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电力与电子技术

时间:2023-09-19 18:49:16

电力与电子技术

电力与电子技术范文1

一、现代电子电力技术的发展

在21世纪初加快现代电力电子化转化的力度,必将形成一条朝阳的高科技产业链,推动我国工业领域的技术创新,电力电子技术的创新与电力电子器件制造工艺,已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地,各发达国家均在这一领域注入极大的人力,物力和财力,使之进入高科技行业,就电力电子技术的理论研究言,目前日本,美国及法国,荷兰,丹麦等西欧,国家可以说是齐头并进,在这些国家各种先进的电力电子功率量不断开发完善,促进电力电子技术向着高频化迈进,实现用电设备的高效节有,为真正实现工控设备的小型化,轻量化,智能化奠定了重要的技术基础,也为21世纪电力电子技术的不断拓展创新描绘了广阔的前景,我国开发研制电力电子器件的综合技术能力与国外发达国家相比,仍有较大的差距,要发展和创新我国电力电子技术,并形成产业化规模,就必须走有中国特色的产学创新之路,牢牢坚持和掌握产、学、研相结合的方法走共同发展之路,从跟踪国外先进技术,逐步走上自主创新。从交叉学科的相互渗透中创新,从器件开发选择及电路结构变换上创新,这对电力技术创新是尤其实用的。

二、电力电子技术在电力系统中的应用

(一)电力电子技术子在电力系统中发电环节的应用

1、发电厂风机水泵的变速调频。在电力系统中的整个发电设备耗电量来说发电厂机水泵的耗电量占较大比重,同时发电厂机水泵的运行效率相当的低。因此,电力电子技术在发电厂机水泵中的具体应用可以通过对其变频调速来实现对其的节能减耗。一般对发电厂机水泵进行变频调速时一般选用低压变频器或者高压变频器,相对于低压变频器高压变频器的技术水平并不是十分精湛。

2、太阳能控制系统。太阳能清洁能源是我国乃至世界的未来能源结构调整的重要战略方式及战略方向。独立系统或者并网的大功率太阳能发电都要经过直流电向交流电的转换。逆变器是太阳能控制系统的核心所在,它具备着最大功率的跟踪功能。

3、风力发电机及水力发电机的变速恒频励磁。风力发电机的有效地功率的高低和风速的大小成三次方正比的关系,为使风力发电达到最大的有效功率,可以对对风力发电机机组进行变速运行;水力发电机的有效功率则与水头的压力及流量有着密切的关系,同时水力发电机机组的转速也会随着水头的变化幅度而发生改变。另外,电力电子技术可以调整转子励磁电流的频率使其输出频率恒定。变频电源是变速恒频励磁技术的核心所在。

4、大型发电机的静止励磁控制。造价低、可靠性较强、结构简单等是静止励磁的特点现阶段,静止励磁被广泛的使用在世界各大电力系统中,它主要是采用晶闸管整流自并励。电力电子技术通过对大型发电机的改善,使发电机省去了励磁机,为大型发电机的静止励磁控制提供了有力的条件。

(二)电力电子技术在电力系统中输电环节的应用

1、直流输电技术。高压直流输电的受电端的逆变装置及送电端的整流装置都采用了晶闸管变流装置,它可以有效地解决长距離、大容量等的损耗问题,因直流输电技术的控制性强、稳定性高、操作性强、电容量大及其灵活度较高,所以直流输电技术在远程的输电工程中发挥着十分重要的作用。

2、交流输电技术。目前,我国电力系统的工作人员在交流输电的研究领域主要集中在推广与应用柔性的交流输电技术。柔性交流输电系统的技术实质相似与弹性补偿技术,它主要是控制发电输电系统的电压及相位。柔性交流输电系统技术是电力电子技术改造传统交流电力系统的一个显著成果,它可以在降低输电损耗率的同时提高电力系统运行的稳定性。

3、配电环节。如何加强供电的可靠性及如何提高配电系统的电能质量是当前配电系统迫切需要解决的问题。在进行电能质量控制时既要抑制各种瞬态的波动及干扰,又要满足电压、频率及不对称度等的要求。电力电子技术在这一环节的应用可以有效地解决这一问题。电力电子变压器主要采用了电力电子技术中的变换技术对能力进行有效地转换及控制,电力电子变压器可以有效地改善电能质量,提高利用电能的可靠性,以及对电网谐波进行实时控制。

在电力系统运行过程中,电力电子技术的应用是保证电力系统稳定运行的关键。从当前电力电子技术的发展来看,基于电力电子技术的有源滤波器、静止同步补偿器装置和动态电压恢复器,为提高电力系统运行质量提供了有力支持。

参考文献:

[1]毕坤,李建伟.电力电子技术在电力系统中的应用[J].科技展望,

2015(25):83.

[2]魏志芬,郝梦薇.探究电力系统中电力电子变流技术的应用分析[J].

电子世界,2014(05):60-61.

[3]万志豪.论电力电子技术在电气控制中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(24):243.

电力与电子技术范文2

 

随着我国电力系统的电子化和自动化的发展,电力领域中的电力电子技术的作用逐渐增大,电力电子技术就是通过计算机将强电和弱电连接起来,是电子技术、电力控制操作等融合的一种新技术。文章对电力电子技术的应用以及地位进行探讨。

 

一、电力电子技术发展

 

(一)电力电子技术的诞生

 

电力电子技术的诞生源于20世纪50年代,当时的电力电子技术的诞生主要是以晶闸管的产生为基础的,电力电子技术成为当代电力领域的重要核心技术,在晶闸管的根源上开发出了控制硅流装置,此装置的诞生使电力传输技术获得极大发展。以此为基础,电力的转换和操控公开成为以电力电子为元件而组合的变换电流器阶段。因此,电力电子技术的诞生是以研究出控制硅流装置为基础的。

 

(二)电力电子原件的发展

 

电力电子技术诞生后在电力领域中获得长足发展,第一阶段的电力电子元件是以电力导管和晶闸管为基础的,其主要特点是型号小、电能消耗低。在电力电子技术诞生后逐步取代了传统电力系统中的电流器,为电力电子技术的推广和发展奠定了重要基础。电力电子技术发展至今,电力导管的发展材质和性能也呈现多样化趋势。随着第一阶段的电力电子元件不断发展,在20世纪70年代末期,第二代电力电子元件成功诞生,它主要的功能是可以进行自动化开启关闭,可以将晶体管或晶闸管自动关闭或开启等。第二阶段的电力电子元件较第一阶段的元件相比,在开启和关闭性能上得到提高,适合开关速度较快的电力设备。第三阶段电力电子元件的诞生是在20世纪90年代,电力电子元件随着发展在型号和组织上发生了改变,将型号变得更小,组织结构极度压缩,并开发出将几样电力电子元件结合的模板,为后续的电力电子元件的发展带来了良好的基础。从电力电子技术的诞生到当今电力电子技术的发展,电力电子元件的成长经历了三个阶段。当前,电力电子技术逐渐发展为以高频技术为核心基础,是可以有效处理电力电流的现代化电力电子技术。

 

二、电力电子技术在电力系统中的应用

 

(一)电力电子技术在发电时的应用

 

在当前全球所有大型电厂发电机中,大多数采用的都是静态电磁系统,电力电子技术随着发展逐渐取代了电磁控制枢纽,让静态电磁达到方便控制和高特性、低投入的运转。电力电子技术替换了电磁控制枢纽,使静态电磁能够对自身进行调整,提高电力系统的运行速度。另外,电子技术逐渐普及在电厂发电机中的速变励磁中,在水力发电时,水源头的压强和一定时间内的水力流速影响着发电的效率,水力发电的系统运行速度也相应的随着水流压强和流速而改变,这种原理也适用在风力等自然能源发电中。由此,将发电机运转的励磁电力恒频进行调动,可以让发电机的电力频率及运行速度因电子技术而获得同步,可以保障发电机最大效率的运行。

 

(二)电力电子技术在输电环节中的应用

 

电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改善了电力网的稳定运行特性。配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,是在FACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以将DFACTS设备理解为FACTS设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着电力电子器件价格的不断降低,可以预期DFACTS设备产品将进入快速发展期。

 

(三)电力电子技术在节能环节的运用

 

在电气设备中,变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此,无功电源与有功电源一样,是保证电能质量不可缺少的部分。在电力系统中应保持无功平衡,否则,将会使系统电压降低,设备破坏,功率因数下降,严惩时会引起电压崩溃,系统解裂,造成大面积停电事故。所以,当电力网或电气设备无功容量不足时,应增装无功补偿设备,提高设备功率因数。

