、網(wǎng)絡(luò)控制交換設(shè)備等組成的計(jì)算機(jī)硬件控制系統(tǒng)和由數(shù)據(jù)庫、控制應(yīng)用軟件等組成的照明控制軟件等兩大部分組成。系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是場(chǎng)景控制,在同一室內(nèi)可有多路照明回路,對(duì)每一回路亮度調(diào)整后達(dá)到某種燈光氣氛稱為場(chǎng)景;可預(yù)先設(shè)置不同的場(chǎng)景(營造出不同的燈光環(huán)境),切換場(chǎng)景時(shí)的淡入淡出時(shí)間,使燈光柔和變化.時(shí)鐘控制,利用時(shí)鐘控制器,使燈光呈現(xiàn)按每天的日出日落或有時(shí)間規(guī)律的變化.利用各種傳感器及遙控器達(dá)到對(duì)燈光的自動(dòng)控制。
（2）控制信號(hào)人民傳輸系統(tǒng)
通過控制信號(hào)傳輸系統(tǒng)完成照明網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中有關(guān)控制信號(hào)和反饋信號(hào)的傳輸,從而完成對(duì)控制區(qū)域內(nèi)的照明設(shè)備進(jìn)行控制。
（3）區(qū)域照明控制
網(wǎng)絡(luò)照明控制系統(tǒng)實(shí)際上是對(duì)一定控制區(qū)域的若干小區(qū)域的照明控制系統(tǒng)(設(shè)備)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制,區(qū)域照明控制系統(tǒng)(設(shè)備)是整個(gè)聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng),它既可以作為一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)使用,也可以作為聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的終端設(shè)備使用。
（4）燈控設(shè)備
通過整個(gè)照明控制系統(tǒng)要完成對(duì)每盞燈的控制,燈控設(shè)備安裝在每盞燈上,并可以通過遠(yuǎn)程控制信號(hào)傳輸單元與照明控制中心通信,從而完成對(duì)每盞燈的有關(guān)控制(如開/關(guān)、調(diào)光控制),并可以通過照明控制中心對(duì)每盞燈的工作狀態(tài)進(jìn)行有關(guān)監(jiān)控,從而完成對(duì)每盞燈的控制。
三、結(jié)束語
智能照明系統(tǒng)是電力電子技術(shù)與現(xiàn)代建筑有效的結(jié)合，良好的使用效果與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的效應(yīng),推動(dòng)了智能照明的技術(shù)迅速向前發(fā)展,并形成照明發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、總線技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和相互滲透,照明控制技術(shù)有了很大的發(fā)展,照明進(jìn)入了智能化控制的時(shí)代。實(shí)現(xiàn)照明控制系統(tǒng)智能化的主要目的有兩個(gè):一是可以提高照明系統(tǒng)的控制和管理水平,減少照明系統(tǒng)的維護(hù)成本;二是可以節(jié)約能源,減少照明系統(tǒng)的運(yùn)營成本。智能照明由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制與管理, 因而開發(fā)照明方面的計(jì)算機(jī)硬件和軟件工作是今后照明設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要任務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
【摘要】電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞 電力電子技術(shù)；發(fā)展
現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件，綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用，是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。
當(dāng)前，電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來，電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。
1.電力電子技術(shù)的發(fā)展?
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域?
2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源。?
（1）高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì)，同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代，計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源，率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。?
（2）計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源，根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星”計(jì)劃規(guī)定，桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的外圍設(shè)備，在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦，就符合綠色電腦的要求，提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言，電源自身要消耗50瓦的能源。?
2.2通信用高頻開關(guān)電源。?
（1）通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中，通常將整流器稱為一次電源，而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中，傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代，高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關(guān)頻率一般控制在50～100kHz范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大，單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。?
（2）因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多，其電源電壓也各不相同，在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊，從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓，這樣可大大減小損耗、方便維護(hù)，且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上，對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加，通信電源容量也將不斷增加。?
