电力电子技术在节能领域的应用ppt课件.pptx

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1、电力电子与现代生活电力电子与现代生活第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2 电力电子与现代生活电力电子与现代生活第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用3.1 3.1 能源危机与对策能源危机与对策3.2 3.2 变频器节能变频器节能3.3 3.3 绿色照明节能绿色照明节能 3.4 3.4 无功功率补偿节能无功功率补偿节能 3.5 3.5 逆变焊机的节能逆变焊机的节能3.6 3.6 开关电源的节能开关电

2、源的节能我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用3.1 能源危机与对策能源危机与对策能源和水、土地一样都是人类赖于生存和发展的基础。什么是能源？能源是能量的来源，是在一定条件下可转换成人类所需的燃料或动力来源的物质。能源包括：煤炭、石油、天然气、水能等常规能源，也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能和核能等新能源。有些能源储量非常有限，如煤炭、石油等，用一点就少一点，不能再生，所以称之为不可再生能源；有些能源如水能、太阳能、

3、风能、生物能等，可以不断重复产生，所以称之为可再生能源。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物4第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用能源的重要性：能源的重要性：能源是人类文明发展的基石能源是人类文明发展的基石。近二百年来，能源的利用能源的利用，推动科技迅猛发展，人类社会急剧变革，几千年来的手工作坊，跃变到今天的工业化、电气化社会。第一次工业革命，瓦特发明蒸汽机，煤炭提供了工业动力。第二次工业革命，电力工业迅速崛起，煤炭让电能流进千家万户、工厂企业。内燃机的发明，是

4、石油让汽车交通方便、迅捷。能源是国民经济的命脉。能源是国民经济的命脉。经济的发展是能源作为支撑的，GDP的增速与能源消费的增速是成正比的。能源相当于社会的血液，它驱动着社会的运转，现代化程度越高的社会对能源的依赖越强。能源的争夺能源的争夺是国际政治、外交、战争的重要根源。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用但是，由于人类对化石能源的过度依赖，致使化石类能源面临日益枯竭的危险。我国的能源问题体现在：一是过度依赖化石燃料，二是经济

5、社会发展对能源的依赖度过大，三是要满足小康社会对环境的要求的可持续发展面临着巨大挑战，四是能源安全尤其是石油安全问题越来越重要。过去过去100100多年世界能源消费变化多年世界能源消费变化我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用据国际能源机构的预测，目前全球已探明的剩余可采石油储量1700多亿吨，按年产原油38亿吨计算，假如今后不再发现新的石油资源，理论上还可以开采40年。世界煤炭研究所（WCI）研究报告分析指出，目前已知的煤炭资

6、源分布在全球近100个国家。按照目前的开采速度，已勘测到可供开采的煤炭储量可够开采160年。化石类能源，不可再生，用一点少一点，终有用完的一天。在人类社会的历史长河中，几百年只是一瞬间，化石能源只能为人类向现代化社会发展的转折过程中，提供一个跳板。百年以后的社会，需要新能源。 现在，我们要做的是：开发新能源，节能低碳。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7人类利用能源的演化历史：人类利用能源的演化历史：第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑

7、恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8化石能源剩余探明储量居世界前五位的国家化石能源剩余探明储量居世界前五位的国家（2011）排排序序煤炭煤炭石油石油天然气天然气国家国家储量储量（亿吨）（亿吨）国家国家储量储量（亿桶）（亿桶）国家国家储量储量（万亿米（万亿米3）1美国美国2373沙特阿拉伯沙特阿拉伯2645俄罗斯俄罗斯44.82俄罗斯俄罗斯1570委内瑞拉委内瑞拉2112伊朗伊朗29.63中国中国1145伊朗伊朗1370卡塔尔卡塔尔25.34澳大利亚澳大利亚764伊拉克伊拉克1150土库曼斯坦土库曼斯坦8.05印度印度

