电力电子技术(精)
电力电子技术1
电子技术基础是一门课时短、内容多、轻理论重实践的课程,对学生的知识运用能力提出了很高的要求。由于课程本身的特点,课程进度稍快往往就会使学生不能很好地掌握知识,学生的学习存在困难,致使教学效果不理想。因此要想改变该课程的教学现状,就要总结经验,积极探寻新的课程教学方法。
一、电子技术基础课程教学现状分析
随着现代社会的飞速发展,对电子技术的要求也在逐步提高,因此电子技术基础课程的学习,不仅能使学生掌握基本的电子知识,为后续学习打下基础,也顺应了社会发展的需求。但是现阶段本课程教学效果并不理想。由于这门课程是电子技术的一门基础课程,涉及的知识较多,而真正的教学过程课时却较少,学生对知识的掌握不够,实践能力也较差,远远达不到预期目标。
二、电子技术基础课程教学方法改进与创新
1、讲解形象直观,激发学习兴趣
电子技术基础这门课程涉及的概念与理论较多,知识点抽象难懂,学生很难通过教师的表述理解透彻。此外,在课堂上学生听懂了,并不代表知识点理解了、掌握了,还需要教师通过一些特殊的方式让学生加深理解,增强记忆,提高能力;通过一些更为直观的教具、图片,使学生将理论与实际物品结合起来,利用计算机对声音、图像、文字、flash的处理能力,形成声、图、文并茂的形象化教学,充分调动学生学习的积极性。
2、采用启发式教学模式
在课堂教学环节中,启发式教学有助于引发学生的思考以及学习兴趣。对于电子技术基础这门课程,教师在运用启发式教学模式时就是要从最简单的电路入手,分析电路的组成以及工作原理,让学生自行查找电路存在的问题并指出解决的方法,并对改进后的电路的特点进行总结,启发学生思考由电路结构的改变给电路性能带来的改变;通过一系列的分析问题、解决问题、归纳总结的方式推进教学的进程,充分调动学生的学习热情与积极性,也使学生对知识点的理解更加透彻,形成一种思维模式,便于以后问题的解决。
3、适当引入电子技术学史,紧密联系时代前沿实际
在教学中适当引入电子技术学史,有助于学生了解在电子线路研究发展的历史。新产品,新发现的推出,也是新思维模式的形成。了解这些发展史也有助于学生在学习电子线路时形成新的思维,学会发散思维看待电子技术问题,并且有利于学生的科技创新。这就要求教师在教学过程中从科学的角度解读一些电子线路规律的建立过程,创设情境,如果你是科学家,该怎么解决类似的问题,从而介绍科学进程中遇到的问题,以及科学家解决问题的.思路与方法。电子线路基础这门课程的实践性与实用性很强,学生也能通过学习电子技术学史,了解到电子技术与生产生活、科学实际密切相关,从而在学习该课程的过程中,更加注重实验。鼓励学生要勇于创新,站在时代的前沿思考问题,不断将新的知识、新的技术充实到电子科技方面,使学生的眼界更加开阔,学习兴趣更加浓厚。
4、理论联系实际,增强实践能力
电子线路基础这门课程,在生活中的实用性很强,这就对学生的实践能力提出了新要求。因此在有限的课时中,既要完成理论知识的建立,又要通过设计不同的实验激发学生的学习兴趣,锻炼学生的动手实践能力。在进行课堂演示实验时,教师要邀请学生参与其中,共同解决实验中出现的问题。
5、灵活运用教材,寓教于乐
教材是教学的参照范本。在教学过程中,教师应该以学生为主体,依据学生的特点,恰当地选取教材,制订合适的教学计划。对于学生自主能力差,思维懒惰等问题,教师在教材的选择上应更加注重其实用性,在教学过程中要改革教学模式,运用现代化教学技术,依据本学科的特点,制订更为有趣的教学计划,增加与学生的互动环节,制造轻松愉悦的学习氛围,大大提升学生的学习效率。
三、小结
电子线路基础对于学生以后的专业知识的学习以及实际应用都有很重要的作用,因此改变教学方法,提升教学效果是教学的重中之重。作为一门系统理论课程,该课程要求学生不仅要有牢固的理论基础,更要有很强的实践动手能力。因此在教学过程中,要依据学生的特点,改革教学模式,运用多种方法提升教学效率。
电力电子技术2
1对电力电子技术应用的探讨
其具体包括以下几方面的内容:第一,通过对电力电子技术的应用,已经将传统发电机直流励磁转化为由中频交流励磁和电力电子整流相结合的方法,并且在推广应用过程中取得了良好的效果,其运行的可靠性也得到了提高。第二,电力电子技术的应用有效地改变了水轮发电机的变频励磁。发电频率取决于发电机的转速,采用了电力电子技术后,将水轮发电机直流励磁转变为低频交流变频励磁。当水流量减少时,提高励磁频率,可以把发电频率补偿到额定,延长水轮发电机的发电周期,解决水力发电中发电机工作时间受季节性水流量影响而导致的频率无法调节、浪费较多水能的问题。这对大型水力发电设施来说,具有巨大的经济效益。
2电力电子技术的未来发展趋势
从近几十年的发展历程中我们可以看出,半导体的发明与应用有效地推动了电子技术的快速发展,其中晶闸管等电力半导体在这一过程中发挥了重要的作用。在进入20世纪70年代后,半控型晶闸管形成由低电压小电流到高电压大电流的系列产品,被称为第一代电力电子器件。随着电力电子技术理论研究和半导体制造工艺水平的不断提高,先后研制出GTR、GTO、功率MOSFET等自关断全控型第二代电力电子器件。近期研制的以绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的第三代电力电子器件,开始向大容量高频率、响应快、低损耗的方向发展,这又是一个飞跃。步入20世纪90年代后,电力电子技术得到突飞猛进的发展,与该技术有关的产品也得到进一步升级,大都朝着智能化、模块化方向发展,逐步形成了电力电子技术的三步走模式及理论的研发,产品的研制、产品的应用,成为国际科研领域的新星,成为经济社会发展的热门行业。但是,就目前我国电力电子技术发展现状来看,还不容乐观,其中电力半导体器件的研发与应用同西方发达国家相比,还存在较大的`差距,还比较落后,所以,如果在21世纪国际电力电子技术迅猛发展的背景下,我国半导体器件的落后状态得不到改善,将直接影响我国国民经济的快速发展,因此,对于我国电力电子技术的发展趋势来说,仍然任重而道远。
3结语
现阶段,我国电力电子技术的应用同西方发达国家相比,还存在较大的差距,但是,电力电子技术在我国各领域的应用潜力非常巨大,我们作为与电力电子技术应用有关的工作人员,应该认清当前发展形势,不断提高自身的专业知识、专业水平、激发自己的创新能力,相信我国电力电子技术势必会得到又好又快的发展。
电力电子技术3
【文章摘要】信息技术的快速发展推动许多学科进一步完善,以电力电子技术为例,其本身具有较强的理论性、实践性等特征,涉及的波形图、电路图也较多,相关设计人员需掌握较多相关理论,且在设计分析中面临较多的难题。在此背景下便提出仿真技术,即Matlab,其可通过相应模型的构建使所有波形结果具有可视化特征。对此,本文将对电力电子设计中Matlab应用的必要性、基于Matlab的系统模块构建以及系统仿真思路进行探析。
【关键词】Matlab;电力电子技术;应用
0前言
作为近年来能够合理控制电能形态的技术,电力电子技术在信息技术推动下得到快速发展,其以自身相关器件转换与控制电能,无论数瓦电器或数千瓦输电系统,都可通过电力电子装置进行控制。据统计分析,国外许多发达国家依托于电力电子技术所转换的电能达到90%,而这一转换过程的实现主要得益于其在仿真过程中能够取得精确的结果。因此,本文对电力电子技术中Matlab的应用研究,对促进电力电子技术发展具有十分重要的意义。
