時(shí)間：2022-04-22 11:36:38
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電力電子，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
英文名稱：Power Electronics
主管單位：西安電力電子技術(shù)研究所
主辦單位：西安電力電子技術(shù)研究所;中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會
出版周期：月刊
出版地址：陜西省西安市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1000-100X
國內(nèi)刊號：61-1124/TM
郵發(fā)代號：52-44
發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行
創(chuàng)刊時(shí)間：1967
期刊收錄：
CBST 科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)速報(bào)(日)(2009)
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽(yù)：
Caj-cd規(guī)范獲獎期刊
聯(lián)系方式
期刊簡介
電力電子電路的實(shí)際運(yùn)行表明，大多數(shù)故障表現(xiàn)為功率開關(guān)器件的損壞，即晶閘管的損壞，其中以功率開關(guān)器件的開路和直通最為常見，屬于硬故障。但是，電力電子電路的故障診斷與一般的模擬電路、數(shù)字電路的故障診斷還有一個(gè)重要的差別：故障信息僅存在于發(fā)生故障到停電之前的數(shù)毫秒到數(shù)十毫秒之間，因此，需要實(shí)時(shí)監(jiān)視、在線診斷。
(一)電力電子電路故障診斷的目的
電力電子設(shè)備一旦發(fā)生故障，小則造成電器產(chǎn)品損壞、交通阻塞、工礦企業(yè)停產(chǎn)，大則會威脅人民生命、財(cái)產(chǎn)安全，甚至造成重大的人員傷亡或?yàn)?zāi)難事故，影響國民經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)行。所以，對電力電子設(shè)備進(jìn)行故障檢測和診斷顯得日趨重要。
長期以來，人們采取兩種維修對策：1．等設(shè)備壞了再進(jìn)行維修，稱為事后維修。這種辦法的問題是經(jīng)濟(jì)損失很大。2．定期檢修設(shè)備，稱為預(yù)防維修。這種方法有一定的計(jì)劃性和預(yù)防性，但其缺點(diǎn)是如無故障，則經(jīng)濟(jì)損失較大。
電力電子設(shè)備由很多部分組成，包括電力電子主電路、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和各種應(yīng)用電路。對電力電子設(shè)備進(jìn)行故障診斷就是要對所有的這些電路進(jìn)行故障檢測和診斷。電力電子電路是整個(gè)電力電子設(shè)備中最關(guān)鍵的部分，對其的故障檢測和診斷就顯得尤其重要。
(二)電力電子故障診斷的作用
1．實(shí)現(xiàn)早期預(yù)報(bào)，防止事故發(fā)生；
2．預(yù)知性維修，提高設(shè)備管理水平：
3．方便檢修，縮短了維修時(shí)間，提高設(shè)備利用率；
4．對提高設(shè)備的設(shè)計(jì)制造水平，改善產(chǎn)品質(zhì)量有指導(dǎo)意義。
二、電力電子電路故障診斷方法
電力電子電路故障診斷技術(shù)包括兩方面的內(nèi)容：1．故障信息的檢測：以一定的檢測技術(shù)，獲取故障發(fā)生時(shí)的所需故障信息，供故障分析，推理用；2．故障的診斷：依據(jù)檢測的故障信息，運(yùn)用合適的故障診斷方法，對故障進(jìn)行分析、推理，找出故障發(fā)生的原因并定位故障發(fā)生部位。傳統(tǒng)的故障診斷方法在電力電子電路故障診斷中也得到的廣泛應(yīng)用，如故障字典法、故障樹、專家系統(tǒng)等。
(一)故障字典法。把一組典型的測量特征值和故障值以一定的表格形式存放，通過比較測量值和特征值，判斷故障。先用計(jì)算機(jī)對電路正常狀態(tài)和所有硬故障狀態(tài)模擬，建立故障字典。然后對端口測試進(jìn)行分析，以識別故障，即將選定節(jié)點(diǎn)上測出的電壓與故障字典中電壓比較，運(yùn)用某些隔離算法查出對應(yīng)故障。
故障字典法對于模擬電路和數(shù)字電路故障診斷具有很大的實(shí)用價(jià)值，但字典法只能解決單故障診斷，多故障的組合數(shù)大，在實(shí)際中很難實(shí)現(xiàn)。
(二)故障樹法。故障樹診斷法就是對可能造成系統(tǒng)失效的各種因素(包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素)進(jìn)行分析，畫出邏輯框圖，即故障樹，從故障樹的頂事件進(jìn)行搜索從而找出故障原因的方法。故障樹表達(dá)了系統(tǒng)內(nèi)在聯(lián)系，并指出元部件故障與系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系。
故障樹診斷直觀、靈活、通用，但建樹工作量大，繁瑣易錯(cuò)，對診斷故障空間較小的問題比較合適。
(三)殘差法。殘差法是一種基于解析模型的故障診斷方法。即通過研究實(shí)際系統(tǒng)與參考模型特征輸出量間的殘差來進(jìn)行電力電子裝置主電路在線故障診斷和故障定位的過程。該方法同樣適用于逆變器主電路的故障診斷，參考模型法用于電力電子電路的故障診斷具有檢測量少、判據(jù)簡單且與輸出大小無關(guān)的特點(diǎn)。特別是在復(fù)雜電力電子電路的故障診斷中該法的優(yōu)勢更加明顯。
(四)直接檢測功率器件兩端電壓或橋臂電流的方法。通過檢測各功率器件兩端的電壓，或檢測各橋臂電流，得到功率器件的工作方式，再與觸發(fā)脈沖進(jìn)行時(shí)序邏輯比較，從而判斷被診斷對象是否故障，此方法需要檢測每個(gè)被診斷器件的電壓和電流，所需測點(diǎn)較多，需要專門的檢測電路和邏輯電路。該方法還可以通過測量電路的輸入輸出來實(shí)現(xiàn)故障診斷。正常工作時(shí)，電路的輸入輸出在一定的范圍內(nèi)變動，當(dāng)超出此范圍時(shí)，可認(rèn)為故障已經(jīng)發(fā)生。另外，還可以測量輸入輸出變量的變化率是否超出范圍來判斷是否發(fā)生故障。該方法雖然簡單，但抗干擾性差。
【關(guān)鍵詞】電力電子學(xué)科系統(tǒng) 電磁兼容技術(shù) 模塊
一、電力電子系統(tǒng)級的問題
電力電子系統(tǒng)級的研究的關(guān)鍵技術(shù)包括：電磁的兼容、解決電力電子系統(tǒng)集成中的模塊并聯(lián)、電子通訊、建立電力電子系統(tǒng)的架構(gòu)以及研究電力電子系統(tǒng)的可靠性和它的穩(wěn)定性等等。
電力電子系統(tǒng)級的研究，它無關(guān)的模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它主要和系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和模塊的輸出和輸入的特性具有一定的相關(guān)聯(lián)性，電力電子系統(tǒng)級主要就是從這方面開始的研究。
（一）界面的定義。
我們進(jìn)行界面的定義首先要比較全面完整的了解電力電子系統(tǒng)在各種場合的應(yīng)用，例如電源、負(fù)載、應(yīng)用環(huán)境等等；其次我們?yōu)榱耸鼓K標(biāo)準(zhǔn)化，并且具有通用性，我們可以依據(jù)它應(yīng)用的場合環(huán)境進(jìn)行一定的分類，如電力電子集成系統(tǒng)的組成及電力電子系統(tǒng)中的各個(gè)模塊的電氣參數(shù)、通訊接口應(yīng)該給予確定的定義，制定一個(gè)可以實(shí)際執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，使系統(tǒng)模塊標(biāo)準(zhǔn)化，有通用性；最后要綜合的考慮成本，其主要是參考目前市場上的電氣產(chǎn)品規(guī)格。咱們擬定的基本標(biāo)準(zhǔn)不但要保障咱們所擬定的基本標(biāo)準(zhǔn)便于系統(tǒng)集成，并且也要有利于電力電子集成系統(tǒng)的普遍應(yīng)用。
（二）交互作用。
我們就以電源系統(tǒng)為例，，我們知道每個(gè)模塊都有輸入和輸出的功能，假定每個(gè)模塊能正常的工作，且性能良好，當(dāng)系統(tǒng)集成的時(shí)候，模塊DC/AC、DC/DC，AC/DC和濾波器之間，當(dāng)他們之間的交互作用，通過DC/AC模塊，直流/直流濾波器，直流/交流，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和系統(tǒng)的性能可能會下降，然后，我們需要從系統(tǒng)的角度研究問題的模塊之間的互動與合作。
（三）EMI。
我們現(xiàn)在是在電力電子系統(tǒng)的電磁干擾研究的主要是考慮開關(guān)器件的開關(guān)和寄生參數(shù)的電壓和電流尖峰引起的。要考慮主動器件的動作和輔助開關(guān)器件、無源器件的工作情況等等，這些都需要我們首先從系統(tǒng)的角度出發(fā)，從控制策略的建立和優(yōu)化電力系統(tǒng)和電力電子系統(tǒng)的考慮。
（四）通訊。
電力電子系統(tǒng)中，有很多模塊和微處理器之間存在很多的信息的傳輸，如開關(guān)器的聯(lián)通和斷開都由微處理器所需的信號發(fā)出，還有傳感器的信號和一些反饋信號都需要反饋給微處理器等等，這些都存在著大量的信息的傳輸，都是根據(jù)通訊協(xié)議，；愛通過光纖傳輸來實(shí)現(xiàn)的，從而將各個(gè)功能的模塊有機(jī)的結(jié)合起來成為一個(gè)整體。用來滿足不同實(shí)際情況的性能要求。
（五）模塊的并聯(lián)。
我們?yōu)榱颂岣唠娏﹄娮酉到y(tǒng)的可靠性和系統(tǒng)的容量，我們可以采用模塊的并聯(lián)來提高這些。模塊的并聯(lián)包括傳輸端的并聯(lián)和傳入端并聯(lián)。我們在應(yīng)用得過程中，我們?yōu)榱耸瓜到y(tǒng)的輸出不受其中的某個(gè)模塊的故障問題而影響，易于我們的操作，提高電力電子系統(tǒng)的廣闊性和可靠性我們都應(yīng)采用模塊的并聯(lián)。
二、標(biāo)準(zhǔn)模塊的篩選和優(yōu)化
設(shè)立電力電子的標(biāo)準(zhǔn)模塊式為了更好的有利于電力電子模塊級的集成。它應(yīng)該包含的標(biāo)準(zhǔn)接口應(yīng)該有兩種，一是傳輸功率的標(biāo)準(zhǔn)接口，二是數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)接口；我們要形成一個(gè)新的電力電子就可以通過這些標(biāo)準(zhǔn)的接口，然后在加上一些編程就可以達(dá)到。而在實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中我們可以根據(jù)實(shí)際需要實(shí)際出滿足實(shí)際要求的標(biāo)準(zhǔn)模塊的數(shù)目和類型，這樣大的應(yīng)用系統(tǒng)的功能就可以通過設(shè)計(jì)出多個(gè)職能的標(biāo)準(zhǔn)模塊，通過這些標(biāo)準(zhǔn)模塊的協(xié)同工作就可以實(shí)現(xiàn)。
