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導(dǎo)言:作為寫(xiě)作愛(ài)好者,不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇現(xiàn)代電力電子論文,它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1.電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1.1整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車(chē)、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)、地鐵機(jī)車(chē)、城市無(wú)軌電車(chē)等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類(lèi)似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門(mén)極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開(kāi)關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱(chēng)為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱(chēng)為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱(chēng)值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類(lèi)繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、電動(dòng)車(chē)的無(wú)級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開(kāi)始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源
高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。
逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過(guò)對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源
大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。
自從70年代開(kāi)始,日本的一些公司開(kāi)始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門(mén)子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。
國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。
2.9分布式開(kāi)關(guān)電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)??刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對(duì)分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展,各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車(chē)牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
3.高頻開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開(kāi)關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車(chē)和變頻傳動(dòng)中,更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù),通過(guò)開(kāi)關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開(kāi)關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。
3.1高頻化
理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開(kāi)關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為“開(kāi)關(guān)變換類(lèi)電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見(jiàn)的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開(kāi)關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了“用戶專(zhuān)用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類(lèi)似于微電子中的用戶專(zhuān)用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫(xiě)入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn),模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開(kāi)關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。
3.3數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類(lèi)電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開(kāi)關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開(kāi)了。
3.4綠色化
電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。
1.電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1.1整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車(chē)、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)、地鐵機(jī)車(chē)、城市無(wú)軌電車(chē)等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類(lèi)似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
1.3變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門(mén)極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類(lèi)進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開(kāi)關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開(kāi)關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開(kāi)關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱(chēng)為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱(chēng)為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱(chēng)值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱(chēng)為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開(kāi)關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類(lèi)繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、電動(dòng)車(chē)的無(wú)級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開(kāi)關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開(kāi)關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開(kāi)關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開(kāi)始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源
高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。
逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開(kāi)路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過(guò)對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源
大功率開(kāi)關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。
自從70年代開(kāi)始,日本的一些公司開(kāi)始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門(mén)子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。
國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開(kāi)關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。
2.9分布式開(kāi)關(guān)電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)??刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對(duì)分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展,各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車(chē)牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
3.高頻開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,開(kāi)關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開(kāi)關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車(chē)和變頻傳動(dòng)中,更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù),通過(guò)開(kāi)關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開(kāi)關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。
3.1高頻化
