第3章电力电子技术在节能领域的应用.ppt

发布时间：2025-05-15 19:07

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* 第3章电力电子技术在节能领域的应用 4. 开关电源与线性电源的性能比较类型线性电源开关电源效率低（30%~60%）高（75% ~95%）尺寸大小（1/4 ~1/10）重量重轻（1/4 ~1/10）电路简单（变压、整流、稳压）复杂（整流、转换、PWM控制、变压、整流）稳定度高（0.001% ~0.1%）普通（0.1% ~3%）纹波（p-p）小（0.1 ~10mV）大（10 ~200mV）暂态反应速度快（50μs ~1ms）普通（500μs ~10ms）输入电压范围输入电压范围大时，效率降低，无直流输入的自由度输入电压范围很宽，亦可直流输入，110V/220V亦可共用成本低普通 EMI干扰无有第3章电力电子技术在节能领域的应用节能效果估算：大多数电子设备的开关电源功率不大，但数量极其庞大，所消耗的电能约占全国总发电量的10%左右。以我国2012年我国全年发电量4.94万亿千瓦小时计算，电子设备2012年消耗的电能约为0.5万亿千瓦小时。按照开关电源替代线性电源，提高效率20%计算，节约电能1000亿千瓦小时（度）。大约相当于15座黄台电厂的年发电量，节约原煤5000万吨。可供济南市用5年。 * * 第3章电力电子技术在节能领域的应用 5. 电源工作效率高，意味着什么？工作效率是指电源输出功率与输入功率的比值，即：Pout = η·Pin。右图对效率为60%和90%的900W电源作了比较。可以看到，如果电源的效率从60%提高到90 % ，一个仅900W的电源，自身功率损耗减少500W。如果按每天工作16小时，每年工作250天计算，仅一年就节省了2000度电。（普通家庭用一年）不同效率的电源比较 η=60% η=90% 900W 900W 100W 1500W 600W * 第3章电力电子技术在节能领域的应用提高了电源的效率，意味着节省了能量，减少了生产成本，减少了碳排放，减少了环境污染。提高了电源的效率，意味着电源内部热损耗减少，电源内的工作温升减少，散热器就可以较小，电源体积也会减小。提高了电源的效率，意味着延长了电源的寿命，即电源的可靠性大大提高。因为热损耗增加，温度上升，电子产品长期在高温下工作，会加快老化，平均无故障时间减少，可靠性下降，电源的损坏也大大加快。比如，电源中的关键器件电解电容，它的寿命直接与温度有关，温度每上升10度，电解电容的寿命就减少一半。 * 第3章电力电子技术在节能领域的应用习题：论述电力电子技术在节能领域的作用。 * * 第3章电力电子技术在节能领域的应用提高功率因数意味着： 1) 企业可节约电能，降低生产成本，减少电费开支。例如：某设备视在功率为100个单位，也就是说，正常运行时有100个单位的功率输送到设备中。然而，该设备存在固有的无功损耗，功率因数是0.7，只能使用70个单位的有功功率。虽然仅仅使用70个单位，却要付100个单位的费用。 * 第3章电力电子技术在节能领域的应用 2) 能提高企业供电设备的利用率，充分发挥企业的设备潜力。例如，一台1000KVA变压器，当输出端的功率因数为0.8时，它可以输出800KW（即1000×0.8）的有功功率；若通过无功补偿，将功率因数提高到0.98时，就可以输出980KW（即1000×0.98）的有功功率；可见，同一台1000KVA的变压器，功率因数改变后，它就可以多承担180KW的负载，变压器的利用率提高22%。（减少了无功电流，就可以增加有功电流） * 第3章电力电子技术在节能领域的应用 3) 可提高发电机的发电量、电网的输电量。因发电机的发电容量、电网的输电量都有最高容量限定，故提高cosΦ，也就减少了系统的无功电流和无功功率，使发电机能多发出有功电流和有功功率。其道理和上述的变压器多承担负载一样。 * 第3章电力电子技术在节能领域的应用 4) 可减少线路的功率损失，提高电网输电效率。例如，一条220V的输电线路，线路电阻为1欧姆，给某负载传送1000W的有功功率。当功率因数为0.7时，线路上的功率损耗为42W（包含无功电流流过线路电阻时产生的功率损耗）；将功率因数提高到0.98时，线路上的功率损耗仅为21.5W，减少损耗近50%，同时也减少了线路上的电压损失。同线路一样，发电机、变压器绕组也有电阻，也产生功率损耗，并且导致设备发热。（实际上，发热是决定设备容量的主要因素） * 第3章电力电子技术在节能领域的应用 4. 无功补偿装置无功补偿是提高电网功率因数的主要办法。无功补偿装置就是利用一种电气设备，专门为电动机之类的负载就地提

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