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篇1

關(guān)鍵詞：電力；電子技術(shù)；電力電子

電力電子技術(shù)分為電力電子器件制造技術(shù)和交流技術(shù)（整流，逆變，斬波，變頻，變相等）兩個(gè)分支。現(xiàn)已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)不可缺少的一部分。

一、電力電子學(xué)

電力電子學(xué)（Power Electronics）這一名稱是在上世紀(jì)60年代出現(xiàn)的。1974年，美國(guó)的W.Newell用一個(gè)倒三角形（如圖）對(duì)電力電子學(xué)進(jìn)行了描述，認(rèn)為它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而形成的。這一觀點(diǎn)被全世界普遍接受?！半娏﹄娮訉W(xué)”和“電力電子技術(shù)”是分別從學(xué)術(shù)和工程技術(shù)2個(gè)不同的角度來稱呼的。

利用電力電子器件實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術(shù)，有時(shí)也稱為功率電子技術(shù)。一般情況下，它是將一種形式的工業(yè)電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的工業(yè)電能。例如，將交流電能變換成直流電能或?qū)⒅绷麟娔茏儞Q成交流電能；將工頻電源變換為設(shè)備所需頻率的電源；在正常交流電源中斷時(shí)，用逆變器（見電力變流器）將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。應(yīng)用電力電子技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)非電能與電能之間的轉(zhuǎn)換。例如，利用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成電能。與電子技術(shù)不同，電力電子技術(shù)變換的電能是作為能源而不是作為信息傳感的載體。因此人們關(guān)注的是所能轉(zhuǎn)換的電功率。

電力電子技術(shù)是大功率的電技術(shù)，又大多是為應(yīng)用強(qiáng)電的工業(yè)服務(wù)的，故常將它歸屬于電工類。電力電子技術(shù)的內(nèi)容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導(dǎo)體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎(chǔ)為半導(dǎo)體物理學(xué)；它的工藝技術(shù)為半導(dǎo)體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應(yīng)用了微電子學(xué)的技術(shù)。電力電子電路吸收了電子學(xué)的理論基礎(chǔ)，根據(jù)器件的特點(diǎn)和電能轉(zhuǎn)換的要求，又開發(fā)出許多電能轉(zhuǎn)換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護(hù)、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及電路。利用這些電路，根據(jù)應(yīng)用對(duì)象的不同，組成了各種用途的整機(jī)，稱為電力電子裝置。這些裝置常與負(fù)載、配套設(shè)備等組成一個(gè)系統(tǒng)。電子學(xué)、電工學(xué)、自動(dòng)控制、信號(hào)檢測(cè)處理等技術(shù)常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應(yīng)用。

二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用作用

1、優(yōu)化電能使用。通過電力電子技術(shù)對(duì)電能的處理，使電能的使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實(shí)現(xiàn)了電能使用最佳化。例如，在節(jié)電方面，針對(duì)風(fēng)機(jī)水泵、電力牽引、軋機(jī)冶煉、輕工造紙、工業(yè)窯爐、感應(yīng)加熱、電焊、化工、電解等14個(gè)方面的調(diào)查，潛在節(jié)電總量相當(dāng)于1990年全國(guó)發(fā)電量的16%，所以推廣應(yīng)用電力電子技術(shù)是節(jié)能的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施，一般節(jié)能效果可達(dá)10%-40%，我國(guó)已將許多裝置列入節(jié)能的推廣應(yīng)用項(xiàng)目。

2、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和發(fā)展機(jī)電一體化等新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家預(yù)測(cè)，今后將有95%的電能要經(jīng)電力電子技術(shù)處理后再使用，即工業(yè)和民用的各種機(jī)電設(shè)備中，有95%與電力電子產(chǎn)業(yè)有關(guān)，特別是，電力電子技術(shù)是弱電控制強(qiáng)電的媒體，是機(jī)電設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的重要接口，它為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)采用微電子技術(shù)創(chuàng)造了條件，成為發(fā)揮計(jì)算機(jī)作用的保證和基礎(chǔ)。

3、電力電子技術(shù)高頻化和變頻技術(shù)的發(fā)展，將使機(jī)電設(shè)備突破工頻傳統(tǒng)，向高頻化方向發(fā)展。實(shí)現(xiàn)最佳工作效率，將使機(jī)電設(shè)備的體積減小幾倍、幾十倍，響應(yīng)速度達(dá)到高速化，并能適應(yīng)任何基準(zhǔn)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無噪音且具有全新的功能和用途。

4、電力電子智能化的進(jìn)展，在一定程度上將信息處理與功率處理合一，使微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)一體化，其發(fā)展有可能引起電子技術(shù)的重大改革。有人甚至提出，電子學(xué)的下一項(xiàng)革命將發(fā)生在以工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)為對(duì)象的電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，電力電子技術(shù)將把人們帶到第二次電子革命的邊緣。

三、電力電子技術(shù)器件

02年出現(xiàn)了第一個(gè)玻璃的汞弧整流器。1910年出現(xiàn)了鐵殼汞弧整流器。用汞弧整流器代替機(jī)械式開關(guān)和換流器,這是電力電子技術(shù)的發(fā)端。1920年試制出氧化銅整流器，1923年出現(xiàn)了硒整流器。30年代，這些整流器開始大量用于電力整流裝置中。20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)了晶體管。20世紀(jì)50年代初，晶體管向大功率化發(fā)展，同時(shí)用半導(dǎo)體單晶材料制成的大功率二極管也得到發(fā)展。1954年，瑞典通用電機(jī)公司(ASEA公司)首先將汞弧管用于高壓整流和逆變,并在±100千伏直流輸電線路上應(yīng)用，傳輸20兆瓦的電力。1956年，美國(guó)人J.莫爾制成晶閘管雛型。1957年，美國(guó)人R.A.約克制成實(shí)用的晶閘管。50年代末晶閘管被用于電力電子裝置，60年代以來得到迅速推廣,并開發(fā)出一系列派生器件,拓展了電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。 電力電子電路 隨著晶閘管應(yīng)用的推廣，開發(fā)出許多電力電子電路。

四、電力電子電路器件類別

1、將交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的整流電路；

2、將直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能的逆變電路；

3、將一種形式的交流電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的交流電能的交流變換電路；

4、將一種形式的直流電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的直流電能的直流變換電路。這些電路都包含晶閘管，而每個(gè)晶閘管都需要相應(yīng)的觸發(fā)器。于是配合這些電力電子電路出現(xiàn)了許多的觸發(fā)控制電路。

五、電子電路器件分類

1、控制電路主要由分立的電子元件（如晶體管、二極管）組成。直到80年代后期，還用得不少。

2、由集成電路組成。自從1958年美國(guó)出現(xiàn)了世界上第一個(gè)集成電路以來，發(fā)展異常迅速。它應(yīng)用到電力電子裝置的控制電路中,使其結(jié)構(gòu)緊湊,功能和可靠性得到提高。

篇2

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù) 專業(yè)基礎(chǔ)課 電類?？茖I(yè) 反思

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810（2013）24-0078-01

電力電子技術(shù)是電類?？茖I(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程涉及的教學(xué)內(nèi)容相對(duì)較多，課時(shí)相對(duì)本科較少，并且近年來內(nèi)容更新速度較快。以長(zhǎng)春工程學(xué)院發(fā)電專科為例，該課程共為48學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)獲得最好的教學(xué)效果，使學(xué)生在有限的課堂時(shí)間中較好地掌握課程內(nèi)容，并最大限度地培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是一個(gè)急需解決的問題。課程組成員根據(jù)多年對(duì)本課程的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，從其特殊地位、大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、考核等方面對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了探索，并與電類本科專業(yè)的教學(xué)進(jìn)行了比較。