1电子电路设计中Matlab应用的必要性
目前,电子电路设计中逐渐强调以自动化为主,通过原理图设计与仿真相应的电路,使电子电路的设计达到最优,并分析电路中的最坏条件等。然而这些设计自动化目标的实现,要求将控制领域中的典型代表Matlab引入其中,其具备基本交互式编程能力,且较多图像或数据处理以及原理图设计等都可利用其完成。特别Matlab近年来发展中,版本处于不断更新态势,且有较多系统模块与模型如电力电子器件、电路以及电机等都被囊括其中。加上完善中将Sinulink环境引入其中,更能容纳较多关于电力电子的相关模块,为电路电子设计提供具体的指导。同时,电力电子系统在构造中,将Matlab引入其中,也可直接通过仿真计算以测出相关电路结果,无需考虑以往因硬件试验条件缺失而难以仿真的难题,保证设计精准性的同时减轻设计人员的负担。因此,将Matlab引入电子电路设计中极为必要。
2基于Matlab的模型构建
模型构建中主要需考虑到Simulink环境,根据电气系统设计要求,将其融入SinPowerSystems中,该仿真系统对电力电子系统以及电路都较为适用,而且能够仿真电路传输过程以及电机拖动系统等。其中,SinPowerSystems模块在内容上应以晶闸管、整流二极管、Mosfet模块、Diode模块等为主,同时的也容纳较多集成度较高的模块与底层模块等,如Universalbridge、Thyristor模块。实际建模过程中由于需考虑整流系统,所以对各模块要求合理建模。具体建模过程中,主要需考虑Sinulink系统构建、仿真等问题,实现的步骤体现在:①将Sinulink进行打开,可从Matlab中寻找具体内容;②完成Sinulink构建后,对其进行命名,可使模型后缀名界定在mdl上;③根据电子电路设计需要,在模块集中进行相应模块的寻找,将其向所构建的模型放置;④进行电力电子系统的构造,并对该系统进行仿真;⑤综合分析仿真结果,得出最终结论。
3基于Matlab系统仿真研究
电力电子技术实际设计过程中,其目标多集中在如何控制与变换电能方面,其中电力可细化为直流电力、交流电力为主,前者多表现在干电池、蓄电池方面,而后者集中在公用电网方面。但电力由电源获取,应在电力变换的基础上才可满足电力电子设计要求,所以应做好电力变换工作。现行电力变换中,常用的方式主要以直流变与交流变直流、交流为主。一般被叫做整流的为交流变直流,而作为逆变的则为直流变交流;直流变直流主要指不同电压下直流的转变,交流变交流则叫做的交流电力控制,侧重于变换电力或电压。明确这些内容的`基础上,便可引入Matlab完成仿真。具体仿真过程主要表现在以下几方面。
3.1仿真过程在整流电路中的实现
近年来整流电路在应用过程中,多以三相桥式类型为主,所以将Matlab引入后,主要对三相桥式类型电路进行仿真。具体仿真中,首先需做好Sinulink环境的构建,在此基础上完成三相桥式系统结构模型的构建。实践研究发现,该系统结构中要求电桥模块需保证具有较高的精度,且在触发脉冲方面,也需引入具体的脉冲发生器,这样可达到整流电路要求。完成仿真模型构建后,便可得到仿真结果,若利用相应的波形图表示,整个三相桥式电路在整流结果上将更清晰的显示出来,仅需对控制角进行操作,便可得到整流波形变化结果,为电路设计提供准确的参考。
3.2仿真过程在逆变电路中的实现
对于逆变电路,其主要指直流电转换为交流电。目前,逆变电路的应用也较为常见,如较多直流电源包括太阳能电池或蓄电池等,在对交流负载进行供电时要求逆变电路作用充分发挥。同时,也有许多电力电子装置,如感应加热或不间断电源以及变频器等,其在设计过程中都需将逆变电路作为核心内容。所以电力电子技术中关键的内容在于逆变电路方面。需注意的是,区别于直流侧电源,逆变电路通常以电流型、电压型两种形式为主,在仿真过程中需通过Matlab做好全桥电路的构建,在此基础上完成仿真过程。根据实践发现,整个构建的结构中,全桥逆变在构成上主要以四个桥臂为主,且各桥壁需依托于PWM发生器向其提供脉冲,这样便可通过仿真结果判断逆变后负载电流、电压波形等。综合来看,无论将Matlab用于整流电路或逆变电路中,仅需保证Sinulink环境合理构造,将相关电路与具体设计内容进行仿真,便可得到相关的波形与设计性能指标,为电路电子设计提供合理指导。
4结论
电力电子技术中引入Matlab能够为设计提供更多的指标数据。实际引入中应正确认识电力电子技术、Matlab的基本内涵,以Matlab为依托进行电路电子模型的具体构建,在此基础上将整流电路与逆变电路引入具体仿真过程中,可结合仿真结果分析实际设计中需注意的问题,能够保证电路电子的设计更为完善,推动电力电子技术的进一步发展。
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电力电子技术4
摘要:随着科学技术的不断发展,我国电力领域也是取得了不小的成就。为了更好的实现现代化电力发展目标,将电子技术与电力事业相融合,形成新颖的电力电子技术,以高新技术知识为基础,为我国电力事业提供方便、快捷的生产途径。也为人们的生产生活提供源源不断的能源需求,因此本文也会针对电力电子技术的发展及应用进行详细的讨论,充分体现电力电子技术在社会发展中的重要性。
【关键词】电力电子技术;发展应用
电力电子技术是一种科学性和实用性较高的新型电力技术,已经成为当今技术发展的主流,对我国的经济建设发展有着很重要的影响。其使用速度也是在逐年上涨。主要用在电能的获取、传输、交换和利用等环节,有效的提高了用电效率,提升供电质量,同时也为能源的节省创造了有利条件,为环境保护提供了可靠的保障。本文通过阐述电力电子技术的发展及应用,充分体现电力电子技术对于国民经济水平提高的重要性。
1电力电子技术的发展
1.1电力电子技术的晶闸管时代
电力电子技术的晶闸管时代起源于20世纪60年代末期,主要是为各工业领域提供大功率的用电能源。通过大功率硅整流器传送,将交流电转化成直流形式的电消费,应用在有色金属、化工原料、电气机车、地铁电车、轧钢、造纸等大型工业领域中。这种大功率硅整流器的研发在当时的社会发展中占有着很重要的地位,曾掀起了各地建立硅整流器厂的热潮,因此被人们称作电力电子技术的晶闸管时代。
1.2电力电子技术的逆变时代
电力电子技术的逆变时代始发于20世纪70年代初期,以自关断器件为基础,创新出交流电机,也被称作是逆变时代。其优点是交流电机中的变频调速可以自动的调节电流量的使用频率差异,将多余电能储存起来,有效的降低了电能源的浪费。因此在当时交流电机的`发展也是十分迅猛,尤其是其构建组成的元件,如:晶闸管、巨型功率晶体管及门极可关断晶闸管,更是发挥了其节电的优势。尽管电力电子技术在那个年代已经实现了整流和逆变的功效,可所产生的工作频率较低,仅适用于中低频范围内,根本无法满足日后的工业发展需求。
1.3现代电力电子时代