2.3直流-直流(DC/DC)變換器。?
（1）DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制，同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能，并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源)，同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。?
（2）通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化，模塊采用高頻PWM技術(shù)，開關(guān)頻率在500kHz左右，功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化，因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊，功率密度有較大幅度的提高。?
2.4不間斷電源(UPS)。?
（1）不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量，另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。?
（2）現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件，電源的噪聲得以降低，而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理，進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。?
（3）目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。?
2.5變頻器電源。?
（1）變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速，其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要，已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓，然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器，將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出，電源輸出波形近似于正弦波，用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。?
（2）國際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期，日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年，其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào)，96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器，逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外，還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略，精選功能組件，是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。?
2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源。?
（1）高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源，代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化，這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。?
（2）逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流，IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波，經(jīng)高頻變壓器耦合，整流濾波后成為穩(wěn)定的直流，供電弧使用。?
（3）由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣，頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題，也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器，通過對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析，達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的，進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理，解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。?
（4）國外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A，負(fù)載持續(xù)率60%，全載電壓60~75V，電流調(diào)節(jié)范圍5~300A，重量29Kg。?
2.7大功率開關(guān)型高壓直流電源。?
（1）大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV，電流達(dá)到0.5A以上，功率可達(dá)100KW。?
（2）自從70年代開始，日本的一些公司開始采用逆變技術(shù)，將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻，然后升壓。進(jìn)入80年代，高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件，將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源，取消了高壓變壓器油箱，使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。?
（3）國內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制，市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?，采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓，然后由高頻變壓器升壓，最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下，輸出直流電壓達(dá)到55kV，電流達(dá)到15mA，工作頻率為25.6kHz。?
2.8電力有源濾波器。?
（1）傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí)，將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流，引起諧波損耗和干擾，同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象，即所謂“電力公害”，例如，不可控整流加電容濾波時(shí)，網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。?
（2）電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置，能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足，是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是：(l)不僅反饋輸出電壓，還反饋輸入平均電流；(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。?
2.9分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)。?
（1）分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)模控制集成電路作基本部件，利用最新理論和技術(shù)成果，組成積木式、智能化的大功率供電電源，從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合，降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力，提高生產(chǎn)效率。?
（2）八十年代初期，對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期，隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)，結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù)，使中小功率裝置的集成成為可能，從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始，這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn)，論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。?
（3）分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納，也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合，如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
3.高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)?
在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源，傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重，如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù)，其體積和重量都會(huì)大幅度下降，而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中，更是離不開開關(guān)電源技術(shù)，通過開關(guān)電源改變用電頻率，從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù)，更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。?
3.1高頻化。
理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz，提高400倍的話，用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī)，還是通訊電源用的開關(guān)式整流器，都是基于這一原理。同樣，傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造，成為“開關(guān)變換類電源”，其主要材料可以節(jié)約90%或更高，還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化，帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益，更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。?
3.2模塊化。?
（1）模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化，其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊，含有一單元、兩單元、六單元直至七單元，包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管，實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年，有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去，構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM)，不但縮小了整機(jī)的體積，更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重，對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM)，它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中，使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接，這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片，再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上，就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。?
（2）由此可見，模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機(jī)體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。另外，大功率的開關(guān)電源，由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮，一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作，采用均流技術(shù)，所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流，一旦其中某個(gè)模塊失效，其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣，不但提高了功率容量，在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求，而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊，極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使萬一出現(xiàn)單模塊故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作，而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。?
3.3數(shù)字化。
在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中，控制部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代，電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn)：便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào)，也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以，在八、九十年代，對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說，模擬技術(shù)還是有用的，特別是：諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決，離不開模擬技術(shù)的知識(shí)，但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源，需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí)，數(shù)字化技術(shù)就離不開了。?
3.4綠色化。?