一 電力電子技術(shù)課程在?？茖I(yè)中的特殊地位

電類?？茖I(yè)是長(zhǎng)春工程學(xué)院多年來具有重要地位的老牌專業(yè)，學(xué)生畢業(yè)后基本都從事和電力相關(guān)的工作，電力電子技術(shù)就成為該專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生獲得電力電子技術(shù)必要的基本知識(shí)、基礎(chǔ)理論、基本方法以及基本技能的培養(yǎng)和訓(xùn)練，為學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及從事與電類專業(yè)有關(guān)的技術(shù)工作奠定必要的基礎(chǔ)。與電類本科專業(yè)相比較，雖然學(xué)時(shí)較少，但有著同等重要的地位。

二 修改教學(xué)大綱，編寫有針對(duì)性的教材

課題組成員經(jīng)過反復(fù)研究和討論，根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)的不同，電力電子技術(shù)課程安排在發(fā)電專業(yè)第四學(xué)期，這之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了電子技術(shù)等先修基礎(chǔ)課程，有助于對(duì)本課程的理解和接受。但與本科教學(xué)不同，需要根據(jù)專科的實(shí)際情況，有針對(duì)性地修改教學(xué)大綱，章節(jié)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配進(jìn)行了大的調(diào)整。如總學(xué)時(shí)由56改為48，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由10改為6。各章的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)也做相應(yīng)調(diào)整，尤其是最后的考核方法，希望更能體現(xiàn)專科教學(xué)的特點(diǎn)，適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。課題組成員根據(jù)電類?？茖W(xué)習(xí)電力電子技術(shù)的特殊要求，編寫授課教材，特別指明?？坪捅究茖W(xué)習(xí)的不同。另外，課題組成員定期集體備課，查找問題，相互學(xué)習(xí)和促進(jìn)，積極申請(qǐng)電力電子技術(shù)教研和教改課題。

三 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

由于電類?？频膶W(xué)時(shí)比本科要少8～10學(xué)時(shí)，而教學(xué)內(nèi)容較多，在教師授課過程中更需要突出重點(diǎn)，使學(xué)生做到觸類旁通。如第二章“電力電子器件”中的二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管等內(nèi)容電子技術(shù)中都已詳細(xì)介紹，所以本課程中簡(jiǎn)略帶過。而對(duì)應(yīng)用較為廣泛的晶閘管和IGBT，則作為重點(diǎn)內(nèi)容，尤其是它們的原理和參數(shù)。從教材整體教學(xué)來看，整流電路、逆變電路、直流—交流變換電路以及交流—直流變換電路是教學(xué)的重點(diǎn)，占用大部分學(xué)時(shí)，而PWM控制技術(shù)需要一定的理論基礎(chǔ)，?？茖W(xué)生很難接受，只介紹基本概念。

四 改進(jìn)教學(xué)方法和手段

由于該專業(yè)學(xué)生的選修課程電路理論基礎(chǔ)較為薄弱，并且沒有接觸過電機(jī)學(xué)，所以對(duì)課程內(nèi)容的接受有難度。根據(jù)這一特點(diǎn)，課題組成員經(jīng)過反復(fù)研討，認(rèn)為在授課過程中適當(dāng)占用一定的學(xué)時(shí)來回憶復(fù)習(xí)基爾霍夫定律、直流電機(jī)工作原理等知識(shí)，讓學(xué)生更容易接受本課程內(nèi)容。

根據(jù)波形直觀地分析電力電子器件和電路原理是電力電子技術(shù)課程教學(xué)過程中的鮮明特點(diǎn)，從而確定電路中能量的變換和傳遞。所以“黑板+粉筆”的授課方式一直被教師應(yīng)用，但該方法的缺點(diǎn)是花費(fèi)時(shí)間較多。而多媒體教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是可以形象地表達(dá)一些語言難以描述清楚的問題，所以我們采用多媒體和板書有效結(jié)合的方式，對(duì)單相橋和三相橋等比較重要的電路采用板書手工繪圖，尤其是這兩種電路的阻感負(fù)載情況。而對(duì)于單相半波和三相半波等電路則直接通過PPT給出。并且無論采用什么方法，我們都專門制作了Flas進(jìn)行演示，這樣可以更有效地讓學(xué)生理解電路工作原理，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

五 電力電子技術(shù)課程的考核方式

在期末考核方式上，我們也進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)。為了督促學(xué)生充分利用課堂時(shí)間，我們?cè)黾恿似綍r(shí)成績(jī)?cè)谧詈罂己酥械谋戎?。本科專業(yè)的平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)的30%，而電類?？票菊n程最終考核包含以下幾部分內(nèi)容：期末試卷卷面成績(jī)60%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)10%、平時(shí)考核（考勤、課堂提問和作業(yè)等）30%。通過這種考核可以使教師能及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，并且根據(jù)反饋信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)；學(xué)生也能在學(xué)習(xí)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法。這樣能改變課程結(jié)束時(shí)“一考定成績(jī)”的做法，防止考前突擊的行為。學(xué)生反映良好，教學(xué)效果較好。

六 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)和各學(xué)科教育的發(fā)展，電力電子技術(shù)在高等學(xué)校電類?？茖I(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，同時(shí)又與本科專業(yè)的教學(xué)有著很大的不同。所以要求教師能跟上時(shí)代步伐，因材施教，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，并學(xué)習(xí)其他專業(yè)和院校的經(jīng)驗(yàn)，為社會(huì)培養(yǎng)出優(yōu)秀的應(yīng)用型專科人才。

參考文獻(xiàn)

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一、電力電子技術(shù)應(yīng)用

用電領(lǐng)域中的電力電子技術(shù)，電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行。全世界的用電量中約有60％左右是通過電動(dòng)機(jī)來消耗的。高能量密度的電源應(yīng)用，電化學(xué)電源廣泛應(yīng)用在作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的銅、鋁、鋅、鎳等有色金屬以及氯堿等電解產(chǎn)業(yè)中；體積小、重量輕、效率高的各種開關(guān)電源應(yīng)用也是十分廣泛；信息領(lǐng)域中的電力電子技術(shù)，電力電子技術(shù)為信息技術(shù)提供先進(jìn)的電源和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，日益成為信息產(chǎn)品中不可缺少的一部分；發(fā)電領(lǐng)域中的電力電子技術(shù)，發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁。常規(guī)發(fā)電機(jī)中勵(lì)磁的建立已經(jīng)由傳統(tǒng)的直流磁勵(lì)機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛芍蓄l交流勵(lì)磁機(jī)加電力電子整流的方法，并已取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，可靠性較高。水輪發(fā)電機(jī)的變頻勵(lì)磁。發(fā)電頻率取決于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用了電力電子技術(shù)后，將水輪發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l交流變頻勵(lì)磁。當(dāng)水流量減少時(shí)，提高勵(lì)磁頻率，可以把發(fā)電頻率補(bǔ)償?shù)筋~定，延長(zhǎng)水輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電周期，解決了水力發(fā)電中發(fā)電機(jī)工作時(shí)間受季節(jié)性水流量影響而導(dǎo)致的頻率無法調(diào)節(jié)、浪費(fèi)較多水能的問題；環(huán)保型能源發(fā)電，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿刃履茉窗l(fā)電，是解決一次能源危機(jī)（煤、石油、天然氣等石化類能源日趨匱乏）的重要途徑，它們是可再生的綠色能源。

二、電力電子器件發(fā)展趨勢(shì)

