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電力電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用畢業(yè)論文-wenkub

2023-07-07 00:35:48 本頁面
 

【正文】 .............15 提高管理水平,減少維護(hù)費(fèi)用 .............................15 智能照明控制系統(tǒng)的重要性 ...............................15 智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) .................................17第 4 章 結(jié)論 .................................................18致 謝 ......................................................20參考文獻(xiàn) ....................................................21 第 1 章 前 言目前,我國電力工業(yè)發(fā)展速度很快,但是電力供應(yīng)不足和用電效率低的狀況依然比較嚴(yán)峻,這在今后相當(dāng)一段時期內(nèi)將繼續(xù)存在。如何找到一種節(jié)能元件能夠節(jié)能,成為首選。5.文獻(xiàn)查閱:[1]:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1997 [2]. 上海:上海科技出版社, 1991 [3]:中國計(jì)劃出版社, 1995 6.發(fā) 出 日 期: 年 月 日7.學(xué)員完成日期: 年 月 日指導(dǎo)教師簽名: 學(xué) 生 簽 名: 摘 要自本世紀(jì)五十年代未第一只晶閘管問世以來,電力電子技術(shù)開始登上電氣傳動技術(shù)舞臺,以此為基礎(chǔ)開發(fā)的可控硅整流裝置,是電氣傳動領(lǐng)域的一次革命,使電能的變換和控制從 旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組和靜止離子變流器進(jìn)入由電力電子器件構(gòu)成的變流器,這標(biāo)志著電力電子 的誕生。通過介紹電力電子器件的工作原理和各種照明電路中的應(yīng)用。再次介紹了智能照明控制采用調(diào)光模塊,通過燈光的調(diào)光在不同使用場合產(chǎn)生不同的燈光效果,營造出不同的舒適的視覺氛圍。進(jìn)入 70 年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產(chǎn)品,普通 晶閘管不能自關(guān)斷的半控型器件,被稱為第一代電力電子器件。電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù),使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。推行終端節(jié)電技術(shù)節(jié)約電能,是改善電力負(fù)荷緊張狀況的主要途徑。民用熒光燈(日光燈)交流電子鎮(zhèn)流器在 20 世紀(jì)的 70 年代就開始了研究,到 80 年代就有許多企業(yè)投入了生產(chǎn),但其質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性在當(dāng)時確實(shí)令人生畏。同時,電子鎮(zhèn)流器光效高、功耗低、重量輕、無噪聲、無頻閃和提高熒光燈使用壽命等優(yōu)點(diǎn)更顯突出。在民用熒光燈的交流電子鎮(zhèn)流器取得突破性進(jìn)展的同時,一些企業(yè)對我國道路上的高壓鈉燈所潛藏的節(jié)能潛力大為關(guān)注。目前氣體放電燈使用的鎮(zhèn)流器有兩種:(1)電感式鎮(zhèn)流器;(2)高頻交流電子鎮(zhèn)流器。由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器節(jié)能和巨大的市場潛力,進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后,各種氣體放電照明燈廣泛采用高頻電子鎮(zhèn)流器,形成一個“綠色照明”的新興產(chǎn)業(yè)。目前,我國已成為照明器具的生產(chǎn)大國,現(xiàn)有照明器具生產(chǎn)企業(yè)1000 家,電光源產(chǎn)品有 60 多個門類 3500 多個品種規(guī)格,燈具產(chǎn)品 30多個門類 500 多個品種規(guī)格。2022 年,按每戶僅用一只節(jié)能燈計(jì)算,全國 4 億只節(jié)能燈就可節(jié)電 2022 萬千瓦電力,投資只需 120 億元,而要生產(chǎn) 2022 萬千瓦的電力,即需投資 500 億元。同時,國內(nèi)一些著名科研院所、大學(xué)也投入了較大力量進(jìn)行科研開發(fā)。