通用電力電子技術(shù)是說電力電子標(biāo)準(zhǔn)模塊可用于在很寬的范圍內(nèi)的環(huán)境中，很少有通過軟件設(shè)置來實(shí)現(xiàn)可以適應(yīng)大多數(shù)的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境。和擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)模塊的功率電子是說其他額外的標(biāo)準(zhǔn)可以擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)模塊更好的應(yīng)用于實(shí)際的環(huán)境，也就是說，標(biāo)準(zhǔn)模塊為了更好的適應(yīng)實(shí)際情況的需要可以附加標(biāo)準(zhǔn)的其它功能部件。
確立標(biāo)準(zhǔn)模塊的電路結(jié)構(gòu)是咱們實(shí)現(xiàn)上述目的的必要條件。我們知道，大部分的電力電子變換器電路拓?fù)渲写蟛糠侄际蔷唧w的，這意味著它們可能只在某些特定的場合有一定的優(yōu)勢，也有可能是為了避免一些專業(yè)的保護(hù)。因而，我們通過系統(tǒng)化的比較研究，排除優(yōu)化很大一部分的拓?fù)洌瑥亩故Ｏ碌膫溆媚K標(biāo)準(zhǔn)電路更好的運(yùn)用到實(shí)際環(huán)境中。
有些電力電子的比較和選擇是毫無意義的，因?yàn)闆]有一個(gè)特定的環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)做為前提。因此，在比較和選擇的時(shí)候，我們要進(jìn)行一系列的調(diào)查現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)，在調(diào)查清楚之后，然后在進(jìn)行劃分，分類，確定基本的電氣標(biāo)準(zhǔn)。確定出一套來衡量拓?fù)涞男阅艿闹笜?biāo)，在根據(jù)特定的權(quán)數(shù)來評斷各個(gè)拓?fù)涞膬?yōu)劣。
三、結(jié)束語
現(xiàn)代隨著電力電子系統(tǒng)的發(fā)展，一些電力電子的一些設(shè)備相對于以前成本已經(jīng)相當(dāng)?shù)牡停铱煽啃苑浅５暮茫€具有高效、高功率密度等優(yōu)勢，這些都?xì)w功于電力電子系統(tǒng)的集成使標(biāo)準(zhǔn)化模塊代替那些電能轉(zhuǎn)換的那些部件，由此可以看出電力電子系統(tǒng)的集成在電力電子的發(fā)展中的作用相當(dāng)大。由傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)完成一次質(zhì)的飛越從而轉(zhuǎn)型到新型的電力電子技術(shù)也不在是空話，因?yàn)檠芯亢烷_發(fā)電力電子集成技術(shù)的條件已經(jīng)成熟。讓我們期待我們在電工電子技術(shù)領(lǐng)域上取得質(zhì)的飛越。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電子設(shè)備；發(fā)電機(jī)
一、引言
電力電子技術(shù)的全面發(fā)展，使得電力電子控制理論和電力電子技術(shù)（電力電子）在下半年的20世紀(jì)出現(xiàn)于1974年，美國著名學(xué)者跨學(xué)科的把電力與電子并為一談，首次出現(xiàn)電力電子技術(shù)工程，從技術(shù)的角度來看，電力電子技術(shù)是更有效的電力控制技術(shù)。電力電子技術(shù)包括整流技術(shù)和電力電子設(shè)備的制造技術(shù)，采用逆變器、轉(zhuǎn)換器由兩個(gè)主要部分組成的設(shè)備。能夠更好的實(shí)現(xiàn)控制電源“動力”在規(guī)定電壓內(nèi)，或者限制電流在更低范圍內(nèi)的電流，以適應(yīng)當(dāng)前工作設(shè)備的類型。電力電子技術(shù)能夠非常靈活的進(jìn)行組合控制，電力電子是新興的領(lǐng)域，具有高效率和電力電子技術(shù)的使用，這取決于電力電子技術(shù)的使用需求。它已成為現(xiàn)代不可缺少的電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，當(dāng)前，電力電子技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)模型，能夠成功的推廣高功率直流輸電系統(tǒng)。
二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
20世紀(jì)50年代后期，電力電子技術(shù)開始出現(xiàn)，并應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域中去。電力電子技術(shù)的使用范圍不斷擴(kuò)大，電力電子技術(shù)與可控硅功率電子設(shè)備正式使用，這是創(chuàng)造性地使用工具，這時(shí)整流電路等領(lǐng)域的交流轉(zhuǎn)換電路DC轉(zhuǎn)換電路出現(xiàn)。在美國誕生第一個(gè)集成電路保證電力電子技術(shù)的安全性，在1958年，電力電子技術(shù)的可靠性得到進(jìn)一步的保護(hù)。創(chuàng)建智能的應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的電力安全維護(hù)可操作系統(tǒng)，這種計(jì)算機(jī)智能自動化的操作系統(tǒng)，能夠快速有效的應(yīng)用到電力系統(tǒng)的分析。
1.電力部門使用電力電子技術(shù)的現(xiàn)狀
電力電子技術(shù)被電力部門較多的使用，所以電力部門必須要進(jìn)行有效的管理，管理包括復(fù)雜和多樣機(jī)械裝置的正常運(yùn)行所造成電力影響，電力控制系統(tǒng)中最直接控制部分是中央系統(tǒng)。電力系統(tǒng)不同的操作特性，以及電力系統(tǒng)不同的控制裝置，能夠有效地改善電力電子的變化，主要體現(xiàn)在利用電子技術(shù)更好的改革發(fā)電行業(yè)。
（1）使用靜態(tài)能夠應(yīng)用于大型發(fā)電機(jī)勵磁的控制。由于低成本的可控硅整流分流模式和出色的穩(wěn)定性，這種控制方法結(jié)構(gòu)簡單，是最有效的電力系統(tǒng)公司。為控電提供技術(shù)支持，能夠高效激發(fā)出有效的控制指令，在發(fā)電過程中快速的調(diào)整電流。
（2）使用變速恒頻激發(fā)建成的風(fēng)電液壓控制的有效措施。如眾所周知，為了實(shí)現(xiàn)與風(fēng)力渦輪機(jī)的最大有功功率，即相關(guān)捕獲積極，風(fēng)力發(fā)電效率的第三方實(shí)現(xiàn)直接的風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電過程最大風(fēng)速，為了調(diào)整通過改變相應(yīng)的不同的有效轉(zhuǎn)子激磁電流，以完成預(yù)定的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)單元的操作就可以了，為了保持輸出頻率不變，控制未能疊加在轉(zhuǎn)子速度。它受水流量的大小和液壓單元力的效果，與力的變化率狀態(tài)一致的合適流量波動和振幅頭通過直接變速控制水電發(fā)電效率，同樣的非常準(zhǔn)確的控制恒定目標(biāo)預(yù)定，涉及變速水泵汽輪機(jī)電廠以實(shí)現(xiàn)最大化的有功功率，滿足較大的輸出頻率的目的。
（3）有效的干預(yù)措施。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，電廠內(nèi)部8%表示，空氣泵的功率消耗的電能，占火電廠發(fā)電總量的63%左右的比例。而非大多數(shù)運(yùn)營效率所面臨的一個(gè)大問題，通過風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和變頻泵，大功率公司能夠有效的解決這個(gè)問題，高電壓轉(zhuǎn)換器和低電壓歷史悠久，是一個(gè)非常有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)的方式。對于節(jié)能技術(shù)，當(dāng)前仍處于起步階段，電力公司正在積極和國內(nèi)高校研究開發(fā)節(jié)能的生產(chǎn)方法，通過設(shè)計(jì)的高容量、高電壓的逆變器已晉升。
2.電力電子促進(jìn)調(diào)速技術(shù)
為了實(shí)現(xiàn)負(fù)載速度和電動工具系列電機(jī)額定空載轉(zhuǎn)速，有效降低工作條件相對較差的工作環(huán)境中使用的技術(shù)，為廣大建筑工人在操作過程中，機(jī)械設(shè)備能夠達(dá)到完全均勻使用的效果，在相同的方式下盡可能多的避免震動和噪音，能夠高效率的延長機(jī)械的壽命，電力電子控制系統(tǒng)提供了非常必要的技術(shù)支持。
3.推動電子齒輪箱技術(shù)的運(yùn)用
高扭矩條件下，必要的螺栓和螺絲安裝技術(shù)人員，在低轉(zhuǎn)速因?yàn)榧せ畹牟鸾膺^程中，螺絲起子或系列電動機(jī)扳手傳統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)扭矩降低率完成的螺絲和螺栓生銹順利卸貨發(fā)生特別難，將卸載更困難的。為了使用電子減速齒輪系列電機(jī)負(fù)載，電壓自動上升，工人卸載更容易實(shí)現(xiàn)在同一時(shí)間減少未能實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩的螺絲和螺栓的安裝。
4.有效利用控制電子的扭矩
為了擰緊大螺釘和高扭矩的客觀條件，高功率，驅(qū)動程序，處理大的螺栓，在許多情況下，操作人員的操作，控制不當(dāng)，鉆頭，螺絲的扭矩引起的，電子可以使用的電子扭矩控制裝置出現(xiàn)螺栓斷裂轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，非常巧妙的解決方案的出現(xiàn)，在同一時(shí)間，驅(qū)動扳手變速控制轉(zhuǎn)矩值，這些問題在一定范圍內(nèi)的最大值以及的轉(zhuǎn)矩控制，以保護(hù)水泵的操作，操作者實(shí)現(xiàn)的組裝螺釘，增強(qiáng)螺栓一致性程度的重要手段。
5.電子控制技術(shù)推廣使用電動工具
電動工具，是最廣泛使用的電子設(shè)備，電力電子速度控制的系統(tǒng)技術(shù)是的第一電子技術(shù)。為了通過行駛速度設(shè)置為當(dāng)前活動的所有設(shè)備中的使用技術(shù)，從本質(zhì)上提高的工作質(zhì)量，并提高動力工??具的使用率，能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)精確的操作，特別是可以滿足在不同的電動速度工具正常工作，創(chuàng)造了十分便利的條件。
6.電力電子系統(tǒng)的電流限流技術(shù)
對于電動工具的電源，通過限制起動電流控制的使用，以這個(gè)工具的動力工具的啟動速度的旅程創(chuàng)建工作為先決條件，效率非常高。該工具的主體，能夠使用磁力線的力控制，通過電樞的啟動過程中電子由一個(gè)限流電阻器組成電流限制器，每個(gè)繼電器在電流增加時(shí)，就能夠立即發(fā)現(xiàn)時(shí)，及時(shí)的切斷電源，以保證電子設(shè)備的安全使用。
7.微電腦控制技術(shù)
微電腦控制，不僅電動工具和機(jī)器內(nèi)部安裝一個(gè)小的足跡，可以讓電力系統(tǒng)的單片機(jī)，??能夠有一個(gè)相對較低的價(jià)格繼續(xù)操作。高效運(yùn)作，能夠?qū)崿F(xiàn)工具有效應(yīng)用，能夠更好的保護(hù)電子控制的全面控制，使用這種技術(shù)的最大優(yōu)勢，控制面板上的按鈕工具操作控制工作的能力，可以通過控制自動選擇。