（1）電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義：首先是顯著節(jié)電，這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染；其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上，許多功率電子節(jié)電設(shè)備，往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源：向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流，使總功率因數(shù)下降，使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰，甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。?
（2）現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著新型電力電子器件和適于更高開關(guān)頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn)，現(xiàn)代電源技術(shù)將在實(shí)際需要的推動(dòng)下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)下，由于功率器件性能的限制而使開關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性，使器件性能對(duì)開關(guān)電源性能的影響減至最小，新型的電源電路拓?fù)浜托滦偷目刂萍夹g(shù)，可使功率開關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài)，從而可大大的提高工作頻率，提高開關(guān)電源工作效率，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的開關(guān)電源。
中圖分類號(hào)：TP39
電網(wǎng)系統(tǒng)與電力調(diào)度自動(dòng)化的運(yùn)行，要求在電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題的時(shí)候，第一時(shí)間做出反應(yīng)，在最短時(shí)間之內(nèi)做出處理。現(xiàn)代電話通信技術(shù)在電力自動(dòng)化的運(yùn)用中便成了一種不可或缺的手段，因?yàn)樗旧淼姆€(wěn)定、安全、準(zhǔn)確、迅速特性使得它在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用，目前它也是目前電力自動(dòng)化在生產(chǎn)運(yùn)行中實(shí)行遠(yuǎn)程監(jiān)督與維護(hù)的理想手段。
一、電話技術(shù)的作用
現(xiàn)在的電網(wǎng)發(fā)展中，很多變電站出現(xiàn)無人值班現(xiàn)象[1]，其中調(diào)度工作起著很大起的作用。變電站的自動(dòng)化設(shè)備是需要不斷地工作的，但是會(huì)出現(xiàn)一些原因，導(dǎo)致自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)據(jù)出現(xiàn)中斷，這樣就嚴(yán)重影響了調(diào)度員調(diào)度以及集控站值班員的操作與觀察。日常問題的出現(xiàn)，需要及時(shí)的自動(dòng)化維修，這樣的話就需要搶修人員親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搶修工作，一系列的檢修、診斷、障礙處理，處理這些問題需要花費(fèi)往返的人力精力和財(cái)力，如果在傳輸過程中又出現(xiàn)問題，就又要維修人員再次返回現(xiàn)場(chǎng)，浪費(fèi)時(shí)間、浪費(fèi)人力資源，處理一旦不及時(shí)，就會(huì)使得電力系統(tǒng)的工作效率低下。有關(guān)故障處理統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，電力自動(dòng)化設(shè)備發(fā)生死機(jī)的現(xiàn)象頻率很高，這使得維修人員必須親臨現(xiàn)場(chǎng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行重啟，使之再投入工作。現(xiàn)在，電力自動(dòng)化系統(tǒng)的遠(yuǎn)程診斷方式有兩種：第一，利用自動(dòng)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自身診斷，達(dá)到遠(yuǎn)程的測(cè)試和診斷目的，如果遇上電力系統(tǒng)癱瘓死機(jī)，就無法使遠(yuǎn)程的維護(hù)功能得到有效運(yùn)用；第二，使用公用或者專用的通信網(wǎng)絡(luò)通道來達(dá)到診斷的效果，這樣就需要組建主分站測(cè)試診斷裝備，這導(dǎo)致系統(tǒng)投資大、維護(hù)量大的負(fù)面影響出現(xiàn)。因此，必須尋找一種簡易穩(wěn)定的遠(yuǎn)程維護(hù)系統(tǒng)，從而達(dá)到遠(yuǎn)程的操作。