8、606科威特科威特1015沙特阿拉伯沙特阿拉伯8.0第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用目前，中国的煤炭开采量是全世界煤炭开采量的50% 。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9 世界及我国世界及我国人均人均化石能源剩余探明可采储量化石能源剩余探明可采储量（2011）品种品种中国中国世界世界中国中国/世界世界煤炭（吨）煤炭（吨）85.9122.770.0%石油（吨）石油（吨）1.527.05.6%天然气（米天然气（米3）1840278436.6%第第3章章 电力电

9、子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物10我国与世界及部分国家剩余化石能源我国与世界及部分国家剩余化石能源储产比储产比（2011） 单位：年单位：年 国家国家/地区地区煤炭储产比煤炭储产比石油储产比石油储产比天然气储产比天然气储产比世界平均世界平均11846.258.6美国美国24111.312.6俄罗斯俄罗斯49520.676.0印度印度10630.028.5巴西巴西50018.328.9中国中国359.929.0第第3章章 电力电子技术在节能领

10、域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物11第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用中国的能源储量：中国的能源储量：（2000年）年）我国是一个人口大国，各种资源的人均占有率远远低于世界平均水平。中国的人均能源资源占有量为全世界人均水平的1/2，仅为美国人均水平的1/10。 （2000年）年）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物12第第3

11、章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我国一次能源消费结构我国一次能源消费结构年份能源消费总量（亿吨标准煤）占比（%）煤炭石油天然气水电.核电.风电19806.072.220.73.14.019909.976.216.62.15.1200014.669.222.22.26.4200523.670.819.82.66.8200728.171.118.83.36.8200930.770.417.93.97.8201032.568.019.04.48.61）能源结构不合理，大量燃煤增加了碳排放 2）交通运输压力巨大，包括燃油供应、尾气污染我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西

12、，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物13第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用中国与世界一次中国与世界一次能源消费结构能源消费结构比较（比较（20042004年）年）（美国数据为（美国数据为20012001年）年）中国与世界一次中国与世界一次能源消费结构能源消费结构比较比较: (%)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物14第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我国与世界及部分

13、国家人均能源消费量比较 单位：吨标准煤/人国家1980年1990年2000年2008年2009年2010年美国11.310.911.510.710.010.3俄罗斯-8.56.06.96.5-法国5.05.55.95.95.75.8德国6.56.35.95.85.65.8日本4.25.15.85.55.35.6韩国1.53.15.66.76.77.2印度0.40.50.60.80.8-巴西1.31.41.61.81.8-中国0.60.81.22.22.32.4世界2.32.42.42.62.6-我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实

14、我的猜测没有错：表里边有一个活的生物15第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用中国能源消费增长情况：中国能源消费增长情况：可见，中国的能源储量少，而能源消耗却同步增加，所以节约现有资源，开发新能源，更是迫在眉睫的事。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物16第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用中国能源中国能源产消产消现状现状我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错

15、：表里边有一个活的生物17中国的资源和能源储备u人口约占世界总人口的 21u国土面积占世界面积的 7.1u耕地面积占世界面积的 7.1u草地面积占世界面积的 9.3u水资源占世界水资源的 7u森林面积占世界面积的 3.3u石油占世界 2.3u天然气占世界 1.2u煤炭占世界煤炭总量的 12第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物18资源与供需矛盾突出资源与供需矛盾突出资源贫乏，但能源消费持续增长资源贫乏，但能源消费持续增长。2010

16、年，中国是世界能源生产和消费第二大国，煤炭的生产和消费是第一大国，石油和电力的生产和消费是第二大国。2010年能耗结构：能源消耗总量32.5亿吨标准煤，其中煤炭消耗30亿吨，原油消费量3.8亿吨（原油净进口1.99亿吨），天然气消费量887亿立方米。我国2010年全年发电量3.65万亿千瓦时，84%是燃煤发电，燃煤为主的能源结构，造成严重污染。第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物19能源效率偏低，能源效率偏低，新能源新能源技术滞

17、后技术滞后目前我们的能源利用效率33.4%，比发达国家平均水平低了10个百分点以上。日本能源利用效率达60%-70%，我国能源利用水平比日本落后30年。可再生能源、清洁能源技术开发滞后，正在急起直追。第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2020092009年全球年全球新能源新能源投资方向投资方向（单位：（单位：1010亿美元）亿美元）第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和