进入90年代初期,我国研制出了功率半导体复合器件,集结了多种电力技术的优势,如:高频、高压、大电流等功效。可以将以低频技术处理问题为主的传统电力电子学有效的转化成以高频技术处理问题为主的电力电子学,充分体现了电力电子技术的现代化发展。同时各种应用在新型器件上的集成电路技术也在以大批量的走势向复合化、模块化的方向发展,经过这样一系列的转变,可以使器件体积变小、结构紧凑,并结合了其他器件的优势,完全符合新时代的电力电子技术标准。另外在器件性能上也发生了很大的转变,不仅提高了器件的容量,也提高了其工作效率。此外随着科学技术的不断进步,电力电子技术逐渐向人工智能技术的方向靠拢,各种新型的器件控制方法也在大范围内广泛应用,尤其是智能学科中的神经网络系统,利用强大的混合人工技术,对半导体复合器件采取相应的控制技术和评估技术,使其更好的应用在各工业生产中,对故障监测和故障耐力起到很大的功效。
2电力电子技术的具体应用
2.1电力电子技术在再生能源中的应用
随着科学技术的快速腾飞,我国可再生能源在电力事业的发展中占有着重要的作用,其发电形式也是多种多样,如:风力发电、太阳能发电、水力发电及生物质能发电等形式。其中风力发电是再生能源中最为关键的组成部分,具有发电施工的周期较短、投资灵活、占地面积小、无污染等特点,为电力发展带来巨大的经济效益和社会效益。随着电力电子技术和变频调控技术的发展,其在风力发电中的应用也是越来越广泛。可以大大的提高电能源生产量,还可以有效的控制风电机组,并在电能转换和改善电能质量上都有着显著地成果。是再生能源中不可或缺的重要组成部分。
2.2电力电子技术在电力节能中的应用
进入新时期以来,电力在现代工业中的应用范围越来越广泛,主要是因为电力具有清洁、无污染、稳定性及实用性较高的特点。现如今电力供给已经全面的深入到工业的各个领域中,对其发展和经济效益都有着很大的促进作用。然而在实际的运用中,我国工业用电还是存在很多不合理的现象,如:用电效率低、大量浪费等。因此为了缓解这些用电难题,将电力电子技术应用在电机和电机控制方面,则大大提高了供电效率,并且每年可为我国节省总电量的百分之十八的电能,由此可见电力电子技术对于能源节省的重要性,可以充分保证我国能源供给情况,实现电力事业的可持续发展目标。
2.3电力电子技术在电动汽车及工业机器人控制系统中的应用
随着时代的进步和发展,我国在电动汽车和工业控制系统技术改造中也发生了翻天覆地的变化,利用电力电子技术手段实现了电动汽车的信息化发展,将其与汽车驱动装置有效的融合,形成车速性能高、噪音低、无污染、能源效率高的现代化灵敏电动车型,符合当代绿色交通运输。工业机器人的产生代表着我国工业向信息化、科技化的方向发展,不仅提高了生产效率也为生产技术工人减轻了工作负担,极大的改善了传统工业产品的质量。再其控制系统中加入了电力电子技术可以有效的提升机器人的灵敏度,让其进行更为精细的生产加工程序,同时通过调速变频装置,还可以控制机器人的工作速度,避免其在工作和休息时耗费能源差异过大,引起不必要的能源浪费情况。由此可见,电力电子技术无论是应用在电动汽车方面还是应用在工业机器人控制系统上都有着很重要的作用。
3结束语
综上所述,电力电子技术作为一种时代进步的科技产物,有着十分显著的实用性和安全性。被越来越广泛的应用在各生产领域中,几乎所有的电子产品都离不开电力电子技术的渗入,不仅提高了生产效率,增大生产效益,也为我国能源的节省做出了巨大的贡献,是能源发展中不可缺失的组成部分,随着我国国民经济水平的不断提高,电力电子技术也会不断的进步和完善,为我国节省更多的能源,更好的为国家经济建设贡献力量。
参考文献
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电力电子技术5
前言
现代社会经济发展速度较快,科学技术也得以进一步发展,电子技术被应用于各个领域并得到广泛认可,尤其是在电气工程中应用较多,极大的促进了电气工程发展,为满足社会发展,还需要进一步优化电力电子技术,将其作用发展得更好,以便为人们带来更多方便,获得人民的满意度与认可度。
1、电力电子技术概述
所谓的电力电子技术就是将电子器件与技术应用其中,以此控制电能变化情况,在这一技术中涵盖了电力、电子以及控制等三个领域的内容,通过三者的结合有效实现了通过弱电子完成了对强电力的控制能力,同时该技术被广泛应用于各个领域,如工业、国防等。将电力电子技术应用到发电机中,明显提高了电能生产,强化了电能利用,尤其是对能源节约与生产效率提升有显著的促进作用。不仅如此,当电力电子技术应用语(于)电气工程以后,电力系统操作更加灵活,实现了安全稳定运行。
2、将电力电子技术应用到电气工程的意义
2.1便于相关工作人员开展工作
随着人们用电量需求的增加,传统电力系统在应用中存在较多弊病,导致电力系统运行容易出现故障。为确保电力系统安全运行,应做好技术管理工作,将先进电力电子技术应用到电气工程中促进电力企业发展。经过长期实践研究得知,电力电子技术不仅可以提高工作人员的工作效率,还可以简化操作步骤,便于工作人员开展工作,因此,需要将电力电子技术应用到电气工程中。
2.2电力电子技术自身性能相对较好
电力电子技术更具优越性,技术构造也更带有科学性,性能也十分良好,因其具有这些优点在电子技术被应用以后就获得了社会各界的普遍认可,尤其是在电气工程中享有盛誉。现阶段,社会发展较为迅速,将先进的电力电子技术应用到电气工程中更可以满足社会发展需要,推动电气工程发展。
2.3强化电子技术系统适应能力
电力电子技术具有较强的适应能力,便于操作,并不像传统电气技术一样操作困难、适应范围狭小,影响工作人员工作进程。当电力电子技术应用以后,工作效率明显提高,工作人员压力显著减少,很少出现电气运行故障,也为电力企业获得了良好口碑。
3、电力电子技术在电气工程中的应用
3.1电力电子技术在变电站中的应用
将电力电子技术应用到变电站中,不仅提高了变电站的工作效率,还大大减少了人工数量,更有效避免了工作失误,实现高质量、高效率工作。同时,电力电子技术的应用有助于变电站工作人员开展监管工作,及早发现工作中存在的问题,尽快将问题解决,确保变电站安全稳定运行。近年来,社会发展较为迅速,电力电子技术也得以完善,电力电子技术在变电站中的应用帮助变电站实现了科学化管理[1]。所以,变电站应注重电力电力技术的应用,并进行创新与完善,减少变电站安全事故的发展,将电力电子技术作用全部发挥出来。随着电力电子技术的发展,静止无功补偿装置也被应用到变电站中,显著提高了电力系统安全稳定运行,为用户提供高质量电能。无功率补偿可以提升电力系统与负载的功率因数,降低功率损耗,确保电压安全稳定运行,这样也就提高了供电质量。一般来讲,静止无功补偿装置主要有以下几种:①对于晶匣管控制电控器来说主要有两部分构成:a.反并联晶匣管;b.电抗器。它们之间是串联关系,只要改变晶匣管的延迟角就可以控制电抗器电流,这样就可以不断调节电抗器基波。②对于晶匣管投切电容器来说,它属于一种单相结构,存在于结构中的小电感主要是抑制电容器在投网时发生的冲击电流,这种装置鲜有磨损发生,能够快速响应,实现平滑投切,同时可以实现综合补偿。③对于静止同步补偿器来说,主要是利用电力半导体桥式变流器完成补偿,但这种无功补偿以动态补偿为主,它具有快速调节、适用于多种范畴的特点,通常情况下,静止同步补偿器还具有多重性,并拥有PWM技术,也正是由于其具有该技术使其能够将电流中存在的谐波消除,减少其对装置的损害。静止同步补偿器基本原理是在并联的作用下,将自换相桥式电流与电网连接在一起,以便完成电压调节等共走,实现无功补偿目标。④对于可控串联补偿装置来说,主要控制者是晶匣管,将电容器和电控门器并联在一起,而晶匣管主要是引导与改变电抗器电流,进而完成补偿装置的等效电抗变化。通过研究发现,这种装置可以实现参数补偿,并通过阻尼控制环境,以此来改善阻尼实际情况,这样也可以减少低频振荡的情况,确保系统在运行上更具安全性与稳定性。