二、最便捷、少投資的電話遙控成本
我國的電話運(yùn)用較為普遍，各種系統(tǒng)的相互配合也比較常見，例如電話預(yù)定、電話充值、電弧購物、電話通訊遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)[2]。電話遠(yuǎn)程遙控也已廣泛運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)當(dāng)中，比如汽車短信報(bào)警、電器遙控等等，雖說如此，目前還是有一定的距離，它沒有完全發(fā)揮電話遠(yuǎn)程控制的潛力。電話遠(yuǎn)程控制在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用僅僅是一個(gè)嘗試，不過可以借鑒其他先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，再針對(duì)性上具有較大的突破，比如來電顯示、DTMF撥號(hào)編碼技術(shù)、短信技術(shù)、單片機(jī)的智能控制技術(shù)方面，可以利用編碼控制原理和信息傳送技術(shù)讓遠(yuǎn)程控制裝置實(shí)現(xiàn)智能化和互動(dòng)化。毫無地域限制的無限短信通信不僅靈活方便，并且比較廉價(jià)。運(yùn)用短信來報(bào)警、遠(yuǎn)程控制工業(yè)是個(gè)很不錯(cuò)的途徑，所以也可以嘗試運(yùn)用到電力自動(dòng)化中的遠(yuǎn)程維護(hù)上。
三、基礎(chǔ)技術(shù)的運(yùn)用
在電力自動(dòng)化過程中，電話控制模塊采用來電顯示、短信、DTMF撥號(hào)編碼、單片機(jī)智能控制等技術(shù)的運(yùn)用，合理地利用各種網(wǎng)絡(luò)途徑，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息互動(dòng)、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程診斷。遠(yuǎn)程電話的控制核心模式是雙音多頻解碼和單片機(jī)。配合遙控驅(qū)動(dòng)部件、手機(jī)電路、狀態(tài)接口采集，使得在不同的場(chǎng)合下運(yùn)用手機(jī)、電話進(jìn)行遠(yuǎn)程的電站自動(dòng)化設(shè)備的診斷和復(fù)位等，并實(shí)現(xiàn)多路的智能控制途徑。
電話遠(yuǎn)程控制的安全防范主要是使用電話號(hào)碼過濾器，預(yù)先在遠(yuǎn)程電話控制系統(tǒng)中設(shè)置幾部電話和手機(jī)為有權(quán)用戶，使它具有一定的“身份”功能。實(shí)現(xiàn)訪問與控制的安全，攔截陌生號(hào)碼。此外，在模式中設(shè)立指令內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)短信過濾功能，如果接收到的指令不同于預(yù)設(shè)的指令，那么就難以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這樣就可以防止錯(cuò)誤發(fā)生。
四、電話通信遙控功能實(shí)現(xiàn)
電力系統(tǒng)的電話控制模塊，符合實(shí)際需求和電網(wǎng)自動(dòng)化的特點(diǎn)，其功效如下：
1.主機(jī)控制機(jī)能：電力遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的主站給遠(yuǎn)端的控制模塊發(fā)送指令，對(duì)一些開關(guān)的狀態(tài)測(cè)試和查詢、通道的診斷以及開關(guān)機(jī)。電力遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的控制模塊分為主機(jī)和分站的維修人員[3]。
2.短信控制功能：在系統(tǒng)中，有權(quán)人員才可以通過手機(jī)發(fā)送短信給遠(yuǎn)端，他們可以進(jìn)行一些控制方面的查詢、環(huán)道的診斷、開關(guān)機(jī)等等。這種模塊就是利用信息進(jìn)行溝通過信息。
3.電話控制功能：具有一定的“身份”的用戶，運(yùn)用撥號(hào)或者是振鈴對(duì)遠(yuǎn)端進(jìn)行開關(guān)機(jī)控制以及診斷等。
4.安全功能：對(duì)一些非“身份”的用戶具有攔截功能，就防止了其他信息的干擾。
五、結(jié)語
自動(dòng)化遠(yuǎn)程設(shè)備的電話通訊控制，符合電網(wǎng)調(diào)度的自動(dòng)化安全需求和電力系統(tǒng)的供電保障，屬于一種自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)及智能處理的簡易輔助手段，對(duì)電力企業(yè)的設(shè)備自動(dòng)化管理的維護(hù)起到推動(dòng)作用。節(jié)省資源、安全可靠便捷的特點(diǎn)，使得電力自動(dòng)化系統(tǒng)能夠更快捷、準(zhǔn)確地使故障得到順利解決。