縱觀幾十年的發(fā)展歷史，半導(dǎo)體器件起到了推動(dòng)電子技術(shù)發(fā)展的作用，晶閘管等電力半導(dǎo)體器件扮演了電力電子發(fā)展中的主要角色。電力電子技術(shù)的創(chuàng)新與電力電子器件制造工藝，己成為世界各國(guó)工業(yè)自動(dòng)化控制和機(jī)電一體化領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)最激烈的陣地，各發(fā)達(dá)國(guó)家均在這一領(lǐng)域注入極大的人力，物力和財(cái)力，使之進(jìn)入高科技行業(yè)，就電力電子技術(shù)的理論研究言，目前日本、美國(guó)及法國(guó)、荷蘭、丹麥等西歐國(guó)家可以說是齊頭并進(jìn)，在這些國(guó)家各種先進(jìn)的電力電子功率量不斷開發(fā)完善，促進(jìn)電力電子技術(shù)向著高頻化邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的高效節(jié)能，為真正實(shí)現(xiàn)工控設(shè)備的小型化，輕量化，智能化奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，也為21世紀(jì)電力電子技術(shù)的不斷拓展創(chuàng)新描繪了廣闊的前景。

1.全球范圍內(nèi)石油儲(chǔ)量、煤儲(chǔ)量逐漸在減少，生態(tài)平衡也嚴(yán)重受到破壞，環(huán)境污染越來越嚴(yán)重,現(xiàn)在世界各國(guó)普遍關(guān)注新能源的應(yīng)用..新能源發(fā)電中的電力電子技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)如下：一次能源供給隨機(jī)性大，風(fēng)能、太陽(yáng)能都隨天氣情況而有很大變化;并網(wǎng)發(fā)電要求高，電網(wǎng)側(cè)要求輸入電能波動(dòng)小，電能質(zhì)量高等。

2.電力牽引（electrictraction）是利用電能為動(dòng)力的一種軌道運(yùn)輸牽引動(dòng)力形式。電力機(jī)車或動(dòng)車的牽引電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)鐵路列車、電動(dòng)車組和城市軌道交通電動(dòng)車輛組運(yùn)行。因此，在以后的發(fā)展中，要不斷應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)來扼殺電力牽引的缺點(diǎn)，達(dá)到盡量完美。

篇4

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)　工業(yè)　節(jié)能　變頻

中圖分類號(hào)：TM92　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1007-3973(2011)010-042-02

1、引言

電力電子技術(shù)是一個(gè)新興的領(lǐng)域，它將電子技術(shù)應(yīng)用到電力領(lǐng)域，將強(qiáng)電和弱電結(jié)合控制。從電力電子技術(shù)問世至今，在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，尤其在工業(yè)上發(fā)揮著重要的作用。在工業(yè)方面，電力電子技術(shù)主要應(yīng)用在電力牽引、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和先進(jìn)裝備制造業(yè)等。在電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的大功率變流器及其控制系統(tǒng)，大功率高精度可程控交、直流電源系統(tǒng)，高精度數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)，這些技術(shù)不但提高了工業(yè)制造精度和效率。更重要的是有效地降低了能耗，實(shí)現(xiàn)綠色工業(yè)。

2、電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史

從1958年美國(guó)通用公司研制出世界第一個(gè)工業(yè)用普通晶閘管開始，電能的變換和控制就開始了從旋轉(zhuǎn)的變流機(jī)組和靜止的離子變流器進(jìn)入由功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成的變流器時(shí)代。雖然早在20世紀(jì)初就已經(jīng)出現(xiàn)在了可以控制電流的真空管和水銀整流器，但電力電子技術(shù)真正得到飛速發(fā)展并被廣泛應(yīng)用，還是在硅整流器件誕生之后。硅整流器件包括從半控型晶閘管(SCR)到全控型的門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、電力雙極型晶體管(BJT)和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power-MOS．FET)?隨著硅整流器件的發(fā)展，電力電子器件的控制能力和開關(guān)速度得到了提高，而電力電子技術(shù)的發(fā)展也相應(yīng)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。

3、電力電子節(jié)能技術(shù)的典型應(yīng)用

3.1變頻調(diào)速系統(tǒng)　變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流／過壓／過載保護(hù)等功能。變頻器的功能很多，比如其優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行，全世界中用電量有60％左右是通過電動(dòng)機(jī)來消耗的，因此變頻器在提高電動(dòng)機(jī)的電能利用率上有很大的作用。根據(jù)全球著名變頻器生產(chǎn)企業(yè)ABB的測(cè)算，單單該集團(tuán)全球范圍內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)并安裝的變頻器每年就能夠節(jié)省1150億千瓦時(shí)電力，相應(yīng)減少9700萬噸二氧化碳排放，這已經(jīng)超過芬蘭一年的二氧化碳排放量?！≡谝话愕墓I(yè)領(lǐng)域，通常場(chǎng)合下的電機(jī)調(diào)速均采用電力電子技術(shù)與電力傳動(dòng)技術(shù)，目前該技術(shù)已經(jīng)比較成熟。在異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，需要同步進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)頻使電機(jī)在獲得良好的運(yùn)行性能，同時(shí)保持控制的靈活性。目前主要通過交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。包括可控整流調(diào)壓、方波(六脈波)逆變調(diào)頻和不控整流器整流、脈寬調(diào)制逆變器同時(shí)調(diào)壓調(diào)頻兩種主要結(jié)構(gòu)形式。但一些高壓大功率應(yīng)用(電力牽引，中高壓高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)等)場(chǎng)合，依然是這一領(lǐng)域的技術(shù)制高點(diǎn)，仍在進(jìn)行不斷的研究?！?jù)最新資料統(tǒng)計(jì)。在美國(guó)大約有8％的發(fā)電量消耗與照明負(fù)載有關(guān)，約50％－60％的發(fā)電量用于電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。近年來，由于美國(guó)應(yīng)用高度發(fā)展的電力電子變頻技術(shù)對(duì)白熾燈和各種電機(jī)進(jìn)行改造，使電能節(jié)約15％－25％左右，在日本，由于廣泛使用變頻技術(shù)，使得目前單位國(guó)民總值平均能耗居世界最低的情況下，又再把全國(guó)發(fā)電量的10％節(jié)約下來。

3.2高頻開關(guān)電源技術(shù)　電氣產(chǎn)品的體積、重量與供電頻率的平方根成反比，所以當(dāng)我們把頻率從50Hz提升到200Hz時(shí)，用電設(shè)備的體積重量大體下降至原來的5％-10％，基于這個(gè)原理，對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的電鍍、電加工、充電等各種電源進(jìn)行改造，不僅其主要材料可以節(jié)約90％或者更高，還可節(jié)電30％或者更多?！∧壳?，高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流，傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源已逐步被高頻開關(guān)電源所取代，高頻開關(guān)電源通過MOSFET或IGBT在高頻下工作，其開關(guān)頻率一般在50Hz-100Hz之間，以實(shí)現(xiàn)高效率的小型化。

3.3新型靜止無功發(fā)生器(ASVG)　變壓器和交流異步電動(dòng)機(jī)等都屬于感性負(fù)載，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此無功電源與有功電源一樣，是保證電能不可缺少的部分。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，逐步出現(xiàn)在了應(yīng)用變流技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)撵o止補(bǔ)償器。它是通過將自換相橋梁式電路直接并聯(lián)到電網(wǎng)上或者通過電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上。ASVG根據(jù)直流側(cè)采用電容和電感兩種不同的儲(chǔ)能元件，可以分為電壓型和電流型兩種，圖1所示的原理圖為電壓型補(bǔ)償器，如果將直流側(cè)的電容器用電抗器代替，交流側(cè)的串聯(lián)電感用并聯(lián)電容代替，則為電流型的ASVG。交流側(cè)所接的電感L和電容C的作用分別為阻止高次諧波進(jìn)入電網(wǎng)和吸收換相時(shí)產(chǎn)生的過電壓。當(dāng)逆變器脈沖寬度恒定時(shí)，調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓及系統(tǒng)電壓之間的夾角，就可以調(diào)節(jié)無功功率及逆變器直流側(cè)電容電壓Uc，同時(shí)調(diào)節(jié)夾角和逆變器脈寬，既可以保持Uc恒定的情況下，發(fā)出或吸改所需的無功功率。

