電力電子技術(shù)概念
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電力電子技術(shù)概念范文第1篇
關(guān)鍵詞： 電子技術(shù) CDIO 實(shí)踐化改革
我國(guó)工科教育受傳統(tǒng)觀念、經(jīng)費(fèi)投入等的制約，培養(yǎng)的人才工程能力、實(shí)踐能力較薄弱，缺乏創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。根據(jù)“2012～2013全球競(jìng)爭(zhēng)力報(bào)告”顯示，中國(guó)只有10%的工程專業(yè)畢業(yè)生可以立刻勝任工作。重論文、輕設(shè)計(jì)、缺實(shí)踐，一直被認(rèn)為是中國(guó)工程教育的嚴(yán)重“弊病”。CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，是一種先進(jìn)的工程教育理念和實(shí)施體系。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的整個(gè)生命周期過(guò)程為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，以此全過(guò)程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比較，CDIO模式更強(qiáng)調(diào)綜合創(chuàng)新能力，同時(shí)更關(guān)注工程實(shí)踐，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。電子技術(shù)類課程是電類相關(guān)專業(yè)的主干技術(shù)課程，其特點(diǎn)是課程理論性、實(shí)踐性、應(yīng)用性非常強(qiáng)。如何既能傳授給學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，又能增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，是我們要解決的根本問(wèn)題。針對(duì)電子技術(shù)類課程的特點(diǎn)，提出借鑒CDIO工程教育模式對(duì)電子技術(shù)類課程進(jìn)行實(shí)踐化改革的思路。從課程知識(shí)點(diǎn)的凝練、多門課程知識(shí)點(diǎn)的重組與融合等方面進(jìn)行改革探索。
1.電子技術(shù)類課程教學(xué)現(xiàn)狀分析
（1）教學(xué)模式傳統(tǒng)，理論與實(shí)踐脫節(jié)。
近年來(lái)，雖然眾多高校已經(jīng)認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)教學(xué)模式重理論、輕實(shí)踐的弊端，但多年來(lái)形成的慣性，使大多數(shù)學(xué)校仍然只能做到小修小改，如理論課程與實(shí)驗(yàn)課程及課程設(shè)計(jì)單獨(dú)設(shè)課，增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)，加大課程設(shè)計(jì)力度等措施。總體效果并不是很顯著，仍然應(yīng)用先理論后實(shí)驗(yàn)的模式，教學(xué)過(guò)程中缺少工藝設(shè)計(jì)步驟，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到實(shí)踐問(wèn)題不能很好地解決。
（2）與工程實(shí)際結(jié)合力度小，跟不上電子技術(shù)的飛速發(fā)展。
電子技術(shù)是一種飛速發(fā)展的技術(shù)，其發(fā)展速度是其他任何技術(shù)都不能比擬的，具有其他技術(shù)不具備的高速發(fā)展性。傳統(tǒng)電子技術(shù)課程教學(xué)，教學(xué)知識(shí)點(diǎn)幾十年不變，基礎(chǔ)有余，發(fā)展不足，滿足不了工程發(fā)展需要，不利于培養(yǎng)學(xué)生的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)。
（3）考核方式傳統(tǒng)，對(duì)學(xué)生能力考查不足。
當(dāng)前電子技術(shù)類課程考核基于一紙?jiān)嚲砘倪€很多，重理論、重定量化考核，考試內(nèi)容完全局限于教材，對(duì)電子技術(shù)的實(shí)踐性、工程性的考核很難做到。其后果必然是“重理論，輕實(shí)踐”、“重定量，輕定性”、“重書本，輕工程”、“重分?jǐn)?shù)，輕能力”。
對(duì)于電類技術(shù)類課程來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)教學(xué)模式越來(lái)越難適應(yīng)電子技術(shù)的飛速發(fā)展，因此該課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。
2.基于CDIO理念的電子技術(shù)類課程實(shí)踐化改革
基于CDIO理念的電子技術(shù)類課程實(shí)踐化改革，主要體現(xiàn)在教學(xué)模式、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系、考核方式三個(gè)方面。
（1）項(xiàng)目制理論與實(shí)踐教學(xué)相融合的教學(xué)模式。
①基于學(xué)科體系的項(xiàng)目制教材的編訂
