电力电子技术【精品】
电力电子技术1
1“循环互辅”实践教学方法及其在电力电子技术课程中的应用
1.“1循环互辅”实践教学方法
“循环互辅”实践教学方法建立在“建构主义的学习观”的基础上,建构主义的学习观认为:知识不能简单地通过教师传授得到,而是每个学生在一定的情境下通过自主探索、小组协作等学习方式,达到对所学知识意义的主动建构。传统的电力电子技术实践教学,学生的自主学习能力没有得到有效培养。因此,探索新的实践教学方法具有十分重要的意义。“循环互辅”即老师分项目分别辅导N个学生,然后由学生分项目相互循环辅导。“循环互辅”实践教学方法主要分以下步骤进行:
1)调整优化教学内容,教师在授课前对教学内容要认真筛选,注意课程体系的前后衔接,理论够用原则,降低理论的难度,以应用为主线,精心选择N个教学项目。
2)根据学生的兴趣特点和基础,由学生自主选择自己负责的项目,选择同一项目的同学为一组,把全班同学分成N组。针对每个项目,教师辅导负责该项目的一组学生。
3)经教师培训后的项目负责人指导其他同学完成该项目,教师监控各个项目的完成情况,及时解决项目负责人无法解决的问题,保证项目顺利进行。实践教学过程中,教师多采用启发式进行指导,主要是多引导,多启发,提出分析问题的方法,指出解决问题的途径,让学生通过独立思考和小组合作,找出解决问题的具体方案,并在实践中加以检验,提高学生分析问题和解决问题的能力。
4)为了保证“循环互辅”实践教学方法顺利进行,需要改革原有的课程考核评价方式,课程评价主体和评价内容应多元化,评价方式应多样化,可构建“教师评价、学生自评、学生互评”相结合的评价机制。在学生考核评价中,应全面客观地反映学生的真实情况,重点考核与评价学生的职业技能和职业素质,对学生的学习态度、学习能力、沟通与合作能力、创新精神等进行全面考察。坚持过程性评价和结果性评价相结合,过程性评价是在学生自主学习过程中对学生的学习态度、日常表现等各方面情况进行的评价,结果性评价是学生学习完成后对学生整体技能情况的评价。
1.2“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的'具体应用
下面从教学项目的选取和实践教学过程的实施两个方面探讨“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的具体应用。
1)随着电力电子新器件的不断涌现以及各种变流电路的不断发展,电力电子技术课程的教学内容日益增长,在学时有限的情况下,以电力电子技术应用最广泛的实际案例为载体,设计了以下六个项目作为教学内容:
(1)单相半波整流调光灯电路;
(2)单相桥式全控整流调光灯电路;
(3)单相交流调压调光灯电路;
(4)同步电机励磁电源电路;
(5)开关电源电路;
(6)中频感应加热电源电路。
2)根据学生的兴趣特点和基础,由学生自主选择自己负责的项目,选择同一项目的同学为一组,把全班同学分成6组。以单相半波整流调光灯电路为例,教师负责辅导选择该项目的7-8个学生。再由这些学生负责指导班上其余同学完成该项目。教师监控各个项目的完成情况,及时纠正错误。
3)循环互辅实践教学方法,不仅要求学生自己学会,还要教会别人。这就要求学生对自己选择的项目需要进行大量的准备工作。教师利用大学城空间,建设电力电子技术空间资源课程,包括多媒体课件、参考教材、各种变换电路的仿真模型及仿真参数设置实例,实验指导、各章习题及其学习指导等。学生进入教师空间后,可自主开展学习,通过发表评论在线分享学习心得,通过电力电子技术交流的群组与教师、同学进行在线交流。“循环互辅”实践教学方法在电力电子技术课程中的应用实践表明:
(1)实践教学过程中,由于每位同学都得到了充分有效指导,因此故障率、仪器设备损坏率降低了。
(2)该方法最大限度地调动了学生学习的积极性和主动性,发展每一个学生的优势潜能,有效培养了学生自主学习和分析问题解决问题的能力,取得了较好的教学效果。
2结束语
“循环互辅”实践教学方法,通过学生为主体、教师为主导的教学方式,极大地激发了学生学习的积极性和主动性,培养了学生分析问题和解决问题的能力。实践结果表明“循环互辅”实践教学方法,在有限的设备、场地、师资和训练时间里,教学效果明显提高。但是,电力电子技术课程教学改革仍处于一个不断探索的过程中,需要广大教育工作者不断深入研究和长期实践。
电力电子技术2
大学生专业认识实习是大学学习阶段在完成一定的课程后所要进行的最重要的一段实践环节。实习是每一个合格的大学生必须拥有的一段经历,它使我们在实践中增强专业意识和实践意识,鉴于此,学校根据教学计划于9月11日——9月17日安排我们电信04专业的同学对网通机房、校锅炉房、校配电房、电视塔、网通公司进行了认识实习。在实习期间,我们得到了学校和实习单位的大力支持,更有相关专家的悉心指导,通过实习让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,也打开了视野,增长了见识,为我们以后进一步走向社会打下坚实的基础。同时,通过撰写实习报告,使我学会综合应用所学知识,提高分析和解决企业问题的能力,并为毕业以后的工作做准备.一个周的实习让自己增长了不少知识。
现对实习报告整理如下:
9月11日上午:实习动员
负责老师着重向我们介绍了这次专业实习的目的、内容、方式、时间安排以及一些实习要求等。
专业实习目的
专业实习是本科教学计划中非常重要的实践教学环节,其目的是使学生了解和掌握生产知识,印证、巩固和丰富已学过的专业基础课内容。使学生了解电子产品的现代化生产方式和先进的工艺过程,对工业生产有一个感性认识,并得到电子产品工艺、组装和调试方面的训练,掌握一定的生产技能。在实践中提高分析问题和解决问题的能力,为后续专业课程的学习打下基础。培养学生理论联系实际,热爱专业、奋发向上、致力于祖国现代化建设的思想。
专业实习内容
为了达到上述实习目的,实习主要内容应包括:
1.了解实习单位的生产过程和生产组织管理情况。
2.分析和掌握某一通信业务的工作原理、发展和未来的前景。
3.掌握使用电气设备进行各分机和整机调试的技术和方法。
4.学会所用电气设备、电信业务的操作方法和基本工作原理。
专业实习方式
1.组织参观
组织学生到通信公司或有关车间进行专业性的参观,以了解电信业的现代业务和未来的发展方向,重点了解实习单位的工作过程和生产组织管理情况和先进通信方式、先进装配和调试技术。
2.听取报告
在生产实习开始时,由实习单位指派人员向学生介绍单位情况及进行安全保密教育。为了保证和提高实习质量,在实习期间还可请实习单位有关人员作技术报告,介绍:
①各个主要设备的作用、工作方式、工作原理;
②各设备间的相互联系以及一些主意事项;
③目前所用设备所存在的问题和一些简单的应急方案;
④目前电信技术的发展,以及未来的方向;
⑤工作组织及管理方面的经验及问题。
3.车间实习
四、实习体会:
通过这次的实习,我对自己的专业有了更为详尽而深刻的了解,对实际操作有了更多的了解,增强了专业知识的感性面及认识面,对所学的专业有了新的认识。从这次实习中,我体会到了实际的工作与书本上的知识是有一定距离的,并且需要进一步的再学习。俗话说,千里之行始于足下,这些最基本的技能是不能在书本上彻底理解的。短短的实习,让我大开眼界,也学会了不少东西,也让我对自己今后要从事的行业有所思考。短短三天仿佛思想又得到了一次升华,心中又多了一份人生感悟。这次实习让我深刻体会到读书固然是增长知识开阔眼界的途径,但是多一些实践,畅徉于实践当中接触实际的工作,触摸一下社会的脉搏,给自己定个位,也是一种绝好的提高自身综合素质的选择。>电子专业认识实习总结与体会
实习目的
认识实习是电子信息专业十分重要的必修实践环节。通过认识实习增强学生对电子技术专业的感性认识,了解电子信息技术在不同行业的应用;引导学生理论联系实际,形成学以致用的工程观念;树立正确的劳动观念,培养学生的社会责任感,明确专业思想,理解电子信息工程专业的重要性,了解在社会中的应用情况及技术需求,其地位、作用及技术发展趋势,为进一步学习专业课打下基础。
通过在北京电子控股有限责任公司的实习,电工技能、信号发射、网络主控中心的监控、电信机房的网络控制和传输的各个模块知识有了一定的初步了解。逐渐在脑中形成概念,将学到的知识能在现实中进行连接,达到实践运用的目的。
实习内容
这次实习主要是通过对北京电子控股有限责任公司参观认识学习,了解了以下四个方面的知识:
1、维修电工技能培训
2、电视台信号发射接收装置
3、电信机房的网络控制和传输设备
4、网络主控中心的监控设备
并请该公司相关人员做了技术报告,进一步介绍以上各个方面的具体知识。自己作好记录,以便回顾,记忆与掌握。
实习内容及过程分析
1、在《维修电工技能培训》的视频中,学习到以下关于电工技能的基本知识:
(1)三相异步电动机的拆装和维修:在使用过程中要学会三相异步电动机的`拆卸和装配,了解电动机的结构以及检验方法;学会结合所学知识以及各种常见方法对各型交直流电动机进行故障排除,通过问、听、摸、闻检查来判断是外部故障还是电机故障找到具体问题并解决。
(2)常用低压电器检修:生活生产中常见的低压电器有转换开关、空气开关、接触器、热继电器、时间继电器、速度继电器、行程开关等。低压电器的原理主要由主电路和控制电路组成。控制线路主要有点动控制线路、单向启动控制电路、正反转启动控制电路、星-△降压启动控制线路、绕线式电动机启动控制线路、机械制动控制线路、自动往返控制线路、双速电机自动加速控制线路、直流电动机启动调速控制线路九种。
(3)常用机床电气线路的安装与维修:CW6163型车床维修与安装、M7120型平面磨床电气线路的安装与维修、Z35摇臂钻床电气线路的安装与维修、X62W万能铣床电气线路的故障排除、在模拟板上安装T68卧式镗床电气线路图。
(4)发电与配电的基本过程:本部分主要介绍了火力发电厂、水力发电厂的生产过程以及电力线路和变电所的种类和设备。同时还介绍了常用电工工具的使用方法、导线的连接和绝缘恢复、墙孔的錾打和木楔的安装以及常用电工仪表的使用方法。
(5)室内线路与接地装置安装:本部分主要介绍了瓷夹板接线、瓷瓶配线、槽板配线、塑料互套线配线、线管配线、几种常用灯具开关和插座安装、进户装置及配电板得安装、接地装置的安装、接地装置的安装、接地电阻的测量等内容。
(6)电子技术基本操作:本部分主要介绍晶体管的简易测试、安装12V5A稳压电源的整流电路、安装和调试12V5A稳压电源、单结晶体管触发电路图的安装、单向可控整流装置的安装。
2、参观电视台信号发射接收装置