三、結(jié)語
隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，而信息技術(shù)水平也在不斷的提高，電力系統(tǒng)要使用和探索積極有效的信息系統(tǒng)進(jìn)行控制，這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)在現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮了積極的作用。
參考文獻(xiàn)：
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[3]徐薇.一種基于IGBT的雙管正激軟開關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)[D].吉林大學(xué)2010
[4]楊哲.新型軟開關(guān)的損耗分析與研究[D].天津大學(xué)2012
現(xiàn)代電力電子技術(shù)正朝著輕量化、小型化及智能化的方向發(fā)展。目前在電力電子技術(shù)的應(yīng)用中，基本以全控型器件MOSFET、IGBT為核心構(gòu)成各種變流電路，而半控型器件——晶體管組成的應(yīng)用電路逐步減少。以電力電子技術(shù)為核心而設(shè)計(jì)制造的電力電子裝置（如變頻器、電力有源濾波器、靜止無功補(bǔ)償裝置、新能源發(fā)電逆變器、開關(guān)電源、和UPS不間斷電源等在工業(yè)生產(chǎn)的不同領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用）使電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍得到很大的延伸。軟開關(guān)技術(shù)在變流電路中已成為電力電子器件降低開關(guān)損耗和開關(guān)噪聲的主要技術(shù)，PWM控制技術(shù)在變頻調(diào)速技術(shù)中已成為核心控制手段。電力電子技術(shù)的這些發(fā)展和應(yīng)用客觀上需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化。作為一門實(shí)用性很強(qiáng)的課程，在“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)中既要注重理論推導(dǎo)又要加強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用。針對卓越工程師培養(yǎng)要求，按照以電力電子器件為基礎(chǔ)，以變流技術(shù)為核心，以工程應(yīng)用為目標(biāo)的原則，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，即將課程劃分為電力電子器件、AC／DC、DC／DC、DC／AC、AC／AC和電力電子技術(shù)的應(yīng)用等6個(gè)模塊，并根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展對相應(yīng)模塊的教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)做出適度調(diào)整。如圖1所示，其中電力電子技術(shù)應(yīng)用模塊為4種變流電路在工業(yè)生產(chǎn)中的常見應(yīng)用。在各教學(xué)模塊中，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該和新技術(shù)、實(shí)際應(yīng)用無縫對接。電力電子器件模塊應(yīng)使學(xué)生掌握各種電力電子器件的特性和正確的使用方法，教學(xué)的核心內(nèi)容是各器件的開關(guān)特性；全控型器件因其開關(guān)時(shí)間短、通態(tài)電壓低、開關(guān)損耗小、高頻性能好、驅(qū)動簡單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)在中小功率交流調(diào)速、逆變及斬波等方面取代著晶閘管的地位，故教學(xué)中應(yīng)增加全控型器件學(xué)習(xí)的課時(shí)。壓縮晶閘管整流電路、直流-直流變流電路、交流-交流變流電路和逆變電路有關(guān)的教學(xué)課時(shí)，除典型電路及實(shí)際應(yīng)用較多的電路精講外，其余作為學(xué)生自主學(xué)習(xí)內(nèi)容。如AC／DC模塊以工程應(yīng)用較多的單相全控橋和三相全控橋及雙反星形大功率整流電路為重點(diǎn)，其余內(nèi)容可安排學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)；增加全控型器件為核心的逆變電路的課時(shí)；加大PWM控制技術(shù)的教學(xué)，它是現(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)的核心，特別是交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢；增加電力電子技術(shù)應(yīng)用的課時(shí)，尤其要增加電源技術(shù)的教學(xué)。電力電子裝置提供給負(fù)載的是各種不同的直流電源、變頻交流電源，特別是開關(guān)電源和UPS電源在現(xiàn)代生活中得到廣泛應(yīng)用，通過這種優(yōu)化使“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容更加豐富。在教學(xué)實(shí)施過程中應(yīng)注重資源轉(zhuǎn)化，將技術(shù)發(fā)展動態(tài)和科學(xué)研究成果介紹給學(xué)生，加大課程內(nèi)容信息量。學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容不能局限于掌握基本定義和原理，而應(yīng)面向工程實(shí)際問題，注重教學(xué)內(nèi)容的推陳出新。
二、教學(xué)模式的多樣化
“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)圖、波形圖多，因此“電力電子技術(shù)”課程多采用板書+多媒體教學(xué)手段。對于卓越工程師培養(yǎng)還應(yīng)以教學(xué)效果為目標(biāo)，以工程實(shí)踐為主線，進(jìn)行教學(xué)模式的改革。基于“電力電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)采用以下幾種教學(xué)模式：課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)課程平臺為輔的教學(xué)模式；推進(jìn)科研成果場景化課堂教學(xué)模式；探索式學(xué)習(xí)模式。下面對幾種教學(xué)模式進(jìn)行詳細(xì)描述。
1.課堂教學(xué)為主，網(wǎng)絡(luò)課程平臺為輔的教學(xué)模式
我校“電力電子技術(shù)”課程已建成網(wǎng)絡(luò)課程，和課堂教學(xué)相輔相成。在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上利用網(wǎng)絡(luò)平臺可以使教學(xué)資源更加豐富，圖形、圖像、聲音、動畫、視頻等多種媒體組織起來使學(xué)生通過全方位的感官接受信息。教學(xué)內(nèi)容不再是從易到難從前到后的線形模式，而是以超鏈接的方式呈現(xiàn)信息，學(xué)生可以根據(jù)自身的知識掌握程度、知識背景、知識結(jié)構(gòu)等自由選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而獲得最佳學(xué)習(xí)方式。課程具有開放性和交互性，交互既可是同步的也可是異步的，可以克服時(shí)間、地域等差異達(dá)到資源共享。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的優(yōu)勢就在于能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)時(shí)間和地點(diǎn)隨意性，同時(shí)又能夠保證師生交互的高效性、開放性以及大量教學(xué)資源的共享性。[5]網(wǎng)絡(luò)課程不是簡單呈現(xiàn)“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容，而是為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)資料，也是學(xué)生和老師之間學(xué)習(xí)和交流的平臺和媒介，是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。
2.推進(jìn)科研成果場景化的課堂教學(xué)模式
重視學(xué)生科研能力培養(yǎng)教育，是現(xiàn)代高等教育發(fā)展的趨向，理工科大學(xué)生的培養(yǎng)已從知識型向素質(zhì)型轉(zhuǎn)化，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動手能力和綜合解決問題的能力。[6]因此把工程案例和教師的科研項(xiàng)目引進(jìn)課堂教學(xué)中是非常有必要的。推進(jìn)科研成果場景化的課堂教學(xué)法分為兩個(gè)方面：一是對于重點(diǎn)章節(jié)把一些典型工程案例引入到課程教學(xué)中，從企業(yè)工程師的角度介紹如何完成一個(gè)工程項(xiàng)目，包括項(xiàng)目背景、設(shè)計(jì)要求、詳細(xì)方案、技術(shù)線路、現(xiàn)場調(diào)試過程、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)以及整個(gè)項(xiàng)目的管理辦法等。二是把教師的科研成果作為工程案例引入課堂教學(xué)。例如我校教師完成的科研項(xiàng)目“浮標(biāo)光伏鋰電供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”屬于新能源技術(shù)類項(xiàng)目，可在課堂上從項(xiàng)目申報(bào)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)的解決、項(xiàng)目驗(yàn)收等方面進(jìn)行講解。在整個(gè)教學(xué)過程中，通過科研項(xiàng)目的引導(dǎo)將整個(gè)“電力電子技術(shù)”課程中學(xué)過的章節(jié)串聯(lián)起來，將學(xué)過的知識點(diǎn)通過項(xiàng)目得到應(yīng)用，從而達(dá)到了學(xué)習(xí)目的。通過這兩種途徑，讓學(xué)生系統(tǒng)地了解作為工程師是如何完成一個(gè)工程項(xiàng)目的，如何解決項(xiàng)目實(shí)施過程中面臨的難題以及項(xiàng)目組成員之間的協(xié)作。
3.探索式學(xué)習(xí)模式