修改現(xiàn)有電子技術(shù)類課程的知識(shí)點(diǎn)分步，以項(xiàng)目制理念為引領(lǐng)，依據(jù)實(shí)踐過(guò)程的學(xué)習(xí)規(guī)律編訂教材，打破單一課程知識(shí)點(diǎn)孤立的狀況，按照項(xiàng)目所需把課程間知識(shí)點(diǎn)全部貫穿融合。使理論知識(shí)與項(xiàng)目制作、調(diào)試與檢測(cè)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，按照學(xué)生在“學(xué)中做，做中學(xué)”的教改理念編寫，具有項(xiàng)目選擇實(shí)用、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。
項(xiàng)目制下，以數(shù)字電子技術(shù)課程為例，知識(shí)點(diǎn)整合如下：
為了和項(xiàng)目配套，增強(qiáng)教學(xué)效果，每個(gè)項(xiàng)目均設(shè)計(jì)了示教板。
②始于實(shí)踐終于實(shí)踐的項(xiàng)目制教學(xué)方式
傳統(tǒng)電子技術(shù)類課程的教學(xué)模式理論性強(qiáng)，注重?cái)?shù)學(xué)推導(dǎo)、定量計(jì)算，不注重定性分析，學(xué)生不容易理解，普遍感覺(jué)很難，更不會(huì)靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。
CDIO是一種以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的新型工程教育模式，在CDIO教學(xué)理念指導(dǎo)下，根據(jù)電子技術(shù)類課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，全部采用項(xiàng)目化教學(xué)模式，基于工作過(guò)程的工學(xué)結(jié)合、任務(wù)引領(lǐng)與實(shí)踐為導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì)思想。將項(xiàng)目分解為若干任務(wù)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式，由淺入深地把知識(shí)和技能滲透到項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，融“教、學(xué)、做”于一體，始于實(shí)踐、終于實(shí)踐。
③將教室與實(shí)驗(yàn)室功能融合的教學(xué)手段
要想真正將實(shí)踐與理論相結(jié)合，就要倡導(dǎo)CDIO“做中學(xué)”的教育理念，打破理論與實(shí)踐教學(xué)的界限，將課堂教學(xué)從原來(lái)的教室搬至實(shí)驗(yàn)室，課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)合二為一，有機(jī)結(jié)合。
項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，教師利用示教板先演示現(xiàn)象，之后結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論分析，講解項(xiàng)目中的知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生結(jié)合實(shí)際現(xiàn)象理解各種參數(shù)改變下產(chǎn)生的效果，之后指導(dǎo)學(xué)生實(shí)施相應(yīng)項(xiàng)目。實(shí)施過(guò)程中，每個(gè)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目都有不同理解，會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，解決了這些問(wèn)題，就預(yù)示著學(xué)生的能力得到了實(shí)質(zhì)性提高。
經(jīng)過(guò)幾年探索和實(shí)踐，構(gòu)建教、學(xué)、做一體化的項(xiàng)目制教學(xué)模式，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，切實(shí)提升了學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平。
（2）以能力培養(yǎng)為核心，構(gòu)建項(xiàng)目制下的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)體系。
學(xué)生完成教材規(guī)定的基本項(xiàng)目后，已經(jīng)完全掌握實(shí)驗(yàn)基本原理和基本操作，每位學(xué)生都能獨(dú)立且熟練、規(guī)范地使用各種實(shí)驗(yàn)器材，運(yùn)用理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，具備了基本的實(shí)踐能力。