參考文獻(xiàn)：
隨著科學(xué)信息技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們更重視了供電技術(shù)的先進(jìn)性和安全性。現(xiàn)代化的科技的高速發(fā)展讓電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，它憑借了現(xiàn)代化的科學(xué)信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)電子技術(shù)對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了監(jiān)督控制，還能夠?qū)?shù)據(jù)記錄號(hào)，把記錄好的數(shù)據(jù)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)傳達(dá)到電力的控制監(jiān)督部門的電腦上，讓監(jiān)控部門的工作員工能對(duì)供電系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行技術(shù)的分析，找到故障的原因，根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整。自動(dòng)化技術(shù)是一項(xiàng)非常復(fù)雜且綜合性比較強(qiáng)的技術(shù)，它與信息技術(shù)、控制技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種理論技術(shù)有著不可分割的聯(lián)系?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，為電力系統(tǒng)和電力行業(yè)提供了能源管理與環(huán)境質(zhì)量問題的解決方案，并且還消除了現(xiàn)代化信息與自動(dòng)化技術(shù)兩者的矛盾。
1 現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r
現(xiàn)代電力系統(tǒng)的特征：
1.1 電網(wǎng)的規(guī)模逐漸變大
我國工業(yè)在以高速的腳步進(jìn)行前進(jìn)，這促進(jìn)了電網(wǎng)的規(guī)模不斷地拓寬。我國的有關(guān)電力的系統(tǒng)都是歸國家所管理的，國家能夠很好地將各個(gè)地方的電網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)系，各個(gè)地方的電網(wǎng)的聯(lián)系形成了一個(gè)整體的大電網(wǎng)的體系。并且大電網(wǎng)體系具備很多的特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)很龐大。整體的電力系統(tǒng)一般都是有成百臺(tái)的設(shè)備構(gòu)成的，想要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、功能操作，必須要保證電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的前沿性和高端性。（2）很難構(gòu)建模型。在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行研究和分析的時(shí)候，需要做的首要工作就是構(gòu)建模型，但是，整個(gè)的電力系統(tǒng)中的設(shè)備多、系統(tǒng)復(fù)雜，因此給構(gòu)建模型增添了許多麻煩，還要研究新的指導(dǎo)方案。（3）很難進(jìn)行計(jì)算。整體的電力系統(tǒng)的設(shè)備龐大，構(gòu)建模型時(shí)要考慮的問題很多，制約的條件也很多，所以讓計(jì)算變得很困難。
1.2 現(xiàn)代電力系統(tǒng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離的供電
在我國的一些地區(qū)，都是一些高山峻嶺的地方，無法進(jìn)行供電電線的施工，一是成本很高，二是受到了環(huán)境的制約。最科學(xué)合理的方法就是建設(shè)合理數(shù)量的供電電線，通過各種信息、電子技術(shù)的應(yīng)用尤其是柔性供電的技術(shù)來增加供電電線的供電量。這樣的遠(yuǎn)距離的供電方式是由我國的資源的分布所導(dǎo)致的，這樣的特殊的供電方式還沒有理論作為支撐，因此給現(xiàn)代電力系統(tǒng)的分析和研究帶來了很多的困難。
2 現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用
2.1 電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化