 

(四)电力电子技术优化电能的使用

 

通过电力电子技术对电能的处理,使电能的使用达到合理、高效和节约,实现了电能使用最佳化。例如,在节电方面,针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查,潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%,所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施,一般节能效果可达10%-40%。

 

(五)电力电子技术在运输电路中的应用

 

电力电子技术在运输电路中主要表现为弱性交流电、最大压强直流电、静态无功率装置。弱性交流电诞生于20世纪80年代,主要功能是以弱性的交流运输电力设备为主体,普及应用在输电系统中。静态无功率装置在20世纪70年代就已经在电力系统中得到普及应用,静态无功率装置在电力系统中的功能是对电力负担进行补偿以及对运输电路补偿,在高功率的输电系统中,静态无功率装置主要是可以控制电力压强,也可以提高运输电力的稳固性等。静态无功率装置不采用大电容器,适用在中级以上的运输电力无功率补偿。

 

三、结束语

 

中国电力电子技术的飞速发展,必将带动中国电力系统的快速崛起。随着中国现阶段对电力需求的大大增加,传统能源的枯竭,如何寻求最佳发电输电效率,达到节能降耗,如何去探讨更好的应用方式、更先进的输电模式,这都需要我们电力工作者在工作中不断摸索,探求。

电力与电子技术范文3

【摘要】新时期,伴随着科技飞速发展,计算机应用技术不断创新以及电力电子技术的广泛传播,相关行业对于电力电子技术的期望值也越来越高。在我国供电需求量不断增加的背景下,我国的电力系统也将承担更大责任。电力电子技术为我国当代电力系统提供了先进的技术服务,创建了良好的技术支撑平台。

【关键词】电力电子;电力系统;发展;作用

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术。简单的说,电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合。随着近年来经济飞速发展,巨大的电力需求与当前电力系统电力缺口的矛盾日益显现,使得电力电子技术在电力系统中的需求相应增加,伴随而来的是我国电力电子技术面临着宝贵的发展机遇。

1 电力电子技术的发展

电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。目前,电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。在实现高频技术的基础上,更增加了节能、环保、自动化、自能化等特点。

2 电力电子技术在电力系统中的应用

2.1电力电子技术在发电环节中的应用。主要体现在发电机组的励磁控制和变频调速上。在我国范围内乃至全球范围内的各个大型电厂发电机组中,运用的最为普遍的就是静止励磁系统,电力电子技术的发展,使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节,使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。同时由于电子技术代替了励磁机的环节,使静止励磁能够对自身进行迅速有效的调节,提高电力系统的运作效率。电子技术也应用于电厂的风机水泵的变频调速上和太阳能发电控制机组的控制系统中。在电厂的电力生产过程中,由于发动机组等设备对于发电量的损耗相对较大,考虑电力生产中节约能源的要求。在高压电和低压电的转换过程中,使用风机水泵变频机替代原有的变频器,改变电能转换过程中耗能大效率低的问题。而在太阳能发电的控制系统中,电子技术的作用尤为突出,太阳能作为21世纪被广泛重视的新型能源,发展太阳能发电产业是整个国家乃至全世界的战略目标。然而由于太阳能发电本身的功率过大,在使用太阳能发电机组发电的时候,需要将生产出来的电能进行转换,这个时候就需要大功率的电流转换器。而电子技术能够很好的解决这一问题。

2.2电力电子技术在配电过程中的作用。要使配电系统能够配送出高质量的电力资源,需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件,同时,在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中,电力电子技术作为配电环节的质量控制部分,以用户电力技术和FACTS技术为实现形式,通过在配电线路中增设电力电子装置,加强对与电压,电流和功率的可控性,调控电力传输。

2.3电力电子技术在电力系统节能方面的作用。电力电子技术在电力系统节能方面的作用主要体现在两个方面,分别是:变负荷电动机调速运行方面和提高电能使用率方面。电厂生产电能和配送电过程中,常常产生大量的电能浪费。电厂在生产电能的过程中,由于发电能源的变化,发电机组不能够很好的实现配合,会产生无功功率的浪费现象。通过对变负荷电动机的运转速度进行调整和控制能够实现电能的良好生产和配用。这项技术在国外已经比较成熟,但是我国仍然处在研究和探索的阶段。但是,变负荷电动机在实际的应用中也存在不可忽视的缺陷,变负荷电动机在控制和调控运转速度方面适用的发电机组较为广泛,在实际运行中的工作效率也十分准确。但是变负荷电动机的生产和配置成本较高,而且在工作过程中对电网的影响较大,只适用于中大型电厂。同时,我国电力系统现用的电力设备,在配送电的过程中,对于电能的损耗和生产的成本较高,对于电能的质量影响较大。而电力电子技术能够通过在配送电系统中增设可控设备,对配送电过程中的电能进行调控,保证电能的质量和稳定。

3 总结

电力电子技术在电力系统中的应用和发展对于电力系统的建设和发展起到了里程碑的作用随着计算机技术和电力技术的不断发展,电力电子技术也在不断的吸收新的技术不断的发展。然而,作为一种处在发展过程中的电力控制技术。电力电子技术在电力系统中的应用和稳定性还远远不能够达到电力电子技术的设计要求。如何实现电力电子技术在电力系统中应当起到的控制作用,我们要从电子设备的革新和电力电子技术的不断发展上谋求出路,不断的探索和发展电力电子技术对于提高电力的生产质量,减少生产成本和配送损耗,实现电力系统的经济效益,有着重要的意义。

电力与电子技术范文4

电力电子技术是一个以功率半导体器件、电路技术、计算机技术、现代控制技术为支撑的技术平台。经过50年的发展历程,它在传统产业设备发行、电能质量控制、新能源开发和民用产品等方面得到了越来越广泛的应用。最成功地应用于电力系统的大功率电力电子技术是直流输电(HVDC)。自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。本文介绍了电力电子技术在发电环节中、输电环节中、在配电环节中的应用和节能环节的运用。

二、电力电子技术的应用

自20世纪80年代,柔流输电(FACTS)概念被提出后,电力电子技术在电力系统中的应用研究得到了极大的关注,多种设备相继出现。已有不少文献介绍和总结了相关设备的基本原理和应用现状。以下按照电力系统的发电、输电和配电以及节电环节,列举电力电子技术的应用研究和现状。

(一)在发电环节中的应用

电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备,电力电子技术的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。

1.大型发电机的静止励磁控制。静止励磁采用晶闸管整流自并励方式,具有结构简单、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。

2.水力、风力发电机的变速恒频励磁。水力发电的有效功率取决于水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时(尤其是抽水蓄能机组),机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。

3.发电厂风机水泵的变频调速。发电厂的厂用电率平均为8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的65%,且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。

(二)电子调速技术应用

这是国外电动工具最早使用、最普遍使用的一种电子技术,几乎所有品种都已采用。采用电子调速,电动工具能够在设定的速度范围内无级变速,特别是在低转速上能够十分灵便地进行工作,从而改善了加工质量,增强了使用灵活性。

(三)电子控速技术应用

这一技术使电动工具的串激电机具备额定负载转速与空载转速基本相同或完全相同这一特殊性能,因而特别运用于严酷条件下作业的大功率、高转速电动工具,不仅大大提高了工作效率,而且显著降低了空载噪音和振动,负载功率损失很小,延长了工具使用寿命

(四)微机控制技术应用

微机控制的电动工具的结构并不复杂,其机械部分与普通电动工具一样,一般不需作重大改变。微机控制部分只需使用价格便宜、体积很小的单片机,安装在工具机器内。主要特点是具有优越的自动控制功能和操作选择功能,工具运作状况是通过控制屏上的按钮控制的,不受人为因素影响,从而提高工作效率,改善加工质量,确保高精度,减少作业工具磨损。

(五)电子绕组温度监控技术应用

这一技术是电动工具的一种安全保护措施,也是电子控速器的必不可少的监控元件。 绕组温度监控元件是在电机绕组上安装一个温度传感器,用于监控绕组的实际温度,并与设定的最大允许温度值进行比较,如接近该温度,就自动采取适当的保护方式,如可以通过热敏电阻阻断电路。

(六)电子减速技术应用

在拆卸螺钉或螺栓时,工具要求低转速、大扭矩,而采用串激电机的扳手或螺丝刀,在降低转速时,又同时降低扭矩,拆卸螺钉或螺栓比较困难,特别是生锈的大螺钉或大螺栓,拆卸更加困难。电子减速器在串激电机负载减速时自动增加电压,使电机仍然保持大扭矩,从而能够方便地拆卸螺栓或者螺钉。