理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開(kāi)關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為“開(kāi)關(guān)變換類(lèi)電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見(jiàn)的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開(kāi)關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了“用戶專(zhuān)用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類(lèi)似于微電子中的用戶專(zhuān)用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫(xiě)入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn),模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開(kāi)關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。
3.3數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類(lèi)電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開(kāi)關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開(kāi)了。
3.4綠色化
電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。
1、整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車(chē)、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)、地鐵機(jī)車(chē)、城市無(wú)軌電車(chē)等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
2、逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類(lèi)似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
3、變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門(mén)極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用
1、一般工業(yè)
工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能,給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來(lái),由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展,使得交流電機(jī)的調(diào)速性能可與直流電機(jī)相媲美,交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。大至數(shù)千kW的各種軋鋼機(jī),小到幾百W的數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī),以及礦山牽引等場(chǎng)合都廣泛采用電力電子交直流調(diào)速技術(shù)。一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來(lái)也采用了變頻裝置,以達(dá)到節(jié)能的目的。還有些不調(diào)速的電機(jī)為了避免起動(dòng)時(shí)的電流沖擊而采用了軟起動(dòng)裝置,這種軟起動(dòng)裝置也是電力電子裝置。電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源,電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻、中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合。
2、交通運(yùn)輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)。電氣機(jī)車(chē)中的直流機(jī)車(chē)中采用整流裝置,交流機(jī)車(chē)采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車(chē)輛。在未來(lái)的磁懸浮列車(chē)中,電力電子技術(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機(jī)傳動(dòng)外,車(chē)輛中的各種輔助電源也都離不開(kāi)電力電子技術(shù)。電動(dòng)汽車(chē)的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制,其蓄電池的充電也離不開(kāi)電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)汽車(chē)中需要許多控制電機(jī),它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動(dòng)并控制。飛機(jī)、船舶需要很多不同要求的電源,因此航空和航海都離不開(kāi)電力電子技術(shù)。如果把電梯也算做交通運(yùn)輸,那么它也需要電力電子技術(shù)。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng),而近年來(lái)交流變頻調(diào)速已成為主流。3、電力系統(tǒng)