為了改變傳統(tǒng)學(xué)生被動學(xué)習(xí)的模式，對教學(xué)內(nèi)容中的某些重要環(huán)節(jié)采取大作業(yè)、專題研究報(bào)告、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告為載體的探索式學(xué)習(xí)模式。針對教學(xué)內(nèi)容可以設(shè)計(jì)很多的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與其中。例如為了讓學(xué)生了解電力電子技術(shù)發(fā)展前沿動態(tài)，可在開課初安排學(xué)生閱讀大量文獻(xiàn)后撰寫文獻(xiàn)綜述報(bào)告；對于在逆變電路中大量使用的PWM控制技術(shù)，可讓學(xué)生結(jié)合交直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行研究做出專題研究報(bào)告；對于學(xué)生利用電力電子及電力傳動實(shí)驗(yàn)室設(shè)備開發(fā)出的新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可完成研究性實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。這樣在電力電子技術(shù)學(xué)習(xí)的過程中既有老師的教，又有學(xué)生主動參與的學(xué)，可通過網(wǎng)絡(luò)課程平臺不受時(shí)間和地域的限制進(jìn)行交流。
三、實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新
“電力電子技術(shù)”是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，而實(shí)踐教學(xué)對加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合能力的培養(yǎng)十分重要。卓越工程師的培養(yǎng)注重的是學(xué)生工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力，因此在“電力電子技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需要增開綜合性、創(chuàng)新性試驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在具備一定基礎(chǔ)知識和基本操作技能的基礎(chǔ)上運(yùn)用一門課程或多門課程的綜合知識對學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合訓(xùn)練的一種復(fù)合型實(shí)驗(yàn)，其目的在于鍛煉學(xué)生對知識綜合應(yīng)用的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜問題的能力。例如針對卓越工程師的培養(yǎng)設(shè)計(jì)了綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“晶閘管直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)”，該實(shí)驗(yàn)綜合應(yīng)用了“電機(jī)與拖動”、“電力電子技術(shù)”、“運(yùn)動控制系統(tǒng)”等多門課程的知識點(diǎn)，原理圖如圖2所示。在完成直流電機(jī)調(diào)速的實(shí)驗(yàn)過程中既要用到電力電子技術(shù)中晶閘管整流電路的知識，又用到了電機(jī)與拖動及運(yùn)動控制系統(tǒng)中調(diào)壓調(diào)速的知識，該實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步拓展可構(gòu)成一個(gè)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，對該系統(tǒng)可以進(jìn)行靜特性的研究等。該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目既具有綜合性又具有開放性，學(xué)生在完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可根據(jù)對課程群知識掌握的程度，進(jìn)一步對其擴(kuò)展，綜合更多的內(nèi)容到實(shí)驗(yàn)中來。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可利用電力電子及電力傳動實(shí)驗(yàn)室設(shè)備增加開關(guān)電源、逆變器等電力電子裝置的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)。圍繞電力電子課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容建設(shè)一些能自主搭建電力電子元件的實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺，學(xué)生使用這些實(shí)驗(yàn)箱（或臺）能自己搭電路、自己調(diào)試來完成電力電子技術(shù)及電力傳動方向的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。另外學(xué)生每年都會參加各類競賽，可把學(xué)生的創(chuàng)新成果推廣到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。如全國大學(xué)生電子競賽的參賽作品可納入實(shí)踐環(huán)節(jié)，用競賽項(xiàng)目來促進(jìn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生對本門課程的興趣。
四、結(jié)束語
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；課程建設(shè)；初探
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0271-02
一、本課程存在的問題
1.理論內(nèi)容太深，過多的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)超出了學(xué)生的承受能力，教學(xué)內(nèi)容枯燥繁雜，缺乏聯(lián)系實(shí)際情況，對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力難以達(dá)到預(yù)期的效果，不符合應(yīng)用型大學(xué)新型技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)，比如陳堅(jiān)的《電力電子學(xué)》教材。
2.教學(xué)內(nèi)容滯后，比如晶閘管作為典型的半控型器件，在20世紀(jì)90年代前期都以基于晶閘管的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主進(jìn)行介紹。但自上世紀(jì)80年代以來，以絕緣柵雙極晶體管和電力場效應(yīng)晶體管為代表的全控型器件發(fā)展迅速，這已經(jīng)是電子電力領(lǐng)域的主要器件，在一定程度上影響了電路控制方法與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等，而與此相關(guān)的內(nèi)容在課堂上和教材中卻未得到充分體現(xiàn)。
3.在教學(xué)方法上，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)模式有可能會導(dǎo)致學(xué)生對授課對象認(rèn)識不夠全面，從而背離最初的教學(xué)目標(biāo)。《電力電子技術(shù)》的前接課程主要以電路直觀的方式進(jìn)行教學(xué)，而進(jìn)入本課程學(xué)習(xí)時(shí)，要讓學(xué)生逐漸建立起電路―模型―系統(tǒng)的概念。
4.實(shí)驗(yàn)課程安排不合理。實(shí)驗(yàn)作為課程教學(xué)中的重要部分，卻得不到應(yīng)有的重視，課時(shí)安排較少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不充足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后，難以體現(xiàn)《電力電子技術(shù)》的最新內(nèi)容，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。由此可見，《電力電子技術(shù)》課程建設(shè)刻不容緩。《電力電子技術(shù)》課程建設(shè)應(yīng)適應(yīng)專業(yè)特點(diǎn)、社會需求和學(xué)科建設(shè)的需要，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)等幾個(gè)方面鞏固和加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的教學(xué)。通過現(xiàn)代化教學(xué)手段改善教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量；也通過本課程的學(xué)習(xí)幫助學(xué)生增強(qiáng)專業(yè)意識，并通過實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生受到實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)手段方面的訓(xùn)練，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，從而提高創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
二、課程建設(shè)的主要內(nèi)容
1.理論教學(xué)內(nèi)容。《電力電子技術(shù)》是一門理論與應(yīng)用相結(jié)合，實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它不僅為電氣工程及其自動化、自動化、機(jī)電一體化等各相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也可為從事與電能變換、電氣傳動、自動化、電力系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員提供現(xiàn)代高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)知識。參考國內(nèi)各高校《電力電子技術(shù)》課程內(nèi)容與體系，課程組將對該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，制定符合專業(yè)需求和人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)大綱。在教學(xué)過程中，以整流電路和逆變電路為重點(diǎn)，壓縮斬波電路和交流變換電路的內(nèi)容；以PWM控制方法為主線，講授電力電子器件在電能變換以及提高電能品質(zhì)方面應(yīng)用；在電力電子器件中，重點(diǎn)講述IGBT和集成門極換流晶閘管（IGCT），同時(shí)兼顧智能功率模塊（IPM）在現(xiàn)代電力變換器中的應(yīng)用；以電力電子技術(shù)在電力補(bǔ)償和交直流調(diào)速方面的應(yīng)用為重點(diǎn)，同時(shí)兼顧其他應(yīng)用。由于電力電子電路類型多，波形分析和參數(shù)計(jì)算復(fù)雜，如果仍采用靜態(tài)的電路和波形圖片難以達(dá)到好的教學(xué)效果。因此，可以考慮在教學(xué)中使用Labview或者M(jìn)atlab提供的動態(tài)仿真工具對電子電路系統(tǒng)進(jìn)行仿真，只需將相關(guān)的模塊拖入至仿真平臺，設(shè)置模塊參數(shù)便可得出生動的仿真結(jié)果，有利于彌補(bǔ)課堂學(xué)時(shí)少的不足。