(七)电子扭矩控制技术应用

扳手和螺丝刀拧紧大螺栓或大螺钉时,功率高,扭矩大。如果扭矩过大,容易折断钻头或者螺栓、螺钉。电子扭矩控制器用于无级调节扳手或螺丝刀的扭矩值,同时控制最大扭矩值,有效地解决以上问题,从而确保流水线上每只螺栓或螺钉装配的拧紧程度均一,保证产品的一致性。

(八)电子起动电流限制技术应用

这是通过限制起动电流来控制电动工具的起动速度,其作用类似于电子软起动技术,对于大功率电动工具很是有效。电子起动电流限制器由一只限流电阻和一只继电器组成,安装在工具机体内。继电器的励磁绕组与电枢并联,电阻与定子和电枢串联。工具起动时,电阻限制起动电流不会很快增大。工具起动后,由于电枢旋转,切割磁力线,产生反电压,当反电压由零上升到继电器的吸动电压时,继电器闭合,使限流电阻短路,则工具正常工作。

三、结 语

电力电子技术正在不断发展,新材料,新结构器件的陆续诞生,计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持,在各行各业中的应用越来越广泛。电力电子技术在电力系统中的应用研究与实际工程也取得了可喜成绩。

参考文献:

[1]郑锦彪.浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与研究[J].黑龙江科技信息,2007(5).

电力与电子技术范文5

关键词:新时代;电力电子技术;改革;应用

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.146

0 引言

电力电子技术主要指的是通过使用相应的开关件来实现对电能进行有效变换与控制的技术,其出现于上个世纪的末期,出现后便得到了较快的发展,现阶段已然成为集电力、控制以及电子三个方面新型技术。对于电气专业的学生来讲,该门课程一方面是重要的基础性课程,另一方面也具有很强的应用性与综合性的技术。所以,对于学习电气、自动控制等专业的学生来讲,学习好该门课程对于他们今后的学习与工作有着很好的促进作用。二十一世纪的到来使得科技有了飞速的发展,社会上对于学生也出现了全新的要求。针对新时代科学技术发展的特征,高校应当对学习的课程进行改革,这样才能够更好的帮助学生去适应社会。而就《电子电子技术》课程来讲,需要在教学理念、教学方法、教学手段等方面进行改革,增加该门课程的实验,构建出更加完善的学习体系来。

1 对课程内容进行优化调整

进入到新时代之后,电力电子科技出现了飞速的发展,一些崭新的控制技术与器件相继问世,而在教学过程中所使用的课本则过于陈旧,课本上的知识具有较大的滞后性,与现阶段世界技术间存在着一定的差距,不利于学生更好的了解当今该门课程的前沿技术。所以,就需要对该门课程的内容进行改革。

第一,传统的电力电子技术中主要是以晶闸管为主,通过使用晶闸管来完成整流器、交流高压等工作,不过该器件在处理相关直流的一些变换装置时则很难达到要求。在这之后,便出现了以IGBT为主的新器件,新器件的出现便成为了电力电子技术的核心。所以,在讲授课程的时候不需要再将传统的晶闸管组成的电路进行讲解,而是将全新的器件所构成的电路进行讲解,这样一来,不仅能够降低学习的难度,而且开拓了学生的视野。

第二点,新科技的发展促进了电力电子器件的前进,特别是功率MOSFET与IGBT的出现,已经基本了取代了传统的晶闸管。而这两种器件快速发展的重要原因:首先,新器件在开关频率上有了很大的提升;其次,这两种新器件都属于电压型控制 ,能够十分方便的与数字电路相连接。因此,在教学的过程中,需要对教学的内容进行优化调整,将课程的重点放在全新的器件上来,慢慢的淡化现阶段已经不再使用的器件与控制方法。

2 以全新的方法促进学生学习能力的提升

首先,对于《电力电子技术》课程来讲,需要在讲授课程的基础上加强课程内容与实际工程的结合。所以教师在讲授课程时,需要对传统的方法进行改革,将实际生活中的例子拿到课堂上来,以实际的操作向学生进行展示,通过这一方法的进行能够很好的促进学生进行求知的欲望,让他们在学习的过程中就能够了解该门课程在学习与工作间的联系。

其次,将学生作为学习的主角来对待,促进学生积极性的培养。传统的教学工作主要体现了教师的位置,在课堂上教师的位置占据着主导地位,而学生则仅是被动的接受。在新时代,《电力电子技术》课程的讲授应当近一步的弱化教师在课堂上所占据的位置,将学生作为课堂的主角,根据教学的基本内容对教学方法进行深入的改革,引导学生自主完成电路图与波形图的制作。比如可以拿教室中电扇的调速作为例子,引导学生根据这一实际情况完成调整功能实现的思考,让学生能够自主的完成相关电路与波形图的制作,并抽出课堂的时间让大学进行讨论。通过这种方法的进行能够充分的调动起学生的积极性,让每一位同学都参与到课堂中来。

最后,可以使用丰富的教学工具来完成教学工作。新时代为各个方面都带来了巨大的变化,对于教学工作来讲,已经从传统的使用黑板发展到现阶段可以使用白板、多媒体等来实现。在使用现代化的教学方法后,可以通过PPT、FLASH以及视频向学生展示电力电子器件。当然,也不能一味的只使用多媒体进行教学工作,在使用多媒体进行教学工作的过程中要重点观察学生的学习态度,如果在使用多媒体的时候学生的学习态度不高的话,使用多媒体进行教学常常会出现事倍功半的效果,不利于教学工作的顺利开展。

3 以实践的训练达到促进学生实践能力提升的目的

《电力电子技术》作为重要的专业基础课,实践训练占据着很重要的地位。实践训练的开展能够促进学生动手能力的提升,让每一位学生能够将课堂上学习到的知识与实践相结合。所以,针对新时代的新特点,教师应当对实践训练内容进行改进,加强学生的实践动手能力。

首先,无论是理论学习还是实验,基础性的知识都十分重要。所以在进行实训的时候,首先应当带领学生完成基础性的实验,根据实训指导书的要求带领学生一步步的完成基础实验,在这一过程中,一方面能够促进学生对理论知识的理解,另一方面也能够让学生进一步的了解实验设备与实验方法的使用。其次,应当在基础实验的基础上开设综合性与创新性较强的实验。传统教学过程中在做实验时基本上都是让学生进行验证性实验,学生仅需要按照要求一步步的做下去就可以了。而在新时代背景下,应当培养学生的创新性,提升学生的主动性,在完成基础实验的基础上鼓励学生自己完成实验的设定,这样能够更好的促进学生能力的提升。最后,应当紧跟当前世界先进技术,在课堂上,向学生介绍现阶段世界上电力电子技术的发展情况,让他们能够了解到当今该项技术的发展情况,拉近学生与世界先进技术的距离。

4 总结

新时代的到来对学生也提出了新的要求,为了能够培养新时代的学生,针对《电力电子技术》课程的特点进行改革能够很好的促进该门课程的有效发展。

参考文献:

[1]李月朗.电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(16),

[2]张红娟,路秀芬,孟海涛.“电力电子技术”课程工程实践的教学改革[J].电气电子教学学报,2016(03).

[3]王利婷.智能电网中电力电子技术的应用探讨[J].电子制作,2016(14).