4、我國(guó)電力電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)節(jié)能情況

我國(guó)電力電子行業(yè)起步較早，1957年美國(guó)發(fā)明了晶閘管，1962年我國(guó)就研制出自己的晶閘管，電力電子節(jié)能技術(shù)遍布工業(yè)制造、交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、電子裝置等各個(gè)領(lǐng)域，包括一大批軋機(jī)、無軌電車、電焊機(jī)、電鍍和電解電源以及風(fēng)機(jī)和水泵等機(jī)電設(shè)備，由于采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)進(jìn)行改造，其效率大大提高。電力電子技術(shù)已經(jīng)滲透到日常生活的各個(gè)角落：上班乘坐的交流調(diào)速地鐵；上下樓用的交流調(diào)速電梯；室內(nèi)用的變頻調(diào)速空調(diào)；照明用的高頻振蕩熒光燈；計(jì)算機(jī)用的開關(guān)電源和UPS．家用電炊具中的電磁爐等。這些新型設(shè)備大大提高了效率，降低了能耗。

5、結(jié)論

通過以上分析，可以看出電力電子技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)上高效節(jié)能的目的，具有非常高的實(shí)用性，應(yīng)用范圍也相當(dāng)廣泛，在工業(yè)中很多領(lǐng)域已經(jīng)開始發(fā)揮出重要的節(jié)能作用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其必將為綠色工業(yè)提供更好的指導(dǎo)和更強(qiáng)的動(dòng)力，為節(jié)能減排創(chuàng)造更廣闊的發(fā)展空間，從而造福全人類。

注釋：

①唐政．淺談電力電子技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用[J]中國(guó)科技博覽,2010,30：　635．

②李澤元．21世紀(jì)的電力電子技術(shù)[J]電信技術(shù)．1999,11：1．3．

③林輝．異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)技術(shù)[J]I電機(jī)技術(shù)．2010,3：32-34．

④劉冬巖，韓直．電力電子技術(shù)與節(jié)能[J]．中國(guó)能源，1997,10：　43-44．

篇5

一、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)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(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、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、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)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。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)取＿@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的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,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，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)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置，交流機(jī)車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，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，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。電動(dòng)汽車的電機(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電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)汽車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，如果離開電力電子技術(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）都是重要的無功補(bǔ)償裝置。近年來出現(xiàn)的靜止無功發(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，所以可以說信息電子技術(shù)離不開電力電子技術(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。

6、其他

篇6

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；MATLAB；仿真

作者簡(jiǎn)介：趙娟（1982—），女，碩士，講師，主要從事高職院校應(yīng)用電子專業(yè)教育教學(xué)

前言

電力電子技術(shù)是電氣控制等專業(yè)的一門基礎(chǔ)性較強(qiáng)且與生產(chǎn)緊密聯(lián)系的課程，主要研究各種電力電子器件，以及由電力電子器件所構(gòu)成的各種電路或變流裝置，以完成對(duì)電能的變換和控制。由于電力電子器件自身的開關(guān)非線性，給電力電子電路的分析帶來一定的復(fù)雜性，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)覺得枯燥，對(duì)波形的變化難以理解，在很大程度上影響學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)興趣。根據(jù)目前電力電子技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀，本文介紹了利用MATLA仿真軟件來完成對(duì)實(shí)際電路的仿真，實(shí)踐證明，借助這種輔助教學(xué)手段，更好的幫助同學(xué)們對(duì)本課程理論知識(shí)的理解，同時(shí)有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1MATLAB簡(jiǎn)介

MATLAB是一種科學(xué)計(jì)算軟件，SIMULINK是掛接在MATLAB環(huán)境上，以MATLAB的強(qiáng)大計(jì)算功能為基礎(chǔ)，以直觀的模塊框圖進(jìn)行仿真和計(jì)算。在SIMULINK環(huán)境下的電力系統(tǒng)模塊庫(kù)(SimPowerSystem)可以方便地進(jìn)行RLC電路、電力電子電路、電機(jī)控制系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的仿真。本文所介紹的電力電子電路的仿真就是在MATLAB／SIMULINK環(huán)境下，主要使用電力系統(tǒng)模塊庫(kù)和SIMULINK兩個(gè)模塊庫(kù)進(jìn)行。通過電力電子電路的仿真，不僅展示了MATLAB／SIMULINK的強(qiáng)大功能，而且有助于同學(xué)們學(xué)習(xí)仿真的方法和技巧，研究電路的原理和性能。

2仿真實(shí)例

整流電路是電力電子技術(shù)中出現(xiàn)最早的一種變換電路，廣泛應(yīng)用在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速、電焊、電鍍等場(chǎng)合。本文以晶閘管組成的單相橋式可控整流電路為例說明MATLAB／SIMULINK/SimPowerSystem工具箱的應(yīng)用。單相橋式全控整流電路如圖1所示。電路由交流電源、晶閘管、負(fù)載以及觸發(fā)電路組成。改變晶閘管的控制角可以調(diào)節(jié)輸出直流電壓和電流的大小。

2.1仿真建模

在MATLAB環(huán)境下，點(diǎn)擊圖標(biāo)，點(diǎn)擊菜單File，選擇New，新建一個(gè)空白的仿真平臺(tái)，在SimPowerSystem及相關(guān)的模型庫(kù)下提取所需的模塊放到仿真窗口，將電路元器件模塊按單相橋式可控整流電路的原理圖連接起來組成仿真電路。

2.2模型參數(shù)設(shè)置

設(shè)置模型參數(shù)是保證仿真準(zhǔn)確和順利的重要一步，雙擊各模塊圖標(biāo)彈出參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，根據(jù)參數(shù)要求設(shè)置。單相交流電源參數(shù)設(shè)置：幅度220V，頻率50HZ，相位00。四個(gè)晶閘管參數(shù)設(shè)置：使用默認(rèn)值。兩路脈沖參數(shù)設(shè)置：pulse1周期0.02s，初始相位600（對(duì)應(yīng)參數(shù)600/3600*0.02s），即0.003s，pulse2與pulse1相位互差1800，，即0.013s。負(fù)載RLC參數(shù)設(shè)置：電阻性負(fù)載時(shí)R為2Ω，L為0H，C為inf；電感性負(fù)載時(shí)R為2，L為0.01H，C為inf.

2.3模型仿真

參數(shù)設(shè)置完后，設(shè)置仿真時(shí)間，開始時(shí)間0，結(jié)束時(shí)間0.1s，選擇ode23tb仿真算法，最大步長(zhǎng)設(shè)為1e-3。觀察在交流輸出信號(hào)下，觸發(fā)角為600時(shí)的輸出直流電壓和直流電流波形，如圖3、圖4所示。

3結(jié)束語

以上仿真結(jié)果中給出了α＝60°時(shí)帶不出負(fù)載時(shí)輸出直流電壓和電流的波形圖，實(shí)踐證時(shí)，利用MATLAB仿真電力電子電路時(shí)，不需要再重新構(gòu)建仿真模型圖，只要對(duì)模塊的參數(shù)稍作修改即可得到在不同的條件下（如控制角不同，負(fù)載不同）所對(duì)應(yīng)的輸出波形，操作靈活方便，便于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，是一種較為理想的實(shí)踐教學(xué)軟件。

參考文獻(xiàn)

[1]林飛等主編.電力電子應(yīng)用技術(shù)的MATLAB仿真[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008.

[2]徐立娟主編.電力電子技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社,2010.

[3]劉雨棣主編.電力電子技術(shù)及應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.