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)估計(jì),發(fā)達(dá)國(guó)家在用戶最終使用的電能中,有60%以上的電能至少經(jīng)過(guò)一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中,電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。可以毫不夸張地說(shuō),如果離開(kāi)電力電子技術(shù),電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。直流輸電在長(zhǎng)距離、大容量輸電時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì),其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發(fā)展起來(lái)的柔流輸電(FACTS)也是依靠電力電子裝置才得以實(shí)現(xiàn)的。無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制對(duì)電力系統(tǒng)有重要的意義。晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電容器(TSC)都是重要的無(wú)功補(bǔ)償裝置。近年來(lái)出現(xiàn)的靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)、有源電力濾波器(APF)等新型電力電子裝置具有更為優(yōu)越的無(wú)功功率和諧波補(bǔ)償?shù)男阅?。在配電網(wǎng)系統(tǒng),電力電子裝置還可用于防止電網(wǎng)瞬時(shí)停電、瞬時(shí)電壓跌落、閃變等,以進(jìn)行電能質(zhì)量控制,改善供電質(zhì)量。
在變電所中,給操作系統(tǒng)提供可靠的交直流操作電源,給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。
4、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級(jí)的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源,現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開(kāi)關(guān)電源。大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開(kāi)關(guān)電源。在各種電子裝置中,以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電,由于高頻開(kāi)關(guān)電源體積小、重量輕、效率高,現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因?yàn)楦鞣N信息技術(shù)裝置都需要電力電子裝置提供電源,所以可以說(shuō)信息電子技術(shù)離不開(kāi)電力電子技術(shù)。
5、家用電器
照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源,通常被稱(chēng)為“節(jié)能燈”,它正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子。電視機(jī)、音響設(shè)備、家用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外,有些洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
對(duì)水利資源信息的采集、輸送以及儲(chǔ)存等的最終目的就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)采集信息的科學(xué)判斷,進(jìn)而做出正確的決定,傳統(tǒng)的水利信息管理模式不僅存在著信息采集的滯后性,而且還受人為主觀因素影響導(dǎo)致決策的失誤等,最終導(dǎo)致對(duì)水利災(zāi)害的不正確判斷,而實(shí)施現(xiàn)代信息技術(shù)則可以通過(guò)信息采集、傳輸、決策自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)水利信息的準(zhǔn)確判斷,比如在水庫(kù)信息管理系統(tǒng)中,就充分借助了現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),及時(shí)地對(duì)各方面的水利信息進(jìn)行采集與判斷,從而自動(dòng)制定出科學(xué)的水利信息管理方案,為預(yù)防水利災(zāi)害提供科學(xué)的依據(jù)。
1.2提高了對(duì)水資源的優(yōu)化配置
傳統(tǒng)的水利信息管理工作的重點(diǎn)就是對(duì)水資源的開(kāi)發(fā)、利用,而隨著我國(guó)水資源的日益緊張,要求在開(kāi)發(fā)水資源的同時(shí)注重對(duì)水資源的有效配置。水資源的優(yōu)化配置對(duì)水資源信息管理工作提出了更高的要求,要求工作人員不僅要掌握水資源的分配情況,還要了解周?chē)h(huán)境對(duì)水資源的影響因素,面對(duì)這些繁瑣的信息,如果采取人工收集、操作的方式就很難產(chǎn)生理想的效果,而通過(guò)現(xiàn)代信息技術(shù)則可以從源頭上實(shí)現(xiàn)對(duì)水利資源的管理,從水利工程的整體上進(jìn)行優(yōu)化水利信息資源。
1.3實(shí)現(xiàn)了水利行政管理與服務(wù)的電子化
通過(guò)現(xiàn)代電子信息技術(shù)可以將各種水利信息資源通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)了由信息采集、傳輸、儲(chǔ)存、決策制定的全過(guò)程自動(dòng)化管理,優(yōu)化了人工操作環(huán)節(jié),水利信息用戶可以依托現(xiàn)代信息管理平臺(tái)自主選擇自己需要的信息,而不再受到時(shí)間、地點(diǎn)等方面地限制,比如在我國(guó)的農(nóng)田水利工程中,通過(guò)采用現(xiàn)代信息技術(shù)可以隨時(shí)地了解農(nóng)田的水利信息,從而自動(dòng)生成科學(xué)的決策供水利工作者使用。
2現(xiàn)代電子信息技術(shù)在水利信息管理中的具體應(yīng)用