在参观学习过程中,我们看到了发射接收设备、调频广播的发射接收设备以及微波信号的发射接收设备。对于电视信号的发射接收设备,主稳压器用的是微机控制广电专用稳压SBW(S)-GD,发射装备用的是10KW全固态电视发射机,每个10KW由几个插件组成,有的是由几个功放为1200W的插件组成的,有的则由几个功放为1500W的插件组成。每个插件下面有电压显示装置,利用各控制面板显示的发射机主要部件的工作状态和参数(包括电压、电流、温度)判断原因,排除故障。需要注意的是发射机的激励器有两个,一个正在使用,另一个则是备用。全固态发射机有稳定、可靠、高效率、低成本的优点,其最明显的特点是实行模块化设计,在并联放大状态下,采用多个晶体管功放模块合成放大工作状态,其功率采用分散合成式,这样不至于因某个晶体管功放模块发生故障而造成
停播。在维修机器时功放模块可任意拔插,不会造成节目中断,从而保证了安全播出。目前,新一代全固态电视发射机都精心设计了防止过载、过电流、过温度电路,采取了雷电保护措施。另外发射机的故障取样点比较明显,警告设施比较齐全,机器一旦出现异态,值班人员可在很短时间内判断出故障点。
调频广播采用的是380V电源供电,立体声调制器由激励器、总控制器、放大器和电源组成。两路音频信号进入立体声调制器和立体声编码器,产生立体声复合信号,经编码后的立体声复合信号送入调频激励器进行调制发射。
微波传输,每50公里一站,采用点对点通讯方式。一个卫星有38个转发器,地面通过天线来接收信号,再通过天线向下一站微波基站发射信号,就这样在相邻站点间不断地进行着收发工作,从而完成信号的传输。所用天线有双偶式、蝙蝠式、泵吸式三种。
3、参观电信机房的网络控制和传输设备
电信机房主要由互联网、传输装置、电源配电柜、网关、控制设备、测试系统等组成。互联网设备由汇接局中心柜、资源柜、业务处理柜和汇接局用户柜组成,均采用华为的C&C08系列接口柜;传输系统主要负责北京地区的三大干线的中转传输,设施采用华为公司的BWS1600G系列传输装置;电源配电柜采用标准48V直流供电;控制设备机架采用三星公司生产的SBSC-500系列。交换机的设备侧是AD电话线,每根线就是一个用户,每个用户都有各自的编号,便于工作人员进行检查和维修,如果有用户需要入网,则直接将线路连接到网络设备上。
4、参观网络总控中心的监控设备
其中心的网康科技5120设备,由核心层、汇聚层(采用了华为8512万兆链路设备)、接入层组成。该设备是一种模块化的服务集群,主要用以安全监控和网络上传下载流量监控。同时还介绍了视频会议、VNP设备、光线分配器、核心交换机8512万兆模块、双电源双引擎、7506E-S设备、H3C汇聚层设备、 E152交换器、海力普柜式七氟丙烷灭火装置、动力配电柜、UPS不间断电源、智能家居设备以及身份认证设备等。所有这些设备由核心机房的主计算机通过控制界面进行分类控制,使各项系统安全有序地运行。
实习总结
通过这次在北京电子控股有限责任公司的实习,总的感受是使我对电子信息工程专业有了更加深入的认识和理解。在参观学习的过程中,我接触到了以前在学校中所见不到的先进的设备和模拟仿真系统,使我发现自己所修的专业竟然在实际生活生产中有着如此重要的作用。
在对专业知识的学习方面,这次实习让我更加深刻地体会到理论知识与现实应用之间还存在着巨大的衔接问题。我们要想将所学知识真正应用到实际生活生产中,就必须广泛参与社会实践,多参观,多学习,多动手,多总结。以谦虚谨慎,不骄不躁,求真务实的学习作风规范自己的学习态度,扎扎实实,不可沽名钓誉,求真务实,不可弄虚作假。从而对系统流程、制造过程有了解,加深对电子信息工程系统应用的理性认识,增强我们理论联系实际的能力。以切身的努力和奋斗加深对本专业的进一步学习和研究。
电力电子技术3
【摘要】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。文章介绍了电力电子技术在电力系统各个环节中的应用及在电力系统中的应用前景。
【关键词】电力电子技术;电力系统;应用;直流输电
【中图分类号】tm744【文献标识码】a【文章编号】1007-7723(20xx)08-0170-02
电力电子技术是电工技术中的新技术,是电力与电子技术(强电和弱电技术)的融合,已在国民经济中发挥着巨大作用,对未来输电系统性能将产生巨大影响。目前电力电子技术的应用已涉及电力系统的各个方面,包括发电环节、输配电系统、储能系统等等。
一、发电环节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。
(二)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。
(二)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),机组的最佳转速亦随之发生变化。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。
(三)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,并有完整的系列产品,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。
(四)太阳能发电控制系统。开发利用无穷尽的洁净新能源———太阳能,是调整未来能源结构的一项重要战略措施。大功率太阳能发电,无论是独立系统还是并网系统,通常需要将太阳能电池阵列发出的直流电转换为交流电,所以具有最大功率跟踪功能的逆变器成为系统的核心。日本实施的`阳光计划以3~4kw的户用并网发电系统为主,我国实施的送电到乡工程则以10~15kw的独立系统居多,而大型系统有在美国加州的西门子太阳能发电厂(7.2mw)等。
二、输电环节(一)柔性交流输电技术(facts)
柔性的交流输电技术是上世纪八十年代后期出现的新技术,近年来在世界上发展迅速。柔性交流输电技术是指电力电子技术与现代控制技术结合,以实现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、功率潮流的连续调节控制,从而大幅度提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平,降低输电损耗。传统的调节电力潮流的措施,如机械控制的移相器、带负荷调变压器抽头、开关投切电容和电感、固定串联补偿装置等,只能实现部分稳态潮流的调节功能,而且,由于机械开关动作时间长、响应慢,无法适应在暂态过程中快速柔性连续调节电力潮流、阻尼系统振荡的要求。因此,电网发展的需求促进了柔性交流输电这项新技术的发展和应用。到目前,facts控制器已有数十种,按其安装位置可分为发电型、输电型和供电型3大类,但共同的功能都是通过快速、精确、有效地控制电力系统中一个或几个变量(如电压、功率、阻抗、短路电流、励磁电流等),从而增强交流输电或电网的运行性能。已应用的facts控制器有静止无功补偿器(svc)、静止调相机(statcon)、静止快速励磁器(pss)、串联补偿器(sssc)等。近年来,柔性交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、巴西等国重要的超高压输电工程中得到应用。国内也对facts进行了深入的研究和开发,每年都有数篇论文发表,但是具有自主知识产权的facts设备只有清华大学和河南省电力公司联合开发的±20mvar新型静止无功发生器(asvg)
(二)高压直流输电技术(hvdc)
1970年世界上第一项晶闸管换流阀试验工程在瑞典建成,取代了原有的汞弧阀换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。新一代hvdc技术采用gto、igbt等可关断器件,以及脉宽调制(pwm)等技术。省去了换流变压器,整个换流站可以搬迁,可以使中型的直流输电工程在较短的输送距离也具有竞争力。此外,可关断器件组成的换流器,由于采用了可关断的电力电子器件,可避免换相失败,对受端系统的容量没有要求,故可用于向孤立小系统(海上石油平台、海岛)供电,今后还可用于城市配电系统,并用于接入燃料电池、光伏发电等分布式电源。目前,全球已建成的直流输电工程超过60项,其中具有代表性的工程有:
1.天生桥—广州直流输电工程(20xx年)±500kv,1800mw,980km
2.三峡—常州直流输电工程(20xx年)±500kv,3000mw,890km
3.三峡—广州直流输电工程(20xx年)±500kv,3000mw,962km
近年来,直流输电技术又有新的发展,轻型直流输电采用igbt等可关断电力电子器件组成换流器,应用脉宽调制技术进行无源逆变,解决了用直流输电向无交流电源的负荷点送电的问题。同时大幅度简化设备,降低造价。世界上第一个采用igbt构成电压源换流器的轻型直流输电工业性试验工程于1997年投入运行。
(三)静止无功补偿器(svc)
svc是用以晶闸管为基本元件的固态开关替代了电气开关,实现快速、频繁地以控制电抗器和电容器的方式改变输电系统的导纳。svc可以有不同的回路结构,按控制的对象及控制的方式不同分别称之为晶闸管投切电容器(tsc)、晶闸管投切电抗器(tsr)或晶闸管控制电抗器(tcr)。我国输电系统五个500kv变电站用的svc容量在105~170mvar,均为进口设备,型式为tcr加tsc或机械投切电容器组。国内工业应用的tcr装置大约有20套,容量在10~55mvar,其中一小半为国产设备。低压380v供电系统有各类tsc型国产无功补偿设备在运行,但至今仍没有一套国产的svc在我国的输变电系统运行。
电力电子技术4
0引言
《电力电子技术》是自动化及其相关专业的一门重要的专业基础课程,它的内容繁杂抽象,但是实用性强,技工电气高职班的学生要很好地学习它还不是件易事,这使得教学工作进行起来比较棘手。经过总结多年的教学经验,我们摸索出了以项目教学法为核心,分步骤,对该课程的知识由浅入深,化繁为简进行教学,取得较为明显的教学效果。
1学情分析
首先,我们应对学习该课程的对象进行分析,结合学生接受知识的特点,有的放矢,设计出一套适合学生特点的教学方法,这为取得良好的教学效果打下坚实的基础。该课程是面对技工高职电气相关专业学生所设的,这样的班级在目前的技工教育中,人数一般为35~45人之间,其中有1/3的学生学习较为积极主动,1/3的学生需要在教师和同学的带领下被动地学习,还有1/3是无心向学的“差生”。针对这种情况,我们对全班的学生进行分组,通过以强带弱,以积极带被动的学习形式,同时培养学生的团队协作意识。技工学校电气相关专业的学生还是普遍存在动手能力强,理论分析能力差的情况。针对这样的学情,教师在教学过程中应该注意将难懂复杂的理论知识融入到一个个典型制作电路当中去。另外,因为他们是电气相关专业的学生,有一定电工电子技术的基础知识,为接受繁杂的电力电子知识打下一定的基础。