篇7

1.課程建設(shè)與改革思路

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的改革是“電力電子技術(shù)”課程改革中最重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的提高，關(guān)系到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。我校按照電力電子器件—電力電子變換電路—電力電子電路的微機(jī)控制技術(shù)—電力電子技術(shù)應(yīng)用的思路，以電力電子器件為電路服務(wù)，電路為電力電子系統(tǒng)服務(wù)，系統(tǒng)為電力電子應(yīng)用服務(wù)的理念作為教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的主導(dǎo)思想，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，精選理論內(nèi)容，強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用，及時(shí)而恰當(dāng)?shù)匾腚娏﹄娮蛹夹g(shù)的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝。

2.調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)設(shè)計(jì)上理論與實(shí)踐相結(jié)合，知識(shí)傳授與應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合，講授與研討相結(jié)合。將電力電子器件、變換電路作為傳統(tǒng)內(nèi)容，將電力電子技術(shù)應(yīng)用作為實(shí)用內(nèi)容，將最先進(jìn)的自動(dòng)控制生產(chǎn)線作為新技術(shù)，對(duì)典型電力電子及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)分析作為討論內(nèi)容，將科研課題引入課堂作為啟發(fā)內(nèi)容，通過典型案例分析，將理論與實(shí)際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，并通過滲透行業(yè)規(guī)范、安全操作規(guī)程、文明生產(chǎn)等知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數(shù)、選擇、驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路為基礎(chǔ)，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和參數(shù)計(jì)算及電路設(shè)計(jì)為核心，以微機(jī)控制的脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）和各種軟開關(guān)技術(shù)作為新的控制方法和新技術(shù)，把電力電子學(xué)科的發(fā)展方向引入課堂。以電力電子器件的應(yīng)用電路為教學(xué)的重點(diǎn)，解決實(shí)際工程問題，使學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)代電力電子技術(shù)對(duì)交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續(xù)課程“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”深入學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力

1.完善實(shí)踐教學(xué)條件

“電力電子技術(shù)”課程具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)用性，而實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。因此，以營(yíng)造真實(shí)的、先進(jìn)的工程環(huán)境為目標(biāo)，緊密結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用，投入100多萬元建設(shè)和完善了電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室?，F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室擁有實(shí)驗(yàn)設(shè)備24臺(tái)套，開發(fā)了電力電子技術(shù)仿真研究平臺(tái)，構(gòu)建了電力電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系（包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等），編制相關(guān)的教學(xué)文件。實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生全面開放，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式開展自主性實(shí)驗(yàn)和學(xué)科競(jìng)賽培訓(xùn)，并為學(xué)生提供實(shí)際工程技術(shù)資料、仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件，培養(yǎng)工程實(shí)踐應(yīng)用能力。

2.精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

課程組精心設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從問題出發(fā)，逐步由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)走向設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，再過渡到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。開設(shè)了晶閘管整流、逆變的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)本課程的應(yīng)用有初步認(rèn)識(shí)；對(duì)直流斬波、交交變換以及PWM控制技術(shù)部分的實(shí)驗(yàn)，則由教師給出電路參數(shù)要求，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)主電路、驅(qū)動(dòng)電路等，完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力；軟開關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)等具有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，密切聯(lián)系著當(dāng)今電力電子技術(shù)發(fā)展的最前沿技術(shù)，并且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生了解了電力電子新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，同時(shí)對(duì)本課程的應(yīng)用領(lǐng)域、可以解決的問題有了更直觀感性的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與科研、工程、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系，形成良性互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和自主訓(xùn)練。3.增設(shè)課程設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)開設(shè)了1周“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)與調(diào)試實(shí)踐環(huán)節(jié)，以完整的電力電子系統(tǒng)為載體，將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、檢測(cè)電路、控制電路等內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生通過設(shè)計(jì)、組裝、實(shí)驗(yàn)和調(diào)試“四位一體”的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，在教學(xué)中使用計(jì)算機(jī)仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路，且可方便地調(diào)整電路的參數(shù)進(jìn)行仿真，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理復(fù)雜電力電子電路的能力，也為日后從事工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。

三、改進(jìn)教學(xué)方法與手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性

在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，筆者始終堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、能力為主線的教育理念，根據(jù)課程內(nèi)容合理采用不同的教學(xué)方法組織課堂教學(xué)，將“理論+實(shí)踐+應(yīng)用能力”的教學(xué)模式貫穿在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，由傳統(tǒng)的教師滿堂灌唱獨(dú)角戲變成了教師學(xué)生共同參與的互動(dòng)學(xué)習(xí)，教與學(xué)融為一體。教師有所教，學(xué)生有所學(xué)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深了學(xué)生的理解，加快了學(xué)習(xí)步伐。通過啟發(fā)教學(xué)法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法等，增強(qiáng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，活躍課堂氣氛，挖掘?qū)W生潛力，增強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng)，逐漸讓學(xué)生由“學(xué)會(huì)”變成“會(huì)學(xué)”，由被動(dòng)變主動(dòng)汲取知識(shí)。為了分析電力電子器件和電路的工作狀態(tài)，使學(xué)生弄清電路中能量的變換和傳遞，筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學(xué)課件。利用多媒體技術(shù)將實(shí)際應(yīng)用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上，結(jié)合典型工程實(shí)例，并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實(shí)到教學(xué)課件中，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，不斷提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，建設(shè)了本課程的教學(xué)網(wǎng)站，網(wǎng)站資料豐富，包括教學(xué)資料和典型工程實(shí)例等，學(xué)生可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，教師可以在網(wǎng)上進(jìn)行答疑，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了教學(xué)效果。

四、改革考核方式，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力

1.考試過程全程化

教師根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程性質(zhì)和不同階段的教學(xué)要求，通過課堂提問、討論、平時(shí)作業(yè)、單元測(cè)驗(yàn)、實(shí)際操作、撰寫報(bào)告或論文等方式加強(qiáng)形成性考試評(píng)價(jià)，并安排階段性考試以強(qiáng)化學(xué)生平時(shí)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握，弱化期末終結(jié)性考核。

2.考核內(nèi)容能力化

考核內(nèi)容圍繞應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心這個(gè)目標(biāo)設(shè)置，結(jié)合新的“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容體系，加大電力電子器件特性分析、實(shí)際電路分析、應(yīng)用案例分析、實(shí)踐技能的比例，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用、解決問題的能力。

3.考核方式多元化

根據(jù)不同階段的教學(xué)要求，考核采取口試、筆試（開卷、閉卷）、開發(fā)設(shè)計(jì)相結(jié)合的形式，變單一形式的考核為多種形式的考核。

五、組織課外科技創(chuàng)新活動(dòng)，探索課內(nèi)與課外培養(yǎng)的有效機(jī)制

按照課內(nèi)培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結(jié)合的原則，把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力固化在教學(xué)任務(wù)中，成立了課外科技活動(dòng)小組，注意引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種科技競(jìng)賽活動(dòng)。依托電力電子實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施，積極組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽和“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。在運(yùn)行中，加強(qiáng)課外實(shí)踐活動(dòng)的組織和管理，制訂《大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)運(yùn)行管理辦法》和《實(shí)驗(yàn)室開放運(yùn)行管理辦法》，對(duì)大學(xué)生第二課堂教育的條件保障、激勵(lì)政策、管理辦法、評(píng)價(jià)辦法等做了明確規(guī)定，形成了有效的大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)保障體系。