电力与电子技术范文6

【关键词】电力电子技术;虚拟实验平台;研究与实现

虚拟实验室这一概念最先被提出,是在1989年,它所主要描述的是一个通过计算机网络来实现的虚拟实验环境,它是一个不同于信息化网络的综合集成环境,因此其可以更为有效的为用户提供各种数据信息和人力设备等资源。

1 电力电子技术虚拟实验平台的总体设计

1.1 虚拟实验室设计目标

在现实实验室中,我们进行实验教学时,需要先令学生们阅读实验指导书,然后按照要求选择适当的元件,并将其按照电路的原理进行连接,之后再对各部分电路进行检查确认,确认无误后便可以打开电源进行实验了。试验中要对相关数据进行记录,最后完成实验报告。

通过上述流程,我们可以确定虚拟实验平台的基本构成要素包括:实验帮助、实验所需元器件、电路图形连接、计算机仿真电路、结果显示。根据虚拟实验室的构成要素,我们可以基本确定虚拟实验室的设计目标为“控制(输入)部分”、“计算机仿真电路部分”、“实验结果显示(输出部分)”。

1.2 控制(输入)部分

对于控制部分的设计,首先需要对电路元件的相关参数进行设置,如“独立直流电源电压”、“独立直流电源电流”等;然后对其进行触发脉冲信号相关参数的设置,如“触发脉冲信号周期”、“触发脉冲信号占空比”等;最后是对电路的产生进行设置,这部分设置需要对元器件的图片模型进行事先布置,然后通过鼠标进行电路连接,检查无误后点击“确认”或“连接完成”。

1.3 计算机仿真电路部分

计算机仿真电路事实上就是通过计算机程序的自动求解,来根据相应程序建立的一个电路方程。在整个电路方程程序的设计过程中,由数据的结构来决定编程的思路,而如何进行数据结构的选择,则完全取决于实现实验平台的软件选择。然而只要建立了实验方程,那么就可以通过数值方法来进行编程的求解了。

1.4 实验结果显示(输出部分)

关于实验结果的显示,通过有两种形式,一种是随着实验的进行,直接显示出实验当时的实验数值;而另外一种显示方式,则是将整个实验的某一段时间内的所有相关数据计算出来,并将其存储起来,在某些特殊情况下还需要经过数据的二次处理,然后才能输出相应的实验数据结果。

1.5 平台软件的选择

在进行虚拟实验的设计时,我们需要一个“放置”虚拟实验的平台,因此这个平台软件的选择,将对整个虚拟实验的设计起到不可忽视的承载作用。而在平台软件的选择上,我们通常将“减少开发工作的工作量”、“减少低级以及重复工作的开发”、“软件本身的运行效率”等因素放在首位。现今我们所使用的软件,通常都是将若干软件通过取长补短的方式组合在一起的成熟方案,如“Lab VIEW”和“MATLAB”混编、“VB”和“MATLAB”混编等。

2 电力电子技术虚拟实验平台的实现

虚拟实验平台的实现,首先采用了VB和MATLAB混编的方法进行编程,然后再通过对VB中MatrixVB的矩阵函数与绘图函数进行调用,最终将复杂的计算与图形描绘变为简单的编程。

首先在计算机上安装MatrixVB,建立Visual Basic的新项目,添加MatrixVB库,待系统对MMatrix.DLL文件加载完成后,便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函数了。

然后将Visual Basic的数组当做矩阵来对待,生产矩阵,来丰富MatrixVB的功能函数,将更多处理问题的先进技术融入到VB编程中去。然后利用括号、实部rN、虚部iN等方式来对矩阵元素进行定位操作,从而精确的对相关矩阵数据进行快速定位,利用simple函数将矩阵转化成为最简单的形式。

最后利用软件Psim对这种方法的可行性进行验证,通过实验的结果确认了这种方法在某些问题范围内,对含有开关器的非线性器件可以被视为理想开关,与独立电源的电力电子形成电路时,这种方法具有有效的可行性。

3 结束语

随着社会经济的发展以及教育事业规模的不断壮大,师资力量薄弱成为了制约教学开展的重要问题。特别是硬件资源的缺失,伴随着信息技术以及计算机技术的发展,成为了促进电力电子技术虚拟实验平台出现的重要因素。而电力电子技术虚拟实验平台的实现,切实有效的缓解了师资资源匮乏这一难题。

【参考文献】

[1]陆地,于瑛,刘晨,朱磊,耿素花,沈虹,孟欣.电力电子技术课程虚拟实验及演示平台的开发与研究[C]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(下册).2009.

[2]王伟,李伟,马景兰,郭屹松,张永丽.基于CDIO的“电力电子技术”课程教学改革与探索[C]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册).2009.

电力与电子技术范文7

【关键词】配电网;电力电子设备;互联网技术;装备类型

引言

我国的电力电子技术正在不断的改进之中,技术能够得到发展全部要依靠基础功能的支持,例如电能的转换技术和电能的输送应用等,这些方面的进步对配电网的发展具有重要的意义,信息网络技术的应用已经成为电力电子技术发展的主要手段之一,合理的利用这一技术可以全面的促进电力行业的发展。

1电力电子设备的基本类型

1.1变电类型

这一类型的设备可以对电能产生的功率加以处理,在配电网的应用当中,电能的频率和幅值都能够得到改变,而转变的效果可见一斑,在配电网的实际运作过程中,用户在使用的过程中能够体验到流畅的感觉,随着技术的更新,相关的研究人员能够建立全新的拓扑结构,电能的流动虽然是多方面的,但是在具体的使用过程中能够达到管控的目的,随着相关技术的加强,变电设备的转换效率能够达到99%左右,对于较大的功率系统而言,完善技术可以保障变电设备能够适应各种电流的调控方式,在安装的过程中,不论是串联的安装方式还是并联的安装方式,对设备的具体应用都没有绝对的影响,变电设备能够和容量进行完全的匹配[1]。变换器是变电设备中的代表之一,这是一种应用的比较广泛的处理器,对频率的调节效果很好,实现有效的配电。随着社会用电量的需求不断的增加,相关的设备同样需要更新,配电网的工作才能够顺利的开展下去。变换器的稳定性得到加强,面对大功率的系统同样能够进行调节,通过转换就能够达到变换器的高性能要求,结合配电网的处理,其运行的稳定性也能够有所保障。

1.2半导体类型

在电力电子的设备当中,其中比较核心的部分就是半导体开关,其中包括SCR、IGBT等,在电流和电压方面已经分别达到了6500V、4500V。在配电网中,其主要的技术系统也是依据半导体开关组建而成的,半导体开关的性能会影响到配电的实际效果,对于电力电子技术而言,半导体开关的选择主要依据的是材料和工艺,配电的效率才能够有所体现。对于半导体开关的材料而言,其在运行的时候对温度也有着明确的要求,而新型的材料也正在应用于半导体的生产当中,例如SIC材料,这款材料的应用可以使半导体的使用功能逐渐的提高,功率的使用范围也能够显著的扩大,这种材料适用于半导体开关。还有比较常见的新型材料CaN,制造的高频软件能够达到1MHz,这种材料的使用可以满足开关器件的迁移率,迁移率为2200cm2/(Vs),在性能方面也可以提高频率。因此,在半导体开关的器件中应该寻找良好的材料,对于半导体器件的工艺标准而言,半导体的制作是十分关键的,工艺精湛能够有效的提高开关使用的速度,对于功率等方面的消耗也有很大的帮助,值得注意的是,半导体器件的绝缘性和磁性条件需要达到一定的标准,在控制上就能够更加的有效,良好的半导体开关可以帮助配电网实现高效的工作[2]。

1.3系统类型

现今的电力电子设备都要配置相应的系统,对于大型的设备而言,其内部的变换器件远远不止一个,内部的电路对设备的影响也是蛮大的,建立完善的电力电子系统可以有效的帮助设备实现各种方式的连接,例如串联、并联和串并联等形式,对变换器中的电能处理也有一定的帮助,结合相应的控制器既能够控制器件,也能够控制配电。stm32f103以arm公司的32位cortexm3为核心,最高的主频是72MHz。stm32f103具有强大的电力变换器控制的pwm模块,在电力电子控制系统中应用的比较广泛。电力电子系统中的控制器一共可以分为两种,一种是系统的控制器,另外一种是控制电能变换的控制器,系统的控制器可以对所有的变化器进行相应指令的传达,这一控制器可以维持系统的变化。而能够维持系统稳定性的变化控制器,在系统当中是至关重要的。对于容量比较大的stm32f103而言,它的内部有3个独立的12位模数转换器,还有2个高级的定时器,4个普通的定时器,5个异步串行接口和1个usb从器件,其中的1个can器件、i2c和spi等是主要模块。静态sram的内置64k字节,包括512k字节闪存存储器。

2互联技术和网络化技术的应用措施

2.1功率接口的应用

我国的配电网建设能够维持社会的用电,而其中的电力电子设备就是其中最为主要的关键点,设备之间的连接全要依靠互联技术和网络技术,利用通信系统可以获取到相关的电能数据,进而下达相关的指令,电力电子设备在网络上的应用可以实现全面性的协调,对配电网的调控更加的灵活。这种接口是即插即用的,而且能够将不同类型的用电器、储能电池以及分布式发电等连接在电气设备的终端接入到配电网之中,实现发电的功能,对于不同的设备,其端口的电能输入模式有所不同,电网的输入形式也存在着一定的差异,适当的利用功率接口就可以实现电能的转化,电网的其他功能也能够应用,对于配电网中的其它设备而言,其电能的转化可以实现和电网相匹配,每一个功率接口就是一个电力电子设备。