2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是水利信息化的主要標(biāo)志,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在水利信息管理中得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是在水利資源的建設(shè)中起到了關(guān)鍵性的作用,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為水利信息采集、傳輸、處理的重要手段,到目前為止我國(guó)的水利管理部門(mén)已經(jīng)構(gòu)建了完善的信息管理平臺(tái),通過(guò)該平臺(tái)可以隨時(shí)查閱我國(guó)各地的水利信息,同時(shí)也加強(qiáng)了對(duì)基層水利管理部門(mén)的管理,實(shí)時(shí)掌握基礎(chǔ)水利信息的動(dòng)態(tài),便于為科學(xué)的決策提供有效的信息?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的快速傳播性,我國(guó)的水利管理部門(mén)加強(qiáng)了對(duì)物聯(lián)網(wǎng)水利信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建,比如江西水利廳就依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在官網(wǎng)上開(kāi)設(shè)“江西防汛抗旱信息網(wǎng)”實(shí)現(xiàn)了對(duì)水利資源的網(wǎng)絡(luò)傳輸。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在水利信息管理中應(yīng)用的具體功能表現(xiàn)為:一是在水利信息管理系統(tǒng)中,可以在水利工程中設(shè)置傳感器節(jié)點(diǎn)和RFID設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)水利信息的智能感知和信息采集,以便物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)及時(shí)地了解水利情況,并且制定相應(yīng)的措施;二是物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了水利信息的智能處理,智能處理就是對(duì)感知而來(lái)的數(shù)據(jù)利用與計(jì)算技術(shù)進(jìn)行綜合處理,以此實(shí)現(xiàn)對(duì)水利信息的管理與控制,通過(guò)云計(jì)算可以模擬出水資源的調(diào)度、氣候變化以及市場(chǎng)發(fā)展,從而構(gòu)建開(kāi)放、統(tǒng)一的應(yīng)用平臺(tái)。目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在水利信息采集、水利工作視頻會(huì)議、水利工程監(jiān)控等方面得以綜合應(yīng)用。
2.2遙感技術(shù)應(yīng)用
遙感技術(shù)就是利用對(duì)地表物體的反射與發(fā)射電磁波來(lái)獲取相應(yīng)的信息,遙感技術(shù)在水利信息管理中具有廣泛的應(yīng)用,近些年,遙感技術(shù)在防洪、水利執(zhí)法以及水利工程管理中發(fā)揮了重要的作用,在此我們以遙感技術(shù)在防洪抗旱中的應(yīng)用為例:通過(guò)遙感系統(tǒng)平臺(tái)可以對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行宏觀的監(jiān)測(cè),我國(guó)出現(xiàn)洪災(zāi)以后,由于無(wú)法對(duì)受災(zāi)面積等進(jìn)行測(cè)量,因此可以通過(guò)遙感技術(shù)對(duì)受災(zāi)地區(qū)的情況進(jìn)行及時(shí)的測(cè)量反饋,并且對(duì)受災(zāi)面積、洪水持續(xù)時(shí)間等預(yù)測(cè)出具體的災(zāi)情簡(jiǎn)報(bào)和圖像,以便給決策部門(mén)提供有利的決策依據(jù)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,遙感技術(shù)在水利信息管理中的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)呈現(xiàn)出:一是集成化。水利信息化要求對(duì)遙感獲知的數(shù)據(jù)進(jìn)行集合,而且還要與其它技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合,實(shí)現(xiàn)遙感技術(shù)與外部系統(tǒng)的對(duì)接;二是數(shù)字模型化。通過(guò)遙感獲知的數(shù)據(jù)被水利工作者采用,并且可以根據(jù)遙感技術(shù)制作的圖像進(jìn)行分析,但是基于水利工作的要求,必須要對(duì)遙感系統(tǒng)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的模型分析,以便為決策者提供輔助決策;三是標(biāo)準(zhǔn)化。要對(duì)遙感技術(shù)的使用進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)要求,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)交換等科學(xué)預(yù)測(cè)。
2.3GIS技術(shù)的應(yīng)用
綜合分析,GIS在水利信息管理中已經(jīng)應(yīng)用了十幾年了,它對(duì)實(shí)現(xiàn)水利信息的自動(dòng)化發(fā)揮了重要的作用,其具體體現(xiàn)在:一是基礎(chǔ)地理信息管理。GIS技術(shù)的最大功能優(yōu)勢(shì)是能夠反映地理的坐標(biāo),這對(duì)于確定我國(guó)水利信息的準(zhǔn)確位置具有重要的作用,可以反映水利資源所處的地形地貌等信息;二是水利專(zhuān)題信息展示。在該平臺(tái)上可以將水庫(kù)、水閘、測(cè)站等水利工程信息展示出來(lái);三是統(tǒng)計(jì)分析功能運(yùn)用。GIS技術(shù)能夠?qū)?fù)雜的水利信息進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算,比如可以綜合水情預(yù)報(bào)、受災(zāi)面積以及人口財(cái)產(chǎn)等對(duì)防洪由粗略估算實(shí)現(xiàn)定量分析;四是系統(tǒng)集成功能。常用的GIS集成主要有相關(guān)功能模塊和相關(guān)專(zhuān)業(yè)模型的集成。集成功能模塊包括信息服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)等功能模塊;集成專(zhuān)業(yè)模型包括氣象預(yù)報(bào)、水文預(yù)報(bào)、水庫(kù)調(diào)度等模型??傊S著GIS在水利信息管理中的廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用的能力與層次也越來(lái)越深,由最初的查詢、檢索、空間顯示轉(zhuǎn)變?yōu)榉治?、決策、模擬甚至預(yù)測(cè),其在防汛抗旱減災(zāi)、水資源管理、水環(huán)境和水土保持等方面都得到廣泛應(yīng)用。
