電力電子技術與現代建筑的結合

時間：2025-11-11 13:12:36 電氣自動化畢業論文

電力電子技術與現代建筑的結合

　　電力電子技術與現代建筑的結合

　　【摘要】電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術，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。

　　電力電子技術所變換的“電力”功率可大到數百MW甚至GW，也可以小到數W甚至1W以下，和以信息處理為主的信息電子技術不同電力電子技術主要用于電力變換。

　　電力電子技術分為電力電子器件制造技術和變流技術(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與現代建筑的有效結合。

　　【關鍵詞】電力電子技術;電子技術;電能;現代建筑;現代電氣工程;

　　一、電力電子技術

　　電力電子技術是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科。

　　因它本身是大功率的電技術，又大多是為應用強電的工業服務的，故常將它歸屬于電工類。

　　電力電子技術的內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。

　　電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為單晶硅;它的理論基礎為半導體物理學;它的工藝技術為半導體器件工藝。

　　近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。

　　通過電力電子技術對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節約，實現了電能使用最佳化。

　　例如，在節電方面，針對風機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業窯爐、感應加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調查，潛在節電總量相當于1990年全國發電量的16%，所以推廣應用電力電子技術是節能的一項戰略措施，一般節能效果可達10%-40%，我國已將許多裝置列入節能的推廣應用項目。

　　電力電子技術是計算技術在電力系統中的具體實現，隨著電力系統計算機化和信息化的水平不斷提高，電力電子技術在電力系統中的作用也越發明顯。

　　簡單的說，電力電子技術就是通過計算機技術將強電和弱電進行有效的組合，它是計算機應用技術、電子技術、電路技術還有電力控制技術為一體的服務性的技術。

　　二、電力電子技術與現代建筑的結合-—智能照明系統

　　現代建筑中的照明不僅要求能為人們的工作、學習、生活提供良好的視察條件，能利用燈具造型和光色協調營造出具有一定風格和美感的室內環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未來照明布局和控制方式變更要求。

　　一個優秀的智能照明系統有僅可以提升照明環境的品質，還必須做到充分利用和節約能源。

　　相比之下，智能照明系統體現出強大的優越性，它在智能建筑中的應用會越來越廣泛。

　　1、智能照明系統在現代建筑中的應用效果

　　隨著照明系統應用場合的不斷變化，應用情況也逐步復雜和豐富多彩，僅靠簡單的開關控制已不能完成所需要的控制，所以要求照明控制也應隨之發展和變化，以滿足實際應用的需要。

　　尤其是計算機技術、計算機網絡技術、各種新型總線技術和自動化技術的發展，使得照明控制技術有了很大的改觀。

　　智能照明系統在現代建筑中的應用效果如下：

　　(1)實現照明控制智能化

　　采用智能照明控制系統，可以使照明系統工作在全自動狀態，系統將按預先設定的若干基本狀態進行工作，這些狀態會按預先設定的時間相互自動地切換。

　　例如，當一個工作日結束后，系統將自動進入晚上的工作狀態，自動并極其緩慢地調暗各區域的燈光，同時系統的探測功能也將自動生效，將無人區域的燈自動關閉，并將有人區域的燈光調至最合適的亮度。

　　此外，不可以通過編程器隨意改變各區域的光照度，以適應各種場合的不同場景要求。

　　(2)改善工作環境，提高工作效率

　　傳統照明控制系統中，配有傳統鎮流器的日光燈以100HZ的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。

　　而智能照明系統中的可調光電子鎮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定，在為人們提供健康、舒適環境的同時，也提高了工作效率。

　　(3)自動調光，充分利用自然光

　　智能照明控制系統使用了先進的電力電子技術，能對大多數燈具(包括白織燈、日光燈、配以特殊鎮流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等)進行智能調光。

　　智能照明系統中的光電感應開關通過測定工作面的照度與設定比較，來控制照明開關，這樣可以最大限度地利用自然光，而達到節能的目的，也可提供一個較不受季節與外部氣候環境的相對穩定的視覺環境。

　　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，但合成照度應維持在設計照度值。

　　(4)提高管理水平，減少維護費用

　　智能照明控制系統，將普通照明人為的開與關轉換成智能化管理，不僅使大樓的管理者能將其高素質的管理意識運用于照明控制系統中去，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、智能照明系統的組成

　　智能照明系統是利用先進電磁調壓及電子感應技術，對供電進行實時監控與跟蹤，自動平滑地調節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，達到優化供電目的照明控制系統。

　　(1)控制系統中心

　　一般由服務器、計算機工作站、網絡控制交換設備等組成的計算機硬件控制系統和由數據庫、控制應用軟件等組成的照明控制軟件等兩大部分組成。

　　系統最大的特點是場景控制,在同一室內可有多路照明回路,對每一回路亮度調整后達到某種燈光氣氛稱為場景;可預先設置不同的場景(營造出不同的燈光環境),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,使燈光呈現按每天的日出日落或有時間規律的變化.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

　　通過控制信號傳輸系統完成照明網絡控制系統中有關控制信號和反饋信號的傳輸,從而完成對控制區域內的照明設備進行控制。

　　(3)區域照明控制

　　網絡照明控制系統實際上是對一定控制區域的若干小區域的照明控制系統(設備)進行聯網控制,區域照明控制系統(設備)是整個聯網控制系統的一個子系統,它既可以作為一個獨立的控制系統使用,也可以作為聯網控制系統的終端設備使用。

　　(4)燈控設備

　　通過整個照明控制系統要完成對每盞燈的控制,燈控設備安裝在每盞燈上,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控制(如開/關、調光控制),并可以通過照明控制中心對每盞燈的工作狀態進行有關監控,從而完成對每盞燈的控制。

　　三、結束語

　　智能照明系統是電力電子技術與現代建筑有效的結合，良好的使用效果與社會、經濟的效應,推動了智能照明的技術迅速向前發展,并形成照明發展的一個重要趨勢。

　　隨著計算機技術、通信技術、自動控制技術、總線技術、信號檢測技術和微電子技術的迅速發展和相互滲透,照明控制技術有了很大的發展,照明進入了智能化控制的時代。

　　實現照明控制系統智能化的主要目的有兩個:一是可以提高照明系統的控制和管理水平,減少照明系統的維護成本;二是可以節約能源,減少照明系統的運營成本。

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

　　參考文獻：