18、恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物21第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用世界能源发展趋势：世界能源发展趋势：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物22第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用能源危机的应对策略能源危机的应对策略：在能源紧缺的情况下，“开源”和“节流”是解决能源短缺和保障经济发展的必由之路。发展低碳经济，开发利用风能、太阳能等新能源，以替代煤、石油、

19、天然气等不可再生的能源，属于“开源”的范畴；而提高供电、用电系统的效率，降低能耗，则属于“节流”的范畴。在新能源还不能替代化石能源时，节流很重要。电力电子技术不仅在风能、太阳能发电等新能源领域有着不可替代的作用，在节能领域也有非凡的表现，也是实现新能源可靠利用的重要保障。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物23第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用光伏发电光伏发电我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我

20、的猜测没有错：表里边有一个活的生物24风力发电风力发电第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物25水力发电水力发电第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物26第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用电力电子节能效果粗略估算：电力是人类最理想的二

21、次能源和能源使用方式，目前在所有的能源中电力能源约占50%。据粗略计算，采用电力电子技术对设备进行改造，平均可节电15%20%左右。据统计，2006年我国电能有35%左右通过电力电子使用，如果这个比例提高到60%，以2010年用电量为4万亿千瓦时计算，可节电约3600亿千瓦时，折合标准煤12000万吨，相当于减排CO2约为3.24亿吨。(相当于4个三峡，70个黄台电厂)在产品细分中，节能效果比较明显的电力电子产品包括变频器、节能灯、无功补偿装置、开关电源、逆变焊机等。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个

22、活的生物27二氧化碳（CO2）包含1个碳原子和2个氧原子。一吨纯净碳在氧气中燃烧后能产生大约3.67吨二氧化碳。电与标煤的等价值折算系数为：u1千克原煤 = 0.7143千克标准煤u1度电(1千瓦小时)= 0.4千克标准煤 每节约1度电 =节约 0.4千克标准煤 =减排 0.997千克二氧化碳C02 =减排 0.272千克碳粉尘 =减排 0.03千克二氧化硫S02 =减排 0.015千克氮氧化物NOX第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个

23、活的生物28u节约1千克标准煤 = 减排2.493千克“二氧化碳” = 减排0.68千克碳粉尘 根据BP中国碳排放计算器提供的资料：u节约1升汽油 = 减排2.3千克二氧化碳 = 减排0.627千克碳粉尘u节约1升柴油 = 减排2.63千克二氧化碳 = 减排0.717千克碳粉尘第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物29第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用3.2 变频器节能变频器节能 变频器的基本原理

24、：变频器的基本原理：变频器的功能变频器的功能：变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。变频器的结构：变频器的结构：现在使用的变频器主要采用交直交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物30第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用变频器主要由整流单元、滤波单元、逆变单元、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理器

25、单元等组成的。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物31第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用变频调速的基本原理：变频调速的基本原理：异步电机的转速n可以表示为 n = 60f/p n同步速度，f电源频率，p电动机极对数可见，改变电源频率就可以改变同转速和电机转速。为了保持在调速时，电动机产生最大转矩不变，亦需要维持磁通不变，这亦由频率和电压协调控制来实现，即在降低频率的同时也要降低交流电压，故称为可变频率可变电压调速（VVVF），简称变频调速。 我吓了一跳，蝎子是

26、多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物32第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用据统计，我国电动机用电量占总发电量60%以上。 若全国电机都用变频调速，可节电10%40%，仅此一项，就可节约全国总发电量的10%至15%。所有电机负荷中，风机、泵类约占50%，占全国用电量的31。正是这类负荷其节能潜力最大，主要原因：u一是设计驱动裕量过大，形成“大马拉小车”现象。u二是系统需要风量或流量减小时，控制风门或节流阀的转角，减小风道或水管的横断面积，而电机转速不变，因而消耗功率变化很小。空调、