2.2路由器的应用

随着电力电子相关设备应用的越来越广泛,电力系统当中的配电技术也正在不断的加强,配电网能够将所有的电子设备连接到一起,但是其中的协调作用还要依靠其他的技术。在实际的应用当中,配电网中电力电子设备可以完全被看作是连接的节点,而应用现代的互联技术和网络通信技术就可以将这些节点很好的连接起来,电力电子的设备可以实现基本的互联,而且有效的利用通信技术,可以很好的获取电能相关的状态数据,对于配电网而言具有重要的意义,配电网的通信技术就可以根据这些个连接的节点发出相应的指令,进而,相关的电力电子设备就会做出相关的回应,电力电子设备的运行也可以得到很好的协调,网络化的功能也是基于此实现的,现如今,应用互联技术和网络化技术是比较广泛的,而且能够直接的对用户进行使用[3]。在网络化技术的应用过程中,路由器就是相应的管理模块,对于中低压配电网而言,这种能量路由器可以实现基本的接口作用,这种路由器在低压区域网中的应用也是比较广泛的。当路由器进入到正常的工作时间时,电能能够实现双向流动,就母线而言,路由器可以实现其低压直流的功能。在进行能量路由器的选择时,应根据电力用户的实际情况,对于一般用电量的用户来说,选择20kVA容量的路由器即可,对于用电量较大的用户来说,可以选择500kVA容量的路由器。在具体应用的过程中,其终端的设备会传达出一些数据信息,通过路由器就能够将所有的信息传达给网络端口,实现其调控和发出指令的功能。相应的指令值是根据具体的工作状态而定的,这种路由器的功能比较强大,如果配电网中发生了故障,就可以起到限制电流的作用,能够有效的保障低压穿透,对于低压配电网而言,能够起到维持电压稳定的作用。

2.3操作系统的应用

配电网的操作系统是根据互联技术和网络化技术建立起来的,这种操作系统实际上就是一种网络通信协议,能够对网络中的所有设备进行监督,能够实现统一识别的功能,相应的管理特效得到提高,操作系统的功能实现还需要功率接口和路由器的配合,这有这两种形式的支持,操作系统的存在才具有一定的意义。在实际应用当中,这种网络协议由使用者直接的装到电脑当中,如果条件允许,也可以直接安装到手机当中,对用户的用电情况可以实时的监察,还能够获取电价等相关的信息。可控串补技术的应用能够提高系统的稳定性,我国已经自主研发了串补装置,并且已经在国内外的25条输电线路上加以应用,一共33套,其整体的容量已经大于10.870GVar,这一技术帮助配电网节省了40亿元,并且节约的线路走廊达到3200km。

3结论

随着电力电子技术的发展,配电网的性能得到很大的改造和提升,而网络技术的加入可以促进配电网获得长久的发展。

参考文献

[1]尹力,张红旺.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].电子技术与软件工程,2017,03:240.

[2]陈勇.配电网电力电子装备的互联与网络化技术[J].电子技术与软件工程,2017,02:247.

电力与电子技术范文8

论文摘要:介绍了电力电子器件和变频技术的发展过程,以及变频技术在家用电器的应用,分析了变频技术的应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。提出了相关的谐波抑制方法及提高电源系统功率因数的措施。

引言

随着电力电子、计算机技术的迅速发展,交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术,电力电子和计算机技术又是变频技术的核心,而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术,广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域,现已成为各国竞相发展的一种高新技术。专家预言,在21世纪高度发展的自动控制领域内,计算机技术与电力电子技术是两项最重要的技术。

一、电力电子器件的发展过程

上世纪50年代末晶闸管在美国问世,标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器(SCR),我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而,SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件,在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率MOS场效应管(Power MOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等,它们的共同特点是既控制其导通,又能控制其关断,是全控型开关器件,由于不需要换流电路,故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前,IGBT以其优异的特性已成为主流器件,容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。

许多国家都在努力开发大容量器件,国外已生产6000V的IGBT。IEGT(injection enhanced gate thyristor)是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件,已有1000A/4500V的样品问世。IGCT(integrated gate eommutated thyristor)在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极,它开通时相当于晶闸管,关断时相当于晶体管,从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾,工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一 6000V,3000一 3500A。MCT因进展不大而引退而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比,我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信,采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件,实现人们对“理想器件”的追求,将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。

高可靠性的电力电子积木(PEBB)和集成电力电子模块(IPEM)是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT,IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争,必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。

二、变频技术的发展过程

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换

技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。

VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。

矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。

直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。

三、变频技术与家用电器

20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等[4]。

20世纪末期期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。

首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引的噪声,节能效果更加明显。其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现快速冷冻。

在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声。

转贴于

四、电力电子装置带来的危害及对策

电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变,不但大大降低了系统的功率因数,还引起了严重的谐波污染。

另外,硬件电路中电压和电流的急剧变化,使得电力电子器件承受很大的电应力,并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EM1),而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也制定了限制谐波的有关规定[5]。

(一)谐波与电磁干扰的对策

1、谐波抑制

为了抑制电力电子装置产生的谐波,一种方法是进行谐波补偿,即设置谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波[3]。

传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。其缺点是,补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,效果也不够理想。

电力电子器件普及应用之后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是,从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。

大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多,波形越接近正弦,但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数,一般采用二极管整流加PWM斩波,常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。

2、电磁干扰抑制

解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:

(1)开关器件上串联电感,这样可抑制开关器件导通时的di/dt,使器件上不存在电压、电流重叠区,减少了正关损耗;

(2)开关器件上并联电容,当器件关断后抑制du/dt上升,器件上不存在电压、电流重叠区,减少了开关损耗;

(3)器件上反并联二极管,在二极管导通期间,开关器件呈零电压、零电流状态,此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。

目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。

(二)功率因数补偿

早期的方法是采用同步调相机,它是专门用来产生无功功率的同步电机,利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而,由于它是旋转电机,噪声和损耗都较大,运行维护也复杂,响应速度慢。因此,在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。

另一种方法是采用饱和电抗器的静止无功补偿装置。它具有静止型和响应速度快的优点,但由于其铁心需磁化到饱和状态,损耗和噪声都很大,而且存在非线性电路的一些特殊问题,又不能分相调节以补偿负载的不平衡,所以未能占据静止无功补偿装置的主流。

随着电力电子技术的不断发展,使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展,其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后,可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是,静止无功发生器使用的抗器和电容元件小,大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。

五、结束语

我们相信,电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一,变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位,近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织,我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。

参考文献:

[1] 周明宝.电力电子技术[M].北京:机制工业出版社,1985.

[2]陈坚.电力电子学-电力电子变换和控制技术.北京:高等教育出版社,2002.

[3]王兆安 黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2003.

电力与电子技术范文9

[关键词]项目引领 教学模式 职业能力 创新能力

[中图分类号] G423 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)22-0087-02

一、引言

传统的以教师为主体、以课堂教学为核心的“填鸭式”教学模式在教学方法上主要以课堂讲授为主,教学内容主要以电力电子器件及其应用电路的分析处理为主,内容深奥难懂,学生接受性较差;开设的少量验证实验与工业生产的实际需求相差较远,与“以就业为导向,以能力为本位”的高职教育宗旨相距甚远。

根据高职教育的宗旨,以学生的认知规律和岗位需求出发,在电力电子技术课程中引入具体实践项目,使学生在动手操作相关实训项目的过程中,了解基本原理等理论知识,做到真正的“教学做一体化”。

二、项目引领教学法的内涵

项目引领教学法,是指师生通过共同实施一个完整的、具体的、具有实际应用价值的产品为任务的教学活动,是一种以学生为主体、教师辅助指导的学习过程。项目引领教学法以学生职业技能培养的基本规律为依据,以职业能力培养为重点,根据职业岗位所需的知识、技能、素质要求,实现学生职业能力的提升和职业素养的养成。将“项目引领”式教学方法引入课程教学,打造“感知、学习、应用、总结、提高”五位循环的教学模式,注重理论实践相融合,锻炼学生善于发现问题、自我分析问题、解决问题的能力,从而提高学生的职业能力。