2制定教学计划
通过学情分析,我们几位一起任教该门课程的教师进行集体备课,这里要特别感谢陈琨韶老师和陈国荣老师,他们为我们上好这门课想出了很多好办法,他们结合深厚扎实的专业知识,将整门电力电子课程转化成几个项目进行教学。项目教学方法是将零散难懂的知识融入到每个具有代表性的项目上,这里是寻找合适的典型工作电路,再自制合理的工作页引导学生参与学习。这样一来,一向被公认难上的一门课,经过我们的努力将其变得更容易教,更容易让学生接受和对学生产生更好教学效果的一门课。
3确定典型工作电路
该门课程主要使用的工具有:示波器,万用表,电烙铁,变压器等。本课程结合重点知识、查找相关资料,设计出学生易学易懂的工作电路,主要用了两个电路作为实训内容。它们分别是调光灯电路———包含单相整流电路和单结晶体管触发电路两大部分;555PWM脉宽调制电路。调光灯电路。在实训室中为了方便学生实训并安全完成任务,我们将该电路的交流电源220V经过变压器把电压将为16~18V交流电,同时所用灯泡也更换为额定电压为8V的小灯泡。另外,为了适应以上改变,电路中的R1和R4两个电阻应被短接,这样才能出现既定实训效果。也就是当调节电位器Rp时,灯泡的亮度会随之改变。555PWM脉宽调制电路,该电路应用555芯片驱动整个电路,以起到控制直流电机速度和灯泡亮度的作用。学生可以通过示波器检测555芯片6脚和2脚连接处的波形,如果电路连接正确,检测出来的波形是锯齿波。如果不能出现该波形,应提醒学生检查电路的焊接是否出错。另外,学生可以通过检测NPN三极管的b极,测出正确波形为方波。
4制作有针对性的工作页
任务的实施通过了解学生的知识结构,我们编写了几个典型工作页,以此来引导学生“在做中学,在学中做”。第一个阶段的工作页是以复习电工电子知识为主,新学的电力电子元件知识为辅。从而引导学生回忆、巩固已学知识,对比、联系地来学新知识。第二个阶段的工作页一共有两个,是围绕图1、2—两个典型工作电路,展开一系列知识点编制的。该工作页的主要内容是设计相关的题目,这些题目主要体现了在学生制作该电路时所需要的电力电子技术方面的理论知识。通过工作页可以让学生边做题边从课本、网络中查找需要的知识。这样就有效地化被动接受知识为主动查找知识,教师在一旁加以点拨和提醒,协助学生完成。教师结合每次讲解的内容布置相应题目,并作为作业要求学生完成。
5项目的实施
项目的实施分为几大部分,分别是查找资料填写工作页、列出元件清单、绘制电路原理图、绘制电路实物图、焊接电路和调试电路。
1)查找资料填写工作页。学生根据教师提供的工作页,通过上网查找资料或者课本完成相关题目,为顺利完成该项目奠定理论基础。
2)绘制电路原理图。学生根据教师提供的原理图,自己动手绘制出来,一来锻炼学生绘图的能力,二来加强学生对原理图的理解。
3)列出元件清单。学生根据原理图和教师分发的元件实物列出元件清单,该清单包括元件的型号、参数、图形符号、文字符号等。
4)绘制电路实物连接图。学生以电路原理图为依据,根据元件引脚实际封装的位置汇出最合理的布线图,避免元件与元件之间的`连接线路错乱,要求符合电路布线原则。
5)焊接电路,电路的焊接要求学生掌握熟练的焊接技术,不能出现虚焊、假焊、空焊和冷焊等。
6)调试电路。教师要求高职的学生应自己调试电路板。首先应该对照实物接线图检查成品电路板的连接有无错漏,其次利用示波器测试电路板相应位置的电路波形以检测所焊接的电路板是否能出现正确电路的波形图,如果波形吻合说明电路板制作成功,反之亦然。最后学生根据理论知识分析成功电路板出现对应波形的原理。
6师生小结
每制作完成一个典型工作电路后,教师会根据学生在该项目学习的过程中存在的主要问题进行小结和解答。学生则以小组为单位,上讲台汇报他们的学习成果以及提出学习过程中的疑问。最后教师要求每位学生应自行完成该项目的实训报告,以此作为作业。
7结语
该门课程的学习通过以上两个实训为载体,教师不再是纯粹讲理论,一味地灌输知识。学生也可以通过完成一个规定的项目,具体到制作工作电路板,调试电路,结合书本和工作页验证深奥难懂的知识原理,并且最终通过实现实验效果而获得学习的成就感。这使得《电力电子技术》课程变成教师爱教,学生爱学的一门课。不过教学过程中仍存在不足,我们会在接下来的教学中继续努力,争取将该门课程做成精品课程。
电力电子技术5
一、智能电网对电力电子技术的要求
目前,电力电子技术虽然取得一定的进步但是仍然存在诸多的问题。例如如何让它实现最大的优化控制改善电能的质量、减小对电网的污染,这都是需要解决的问题。安全使用电力电子器件是另一个急需解决的问题,在安全的前提下才可以实现其他的应用。我国的电网建设和电网结构虽然相对稳定但是仍存在很多问题,需要提高电网建设的要求和利用先进电力电子器件提高电网输出电能的质量。而随着经济的不断发展,电力需求量也越来越大,大电网的建设必然是今后电力事业发展的方向,这也就意味着电网的结构也会越来越复杂,我国地理地狱辽阔气候复杂,因此电网所面临的条件很复杂,这就需要利用先进的电力电子技术,采用先进的'电子装置来调控电力系统,以增强电网的构架,避免电网故障的扩散,并增强电网的故障抵抗和故障恢复能力,这些问题都是可以通过先进电力电子技术的应用得到改善。社会的进步对电能的需求量变大同时对电能的质量要求也是越来越高,输出电能质量如果达不到要求会对整个电网产生重大影响,带来的损失也是不可估量的。先进电力电子设备可以改善电网电能质量,大大的提高输电效率和经济发展。能源是整个人类社会存在与发展的物质基础,更是经济快速稳定增长的根本驱动力。随着常规化石能源的不断消耗以及生态平衡、环境污染等能源安全问题的日益突出,以清洁无污染、循环可再生为特点的太阳能、风能、生物质能等新能源的开发利用越来越受到世界各国的高度重视。我国虽然是当今世界上最大的发展中国家,能源资源总量丰富,但是资源分布不均衡,开发利用难度较大,且人均拥有量较低。当前正值经济飞速发展、能源高消耗时期,以常规化石能源为主要能源造成的环境污染问题与经济快速发展之间的矛盾较为突出。为了从根本上解决我国的能源问题,满足经济稳定增长和社会和谐发展的需要,必须保护生态环境,实行能源的可持续发展战略。一方面要大力提高能源利用效率,另一方面则是加快风能、太阳能等新能源的开发利用进度。这些新能源的发对电力电子器件的要求更高。
二、先进电力电子技术在智能电网中的应用
柔性交流输电包括SVC和STATCOM,通过SVC进行无功补偿的电压输出谐波大、基波损耗高、占地面积较大,因此,用STATCOM进行无功补偿成为电力系统无功补偿的主要方法。静止同步补偿器(StaticSynchronousCompensator,STATCOM)是柔性交流输电系统的核心装置和技术之一。1976年,美国人L.Gyugyi第一次提出了它的概念,即利用半导体变流器进行无功补偿的理论。通过对系统无功功率实现动态无功补偿,提高系统暂态电压稳定性,确保系统运行安全,改善系统的稳态性能和动态性能。与传统的无功补偿装置相比,STATCOM装置能够连续调节无功,输出谐波小,器件损耗低,运行范围宽,调节速度快,可靠性高等优点;其输出电流在电网电压低时不受影响,具有较硬的低压无功功率特性;而且接入系统后不会改变系统阻抗特性引起振荡。近年来,世界上有很多学者都从事STATCOM装置的研究工作,无论是装置容量还是产品性能都有了很大的提高。新型电力电子器件(如:IGBT、GTO、IGCT等)、多重化、多电平和单相桥串联等技术被应用到STATCOM装置中,以提高装置容量和电压等级,并通过现代控制技术,提高系统电压稳定性,改善装置输出谐波。许多先进的控制方法,例如递归神经网络自适应控制、模糊控制、比例积分(PI)控制、微分代数控制、鲁棒性自适应控制等被应用到STATCOM装置非线性特性的研究中。在世界上针对STATCOM装置的研究工作中,STATCOM装置的仿真建模及其控制方法研究始终是重点。世界各国对STATCOM的研究,STATCOM技术和应用情况都取得了突破性的进展。现代电力电子技术、多重化、多电平和单相桥串联等技术使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先进控制方法的加入更提高了STATCOM工作的稳定性,使之在电力系统领域的应用更加广泛。关于STATCOM的研究有很多问题,但是最重要的还是它的建模和控制问题,这将直接影响着STATCOM的整体性能。国际上关于STATCOM的研究由来已久,日本是最先运用STATCOM装置的国家,紧接着美国也在STATCOM的研究上取得成功,并和日本联合研制了世界上第一台采用GTO进行逆变的STATCOM,在1991年投入运行取得很好的效果。之后的德国在1997年也研制出大型的STATCOM装置并在丹麦的风电场投入运行。我国虽然起步晚,但是发展速度极快,清华大学在1999年研制出20Mvar的STATCOM装置,紧接着在20xx年我国南方电网研究出世界上最大容量的STATCOM装置,并在东莞投入运行取得良好的效果。从此我国成为能够研制出大容量STATCOM装置的国家之一,但是仍有许多不足之处有待改进。
三、结语
在本文里,分析了先进电力电子对整个电网的影响,它在电网建设中的重要性,然后介绍了电网的发展和电能质量的提高对电力电子器件的要求,最后着重对STATCOM和SVC的发展进行分析和比较,它们对电网的无功补偿有效的提高了电网的电能质量。
电力电子技术6
一 问答题
1 什么是维持电流?什么是擎住电流?答:维持电流是使晶闸管维持通态,所必需的最小主电流。擎住电流是晶闸管刚从断态转入通态,并移除了触发信号后,能维持通态所必需的最小主电流。
2晶闸管元件导通后,怎样才能由导通变为关断?答:在晶闸管导通后,减小正向电压,正向电流就逐渐减小。当电流小到某一数值时,晶闸管又从导通状态转为阻断状态。
3画出晶闸管的阳级伏安特性,标出确定晶闸管额定电压的电压名称。答:
4半控桥式整流电路,L负载,脉冲突然切除会出现什么现象?如何解决?答:失控现象。加续流二极管。 5有源逆变的条件是什么?答:1、有通流方向极性的.直流电源和储能元件(足够大的电感)、控制角阿尔法大于90度
二 填空题