2.實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。電力電子技術(shù)有很強(qiáng)的實(shí)踐性，而實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、動手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段，因此應(yīng)精選最基本的也有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。①在《電力電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原有驗(yàn)證性基礎(chǔ)上，開發(fā)針對電氣工程系統(tǒng)的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如故障檢測項(xiàng)目、變頻器項(xiàng)目、開關(guān)電源項(xiàng)目等。②開發(fā)1～2個(gè)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)裝置并用于教學(xué)實(shí)踐。通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對正在設(shè)計(jì)或者已經(jīng)存在的對象的模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，有利于提高其精確度，重復(fù)性也較好。利用虛擬的實(shí)驗(yàn)平臺一方面節(jié)省昂貴儀器的購置費(fèi)用、實(shí)驗(yàn)室場地等，另一方面讓學(xué)生參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程，深化學(xué)生對所學(xué)知識的理解，能輕松而且更扎實(shí)地掌握所學(xué)的專業(yè)知識，也為學(xué)生今后從事工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。③開放電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。通過開放式的實(shí)驗(yàn)場所，在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，一方面提高設(shè)備、儀器的綜合利用率；另一方面充實(shí)學(xué)生的業(yè)余時(shí)間，激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，并為后續(xù)的電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)和保障。④通過教學(xué)改革項(xiàng)目研究，完善以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)體系。結(jié)合社會需求和學(xué)科發(fā)展情況，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)室設(shè)備與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
3.教材建設(shè)。①應(yīng)當(dāng)以必需和夠用為原則精簡和精選內(nèi)容，以應(yīng)用型工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)為主線組織教材內(nèi)容。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的選取，積極編寫與相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的科技發(fā)展水平同步、適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教材，適當(dāng)?shù)卦黾庸こ虒?shí)踐性的教學(xué)內(nèi)容，減少數(shù)學(xué)理論公式的推導(dǎo)等。②編寫《電力電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，爭取將該指導(dǎo)書建設(shè)成為校級優(yōu)秀教材。學(xué)生通過閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書可以清楚了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為順利完成實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。這樣將教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書相結(jié)合，對提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有一定的促進(jìn)作用，還能及時(shí)將工程實(shí)踐與課堂理論學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合。③編寫“電力電子技術(shù)題集”。利用各種各樣的題目，加深學(xué)生對已有知識的理解，或未知知識的補(bǔ)充。通過實(shí)戰(zhàn)，更好地學(xué)會解題方法，提高分析問題和解決問題的能力。④2～3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)教學(xué)聲像媒體資料上網(wǎng)。利用網(wǎng)絡(luò)平臺這種全新的教學(xué)方式，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，提供靈活的學(xué)習(xí)模式和大量豐富的學(xué)習(xí)資源，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量。
4.師資隊(duì)伍建設(shè)。加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)是課程建設(shè)的根本。目前，課程組教師共計(jì)6人，其中1名教授，3名副教授，2名高級實(shí)驗(yàn)師；其學(xué)歷結(jié)構(gòu)是2名博士、3名碩士和1名學(xué)士；課程組教師的平均年齡是40歲，最大年齡是52歲，最小年齡是34歲。雖然課程組高學(xué)歷高職稱的教師所占比例偏高，可是缺少35歲以下青年教師作為后備力量。因此，須從以下三點(diǎn)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)：①盡可能地創(chuàng)造條件，讓教師們與企業(yè)合作，或者與企業(yè)進(jìn)行交流，培養(yǎng)具有“雙素質(zhì)型”教師，既要具備理論教學(xué)的素質(zhì)，也應(yīng)具備實(shí)踐教學(xué)的素質(zhì)。②積極開展教學(xué)研究活動，在教學(xué)理念、教學(xué)水平和教學(xué)能力方面，提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師的整體素質(zhì)，形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、師德優(yōu)良、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的主講教師隊(duì)伍。③積極開展科研工作，提高教師科研水平。結(jié)合教師科研活動，開發(fā)綜合性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并帶動學(xué)生科技活動的蓬勃發(fā)展。
5.本課程建設(shè)的最終目標(biāo)。①針對目前學(xué)生基礎(chǔ)能力的具體情況，落實(shí)理論以“必需”、“夠用”為度，突出定性，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。要根據(jù)形勢的發(fā)展和專業(yè)建設(shè)需要，不斷充實(shí)和改革教學(xué)內(nèi)容。②優(yōu)化多媒體教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)水平，進(jìn)一步研制、開發(fā)和改進(jìn)多媒體教學(xué)課件，力爭1年內(nèi)完成全課程多媒體課件。③在市級或校級立項(xiàng)1～2個(gè)課題，推進(jìn)教學(xué)改革，通過教學(xué)改革項(xiàng)目研究，完善以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)體系。④探索有效培養(yǎng)學(xué)生“三創(chuàng)”能力（即創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力）的方法和途徑，充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)方法與手段，逐漸向以立體化和網(wǎng)絡(luò)化呈現(xiàn)教材，完善現(xiàn)有多媒體課件，開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)開放式教學(xué)。
通過在理論教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目開發(fā)、教材建設(shè)及師資隊(duì)伍建設(shè)等幾個(gè)方面開展《電力電子技術(shù)》課程建設(shè)，探索培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電力電子知識和理論的“三創(chuàng)”能力（即創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力）提高的方法和途徑；同時(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量，擴(kuò)大知名度，并將該課程建設(shè)成校級優(yōu)質(zhì)課程。
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關(guān)鍵詞：電力電子；技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用
Abstract: the power electronic technology, also called the power electronic technology, is born in 20 (superscript th) century and a new technology, the main research of all kinds of power electronic devices, and these power electronics device's structure of all kinds to effectively finish to the electric power of the transformation and control of a circuit or device. This paper discusses the power electronic technology development and application.