我校電工電子實(shí)驗(yàn)中心為省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，為項(xiàng)目教學(xué)提供了不同層次的實(shí)踐平臺(tái)，包括PCB制作實(shí)驗(yàn)室、機(jī)加工實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、單片機(jī)與嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、PLC技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、EAD技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)室等，在這些平臺(tái)上可完成多項(xiàng)工程性項(xiàng)目。中心實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放政策，為學(xué)生實(shí)踐能力提高提供了硬件和時(shí)間上的保障。
（3）豐富考核方式，突出能力考核。
CDIO的評(píng)價(jià)方法側(cè)重能力培養(yǎng)，改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)重考評(píng)知識(shí)的獲得。在CDIO項(xiàng)目制學(xué)習(xí)中，直接通過(guò)制作項(xiàng)目進(jìn)行考核，一種是難度較基礎(chǔ)但時(shí)間有限定的考核方式，對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐知識(shí)的熟練程度要求較高；一種是難度較高，知識(shí)點(diǎn)涉及面廣、功能綜合的項(xiàng)目考核，對(duì)學(xué)生整體實(shí)力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力都能起到很好的考核作用。
通過(guò)以上考核方式，實(shí)現(xiàn)CDIO對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力的全面考核。
3.實(shí)踐效果
電力電子技術(shù)概念范文第2篇
【關(guān)鍵詞】電力電子集成技術(shù)；集成技術(shù)的分類；分析現(xiàn)狀；探討發(fā)展趨勢(shì)
電力電子技術(shù)在研發(fā)，以及裝置的生產(chǎn)和維護(hù)上需要大量的人力資源和物力資源的投入，導(dǎo)致電力電子裝置的使用范圍受到嚴(yán)重的限制，最終阻礙了電能在使用技術(shù)方面的發(fā)展和進(jìn)步。同時(shí)根據(jù)國(guó)際電力電子學(xué)界的分析研究發(fā)現(xiàn)，電力電子技術(shù)的發(fā)展主要受到電力電子集成技術(shù)的制約。因此解決電力電子集成技術(shù)對(duì)于擴(kuò)展電力電子技術(shù)使用范圍有著至關(guān)重要的意義。概括電力電子集成技術(shù)的不同層次和形式，探討集成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究分析電力電子集成技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)電力電子裝置在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上的成本最小化，可靠性最大化的目的，達(dá)到電力電子模板將功率器件、電路元件以及控制器、動(dòng)作開關(guān)等部件有機(jī)的集成起來(lái)，形成標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)模板。促進(jìn)電能的高效、科學(xué)、合理的開發(fā)和利用，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展提供保障條件。
一、電力電子集成技術(shù)的概念
（一）概念。電力電子集成概念的出現(xiàn)已經(jīng)有幾十年的時(shí)間，世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC在1946年誕生于美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)，隨著這類計(jì)算機(jī)的發(fā)展，晶體管計(jì)算機(jī)問(wèn)世并不斷發(fā)展起來(lái)，出現(xiàn)了集成電路。集成電路的發(fā)展和進(jìn)步促進(jìn)了人類科技的迅猛發(fā)展。同時(shí)出現(xiàn)了早期的單片集成，并且進(jìn)一步證實(shí)了在同一塊硅片上將主電路、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路以及控制電路等元件集成的片內(nèi)系統(tǒng)（System On Chip—SOC）理念。但是單片集成存在高壓隔離、傳熱、以及小電流電路元件制造工藝上的差距明顯等問(wèn)題。造成單片集成只能在小功率的范圍內(nèi)應(yīng)用。隨著電力電子集成化的明確，現(xiàn)在市場(chǎng)上廣泛使用的電力電子功率模板在革新單片集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)集成化的理念更為完善和創(chuàng)新。
（二）電力電子集成技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)。以美國(guó)電力電子研究中心（Center forPower Electronic System-CPES）為核心機(jī)構(gòu)，德國(guó)賽米控公司，瑞士ABB公司以及西班牙國(guó)家微電子研究中心等權(quán)威性的電力電子集成技術(shù)的研究機(jī)構(gòu)。
二、電力電子集成技術(shù)的分類