2.4衛(wèi)星定位技術(shù)
衛(wèi)星定位系統(tǒng)實(shí)際上是在空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的一種技術(shù),它的作用就是準(zhǔn)確定位。衛(wèi)星定位技術(shù)在水利信息管理中的應(yīng)用主要是在一些抗洪搶險(xiǎn)、防洪決策等工作當(dāng)中,需要對(duì)險(xiǎn)情的位置進(jìn)行準(zhǔn)確的定位,在這一工作當(dāng)中衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用。我國(guó)從1998年抗洪搶險(xiǎn)開(kāi)始,就在水利行業(yè)當(dāng)中在地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上配合使用衛(wèi)星定位系統(tǒng),取得了不錯(cuò)的效果,一些險(xiǎn)情得到及時(shí)地發(fā)現(xiàn)與排除,避免了災(zāi)害的繼續(xù)擴(kuò)大。而現(xiàn)在很多地方在防洪工作當(dāng)中將GPS定位系統(tǒng)與RS影像、GIS平臺(tái)等有效連接,實(shí)現(xiàn)了災(zāi)區(qū)與災(zāi)情的準(zhǔn)確定位。通過(guò)將GPS與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來(lái),能夠提高對(duì)各類(lèi)災(zāi)害的應(yīng)急反應(yīng)速度,使險(xiǎn)情能夠在最短的時(shí)間內(nèi)排除。
(二)資金成本難點(diǎn)分析資金企業(yè)的生存之本,必須做好嚴(yán)密的管理計(jì)劃,電子商務(wù)在企業(yè)成本的管理之中,主要可以在以下兩個(gè)方面有效控制資金:
1.資金籌集方式就我國(guó)電子商務(wù)在企業(yè)中的發(fā)展現(xiàn)狀而言,還有很多需要重視和克服的難點(diǎn),資金籌集方式就是其中非常重要的一個(gè)部分。企業(yè)以盈利為目的,向社會(huì)提供不同形式的服務(wù),然而進(jìn)行服務(wù)生產(chǎn)的是,需要有一定數(shù)目的資金投入,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在大型項(xiàng)目中企業(yè)很難憑一己之力進(jìn)行生產(chǎn),所以,需要進(jìn)行集資(例如:發(fā)行股票,),然而現(xiàn)代企業(yè)大都還是以傳統(tǒng)的集資方式為主,忽視電子商務(wù)的重要性,很難使電子商務(wù)在企業(yè)管理中發(fā)揮作用。
2.采購(gòu)成本正如前文綜述,資金在企業(yè)中具有非常重要的作用,如何在保障生產(chǎn)成本質(zhì)量的前提之下,節(jié)約生產(chǎn)成本想必是大多數(shù)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者關(guān)注的問(wèn)題,隨著時(shí)代的發(fā)展,企業(yè)之間通過(guò)產(chǎn)業(yè)供銷(xiāo)鏈之間的合作,也就是采購(gòu)來(lái)達(dá)到這一目的,但是,現(xiàn)階段采購(gòu)的發(fā)展還較為傳統(tǒng),不能夠有效的與電子商務(wù)結(jié)合,所以,在采購(gòu)原材料的數(shù)量上一直存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)。
(三)傳統(tǒng)銷(xiāo)售模式銷(xiāo)售對(duì)于企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理具有非常重要的意義,一方面在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,理智的銷(xiāo)售方式可以使企業(yè)在市場(chǎng)角逐中占據(jù)主動(dòng)的致勝地位;另一方面銷(xiāo)售模式可以作用于生產(chǎn),使下季度的生產(chǎn)規(guī)劃更具科學(xué)合理性。然而就現(xiàn)階段的企業(yè)現(xiàn)狀而言,傳統(tǒng)的銷(xiāo)售模式依然是市場(chǎng)的主導(dǎo),嚴(yán)重妨礙了電子商業(yè)在企業(yè)管理中的發(fā)展,使企業(yè)的銷(xiāo)售業(yè)績(jī)難以取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)度。
二、如何加強(qiáng)電子商務(wù)對(duì)現(xiàn)代企業(yè)的管理
(一)加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)引進(jìn),改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式我國(guó)勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)已經(jīng)呈現(xiàn)典型的“兩頭大、中間小”的狀況,即中間層人才、特別是高級(jí)技術(shù)技能人才嚴(yán)重匱乏。針對(duì)這種現(xiàn)狀,應(yīng)該樹(shù)立企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者的戰(zhàn)略眼光,瞄準(zhǔn)國(guó)際市場(chǎng),大力引進(jìn)和學(xué)習(xí)先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),為電子商務(wù)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ);對(duì)于人才缺乏的現(xiàn)狀,企業(yè)應(yīng)該重視技術(shù)人才的錄用,改變以往的用人制度,用更加優(yōu)厚的條件招賢納士;此外,政府作為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的監(jiān)管者,也應(yīng)該發(fā)揮其應(yīng)有的作用,嚴(yán)格規(guī)范和管理我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,為電子商務(wù)的發(fā)展提供安全的環(huán)境保障。