27、冰箱、风扇洗衣机、吸尘器我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物33第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用采用变频调速后，变频器可以根据负载要求调节输出交流电的频率，从而调节电动机转速，实现对风量或水流量的控制。（不用遮挡管道面积） 图图 变频器、水泵、风机的实物外形图变频器、水泵、风机的实物外形图我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物34第第3章章 电力电子技术在节能领域

28、的应用电力电子技术在节能领域的应用变频调速节能的基本原理：变频调速节能的基本原理： 由流体力学理论可知，风机或泵的轴功率轴功率P等于流量流量Q与压压力力H的乘积。流量Q与转速n的一次方一次方成正比，压力H与转速n的平方平方成正比，则功率P与转速n的三次方三次方成正比。 P = Q H如果水泵的效率一定，当要求调节流量Q下降时，转速n可成比例的下降，而此时轴输出功率P成三次方关系下降，因此节能效果相当明显。 Q n P n3n2n我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物35第第3章章 电力电子技术在节

29、能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用图图 风机运行曲线风机运行曲线风机的风压-风量特性（n1）风机的风压-风量特性（n2）管网风阻特性（风门全开） 管网风阻特性（风门遮挡） 风机运行曲线：风机运行曲线：满负荷运行，风量Q1，转速n1，工作点A面积P1=Q1H2流量压力我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物36第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用图图 风机运行曲线风机运行曲线图图 风机运行曲线风机运行曲线1.调节风挡，管网风阻特性:23,风机特性不变,转速n1,工

30、作点AB2.调节转速，管网风阻曲线不变2,风机特性:14,转速n2,工作点ACP=Q2H1P=Q2H3节省的功率：P = (H1-H3)Q2 现在要减少风量到Q2，两种方案：P 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物37第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用采用变频器进行调速： (不考虑摩擦阻力)u风量下降到80%，轴功率P下降到额定功率的51.2%；u风量下降到60%，轴功率P下降到额定功率的21.6%。实例：实例：茂名石化公司炼油厂，1990年先后在20条生产线上

31、使用161台变频调速装置，总功率达8091kW。1990年10月到92年2月，对其中30台泵进行测试，采用节流阀耗电999.9kW；而采用变频调速耗电396.7kW，节电603.2kw ，节电率60.3%。此外，由于变频可实现电机软启动软启动、泵的转速下降、管道压力下降等，使得轴承等机械摩损降低，泵端密封系统不易损坏，机泵故障率降低，维修工作量大大减少。 同时，提高了功率因数。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物38第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用3.3 绿色

32、照明节能绿色照明节能 1991年1月美国环保局首先提出实施 “绿色照明工程（Green Lights Program）” 概念。 1993年11月中国经贸委启动绿色照明工程，并于1996年正式列入国家计划。照明是用电大户。美国照明占总发电量的24，我国占15左右，且以低效照明为主，是终端节电主要对象之一。2004年我国总发电量21870亿度，照明耗电3280.5亿度，相当于三峡工程26台70万kw年发电量(840亿度)的四倍左右。 发改委统计，1996-2005年，中国绿色照明工程累计节电590亿度。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉

33、快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物39第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用我国主要照明灯具是白炽灯(家用)和日光灯(办公、商场) 。 白炽灯白炽灯：钨丝，电阻。发光效率低、热损耗大。 工作原理：电首先被转化成了热，将灯丝加热至极高的温度-2000以上（钨丝熔点3000多），灯丝处于白炽状态，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高，发出的光就越亮。 故称之为白炽灯。 大部分能量都转化成了热， 所以效率低下10%-15%。许多国家将禁用白炽灯。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我

34、的猜测没有错：表里边有一个活的生物40全球白炽灯禁止时间全球白炽灯禁止时间我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物41全球白炽灯禁止时间全球白炽灯禁止时间我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物42第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用日光灯：日光灯：（带铁心镇流器）工作原理：工作原理：接通电源后，启辉器辉光放电，双金属片受热弯曲，触点接通，将灯丝预热；随后辉光停止，双金属片

