電子科技的飛速發(fā)展為人類生活增添了亮麗的色彩,可是隨著工業(yè)化、城市化程度的加深,電子技術(shù)也給世界蒙上了一層陰影。
電能來自于大量其他能源,而其中大部分能源是不可再生的,電能的過度消耗影響了人類社會未來的可持續(xù)發(fā)展。因此,環(huán)境節(jié)能,尤其是電子產(chǎn)品的節(jié)能高效議題成為眼下的熱點話題之一。留心觀察就會發(fā)現(xiàn),節(jié)能環(huán)保的探討往往以集成電路為焦點,而忽略了電子元件的作用。電子元件作為電子信息產(chǎn)品的基礎(chǔ),一直默默支撐著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從迷你的U盤到航空航天,電子元件無處不在。無論從使用數(shù)量或系統(tǒng)成本而言,電子元件都超過了集成電路,因此節(jié)能話題離不開電子元器件。
中國是全球家電的生產(chǎn)基地,家電業(yè)年產(chǎn)值達6,000億元,而中國家電產(chǎn)品的耗電量也超過了中國總耗電量的15%。因此,家電節(jié)能成為節(jié)能減排首當其沖的對象,特別是家用三大件—空調(diào)、電視、洗衣機的節(jié)能更是頻頻挑戰(zhàn)極限。
空調(diào):功率器件、馬達雙管齊下
去家電大賣場走一圈,變頻空調(diào)占據(jù)了大半柜臺,可以看出變頻空調(diào)所具備的節(jié)能優(yōu)勢以及所營造的生活環(huán)境已獲得更多人的接受,而政府部門將變頻空調(diào)納入節(jié)能清單的帶頭作用,也無形中為變頻空調(diào)打造了良好的口碑。
功率器件和壓縮機馬達是空調(diào)節(jié)能的兩大關(guān)鍵元件,三菱電機掌握了這兩個空調(diào)的核心技術(shù)成功占據(jù)了變頻空調(diào)、冰箱以及洗衣機市場60%的份額。行業(yè)內(nèi)掌握功率半導體技術(shù)的企業(yè)不少,但同時掌握功率半導體和馬達的企業(yè)則寥寥無幾。三菱電機株式會社環(huán)境推進本部本部長蛭田道夫介紹,今后該公司計劃采用SiC(碳化硅)模塊進一步提高變頻器的使用效率。如果可以將現(xiàn)有的產(chǎn)品全部切換成碳化硅的產(chǎn)品將可以大幅降低能耗。根據(jù)三菱電機所做的一個換算,如果到2015年為止,把所有的半導體切換成碳化硅半導體,節(jié)省的能耗可以相當于200萬戶人口的用電。蛭田道夫透露,目前SiC的開發(fā)進度已經(jīng)完成了實證試驗。他希望能在2010年把這項技術(shù)發(fā)展到實用化的水平。
最初變頻空調(diào)壓縮機的馬達為交流馬達,之后技術(shù)發(fā)展到采用直流無刷馬達。三菱電機還推出號稱行業(yè)內(nèi)效率最高的“龍骨馬達”,其獨創(chuàng)的壓縮機龍骨馬達鐵芯就像龍骨一樣可以展開,在展開的定子鐵芯上高密度地繞上銅線之后再合起,使馬達的體積大幅度減小,并且實現(xiàn)了繞線的緊密化和體積的縮小,大大提高了馬達的效率。
洗衣機:直驅(qū)永磁同步電機顯身手
相對于空調(diào),洗衣機的節(jié)能更為復雜,涉及了耗電量、耗水量兩項指標。而家電市場面向普通消費者的特性,還需要兼顧價格,以低成本達到高效節(jié)能的表現(xiàn)。
“傳統(tǒng)來說,像洗衣機等家電所采用的電機都是電感機械,以定速操作,并且只會利用機械式變速器或工作周期等不太精密及低效率的調(diào)節(jié)技術(shù)。如果以變速永磁的方法來取代這些電機,便可減少多達60%的能源浪費。”國際整流器公司(IR)環(huán)球銷售高級副總裁PaulRolls分析目前的家電電機技術(shù)狀況時說道,“問題是有關(guān)的電子控制單元設(shè)計復雜,包含了數(shù)字、模擬和功率級。
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