3.2电力电子技术在发电厂中的应用
电力电子技术还具有全面监控的能力,将其应用到发电厂中可以保障发电厂工作顺利进行。电力电力技术能够构成完整的网络系统,实现全面监测,在确保工作人员正常工作的同时,也便于其操作,这样就可以提升电气工程工作效率。发电厂工作人员通过监控系统就能发现其中存在的`问题,采取措施排除安全隐患,防止事故的发生,这样既可以保证发电厂安全运行,还可以使供电工作更加安全[2]。如在发电厂中高压直流输电技术的应用,就是电力电子技术的典型代表。高压直流输电是将发电厂输送出来的交流电在换流器的帮助下转化为直流电,然后将直流电在输电线路的作用下送至受电终端,经过受电终端后将直流电会逆变成交流电,然后再将这部分电能送到用电用户手中,供其使用。对于高压直流输电来说,其传输功率相对较大,在电能传输中所用到的线路造价也很低,十分便于控制,它是现阶段最常用的输电方法。同时,直流输电的架空线路具有成本小,损耗小的特点,将直流输电方法应用其中可以保证输电更加安全稳定。
3.3电力电子技术在配电系统中的应用
现阶段,将电力电子技术应用到配电系统中还处于初级发展阶段,并未实现普及目标,但随着科技的发展,在不久的将来一定会在配电系统中得以广泛使用。将电力电子技术应用到配电系统中,主要用于监控与管理,防止工作人员在工作中出现失误操作情况,使配电系统工作更加稳定,实现高效率与高质量工作。通过监控管理者就能了解到工作人员的工作情况,同时也能发现在工作中是否有不正确操作的存在,一旦发现问题,可以当即指出与纠正,因此,需要应大力推行电力电子技术在配电系统中的应用,实现普及目标。在智能技术的影响下,电力电子技术也将朝着新的方向发展,使配电系统呈现智能化,为用电用户提供更为人性化的服务。
4、结论
综上所述,电力电子技术在电气工程中的应用已经十分普遍,促进了电力企业的发展,并成为电气系统安全运行的重要保障,不仅可以提高电气工程工作效率,还能提高电气工程工作质量,推动电力工程进一步向前发展,尤其是电力电子技术在变电站、发电厂中的应用更是为其发展增添了动力,尽管现阶段电力电子技术还未在配电系统中普及,但随着科技的发展,配电系统中所应用的电力电子技术将更为智能化与人性化,为电气工程发展增添新型动力。因此,应注重电力电子技术在电气工程中的应用。
电力电子技术6
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7
【摘要】时代脚步匆匆,科学技术不断更迭,基于此种背景下,我国电工电子技术得以产生,并广泛应用于各个领域中。由于电工电子技术具备一定的专业性、系统性以及综合性,因此其涉及到诸多行业。合理运用电工电子技术,一方面能够提升电力系统的整体工作性能以及工作效率,另一方面能够确保社会正常生产以及人们正常生活,可以说既带来了经济收益也带来了社会效益。现阶段,电力电子技术已经成功应用于发电、配电、输电等诸多检点环节中,成为电力系统中关键性建设内容,故此具有重要的研究意义。
【关键词】电力系统;电工电子技术;应用探究
事实上,在电力系统的正常运行中,电工电子技术应用范围相对较宽泛,例如在发电过程中的发电频率过程、静止励磁以及能源转换等相关应用;高压直流输电、输电环节中柔性交流输电等相关应用。故此,若想最大限度的保证电力系统正常运行,充分满足社会生产与人们生活的实际需求,应该不断优化电工电子技术的在电力系统中的有效应用,以促进社会经济发展。
1、关于电子电工技术
1.1 概述电子电工技术内在含义与性质
就电工电子技术这些年的运用情况来说,在计算机技术不断普及以及迅猛发展的大背景下,主要以传统型的电工技术作为根基,有效结合电工技术与电子技术等。电工电子技术涉及到的范围相对广泛,举例而言,电气工程行业、电气制造领域、电子技术行业以及电力生产领域等,是一种多元化的新兴技术。电工电子技术本身具有的内在性质主要有:工作效率高、集成化程度高、控制性较强以及高频化等。
1.2 电力系统运行中电子电工技术具有的实用价值
采用科学的方法运用电工电子技术,能够更好地实现电能的合理运用,并将电力资源进行优化使用,在一定层面上可以确保电力资源的整体使用效率以及使用质量。在当前的社会生产中,机械化电子设备的正常运行难以脱离电工电子技术的应用,充分利用这门技术能够促进一体化流程的顺利开展。但是基于计算机技术迅猛发展不断更新的背景下,当前电子技术若想持续使用必须跟上科学技术发展的脚步。采用科学的模式运用计算机体系安全性、简洁性以及平稳性等优势,有利于实现机电一体化生产。
2、研究电力系统中电工电子技术应用策略
2.1 发电过程中应用电工电子技术
在电力系统进行发电时,实际应用到的'发电设备较多,如果有效应用电工电子技术能提升发电设备的整体性能。在电力系统运行中,对电工电子技术的合理运用主要集中于两方面:静止励磁技术以及变频调速技术等。就静止励磁技术来说,其关键优势在于成本低廉、安全度较高,因此若想充分发挥这一作用,需求借助于晶闸管整流自并励方式。在电力系统运行中,静止励磁技术得到了广泛性应用,这项技术能够减少励磁机的运用,提升调节效率,并保证了充分发挥各项控制功能,以确保控制效率提升。而变频调速技术,最大的优势在于降低电力设备能源消耗,适度减轻风机水泵能源量的消耗,故此成为发电厂水泵机的重要应用技术。由于发电厂风机水泵具有高耗能的特征,消耗能源通常在总体能耗中所占比例达到70%以上。对变频调速技术加以科学应用,可以适当将风机水泵的运行速度进行调节,并且可以降低风机水泵能耗,由于不断完善低压变频技术,可以充分减少电产风机水泵发电的整体能耗,具有重要的研究意义。
2.2 电工电子技术在输电环节的应用
毋庸置疑的是,电力系统的运行过程中,较为重要的便是输电环节,在输电环节中重点应用电工电子技术,不仅能够提升电力系统的安全与稳定,并且能够确保保证电网的正常工作。在实际的电力系统运行中,将电工电子技术成功应用于输电环节主要体现在两个层面上:交流输电技术以及直流输电技术。
(1)就交流输电技术角度来讲,主要具备的优点即能够实现柔性化交流输电。柔性交流技术可以发挥弹性补偿技术的作用,主要是借助于旧式交流电力系统,对旧式交流系统实现高度的优化。电力系统中有效应用交流输电技术,能够有效控制输电系统电压、电力系统发电以及相位等,并且控制输电损耗等,保证电力系统正常稳定运行。
(2)直流输电技术,主要优势在于稳定性、安全性、灵活性以及便捷性等,在实际的电网运行中,较大规模且经过漫长历程的输电过程中,一般容易产生一定的无功损耗,如果想对直流输电技术进行合理运用,则能够将晶闸变流设备运用到送电以及受电侧,并且能够对电网输电无功损耗问题进行完好的处理。由于直流输电技术本身环境适应能力较强,可以被广泛应用于较为复杂性的地理环境与远程输电中,因此具有极高的实用价值。科技引领潮流,人们当前物质生活水平渐渐丰盈,对用电需求不断提升,不断深化研究直流输电技术也推动了直流输电技术的进步。
2.3 电工电子技术在配电环节的科学运行
