機(jī)電技術(shù)在綠色照明中的應(yīng)用

梅延?xùn)|

魯北技師學(xué)院，山東 濱州 256600

0 引言

近些年，我國(guó)的機(jī)電行業(yè)迅猛發(fā)展，機(jī)電技術(shù)也越發(fā)成熟，隨之而來(lái)的是各種機(jī)電器件性能的發(fā)展和完善。人們開(kāi)始將高效、節(jié)能、易控制、消耗小的機(jī)電器件應(yīng)用于綠色照明。

在我國(guó)的機(jī)電體系中，照明系統(tǒng)消耗的電力龐大。因此，必須著手處理照明系統(tǒng)的綠色化、節(jié)能化。傳統(tǒng)的照明方式在實(shí)際應(yīng)用中往往會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體，導(dǎo)致溫室效應(yīng)、全球變暖等問(wèn)題；有害物質(zhì)的積累也會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生無(wú)法逆轉(zhuǎn)的危害。合理利用機(jī)電技術(shù)，能極大地降低照明系統(tǒng)中的電力消耗，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的。融合機(jī)電技術(shù)與綠色照明，可以解決以上問(wèn)題。

隨著人們生活水平和審美意識(shí)的提升，人們對(duì)于照明系統(tǒng)也有了深層次的要求。照明系統(tǒng)不僅要在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)適應(yīng)不同人群的需求，還無(wú)法像以往的照明系統(tǒng)一樣反復(fù)地、周期性地出現(xiàn)燈源頻閃的問(wèn)題。

將機(jī)電技術(shù)應(yīng)用于綠色照明，能滿足人們?cè)絹?lái)越高的燈光要求，提升人們的工作效益與生活質(zhì)量。

1 機(jī)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

1.1 集成模塊化

在未來(lái)的機(jī)電技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，機(jī)電技術(shù)會(huì)逐漸趨于集成模塊化[1]。

在電源的系統(tǒng)集合中，集成性電源、聚合性電源都有舉足輕重的地位。隨著機(jī)電技術(shù)集成模塊化的發(fā)展，電源的體積不斷縮小，并且逐步成為電子元件中的核心器件。以此為基礎(chǔ)，如果能將機(jī)電技術(shù)廣泛地應(yīng)用到綠色照明領(lǐng)域，能大幅節(jié)省電力耗費(fèi)，從而在整體上提升整個(gè)照明系統(tǒng)的性能和效率，為我國(guó)綠色照明領(lǐng)域的穩(wěn)步發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持和理論支撐[2]。

1.2 高頻高速化

為了使器件之間的轉(zhuǎn)化更加高效、便捷，可控關(guān)斷的器件類型應(yīng)運(yùn)而生。在相關(guān)零件的內(nèi)部構(gòu)造和外部搭建不斷強(qiáng)化的過(guò)程中，機(jī)電器件的體積逐步變小，機(jī)電技術(shù)能促進(jìn)行業(yè)的高速高頻發(fā)展[3]。

1.3 數(shù)字化

機(jī)電技術(shù)的數(shù)字化也是不能忽視的一個(gè)趨勢(shì)[4]。在當(dāng)今新經(jīng)濟(jì)的社會(huì)背景下，我國(guó)對(duì)于機(jī)電技術(shù)的要求更嚴(yán)格。不僅要融會(huì)貫通信息的處理和電力轉(zhuǎn)化，還要關(guān)注機(jī)電器件生產(chǎn)時(shí)的安全因素和生產(chǎn)成本。隨著機(jī)電技術(shù)和全控型技術(shù)的融合，機(jī)電行業(yè)的模塊構(gòu)建會(huì)更加智能化、效益化，能從根本上將傳統(tǒng)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為新興的數(shù)字化信號(hào)，從而保證機(jī)電器件的安全性和智能性[5]。