電力電子集成技術(shù)可分為三種不同的形式和層次。第一種是單片集成，是片內(nèi)系統(tǒng)（System On Chip—SOC）理念的具體表現(xiàn)，在同一塊硅片上設(shè)計(jì)將主電路、驅(qū)動(dòng)、保護(hù)電路以及控制電路等元件集成起來(lái)。具有降低成本、減少體重的優(yōu)勢(shì)，但是其存在的高壓隔熱以及傳熱等問(wèn)題突出。第二種是混合集成，利用封裝技術(shù)，在同一個(gè)模塊中將包括功率器件、驅(qū)動(dòng)以及保護(hù)電路、控制電路的數(shù)塊硅片封裝，形成功能相較完整、獨(dú)立的元件，更好的解決了不同工藝要求的高壓隔熱等問(wèn)題。第三種是系統(tǒng)集成，這種集成方式在工程技術(shù)行業(yè)的應(yīng)用最為普遍。
三、電力電子集成技術(shù)的重要意義
電力電子集成技術(shù)的改進(jìn)關(guān)系著整個(gè)電力電子行業(yè)的發(fā)展。有利于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的電力電子應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)，設(shè)計(jì)成本以及設(shè)計(jì)的人力物力成本的降低，促進(jìn)電力電子行業(yè)的技術(shù)革命創(chuàng)新，影響著電力、能源以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。同時(shí)電力電子集成技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步有利于改善電力電子領(lǐng)域的勞動(dòng)以及技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè)問(wèn)題。
四、電力電子集成技術(shù)的現(xiàn)狀
在電力電子集成模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理中，分析模塊的可靠性能以及制造成品的成功概率等方面發(fā)現(xiàn)，制造成品的成功率隨著模塊中的集成元件的數(shù)量的增加而降低。電力電子裝置的復(fù)雜性能隨之增加。同時(shí)控制電路影響著裝置的靈活性能，因此不同用途的集成模塊不能隨意更換控制電路。
集成模板內(nèi)部的鋁絲鍵合工藝存在很多問(wèn)題，工藝的寄生電感大，造成元件的過(guò)高開關(guān)過(guò)電壓?jiǎn)栴}，進(jìn)而形成開關(guān)應(yīng)力。鋁絲過(guò)細(xì)，導(dǎo)致其傳熱性能不強(qiáng)。同時(shí)并聯(lián)多根鋁絲，造成電流分布不均勻，出現(xiàn)局部電流過(guò)于集中的問(wèn)題。
單片集成的應(yīng)用范圍并不廣泛，僅在小功率的范圍內(nèi)才有所應(yīng)用，目前，混合集成重要是以中等級(jí)別的功率應(yīng)用為主。系統(tǒng)集成在構(gòu)成上是以分立的元件為主，在設(shè)計(jì)、制造上，過(guò)程復(fù)雜，成本高，集成的優(yōu)點(diǎn)并不能很好的體現(xiàn)出來(lái)。
五、電力電子集成技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
隨著新型半導(dǎo)體材料的發(fā)展以及加工工藝的改善，單片集成必然朝著較大功率的范圍推廣、普及應(yīng)用。混合集成在集成程度以及技術(shù)難度上有一定的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，因此，在未來(lái)的電力電子集成技術(shù)上，仍舊有一定的市場(chǎng)前景。改善電力電子集成模塊的電路技術(shù)和磁技術(shù)，使得電路的性能得到提高，損耗得到降低。未來(lái)的電力電子集成技術(shù)一定會(huì)朝著將功率元件、電路元件、控制器以及動(dòng)作開關(guān)等有效集成，形成系列完整、智能的電力電子標(biāo)準(zhǔn)模塊的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)元件內(nèi)部的高度集成，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也能適應(yīng)自動(dòng)化的生產(chǎn)需求。
六、結(jié)語(yǔ)
電能的利用方式隨著電力電子技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展而發(fā)生了重大的創(chuàng)新。同時(shí)電力電子技術(shù)的發(fā)展也改變了人們對(duì)電能的使用觀念。但是在實(shí)際的電力電子技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，存在著電力電子裝置在應(yīng)用范圍上受到限制等嚴(yán)重問(wèn)題。探討集成技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究分析電力電子集成技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合實(shí)際的技術(shù)水平情況，采取科學(xué)合理的集成形式，促進(jìn)集成技術(shù)的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。
參考文獻(xiàn)
[1] 李永東，李敏.電力電子系統(tǒng)分析研究[J].電工技術(shù)雜志，2010（8）.