六、加強(qiáng)青年教師培養(yǎng)，提高課程組教師整體水平

師資隊(duì)伍建設(shè)是課程建設(shè)的關(guān)鍵，課程組教師的理論教學(xué)水平、工程實(shí)踐能力、科研水平直接關(guān)乎“電力電子技術(shù)”課程建設(shè)水平。按照校內(nèi)培養(yǎng)與校外培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)培養(yǎng)和科研培養(yǎng)相結(jié)合的原則，通過建立青年教師“導(dǎo)師制”、定期開展教學(xué)研討和教學(xué)觀摩、實(shí)行青年教師實(shí)驗(yàn)室坐班制、深入工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、選派教師參加新技術(shù)培訓(xùn)等措施，不斷提高青年教師教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和實(shí)踐能力。

七、結(jié)語

篇8

1.1通過課程改革，提高教師教學(xué)水平與科研能力新型元器件、電路拓?fù)浜涂刂萍夹g(shù)的不斷涌現(xiàn)，使電力電子技術(shù)課程的內(nèi)容更新較快。通過課程教學(xué)改革，激勵(lì)教師及時(shí)更新知識(shí)儲(chǔ)備，做好新知識(shí)、新技術(shù)的學(xué)習(xí)與傳授，使課堂教學(xué)更能體現(xiàn)時(shí)代性，并使教師自覺提高自己的教學(xué)水平。同時(shí)，依托我校已建成的電力電子實(shí)驗(yàn)室，鼓勵(lì)教師開發(fā)適用于各層次、滿足不同專業(yè)側(cè)重點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，使教師通過指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)，并結(jié)合企業(yè)項(xiàng)目需求，開發(fā)出多項(xiàng)科研教研項(xiàng)目，使教師科研能力得到提高。

1.2為課程群建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的進(jìn)一步探索研究奠定基礎(chǔ)電力電子技術(shù)已逐步發(fā)展成為一門由現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)多學(xué)科相互滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科。通過課程改革，為電力電子技術(shù)精品課程建設(shè)、課程群建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。此外，通過課程改革，探索適用于我校的電類專業(yè)卓越工程師特色培養(yǎng)模式，并促進(jìn)教科研和企業(yè)項(xiàng)目合作與承接等工作的深入開展。

2教學(xué)改革方案的實(shí)施與主要特色

為努力改變?cè)撜n程原有的難教難學(xué)的狀況，教學(xué)改革方案從以下幾個(gè)方面實(shí)施：

2.1重新編排教學(xué)內(nèi)容，突出課程實(shí)用性和趣味性改變傳統(tǒng)教學(xué)中對(duì)四大變流電路孤立、單一的學(xué)習(xí)模式，引入生活中常見電路以及電子小制作的實(shí)例，通過一系列具體電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的演示，將《模擬電路》、《電機(jī)與電氣》等前期專業(yè)課程的知識(shí)與《電力電子技術(shù)》所學(xué)理論知識(shí)相聯(lián)系，展現(xiàn)課程強(qiáng)弱電結(jié)合、多學(xué)科融合的特點(diǎn)。并且，在保證理論基礎(chǔ)扎實(shí)前提下，增加日常電路分析和設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)過程中所占比重，以實(shí)例激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，以興趣帶動(dòng)能力培養(yǎng)，在這一過程中培養(yǎng)學(xué)生的讀圖、分析、畫圖、簡(jiǎn)單電源電路設(shè)計(jì)等能力，實(shí)現(xiàn)理論與應(yīng)用相輔相成、有機(jī)結(jié)合，最終提升學(xué)生工程應(yīng)用方面的綜合素質(zhì)。

2.2采用引導(dǎo)型教學(xué)方式，注重教學(xué)過程中的互動(dòng)性和學(xué)生分析解決問題能力的培養(yǎng)授課過程中注意開展互動(dòng)，通過采用提出啟發(fā)性問題—共同討論—獲得結(jié)論—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，在教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題和新的突破點(diǎn)，將學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的過程轉(zhuǎn)化為其不斷解決問題的過程，使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、開放思維，并在此過程中加深相關(guān)理論的理解，訓(xùn)練其分析和解決問題的能力。

2.3充分發(fā)揮多媒體教學(xué)優(yōu)勢(shì)，改變理論教學(xué)抽象、刻板的現(xiàn)狀電力電子技術(shù)重視對(duì)電路波形的分析。課程原有的單一的板書或簡(jiǎn)單PPT課件加板書的傳統(tǒng)授課形式課堂信息量較少，不夠直觀，不能解決學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，接收效果較差等問題。利用PowerPoint、Flash、視頻等多媒體手段，不僅能使波形分析更為直觀，還能方便地展示電路在不同條件下的工作狀態(tài)，以及課程內(nèi)容在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。既可使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，還使分析過程不再枯燥抽象，分析結(jié)果生動(dòng)醒目，便于學(xué)生理解。

2.4以實(shí)際系統(tǒng)分析為手段，提高學(xué)生知識(shí)融會(huì)貫通的能力改變對(duì)變流技術(shù)中各典型電路孤立的講解，通過帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行典型的電力電子系統(tǒng)分析，結(jié)合系統(tǒng)供電、控制等模塊電路結(jié)構(gòu)、原理的介紹，體現(xiàn)該門課程電力、電子和控制學(xué)科間的交叉性，使學(xué)生學(xué)會(huì)將與課程相關(guān)的專業(yè)課內(nèi)容靈活運(yùn)用于電路分析和設(shè)計(jì)應(yīng)用中，提高他們對(duì)所學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通能力。

2.5引入專業(yè)常用仿真軟件，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)基本專業(yè)技能專業(yè)仿真軟件在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)及應(yīng)用中的作用越來越顯著，掌握一至兩種仿真軟件工具將成為工科學(xué)生應(yīng)具備的基本素質(zhì)之一。同時(shí)，在教學(xué)過程中，利用仿真軟件對(duì)電路工作情況進(jìn)行仿真，可以使分析過程更為直觀，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。目前，電力電子仿真軟件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等，其中Pspice和Matlab在開關(guān)電源開發(fā)應(yīng)用中具有重要作用，被相關(guān)企業(yè)廣泛運(yùn)用[4]。在教學(xué)改革中，通過在課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中引入建模的基本原理與過程，既能使課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)更加生動(dòng)直觀與安全，還能引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的應(yīng)用，使他們具備基礎(chǔ)建模能力，有助于滿足企業(yè)對(duì)于學(xué)生基本專業(yè)技能的要求。

2.6開發(fā)一批設(shè)計(jì)性、綜合性研究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用、創(chuàng)新能力利用學(xué)校電力電子實(shí)驗(yàn)室和軟件仿真的資源，結(jié)合當(dāng)前熱門課題和企業(yè)需求，開發(fā)一些設(shè)計(jì)性、綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)，或通過課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的方式指導(dǎo)帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)的開發(fā)以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力為主要目的，既有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提高知識(shí)綜合運(yùn)用能力，又可為電子設(shè)計(jì)大賽等專業(yè)比賽人才選拔奠定基礎(chǔ)。

2.7以課程改革為契機(jī)，積極拓展校企合作途徑，開發(fā)產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目，提升教師科研水平在課程改革中，積極尋求校企合作的新途徑，深化校企合作的內(nèi)容，將企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目作為教學(xué)的實(shí)踐、提升環(huán)節(jié)，依托學(xué)校的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)證配合，不僅可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)踐的興趣，同時(shí)也有利于教師自身科研水平的提高。

3結(jié)語

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關(guān)鍵詞：電子電力技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.167