1 三相半波整流电路,R负载,触发脉冲出现在自然换向点之前,晶闸管( 不 )换向,
输出波形顺序是( U2, UG, Ud )。
2 三相半波整流电路,电动机负载,合闸后电动机处于静止状态,此时a相脉冲距a相电压起始点
( a ),控制角是( 0° )。3 考虑安全裕量,晶闸管通态平均电流的表达式是( )4 逆变器的换流方式,主要有以下几种:
4 逆变器的换流方式,主要有以下几种:(源逆变,无源逆变 )。
5 串流电感式电压型逆变器晶闸管导通角度是( 180° ),串流二极管式电流型逆变器晶闸管导通角度是( 120°) )。
三 单向半控桥式整流电路
L=∞,有续流二极管,U2=220V,=90°,R=9.9,求晶闸管,续流二极管的电流有效值,平均值,变压器容量和cos。
四 三相全控桥整流电路,L=∞,U2t,ED217V,RD1。
1 画出逆变状态下的主回路,并标明有关参数极性
2 当=60°时,选择晶闸管元件,计算变压器容量
参考答案:
解:2. Ud=2.34U2cos=-2.34*100/2=-117V
Id=EdUd=100A R
Ik=0.578
Id=0.578*100=57.8A
I2K=0.816Id=0.816*100=81.6A
IT=(1.5~2)IK57.8=(1.5~2)=55.2~73.6A 1.571.57
Uked=(2~3)Um=(2~3 取700V 选Kp100—7
SB3U2I2=3*100*81.6=24480=24.48KVA
三 三相全控桥式整流电路,L负载,锯齿波同步的触发电路,主变压器的组别为Dy1,试确定出同步变压器的组别。
四 画出三相半波整流电路L负载主电路,并画出换相过电压保护,短路保护和di/dt保护器件。
电力电子技术7
新能源发电出现至今,电力电子技术的飞速发展让其占据非常有利的位置,成为了一项关键技术。这项关键技术与新能源发电息息相关,直接制约着人们开发利用新的发电技术,并且还关系到新世纪人们与日增长的物质文化需要和社会的向前发展。所以说:在电力系统中,电力电子技术占据着决定性作用,该技术的不断创新和发展非常重要。关于该项技术,我国是世界上起步相对比较早的国家,目前在这个技术上,做的比较完善和专业,尤其是在通信网络方面形成较大的规模。比如说电信网络被我们所熟知的各项业务都是这个技术的应用体现,电力系统的不断发展,使得电力电子技术已经成为必不可少的因素,占据至关重要的位置。
1该技术应用在电网中的现状
作为一项新兴的电工技术,电力电子将强弱两种电技术结合在一起成为新技术的一种,不仅在应用上占据一定的份额,并且在国民经济上发挥着自身巨大的作用。除此之外,还会对输电系统的前景造成巨大的影响,使得其出现革命性的变革,推动其不断向前发展。现有的电力电子技术在生活中应用十分广泛,涉及到如下方面:生产电能的过程中会用到它、输配送电能的过程中会用到它、存储电能的时候会用到它、还有其他的领域也需要他。这项技术基本上应用在了电力系统全部的环节中。
(1)生产电能的过程中会用到它。在这个方面的应用主要是发电系统,通过提高类似于发电机这类发电设备的工作效率来控制和调节设备功率。我们显而易见的就是大型发电机的应用上了,其控制方向是静止励磁控制。
(2)输配送电能的过程中会用到它。在这个方面的应用换言之就是输电系统。这个过程中,我们会引进一个新的技术称之为交流输电,它是将现代出现的叫做控制技术的一种技术和电力电子技术紧密的结合在一起形成的。这一项柔性交流输电技术通过控制技术,针对电力系统,然后不间断的调节系统的各项指标(包括参数、功率和电压等等)。这样的处理尽可能的减少了输配送电能的过程中将会存在的能源损耗问题,也会提高其过程的稳定性。关于这个输配送电的过程,目前技术上比较关心的是高压直流电的输送。距离的远近也是一个重要因素,我们知道的是关于高压直流,其距离越远的输送越发能处理输送过程产生的诸多问题。在其他方面的参数控制相同的情景之下,高压直流的输电远距离会相对交流有很大幅度的损耗减小。因为如果电流保持稳定不变,那便不会出现电抗压降,这样会减少输电整体的压降。那么我们可以以低成本投入的线路获得我们意想不到的线路高稳定性,甚至可以保证基本上不会出现由于稳定性不够而产生各种各样的线路问题。
2相关器件的发展过程的描述
上个世纪的50年代后期,世界上出现了晶闸管,这是世界上出现的第一只,这个晶闸管的出现意味着电力电子技术发生了来势汹汹让人触不及防的一次大变革,它标志着人们不再在电气传动领域一如既往的坚持过去的运作方式,这样的格局已经进步了,发生了翻天覆地的变化。电能的转换已经发生了革新,已经不会再沿用过去古老的办法,而选择采取最新出现的技术,电力电子技术中的各种器件出现和构成,这一领域将我们带入了变流器的时代。走到这个时期,电力电子技术就算是历经千辛万苦才迎来了春天,但始终没有阻挡它进入这一个新的时代。据此经过40多年的.发展之后,我们到了新的世纪,我们口中的电力电子技术已经变得非常的成熟,它的每一个方面都取得了非常惊人的成绩。这40多年的经过,是世界上各个技术人员最为紧张,竞争最为残酷的一段时期。传统的电网模式所采取的信息传递方式为点对点,即信息的交互和传递仅能在有限的局部范围进行,因此较为保守和安全。电力电子技术的兴起掀起了智能化电力系统的诞生。智能化电力系统所具有的性能包括实现信息的共享化,有利于各级对变电站的运行进行相关管理。在纵向发展的角度,由二极管带头的第一代器件最后发展至第二第三代,最终将各个电子元件结合在一起,形成了集成电路,也作为最新出现的第三代电力器件在世界上立足。我们如果想要在生活必不可少的网络上,得到系统最为贴心的服务,便不得不将电力电子技术应用起来,这是一项高科技技术。我们实事求是的说一句:电子系统出现如今的盛事,变得如此的现代化,是离不开电力电子技术的,没有这项技术,我们现在享受的网络系统根本就无法如此现代化。
3结语
总而言之,我们人类在不断地向前发展过程中,认知这这个世界,对于世界客观事物的理解也随着这个过程不断的进步和延伸出不同的认识。各个行业的技术都与日俱新,不停的进行着技术革命,不断的向前推动。制造各项技术所需的原材料也不甘示弱,不断展现出新的面貌,研发出更加优质的材料。电力电子器件在所有的技术中,被归类为电力系统的一项优秀技术,它表现出了自身独有的特性,随着社会各个方面的进步和发展,表现出自己的完善机制。世界上不断地涌现出改革创新后的电力电子技术,我们都是有目共睹的。我们可以大胆的猜想,电力电子技术时代会延续很久,这个时代不会一时半会儿被替代,而这项技术会延伸到更多的方面去。有着灿烂的前景。
电力电子技术8
1 电力电子技术的概述及发展
1.1 电子电力技术概述
电子电力技术有三个领域,分别为电子、电力与控制,它是利用电子技术控制电能变化。技术特点是强电力被弱电子控制。该技术目前被广泛应用于各大领域,对于国防与能源、工业和农业甚至交通方面都有极大的贡献,在电气工程中对于电子电力技术的应用也在不断深入,对于提高发电机和电动机对于电能的利用、生产及转换等方面电能效率发挥着巨大的作用,还可以提高生产率、节约能源。电力系统的稳定与安全是工作中重点关注因素,电子电力技术可以对稳定性和安全性进行增强,使理想中灵活可控的电力系统工作模式成为现实。
1.2 电子电力技术发展
电子电力技术的发展包括器件制造的发展与应用电路对于电子电路的发展,这两个方面共同构成了电子电力技术的发展轨迹。电子电力技术由最初的半控型部件逐渐发展为全控型,随着不断进步最终发展到复合型,在这一过程中,电子电力技术的驱动与控制、防护电路与功率部件完成了一体化,形成先进的功率集成化电力,尽管目前技术水平还无法使功率达到最高,但是电子电力技术仍有超大的发展空间,科技的进步指日可待。
2 电力电子技术的.应用意义
2.1 适合系统操作
电子电力技术的操作与传统电气技术相比,有更加方便的优势,传统操作空间相对狭窄造成操作十分困难,对于工作进程起到了阻碍,影响工作效率,电子电力技术的出现使工作人员的效率得到了显著提高,简单的操作方式与开阔的空间减小了工作压力的同时也避免了过多的操作失误,电气的运行故障也不再频繁出现。
2.2 性能较好
因其极具科学性的技术构造使电子电力技术的性能十分稳定与良好,它的优越性造就了业界良好口碑,在电气工程乃至社会各领域都得到广泛应用于认可,为适应社会的发展使电气工程的进步得到推动,电子电力科技在其中的应用的必不可少的。
3 电子电力技术在电气工程中的应用
3.1 静止无功补偿装置
这个装置可以通过无功补偿冲击性负荷达到稳定电网的效果,因功率加大使多数电网变化频繁,此项装置对电能质量提供了保证,晶匣管控制电抗器、静止同步补偿器、晶匣管投切电容器与可控串联补偿装置共同构成了静止无功补偿装置。其中晶匣管由一个电抗器与两个反向并联晶匣管串联组成,电抗器电流的大小可以通过晶匣管而得到控制,晶匣管能够改变触发延迟角进而控制电流。这样就可以连续调节电抗器的基波无功功率,晶匣管可以通过控制支路使三相交流调压电流得到控制与联接。晶匣管投切电容器结构为单相,电网投入到电容器时会出现冲击电流,小电感可以抑制冲击电流,无机磨损、平滑投切、响应快速与高效的综合补偿等都是晶匣管投切容器的优点。静止同步补偿器能够实现动态无功补偿,装置为它的电力半导体的桥式变流器。其优点为调节速度快,运行范围广等。其中的PWM技术与多重化对含量低的电流谐波进行补偿。工作原理是并联自换相桥式电流与电网的方式吸收或发出无功电流通过输出电压调节实现动态无功补偿。可控串联补偿装置,由晶匣管控制电控器,电控器与电容器的联接方式为并联,晶匣管改变电抗器的电流是通过调节导通角实现的,使补偿装置基频等效电抗变化,可控串联补偿装置能够对参数进行补偿,还能够改善系统阻尼的状况,可以通过对环境进行控制的方式,有效抑制低频振荡,提高系统的暂态与静态的稳定性[2]。
3.2 有源电力滤波器
其原理是检测补偿对象,获得等分量谐波电流,通过产生一个与谐波相等但极性相反的电流分量对谐波电流进行抵消,使电网电流无谐波电流只剩基波电流,理论基础为瞬时无功功率这一理论,有源电力滤波器的优点是多样化的补偿功能和非常快的动态响应速度,这种优点使电网阻抗影响减小,因此研究谐波电流抑制发现前景十分可观。有源电力滤波由两部分构成,为别为指令电流运算电路和补偿电流发生电路,其中指令电流运算电路可以检测补偿电流,从检测结果中得到无功电流与电网中谐波电流的等分量,检测结果还可以在发生电路中通过电流产生实际的补偿[3]。
3.3 高压直流输电技术