1.4 綠色化

機(jī)電技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該積極響應(yīng)國(guó)家大力提倡的綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的新理念。以往的機(jī)電行業(yè)存在浪費(fèi)大、不環(huán)保的情況，必須從無(wú)污染、高效、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等方面來(lái)研究改進(jìn)機(jī)電技術(shù)，重視綠色照明技術(shù)的綜合發(fā)展。

2 機(jī)電技術(shù)在綠色照明中的作用

2.1 節(jié)約能源

在當(dāng)今的電力資源運(yùn)行系統(tǒng)中，照明系統(tǒng)消耗的能量巨大[6]。如果想從根本上解決我國(guó)能源浪費(fèi)的現(xiàn)象，就需要將照明系統(tǒng)的能量利用作為首要考察對(duì)象。在綠色照明中利用機(jī)電技術(shù)，不但能減少照明系統(tǒng)的能量損耗，還能響應(yīng)我國(guó)節(jié)約能源的號(hào)召。如今，我國(guó)大力推行節(jié)能燈的利用，通過(guò)節(jié)能燈與鎮(zhèn)流器的高效配合，能夠監(jiān)督和改進(jìn)整體的電力系統(tǒng)。優(yōu)化調(diào)整電力系統(tǒng)的電流，將電流調(diào)整為交流電，能最大限度地發(fā)揮節(jié)能燈的作用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。在綠色照明中，電力變頻技術(shù)、電力整合技術(shù)等機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，在實(shí)際生活中合理應(yīng)用電力，能大幅度提高能源的利用率[7]。

2.2 保護(hù)環(huán)境

傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)多的溫室氣體，這對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境建設(shè)極為不利[8]。同時(shí)，溫室氣體的長(zhǎng)期積累會(huì)對(duì)國(guó)民的身體健康產(chǎn)生不利影響。近年來(lái)，人們對(duì)于溫室氣體的排放、處理等問(wèn)題越來(lái)越重視。因此，國(guó)家提出，要將機(jī)電技術(shù)應(yīng)用到照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)的綠色化。例如，可以在智能照明燈具中加入應(yīng)用型的傳感器，提升電力系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行程度。綠色照明中的各種設(shè)備都不涉及有害元素，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能大大降低對(duì)環(huán)境的影響、破壞。另外，機(jī)電技術(shù)中的電子開(kāi)關(guān)諧振等技術(shù)已經(jīng)趨于完善；在電力的無(wú)功補(bǔ)償方面，零電壓類型的開(kāi)關(guān)得到廣泛應(yīng)用。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅能解決電力體系中的資源消耗問(wèn)題，還能從根本上消除電力系統(tǒng)中的有害氣體或其他因素對(duì)環(huán)境造成的不可逆影響，從而保護(hù)環(huán)境[9]。

2.3 解決頻閃問(wèn)題

融合綠色照明和機(jī)電技術(shù)，能夠解決機(jī)電設(shè)備的頻閃問(wèn)題，提高照明質(zhì)量。

目前，照明系統(tǒng)中一般使用固定頻率的交流電，因此，照明系統(tǒng)的頻閃現(xiàn)象也一直困擾著人們，燈具在實(shí)際使用中也時(shí)常發(fā)生周期性、反復(fù)性的閃爍問(wèn)題[10]。一旦這種有問(wèn)題的燈具應(yīng)用到人們的日常生活中，會(huì)對(duì)人們的工作、學(xué)習(xí)、鄰里交往等產(chǎn)生直接影響，更為嚴(yán)重的是影響視力。在一些特殊領(lǐng)域，如醫(yī)療領(lǐng)域中，燈光至關(guān)重要。如果手術(shù)過(guò)程中燈具出現(xiàn)頻閃，甚至突然不工作的情況，對(duì)于手術(shù)的影響是致命的，更有甚者會(huì)導(dǎo)致手術(shù)的徹底失敗或者醫(yī)療事故。因此，必須盡快解決醫(yī)療系統(tǒng)等重要體系中的頻閃問(wèn)題。對(duì)此，帶有保護(hù)視力功能的燈源、可對(duì)燈光進(jìn)行調(diào)控的燈具開(kāi)始出現(xiàn)在市場(chǎng)。這類燈具用到電力型原件和組合型的變頻原件，解決了燈具周期性、反復(fù)性的閃爍等問(wèn)題[11]。

