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IGBT在电力电子节能功效中占据重要的地

发布时间:2019-08-15 18:02:29

  发展电力电子产业的首要意义在于节约电能,因此,高效率是我们对电力电子器件的基本要求。新型电力电子器件IGBT(绝缘栅双极型功率管)已在工业控制、消费电子、汽车电子等多个领域充当了节能的 急先锋 ,而在新能源领域,电力电子器件也是不可或缺的元素。

  电力电子器件在其发展的初期(上世纪60年代-80年代)主要应用于工业和电力系统。而近20年来,随着4C产业(通信、计算机、消费电子、汽车)的蓬勃发展,电力电子器件的应用范围有了大幅度的扩展,其技术已成为航空、航天、火车、汽车、通信、计算机、消费电子、工业自动化及其他科学与工业部门至关重要的基础。

  电力电子是节能关键技术

  电力电子技术是实现高效节能、改造传统产业并促进机电一体化的关键技术。它是弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造技术之间的桥梁,是我国国民经济的重要基础技术,是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。电力电子器件是电力电子技术的基础和核心,电力电子技术的发展是围绕着各种新型电力电子器件的诞生和完善进行的。

  当前,发展电力电子产业的首要意义在于节约电能。北京工业大学电子信息与控制工程学院亢宝位教授在接受采访时就曾表示: 为解决能源短缺的问题,除了 开源 之外, 节流 的潜力也是十分巨大的,而节流的首要措施就是电力电子器件的发展及其推广应用。例如,据统计,我国用于电机的电能占我国总发电量的60%以上。如果全国电机的驱动都采用电力电子器件进行变频调速,电机耗费的电能就可节能大约1/4到1/ ,也就是说可节约全国总发电量的15%至20%。

  中国电工技术学会电力电子学会副理事长兼秘书长白继彬则告诉,节能和高效是电力电子技术的主要特征,这主要是因为电力电子器件一般工作在较理想的开关状态。电力电子学与信息电子学在技术上主要的不同点就是功效问题,对信息处理用的低电平电路很少要求其效率超过15%,而电力电子技术中的功率电路的效率则必须在85%以上。由此可见,高效率是电力电子器件的根本要求。

  IGBT在多个领域表现出色

  要实现 十一五 规划中提出的 单位国内生产总值能源消耗比 十五 期末降低20%左右 的目标,关键是要有效降低工业生产过程中那些大电流和高电压应用的功耗,如交流电机控制、逆变器、继电器、、变频器、工业传动装置、机车与列车用以及供暖系统传动装置等工业自动化应用的能耗。

  所有这些交流控制应用都需要能够产生大电流和高电压的核心功率器件,作为新型电力电子器件的代表,IGBT(绝缘栅双极型晶体管)越来越受到业界的重视。IGBT是MOS结构的双极器件,它兼具功率MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)的高速性能和双极晶体管的低电阻性能,具有电压型控制、输入阻抗大、驱动功率小、开关速度快、工作频率高、安全工作区大等优点,这使得IGBT器件成为大功率工业自动化应用的理想功率开关器件。IGBT的应用范围一般都在耐压600V以上、电流10A以上、频率1kHz以上的领域。

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