高压直流输电技术,它的功能主要是通过在换流器的工作下使输出的交流电变成转化后的直流电,并且将直流电输送给受电端,受电端将直流电逆变,结果形成交流电以供用户接受使用,高压直流输电的优点是线路造价低于输送功率大,并且很容易控制,对于距离长,容量大的高压电能够发挥其优势,而且成本与损耗都较小,稳定性却很强。
4 结束语
要深入的了解电子电力技术才能确保其在电气工程中的应用效果,目前电子电力技术的应用领域还仅在机电能力与电力系统两大方面,还需对其进行不断探索,使电子电力技术在电气工程中发挥更多优势,得到更多的应用为社会的发展做出贡献。
电力电子技术9
一、项目教学模块的构建
1.1课程的特色和教学分析
可以结合专业特点,去联系实际操作,老师讲究实用的方法去授课。电力电子技术属于电工类的主要课程,只用传统授课,学生会逐渐失去兴趣,所以用项目教学法有目标的去教学,把项目目标作为教学内容。
1.2教学项目的构建
因为项目教学内容庞大,如果系统的去学习是很困难的,要把它具体的分成一个个的小模块,每个模块代表一个相对应的项目,每个模块要有其代表的知识和优点,能够一个一个模块循序渐进的去学习,去思考。学生能更完全的吸收每一个要点,思路会比较清晰,学起来更容易些。每个模块再附加上相对应的实践活动,那能更充分的激发学生的潜能。
1.3确定教学目标
首先要选择项目内容,在课堂上先让学生了解关于要学习的课程的内容大致有哪些,讲解一些要学习的项目的需要的辅助知识,如讲解白炽灯调光电路项目,首先要像学生讲解些电路的工作原理,白炽灯的结构,结构的特性和对这种结构的分析,除了像学生展示这些,还要让学生去自己研究、探讨,学会安装,充分理解工作原理,加深学生对白炽灯工作原理的印象,更激发了学生学习这个项目的浓烈兴趣。最终目的学生能够自己独立完成白炽灯的电路设计。最后由学生像大家展示自己的工作成果和通过这次实验得到的经验。
二、电力电子课程特点
电力电子课程的实践性很重要,相当一部分需要去动手操作,做到理论与实践的结合。在专业上学生能掌握扎实的理论基础和相当强的实践能力。课程安排的也相当丰富,学生能了解到各种的高级技术。
三、项目教学的实施
与传统教学的不通处有几点,以前以老师为中心,现在以学生为中心;以前围绕教材学习,现在围绕项目学习;以前课堂是学习的重要场所,现在现场教学更重要。
3.1注重学习方法,以前传统课堂注重文化教育,学生只是机械的去学习,现在更重视学生的职业能力,让学生更多的去动手,与社会有一定的接轨。专业性会很强。
3.2注重项目的实施环节设计。每个项目都要由开始到展开到结束。每个环节都很重要,需要找出它的知识点,针对不同的难度去找相应的教学点。总之是为了学生能更深刻的理解学到的理论知识,灵活的去应对实践中面对的问题,增强操作能力。成为优秀的人才。
四、项目的选取与实施
项目教学法最重要的是项目的选取,项目是学生直接接触的,好的项目让学生更有兴趣去学习。选取的项目一定要实用,理论方面难度要适中,太难学生理解不了,会打击学习的积极性,太简单,学生会不愿意去学习,而且选取的`项目理论在实际生活中有学生可以实践的技能,选取的项目之间要相互关联,可以整体体现出这门课程的特色和学习的方向。选取最有效的项目。项目的实施中心是学生,在老师下达任务后学生根据接到的项目去搜集相关资料,了解更多关于项目的知识,不懂的地方老师要做参谋,去适当给学生分析。最后,项目结束时老师要和学生一起探讨关于这次项目中学到的知识和各种不足,做一个充分的总结。
五、结语
项目教学法使电力电子技术得到很好的提高,各方面提高了学生的能力,也得到了很好的成绩。培养出高素质人才,在就业方面提供了很大的帮助。教师也更好的授予学生各种帮助,是个很有效的教学方法。
电力电子技术10
摘要:随着社会的不断发展与科学的不断进步, 现代化的电力电子技术在智能电网中应用越来越广泛, 其中通过信息化、数字化、自动化、互动化等方面作为智能电网的发展目标, 其技术在建设现代化的智能电网中占据着很重要的位置。本文以多个角度对其技术的运用进行分析探讨, 以此来为技术方面的研究方向和发展预期作出新的展望, 旨在为其技术的相关研究提供新思路。
关键词:智能电网; 先进电力电子技术; 高压直流; 电能质量;
随着社会的不断发展与科学的进步, 带来的不仅仅是人类生活水平的提高, 还有全球资源日益枯竭与环境恶化问题, 电力作为人类生活中必不可缺的一种资源此时面临着新课题和新挑战。从目前的情况来看, 各国专家在对于电网未来是否能持续发展的问题已有了初步的发展规划, 主要依靠现代信息、通信和控制技术, 来积极发展智能电网, 这种规划对于目前的电网发展方向具有可行性。在我国, 国家电网公司已规划出了类似的发展目标, 通过立足自主创新的方式, 通过各级电网协调积极发展建设智能电网。因此, 对于这些问题, 我国的电网行业应对其重点研究, 并且将其制定为未来电网发展的重要战略目标。
一、先进电力电子技术要适应智能电网的需求
(一) 大电网安全方面的需求供应。
目前, 相比较与我国的传统电网, 智能电网最大的优势便是通过互动系统来达到对环境的不同需求, 比如说在系统变化、用户需求和环境变更的要求上要达到令人们满意的程度, 因此, 电网要有极佳的反应能力与适应能力, 而这两点正是目前国内电网所欠缺的., 刚好, 在智能电网中通过电力电子技术能有效解决这一问题。在我国目前的电网行业中, 大多数的先进电力电子技术的自主创新性形式多样, 不单一。在HVDC、ACTS等相关产业中进行研发同时也取得了一些良好的效果, 因此, 对于智能电网的未来建设规划, 必须引起足够的重视, 同时, 对于先进电力电子技术在智能电网中的应用必须要有新的要求。
不同国外电网结构, 由于制度与技术的缺失, 导致我国对于网架结构意识比较薄弱, 在许多地方都存在着较为严重的问题, 尤其是在输电、配电领域, 明显还有着较大的提升空间, 但是我国对其却极为忽视, 因此, 我国对于电网的建设发展必须要重点研究。根据世界各地的电网发展历程来说, 电网发生了几次重大的改革, 由最初的“家居电网”经过改革演变成了目前的“大电网互联”模式, 但是这些改革在我国实行的却比较晚, 导致在许多问题上存在着技术的缺失, 并且由于电网的结构方式不同, 日趋复杂, 操作人员在对其运行控制上也有所不足, 同时, 由于我国个别地区频繁发生自然灾害, 对于电网的稳定性及人的危害性有着极大的威胁, 近年来因自然灾害而发生的电流击中人体事件层出不穷, 因此, 在这种情况下, 必须对电网进行有效改革, 先进电力电子装置恰恰能对系统进行调控, 同时, 由于先进技术在电网中有效应用, 使得电网的“自我恢复”能力增强, 在很大程度上节约了人力物力, 使得电网稳定有效地为人们服务。
(二) 可再生能源有效利用方面的需求。
我国陆上风能和光伏发电资源较为稀薄, 部分处于我国西南地区, 根据专家的预测, 在二零二零年的时候, 我国年风在其地区的电将达到100~150GW、而光伏发电将达到20GW规模, 听起来有点不可思议, 但却真实并且有依据可言, 其中主要原因便是使用风力发电与太阳能, 将其集中起来, 能开发出若干千万千瓦级基地, 在一定程度上来说, 为我国的可再生资源的持续利用带来了不小的进步。因此, 对于电网也就提出了更高的要求, 特别是在其安全稳定运行方面。通过使用先进的电力电子技术, 不仅能保证可再生能源发电的大规模化, 同时使电网对可再生能源具有容纳性和适应性也有了很大的帮助。
二、对先进电力电子技术在智能电网中应用研究方向和发展预期
对于我国的的电网行业来说, 目前主要的难题便是如何建设智能电网, 而先进电力电子技术智能化是建设的关键, 同时也是未来的主要发展方向。对于我国来说, 先进电力电子器件的系统控制器对于HVDC技术和FACTS技术帮助也会越来越大, 是其技术日趋成熟的重大转折点, 并且能够在现有输电线路情况下, 加大传输容量和安全稳定性。从另一方面来说, 电能质量调节技术的发展对于智能化输电配点网络将更具字适性与恢复性。使其日益成熟的能量转换技术能够在风电并网得到广泛应用, 通过这些因素为我国构建成一个强大的电网。
三、在智能电网中对电能质量技术的应用
随着社会的不断发展与科学的不断进步, 人们在工业方面对于有电力的需求不断增加, 在国外, 人们对于电能质量技术方面的研究很早便开始了, 对其相关技术有着很深的理解, 比如说对有源电力滤波器, 动态电压调节器等在电网中的使用。由于我国对电能质量研究只是处于基础阶段, 因此, 对于许多技都比较尚缺, 像性能更佳的新型补偿等技术目前还处于基础研究阶段。
在电能质量技术方面, 我国对于这类技术在智能电网中的应用研究不够严谨, 比方说建立的便是一套完善的电能质量评估制度, 从此来对智能电网“优质经济”有效运行。比如说在电气化铁道平衡供电技术方面的实现、统一电能质量控制器、优质电力园区的优化。同时, 为满足广大用户, 应该统一电能质量控制器, 同时, 通过蓄电池的充放电调节能够让用户在使用时自身去控制电量, 以此为用户带来方便, 以此创造更多的经济效益。
四、在智能电网中能量转换技术的应用
从目前社会电网发展方向来看, 人类已经开始重视低能耗、低污染、低排放的低碳经济, 而这也是社会发展的基础与前提, 电能量转换技术的创新及应用便是其中的重中之重。目前, 人类已经开始节制对资源的无限开采了, 而对于一些可再生资源却无比重视, 比如说风能、太阳能等可再生能源, 由于国外对于该技术的研究很早便开始进行了, 所以其技术方面比较先进, 我国只是根据国外的研究方向的碎点或是自身的理解对其进行研究, 所以在许多技术方面存在着不足, 就目前国内的情况而言, 其研究的主要方向还是对于风电场的并网技术研究, 与先进国家相比, 我国对能量转换技术的研究只是处于起步阶段, 未来还有一段很长的路要走。
五、结语
对于我国来说, 在智能电网中大规模的实行先进电力电子技术不仅可以强化、优化电网的特色功能, 同时在再生能源问题上也有着很大的帮助。对先进电力电子技术的研究是目前我国建设智能电网的重要基础。所以, 对于如何促进先进电力电子技术在电网的应用, 是国内电网行业值得思考的一大难题, 这不仅关系到我国智能电网长远发展目标, 同时关系到我国未来的经济发展情况。
参考文献
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电力电子技术11
摘要:随着科技的快速发展,电力电力技术也实现了较快发展,并在电气控制领域得到了十分广泛的应用,其不仅能有效提升电气设备的工作质量和效率,更能进一步提高企业的经济效益。因此,本文基于电力电子技术的概念和发展历程,重点探究了其在电气控制领域的应用情况,以期为相关从业人员提供参考借鉴.