电力系统中较为重要的组成部分,即是配电系统,如果想电力系统实现正常供应电能,则应该确保配电系统的安全运行与稳定运行。由此观之,配电系统所起到的作用是:提升电能质量。在维持配电系统的正常工作的过程中,科学运用电工电子技术能够实现对电能的控制,合理使用电工电子技术能够促进配电系统符合电力系统中对和谐波以及电压提出的较高要求,并能够确保电力系统的供电质量与供电效率等,避免电力系统出现任何波动,并且能够保证电力系统整体供电的安全性与稳定性。电力系统中,通常以工频配电系统变压器作为配电设备,但是由于变压器实体体积较为笨拙、易于污染等,这些缺点会对电力系统的正常供电产生一定的影响,并在一定程度上降低了电力系统的供电质量。在电力系统中,合理运用电工电子技术有利于弥足传统配电设备中存在的诸多不足之处,究其原因在于借助于电工电子转换技术实现了能力的转换与利用,并且在配电设备运行中转变了能量以及利用方式等。在配电系统中,合理运用电工电子技术能够全面且及时对和谐波进行监控操作,实现电能的正常供应,确保电力系统正常工作。
2.4 电工电子技术应用于节能降损方面
电力系统中科学运用电工电子技术表现在两方面:控制无功损耗以及变负荷电动机调速运行。当前在实际的变负荷设备中,调速控制技术被应用的越发广泛,在对风、水流量等方面发挥着巨大的作用,并提升了调节的整体精度以及效率等,使用的范围也逐渐拓展,并且已经实现了无极调速的效果。综上所述,科学技术水平显著提升,社会化进程不断加快,新技术的更迭出现,使电力电子技术的发展步入新时期。电工电子技术功能不断强大的背景下,电工电子技术人员应不断强化新技术的研究与应用,充分发挥这一技术的优势,有效降低电力系统的损耗,确保供电质量,以推动电力系统的完善与发展,提升电力生产效率,为我国电力事业的发展保驾护航。
参考文献
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电力电子技术8
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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电力电子技术9
我国电力电子技术的现状及应用
摘要:电力电子技术在国民经济与人民日常生活中正发挥越来越重要的作用。本文通过对电力电子技术的描述,阐述了电力电子技术在我国的发展现状;对我国电力电子技术在大气污染治理、节能环保、电力系统及国民生活等等中的应用做了较详细的研究;对我国电力电子系统的发展进行了展望,得出电力电子技术不仅是国民经济支柱产业的重要组成部分,也是未来技术的发展趋势之一。
一、电力电子技术概述
1、电力电子技术的含义
电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换和控制且应用于电力领域的电子技术,它是一门新兴学科。电力电子技术功率强大、可供诸如电力系统那样大的电流以及高电压场合应用,它与传统的电子技术相比,其特殊之处是因为它能够通过大电流和承受高电压,而且还有在大功率情况下,器件发热、运行效率的问题。电力电子技术分为两个分支:电力电子器件制造技术和交流技术。
2、电力电子技术的地位和作用
电力电子技术至今诞生近50年,特别是近年来更是取得了突飞猛进的发展,已经形成十分完整的科学体系和理论。信息技术的发展造就了信息时代“弱电控制强电”电力电子技术的实现是人类社会的第二次电子革命。由于将来工业高度自动化,计算技术、电力电子技术以及自动控制技术将会成为三种最重要的技术。
二、电力电子技术的发展
1、整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解,牵引,和直流传动三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电。
2、逆变器时代
世界范围的能源危机出现在七十年代,由于交流电机变频调速节能效果显著而迅速得到发展。将直流电逆变为0-100Hz的交流电是变频调速的关键技术。随着变频调速装置的普及,当时电力电子器件的主角是大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管和门极可关断晶闸管,类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。
3、变频器时代
进入八十年代,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率MOSFET的问世,致使中小功率电源向高频化发展,而后又出现了绝缘门极双极晶体管,又为大中型功率电源向高频发展提供了机遇。新型器件的发展不仅使交流电机变频调速提高了频率,使其性能更加完善可靠,而且也使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备提供了重要的技术基础,那就是高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化。
三、电力电子技术的应用
1、电力拖动
随着电力电子技术的发展,交流调速的水平已经取得了巨大的进步,在很多应用场合直流调速已经逐步被取代,尤其是在大功率应用场合更是显示出其优势。同时,根据不同的调速特性要求,开关磁阻调速,无换向器直流调速,内馈调速等,也有一些应用的场合。这种技术的产生为交流电机的调速运行奠定了技术基础。
2、交流输配电系统(FACTS)
目前,FACTS已经发展成为有十多类产品的大家族,主要分为两大类,一类是针对电网的污染而设计的功率因数校正和谐波治理装置,另一类是针对高压直流输电(HVDC)而设计的直流输电装置。滤波装置的发展从最早用机械开关投切电感和电容来吸收或者发出无功,发展到基于现代电力电子技术为基础的滤波装置。
超导技术在近期不断的发展,使得电力有源滤波装置的发展又进入了一个新的阶段。超导就是利用一定工艺制成的材料,在一定的外部条件作用下,使它的电阻值降得很低。因此,为了大大减少电路的损耗,可以利用超导储能。超导储能还具备响应快,联系方便,可随意控制有功和无功等优点。
对于大容量远距离输电来说HVDC技术具有很强的经济性,并具备交流输电所没有的优越性。经过多年的改革及发展,虽然我国的电网建设已经比较成熟,但是类似三峡这样一些大的发电站的建成并逐渐投产,对我国的电网输电能力及输电安全性还是新的挑战,直流输电以它优越的特性在三峡向华东电网输电的任务中发挥了重大作用。
3、应用电源系统
应用电源系统主要指的是直流电源,电焊机,脉冲电源,UPS电源,稳压电源等等。这些应用也是电力市场的主要用户之一。开关电源技术随着电力电子技术的发展也得到了促进和发展。其高频化工作的`特点也带来了很多优点,如:隔离变压器小型化,开关噪声高频化等,使得开关电源的体积,重量,噪声等大大减少。同时,软开关技术的发展,带有源滤波整流器的发展,以及N+1冗余的设计思想,都使得应用电源的发展水平不断提升。
4、分布电力能源
近年来,小水力,风力,太阳能等再生能源得到了越来越广泛地开发和利用。然而,要能够使这些分布散,功率小,电压等级多样的电站并网运行,就使得电力电子技术的并网研究就显得十分重要。目前虽然国内外已经有很多学者在从事这方面的工作,但是发展的水平还相对比较低。