電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)的起源很早，它的應(yīng)用同時(shí)也是現(xiàn)代化電網(wǎng)技術(shù)自動(dòng)化的開端。電網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)主要有：電網(wǎng)的主要系統(tǒng)與運(yùn)行的裝置。它的最重要的作用就是能夠?qū)ΜF(xiàn)代電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)整、對(duì)現(xiàn)代電網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行監(jiān)控與對(duì)現(xiàn)代電網(wǎng)出現(xiàn)的事故進(jìn)行分析和解決。
2.2 發(fā)電廠的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用
發(fā)電廠的自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用主要有：自動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)、自動(dòng)電量的控制體系與動(dòng)力設(shè)備的自動(dòng)化系統(tǒng)。中國通常的發(fā)電廠是分為兩種發(fā)電廠，一種是水電力發(fā)電廠；另一種是火電力發(fā)電廠。不管是水電力的發(fā)電方式還是火電火燒其他的別的發(fā)電手段，在自動(dòng)化的技術(shù)系統(tǒng)中都能找到相同的地方，相比較來說，一般的水電廠的自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)要高于火電廠。
2.3 變電站的系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)
變電站的系統(tǒng)自動(dòng)化是包括現(xiàn)代化的信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，并通過監(jiān)控、檢測(cè)和保護(hù)等措施對(duì)變電站內(nèi)的重要機(jī)械設(shè)備實(shí)行自動(dòng)化。現(xiàn)在，隨著計(jì)算機(jī)的監(jiān)控技術(shù)融入到變電站的運(yùn)行中，中國的變電站系統(tǒng)正向著自動(dòng)化的方向發(fā)展著，并且要繼續(xù)實(shí)行無人監(jiān)控的工作方式。真正地實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)記錄。
3 現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展前景
（1）現(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化就是通過對(duì)整體系統(tǒng)的優(yōu)化方式作為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)信息的資源共享，使自動(dòng)化技術(shù)水平不斷地提高，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)的集成分布。并且今后的現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)會(huì)這樣繼續(xù)發(fā)展，把傳統(tǒng)的分散型等一些系統(tǒng)進(jìn)行集成化，應(yīng)用世界前沿的高端化的科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的信息綜合系統(tǒng)。
（2）現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)在監(jiān)控方面不斷走向科學(xué)化、合理化、自動(dòng)化。將單一的設(shè)備零件實(shí)現(xiàn)向系統(tǒng)化發(fā)展。并且需要應(yīng)用多種自動(dòng)化來對(duì)模型進(jìn)行分析研究，應(yīng)用現(xiàn)代化的高端科技來更新現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)。
（3）根據(jù)開放性的電力系統(tǒng)和國家的要求發(fā)展現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，讓其能夠適應(yīng)現(xiàn)代的電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)與市場(chǎng)的發(fā)展需求。用戶可以根據(jù)需要，隨意地調(diào)配自動(dòng)化系統(tǒng)，將所使用的電力系統(tǒng)或者自動(dòng)化設(shè)備所造成的技術(shù)與發(fā)展的落后情況進(jìn)行分析和解決。盡管現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)融入到了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的主要運(yùn)行階段，但是由于我國的電力的需要量很大，并且現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展又比較遲，因此，需要不斷地完善技術(shù)，提高現(xiàn)代化電力系統(tǒng)自動(dòng)化的水平。