35、冷却，触点又断开，镇流器感应出高电压，灯管击穿放电，开始正常工作。启辉器启辉器相当一只自动开关，能自动接通电路（加热灯丝）和开断电路（使镇流器产生高压，将灯管击穿放电）。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物43第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用正常工作时，灯管两端的电压较低（40W的约110V， 20W的约60V），该电压启辉器不会产生辉光放电。日光灯耗电多的原因：u一是：大多电压降落在镇流器上，镇流器发热严重。u二是：镇流器串联在电路中，电感量较大，因而整个电

36、路的功率因数很低。（约0.5左右）为提高功率因数，可在日光灯的进线端并联电容器。 （40W并联4.75F/450V ， 20W并联2.5F/450V ）近年来，电子镇流器电子镇流器的出现，较好地解决了这个问题。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物44第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用电子镇流器：电子镇流器：问世于80年代初，由荷兰飞利浦公司首先研制成功. 是一个由电力电子器件构成的AC/DC/AC变换器。1）节能。工作频率20k60kHz，灯管光效比工频提高约1

37、0%；自身功耗低，发热少，使灯的总输入功率下降约20%。2）消除频闪，发光稳定，有利于保护视力。3）功率因数高。普通的功率因数约0.70.8。符合国家标准的25W以上的，其功率因数高于0.95。整流逆变ACACDC我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物45第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用电子节能灯电子节能灯：（正大力推广）又叫紧凑型荧光灯，1978年国外厂家发明，我国1982年，首先在复旦大学电光源研究所研制成功我国已经把它作为国家重点发展的节能产品（绿色照明产

38、品）推广和使用。工作原理 与前面电子镇流器基本相似，但功率稍小。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物46第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用电子节能灯电路：电子节能灯电路： 与前述的电子整流器类似。整流逆变ACACDC我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物47第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用电子节能灯的优点：光效高、节能光效高、节能

39、发光效率是白炽灯的56倍，如11W节能灯的光通量相当于60W普通白炽灯，可以节电约节电约70%。寿命长寿命长 白炽灯额定寿命1000小时，节能灯为5000小时。 显色好显色好 指在光源照射下物体的颜色能够得到真实的反映。采用稀土三基色荧光粉，比普通日光灯显色性显著提高。 若采用廉价的卤粉作原料，将达不到此效果。体积小巧，体积小巧，造型美观，使用简便。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物48第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用LED光源：光源： （第四代照明光源、

40、绿色光源、正大力推广 ）美国从2000年起实施“国家半导体照明计划”，欧盟也在2000年7月宣布启动类似的“彩虹计划”。我国科技部在“863”计划的支持下，2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。预计未来，LED将引起照明领域的巨大变革，对绿色照明实施产生重大影响。 LED灯具、灯具、LED灯带及灯带及LED景观灯景观灯我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物49第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用LED光源光源就是发光二极管（LED）为发光体的光源。发光二极管发

41、明于20世纪60年代，在随后的数十年中，其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯。 LED的发光原理的发光原理u LED是发光二极管（Light Emitting Diode）的简称。是一种将电能转化为光能的电子器件,具有二极管的特性。u LED与普通二极管一样有两个电极，有和半导体二极管相似的P区和N区，两区交界处是PN结。当正向导通电压加在LED两端，P区和N区的正负电荷向PN结移动，复合以后能量以光的形式放射出来。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物50第第3章章 电力电子技术在节能领域的

42、应用电力电子技术在节能领域的应用LED灯特点灯特点：节能、环保、寿命长、体积小等，可用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等。高效节能高效节能：相同照度下，电能消耗仅为白炽灯的1/10，电子节能灯的1/4。冷光源，自身几乎不发热。 超长寿命超长寿命：半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时。发光效率高发光效率高：90%的电能转化为可见光，普通白炽灯仅有15%电能转化为光能。健康、绿色环保、保护视力健康、绿色环保、保护视力：光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射；不含汞等有害元素；不会频闪。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一