由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器要求體積小、造價低,并且對電磁輻射干擾、輸入功率因數(shù)、波峰因數(shù)、可靠性等技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格,所以要做出一個滿足高性能、低價格、體積小、低電磁輻射干擾,使用安全可靠的高頻交流電子鎮(zhèn)流器并非件易事,所以往往讓人感到:看似簡單的一個電子產(chǎn)品,但是技術(shù)含量很高,是一個涉及電路拓?fù)洹⒏哳l電子變換、諧振開關(guān)(ZVS、ZCS)、LC 串并聯(lián)諧振、功率因數(shù)校正、電磁干擾抑制(EMC、EMI)、信號傳感、采集和控制、電子元器件、電光源器件等電力電子技術(shù)的方方面面。 常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路與改進(jìn) 單級半橋諧振式由于半橋諧振式逆變電路工作可靠,對開關(guān)管耐壓要求較低,所以采用半橋諧振式逆變電路為燈負(fù)載供電的功率變換電路使用最為廣泛。但這種電路存在以下缺點(diǎn):(1)無燈絲預(yù)熱功能,易產(chǎn)生燈絲電極濺射作用,而降低燈絲的使用壽命,使用時間一長易造成燈管一端發(fā)黑的現(xiàn)象;(2)由于采用市電整流后直接給半橋逆變級供電,所以會產(chǎn)生很強(qiáng)的高次諧波干擾,降低交流市電輸入側(cè)的功率因數(shù),并降低電源供電效率,采用這種電路的高頻交流電子鎮(zhèn)流器大量使用時,會造成三相四線供電電網(wǎng)的地電位偏移,因而造成用電設(shè)備的損壞;(3)由于半橋逆變級工作在高頻開關(guān)逆變狀態(tài),所以產(chǎn)生的高次諧波,會產(chǎn)生相應(yīng)的電磁幅射干擾,影響其它用電設(shè)備的正常工作;(4)由于電路沒有設(shè)保護(hù)電路,所以一旦市電電源供電發(fā)生故障(如電網(wǎng)電壓升高過多)或燈負(fù)載發(fā)生破裂等故障時,易造成電路損壞,嚴(yán)重時還會發(fā)生火災(zāi)事故。有源功率因數(shù)校正按電路構(gòu)成可分為:降壓式、升/降壓式、反激式、升壓式等幾種。由于 DCM 型 APFC 電路簡單,開關(guān)管應(yīng)力小的優(yōu)點(diǎn),所以在電子鎮(zhèn)流器中應(yīng)用廣泛。 常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器調(diào)光由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),特別是在不需電子鎮(zhèn)流器滿功率進(jìn)行的場合下,采用調(diào)光控制節(jié)能效果會更加明顯。這種調(diào)光方法存在的問題是:如果電感電流連續(xù)并滯后于半橋電壓Uxy,則開關(guān)可能導(dǎo)通時工作在零電壓狀態(tài),關(guān)斷瞬間需采用吸收電容達(dá)到 ZCS 工作條件,這樣可進(jìn)入 ZVS 工作方式,這是優(yōu)點(diǎn),EMI 和開關(guān)管應(yīng)力可明顯降低。調(diào)頻調(diào)光法調(diào)頻調(diào)光法也是常用的調(diào)光方法。磁芯的頻率范圍、驅(qū)動電路、控制電路可能限制調(diào)光范圍。D.如果半橋逆變器不工作在軟開關(guān)狀態(tài),則導(dǎo)致逆變器的損耗加大,導(dǎo)致效率降低。改變半橋逆變器供電電壓調(diào)光法利用改變半橋逆變器供電電壓法實(shí)現(xiàn)調(diào)光有以下優(yōu)點(diǎn):A.調(diào)節(jié)半橋逆變器供電電壓來實(shí)現(xiàn)調(diào)光。E.由于開關(guān)頻率固定,所以可以較方便的確定無源器件的參數(shù)。H.可實(shí)現(xiàn)平滑和幾乎線性的燈功率控制特性。K.燈電流近似和 DC 變換器的電壓成正比,調(diào)光幾乎和 SEPIC DC變換器的輸出直流電壓成正比。相控調(diào)光法主要有以下特點(diǎn):⑴可調(diào)光至此 1%;⑵可在任意調(diào)光設(shè)定值下啟動;⑶可應(yīng)用于多燈應(yīng)用場合;⑷調(diào)光相位燈功率關(guān)系線性好。 一種改進(jìn)電荷泵功率因數(shù)校正(CPPFC)的電子鎮(zhèn)流器主要有以下特點(diǎn):(1)引入了電荷泵的概念、工作原理、電路;(2)提高功率因數(shù)的工作原理分析;(3)波峰比為 ,200V 交流電壓輸入,效率為 80%;(4)只用一個電感,由于電荷泵采用了一個電容,而電容又比電感在電路上好處理。 一種改進(jìn)單級電子鎮(zhèn)流器起動特性的新方法由我國臺灣的教授和他的學(xué)生提出,并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。討論了電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)、控制策略和元件電壓應(yīng)力間的相互關(guān)系。 基于單級高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器它具有以下特點(diǎn):(1)單功率級,高功率因數(shù),半橋功率逆變器工作在諧振狀態(tài);(2)自激振蕩式,功率因數(shù)校正工作在 DCM 模式,輸入、輸出隔離;(3)由于工作在自激振蕩方式,所以具有保護(hù)作用;(4)實(shí)驗(yàn)?zāi)P停?0W 熒光燈、40KHZ、220V 交流市電供電;(5)給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模型分析。