关键词:电力;电子技术;电气控制
电力电子技术的高速发展,在给人们的生活工作带来更大便利的同时,也得到了电气控制领域的高度关注。作为电气控制的重要组成部分,电气自动化控制系统能有效保障电气设备运行的安全性和稳定性。随着科技的进步,更多先进的电力电子器件应用其中,对于提高整个电力控制系统的可靠性具有重要意义。
1电力电子技术的概念以发展历程
1.1概念
所谓的电力电子技术,就是指应用于电力领域的技术手段,其主要功能就是对电力系统中的原件配件实施有效的控制,以此来实现提升整个系统工作效率的目标。现阶段,电力电子技术主要分为两大类型,分别是器件研制技术以及变流技术。在电气控制领域,电力电子技术起着至关重要的作用,其通过结合电子学、电工学以及控制技术三大专业学科,对处于运行状态的电气设备实施有效地控制,同时也可实现对系统内部线路的信息监测、数据记录以及故障警报等功能,并对不同性质的电气设备实施实时监控。在实际应用过程中,电力电子技术表现出了极大的优势,其中包括有操作的便捷性以及强大的适应性,不仅能够进一步简化操作流程,方便工作人员的操作,提高人员的工作效率,进而提高电力系统的运行效率,更能适用于各种类型的工作环境,从而在根本上保障了电力系统的安全运行。
1.2发展历程
电力电子技术这一概念于20世纪60年代产生,一般认为1957年美国所研发的第一个晶闸管为第一个电力电子器件。1974年,美国学者将其描述为由电力学、电子学以及控制学三门学科所组成的全新科学领域。70年代后期相继出现了以GTO、BJT以及Power-MOSFET为代表的全控型器件,80年代后期又研发了以IGBT为代表的复合型器件。现阶段,为了减小电力电子设备的体积,将控制、功率、驱动以及保护电路等器件一体化形成了PIC,虽然目前PIC应用效果较差,但这是电力电子技术的未来重要发展方向。此外,在这一领域,计算机模拟和仿真技术也在持续发展中。
2电力电子技术在电气控制中的应用探究
2.1PWM控制技术的应用
PulseWidthModulation技术,即PWM控制技术,指的是通过调整对脉冲宽度的设置,以获取相对应波形的技术手段。这一控制技术的应用理论基础就是面积等效原理,简单来说就是,面积相同但形状不同的窄脉冲作用于拥有惯性的环节之上时能保证所导出的响应波保持一致性。现阶段,随着MOSFET以及IGBT技术的发展,PWM技术已广泛应用于各类变流电路之中,其中逆变电路在PWM技术应用上效果最佳,目前,除了特大功率的逆变设备之外,基本上所有的逆变电路都应用了PWM技术。
2.2软开关控制装置的应用
随着科学技术的`不断前进,电力电子设备的发展趋势也越来越倾向于小型化和便捷化,因此,其对于电力系统的电磁兼容度和运作效率也提出了更高的要求。在以往的电力系统之中,往往应用开关控制来压缩变压器、滤波电感以及电容器配件的所占空间,但应用这种方式会造成极大的设备损耗,进而影响电路的正常运作,严重时甚至还会出现额外的电磁干扰现象,而通过应用基于电力电子技术的软开关控制装置则可有效解决这一问题,其可在一定程度上避免设备损耗以及电磁干扰等情况的出现。当开关频率大于1Mhz时,基于电力电子技术的软开关控制装置能达到最佳的工作状态,能将系统内的各类简单电路进行并联,以形成工作质量和效率更佳的组合电路,进而进一步提升整个电力系统的工作性能。现阶段,软开关控制技术的主要发展趋势如下:
(1)这一技术将更为广泛地应用于IT行业,拓扑数量将不断增大;
(2)谐振电路在开关频率大于1Mhz的工作环境中效果十分明显,因此,其必将得到更多的关注;
(3)将更多地应用各种电路组合方式,如串联、并联等,以此来满足不同工作环境的需求。
2.3过电流保护装置的应用
在电力电子电力运行过程中,若出现故障便会引发过电流现象。针对这一现象,传统的解决方式往往是及时中断熔断器、电流继电器以及直流快速断路器等设备的手段来最大限度地维护电力电子系统中的重要电路。但目前,随着电力电子器件的小型化,再加上功率要求的不断提高,以往的电路保护装置已难以适应当下的保护需求。因此,驱动控制信号去除自动化技术开始进入人们的实现,具体来说就是通过安装专门的过电流保护装置,对过电流进行实时监控并及时对电路进行调整和驱动。例如,桥臂互锁保护法。当出现信号反复或开关延时过长等问题时,桥式逆变短路就会产生桥臂短路现象,通过应用桥臂互锁保护法,使其能在故障发生使迅速进行驱动信号的切除处理,应用联锁手段,通过连接桥臂上的部件来避免短路现象的出现。
2.4静止无功补偿装置的应用
社会经济的腾飞,使得人们的生活水平也稳步提高,与此同时,人们对于电力的需求量也越来越大,因此对于电网功率也提出了更高的要求。若电网中的运作功率出现较为频繁的变动或内部遭受部分负荷的强烈冲击等情况,这在很大程度上会影响到电网运行的安全性与稳定性,同时也会使得电网线路难以实现对低频振荡的有效控制。而基于电力电力技术的静止无功补偿装置则可有效提升电力系统的承载力以及相关性能,同时也能规避电力系统中的功率损耗现象,从而进一步增强电力系统性能的稳定性,以满足当今社会对于电量的需求。
2.5有源电力滤波器的应用
基于电力电子技术的有源电力滤波器的应用原理是通过分析和检测电力系统补偿元件的运行状态,进而从中获取相对应的等分量谱波电流,其后利用补偿装置生成与谱波电流的相反等分量电流,从而实现谱波电流与生成电流的相互抵消作用。通过应用该种方法,可以在根本上规避电网系统中谱波电流的产生,取而代之的是基波电流。基于电力电子技术的有源电力滤波器具有应答速度快、抗干扰性强等诸多优势,这一设备主要由补偿装置以及具有指令功能的运算电流电路两部分构成。通过应用有源电力滤波器,可以及时对电力系统中的补偿电流进行检测和分析,进而实时获取电网系统中的谱波电流以及无功电流的数量,从而在根本上保障了电力系统运行的安全性和可靠性。
2.6高压直流输电技术的应用
现阶段,我国的大部分发电厂所传输的基本上都是交流电压,但在交流电压的传输过程中往往会出现能源的大量损耗情况,同时工作人员也难以有效把控所消耗的能源,并且管控消耗能源所要投入的资金成本也较高。针对该种情况,目前已有众多发电厂开始改用直流电输电方式,通过应用基于电力电子技术的高压直流输电技术能够有效完成交流电与直流电的转换工作。一般情况下,直流输电方式应用于电压容量较大且所隔距离较远的输电装置之上,利用高压直流输电技术将交流电压无损耗地转变为直流电压,其后在经过直流电逆变过程转变为直流电,以此来为人们提供更为优质的用电服务。
3结论
总而言之,随着电力电子技术的持续进步,其在电气控制领域所发挥的作用也越发重要。为了更好地应用电力电子技术,发挥其真正的作用,相关科研人员必须基于目前的发展现状以及应用需求,对这一领域进行深入地研究,找出其存在的不足之处并加以调整和优化,从而进一步提升电力电子技术的应用效果。
参考文献
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[3]冯智能.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,20xx(06):226.
电力电子技术12
教学是一项具有针对性的教育活动,只有对教学对象的情况有及时、全面、深入的了解,才能开展卓有成效的教学活动。目前的90后大学生兴趣广泛,在各种活动中表现很大的积极性,但即使是同一专业同一年级的学生,由于生活环境,家庭因素的影响,他们在基础知识、接受能力、思维能力、动手能力、分析判断和总结归纳能力上有较大差别。如何在课堂教学中充分调动学生的积极性,变被动学为主动学,提高教学质量,是每一名教学工作者需探索的重大课题。
电力电子技术作为一门新兴的集电子技术、控制技术和电力技术为一体的交叉学科,在生产生活中发挥着越来越重要的作用,已被广泛地应用于高品质交流电源、直流电源、电力系统、变频调速、新能源发生及各种工业与民用电器等领域,成为现代高科技领域的支撑技术,电力电子技术在电气领域占有重要的地位。本课程作为电力工程及其自动化专业的专业必修课,与其他本科课程相比,电力电子知识点更加分散,各种器件特点、符号、物理参数等容易混淆,且电路波形绘制和分析对于学生来说理解和记忆难度较大。课程目标偏重基本原理和方法。因此,为最大程度地实现教与学的`有机结合,课程大纲和课堂讲授应紧密结合学生所需,且对于教学内容和教学模式的改革也势在必行。
“导讲促学”教学改革的基本思路
通过多年的教学研究与实践探索,在专业课程教学中提出“导讲促学”教学模式与实施方法,即通过引导学生以讲授课程核心知识点为目标,促进其学习的主动性与自主性,从而提高学习兴趣、探索精神与学习效果。“导讲”是一种形式,“促学”是核心目的,通过拓展教学内容,丰富教学形式,开展学生上台讲课、研讨或研究性实验,改革教学考核方法,将理论教学与实践环节相结合,促进学生自主学习,全面提高学生分析解决问题能力,实现教学相长。
“导讲”要求学生能讲述课程的主要知识点,通过这一要求促进学生认真听课,提高课堂教学效果;促进学生课后复习和预习,加深对知识点的理解、掌握和融会贯通;学习教员的讲课方法,提高学生的语言表达能力和综合素质。通过学生讲述,教员可准确把握学生对知识点的学习、理解和掌握情况,有的放矢地进行点评和辅导答疑,改进教学方法,增强教学互动,增进师生友谊,提高教学效果。
“导讲促学”教学改革实践
本教学方法与模式在“电力电子技术”系列课程教学中得到了应用并取得了很好的效果。“电力电子技术”课程的授课对象是电力工程及其自动化专业本科学生,普遍基础知识较为扎实,接受能力较强,有较强的求知欲。由于毕业后面临岗位应聘和工作竞争,都希望通过课程学习,打牢基础,提高实际工作能力,增强自身的发展潜力。本课程要求学生对电路、电机和电子技术较为熟悉。通常在开课之初,需要告知学生复习电路、电机、电子技术等课程知识。
以“电力电子技术”第二次课课堂教学内容设计为例,在课堂上讲课的大体思路是:首先通过学员讲课回顾上节课电力二极管知识,了解学员掌握程度,针对存在问题进行点评,加深学员理解。从电力二极管存在问题出发引出对器件可控性的要求,进而引出本次课内容。以问题为牵引,启发和引导学员思考解决此问题的方法:由总体思路开始,不断深入和细化问题,使其能用已学习过的理论知识去分析并得到解决此问题的方法。最后从知识掌握、能力提高、素质培养等方面进行小结,布置作业与思考题;并指导学员课后复习和拓展学习,针对本讲内容进行讲课式准备,促进学员课后自主学习、练习,努力培养学员综合素质与能力。
实施成效