(二)加強(qiáng)電子商務(wù)對(duì)企業(yè)資金控制
1.利用電子商務(wù),改變傳統(tǒng)集資傳統(tǒng)的集資方式,究根結(jié)底是經(jīng)驗(yàn)主義的錯(cuò)誤,時(shí)代的發(fā)展,如果固守傳統(tǒng)不思革新,不僅不能夠有效的進(jìn)行資金籌集,還會(huì)在一定程度上阻礙資金的管理?,F(xiàn)代電子商務(wù)具有國(guó)際化、數(shù)字化、虛擬化的基本特征,雖然不具備對(duì)企業(yè)財(cái)務(wù)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性管理的能力,但是可以通過(guò)“經(jīng)濟(jì)信息體”予以指導(dǎo)性的影響。例如我縣的冠?,F(xiàn)代家用股份有限公司,主營(yíng)日用陶瓷、竹木、玻璃等家用品,它是集研究、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)為一體的一家公司,是國(guó)內(nèi)產(chǎn)銷(xiāo)規(guī)模排名前列的日用陶瓷制造企業(yè),也是中國(guó)現(xiàn)有規(guī)模最大的高耐熱陶瓷生產(chǎn)企業(yè)。它采用多種方式籌集資金,于2006年12月在深圳證券交易所A股上市,2008年1月通過(guò)ISO14001:2004環(huán)境管理體系認(rèn)證,并成功導(dǎo)入了CI企業(yè)形象戰(zhàn)略、K3/ERP計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng),在企業(yè)管理中實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
2.降低成本,減少了企業(yè)庫(kù)存,提高了庫(kù)存管理水平電子商務(wù)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)成本的控制,主要可以從以下幾方面把握:第一,降低企業(yè)的交易成本。電子商務(wù)降低企業(yè)的促銷(xiāo)成本,利用因特網(wǎng)作廣告媒體,進(jìn)行網(wǎng)上促銷(xiāo)活動(dòng),結(jié)果是銷(xiāo)售額增加10倍,而費(fèi)用只是傳統(tǒng)廣告費(fèi)用的十分之一,第二,電子商務(wù)降低采購(gòu)成本。利用電子商務(wù)采購(gòu)系統(tǒng),企業(yè)可以加強(qiáng)與供應(yīng)商之間的合作,將原材料采購(gòu)與產(chǎn)品制造有機(jī)地結(jié)合起來(lái),形成一體化信息傳遞和處理系統(tǒng)(即人工成本降低了20%,原材料成本降低了20%)。第三,減少企業(yè)庫(kù)存。生產(chǎn)商可以利用IBM個(gè)人系統(tǒng)準(zhǔn)確地依據(jù)銷(xiāo)售商的需求來(lái)生產(chǎn),提高了庫(kù)存周轉(zhuǎn)率,使庫(kù)存總量保持在適當(dāng)?shù)乃?,從而把?kù)存成本降到最低。
(三)全面落實(shí)電子商務(wù),改變傳統(tǒng)銷(xiāo)售模式營(yíng)銷(xiāo)對(duì)于企業(yè)具有非常重要的意義,如何提高銷(xiāo)售能力一直是相關(guān)部門(mén)考慮的重要問(wèn)題,個(gè)人認(rèn)為電子商務(wù)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行產(chǎn)品的宣傳,而實(shí)際證明這也是目前市場(chǎng)中見(jiàn)效最快的一種營(yíng)銷(xiāo)模式。首先要改變經(jīng)營(yíng)者的發(fā)展觀念,普及電子商務(wù)知識(shí),堅(jiān)定推行的信心和毅力,頒布制度為其落實(shí)保駕護(hù)航;另外電子商務(wù)的發(fā)展,可以使銷(xiāo)售人員與客戶更好的在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行洽談,促進(jìn)企業(yè)銷(xiāo)售業(yè)績(jī)的提升。
(一)檔案載體的轉(zhuǎn)變
在電子檔案管理活動(dòng)中,電子文件以其快捷的辦文進(jìn)度和傳遞速度逐步取代了紙質(zhì)文件。電子圖紙也以手工制作所無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)大量出現(xiàn)。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)使產(chǎn)品圖紙的設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)、查詢和修改變得快捷又方便。例如生產(chǎn)或開(kāi)發(fā)一項(xiàng)較大項(xiàng)目的產(chǎn)品就需產(chǎn)生上萬(wàn)份的圖紙,而其中許多又要承襲老產(chǎn)品的大部分成果,因此電子圖紙顯示了其比紙質(zhì)圖紙更旺盛的生命力,保存電子圖紙要比保存底圖方便、省時(shí)、省力并且有意義得多。
(二)企業(yè)檔案的分類(lèi)變化
舊有的關(guān)于文書(shū)檔案、科技檔案、產(chǎn)品檔案、基建檔案、會(huì)計(jì)檔案、人事檔案等傳統(tǒng)分類(lèi)方案將被打破,取而代之以電子檔案管理.cn系統(tǒng)中各個(gè)管理模塊、流程的設(shè)置。一份完整的檔案信息分散在幾個(gè)管理系統(tǒng)中,計(jì)算機(jī)依照規(guī)定指令根據(jù)工作目標(biāo)隨時(shí)設(shè)立和調(diào)整類(lèi)目。各企業(yè)檔案信息的分類(lèi)不盡相同,但可以肯定的是電子檔案管理過(guò)程中檔案分類(lèi)更能貼近管理的需要,分類(lèi)也將更詳細(xì)、更科學(xué)、更規(guī)范。
(三)檔案接收和保管上也有所改變