四、电力电子技术发展前景
1、标准化。
根据情况,从业者在不断完善行业标准,并且在产品研制过程中严格贯彻执行相关的标准。
2、大容量化。
高压和大电流的产品市场需求量比较大,但是由于电力电子器件发展水平的限制,这方面的进展还很不理想。
3、高性能化。
电力电子技术的发展虽然比较迅速,并且在许多领域都开始大规模的应用和推广,但是在控制性能的改善上还需要作大量的研究工作。
4、高可靠性。
安全问题历来就是电力系统一个很值得重视的问题,如果电力电子设备本身就不可靠,那么很可能在实际应用中会给电力系统的安全运行带来隐患。
5、无污染化。
目前,电力电子设备对电网的污染已经成了公认的问题。由于电力电子设备发展的落后性,致使很多设备产生的污染,需要别的设备去进行治理,这属于被动型的,因此,主动型(自身治理自身)的发展也成为了一个趋势。
电力电子技术10
一、探讨大功率电力电子技术的应用
1、新能源发电方面的应用
随着人们生活水平的不断提高,对电力能源的需求量不断增加,使得能源危机问题越来越严重。而且,还造成了大气污染,破坏了人们赖以生存的地球环境,不利于生态平衡的维持。为此,缓解能源紧张,加强新能源的研发刻不容缓。目前,在新能源发电过程中,风力发电、生物发电及光伏发电等受到了高度重视。由于新能源具有不稳定性,随机性较强,不利于能源的开发。而将大功率电力电子技术运用到新能源发电领域中,便可以有效的解决这些问题,进一步促进我国新能源的开发。
2、智能电网领域的`应用
随着电力行业的不断发展,电网开始走向智能化、现代化,为了进一步确保电网系统的安全性,我们一定要加强智能电网的研究,从而提高我国电网系统的经济效益和社会效益。目前,我国智能电网的发展有待提高,处于发展阶段,与发达国家差距很大。为此,我们要将大功率电力电子技术运用到智能电网中,促进智能电表的广泛应用,方便供电企业通过智能电表了解用户情况,并为用户提供人性化服务。
3、电气牵引方面的应用
电力牵引主要指运用电能为轨道提供运输动力,依靠电力系统来当作电源,同时也广泛的应用到生活中。以往运用燃机驱动,现在将大功率电力电子技术运用到电力驱动系统中,为轨道运输提供了很大的方便。虽然如此,由于供电系统是相对独立的,成本花费较高,而且在机车运行过程中,产生的信号波对电力系统有一定的不良影响。为此,我们在运用过程中,要注意做好抗干扰措施,避免系统受到破坏。
4、在电气节能方面的应用
随着能源的日益紧张,节能已经成为社会发展的主要趋势。将大功率电力电子技术运用到节能中,运用同步发电机励磁系统、变频调速装置来达到电气节能效果。变频技术的发展越来越迅速,变频器的应用越来越广泛,将变频器运用到电气节能中,不仅能够降低企业成本,还能够有效的发挥节能效果。
5、定制电力技术
定制电力技术是大功率电力电子技术与控制技术的有效结合,主要是为了确保电能的供电质量,有效的满足用户的电力需求。在人们的生活工作中,不仅对电能的需求量不断增加,而且对供电质量也提出了更高的要求。为了进一步保证供电质量,预防供电问题的发生,我们就要将大功率电力电子技术运用到电力系统中,也就是指定制电力技术,通过静止无功发生器装置的使用,来调整电压的稳定性,确保供电质量。
二、总结
综上所述,相对于发达国家来说,我国电力电子技术水平还有待提高。为此,我们要加强电力电子技术应用的研究,改变电力电子技术规模小、产业分散的现状。我们要用更多的时间去完善电子产业,促进大功率电力电子技术在新能源发电、智能电网、电气牵引等多个方面的应用,努力创造出功能性更强大的电力装置。
电力电子技术11
摘要:电力系统中,电工电子技术的应用能够有效满足当前用户对电力供应能力的需求。作为一项拥有较高综合性、技术性的电子技术,电工电子技术对于促进电力系统能够长久保持稳定性和安全性有着重要作用。本文将分别从电工电子技术在不同电力环节内的应用入手,具体包括发电环节、输电环节、配电环节以及节能环节,就如何充分在该系统中充分发挥电工电子技术的优势做简要探讨。
关键词:电工电子技术;电力系统;应用研究
电力系统中有关电工电子技术应用的层面较为广泛,如针对发电环节中的静止励磁、发电频率以及能源转换的应用;输电环节中柔性交流输电、高压直流输电等方面的应用;节能环节中对变动负荷电动机,以及提高有效功率等方面的应用。为此,要想有效确保电力系统能够正常供应,满足人们对电力的需求,就需要不断加强其在上述层面的实际应用。
1发电环节
1.1静止励磁
在电力发电环节,对静止励磁实施有效控制,是电工电子相关技术应用的重点方向。如技术人员可通过变频电源对电流频率实施适度调整,确保该发电系统能够保持在最大的发电功率,极大程度地提高了技术人员对整体系统的调控管理能力,除此以外,在火力资源进行发电的系统中,该技术也有着一定程度的应用。例如:技术人员可利用变频调速装置,有效处理该发电系统中效率低、能耗大等遗留性问题,从而为大幅度提高火力发电系统的发电效率提供了有利基础。
1.2发电频率
这里以水力发电系统为例,在水力发电模式中,影响该体系发电频率的因素有很多,例如:地域内水流速度或者压力等,都对水力发电体系有着根本影响,并且这些因素无法有效地被人为控制,因此,水力发电的频率也无法长期保持稳定。但是频率稳定是进行电力传输的基本要求,受这些因素的影响,水力发电体系的发展在很长一段时间都没有得到突破。然而通过电工电子技术对水力发电过程中发电频率的控制,完美解决了发电频率无法有效控制的问题。此外,对于其他类型的发电系统,如在太阳能发电技术发展的过程中,电工电子相关技术在其高速发展的过程中,也起到了核心作用。
1.3能源转换
与其他类型的资源相比,太阳能资源具有压倒性优势,并且随着社会上太阳能发电技术的不断完善,其对于缓解社会能源危机起到了关键作用。但是,对于该系统发电功率较大的状况,如何切实将其内部的大功率资源转变为可供人们使用的小功率电力资源,是当前太阳能发电技术研究的重点内容。基于此,技术人员通过电工电子技术的应用,不仅完美处理了太阳能发电系统中的难题,同时有效促进了大功率太阳能资源能够以人们可利用的功率形式进行电能输出,并进一步推动着太阳能资源向稳定、持续的方向发展。
2输电环节
2.1柔性交流输电
虽说柔性交流电技术起步较晚,但是到目前为止,短短数10年时间柔性交流电技术就已经被世界各国广泛应用,并迅速成为当前电力输送环节中的中坚力量。不过传统的柔性交流技术因操作较为复杂,且应用面较为狭窄,因此,不能有效满足当前时代电力输送的要求。然而,技术人员通过在柔性交流输电环节中结合电动电子技术,不仅极大程度地简化了操作步骤,同时还有效增强了柔性交流输电环节中,电流输送的稳定性。
2.2高压直流输电
晶闸管换流阀是电工电子技术在输电环节中的应用标志,随着其在电力输送环节中的深入应用,电力输送体系也不断地朝着高效率、高水平、易操作的方向发展。晶闸管换流阀的大规模应用,不仅有效取代了输电环节中交直变压器的应用,使得电力输送成本得到了进一步的控制,同时还有效提高了电流转换设备在高压直流输电环节中的移动性。
3配电环节