0 引言

電力電子技術(shù)是一種新技術(shù)，這種技術(shù)包含了電力和電子兩方面的技術(shù)，它在新能源發(fā)電中具有重要作用，并逐漸在人們的生活中扮演著重要的角色，逐漸成為人們生活中的重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，這些器件、技術(shù)逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，這為促進(jìn)電力電子技術(shù)的發(fā)展起到了積極作用，也為其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用開拓了空間。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它主要包括兩方面技術(shù)，分別是制造器件技術(shù)和應(yīng)用電路技術(shù)，這兩種技術(shù)對(duì)于促進(jìn)電力電子技術(shù)的發(fā)展具有重要作用。首先器件技術(shù)的發(fā)展過程中比較曲折，它經(jīng)歷了半控型-全控型-復(fù)合型的發(fā)展過程，并將功率、控制驅(qū)動(dòng)器等器件關(guān)聯(lián)起來，對(duì)一些功能進(jìn)行了集中，這種改進(jìn)不僅促進(jìn)了器件結(jié)構(gòu)上的發(fā)展，同時(shí)還對(duì)其功能進(jìn)行了優(yōu)化。整流電路系統(tǒng)應(yīng)用比較頻繁的時(shí)代是改革開放以前，而改革開放以后應(yīng)用最為頻繁的是逆變電路，但是整流電路系統(tǒng)仍然具有較為廣泛的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，脈沖寬度控制技術(shù)（PWM）在一定程度上促進(jìn)了電力電子技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)自動(dòng)開關(guān)器件的應(yīng)用和發(fā)展，也使電力電子技術(shù)逐漸走向低頻化發(fā)展。其中脈沖寬度控制技術(shù)（PWM）的控制方式主要包括以下幾個(gè)方面：分別是無功率控制、觀測(cè)器控制、神經(jīng)元控制等，這些控制方式在實(shí)際中的應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)了電力電子技術(shù)的發(fā)展，并使其進(jìn)入了一個(gè)新的階段?，F(xiàn)在電力電子技術(shù)有了新的發(fā)展方向，數(shù)字控制技術(shù)的應(yīng)用，逐漸在電力系統(tǒng)中替代了模擬控制，它也將成為電力電子技術(shù)未來的發(fā)展方向，并能夠快速促進(jìn)電力電子技術(shù)的發(fā)展。

2 電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 發(fā)電環(huán)節(jié)

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，在一定程度上改變了發(fā)電環(huán)節(jié)涉及以及發(fā)電機(jī)組中多種設(shè)備的運(yùn)行特性，具體表現(xiàn)在以下幾方面：一是大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制。靜止勵(lì)磁主要是采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，這種方式使其具有較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，性能也比較穩(wěn)定，造價(jià)也低，從而極大地促進(jìn)了靜止勵(lì)磁在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。并且靜止勵(lì)磁的應(yīng)用，省去了勵(lì)磁機(jī)這個(gè)中間慣性環(huán)節(jié)，提高了電力系統(tǒng)的工作效率。二是水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁。水頭壓力和流量對(duì)于水力發(fā)電的有效功率起到了關(guān)鍵性的作用，水頭的變化將會(huì)直接影響機(jī)組最佳轉(zhuǎn)速的大小。在實(shí)際的應(yīng)用中發(fā)電機(jī)的有效功率與風(fēng)速成三次方正比例，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速與風(fēng)速有直接關(guān)系。為了能夠獲得最大功率，這時(shí)可以使機(jī)組變速運(yùn)行，只有這樣才能夠有效提高機(jī)組的應(yīng)用效率。第三，發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速。在傳統(tǒng)的發(fā)電過程中，風(fēng)機(jī)水泵消耗的電量比較大，并且其功率較低，這樣損耗了大量的電能，不利于發(fā)電廠的發(fā)展，低壓或高壓變頻器能夠有效地實(shí)現(xiàn)水泵的變頻調(diào)速，這樣就能夠達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已經(jīng)是一種比較成熟的技術(shù)，它在國(guó)外已經(jīng)在眾多企業(yè)中廣泛應(yīng)用，并取得了較好的成效，所以為了促進(jìn)我國(guó)發(fā)電廠的發(fā)展，必須在實(shí)際的發(fā)電過程中應(yīng)用該種技術(shù)。

2.2 輸電環(huán)節(jié)

第一，輕型直流輸電和直流輸電技術(shù)。在實(shí)際的應(yīng)用中，直流輸電具有輸電容量大、控制調(diào)節(jié)靈活以及穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)極大地促進(jìn)了直流輸電技術(shù)的應(yīng)用，并逐漸在輸電作業(yè)中發(fā)揮重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，直流輸電技術(shù)有了新的突破性的發(fā)展，輕型直流輸電技術(shù)的問世和應(yīng)用，在很大程度上解決了現(xiàn)階段發(fā)電過程中遇到的難題。這是一種創(chuàng)新性的技術(shù)，并在傳統(tǒng)的直流輸技術(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)，提高了發(fā)電效率，促進(jìn)了輸電工作的有效進(jìn)行。第二，F(xiàn)ACTS 技術(shù)。FACTS 技術(shù)是一種柔流輸電技術(shù)，這種技術(shù)出現(xiàn)在八十年代后期，它的主要優(yōu)勢(shì)能夠?qū)崿F(xiàn)交流輸電功率潮流的控制，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 配電環(huán)節(jié)

配電環(huán)節(jié)中比較重要的問題就是要提高電能質(zhì)量，并保證供電的可靠性，這也是現(xiàn)階段發(fā)電廠急需解決的問題，也是阻礙我國(guó)發(fā)電廠發(fā)展的重要問題，這也是電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中的重要任務(wù)。在對(duì)電能質(zhì)量的控制過程中，應(yīng)當(dāng)注意滿足兩方面的要求，分別是抑制各種瞬態(tài)的干擾和波動(dòng)及滿足對(duì)頻率、電壓、諧波，只有這樣才能夠保證電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，才能夠提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。DFACTS 技術(shù)是一種新技術(shù)，這種技術(shù)能夠有效地解決當(dāng)前配電環(huán)節(jié)所遇到的問題，它也是在FACTS 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門技術(shù)。

2.4 節(jié)能環(huán)節(jié)

第一，減少無功損耗，提高功率因素。在電力系統(tǒng)中，各種電力設(shè)備都會(huì)在一定程度上消耗相應(yīng)的功率，既包括有功功率也包括無功功率，這都是發(fā)電過程中消耗的能量。這兩種功率對(duì)于確保電能質(zhì)量具有重要作用。在電力系統(tǒng)中，保持無功平衡具有重要的作用，如果不能做到無功平衡，那么會(huì)造成電壓降低，對(duì)于電力系統(tǒng)中的設(shè)備具有損害作用，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐删薮蟮陌踩鹿?，所以在發(fā)電過程中，應(yīng)當(dāng)引起足夠重視。第二，變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，能夠有效節(jié)省能源，主要體現(xiàn)在兩方面，分別是電動(dòng)機(jī)本身技術(shù)和變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)，這兩種技術(shù)的應(yīng)用能夠有效節(jié)省能源，對(duì)于提高電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有重要作用。目前，在國(guó)內(nèi)，發(fā)電廠發(fā)電過程中的節(jié)能環(huán)節(jié)已經(jīng)成為發(fā)電過程中的重要問題，傳統(tǒng)的發(fā)電過程成本較高，并且會(huì)產(chǎn)生污染，這在一定程度上限制了發(fā)電廠的發(fā)展，所以應(yīng)當(dāng)重視節(jié)能環(huán)節(jié)，降低能耗。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)子啊電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，并逐漸成為電力系統(tǒng)中不可獲取的一部分，在電力系統(tǒng)的供電中起到了重要作用，極大地促進(jìn)了電力系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐政，盧強(qiáng).電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2004（08）：23-27.