Keywords: power electronics; Technology; Development; application
中圖分類號：TN29 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
電力電子技術(shù)是與電子 、控制、 電力緊密相關(guān)的學(xué)科，對電能進(jìn)行變換和控制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)已逐漸發(fā)展成為一門多學(xué)科相互滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科。現(xiàn)在，電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域愈來愈廣泛，對國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了日益顯著的技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
一、電力電子技術(shù)的發(fā)展
傳統(tǒng)電力電子技術(shù)是以低頻技術(shù)處理的 ，現(xiàn)代電力電子的發(fā)展向著高頻技術(shù)處理發(fā)展。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 ，在不斷的發(fā)展中促進(jìn)了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用。電力電子技術(shù)在 1947 年晶體管誕生開始形成 ，接著1956 的晶閘管的出現(xiàn)標(biāo)志電力電子技術(shù)逐漸形成一門學(xué)科開始發(fā)展 ，以功率 MOS-FET 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)合器件的出現(xiàn) ，表明已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電子電力技術(shù)發(fā)展時(shí)代。
1、晶閘管整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻（50Hz）交流發(fā)電機(jī)來提供的，在應(yīng)用過程中，大約有20%的電能是以直流形式消費(fèi)的，譬如電解（有色金屬和化工原料需要直流電解）、牽引（電氣機(jī)車、電傳動的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等）、直流傳動（軋鋼、造紙等）等幾大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率的把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡?0世紀(jì)60年代和70年代，大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用快速發(fā)展。國內(nèi)曾經(jīng)掀起了各地大辦硅整流器廠的熱潮，當(dāng)前我國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家大多是那個(gè)時(shí)代建設(shè)的。這一時(shí)期稱之為電力電子技術(shù)的晶閘管時(shí)代。
2、逆變器時(shí)代
20 世紀(jì) 70 年到 80 年代期間成為逆變器時(shí)代 ，該期間的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)逆變 ，但是僅局限在中低頻范圍內(nèi)。當(dāng)時(shí)變頻調(diào)速裝置因?yàn)槟芄?jié)能大量普及 ，巨型功率晶體管（GTR）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）和大功率逆變用的晶閘管成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主流。它們屬于第二代電力電子器件。
3、變頻器時(shí)代
20世紀(jì)80年代后，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，為電力電子技術(shù)的快速發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。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)合應(yīng)用。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)合器件以及以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)正在向高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)轉(zhuǎn)變。這種現(xiàn)象表明，傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子變頻器時(shí)代。這一
時(shí)期，各種新型器件應(yīng)用大規(guī)模集成電路技術(shù)，向復(fù)合化、模塊化的方向發(fā)展，讓電力電子器件結(jié)構(gòu)緊湊、體積縮小，同時(shí)能夠綜合不同器件的優(yōu)點(diǎn)。這些新型器件的發(fā)展，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，同時(shí)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)電一體化和智能化打下了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
4、現(xiàn)代電力時(shí)代
20 世紀(jì)以來 ，電力電子作為自動化、節(jié)材、節(jié)能、機(jī)電一體化、智能化的基礎(chǔ) ，正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、產(chǎn)品性能綠色化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化的現(xiàn)代化方向發(fā)展。在 1995 年 ，功率 MOSFET 和GTR 在功率半導(dǎo)體器件出現(xiàn)并廣泛被人們應(yīng)用 ，功率器件和電源單元的模塊化 ，使用方便 ，縮小整機(jī)體積 ，器件承受的電應(yīng)力降至最低 ，提高系統(tǒng)的可靠性。電子電力技術(shù)具有全控化、電路形式弱電化、集成化、高頻化和數(shù)字化的特點(diǎn)。更能帶來節(jié)能、節(jié)省材料和減少污染的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益 ，能控制精度高、避免模擬信號的畸變失真 ，減小雜散信號的干擾 ，改善了工作條件。
二、電力電子的應(yīng)用
1、計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會,同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。20世紀(jì)80年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星”計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2、通信用高頻開關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動了通信電源的發(fā)展。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。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50～100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
3、國防裝備
目前，電力電子技術(shù)在現(xiàn)代化國防中得到越來越多的應(yīng)用，已成為該領(lǐng)域的核心技術(shù)之一，它應(yīng)用在現(xiàn)代化國防種供電電源、電力驅(qū)動、推進(jìn)和控制等領(lǐng)域 。在快中子堆、磁約束核聚變、激光、航空航天和航母等前沿技術(shù)中，超大功率、高性能的變流器及其控制系統(tǒng)是必不可少的核心部件和基礎(chǔ)。
以艦船為例，目前國外艦船上的發(fā)電、 艦船電力推進(jìn)、特機(jī)和輔助機(jī)械電力拖動、武器裝備、通信導(dǎo)航、電池充電、照明及生活用電等幾乎所有電力、通信設(shè)備都己大量采用電力電子技術(shù)。目前在 2-3 萬噸級核動力破冰船和航母上都己有幾萬千瓦級的整流器供電的直流電力推進(jìn)裝置和幾千千瓦的交交變頻裝置，在數(shù)千噸級的潛艇上己有幾千千瓦級的逆變器供電的交流電力推進(jìn)系統(tǒng)，以大功率半導(dǎo)體靜止型逆變器為基礎(chǔ)的 400Hz 中頻電源在個(gè)別艦艇上己形成電網(wǎng)，相應(yīng)的 UPS 在艦艇上的應(yīng)用己達(dá)到上百千瓦。在艦船通信和武器裝備中開關(guān)電源己被廣泛使用，幾十千瓦以下的特輔機(jī)變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)也有較多應(yīng)用。
4、 變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動交流異步電動機(jī)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。
電力電子還有一個(gè)很重要的應(yīng)用是在交通方面,如航天、電動汽車、混合式電動汽車、用燃料電池的電動汽車等。
綜上所述，電力電子技術(shù)是智力信息知識密集型技術(shù)，從基礎(chǔ)研究開發(fā)研究到生產(chǎn)試制，各個(gè)環(huán)節(jié)均具有較高的技術(shù)含量和智力投人。以電力半導(dǎo)體器件及變頻技術(shù)為核心的電力電子行業(yè)，在國家政策的強(qiáng)力支持下將會走向更加輝煌的明天。
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用
一、電力電子技術(shù)的內(nèi)容、特點(diǎn)和發(fā)展趨勢
1.1電力電子技術(shù)的內(nèi)容和特點(diǎn)。電力電子技術(shù)是將電子技術(shù)應(yīng)用在電力領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能電網(wǎng)化，也是集電力、電子技術(shù)和控制為一體的綜合領(lǐng)域。其主要研究的是電力變換等內(nèi)容，電力的變換是為了人們能夠更加方便、有效的使用電能，為人們的生活提供更好的服務(wù)。電力電子技術(shù)與傳統(tǒng)的電子技術(shù)相比較擁有對電流和電壓更強(qiáng)的承受能力，也具有更大的功率。然而在大功率下，一些元器件本身會出現(xiàn)器件發(fā)熱、效率降低、功耗增加等情況，為了解決類似情況，元器件自身都采用開關(guān)的形式，這種運(yùn)行形式是電力電子器件在電力電子技術(shù)中使用和運(yùn)行的最大特點(diǎn)。1.2電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢。電力電子技術(shù)一共分為制造技術(shù)和變流技術(shù)兩個(gè)部分。器件的制造技術(shù)是將器件內(nèi)的控制、驅(qū)動等功能進(jìn)行集成，形成集成電路，并降低功耗，是電力電子技術(shù)的一個(gè)未來發(fā)展方向[1]。在上個(gè)世紀(jì)八十年代，整流電路在電子電力技術(shù)當(dāng)中占有主導(dǎo)地位，但是隨著自關(guān)斷等元器件的出現(xiàn)與應(yīng)用，電力電子技術(shù)中出現(xiàn)了很多新式的電路。而電力電子技術(shù)當(dāng)中的控制功能對電力電子技術(shù)的發(fā)展起很大的促進(jìn)作用，使電力電子技術(shù)中的控制系統(tǒng)得到了前所未有的發(fā)展，并取得了巨大的成果。目前，電力電子技術(shù)的控制功能，逐漸由傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦偷臄?shù)字控制，這樣轉(zhuǎn)變也是控制系統(tǒng)在電力電子技術(shù)中的一個(gè)未來發(fā)展的方向。