4 結(jié)語
現(xiàn)代化電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)目前還在不斷地向前發(fā)展著，并且它應(yīng)用與很多工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)與我國這樣一個(gè)對(duì)電力需求量很大的國家來說，現(xiàn)代化電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的水平是很重要的，因此，需要借鑒國際電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)，吸收他們的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我國的實(shí)際情況來實(shí)施。提高我國的現(xiàn)代化電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的水平，給人們提供一個(gè)科學(xué)的、安全的、合理的用電服務(wù)和供電環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
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在企業(yè)信息集成系統(tǒng)中，永平銅礦檔案館使用清華企業(yè)檔案管理系統(tǒng)軟件，根據(jù)永平銅礦檔案館的實(shí)際情況，設(shè)置了：檔案查詢子系統(tǒng)、服務(wù)器設(shè)置工具、光盤制作子系統(tǒng)、借閱管理子系統(tǒng)、權(quán)限設(shè)置子系統(tǒng)、收集整編子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)錄入子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)維護(hù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表子系統(tǒng)、系統(tǒng)設(shè)置子系統(tǒng)、銷毀管理子系統(tǒng)。我們檔案工作者將發(fā)現(xiàn)企業(yè)檔案發(fā)生了巨大變化。
檔案載體的轉(zhuǎn)變。
首先是企業(yè)檔案載體的轉(zhuǎn)變。在企業(yè)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)全程管理后，適時(shí)實(shí)現(xiàn)了信息數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)近傳遞交換和處理。在企業(yè)各項(xiàng)管理活動(dòng)中，電子文件以其快捷的辦文進(jìn)度和傳遞速度逐步取代了紙質(zhì)文件。電子圖紙也以手工制作所無可比擬的優(yōu)勢(shì)大量出現(xiàn)。通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)使產(chǎn)品圖紙的設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)、查詢和修改變得快捷又方便。例如生產(chǎn)或開發(fā)一項(xiàng)較大項(xiàng)目的產(chǎn)品就需產(chǎn)生上萬份的圖紙，而其中許多又要承襲老產(chǎn)品的大部分成果，因此電子圖紙顯示了其比紙質(zhì)圖紙更旺盛的生命力，保存電子圖紙要比保存底圖方便、省時(shí)、省力并且有意義得多。
其次是企業(yè)檔案的分類變化。原有的企業(yè)關(guān)于文書檔案、科技檔案、產(chǎn)品檔案、基建檔案、會(huì)計(jì)檔案、人事檔案等傳統(tǒng)分類方案將被打破，取而代之以企業(yè)信息集成系統(tǒng)中各個(gè)管理模塊、流程的設(shè)置。一份完整的檔案信息分散在幾個(gè)管理系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)依照規(guī)定指令根據(jù)工作目標(biāo)隨時(shí)設(shè)立和調(diào)整類目。各企業(yè)檔案信息的分類不盡相同，但可以肯定的是計(jì)算機(jī)管理過程中企業(yè)的檔案分類更能貼近企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理等各方面狀況，分類也將更詳細(xì)、更科學(xué)、更規(guī)范。此外，在企業(yè)檔案接收和保管上也有所改變。以往的企業(yè)檔案工作者以參加科研產(chǎn)品鑒定、重要設(shè)備開箱及重要建設(shè)項(xiàng)目、技術(shù)改造竣工驗(yàn)收作為對(duì)其企業(yè)檔案的監(jiān)督、指導(dǎo)和接收就顯得有些滯后了。