采用“导讲促学”教学模式,引导、启发学生把课堂所学知识以及进行思考、相互讨论、查找资料等所获得的知识、成果与体会讲出来,让学生在展示自己学习进步和研讨成果的过程中获得成就感,促进和激发学生的学习兴趣与潜能,培养学生的创新能力,实现以教员为主导、学生为主体、教学相长的教学目的。
该方法还在电力工程及其自动化专业“电力系统”“自动控制系统”“继电保护”等专业课教学中得到了进一步的推广应用,也都取得了较好的成效,该班学生在学院举办的电工电子创新竞赛中取得较好名次,并且与往年相比,专业课的成绩有明显提高。
电力电子技术13
随着我国科学技术的不断发展,我国在电子技术方面的水平也得到了很大的提升,如今,电子技术的应用已经涉及到我们生活的方方面面,任何电器的使用都离不开电力的支持,小到一个开关,大到国家科研技术的研究,正是电力电子技术的广泛应用才使电子技术不断发展电力电子技术的发展如此之快主要是其应用广,电子技术的开发对人类来说意义重大,首先离我们最近的是灯的使用,电的出现直接让人类的生活从原始的昏暗环境进入到现代光明的社会,再到如今生活处处离不开电的支持。电的出现给我们的生活带来了光明,从此,电被人们进行更深入的开发。
在高中物理当中涉及到电力方面的理论知识,主要有电流与电阻,电磁学及电势能等内容,其中,电磁学中的重要内容电磁感应的原理是:变化的磁场能够产生感应电流,当有一个导体放置在变化的磁场当中时,该导体就会自行产生电流,如将导体闭合,即形成一个闭合的回路。这项理论知识在生活中的应用很常见,如许多发电机就是根据这项原理发明出来的,还有家里的电磁炉等也是同样的道理。所以说,很多高中的物理内容虽然大部分是纯理论,但其在生活中的应用只要用心观察,会发现其实它无处不在。
1大容量电力电子技术
在电学当中,大容量电力电子技术的实质是采用一种大功率的半导体材料将電能进行变化和传输,这是一项新型的电子技术,应用于大多数电力领域内。这一项技术最早是出现在上世纪60年代的美国,当时认为,电力电子是由三个学科组合而成的技术,这三个学科分别是:电子学,电力学,控制理论。在我国的生活生产中,涉及到多种能源的利用,不仅仅是电能的使用,大容量电力电子技术的出现能将这种可开发的电能转换成其他能量,从而达到使用功能,如生活中常用到的太阳能热水器就是利用这项原理,将空气中投射过来的太阳辐射能通过这种转换器转换成热能,从而供给人们生活使用,这种加热方式比通过消耗电能来加热更加环保。除此之外,电力电子技术在生产中还有很多其他的作用:
(1)将电能使用最佳化,经电力电子技术的处理后,电能使用将更加高效合理,达到节能的效果。
(2)发展新兴产业,电力电子技术的使用将改变传统的生产方式,并且,这项技术是一种弱电控制强点的媒体,也是一些机电设备和计算机之间的接口,是将计算机与运用到传统产业的基础。
(3)电力电子技术智能化。
我国还处在发展阶段,在各项生产工业中都要应用到能源,但能源毕竟有限,如果不能高效利用对于很多工厂来说利益将会降低,而对于整个人类社会来说,能源枯竭将是一场巨大的灾难,因此全球都在提倡节能环保,而我国对电能的需求量又大,尤其是许多大型的产业和技术产业都需要大容量的电能,电容量越大,操控起来就难,而大容量电力电子技术则能起到用弱电控制强电的作用,此外,在传统工业实现智能化,自动化及节能化的效果中起着桥梁的作用,所以这项技术的应用领域也越来越广,在我国的航空航天,能源,工业制造,交通等领域都有应用。
2电力电子技术在电力系统的应用
2.1电力系统的节能
物理学中在讲电学方面的知识时,物理老师讲过,发电厂生产出来的电电压很高,不能直接运送,因为根据公式I=U/R(I是电流,U是电压,R是电阻)电压越高,运输过程中损耗的电能就越大,所以厂家在运输之前要将高电压转换为低电压,在这个过程当中,电能会损耗一部分,这部分的损耗产生无功率的浪费,主要原因是在生产电能源的过程中电能源发生变化,导致发电机组不能完美的配合,从而产生无功功率的浪费,电力电子技术是通过控制变负荷电动机的运转速度来实现电能的良好的生产和使用,在我们国家,这项技术还尚在研究探索阶段,但在国外已经非常成熟,虽然电力电子技术能够通过以上方式对电能进行控制,然而在实际使用过程中也存在一些问题,实际上,变负荷电动机的成本很高,并且在运转中对电网有很大的影响,所以目前在我国的适用范围并不广,仅仅使用于一些中型和大型的电厂。尽管如此,这项技术还在不断的研发,毕竟电力电子技术能够对配送电的过程进行控制,从而保证电能的质量及稳定。
2.2在发电环节中的应用
在电力生产的.电场中,不仅电能的配送过程中会产生电能损耗,同样,在电力的生产中也会产生损耗,且相对于发电量,其损耗的电能不在少数,且在高低压转换的过程当中也会消耗一部分电能,为了满足电力生产节能的要求,在高低压的转换过程当中使用一种风机水泵变频机来达到降低损耗的电能,并且提高转换效率的效果。21世纪太阳能的发现使它成为新世纪的新型能源,被大量的进行开发和使用,利用太阳能发电如今成为全世界奋斗的目标,在将电能转换过程中电力电子技术也解决了大功率电流转换器的问题。
大容量的电能是我国很多工厂生产所需的必备能源,电力电子技术的使用在很多方面解决了这种大容量电能的投入使用问题。在高中物理学中涉及的理论知识还比较浅显,大部分还是基础理论,但了解了最基础的知识对于生活中的技术拓展运用才能有一个大概的概念,生活中的电子产品越来越多,使用的人数也越来越多,其中应用到的电力学知识就越广,作为新时期的高中生,除了掌握课堂上的理论知识外,更要留心观察这些理论知识在生活中的运用。
3结束语
大容量电力电子技术的出现确实对我国的生产和发展起到很大的促进作用,但这项技术在我国还不够成熟,因此需要更多的研究和探索,作为一名高中生,对于物理学这项理论知识的使用还需要进一步的深入和进行网络了解。
参考文献
[1]余永琼.大容量电力电子应用系统及其关键问题综述[J].电子技术与软件工程,20xx(03):12-13.
[2]赵金亮.我国电力电子技术的现状及应用[J].北方经贸,20xx(05):23-24.
[3]谢祥洲.大容量电力电子应用系统及其关键问题综述[J].电子世界,20xx(04):18-21.
电力电子技术14
摘要:电力电子技术课程是一门以双语教学为手段,讲授利用电力电子器件对电能进行变换和控制的课程,在自动化及相关专业人才培养中具有十分重要的作用。根据教学实践,对电力电子技术双语课程教学改革的目标、教学方法、教学内容组织等问题进行了比较深入的探讨。
电力电子技术是电类各专业非常重要的一门专业基础课程,应用十分广泛。该课程所涉及的基本概念比较多、知识点多、内容也比较抽象,学生学习起来普遍感到有难度;另外该课程又与社会发展紧密联系,实践性很强,在理论教学的同时需开设实验课程,通过实验教学来帮助学生理解和运用所学理论知识,培养学生的基本技能和创新意识。该课程的培养目标是通过系统的理论学习和丰富的实践教学环节的学习,使学生掌握电力电子技术的基本知识、基本理论和基本技能,具备分析问题、解决问题以及应用现代电力电子技术的能力,为后续课程的学习和从事电力电子技术方面的工作打下坚实的基础。为适应经济全球化和科技革命的挑战,教育部曾明确提出“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学”,针对电力电子技术课程,积极探索适当使用外语作为课堂用语进行教学,对于开拓新的教学方法,提升学生的学习兴趣,提高教学质量有着积极意义。
1 开展双语教学的意义
1.1 掌握先进的技术知识
电力电子技术的发展极为迅速,其内容更新很快,采用双语教学可以适当地把电力电子技术领域的最新动态和科研成果引入课堂,有利于学生全面深入地掌握该课程和学科的知识。同时,可以加深对电力电子课程的理解,如触发器器件中的RD端,R为Reset,即复位的意思,D是Direct,直接的意思,则这个端口为直接复位端,即异步复位端,无需等待有效CP信号输出即被复位。学生对于该端口的含义及应用的理解就会很深刻。
1.2 学习先进的教学理念
近代高等教育的发源地在欧美国家,经过多年的积累和不断发展,欧美名校形成了先进的教学理念和比较高的教学水平。开展双语教学活动,促使教师主动地吸收国外高校优质的教学理念和多元的教学方法,可以帮助教师灵活组织教学活动,掌握行之有效的教学方法,充分利用各种教学资源,有效提高课堂教学质量。同时在教学过程中适当地采用双语,可以有效地活跃课堂气氛,提高学生的听课兴趣,进而提高教学效果。
1.3 提高学习科研的能力
在电力电子技术课程的学习过程中,各种教学仿真软件起到了辅助教学的重要作用,其中多数的软件如电力电子电路仿真软件Multisim、电路板设计与制作软件Protel、CPLD/FPGA集成开发环境MAX+PlusII等常用软件大多都是英文版本,学生通过双语学习可以很容易掌握这些工具软件的使用,既提高了他们对新知识的学习能力,又有利于学生完成更为复杂的电力电子课程设计。
1.4 培养双语人才
双语教学的最终目标是培养能够在专业领域中理解并较为熟练地使用两种语言的复合型人才。通过电力电子技术课程的双语教学,学生在掌握电力电子技术专业知识的同时,强化了外语学习能力,学生的整体外语水平得到了提高。双语教学是培养能够参与国际技术交流的高级人才的有效途径和我国走向国际化的重要手段之一。目前,出国留学的学生越来越多,遇到的最大问题就是语言关,不适应国外大学的教学模式和方法。如果在国内能够接受相同的'或者类似的英语教学,掌握英语学习思维,习惯教学模式,那么学生就能够更快地融入国外的学习生活环境。
2 存在的问题
2.1 双语教学理论定位高
双语教学最理想的模式是沉浸式双语教学,其最终目标是学生能同时使用母语和英语进行思维。但由于我们缺乏英语的语言环境,特别是大学阶段,语言的思维模式已经基本形成,要取得双语教学的最终目标可以说是不可能的,这样的定位也不现实。
2.2 师资力量的薄弱
教师是进行教学活动的主体,实施双语教学的教师除了要具有本学科的知识、技能外,还要精通用作教学语言的英语。目前,很多高校极度缺乏既能够熟练掌握专业知识又能精通外语且听说能力较强的教师。
2.3 学生接受能力
电力电子技术是大学二年级学生开设的课程,虽然经过了大学一年级的英语学习,学生已经有了一定的外语基础,但是学生英语水平参差不齐;另外电力电子技术课程本身内容较多又很抽象,即使教师用汉语进行授课,部分学生理解起来也较为困难。因此造成实施电力电子技术课程双语教学时还是有一定的实际困难。
2.4 教材