由于在 PFC 中引入了一個變壓器,所以逆變器的輸入電壓可以設(shè)定,從而優(yōu)化了逆變器的設(shè)計(jì)。近年來,電子鎮(zhèn)流器原理及電子元器件的研發(fā)、生產(chǎn)水平整體提高,國內(nèi)涌現(xiàn)出不少優(yōu)秀產(chǎn)品。第 3 章 智能照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,人們物質(zhì)文化和精神生活水平迅速的提高智能化已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展的主流技術(shù),涵蓋從空調(diào)系統(tǒng)、消防系統(tǒng)到安全防范系統(tǒng)以及完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)。此外,還可以通過編程隨意改變各區(qū)域的光照度,以適應(yīng)各種場合的不同場景要求。總之,無論在什么場所或天氣如何變化,系統(tǒng)均能保證室內(nèi)照度維持在預(yù)先設(shè)定的水平。當(dāng)室外光較強(qiáng)時,室內(nèi)照度自動調(diào)暗,室外光較弱時,室內(nèi)照度則自動調(diào)亮,使室內(nèi)的照度始終保持在恒定值附近,從而能夠充分利用自然光實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的?,F(xiàn)有的智能照明控制系統(tǒng)主要分為中央集中控制系統(tǒng)及分布式控制系統(tǒng)兩種。它不僅能有效節(jié)約能源,降低用戶運(yùn)行費(fèi)用,還可提高大樓管理水準(zhǔn)。對于一個完整的辦公樓智能照明控制系統(tǒng)來說,辦公區(qū)是辦公樓的主要組成部分,采用智能照明控制系統(tǒng),可使其照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)。午餐時間,燈將自動變換到一個舒適、柔和的燈光場景,使工作人員能夠很好地休息和放松。安全狀態(tài)和清掃狀態(tài)的工作原理相似。首先在控制方式和照明方式上,傳統(tǒng)照明控制采用手動開關(guān),只有開和關(guān),而且只能一路一路地開和關(guān)。另外,在智能照明控制系統(tǒng)中,由于可通過系統(tǒng)人為地設(shè)置電壓限制,可以避免或降低電網(wǎng)電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊,從而起到保護(hù)燈具,延長燈具使用壽命的作用。在這過程中應(yīng)注意:首先每條照明回路的燈具應(yīng)該為同類型的燈具,這樣才便于調(diào)光模塊的選擇和配置。第二步:按照明回路的性能選擇相關(guān)的調(diào)光器調(diào)光器是智能照明控制系統(tǒng)的主要部件,而對于不同類型的燈具應(yīng)該選用不同適合他們的調(diào)光器。 第四步:選擇附件和集成方式。它主要要求在電路盡可能簡單的條件下實(shí)現(xiàn)高效率、高可靠、低諧波成分、低電磁幅射干擾、高功率因數(shù)??刂品绞胶驼彰鞣绞缴?,傳統(tǒng)照明控制采用手動開關(guān),只有開和關(guān),而且只能一路一路地開和關(guān)。另外,在智能照明控制系統(tǒng)中,由于可通過系統(tǒng)人為地設(shè)置電壓限制,可以避免或降低電網(wǎng)電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊,從而起到保護(hù)燈具,延長燈具使用壽命的作用。韓老師平日里工作繁多,但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個階段,從外出實(shí)習(xí)到查閱資料,設(shè)計(jì)草案的確定和修改,中期檢查,后期詳細(xì)設(shè)計(jì),裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)[1]:上??茖W(xué)技術(shù)出版社,1997[2]. 上海:上??萍汲霭嫔?, 1991[3]:中國計(jì)劃出版社, 1995 [4]李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.1998[5]涂時亮.單片微機(jī)控制技術(shù).上海:復(fù)旦大學(xué)出版社.1999[6]全國民用編寫組.全國民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施(給水排水),北京:中國計(jì)劃出版社,2022.中國石油大學(xué)(華東)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)評語指導(dǎo)教師 : 韓亞軍 職稱: 講師 工作單位: 重慶
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