43、个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物51第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用一款实用的LED灯恒流驱动电路：滤波整流功率因数校正功率变换电流检测及反馈整流整流逆变逆变ACACDC整流整流DC我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物52第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用3.4 无功功率补偿节能无功功率补偿节能 1. 什么是有功功率、无功功率、功率因数？什么是有功功率、无功功率、功率因数？有功功率有

44、功功率 是指保持设备正常运行所需电功率，也就是将电能转换为其他形式能量（机械能、光能、热能）的电功率。无功功率无功功率 比较抽象，它是用来在电气设备中建立和维持电场或磁场的电功率。u电容负载时，建立电容内部电场，就需要无功功率。u有电磁线圈电气设备，要建立磁场，也需要无功功率。无功功率决不是无用功率无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要无功功率建立和维持旋转磁场，使转子转动。变压器也同样需要无功功率，才能产生磁场，在付边感应出电压。因此，没有无功功率，电动机不会转动，变压器不能变压，交流接触器不会吸合。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是

45、我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物53第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用无功功率的物理意义：无功功率的物理意义：在正弦电路中，无功功率表示负载与电源有能量交换，但是不消耗功率。原因：原因：纯电感和纯电容是储能型负载，自身并不耗能，只是在某一段时间将来自电网的能量储存起来，而在另一段时间将储存的能量返还给电网，这部分功率就是无功功率。交流电在通过纯电阻（耗能型负载）时，电能都转成了热能，这就是消耗了有功功率；当然实际负载，不可能为纯容性负载或者纯感性负载，一般都是混合性负载，这样电流在通过它们的时候，就有部分电能不做功，就是无功功率。以下通过

46、波形进一步解释。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物54第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用纯电阻纯电阻负载时，负载时，工作波形及工作波形及瞬时瞬时功率功率：u0tt2t4i电阻负载的工作电压和电流波形电阻负载的工作电压和电流波形p=ui 在纯电阻负载时，电流和电压的波形是同步的，也就是同相位，不管正半周还是负半周，瞬时瞬时功率功率都是正的，都是正的，表明：表明：纯电阻消耗的是有功功率。瞬时瞬时功率：功率：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样

47、一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物55第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用某某电电阻电感负载阻电感负载工作波形及工作波形及瞬时瞬时功率流向功率流向表：表：电压电压u电流电流i瞬时功率瞬时功率p电能流向电能流向t1 t2正正正正正正电网电网负载负载 （多）（多）t2 t3负负正正负负负载负载电网电网（少）（少）t3 t4负负负负正正电网电网负载负载（多）（多）t4 t5正正负负负负负载负载电网电网（少）（少）u0tt1t2t3t4t5i负载的工作电压和电流波形负载的工作电压和电流波形p=ui 相位差A. 可见：负载与电源

48、之间有能量交换。B. 怎样描述负载的有功功率占总功率的比率呢？电感特点：阻碍电流的变化。电流比电压变化的慢一点。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物56第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用u0tt1t2t3t4t5i负载的工作电压和电流波形负载的工作电压和电流波形相位差+iRLt1 t2+iRLt3 t4+iRLt2 t3+iRLt4 t5消耗的功率交换的功率我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜

49、测没有错：表里边有一个活的生物57第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用u0tt1t2t3t4t5i从另一角度分析：可以把负载电流分解成有功电流（绿色曲线）和无功电流（棕色曲线）负载电流无功电流有功电流UIIPIQ我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物58第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用u0tt1t2t3t4t5iu0tt1t2t4iu0tt2t4i负载电流无功电流有功电流我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一

50、个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物59第第3章章 电力电子技术在节能领域的应用电力电子技术在节能领域的应用功率因数的数学概念功率因数的数学概念：几种功率的定义：u视在功率： S = UIu有功功率： P = UIP=UIcosu无功功率： Q = UIQ= UI sinu功率因数： = P/ S = cos交流电路中，把有功功率有功功率和视在功率视在功率的比值比值定义为功率因数，即=P/ S。在数值上，功率因数恰好等于恰好等于负载电压与电流之间的相位差()的余弦，=P/ S = cos； UIIPIQ我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放