目前,国内引进的可供选择的比较权威又新颖的英文教材较少,况且还要符合我国的教学大纲、课时安排,这样选择双语教学的教材有较大的困难。
3 解决的办法
3.1 正确定位双语教学目标
制定双语教学的目标应该从本学校的实际出发,应根据具体的教学环境和学生的外语基础等因素,遵循循序渐进的原则,分层次、分阶段地进行。可制定一个最低目标和一个最高目标。最低目标是教师用英语讲述重要的基本概念,辅以汉语解释,或对部分内容采用双语教学,如组合电路的设计步骤,使学生对本专业理论的双语语言形式有基本的了解和适应。最高目标是双语思维层次。师生在课堂上主要用外语进行思维,学生达到用英语思维来解决问题的目的。学生可以根据自身设定一个适合自己的目标,这样在学习上就会不断进步,就会有成就感,对专业课程学习的兴趣会逐步增加。
3.2 提升教师授课水平
为进一步提高专业教师的英语水平,应积极与国内外知名学府合作,邀请国内外知名学者来本校进行学术讲座;同时支持教师参加各种国际国内学术交流会议,提高专业研究和英语水平;而且校内应经常举行双语教学观摩活动,促进教师之间相互学习,鼓励和激发青年教师的工作热情,切实提高教学水平。也是提高双语教学效果的关键,合理安排中英文教学的比例并根据实际情况进行适当的调整,才能使学生既能对英语教学感兴趣又能真正理解所讲授的电力电子专业知识。所以在引用双语教学的同时,也必须同时注重教学方法和方式的改进,合理安排教学内容。为充分利用课堂时间,提高教学效果,采用多媒体教学手段,一个好的双语电力电子技术课件可以在一定程度上弥补教师英语口语不足的问题。
3.3 注重教学实效
双语教学的目的是使学生在打牢专业基础的同时还能扩展知识面。根据学生实际接受能力不同的问题,不必一味追求全英文授课,穿插式的双语教学,对重点内容、基本概念仍需汉语强调,课程的考核可以多元化,学生可以用英文也可以用中文回答问题,给学生营造一个轻松的教学环境,不硬性规定许多条条框框,学生的学习兴趣反而会很高。
4 结语
双语教学并不是简单的教学语言的更换,开展和推广双语教学将是一项长期复杂的工作。目前,我们的双语教学还处于初级探索阶段,在其教学实施和完善的过程中还会出现很多新的问题,结合不同时期的实际情况,在教学实践过程中不断完善课程的改革与建设,这是进一步提高双语教学质量的有效途径。总之,开展数字电力电子课程的双语教学是对专业基础课程教学模式的有益尝试及探索,它有助于改进和提高课堂教学的实际效果,有利于培养高素质、复合型的专业人才。
电力电子技术15
一、调整教学内容使其适合学生的学习
1.掌握相关课程之间的联系。教师应该熟悉掌握本课程与相关课程的联系,例如了解先修课“电路”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的教学情况和后续课“电力拖动自动控制系统”的安排,处理好它们之间的关系,使整个专业课程体系前后衔接,避免内容的重复和疏漏。例如讲“半导体电力开关器件”一章时,模拟电子技术中已讲过小功率晶体管结构、原理、特性及应用。在本门课程中,对晶体管应重点讲述其与小功率晶体管的不同之处。模拟电子技术中讲述的晶体管其工作特性在线性放大区,而在电力电子技术中,晶体管工作在截止区和饱和区之间,使用的是其开关特性。对于晶闸管相控有源逆变的应用部分,重点讲解在整流、有源逆变两种状态下,直流电机四象限传动系统的特性,也就是直流电机的转矩正比于电枢电流,转速正比于电枢电压,改变电枢电压、电流的方向,就可以使直流电机四象限运行,为后续课程《电力拖动自动控制系统》中的直流调速部分做好铺垫工作。
2.导论是说明编者写作意图、本书内容的主要特点、背景及主要内容的知识体系和概要等,同时还向学习者指明了学习本教材的学习方法,因此,教材的导论部分对学习者的入门学习起到了提纲挈领的重要作用。我们在每学年的第一节导论课时,通常要给学生做一个专题讲座,以图文并茂的形式详细介绍电力电子技术领域最新的发展动态、国内外的发展现状以及在相关领域的应用等,开阔学生的视野,使其对本课程有个大概的了解,引导学生充分认识到本课程在现实生活中及在本专业中的重要性。
3.电力电子器件是电力电子技术的基础,四类基本变流电路(AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC)是电力电子技术的研究核心。教学内容大致分为三部分:
(1)电力电子器件。主要包括电力二极管、晶体三极管、晶闸管、MOS-FET、IGBT等器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性等问题。
(2)四种基本的电力电子电路。对于直流斩波电路,主要电路为BUCK、BOOST、CUK斩波电路等。重点讲解BUCK、BOOST斩波电路的原理,输出电压电流波形的画法,改变占空比的方式:脉冲宽度调制PWM,脉冲频率调制PFM。逆变电路是主要依赖于全控型开关器件,重点讲解正弦波脉冲宽度调制SPWM基本原理,单极性、双极性倍频正弦波脉冲宽度调制逆变器的原理及其控制方式。以半控型器件晶闸管为主的整流电路部分,主要包括晶闸管驱动和保护、整流电路及有源逆变电路。交流电路的器件为双向晶闸管,电路为单相交流调压电路、单相调功电路、三相调压电路及触发电路等内容的讲解。
二、注重教师自身建设,提高综合素质
1.在讲授《电力电子技术》这门课程内容的时候,教师不能只讲课程教学大纲或教科书的内容,还要广泛涉猎其他有关的教材和参考书,形成自己的独到见解。因此,任课教师对电力电子技术的现状和发展趋势,理论如何与实际相联系,必须要有所了解。例如在讲授直流斩波电路时,可以引出该电路可以使用在开关电源、太阳能发电系统中;在讲解整流变换时,介绍其在电力机车的启动、调速与制动中的应用,有源逆变电路可应用到变频空调、电梯、计算机不间断电源;逆变变换可联系太阳能发电、风力发电;在讲授交流电路时,说明其在可调光台灯、异步电动机软启动装置中的应用。通过以上讲解就可以使学生了解所学的书本知识在实际生活中的应用,激发学生的学习兴趣。
2.教师要定期地阅读最新的与电力电子技术有关的学术期刊,及时浏览相关的专业技术网站,掌握本学科前沿发展的动向,熟悉本学科和相邻学科的新成果、新进展。
3.教师还要承担一些与电力电子技术相关的科研工作,将科研与教学有机地结合起来,把科研成果转化成教学资源,将科研成果和科研体会引进课堂教学,丰富教学内容,促进专业教学水平的提高。
三、激发学生学习兴趣,增强课堂效果
1.充分发挥学生的主体作用。教师要学会调动学生学习的主动性和积极性,才能培养出高质量的人才。教师对内容相似或易于理解的内容予以精简,选择一部分内容留给学生去自学,然后让学生站在老师的角度去给别的同学讲解所理解的内容,让学生画出主电路波形图,通过相互交流,互相促进,提高学生的学习兴趣。
2.平等待人,积极鼓励。在近几年教学过程中,发现学生中有消极待学的现象,这部分学生或沉迷于游戏,或忙于出外打工赚钱,严重地影响了其学业,考试成绩也不理想。对于这部分学生,教师一定要找到症结所在,积极引导、平等对待、不断勉励。要重视学生的个性培养,积极鼓励学生求新、求异、求难、质疑、进取的精神,对于部分考研的学生,他们认为凡是和考研有关的课程就认真对待,无关的就不学,对于这样的学生,我们的做法是将考研数学的傅里叶变换与电力电子技术中的基波和谐波的概念结合起来,既加强了考研知识学习,又解决了电力电子技术中的知识难点掌握问题,使其认识到课程之间都是相关的,只有这样才能使师生之间建立一种平等、和谐、融洽的关系,激发学生在课堂上的思维能力。
四、运用多种教学手段,提高教学效果
1.从以上对课程特点的.分析可以看出,只采用黑板板书的方法对课程进行讲授的话,教师势必会在概念、电路图、波形图及参数变化对波形图的影响方面的书写花费大量的时间。而若只采用多媒体进行教学的话,在波形和物理计算公式的推导的讲解过程中,讲解速度虽然会加快,但是与学生的互动也会相应减少。这样势必不利于启发学生,培养学生的独立思考能力。教师在讲授的过程中应根据教学内容确定使用哪种方法进行讲解。文字内容比较多的情况,可采用多媒体辅助教学。利用PPT向学生展示学习内容中涉及到的实物照片,这样不仅可以增加教学内容的知识量,而且可以提高学生的学习兴趣。如果讲解的是可控电路的工作原理和输出波形,可采用多媒体(电路图演示)和板书教学(波形图绘制)相结合的方法。
2.实验是培养理论联系实际、学生动手能力的重要手段。对电力电子技术实验,保留原有的晶闸管整流验证性实验,使学生对本课程的应用有初步认识,对直流斩波电路以及正弦波同步移相触发电路实验,则可当成设计型实验,由教师给出电路图及参数,由学生自行设计,选择器件及其驱动电路、保护电路,进而完成实验,培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.课程设计作为实践课教学中的重要组成部分,在人才培养中起着举足轻重的作用。因此切实提高课程设计的质量,具有重要意义。《电力电子技术》课程设计教学模式分以下几个方面:
(1)课程设计走进实验室。建立开放式综合性实验,将实验时间交给学生,让他们自行安排。而日常生产和生活中,有许多实用的电力电子产品,其电路相对简捷,很接近教材,非常具有代表性,例如手机的充电器、录音机用的变压器,可以把它引入到课程设计中来。通过这样的过程,学生能够更真切地理解电力电子技术的基本内容、基本原理,更加真实地感受电力电子电路的设计、调试过程。
(2)课程设计引入计算机辅助设计。传统的电力电子技术实验,基本上是学生利用protel软件画出PCB板图,再利用电力电子开关器件、电阻、电容等元件搭建电路来获得电子线路的感性知识。但在教学实践中,由于电路板连线可靠性差,学生的操作技术不够熟练,产生错误的概率较高。为了解决上述问题,我们引入了计算机仿真软件MATLAB,Simulink作为MATLAB软件下的仿真系统,通过它下面的工具箱可以对电力电子技术进行建模、仿真分析,实现高效率开发系统的目标。
五、结语
本文针对近几年的《电力电子技术》课程理论教学和实践教学理念和改革思想进行了探讨,有针对性地创新教学方法的研究,使课程内容体现学科发展动态、学科前沿内容并提出有待解决的问题,实行开放式教学,对教学内容删繁就简,吐故纳新,实行教学内容对学科与专业发展的跟踪,并且将课程教育与素质教育相结合,将素质教育融入专业教育之中,有效地调动了学生的学习兴趣和学习主动性,提高了教学效果。
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