三、项目引领教学法实施的原则

(一)项目的真实性

选择的项目的来源必须是企业实际生产过程或在实际生活中应用的具体项目,应用性要强,这样才能够锻炼学生的感官能力。

(二)项目的融合性

选择的项目要能够将理论知识和实践技能有效地融合在一起,能把即将要学的知识和已学的知识融合起来,使学生在学习了新知识的同时又复习了旧知识,锻炼学生的综合运用知识的能力。

(三)项目的趣味性

“学习的最大动力,是对学习材料的兴趣”,选择的项目要能够激发学生的好奇心,诱导学生学习的情绪,营造一个良好的学习氛围。若设计的项目不能激发学生的求知欲,不能有效调动学生学习的积极性,教学实施的效果将很难得到保证。

(四)项目目标的确定性

教师布置任务时首先要确定总体目标,然后把总体目标细分成多个具体的小目标,并把每一部分内容转化为容易掌握的“小任务”,通过这些“小任务”的完成来达到总的学习目标。

四、项目引领教学法在电力电子技术课程中的应用

电力电子技术是高职电气自动化技术专业的一门核心专业课,在课程体系中起着承上启下的作用。根据调研结果,以及毕业生的反馈信息,立足于满足企业岗位需求,融入职业资格标准,以职业能力为主线,系统设计课程结构和教学内容。课程以功率器件的选择、使用,主电路的安装、调试,基本信号电路的分析与检测等方面能力培养为目标,将电力电子技术的教学内容划分为五个项目模块:调光灯、三相可控整流电源、开关电源、中频感应加热电源、变频器等。根据实际需要将每个项目模块细分为几个小模块。按照由易到难,学生的认知规律来安排实践项目。以“调光灯制作”为例,在项目实施过程中融合晶闸管和单结晶体管、单相整流电路、单结晶体管触发电路的学习,具体的教学实施过程如图1所示。

图1 以“调光灯制作”为例的项目引领教学设计

(一)确定项目任务

学生通过对电路分析基础、电子产品设计与制作、专业基本技能训练等先导课程的学习,能够对电阻、电容、二极管、三极管等常用器件进行有效识别,并能够熟练操作万用表进行元器件参数、性能检测。明确本项目任务:普通台灯无法根据需求进行灯光调节,根据所学的晶闸管和单结晶体管的特点及相关整流电路知识,制作一个灯光可调的电路,不能使用可调电阻完成任务。

(二)制定项目计划

按照5人/组的方式对全班同学进行分组,并选出组长作为项目经理。根据项目任务,小组内部分工进行项目相关信息的收集、分析和整理,并且每名成员制定一份项目设计方案和计划,包括:工作步骤、检验计划和实施计划等。然后小组内讨论每名小组成员的见解和工作计划,最终确定最优解决方案和计划。各小组陈述各自的设计方案和计划及运用到的相关知识点,教师对各小组方案的优缺点作适时引导。在轻松愉快的气氛下,在兴趣的驱动下让学生慢慢理解所用到的知识。在这个过程中增强了学生参与的主动性,激发了学生的学习兴趣,学生通过主动探识、自主学习,在强化实践锻炼的过程中掌握所学的知识点,从而达到高职院校的课程教学目标。

(三)实施项目计划

学生根据方案中的主要元器件,运用所掌握的知识选择晶闸管的型号及其他所用器件的型号。教师有意识地将各种类型的电力电子器件混合在一起,让学生根据需要挑选,从而检验学生对电力电子器件的熟识程度。然后按照设计方案和电路图将各个元器件焊接在一起,并进行调试,在此过程中学生会遇到各种各样的问题,如元件管脚位置焊错、元件极性焊反、引脚虚焊、线路短接等,在学生无法有效解决的时候,教师要及时地对学生遇到的各种难题进行引导,增强他们的信心。调光灯制作好后,让学生利用示波器观察触发电路的波形、整流电路的电压输出波形,分析电路的工作原理,掌握此类电路分析的方法。在项目计划实施过程中,教师要能够针对不同层次的学生,给予不同深度的启发性指导,使学生在发现问题、汲取知识、运用知识技能的同时,还能锻炼学生的思维,培养学生的创新能力。

(四)项目检查

在项目实施过程中,小组内要进行自查,同时教师要进行协查,防止实施过程偏离任务。电路制作完成后,对项目结果要按照任务目标进行小组内检查和小组间互查,并判断达到的效果如何,此过程锻炼学生的责任心、质量意识及评估方法。同时,教师除对工作计划以内的内容进行检查外,还应对项目质量保证情况进行检查。

(五)项目评价

包括小组自我评价、小组间互相评价、教师最终评价等三部分。首先每个小组组长按照项目自评表对本小组的工作进行自我评价,包括项目的准备、项目实施过程中出现的问题、问题的解决、项目的效果、小组的收获等各方面进行总结;然后小组间的互评,包括项目的方案、达到的结果、元器件的布局等方面;最后由教师对每个小组的情况进行点评,指出优点和需要提升的地方,根据成绩评定方案(满分100分,小组自评占30%,小组互评占30%,教师评价占40%)给出最终成绩。

五、结束语

在电力电子技术课程教学中实施项目引领教学法,将需要掌握的知识和技能要求转换成与实践相对应的项目,培养和锻炼了学生的协作能力、分析能力、动手能力,充分展示了职业教育“以能力为本”的价值取向,突出了应用性、行业性、职业性的特点,遵循了行业发展方向和企业岗位需要,为培养面向生产、建设、服务和管理一线的高素质技能型人才奠定了基础,符合目前国家倡导的高等职业教育的发展模式。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 夏志华.项目驱动式教学法在电力电子技术课程中的应用[J].保定职业技术学院,2010,(2).

[2] 夏志华,彭咏龙.项目驱动式教学法在电力电子技术课程中的应用[J].职业时空,2009,(10).

电力与电子技术范文10

髙等职业教育是髙等教育的一种类型,与普通高等教育(学科型)是有区别的,它的培养目标是按照职业岗位(或岗位群)所需的实际技术和专门技能要求,培养技术应用型人才,目前学历定位大部分为专科层次。这里要特别强调的是“岗位”和“应用”这两个关键词,这是高职教育在培养目标上与普通高等教育质的区别。

应用电子技术,顾名思义,就是电子技术的应用技术。该专业要求学生掌握电子技术的基本知识和相应的理论;掌握电路分析和设计技能;熟悉常用电子仪器仪表的检测使用;熟悉电子技术在自动控制和通信技术等领域的应用。应用电子技术专业培养能在企业从事应用电子设备的设计、制造、维护、管理和服务的高级技术人才。

二、应用电子技术专业的内涵和外延

电子技术是一个十分宽泛的概念,从半导体材料、元器件制造、电子线路理论与技术、集成电路设计与工艺、光电子技术,到基于电子技术基础上的信息处理技术、通信技术、自动控制技术、多媒体技术等,都属于“电子技术”的范畴,这在我国公布的学科分类表中可见端倪,见图1。

高职应用电子技术专业,以电子技术应用能力为培养目标,按一线职业岗位或岗位群设置专业,当然不能像普通高等教育那样以学科类别设置专业和培养计划。髙职应用电子专业,重在实际应用能力,首先要使学生熟练掌握常用电子元器件、电子线路、单片机的基本原理,电子线路的基本分析方法和设计方法(包括应用计算机辅助分析设计的EDA技术),在此基础上,该专业再适当向上拓展一点,包括以电子技术为基础的自动控制领域和通信技术等领域的初步知识。三级学科(部分)电子电路无线电技术微波技术微电子学电子元件与器件技术有线通信技术无线通信技术光纤通信技术自动控制理论自动化仪器仪表与装置自动化技术应用机器人控制图1电子类学科分类简图从学科分类表中可以看到,“电子、通信与自动控制技术”是一级学科,其中三者各为二级学科,说明三者有割不断的联系,笔者认为,其中的“电子”是后两者的基础,或者说是手段、工具。从学科的内涵来看电子技术”的最基本内容是电子线路,包括电路的理论、分析设计方法,笔者在这里称为“电路级”学科。而通信技术(包括信号处理技术)和自动控制技术是电子技术在具体工程领域中的应用,这两个学科重点不是研究具体的电子线路,而是针对特定问题提出特定的算法,这种学科,是电子技术的在特定领域的进一步延伸,笔者在这里称为“算法级”学科。至于算法的具体实现,最终当然要用电子线路“电路级”或者计算机程序实现。