配电系统对于保障电力系统能够稳定、高效运行有着极为关键的.作用,而为了确保配电系统的安全和稳定,需要着重处理配电环节中的电能控制问题。在电能生产的过程中,必须在经过运输以及配电等步骤之后,才能供用户使用。在此环节中,很多因素都会导致其电压、电流等发生改变,并且在实际生活中,用电设施都必须在一定的电压范围内才能正常工作,如果电力配送无法达到稳定,不仅会导致电电力资源的浪费,同时还会对用电设施造成损伤,从而给用户带来不必要的经济损失。为此,技术人员凭借电工电子技术能够有效地在配送环节中对电力的频率、电压等进行严格控制,且在其处于不稳定状态时,能够及时进行自我调节。
4节能环节
4.1变动负荷电动机
为进一步加强节约电能的效果,还需要不断加强发电系统的节能效果。工作人员在利用发电系统进行发电时,无论是哪种发电系统,本身都会在发电过程中消耗一部分能量,只不过不同的发电系统所消耗的能量高低不同。为有效节省发电过程中的能源浪费,一方面,工作人员可通过在发电过程中,尽量减少其他形式能量的损耗,将系统中更多的能量能够顺利转变为电能传输给用户;另一方面,工作人员可通过尽量减少发电机本身所消耗的能量,来达到节省电能的目的。总体来讲,无论是哪一方面,都需要不断地提升发电机的性能或者有效调节发电系统中变动负荷电动机的工作频率来实现节能的目的。目前,研究人员已经能够凭借电工电子技术来有效控制变动负荷电动机的工作效率,同时这也推动着发电系统中变频调速的应用不断走向成熟,从而有效实现了发电过程中对能源的节省。
4.2提高有效功率,降低能源损耗
在电能使用阶段,由配电厂所配送的电能除被用户使用之外,还有一部分电能则损耗在配送环节中以及各类电器工作的过程中,这样一来,除了会造成电能的浪费之外,还会对电能的质量造成一定程度的影响,为有效提高电能的利用率,降低无谓的电能消耗,就需要研究人员不断提高其有效功率。电工电子技术能够有效补偿电能产生以及输送过程中的无效功率,从而有效降低电能损耗,大幅度提高电能的实际利用率,并有效确保用户能够安全用电。
5结语
综上所述,电力系统中,无论是在其发电环节,还是配电、输电等环节,电工电技术都起到了不可或缺的重要作用,而为进一步提高电能的利用率,减少电能损耗,让广大用户安全用电、放心用电,还需要研究人员不断发展电工电子技术的基础上,有效地将其应用到发电系统中,充分挥发其技术优势,推动电力系统的不断发展。
参考文献
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[2]周威.我国电力电子技术应用系统的发展现状[J].电子技术与软件工程,20xx(5):246.
电力电子技术12
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13
摘要:本文从电力电子技术这一课程的内容出发,结合教学要求,分别从理论教学和实验教学两个角度阐述了关于教学方法的一些体会和感悟。
关键词:电子技术教学论文
1、引言
电力电子技术是一门由电子技术、电力技术以及控制技术交叉而来的新兴学科,是自动化专业、电气工程等专业的专业基础课程,在整个专业体系中具有重要的作用。电力电子技术具体地说就是指利用电力电子元器件来构造不同的转换电路从而实现对电能的一系列变换,是一种利用弱电来控制强电的技术。同时电力电子技术的应用范围十分广泛,从工业、交通运输、通信到新能源系统等各方面都有应用,甚至已经渗透到我们的生活中,比如现在家用电器中很流行的“变频”技术就是电力电子技术的一个小应用。
2、教学体系结构及要求
电力电子技术的教学内容主要分成三部分:元器件、控制电路和控制技术。我们学校给这门课一共安排了80学时,如果这三个部分都要详细介绍的话,时间上是不够的,所以主要介绍前面两块内容。电力电子元器件是本门课程的基础,包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制电路主要包括四大基本电路:整流电路、逆变电路、直流到直流变流电路以及交流到交流的变流电路。控制技术部分主要介绍SPWM脉宽调制技术和软开关技术。元器件部分要求学生首先要能分清楚各种元器件所属的类别,其次要求能理解各自的工作原理,最后要求能够按照电路要求自主选择元件;控制电路部分要求学生能够理解电路的工作过程,能够分析并画出电路的输出波形图,能计算电路的一些参数来选择元器件;最后控制技术部分要求能够掌握SPWM的原理即可。
3、理论教学
(1)兴趣的培养 电力电子技术是自动化、电气工程专业很重要的专业基础课程,但也的确是一门比较枯燥的学科,要引起学生的重视、激发他们的兴趣是比较困难的。所以如何吸引学生的注意力,让他们从心理上重视这门课就尤为重要。笔者认为上好第一堂课对该课程后续的展开有很重要的作用。在第一堂课上要多多的展示一些电力电子应用方面的图片和视频,让学生亲身体会到电力电子技术就在我们身边,来培养他们的学习兴趣[1];同时可以给他们展示一下对口的公司在招聘信息上对该课程的要求来引起他们的重视。然后后期可以通过实验教学来慢慢引导他们对本门课程的学习。
(2)教学思路的把握 教学的顺序是先介绍元器件,然后介绍各种转换电路,最后介绍控制技术。在介绍元器件时,要讲清楚半控、全控和不可控指的是对电路“开”与“关”的控制。在控制电路中元器件是作为开关使用的,输出波形的转换也是因为电路“开关”的切换实现的[2];在介绍各种转换电路时,首先要介绍各种电路实现的功能,然后可以让学生试着自己分析下如何用电路实现这些变化,最后提出典型的变换电路进行讲解。在课堂内容上应以元器件的工作原理为基础,以整流电路和有源逆变电路的原理、搭载各种不同负载时的波形分析为重点,特别是在介绍感性负载和纯电阻负载时波形的变化是很重要的。无源逆变和直流到直流变流电路可以简单介绍一下。由于目前变频技术在家电行业应用广泛,所以交流到交流变流中的变频技术也可以进行详细介绍。
(3)教学方法的改变 近年来,多媒体教学以绝对的优势替代了传统板书成为教学的主要手段。电力电子技术这门学科在教学时涉及很多复杂电路、波形的绘制,采用多媒体教学能提前将这些波形准备好,节约了大量教师课上板书的时间,同时多媒体教学还可以采用FLASH动画来吸引眼球,能更直观的仿真出电路通断的过程,更好的帮助学生理解和记忆。所以多媒体教学这一手段对于电力电子技术这门课程是非常重要的。此外,我们还可以利用Matlab中的simulink自带的工具包搭建各种电路来仿真,通过软件仿真出对应的图形。这样通过计算机算出图形,要比直接把图形显示给学生看更让他们记忆深刻,也更让他们信服。
4、实验教学
实验教学在任何一门课程中都应该占有很重要的地位,通过实验可以加深对已学知识的理解,验证理论的正确性同时也能帮助他们记忆。而电力电子技术本身就是一门实践性很强的课程,新型的电力电子器件、新技术、新的使用方法,都需要通过实验来验证其可用性。电力电子技术这门课配备的实验还是比较多的`,比如四种控制电路以及控制技术都有对应的实验,那么在实验教学中可以从中选择一些有较高实验价值的项目进行。例如整流电路是教学时的重点内容,那么这一方面的实验就可以做一些。可以让学生搭建桥式整流电路,然后搭配纯电阻负载、感性负载和反电动势负载,通过观察波形变化来加强对学习知识的理解和掌握;在讲直流斩波电路时,可以让学生在六种典型斩波电路中选择一到两个电路进行测试,深入理解理论课上学习的原理。在实际的教学过程中,由于学校设备有限不能做到每人一台设备,一般都是几人一台,这样就会出现有些同学整个过程游离在状态之外的情况。所以在实验过程中,可以将一组学生进行任务的分工,分成设计电路的、搭建电路的和验证实验结果的,这样每个人都分配有任务,就不会出现上述的情况了。