電力電子技術(shù)概念范文第3篇
論文摘要：電力電子技術(shù)正在不斷發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實(shí)際工程也取得了可喜成績(jī)。
1前言
電力電子技術(shù)是一個(gè)以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電（HVDC）。自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用。
2電力電子技術(shù)的應(yīng)用
自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻(xiàn)介紹和總結(jié)了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。
2.1在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的。
2.1.1大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制
靜止勵(lì)磁采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵(lì)磁機(jī)這個(gè)中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進(jìn)的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。
2.1.2水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁
水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時(shí)（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。
2.1.3發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速
發(fā)電廠的廠用電率平均為8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65%，且運(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速，可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國(guó)內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國(guó)內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。
2.2在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。
2.2.1直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDCLight）技術(shù)
直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。
2.2.2柔流輸電（FACTS）技術(shù)
FACTS技術(shù)的概念問(wèn)世于20世紀(jì)80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其輸出無(wú)功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。2.3在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
配電系統(tǒng)迫切需要解決的問(wèn)題是如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，即用戶電力（CustomPower）技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，是在FACTS各項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電能質(zhì)量控制新技術(shù)。可以將DFACTS設(shè)備理解為FACTS設(shè)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場(chǎng)介入相對(duì)容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
2.4在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
2.4.1變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行
電動(dòng)機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個(gè)方面，通過(guò)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個(gè)方面，只有將二者結(jié)合起來(lái)，電動(dòng)機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國(guó)外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國(guó)正在推廣應(yīng)用中。
變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速。在調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30%左右。其缺點(diǎn)主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。
2.4.2減少無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)
在電氣設(shè)備中，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(wú)功功率。因此，無(wú)功電源與有功電源一樣，是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無(wú)功平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓降低，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時(shí)會(huì)引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無(wú)功容量不足時(shí)，應(yīng)增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。
電力電子技術(shù)概念范文第4篇
論文摘要：電力電子技術(shù)正在不斷發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實(shí)際工程也取得了可喜成績(jī)。
1前言
電力電子技術(shù)是一個(gè)以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電（HVDC）。自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用。
2電力電子技術(shù)的應(yīng)用
自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻(xiàn)介紹和總結(jié)了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。
2.1在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的。
2.1.1大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制
靜止勵(lì)磁采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵(lì)磁機(jī)這個(gè)中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進(jìn)的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。
2.1.2水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁
水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時(shí)（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。
2.1.3發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速
發(fā)電廠的廠用電率平均為8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65%，且運(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速，可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國(guó)內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國(guó)內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。
2.2在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
電力電子器件應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。
2.2.1直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDCLight）技術(shù)
直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。
2.2.2柔流輸電（FACTS）技術(shù)