三、应用电子技术专业的目标定位

首先,高职应用电子技术专业人才培养的定位,是由该专业的培养目标决定的。高等职业教育是按职业岗位(群)的需要设置专业培养人才,这种人才是面向生产、制造、管理、服务第一线培养的技术应用性人才,需要较强的现场实践能力,其功能居于工程型(决策设计开发)和技能型(技术操作工人)之间的“中介”性人才。鉴于这类人才工作的“一线”、“现场”和“应用”性特征,高职高专应用电子专业培养的不是“算法级”人才,而是具有电子技术应用能力的“电路级”人才。

其次,高职应用电子专业的培养目标要与地方的行业需求相适应。髙职高专教育主要服务于地方社会经济建设。就拿苏州市来说,近年来,随着外资和内资电子信息类企业的迅速发展,电子信息产品制造业成为苏州市的支柱产业。苏州生产的电脑主板、笔记本电脑、显示器等产品,手机、交换机、数码相机等电子信息产品,占世界总产量的很大份额。大量电子企业的生产运营,除了需要大量的具有中等文化基础并经短期培训的生产线操作工以外,还需要一大批掌握电子技术基本理论,具有较强实践能力的一线技术人员,如生产线工艺员、质量管理员、设备管理员、售前售后技术服务员乃至车间主管助理、设计部门设计助理等。这些规格的人才,由高职院校来培养最为适宜。上面提到的这些电子信息产品本身的研发,需要用到通信、信号处理和自动控制领域的髙深的专门理论知识,主要是针对具体应用问题的具体算法模型,理论性强,数学推导多,比较抽象,在此称为“算法级”的知识。算法级知识最终要通过电路来制成产品,研究电路本身的知识在此称为“电路级”知识。“算法级”人才由本科以上层次来培养,高职院校主要培养需求量较大的“电路级”人才。

四、高职应用电子技术专业的课程体系构建

高等职业教育的培养目标与规格最终要通过课程体系来落实,髙职教育的培养目标的重应用、重技能的特征必然要反映在课程体系上,课程是专业的进一步细化。课程的内容与组织结构在某种意义上代表学生的知识面和能力结构。在应用电子技术专业的课程体系中,我们将课程分为几大模块:公共课模块、专业基础课模块、专业课模块和选修课模块。在专业基础和专业课模块中,又可以分割出技能课模块(包括综合实训、考工培训等实践性环节)。每个模块的具体如大学英语、高等数学、普通物理等课程,在满足学生适应社会、独立生存、终身学习、自我发展、创新超越等方面也起着重要作用。

专业基础课主要是“电路级”课程,主要是电路分析、模拟电路、数字电路、髙频电路等课程。它们是应用电子专业的重要基础,就像造高楼大厦必须要用髙标号水泥和钢筋打基础一样。它们不仅是本专业的重要专业基础课,为以后学习电子技术在其他相邻学科中的应用课程(专业课)打基础,而且本身也是提髙学生的职业技术素质的技术课,能满足学生胜任工作岗位和就业、创业的需要,所以这几门本科的专业基础课也可以看作髙职的专业课。

专业课模块是为学生今后具体从事应用电子技术某个行业领域而设置的更深一层次的课程。专业课中,其中有一部分是“算法级”课程,这类课程主要介绍特定领域(如通信、自动控制)内解决具体问题的思路方法、数学模型,即给出解决问题的算法,至于算法具体如何实现,是设计电路硬件实现,还是计算机软件实现,还是两者综合实现,一般教科书中不会详细介绍,这给学生的知识应用和创新留出了很大的空间,同时也是一种挑战。属于“算法级”的课程有:通信原理、自动控制原理、信号与系统、现代通信系统、数字信号处理等课程。

选修课是让学生自主选课,充分发挥学生自身的兴趣爱好与特长,开拓学生的视野,拓展专业知识面,同时也开设企业管理类课程,了解企业的运作,为学生从学校到企业的衔接作准备。

髙等职业教育教学过程的重要特色是它的实践性,它有独特的实践教学体系,舍此就不能实现高职教育的培养目标。应用电子专业的实践教学环节一般分为三个层面:第一层面为基础教学实验和单项技能训练,一般是配套课程理论教学的验证性实验;第二层面是专业实验教学和专业能力训练,一般指课程设计、专业技能训练课程,如线路板CAD、电路仿真技术等;第三层面为综合技术应用能力、实践能力、创新能力训练等,主要包括综合实验、综合训练(如中、髙级电子工考工培训)、课题项目、技术服务、毕业设计(实践)等。

五、能力培养与课程体系的关系

高等职业教育以岗位就业为导向,以职业岗位能力为主线,课程的具体教学方法,笔者认为无论是“电路级”还是“算法级”课程,与普通高等教育的教学方法一样要有许多不同的方法,主要概括为以下几点:

(一)电路级课程实际化

在电路分析、模拟电路、数字电路、髙频电路、电力电子技术等电路级课程中,本科教材主要讲授电路的基本原理、基本分析方法,数学分析推导比较多,这些内容对于学生打好扎实的基础是非常重要的。但是,对于高职教育,在讲清基本原理、基本概念和分析的基本思路和结论的前提下,数学的定量推导计算过程可以适当删减。同时为使学生更快了解实际、缩短教学内容和现实的差距,在讲授一种电路时,要补充介绍这种电路在现代电子设备中的具体应用,理论与实际结合,才能激发学习的兴趣。

(二)算法级课程电路化

在专业基础课的基础上,很多专业课都是算法级课程。如在电子通信专业方向,典型的算法级课程是《信号与系统》、《通信原理》和《数字信号处理》。在本科教学中,《通信原理》是专业基础课,主要讲述通信信号的拾取、变换、处理、传输等方面的理论,理论性强,数学分析推导多。《数字信号处理》主要讲授数字信号和离散数字系统的关系,分析的是抽象的系统,大量使用数学推导,得到的结果也比较抽象。这两门课如果用本科的讲授法,高职学生会觉得非常抽象,由于高职学生的数学基础相对较差,以至于根本学不下去,也不知道具体有什么用。所以,髙职教学中,算法级课程的教学要“电路化”,即在讲授解决某个问题的算法时,算法要讲得简单一点,同时要介绍这个算法在现代电子系统中的具体应用,特别是具体电路的实现。

电力与电子技术范文11

关键词: 高职院校 电子信息技术专业 职业能力培养模式

职业能力是人们从事某种职业活动必须具备的,影响职业活动效率的个人心理特征。人的职业能力是人们从事某项职业必须具备的多种能力的总和,是择业的基本参照和就业的基本条件,也是胜任职业岗位工作的基本要求。

电子信息工程专业是广西工商职业技术学院于2006年开设的新专业,专业建设时间短。根据高职院校培养高等技术应用性专门人才的定位和服务地方经济建设的实际需要,本专业培养与我国社会主义现代化建设要求相适应,德智体美全面发展,掌握本专业必备的基础理论和专业知识,具有较强的实践能力,掌握计算机基础理论和电子信息工程技术,具备电子信息技术的一般开发及生产管理能力;能在电子技术、信息技术、计算机技术等领域从事相关专业的应用、测试、维护、设计,并具有不断创新与实践能力的技术应用型中高级生产与管理人才。在培养高职学生的职业能力时,既需要培养学生具有健康向上的心理、坚强的意志、与人合作的能力,又必须进行专业知识和专业技能的训练,二者密不可分。

高职教育的教学方法强调的是实践性和可操作性,因此,采用适合高职电子信息工程专业的实践教学模式对培养学生的职业能力显得尤为重要,应侧重以下几方面:一是要增强参与性和互动性,提倡团队合作,努力提高学生的动手能力和工程实践能力;二是要根据专业目标合理分配理论教学与实践教学的比例,理论知识的掌握以够用和实用为前提,以实践为本,加强学生的专业技能培养;三是要把学业与就业、创业紧密结合,努力使学生积极参加各种类型的实训教学、竞赛活动,获得就业的技能和创业的本领。

广西工商职业技术学院自2006年开设该专业,就采用“职业技能考证”、“课程设计和毕业设计”、“电子设计竞赛”三点一线并行推进的方式,积极推行双证书制度,把职业资格证书课程纳入教学计划之中,以考证代替课程期末考试,考证成绩作为相关实训环节的成绩,使学生在获得学历证书的同时,顺利获得相应的职业资格证书和就业技能。同时,尽量使每个学生都有实践的机会,以课程设计代替书面考核、以参加电子设计竞赛作为综合运用的最终平台,努力提高毕业生的职业能力。

一、理论学习检验――职业资格考证

电子信息工程所涉及的内容是以电子技术为基础,以计算机技术为手段,以电子信息产品设计为主要应用的综合化技术,具有广泛的应用性和实践性,衡量基础理论教学的标准应以国家职业资格鉴定考核体系来进行科学、规范的评价。