3 機(jī)電技術(shù)在綠色照明中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 在鎮(zhèn)流器中的應(yīng)用

高頻率、交流型電力鎮(zhèn)流器使用的電子元件少，耗費(fèi)成本不高，具有普遍性和經(jīng)濟(jì)性。因此，機(jī)電行業(yè)普遍選擇使用這種鎮(zhèn)流器[12]。但是，這種電器元件的應(yīng)用也存在一些不利影響。

例如，在對(duì)電路整體進(jìn)行整流時(shí)，被改變的電路會(huì)得到直接供電，從而導(dǎo)致高次諧波的破壞甚至是污染。在高頻電流的影響下，電磁感應(yīng)會(huì)出現(xiàn)在電力系統(tǒng)中，并對(duì)系統(tǒng)中的其他部件產(chǎn)生不可逆反的影響。這一類型的電路在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一定的偏移現(xiàn)象，使電網(wǎng)本身的均衡狀態(tài)發(fā)生改變甚至直接失衡[13]。

對(duì)于鎮(zhèn)流器電路，可以通過(guò)調(diào)節(jié)光源來(lái)提高電力系統(tǒng)的照明質(zhì)量和節(jié)能性。通過(guò)調(diào)控光源，盡量發(fā)揮脈沖的功效，可以保證兩極的開(kāi)關(guān)管道實(shí)現(xiàn)同時(shí)同步的導(dǎo)電過(guò)程，保證電力系統(tǒng)整體的安全性。在調(diào)試光源的過(guò)程中，可以對(duì)機(jī)電器件的實(shí)際操作角度進(jìn)行因地制宜的調(diào)節(jié)，以此為基礎(chǔ)改變電流輸出的波形，從而調(diào)節(jié)和整合輸出的電壓。在電速不高或者光強(qiáng)比較弱的情況下，整個(gè)綠色照明系統(tǒng)的電壓、電流都不會(huì)太高，因此，系統(tǒng)所消耗的能量和資源都會(huì)相應(yīng)地減少，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

3.2 在軟開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用

機(jī)電技術(shù)在軟開(kāi)關(guān)，尤其是在高頻型軟開(kāi)關(guān)中的應(yīng)用值得深入探討。

在機(jī)電技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中，如果機(jī)電器件的重量能夠更輕，所占據(jù)的空間能進(jìn)一步減少，器件的使用頻度能夠更加高效，就能一定程度地解決電力系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)易損耗、零件之間產(chǎn)生電磁對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾等問(wèn)題。在軟開(kāi)關(guān)中應(yīng)用機(jī)電技術(shù)，可以將電流、電磁、電容等機(jī)電器件融合到機(jī)電電路中，形成一個(gè)諧振類型的網(wǎng)絡(luò)媒介，并以此為據(jù)點(diǎn)增加不同支路的電流量，以實(shí)現(xiàn)電路的諧振效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)電路在零電流情況下的開(kāi)始和結(jié)束，從而減少在電路沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)長(zhǎng)期連接開(kāi)關(guān)所導(dǎo)致的開(kāi)關(guān)耗費(fèi)，進(jìn)而提高節(jié)能效率和效果。

在綠色照明中應(yīng)用軟開(kāi)關(guān)，能減少整個(gè)電路所受的電磁干擾，解決產(chǎn)品不安全、產(chǎn)品使用壽命短、產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中消耗能源過(guò)高甚至產(chǎn)生浪費(fèi)等問(wèn)題。將軟開(kāi)關(guān)引入鎮(zhèn)流器，既能減輕電子器件的整體重量，又能減少電子器件所占據(jù)的電路空間，更能實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、消除噪聲等目標(biāo)。

3.3 在智能數(shù)字化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

機(jī)電技術(shù)在智能數(shù)字化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用同樣值得關(guān)注。隨著人們的生活水平不斷提升，人們對(duì)于物質(zhì)生活的要求不斷提高，人們對(duì)照明系統(tǒng)的要求也更多、更明確。