篇10

1電力電子技術(shù)介紹

電力電子技術(shù)是一個(gè)由多種技術(shù)支撐的平臺(tái)，不僅包括功率半導(dǎo)體器件和現(xiàn)代控制技術(shù)，還包括計(jì)算機(jī)技術(shù)和電路技術(shù)。在近五十年來發(fā)展迅速，應(yīng)用的范圍也從傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備以及電能質(zhì)量控制逐漸發(fā)展到新能源開發(fā)，而且在民用產(chǎn)品方面也有較廣泛的應(yīng)用。在電力電子技術(shù)眾多的應(yīng)用方面中，應(yīng)用于電路系統(tǒng)，尤其是直流輸電的大功率電力電子技術(shù)是其中的重要方面。自本文分別介紹了將此技術(shù)應(yīng)用在電路系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、配電和節(jié)能這四個(gè)環(huán)節(jié)。

2電力電子技術(shù)在電路系統(tǒng)中的應(yīng)用

自柔流輸電概念出現(xiàn)后，越來越多的學(xué)者開始關(guān)注電力電子技術(shù)，并積極聯(lián)合多種技術(shù)，開發(fā)出許多相關(guān)的支持和應(yīng)用設(shè)備。下面對(duì)電力電子技術(shù)的多個(gè)電路系統(tǒng)應(yīng)用方面進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1將電力電子技術(shù)應(yīng)用在發(fā)電環(huán)節(jié)

在發(fā)電環(huán)節(jié)，可以將電力電子技術(shù)應(yīng)用在發(fā)電環(huán)境中的發(fā)電環(huán)節(jié)，涉及到的設(shè)備包括發(fā)電機(jī)組的大多數(shù)設(shè)備。在這種情況下，電力電子技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備運(yùn)行特性改善的目的。第一種情況是用于靜止勵(lì)磁，尤其是對(duì)于大型發(fā)電機(jī)，采用晶閘管整流方式，利用靜止勵(lì)磁的自并勵(lì)方式，具有明顯優(yōu)勢(shì)，能夠獲得極高的可靠性，而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)也不高，所以其應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)獲得了國(guó)內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者的青睞。在這一項(xiàng)應(yīng)用中，將中間的慣性環(huán)節(jié)也就是勵(lì)磁機(jī)部分省去了，所以它的調(diào)節(jié)速度更快。調(diào)節(jié)速度的加快對(duì)于更好的控制規(guī)律的應(yīng)用更為有益，從而控制效果的進(jìn)一步優(yōu)化就能隨之實(shí)現(xiàn)。第二種情況是應(yīng)用于水力和風(fēng)力發(fā)電中。對(duì)于水力發(fā)電而言，水頭壓力和流量是決定其變速恒頻勵(lì)磁的關(guān)鍵因素，一旦水頭出現(xiàn)較大的變化幅度，機(jī)組將會(huì)隨著水頭的變化出現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)速的改變。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電而言，有效功率的大小正比于風(fēng)速的三次方，而且風(fēng)車會(huì)隨著風(fēng)速的改變出現(xiàn)捕捉最大風(fēng)能的功能的轉(zhuǎn)變。在上述情況中，為了實(shí)現(xiàn)有效功率的最大化，需要實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行的速度的變化，可以通過將轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)。也就是疊加轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，以保持輸出頻率也就是定子頻率的不變，在這項(xiàng)應(yīng)用中，涉及的關(guān)鍵技術(shù)是變頻電源。第三種是應(yīng)用在變頻調(diào)速中。在發(fā)電廠中，風(fēng)機(jī)水泵的耗電量是非常巨大的，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，火電設(shè)備的總耗能的65%都是風(fēng)機(jī)水泵貢獻(xiàn)的，而其中的8%又是變頻調(diào)速消耗的，也就是說風(fēng)機(jī)水泵變頻調(diào)速的運(yùn)行效率是比較低的。如果要實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，不管是在高壓還是低壓變頻器中，將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)水泵是最佳的解決思路。

2.2將電力電子技術(shù)應(yīng)用在輸電環(huán)節(jié)

在輸電環(huán)節(jié)，尤其是高壓輸電過程中，電力電子技術(shù)應(yīng)用素有“硅片引起的第”的稱號(hào)，它的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電力網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的大幅度提高。在直流輸電技術(shù)中，直流和輕型直流輸電具有容量大、性能穩(wěn)定、易于靈活控制的特點(diǎn)，所以高壓直流輸電在長(zhǎng)距離輸電以及在海底電纜輸電中擁有無法取代的優(yōu)勢(shì)。晶閘管換流器于上世紀(jì)七十年代第一次出現(xiàn)，代表著直流輸電正式進(jìn)入電力電子技術(shù)應(yīng)用時(shí)代，從此以后，晶閘管換流閥開始廣泛應(yīng)用于直流輸電工程。在1980年到1990年，柔流輸電技術(shù)開始出現(xiàn)，這項(xiàng)輸電技術(shù)是以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，借助現(xiàn)代控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)節(jié)交流輸電系統(tǒng)的電壓、阻抗和相位的技術(shù)，能夠充分保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3電力電子技術(shù)應(yīng)用在配電環(huán)節(jié)

存在于配電環(huán)節(jié)的主要問題是電能質(zhì)量的保證和供電可靠性的保證。其中對(duì)于電能質(zhì)量問題來說，既要滿足控制電壓、頻率和諧波的要求，又要滿足不對(duì)稱度的要求，同時(shí)還要防止出現(xiàn)瞬態(tài)波動(dòng)和干擾。應(yīng)用電力電子技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)，應(yīng)用于電路系統(tǒng)中的配電環(huán)節(jié)，是近些年來發(fā)展起來的新型電能質(zhì)量控制技術(shù)。市場(chǎng)對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的需求比較大，而且由于其開發(fā)簡(jiǎn)單、成本低廉，所以這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景非常好。

2.4電力電子技術(shù)應(yīng)用在節(jié)能環(huán)節(jié)

電動(dòng)機(jī)運(yùn)用變負(fù)荷方式進(jìn)行節(jié)電只是節(jié)能的一個(gè)方面，而電動(dòng)機(jī)變負(fù)荷調(diào)速技術(shù)是節(jié)能研究的另一個(gè)方面，只有二者的有力結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。交流調(diào)速是目前廣泛用于冶金和礦山等部門的一項(xiàng)技術(shù)。風(fēng)機(jī)、泵類是首先采用調(diào)速控制的變負(fù)荷機(jī)械，此技術(shù)用于替代風(fēng)板或節(jié)流閥，在對(duì)風(fēng)流量和水流量進(jìn)行控制時(shí)的效果非常明顯。變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵，國(guó)外普遍選擇交流調(diào)速方式，但在我國(guó)這項(xiàng)技術(shù)還處于應(yīng)用推廣階段。變頻調(diào)速的具有調(diào)速范圍廣，效率和精度高，可以連續(xù)無級(jí)調(diào)速。這種技術(shù)具有損耗小，節(jié)電效率客觀的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在成本高，易產(chǎn)生高次諧波，從而對(duì)電網(wǎng)造成污染的問題。對(duì)于無功損耗的問題，功率因數(shù)的提高對(duì)于電氣設(shè)備節(jié)能尤為重要。感性負(fù)載一般是指交流異步電動(dòng)機(jī)、變壓器等，在運(yùn)行這些設(shè)備時(shí)，會(huì)同時(shí)消耗有功功率和無功功率，所以為了實(shí)現(xiàn)電能質(zhì)量的優(yōu)化，要同時(shí)保證無功與有功電源的優(yōu)化。一旦電力網(wǎng)或電氣設(shè)備出現(xiàn)無功容量不夠的情況時(shí)，為使得設(shè)備功率因數(shù)提高，需要加設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備。

3結(jié)束語

電力電子技術(shù)仍然處于快速發(fā)展階段，這個(gè)過程中又不斷的有新結(jié)構(gòu)器件、新材料出現(xiàn)，而且不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)技術(shù)也為現(xiàn)代控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供可能。在相關(guān)輔助技術(shù)的發(fā)展支持下，電力電子技術(shù)在電路系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛。

作者:劉禹延 單位:浙江省杭州市浙江大學(xué)

參考文獻(xiàn)