该专业人才培养方案中明确规定,学生在毕业前需考取国家劳动和社会保障部的电工中级证,能够熟练运用基本技能独立完成本职业的常规工作和较为复杂的工作,能够与他人合作。

通过强调实践贯穿于基础理论学习之中的理念,并辅之以职业资格考证作为检验手段,2006级学生学习有方向有目标,均一次性通过国家劳动部门的电工中级证的考试。

二、课程实践成果――课程设计、毕业设计

职业技能型高职院校,必须加强先进技术知识和工程能力培养,突出实践教学,严格工程训练,以解决工程问题为核心来设置课程。在实际教学中,我们应重视课程设计环节,将课程设计环节纳入教学体系,以设计带动学生的学习兴趣。

该专业课程具有很强的实践性,专业教学任务不仅仅是让学生掌握相关知识,而是将所学的专业技术应用于实际设计中去。在重要的专业技术课程中,我们取消以往纸质试卷考核的方式,以具有学科特点、灵活多样的课程设计作为考查学生掌握知识和技能的新方法手段,使其在学完课程后能利用有关专业知识独立设计开发,而不仅仅只会在实验箱上完成简单的功能验证。

课程设计是在课程实验基础上的综合性实践,时间为一至二周。采用课程设计考核方法的实训主要有电子元器件及其应用实训、可编程控制实训、程序设计实训、单片机技能实训、电子信息产品设计与制作实训等。对实验和课程设计的内容,根据教学基本要求和学生的情况分层次、分组安排。将实验内容分为必做内容和扩展内容。必做内容是根据教学要求学生必须完成的内容,扩展内容在必做内容的基础上有所加深,供有能力的学生选做。

毕业设计在最后一个学期进行,结合生产实践和具体条件,提高学生综合应用本学科所学知识的能力和解决实际问题的能力,使学生能运用计算机设计较复杂的电路图和PC板,并设计出一定实用性的电子设计作品。

三、专业技能提升――电子设计竞赛

电子设计竞赛是全国性的学科竞赛活动,反映了电子信息技术最新进展,有助于高等学校实施素质教育:以竞赛为载体,把创新能力、协作精神、动手能力、工程实践能力、针对实际问题进行电子设计制作的能力作为具体目标:竞赛与教学内容紧密结合,与课程内容及课程体系改革紧密结合,竞赛既有理论计算、方案论证,又有实际制作、整机调试,与培养学生“全面素质”的要求紧密结合,与理论联系实际的学风建设紧密结合。电子设计竞赛对促进高职院校的电子信息工程专业职业能力的质量建设指明了方向和目标。

对于实践性、工程性很强的课程,课堂教学的时间毕竟十分有限,计划内的实验与课程设计也只能满足一般的要求。参加电子设计大赛,以及有针对性地开展学生科技活动,提高学生学习兴趣和增加自主学习实践的机会,对专业学习有特别的意义。根据学生的学习状况和专业兴趣情况,我们在科技活动中设计一些工程性题目供学生在课余时间学习、研究、实践,使学生在自主学习与实践中,深化课堂教学效果,提高自身专业水平,培养和锻炼学习能力和创新精神。

我们对电子信息工程专业进行职业能力质量建设,增加了学生动手实践的机会,提升了教学效果。学生能够创新性地设计简单实用产品,不仅巩固了课堂上所学的理论知识,而且能运用所学知识,对电子信息技术及其设计方法有了切身的体会和理解,对于掌握扎实的专业技能和良好的职业素质打下了坚实基础,第一届毕业生在应聘工作时能较快地进入工作角色适应工作环境。在今后的教学实践中我们将继续完善实验条件,加强师资队伍的建设,以建设更加科学合理的职业能力训练体系,向为社会培养合格的工程技术人才目标努力。

参考文献:

[1]陈小虎,刘化君.应用型人才培养模式及其定位研究[J].北京:中国大学教学,2004.

电力与电子技术范文12

关键词:电力电子技术;电源技术;电力电子产业

电力电子技术,就是运用电力半导体器件以及电子技术对电气设备的电功率进行控制的一种技术。它把电力半导体器件、电子技术、自动控制技术与电力变换技术等多种技术相结合,是一门交叉学科。经过几代人孜孜不倦的努力,我国的电力电子产业发展的比较快速。自从第一个可控硅的出现,电力电子器件及其应用技术的发展已经持续了将近50年。电力电子器件的发展历经了不控器件和半控器件,电流、电压全控器件和功率集成电路等几个时期,器件的体积在不断地减小,而且,功率损耗较大的开关时间也大大降低,工作频率大幅度的增加,而且在电力电子技术上的新突破变为实际应用的时间也缩短。它涉足领域广泛,在电力、机械、通讯、交通等领域发挥着重要作用,是如今高新技术不可或缺的一部分。

1电力电子器件的发展

由于电力电子器件不断发展,电力电子技术也取得了较大进步。电力电子技术的发展可分为以下几个阶段,第一阶段为1950~1960年,在这一阶段,半导体器件中重要的技术得到了完善;第二个阶段从1970到1980年底,关键的电力电子器件包括场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管、可关断晶闸管的发展,使功率变换的要求得以实现;第三个阶段是从1990年始一直到现在,电力电子技术已经基本成熟,电压全控型的电力电子器件与智能型集成功率模块技术实现了飞跃式的发展。到目前为止,电力电子器件的水平基本上稳定在109~1010W/Hz的水平。为了超越器件的极限,可以向两个方向发展:一是更换更新的器件构造,二是应用宽能带间隙的半导体器件,如SiC器件和GaN器件。

2对电力电子产业现状的分析

毋庸置疑的是,电力电子的应用技术对我国国民经济的发展起着很大的促进作用。为了大力发展电力电子技术,政府将电力电子技术列入国家“九五”科技发展规划和国家关键新技术发展计划。尽管电力电子产业得到了较快发展,但同时也面临着一些挑战,研究与调查表明当前我国电力电子产业发展的同时存在着有利因素与不利因素。2.1有利因素。我国电力电子技术的发展在如下方面取得很大的成功:由于Si材料的发展与运用,技术的不断成熟等,大功率相控晶闸管与大功率快速晶闸管在部分地区已经有较大地发展,市场份额在逐步加大;功耗很低的中功率可控硅在国外市场所占份额较大;电力电子的集成化与数字化技术得到较大的发展;在东南部地区,成本较低的中低功率模块,价格相对低廉的普通二极管与晶闸管芯片在国内市场比重较大,因此可以不用进口,节约了成本。2.2不利因素。我国的工业化进程还处于一个不发达阶段,在工业化进程中依然要面对一系列问题。在电力电子领域内主要面临以下问题:科技发展的基础相对于其他发达国家较为薄弱,再加上这个领域发展速度太快,我国在这个领域的发展滞后于国际步伐;我国生产的大部分电力电子器件仍然局限于可控硅,很多研发出来的高科技产品依然依赖于国外产品的组装集成;产品研发的效率还不是太高,新能源技术还不成熟。

3电力电子产业发展的目标以及建议

为了应对国内外市场紧迫的竞争形势,尽快改变我国电力电子技术的落后现状,应尽快采取有力的措施。我国政府可以采取以下的发展战略:(1)朝着大容量、智能化的方向发展电力电子器件,尤其注重发展中小功率半导体器件的高功率化、模块化、数字化、快速化,发展创新型科技。(2)着力提高电子产品的效率与电能,尽量消除或者降低电力公害,减少电磁干扰。因此研究的重点内容就是更好地提高电能变换效率,让待机损耗降到最低。(3)运用新型半导体材料制造新型功率器件,加强对新一代碳化硅、砷化镓功率器件的开发。(4)大力发展智能化的电路集成系统产品,把这个复杂系统模块化,从而可以达到标准化、生产自动化、批量化生产,降低成本。

4结论

电力电子技术的发展,为逐渐改造传统产业和开拓新的产业奠定了一定的基础,而且在科技发展中所起的作用越来越关键,在如今的高新技术中扮演着不可缺少的角色。总而言之,电力电子产业在未来的应用前景越来越广阔,必然会成为21世纪电子产业的一个重要的组成部分。

作者:姜雪菲 任宝森 单位:青岛大学

参考文献:

[1]王兆安,杨旭.王晓宝.电力电子集成技术的现状及发展方向[J].电力电子技术,2003,37(5):90-94.