二、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1電力電子技術(shù)在發(fā)電過程中的應(yīng)用。改變電力系統(tǒng)中元器件的運(yùn)行方式是電力電子技術(shù)對電力系統(tǒng)改變的主要目的。在發(fā)電過程當(dāng)中，主要設(shè)計(jì)的元器件包括水力發(fā)電機(jī)、發(fā)電廠水泵、太陽能控制軟件等。在水力發(fā)電過程中，水流的流量等方面決定著發(fā)電機(jī)的效率，水利發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是隨著水流的變化而發(fā)生變化的，所以保持恒定的輸出功率，是電力電子技術(shù)提高水利發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率的重要手段。發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵是發(fā)電廠用于發(fā)電的主要元器件，其效率決定著發(fā)電的電量，而傳統(tǒng)的水泵具有耗電量高、運(yùn)行效率低等缺點(diǎn)，利用電力電子技術(shù)對水泵進(jìn)行變速，可使其降低能耗、提高效率。太陽能新型的、可持續(xù)的能源，使用電力電子技術(shù)建立太陽能控制系統(tǒng)，讓太陽能進(jìn)行直流和交變電流的轉(zhuǎn)化，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電，利用太陽能發(fā)電對人類的未來進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展有著重要的貢獻(xiàn)。2.2電力電子技術(shù)在輸電過程中的應(yīng)用。在輸電過程中，其輸出方式分為直流輸電、輕型直流輸電和柔流輸電技術(shù)三種方式。直流輸電方式的主要優(yōu)點(diǎn)包括輸電量大、輸電穩(wěn)定和調(diào)節(jié)控制方便等。在遠(yuǎn)距離的輸電過程中，直流輸電方式具有很大的優(yōu)勢[2]。但隨著科學(xué)水平的提高，直流輸電方式得到了很大的改進(jìn)和提高，輸電方式產(chǎn)生了新的變化，而新的輸電方式便是輕型直流輸電方式。輕型直流輸電能夠解決很多直流輸電當(dāng)中遇到的困難與阻礙（比如向無交流電源進(jìn)行輸電）。輕型直流輸電使用的是由IGBI等電子元件組成的，利用脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行逆變的輸電方式，是一種新的科學(xué)技術(shù)。柔流技術(shù)形成于二十世紀(jì)八十年代末，其主要的優(yōu)點(diǎn)是對交流輸電的控制，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。它不僅可以增強(qiáng)交流電在輸出過程中的穩(wěn)定性，還能夠降低輸出能耗，為交流輸電提高質(zhì)量和效率。
總結(jié)
綜上所訴，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中起著十分重要的作用，它能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的正常運(yùn)行提供重要的保障，并提高電力系統(tǒng)的效率、降低能耗。也為其未來發(fā)展起到促進(jìn)的作用。本文就電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)當(dāng)中的發(fā)電和輸電過程進(jìn)行了簡單的分析和研究，希望能夠?qū)ο肓私夂脱芯窟@方面內(nèi)容的人們起到一定的作用。
參考文獻(xiàn)
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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，激勵教師及時(shí)更新知識儲備，做好新知識、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
為努力改變該課程原有的難教難學(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)課程的知識與《電力電子技術(shù)》所學(xué)理論知識相聯(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，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)生被動接受知識的過程轉(zhuǎn)化為其不斷解決問題的過程，使學(xué)生主動學(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，改變理論教學(xué)抽象、刻板的現(xiàn)狀電力電子技術(shù)重視對電路波形的分析。課程原有的單一的板書或簡單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)生知識融會貫通的能力改變對變流技術(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，提高他們對所學(xué)知識的融會貫通能力。
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，提高知識綜合運(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
1.1電力電子技術(shù)在發(fā)電過程的應(yīng)用
在我國發(fā)電廠中，發(fā)電多是靜止勵磁系統(tǒng)。使用過程中，勵磁機(jī)繁重且耗能巨大，電力電子技術(shù)的發(fā)展便可大大緩解這個(gè)問題，可以代替勵磁機(jī)中的勵磁環(huán)節(jié)，使發(fā)電過程變得更便捷且耗能少，易操作，方便控制。同時(shí)，電力電子技術(shù)在變頻控制上同樣起到很大作用。發(fā)電廠中發(fā)出的電能頻率多為波動的，而民用的交流電頻率要在220V為峰值進(jìn)行使用，傳統(tǒng)的變壓方式多為變電站的中轉(zhuǎn)，而電力電子技術(shù)可以簡化這個(gè)環(huán)節(jié)，使電流更適合民用電的使用。電力電子技術(shù)在發(fā)電過程中的優(yōu)勢對一些新能源發(fā)電同樣適用，如廣泛使用的風(fēng)力發(fā)電、水利發(fā)電等，都離不開電力電子技術(shù)來正常運(yùn)行。
1.2電力電子技術(shù)在電力傳輸過程中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)在傳輸線路上的應(yīng)用有很多，其中主要以柔流電技術(shù)、高壓直流電技術(shù)以及靜止無功補(bǔ)償器技術(shù)上，以線路傳輸過程中的高壓直流電技術(shù)為例，說明在電力傳輸過程中電力電子技術(shù)的重要作用。在沒有這種技術(shù)的時(shí)候，對于高壓直流電的傳送，在傳送過程中需加有若干變壓器來完成，這不僅增加了傳送電過程中的成本，還使工作的程序變得復(fù)雜，而電力電子技術(shù)的廣泛使用，尤其是晶管換流閥在高壓直流電傳送過程中的使用，使電壓變得可以自動化控制，節(jié)約成本，減少了傳送過程中的工序，而且準(zhǔn)確性、安全性和可控性都比傳統(tǒng)的傳送方法高得多。
1.3電力電子技術(shù)在電力使用過程中的應(yīng)用
電力電子技術(shù)不僅能在電力產(chǎn)生、傳送過程中有廣泛的應(yīng)用，還能保證在使用過程中帶給使用者的便捷。回想我們家中的電力配備，保證安全的是一個(gè)全自動的電表，其實(shí)在這其中便應(yīng)用到電力電子技術(shù)，它可以增強(qiáng)對電流、電壓的可控性，自動感應(yīng)到電力的強(qiáng)度，進(jìn)行調(diào)控，保證了家庭用電的安全性。同時(shí)，在一些大型工廠、單位等，用電量較大，對電力的穩(wěn)定性要求很高，配有電力電子技術(shù)可以使在配電過程中，電流變得更加穩(wěn)定，避免各種不穩(wěn)定的波動帶來的不良影響。
2電力電子技術(shù)對于電力系統(tǒng)的其他應(yīng)用
2.1節(jié)約能源
通過電力電子技術(shù)的應(yīng)用，可以對電能進(jìn)行綜合處理，使電能能夠最大限度的發(fā)揮出來，并且能夠應(yīng)用得更加合理、高效，真正做到節(jié)約能源。例如，在一些造紙廠、冶煉廠等，可以根據(jù)工廠的性質(zhì)和對電能的具體需求，利用電力電子技術(shù)，能夠?qū)㈦娔茏詣踊倪M(jìn)行合理的分配，使耗電量大、功率大的場所能夠達(dá)到要求，而對于一些對電量要求不大的地方可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行節(jié)省。據(jù)調(diào)查顯示，2000年的大型工廠的節(jié)電量相當(dāng)于1990年發(fā)電的15%，截止到今年，全國又將14個(gè)項(xiàng)目列入節(jié)電推廣項(xiàng)目中，可見，電力電子技術(shù)在資源的節(jié)約中起到了很大的作用。
2.2改善傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備
1.1有源電力濾波器能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)進(jìn)行無功補(bǔ)償
從有源電力濾波器的構(gòu)成來看，有源電力濾波器主要采用了電源供電的方式，對電力系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，其優(yōu)點(diǎn)是能夠進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償，與傳統(tǒng)的固定補(bǔ)償方法相比具有明顯的優(yōu)勢。由此可見，有源電力濾波器在無功補(bǔ)償方面可以得到重要應(yīng)用。
1.2有源電力濾波器能夠保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行
由于有源電力濾波器能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)中的大小和頻率都變化的諧波進(jìn)行無功補(bǔ)償，因此可以保證電力系統(tǒng)中的諧波處于穩(wěn)定狀態(tài)。基于這一優(yōu)點(diǎn)，有源電力濾波器在電力系統(tǒng)中得到了重要應(yīng)用，保證了電力系統(tǒng)能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，產(chǎn)生了靜止同步補(bǔ)償器裝置
2.1靜止同步補(bǔ)償器可以當(dāng)作無功電流源使用