在電子環(huán)境中,如果檔案人員不積極介入文件的形成和保管過(guò)程,文件很可能不存在或至少不可能被鑒定、保存、編目或者提供利用。這就是說(shuō)檔案人員如果不進(jìn)入到信息集成系統(tǒng)中去,則很難掌握到信息的核心部分甚至接收不到檔案。
無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生的電子文件、電子圖紙使檔案工作者再也無(wú)法坐等檔案的最后形成與歸檔了。他們必須在產(chǎn)生電子文件的源頭就行使檔案的監(jiān)督指導(dǎo)職能。參照國(guó)家有關(guān)文件制定出本單位的《電子文件管理辦法》,提請(qǐng)信息集成系統(tǒng)的編制人員在其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中加入電子檔案文件的鑒定、歸檔、保存、利用等電子檔案管理內(nèi)容。檔案工作者要在專(zhuān)業(yè)人員的指導(dǎo)下學(xué)會(huì)運(yùn)用專(zhuān)門(mén)的檔案信息接收管理平臺(tái),要懂得如何控制和維護(hù)檔案信息資源的有效性、可靠性和實(shí)時(shí)性,掌握電子檔案信息的收集、管理。
此時(shí)企業(yè)檔案的保管也不再只以卷盒和柜架為裝具,更多的經(jīng)過(guò)檔案人員鑒定歸檔的企業(yè)檔案信息將存入“虛擬庫(kù)房”。
二、電子檔案工作面臨的問(wèn)題
(一)電子檔案原件的真實(shí)性問(wèn)題
電子文件很容易被刪改,且改后不留任何痕跡。在使用計(jì)算機(jī)形成文件材料的過(guò)程中,擬稿者無(wú)法留下自己的筆跡,單位負(fù)責(zé)人也無(wú)法在形成的文件材料磁盤(pán)上簽發(fā),日后難以確定該份材料是否具有真實(shí)性和權(quán)威性。即使有人出于自己的目的將軟盤(pán)中存的內(nèi)容進(jìn)行了刪改,也難以發(fā)現(xiàn)和確定。
(二)電子檔案內(nèi)容的保密性問(wèn)題
用網(wǎng)絡(luò)的任何終端設(shè)備都能索取到存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)某一個(gè)設(shè)備上的電子文件。另一方面,一個(gè)終端上的電子文件也可同時(shí)發(fā)給若干個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端。這對(duì)于在一段時(shí)間需保密的內(nèi)容或限制提供利用的內(nèi)容的安全保密問(wèn)題,帶來(lái)了極大的威脅。
(三)電子檔案保笛的長(zhǎng)久性問(wèn)題
隨著辦公自動(dòng)化的不斷深人,好多單位將會(huì)實(shí)現(xiàn)無(wú)紙辦公,所有的情況、決策、信息存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中,人們只要操作一下鍵盤(pán)就可以得到所需的信息。這種方法確實(shí)為檔案的歸檔存儲(chǔ)簡(jiǎn)化了程序,也方便了利用,但是一旦網(wǎng)絡(luò)突然癱瘓或被毀,如出現(xiàn)“黑客”問(wèn)題,遇到病毒問(wèn)題或其它方面的故障,電子文件可能會(huì)在一瞬間同時(shí)消失,造成難以彌補(bǔ)的損失。
(四)檔案管理軟件的統(tǒng)一性問(wèn)題
計(jì)算機(jī)軟件研制大大落后于硬件的發(fā)展,遠(yuǎn)不適應(yīng)各方面存儲(chǔ)的需要。檔案系統(tǒng)各地區(qū)之間、單位之間不使用統(tǒng)一的軟件,勢(shì)必會(huì)影響到互相之間的利用以及全國(guó)的聯(lián)網(wǎng)。
三、建議采取的對(duì)策
(一)盡快培養(yǎng)精通計(jì)算機(jī)技術(shù)的檔案專(zhuān)業(yè)人才
培養(yǎng)一批既懂檔案業(yè)務(wù)又精通計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人才已是檔案部門(mén)的當(dāng)務(wù)之急。當(dāng)前要在加強(qiáng)全員計(jì)算機(jī)知識(shí)培訓(xùn)的同時(shí),通過(guò)招考、送出去深造等渠道選拔、培養(yǎng)高、精、尖的電子檔案管理應(yīng)用人才,使他們不僅精通計(jì)算機(jī)技術(shù)而且熟悉檔案業(yè)務(wù),熱愛(ài)檔案事業(yè);不僅會(huì)操作而且會(huì)設(shè)計(jì)程序,能夠開(kāi)發(fā)軟件。
(二)建立健全維護(hù)電子文件真實(shí)和安全的法規(guī)
在電子文件的形成、處理、歸檔,電子檔案的保管、利用等各個(gè)環(huán)節(jié),信息都有被更改、丟失的可能性,即使擁有完善的信息安全技術(shù),也需要有相應(yīng)的電子檔案管理措施來(lái)保證其得以實(shí)施。因此,建立健全相關(guān)法規(guī)和管理制度,對(duì)于維護(hù)電子檔案的原始性、真實(shí)性,保證其安全具有重要的意義。要通過(guò)法律形式將電子檔案管理和利用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下來(lái),使人們能夠自覺(jué)地遵守這些規(guī)定。同時(shí)要通過(guò)立法確認(rèn)電子文件、電子檔案的法律憑證作用,確保國(guó)家檔案行政管理部門(mén)依法管理電子文件和電子檔案。
(三)制定科學(xué)、合理、嚴(yán)密的電子檔案工作標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
隨著電子文件的大量產(chǎn)生,迫切需要建立一套科學(xué)、合理、嚴(yán)密的電子檔案管理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。將電子文件的形成、積累、整理、鑒定、歸檔工作和分類(lèi)、排列、保存方式,用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范確定下來(lái),使電子檔案從誕生之初就得以
科學(xué)、有序、規(guī)范地管理,這是擺在檔案部門(mén)面前的一項(xiàng)重大課題,也是迫切需要解決的基礎(chǔ)性工作。(四)研制開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、可以互相兼容的檔案管理軟件