FACTS技術(shù)的概念問(wèn)世于20世紀(jì)80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其輸出無(wú)功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。2.3在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用
配電系統(tǒng)迫切需要解決的問(wèn)題是如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，即用戶電力（CustomPower）技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，是在FACTS各項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的電能質(zhì)量控制新技術(shù)。可以將DFACTS設(shè)備理解為FACTS設(shè)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場(chǎng)介入相對(duì)容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。
2.4在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用
2.4.1變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行
電動(dòng)機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個(gè)方面，通過(guò)變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個(gè)方面，只有將二者結(jié)合起來(lái)，電動(dòng)機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國(guó)外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國(guó)正在推廣應(yīng)用中。
變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)級(jí)調(diào)速。在調(diào)速過(guò)程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30%左右。其缺點(diǎn)主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。
2.4.2減少無(wú)功損耗，提高功率因數(shù)
在電氣設(shè)備中，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(wú)功功率。因此，無(wú)功電源與有功電源一樣，是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無(wú)功平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓降低，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時(shí)會(huì)引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無(wú)功容量不足時(shí)，應(yīng)增裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。
電力電子技術(shù)概念范文第5篇
當(dāng)今社會(huì)，能源問(wèn)題是全球面對(duì)的一個(gè)共同的危機(jī)。由于全球各國(guó)的煤儲(chǔ)量、石油儲(chǔ)量都在迅速地減少，生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，因此，新能源的應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫，世界各國(guó)對(duì)此十分重視。為了新能源的利用問(wèn)題，世界各國(guó)各自啟動(dòng)了各項(xiàng)能源計(jì)劃，表明新能源的利用已經(jīng)迫在眉睫。為了應(yīng)對(duì)這種必然發(fā)展趨勢(shì)的需要，在近些年來(lái)我國(guó)各高校與電力電子和電力傳動(dòng)相關(guān)的學(xué)科以上各級(jí)都開展了與新能源發(fā)電相關(guān)的電力電子應(yīng)用技術(shù)的研究。可見新能源發(fā)電已經(jīng)不可避免地成為我國(guó)乃至世界電力電子技術(shù)的主要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前我國(guó)正處于一個(gè)技術(shù)急缺的時(shí)候，在電力電子技術(shù)應(yīng)用方面體現(xiàn)為：二并網(wǎng)變換器主要來(lái)源于進(jìn)口產(chǎn)品，我國(guó)對(duì)外來(lái)產(chǎn)品的普通運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不夠，我國(guó)的國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品仍然在費(fèi)力的摸索中逐步前進(jìn)。我國(guó)產(chǎn)品的主要問(wèn)題表現(xiàn)為：裝備的可靠性差，產(chǎn)品的有關(guān)性能和功能還達(dá)不到要求，產(chǎn)品沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。雖然這樣，我國(guó)的電力電子技術(shù)的應(yīng)用系統(tǒng)仍然的到了一定程度的發(fā)展。其表現(xiàn)如下：首先，我國(guó)的電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)開始向大容量發(fā)展。我國(guó)發(fā)電系統(tǒng)的單機(jī)容量已經(jīng)用兆瓦來(lái)作單位，并且它在向更大的容量方向發(fā)展。其次，電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的高能性。這種特性主要通過(guò)電力電子技術(shù)在應(yīng)用時(shí)所展現(xiàn)的高可靠性和高效率，還有電力電子技術(shù)為了適應(yīng)電網(wǎng)所需求的低電壓穿越以及對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行的孤島保護(hù)等。
2智能電網(wǎng)發(fā)展歷程。
智能電網(wǎng)也是近幾年來(lái)隨著我國(guó)電力電子技術(shù)的發(fā)展在電子行業(yè)興起的概念。在人們的潛意識(shí)里，基本上認(rèn)為電力電子技術(shù)、傳感技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、通訊技術(shù)等是驅(qū)動(dòng)“智能電網(wǎng)”的主要因素。事實(shí)上，電力電子技術(shù)是一門包括靈活輸電、新型儲(chǔ)能、傳感、先進(jìn)的信息、控制等技術(shù)，它承載著大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。近些年來(lái)，世界各國(guó)對(duì)于智能電網(wǎng)的研究愈加重視，2008年，美國(guó)提出了智能電網(wǎng)計(jì)劃，企圖用智能電網(wǎng)對(duì)各種新能源進(jìn)行入網(wǎng)管理，并在此基礎(chǔ)上全面地對(duì)能源進(jìn)行分布式的管理，最終是美國(guó)創(chuàng)造出世界上高能源使用效率的記錄。同年10月，我國(guó)也針對(duì)智能電網(wǎng)正式地啟動(dòng)了一個(gè)具有可行性的研究項(xiàng)目。并依據(jù)這一項(xiàng)目規(guī)劃出了一個(gè)“三步走”的戰(zhàn)略。所謂“三步走”戰(zhàn)略，即在2010年將我國(guó)的電網(wǎng)高級(jí)調(diào)度中心建成，在2020年將我國(guó)具有初步智能特征的數(shù)字化電網(wǎng)全面建成，在2030年使得我國(guó)具有自愈能力的智能電網(wǎng)得以真正建成。可以說(shuō)，電力電子應(yīng)用系統(tǒng)近些年來(lái)被廣泛運(yùn)用與智能電網(wǎng)中。
3電氣節(jié)能發(fā)展歷程。
變頻調(diào)速作為電氣節(jié)能的主要內(nèi)容。它是解決我國(guó)節(jié)能規(guī)劃工程中電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵。我國(guó)政府對(duì)自2006啟動(dòng)的節(jié)能規(guī)劃工程投入頗多，因此，節(jié)能這一舉措勢(shì)在必行。變頻調(diào)速系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的主要依靠作為電機(jī)的電力電子變頻器驅(qū)動(dòng)電源。隨著我國(guó)電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國(guó)的變頻調(diào)速技術(shù)也變得日趨成熟，在市場(chǎng)上有極大的發(fā)展空間，且其保質(zhì)期延長(zhǎng)了許多。目前，我國(guó)高壓電機(jī)系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù)的大約有20%，而低氣壓電機(jī)系統(tǒng)中采用此技術(shù)的大約占30%。可見，我國(guó)使用電力電子變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)源的變頻調(diào)速系統(tǒng)在未來(lái)有著極大的發(fā)展空間。除此之外，變頻調(diào)速系統(tǒng)將會(huì)在未來(lái)繼續(xù)隨著電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展成為一個(gè)集成型、專用型的系統(tǒng)產(chǎn)品。它的特點(diǎn)即是將變頻器、電機(jī)以及其控制集于一體。
4電力牽引發(fā)展歷程。