從靜止同步補(bǔ)償器的構(gòu)成以及其功能設(shè)定來看，靜止同步補(bǔ)償器屬于無功電流源的重要類型，其電流的變化主要隨著負(fù)荷電流而發(fā)生變化，對補(bǔ)償電力系統(tǒng)電流損失，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要作用。
2.2靜止同步補(bǔ)償器對電力系統(tǒng)的補(bǔ)償效果比較明顯
由于靜止同步補(bǔ)償器屬于無功電流源，并且其補(bǔ)償電流處于變化狀態(tài)，這樣的無功電流源對電力系統(tǒng)的補(bǔ)償效果相對明顯一些。從這一應(yīng)用來看，靜止同步補(bǔ)償器對電力系統(tǒng)補(bǔ)償起到了重要作用。
2.3靜止同步補(bǔ)償器的無功電流可以隨時(shí)進(jìn)行控制
從靜止同步補(bǔ)償器的實(shí)際使用來看，無功電流并不是一成不變的，而是根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際需要進(jìn)行不斷變化的，其可控性是靜止同步補(bǔ)償器區(qū)別與其他補(bǔ)償器的重要特點(diǎn)，為此，我們應(yīng)認(rèn)識到靜止同步補(bǔ)償器的可控性優(yōu)勢。
3電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，催生了動態(tài)電壓恢復(fù)器
通過對電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析后可知，動態(tài)電壓恢復(fù)器是基于電力電子技術(shù)的重要裝置，在電力系統(tǒng)中取得了積極的應(yīng)用效果，對滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行需要，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量起到了重要的促進(jìn)作用。結(jié)合動態(tài)電壓恢復(fù)器的實(shí)際使用，動態(tài)電壓恢復(fù)器的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
3.1動態(tài)電壓恢復(fù)器可以認(rèn)為是動態(tài)受控的電壓源
動態(tài)電壓恢復(fù)器在整個(gè)配電系統(tǒng)中起著電壓源的作用，可以通過一些控制方法和手段減少能量消耗，減輕其對電壓的不良影響，避免了電壓跌落、電壓不平衡及諧波等的產(chǎn)生。
3.2動態(tài)電壓恢復(fù)器可以消除負(fù)荷電壓對電壓系統(tǒng)的影響
在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，負(fù)荷電壓容易對電壓系統(tǒng)造成不利影響，應(yīng)用了動態(tài)電壓恢復(fù)器之后，可以提高電壓的穩(wěn)定性，保證電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定運(yùn)行，充分滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行需要，使電力系統(tǒng)在整體運(yùn)行效果上達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，穩(wěn)定了電壓系統(tǒng)。
3.3動態(tài)電壓恢復(fù)器可以補(bǔ)償電壓跌落
當(dāng)直流側(cè)能量通過從系統(tǒng)整流獲得時(shí)，在系統(tǒng)側(cè)即使發(fā)生單相故障，其它兩相仍可以提供電能來維持DVR的正常運(yùn)行，補(bǔ)償長期的電壓跌落也成為可能。而動態(tài)電壓恢復(fù)器可以有效地防止因電壓跌落造成的系統(tǒng)故障，延長了設(shè)備使用壽命。基于動態(tài)電壓恢復(fù)器的特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，動態(tài)電壓恢復(fù)器的應(yīng)用，可以有效解決電壓跌落問題，并在電壓跌落過程中進(jìn)行及時(shí)的補(bǔ)償，保證電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的穩(wěn)定性滿足實(shí)際要求，由此可見，動態(tài)電壓恢復(fù)器對補(bǔ)償電壓跌落具有較為明顯的效果。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；控制
1 前言
當(dāng)代在電力系統(tǒng)中，電力半導(dǎo)體器件和組合裝置運(yùn)用很多，大到在高低壓直流輸電中用到的換流器，小到家用電器產(chǎn)品電視機(jī)中的開關(guān)電源、手機(jī)電池充電器，當(dāng)然還有在工業(yè)中應(yīng)用廣泛的調(diào)壓調(diào)速變頻器、大功率整流器、調(diào)壓和調(diào)功器等，其應(yīng)用廣泛到了電力系統(tǒng)各個(gè)器件和各個(gè)不同的電壓等級中。該技術(shù)的特點(diǎn)較多，包括控制靈活、反應(yīng)快速、控制準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠等。將電力電子技術(shù)運(yùn)用到電力系統(tǒng)中不僅可以改善電能控制質(zhì)量、提高輸電運(yùn)行能力、改善和提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和控制的靈活性還可以降低輸電線路電能損耗。
2 電力電子結(jié)束的應(yīng)用狀況
目前，對超大容量超遠(yuǎn)距離的電能輸送來說，高壓直流輸電技術(shù)顯得是更加經(jīng)濟(jì)，而且還有交流輸送電能所沒有的優(yōu)越性。在新一代超高壓直流輸電技術(shù)中，大量使用了GTO、IGBT等電力電子可關(guān)斷器件，還廣泛的使用了電力電子技術(shù)中最具代表性的脈寬調(diào)制技術(shù)。
在我國的輸電系統(tǒng)中，雖然已有一些變電站使用了SVC，而且容量都比較大，但是所用的均為進(jìn)口，型式為TCR與TSC的組合器件或單獨(dú)的開關(guān)投切電容器組。在國內(nèi)工業(yè)中應(yīng)用 的TCR裝置有很多，其中絕大部分容量都在10MVAR，然而讓人想不到的是這其中國產(chǎn)的還不到一半。低壓的380V供電系統(tǒng)中，有不少各類國產(chǎn)的TCR無功補(bǔ)償裝置在投入運(yùn)行。但是至今仍然沒有一套我國自主研發(fā)的SVC投入到我國的高壓輸電和變電系統(tǒng)中運(yùn)行。考慮到SVC在電力系統(tǒng)中的重要性，預(yù)計(jì)在最近幾年時(shí)間里，國內(nèi)的SVC研制并將其投入到輸電領(lǐng)域、配電領(lǐng)域以及工業(yè)的運(yùn)用都將會遇到前所未有的發(fā)展。
現(xiàn)如今，我國國內(nèi)的一些與之相關(guān)的規(guī)劃局、科研院所、設(shè)備生產(chǎn)單位以及高校都已陸續(xù)開始對FACTS技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)。最引人矚目的是國家電力科學(xué)研究院等電力研究單位和東北電力管理局合作開發(fā)和研究的500kv高壓出線上安裝的TCSC等技術(shù)
如今，變頻調(diào)速SFC技術(shù)已經(jīng)到了和傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)相媲美的階段，在二者的競爭中，SFC技術(shù)大有取而代之的趨勢。變頻調(diào)速技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛，主要有兩個(gè)方面：首先是將過去發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)、水泵的控制改為變頻調(diào)速控制，節(jié)電效益明顯增強(qiáng)；其次是將傳統(tǒng)的抽水蓄能機(jī)組改用SFC技術(shù)控制，大幅減小機(jī)組啟動過程中電壓對電網(wǎng)的沖擊。除此之外，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在低水頭時(shí)，還可提高機(jī)組的發(fā)電效益。目前，我國的SFC技術(shù)發(fā)展緩慢，國內(nèi)已經(jīng)投入使用的高壓變頻器，幾乎都是引進(jìn)的國外的變頻器設(shè)備和技術(shù)。
3電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的發(fā)展趨勢
按照當(dāng)前的形勢來看，最具有可靠性的電子技術(shù)是電力電子技術(shù)在未來的發(fā)展中的新熱點(diǎn)。電力電子技術(shù)采用了技術(shù)先進(jìn)的表面貼裝，將存流器件、觸發(fā)器、主要電源等幾種器件集成在一起，具有多重功能，大大的縮小了電力電子裝置的重量和體積，同時(shí)也降低了損耗和成本，提高了工作的效率。而新型材料又是電力電子器件發(fā)展的基礎(chǔ)，所以新型材料的發(fā)展也是電力電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。近些年來，出現(xiàn)了碳化硅等新型半導(dǎo)體材料。其中，用SIC制作的器件和理想元器件特別接近。還有，隨著大、小功率集成電路等新型器件的大量涌現(xiàn)，智能的功率、高壓等集成電路的制作工藝和制作技術(shù)必定是未來幾年乃至幾十年電力電子半導(dǎo)體技術(shù)的研究的熱點(diǎn)。若是集成技術(shù)的突破和新型半導(dǎo)體材料的突破相互融合，必然會誕生更多性能更好的、功能更加強(qiáng)大的新器件，功率集成電路SMANPOWER HVIC就是一個(gè)明顯的例子，他的出現(xiàn)極大地滿足了現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)大力發(fā)展的需要。除了這兩者之外，自動控制用的芯片的發(fā)展也很是神速。為了讓社會更好的運(yùn)用新器件的優(yōu)良性能，為了滿足諸如波形產(chǎn)生、驅(qū)動電路控制、電路實(shí)時(shí)保護(hù)等方面的要求，只有通過研制新材料，改進(jìn)新工業(yè)技術(shù)，不斷創(chuàng)造出快速性能更加完善、人工智能化程度更高、工業(yè)使用更加方便的新型高速控制芯片。
4 總結(jié)
電力電子技術(shù)的發(fā)展肯定是當(dāng)前一段時(shí)間和未來重點(diǎn)研究的熱點(diǎn)。電力電子器件的發(fā)展直接影響著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的供電電源、電機(jī)調(diào)速、電力配電等幾個(gè)方面獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。無論是對于傳統(tǒng)的工業(yè)，如電力、船舶、礦冶、機(jī)械、汽車等，還是一些高技術(shù)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)比如通信、激光、航空航天等的發(fā)展都至關(guān)重要，電力電子技術(shù)是提高這些相關(guān)行業(yè)的水平技術(shù)的重要手段，同時(shí)也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的前提。電力電子技術(shù)的快速增長、高速度的發(fā)展，使其成為了新時(shí)代最重要的高端技術(shù)之一。
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