5、小结
本文从课程体系、教学要求和实际教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式,不同的教师有不同的方式,但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。
参考文献:
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[3]夏美娟,李为相.电力电子教学改革实践与体会[J]。科技信息,20xx(31
电力电子技术14
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
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[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15
【摘要】随着电力行业不断发展,对于大功率电力电子技术可靠供电系统进行研究,是电力行业发展中的重要内容。电网的运行规模越来越大,电力用户的需求逐年增加,提升电力系统的可靠性是电力企业所面临的重要任务。在科技发展背景下,大量的电力电子装置被应用到电力系统中,为电力系统可靠性提升带来诸多帮助。基于此,本文就大功率的电力电子技术进行分析,研究该技术下的可靠供电系统。
【关键词】大功率;电力电子技术;可靠供电系统;研究
1前言
大功率电力电子技术在电力系统中发挥着重要的作用,主要涉及到了电力系统的发电、输电、配电以及用电等方面。实现大功率电力电子技术供电可靠性,在本文中从两方面进行分析,第一,提升大功率电力电子技术的供电可靠性,可以通过提高工业敏感负荷的供电可靠性来实现;第二,将大功率的电子技术应用于发电机励磁系统中,以提升发电机的阻尼转矩,来实现系统的动态可靠性提升。
2大功率电力系统可靠性供电概述
从敏感负荷角度对电力系统供电可靠性进行分析。实现供电的可靠性不仅要求电力系统中不能长时间断电,还需要对电力供电系统的动态电压质量提出更高的要求。对系统中的电压跌落以及电压短时中断的时间进行限定,在实际供电中,不同的电压跌落中,其敏感负荷所能够承受的电压跌落时间存在着差异性。在一般规律下,跌落幅度越大,其敏感负荷所能够才承受的时间越短。传统的供电可靠性统计统计,只能以停电时间超过1分钟或者5分钟实际依据。在我国,对于自动重合闸成功或者备用电源投入成功的现象不能视为用户停电,而此时敏感负荷用户有可能遭受到一定的电力损失。那么在实际的电力系统供电中,提升供电的可靠性,需要从电网方面进行综合考虑,以优化的配电网结构,改善动态带电压质量[1]。
3大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用
3.1转换开关
转换开关电源供电中发挥着重要的作用,在实际电力系统电源供电中,包含两路或者多路的电源供电,转换开关应用其中,能够实现多路电源之间的相互切换。在本文中以两路电源供电为例进行分析,当有一个电源电路在正常供电时,则另外一个线路中的电源供电就会处于备用状态。一旦线路中出现线常用电源供电异常的情况时,转换开关开始发挥作用,自动切换到被用电源线路中。以转换开关的形式,实现线路正常供电,其开关投入使用成本较低,应用广泛[2]。
3.2动态电压恢复器
动态电压恢复器简称DVR,DVR通过线路中的变压器串联在线路电源与敏感负荷之间。当线路正常输电时,线路中在没有产生电压跌落的情况,DVR完全不发挥作用,其在线路中所输出的电压补偿为0。当线路中出现了较大的电压跌落时,此时,DVR就会发挥其真正的作用,DVR通过自身输出与跌落电压值相同的电压补偿值,来实现线路中的电压补偿。线路中所补偿的线路电压为额定电压。从DVR的工作原理上进行分析,其实际的作用就是对提供线路中电压补偿,避免线路由于电压跌落出现故障[3]。
3.3不间断供电电源
不间断的供电电源,简称为UPS。目前,随着科技不断发展,UPS已经逐渐趋向于市场化,其主要有三种类型:在线型、离线型以及在线互动型。在实现的UPS中,需要具有储能单元,其中最为常见的储能单元为的'电池储能。在线型的UPS在逆变器支持下实现负荷供电,实际供电与电源无关,因此在电压质量获得上比较高。
3.4发电机励磁
大功率的电力电子技术在发电机励磁中的应用,作用突出。首先需要对发电机的励磁系统进行分析,发电机的励磁系统能够实现机端电压的维持,合理分配多台电发电机之间的无功功率,继而提升电力系统的稳定性。目前,在电力系统中,半导体励磁是其最为主要的励磁方式,在实际电力系统运行中,可以按照电源的不同,将半导体励磁分为他励和自励。现行在电力企业中比较实用的就是基于励磁电力电子装置的三相晶闸管全桥整流器,在该整流器中采用时间常数比较小的一阶惯性环节。
4微网可靠性供电
4.1交流微网结构与特点
典型的交流微网组成有:光伏发电、储能电源、风电机组以及柴油发电机组等。在以上的组成部件中,风电以及储能等电源,在电力电子变换器的转换下,实现了对额定电压频率交流电的转换,并在静态开关的转换下连接在微网母线上。交流微网的特点比较突出,主要表现在以下方面。第一,微网的电压等级比较低,在实际线路中与配电网相连,在大功率电力系统的尾端;第二,容量比较小,在10KV等级的微网容量为数百千瓦到十兆瓦之间;第三,电流实现双向流动,在微网结构中为分布式的电源网状,基于微网这样的特点,其能够实现的功能比较多。一方面能够实现对大电网的功率输送,另一方面,也能够从大功率电网中吸收功率;第四,微网具有多种工作模式,其中比较突出的就是并网和离网两种形式。并网工作形式帮助微网能够在大功率电网中正常运行,而离网是指,当大电网出现故障时,微网能够迅速的脱离大功率电网,而实现独立运行。
4.2微网分布式电源电流保护
微网分布式电源主要包含两大类的电源,第一,逆变器接口电源。例如光伏发电、风力发电以及储能电源等。第二,传统发电机接口电源。例如柴油发电机、燃汽轮机等。当微网分布式电源线路中出现故障时,以上两种电源类型所能够提供的短路电流存在着较大的差异。对于逆变器接口电源来说,电源线路在线路中容易受到电力电子器件等耐流能力的影响与限制,其电源所能够提供的短路电流值不超过线路中额定电流的1.5倍。在这样的线路背景下,该种电源类型不能够实现有力的电流保护。而对于另外一种分布式电源进行分析,当线路中发生短路时能够利用串联等效电抗的形式,实现较大短路电流的供应,因此该种电源类型与逆变器接口分布式电源相比,具有明显的优势,能够实现电流保护。
5结论
随着电力系统不断发展,电力系统的供电可靠性逐渐受到社会所关注。因此,在本文中对大功率电力电子技术进行分析,研究大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用,并对微网可靠性供电进行详细研究。在电力电力技术可靠性供电中的应用研究中,分别对转换开关、动态电压恢复器、不间断供电电源以及发电机励磁等方面进行详细研究,针对这些供电系统的作用论述,希望能够为电力供电系统发展带来帮助。
参考文献:
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