智能化、數(shù)字化的照明系統(tǒng)屬于機(jī)電控制體系的重要組成，是綠色照明優(yōu)化和改進(jìn)的重中之重。先進(jìn)科學(xué)的電感技術(shù)和電磁感應(yīng)技術(shù)的良好應(yīng)用能夠幫助實(shí)時(shí)監(jiān)督系統(tǒng)的供電情況。通過(guò)優(yōu)化電路整體的電流、電力，可以確保電路在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)因其他器件的電荷不均勻而導(dǎo)致電力浪費(fèi)。一旦整體電路的功率和效用得到顯著提升，就能解決電子器件在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中溫度升溫過(guò)快、溫度過(guò)高等問(wèn)題，從而保證電路有一個(gè)平穩(wěn)安全的運(yùn)行環(huán)境。

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，必須考慮不同受眾的感受。不同的燈光、光強(qiáng)能夠滿足不同人群對(duì)于燈具的需求，還能營(yíng)造一個(gè)溫馨、舒適的工作環(huán)境，從而提升人們的工作效率和工作效果。在實(shí)際應(yīng)用智能數(shù)字化控制系統(tǒng)的過(guò)程中，可以對(duì)工作的各個(gè)區(qū)域進(jìn)行光敏和光效的測(cè)試與調(diào)節(jié)，識(shí)別所在區(qū)域的人員數(shù)量等情況，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)試。同時(shí)，還可以將編程程序應(yīng)用到機(jī)電系統(tǒng)中，滿足不同場(chǎng)合、不同人群、不同時(shí)間的燈光需求。融合智能化、數(shù)字化的控制系統(tǒng)和機(jī)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)二者的一體化，能提高系統(tǒng)的綜合管理能力和照明系統(tǒng)的有序性、方向性。

4 機(jī)電技術(shù)在綠色照明中的應(yīng)用展望

在機(jī)電技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，我國(guó)的電子產(chǎn)品種類日益豐富。這些電子產(chǎn)品成本低廉、所耗能源較少，讓人們更加傾向于選擇其應(yīng)用到綠色照明行業(yè)。這不僅能從根本上節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境，還可以促進(jìn)我國(guó)照明領(lǐng)域的發(fā)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，機(jī)電技術(shù)和綠色照明的融合會(huì)更加深入，尤其是在燈具行業(yè)、線路控制行業(yè)等。

燈具行業(yè)的大多數(shù)燈具都采用集成技術(shù)，并將其應(yīng)用于實(shí)際的照明領(lǐng)域，既可以調(diào)節(jié)照明的亮度，又能提升燈光的仿真程度。

線路控制行業(yè)對(duì)于機(jī)電技術(shù)和綠色照明的依賴性也不斷增強(qiáng)。機(jī)電技術(shù)的大范圍應(yīng)用能提高光源的效果和顯色程度，優(yōu)化零件的性能和技術(shù)指標(biāo)。隨著機(jī)電技術(shù)的數(shù)字化、智能化，機(jī)電技術(shù)在綠色照明中的應(yīng)用會(huì)更加靈活多變。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，在我國(guó)各行各業(yè)的資源都有出現(xiàn)明顯枯竭的當(dāng)下，各個(gè)行業(yè)的根本發(fā)展策略是朝著環(huán)保、綠色、可循環(huán)的方向發(fā)展。要在行業(yè)的整體設(shè)計(jì)及實(shí)際施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都融入綠色環(huán)保概念，建立一套節(jié)能高效的系統(tǒng)。將機(jī)電技術(shù)和綠色照明融會(huì)貫通，從本質(zhì)上推動(dòng)我國(guó)綠色照明技術(shù)的創(chuàng)新、變革，提升照明系統(tǒng)的效率和安全性能，以延長(zhǎng)系統(tǒng)中照明設(shè)備的整體壽命，避免原材料的浪費(fèi)和損耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。