新电力电子世界
、标准化
委外加工、整合、组装、测试及包装
自动化大生产
2?7面板功能
简单→复杂→简单
文字→数字→语音
2?8市场动向及需求
工艺精细化(超小型化)
模块化(模组化)
集成化(IC化)
低噪音
高性能化
高可靠度
智能化(智慧化)
系统化(与其他自动化器材/设备配套)
遥控能力
通讯界面
服务快速
低价位
知识产权保护
组装、维修或分解容易
绿色化(环保化)
2?9产品
电机驱动控制器(Motordrive,俗称变频器)
电子式镇流器(ElectronicBallast)
不断电系统(UPS)
交换式电源供应器(SPS)
功率单元电路(PowerIC)
电力电子的家电产品:含电磁烹饪器、变频微波炉、变频洗衣机、变频空调、变频冰箱、变频灯具。
2?10产品动向
模拟
数字化
全数字化
信息传送功能
上网功能
2?11产业生存的方式
老死不相往来
彼此竞争
彼此合作
共同创造
3系统思考与系统工程
系统思考(SystemThinking)与系统工程(SystemEngineering)对应用工程师而言十分重要。以电力电子、机电一体化(Mechatronics)与能源电子(Entronics)三个领域为例、若没有正确的系统观念常会导致失败。(Entronics为笔者自创的英文字,曾在熊本工业大学能源电子研讨会邀请演讲中公开使用)
电力电子、机电一体化与能源电子三者的共同之处是应用了电子与控制的优势来提高本身的附加值。
电力电子、机电一体化与能源电子三者的关系有共同之处也有不同之处。无论是电力电子、机电一体化或能源电子的研究者在自己工作中都应该注意三大领域所需知识的追求和共同领域交互之界面以及交集里工作的内涵。
德国Leonhard教授把交流驱动器(ACDrivers)的内涵分成三个领域:即控制、电力电子及机电功率转换器。交流驱动器又名交流电机控制器,在台湾地区俗称变频器,我们可以列出各领域的重要功能及应考虑之处如下:
控制:
感测、保护、诊断、鉴定、适应、自调及最适化
电力电子:
半导体器件、零组件、电路、制造及测试
机电功率转换器:
材料、磁场计算、制造及测试
电力电子技术带来的一些思考方向:
(1)三相平衡的基本观念要重新定义;
(2)电机设计的传统方法应该改变;
(3)电源转换的方式、效率、弹性及应用大大不同;
(4)智能型运动、传输、交通及热交换系统应运而生;
(5)电力系统面临谐波污染的挑战;
(6)系统工程师成长的教育内容。
4国际电力电子产业相关的咨询及组织
4?1电力电子技术的研发已逐渐被重视
美国,1998年国家科学基金会(NationalScienccFoundation)提供美金1235万为期五年来建立电力电子系统中心(CenterforPowerElectronicsSystems,简称CPES)。CPES包含了五所大学及100个产业伙伴。CPES中心主任李泽元教授说明CPES的目标之一是使美国成为世界上最有效的电能使用者。他预期未来二十年的电能消耗可以节省30%。
中国大陆,1996年由国家计划委员会批准成立三大电力电子应用技术国家工程研究中心〔浙江大学(工业应用)、西安电力电子技术研究所(器件)、铁道部株洲电力机车研究所(电气传动)〕,国家教委也通过帮助如天津电气传动研究所、冶金部自动化研究院等成为更杰出的研发基地。此外,中国大陆的211工程也将使大陆若干大学成为世界级的电力电子学术研究单位。
4?2几份重要的中文杂志/期刊
(1)电力电子技术(台湾,双月刊)
(2)电机产业速报(台湾,月刊)
(3)电子月刊(台湾,月刊)
(4)电机月刊(台湾,月刊)
(5)电机产业年鉴(台湾,年刊)
(6)电力电子技术(大陆,双月刊)
(7)电源技术应用(大陆,月刊)
(8)中国电源(大陆,双月刊)
(9)电源世界(大陆,双月刊)
(10)变频器世界(大陆,月刊)
(11)UPS应用(大陆,双月刊)
5结语
电力电子的环境及产业都有了很大的变化。整体而言,电力电子技术的发展在许多应用领域上获得了认同。 广泛应用的技术有下列几点特性:
(1)应用领域扩大;(2)成本大幅降低;(3)风险大幅降低;(4)价值小幅减少。就电力电子技术而言,过去着重应用在交通、工业、军事、商事、航天等领域,今后将走进家电、信息、通信甚至信息家电(InformationAppliances)等领域。网络化时代电脑性能日新月异,为了克服因快速运算及处理能力带来的散热问题,电脑原先的供电电压已由5V降为3?3V,因而赋予电力电子工程师在电源转换设计上有更大的空间,Motorola新出品的WaveFET相信会为电力电子产业带来一片新的天空。此外,后PC时代的产品方兴未艾,人类正面临新的挑战。新兴器件的发展必然会影响到市场,未来的冲击还有
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