隨著辦公自動(dòng)化的普及，如果不對(duì)隨時(shí)大量產(chǎn)生的電子文件加以管理，勢(shì)必帶來以下風(fēng)險(xiǎn)：
（1）導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓或?qū)е氯魏稳司蔁o控制地存取信息而使系統(tǒng)變得不安全。
（2）大規(guī)模的、無系統(tǒng)的、隨時(shí)可能產(chǎn)生的違法破壞的風(fēng)險(xiǎn)增加。
（3）使有價(jià)值的公文與檔案丟失。
（4）安全措施遭到破壞的風(fēng)險(xiǎn)增加。
（5）造成文件被非法變更與刪除，從而使數(shù)據(jù)丟失。
（6）給社會(huì)帶來麻煩。
（7）造成不必要的延遲與公務(wù)處理故障。
（8）造成不必要的在量人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)。
在傳統(tǒng)檔案管理理論指導(dǎo)下，人們只能將電子文件再轉(zhuǎn)換為紙質(zhì)文件，然后按紙質(zhì)文件管理方式加以整理、歸檔和保存。目前的這種電子文件管理方法不但沒有減少管理人員的工作量，反而增加了負(fù)擔(dān)，在某種程度上，還制約了加快檔案現(xiàn)代化管理的步伐。
被轉(zhuǎn)化為紙質(zhì)文件后的電子文件被人們存入光盤中，放入檔案柜內(nèi)加以保存，而很少再去利用，由此造成數(shù)據(jù)丟失與資源浪費(fèi)。有人甚至將這類電子文件當(dāng)成書寫數(shù)據(jù)庫的工具，依工作需要隨時(shí)對(duì)原數(shù)據(jù)加以修改、補(bǔ)充，致使原文件被弄得面目全非。例如，人事部門每年的職工基本情況數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)都在上一年度的文件上修改，這既是因?yàn)閱螜C(jī)容量有限，也因?yàn)閳D個(gè)工作方便。再有，機(jī)要打字員因打印文件數(shù)量太多，不再統(tǒng)統(tǒng)存盤，或保存一段時(shí)間后便以刪除。既然檔案部門未規(guī)定電子文件歸檔，這樣做也無不妥，反正已有一份紙質(zhì)文件歸檔了。由此，造成大量電子文件損毀。
由此可見，對(duì)電子文件的產(chǎn)生不加管理或以傳統(tǒng)文件管理方式來對(duì)電子文件進(jìn)行管理會(huì)帶來許多不良后果，如使文件無法充分地滿足本部門責(zé)任要求與其他部門要求；產(chǎn)生的文件被破壞或當(dāng)需要它們時(shí)找不到；當(dāng)文件有多個(gè)版本存在時(shí)，無法對(duì)真實(shí)可靠的版本進(jìn)行識(shí)別與檢索；產(chǎn)生的數(shù)據(jù)無法資源共享等。
以紙質(zhì)為主體的傳統(tǒng)檔案的管理方法與技術(shù)，是經(jīng)過長期實(shí)踐、不斷豐富才成為一門科學(xué)的。但電子文件與傳統(tǒng)文件各有其特點(diǎn)，在許多地方是完全不同的，因而在管理方法上如果照搬紙質(zhì)文件管理方法，就會(huì)造成電子文件的文件價(jià)值、利用價(jià)值的損失。
傳統(tǒng)檔案可以不管文件的形成、承辦過程的具體情況，只要對(duì)具有長期保存價(jià)值的文件，在它完成文件階段使命后，對(duì)其進(jìn)行收集、整理、歸檔、保管就行。但電子文件的歸檔，檔案人員必須在文件的設(shè)計(jì)與形成階段就要進(jìn)行指導(dǎo)，承辦過程中檔案人員要參與對(duì)其管理并進(jìn)行監(jiān)督，否則將無收集、整理、歸檔可言。
在電子環(huán)境中，如果檔案人員不積極介入文件的形成和保管過程，文件很可能不存在或至少不可能被鑒定、保存、編目或者提供利用。這就是說企業(yè)檔案人員如果不進(jìn)入到企業(yè)信息集成系統(tǒng)中去，則很難掌握到企業(yè)信息的核心部分甚至接收不到檔案。的確，無時(shí)無刻不在產(chǎn)生的電子文件、電子圖紙使企業(yè)檔案工作者再也無法坐等檔案的最后形成與歸檔了。他們必須在產(chǎn)生電子文件的源頭就行使檔案的監(jiān)督指導(dǎo)職能。參照國家有關(guān)文件制定出本企業(yè)的《電子文件管理辦法》，提請(qǐng)企業(yè)信息集成系統(tǒng)的編制人員在其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中加入電子檔案文件的鑒定、歸檔、保存、利用等檔案管理內(nèi)容。例如在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程中，要求計(jì)算機(jī)詳細(xì)記錄設(shè)計(jì)、加工過程中的原始資料及相應(yīng)的更改信息，要在不同的版本上注明當(dāng)前的有效資料，以確保最終歸檔使用的是正確版本的圖形或圖紙。
企業(yè)檔案工作者必須在專業(yè)人員的指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)運(yùn)用專門的檔案信息接收管理平臺(tái)，要懂得如何控制和維護(hù)檔案信息資源的有效性、可靠性和實(shí)時(shí)性，掌握電子檔案信息的收集、管理。
