電力電子技術(shù)與現(xiàn)代建筑的結(jié)合

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　　電力電子技術(shù)與現(xiàn)代建筑的結(jié)合

　　【摘要】電力電子技術(shù)是一門新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件(如晶閘管，GTO，IGBT等)對電能進行變換和控制的技術(shù)。

　　電力電子技術(shù)所變換的“電力”功率可大到數(shù)百MW甚至GW，也可以小到數(shù)W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術(shù)不同電力電子技術(shù)主要用于電力變換。

　　電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和變流技術(shù)(整流，逆變，斬波，變頻，變相等)兩個分支。

　　本文主要論述了電力電子技術(shù)與現(xiàn)代建筑的有效結(jié)合。

　　【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);電子技術(shù);電能;現(xiàn)代建筑;現(xiàn)代電氣工程;

　　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)對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節(jié)約，實現(xiàn)了電能使用最佳化。

　　例如，在節(jié)電方面，針對風(fēng)機水泵、電力牽引、軋機冶煉、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)能的一項戰(zhàn)略措施，一般節(jié)能效果可達10%-40%，我國已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應(yīng)用項目。

　　電力電子技術(shù)是計算技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)，隨著電力系統(tǒng)計算機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)就是通過計算機技術(shù)將強電和弱電進行有效的組合，它是計算機應(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)出強大的優(yōu)越性，它在智能建筑中的應(yīng)用會越來越廣泛。

　　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，以滿足實際應(yīng)用的需要。

　　尤其是計算機技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、各種新型總線技術(shù)和自動化技術(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)工作在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)將按預(yù)先設(shè)定的若干基本狀態(tài)進行工作，這些狀態(tài)會按預(yù)先設(shè)定的時間相互自動地切換。

　　例如，當(dāng)一個工作日結(jié)束后，系統(tǒng)將自動進入晚上的工作狀態(tài)，自動并極其緩慢地調(diào)暗各區(qū)域的燈光，同時系統(tǒng)的探測功能也將自動生效，將無人區(qū)域的燈自動關(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)各種場合的不同場景要求。

　　(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，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，而且消除了起輝時的亮度不穩(wěn)定，在為人們提供健康、舒適環(huán)境的同時，也提高了工作效率。

　　(3)自動調(diào)光，充分利用自然光

　　智能照明控制系統(tǒng)使用了先進的電力電子技術(shù)，能對大多數(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，而達到節(jié)能的目的，也可提供一個較不受季節(jié)與外部氣候環(huán)境的相對穩(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)計照度值。

　　(4)提高管理水平，減少維護費用

　　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)的管理意識運用于照明控制系統(tǒng)中去，而且同時將大大減少大樓的運行維護費用，并帶來極大的投資回報。

　　2、智能照明系統(tǒng)的組成

　　智能照明系統(tǒng)是利用先進電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，對供電進行實時監(jiān)控與跟蹤，自動平滑地調(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、計算機工作站、網(wǎng)絡(luò)控制交換設(shè)備等組成的計算機硬件控制系統(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)最大的特點是場景控制,在同一室內(nèi)可有多路照明回路,對每一回路亮度調(diào)整后達到某種燈光氣氛稱為場景;可預(yù)先設(shè)置不同的場景(營造出不同的燈光環(huán)境),切換場景時的淡入淡出時間,使燈光柔和變化.時鐘控制,利用時鐘控制器,使燈光呈現(xiàn)按每天的日出日落或有時間規(guī)律的變化.利用各種傳感器及遙控器達到對燈光的自動控制。

　　(2)控制信號人民傳輸系統(tǒng)

　　通過控制信號傳輸系統(tǒng)完成照明網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中有關(guān)控制信號和反饋信號的傳輸,從而完成對控制區(qū)域內(nèi)的照明設(shè)備進行控制。

　　(3)區(qū)域照明控制

　　網(wǎng)絡(luò)照明控制系統(tǒng)實際上是對一定控制區(qū)域的若干小區(qū)域的照明控制系統(tǒng)(設(shè)備)進行聯(lián)網(wǎng)控制,區(qū)域照明控制系統(tǒng)(設(shè)備)是整個聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的一個子系統(tǒng),它既可以作為一個獨立的控制系統(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

　　通過整個照明控制系統(tǒng)要完成對每盞燈的控制,燈控設(shè)備安裝在每盞燈上,并可以通過遠程控制信號傳輸單元與照明控制中心通信,從而完成對每盞燈的有關(guān)控制(如開/關(guān)、調(diào)光控制),并可以通過照明控制中心對每盞燈的工作狀態(tài)進行有關(guān)監(jiān)控,從而完成對每盞燈的控制。

　　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、經(jīng)濟的效應(yīng),推動了智能照明的技術(shù)迅速向前發(fā)展,并形成照明發(fā)展的一個重要趨勢。

　　隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、總線技術(shù)、信號檢測技術(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,照明進入了智能化控制的時代。

　　實現(xiàn)照明控制系統(tǒng)智能化的主要目的有兩個: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)的維護成本;二是可以節(jié)約能源,減少照明系統(tǒng)的運營成本。

　　智能照明由電子計算機進行控制與管理, 因而開發(fā)照明方面的計算機硬件和軟件工作是今后照明設(shè)計中的一項重要任務(wù)。

　　參考文獻：

　　[1]林渭勛：淺談半導(dǎo)體高頻電力電子技術(shù)，電力電子技術(shù)選編，浙江大學(xué)，384-390，1992.

　　[2]季幼章：迎接知識經(jīng)濟時代，發(fā)展電源技術(shù)應(yīng)用，電源技術(shù)應(yīng)用，N0.2，l998.

　　[3]葉治正，葉靖國：開關(guān)穩(wěn)壓電源。高等教育出版社，1998

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