电力电子技术

时间:2024-07-23 08:42:02 电子技术/半导体/集成电路 我要投稿

电力电子技术汇总(15篇)

电力电子技术1

  一、电力电子技术的现状及发展前景

  电力电子技术前沿及发展在电力电子半导体器件、电力电子积木和集成电力电子模块技术、发电和输电技术、电能质量控制、电力电子变换技术以及电力电子仿真软件等方面都有所反映,鉴于篇幅所限,笔者自此只选取其中几方面加以介绍和阐述。

  1.1 发电机输电技术

  依托于电力电子技术,发电效率不断提高,输电及配电更加可靠。

  (1)电力电子技术的应用提升了传统发电方式,例如,借助中频交流励磁机以及电力电子整流,可以在一定程度上提升传统发电方式的可靠性;借助节能技术可以实现对发电领域潜力的充分发掘;此外,在水力发电中,借助电力电子技术可以实现直流励磁向变频励磁的转换,从而试论电力电子技术发展趋势渠莉国网山东济宁市任城区供电公司272000可以实现枯水季节发电周期的延长。

  (2)发电污染大大降低。虽然利用风能、太阳能以及地热等自然能发电所造成的污染少到可以忽略不计,但是发出的电力质量不高,当无法直接连入到电力系统时,电力电子技术则可以对其进行储存和缓冲,并且可以实现对电能质量的极大改善。

  (3)新型高效储能技术及变换技术,借助超导线圈磁场可以实现电力能量储备,这样就可以将利用风能、太阳能以及地热等自然能所发的质量较低的电能以直流方式进行储存,之后再借助变换技术完成电力传输,与抽水储能发电以及蓄能电池相比,这一方式的工作效率更高。

  (4)高压直流输电技术,在远距离电力传输方面,高压直流输电比交流输电更具优势,但是,采取高压直流输电技术必须具备功率极大的整流及逆变装置,并且对可靠性要求极高。因此,今后电力电子技术需要在现有技术之上,将提高输电可靠性作为重点研究项目。热力系统节能的发展潜能非常大,效果也相对明显,在以往的一段时间内,由于电力工程方基本不注意热功系统的节能问题,所以缺少完整的热功系统节能知识以及必要的优化设计分析方案。发电厂热功系统设计方案、系统结构以及连接方式都存在着不合理的现象。由于在运行操作及维护不当的因素存在,所以在电厂电功系统运行过程中,会出现一些相关问题:运行经济性达不到设计水平等问题层出不穷。这些都导致了机组热经济性的降低,所以热功系统节能知识的普及以及实用节能新技术应当尽快的`进行全面推广。

  1.2 电能质量控制及完善对策

  所谓电能质量,指的是在供电装置正常运作过程中,不对用户正常用电造成干扰或者中断影响的特性。当前,随着电网变频调速装置、电气化铁路冲击性、非线性以及负荷不平衡性日益加剧,电能质量问题越来越突出;与此同时,工业、商业以及居民用电设备对电能质量的要求也在不断提高。配电系统已经引进了电力电子技术设备,从而向电能质量控制难题的解决提供了技术方面的保障和途径,以固态开关为例,借助固态开关,发生故障的供电线路向正常运作的供电线路的切换可以在一个工频半波内即可实现。近些年来又提出用户电力技术概念,即借助电力电子技术实现供电可靠性的不断提升以及电能质量的严格控制。

  1.3 电力电子变换技术

  电力电子技术中,处于基础性地位同时有十分重要的共性技术就是功率变换技术。当前的电力电子功率变换技术中应用到了软开关技术、矫正功率因数技术以及谐波消除技术等。其中,借助软开关技术可以实现变换器件开关时耗能量的极大减少,使开关损耗不对开关频率造成影响,进而实现工作频率提高,散热体积降低等效果。比如火力发电热力系统安装包括燃料供应系统、除灰系统、水处理系统、供水系统、电气系统、热工控制系统、暖通系统等,对这些设备调试前先制定合理调试手册,进行调试时先对热功的系统各设备进行调试,若调试过程中发现设备无法正常运行,应查明原因,待问题解决后方可对热功系统整体进行调试,调试过程中必须注意人员安全,系统调试完成后需核对是否满足了设计要求?运行效果是否良好?全力保证热功系统的安全运行,全面提高电厂的经济效益。另外通信设备的转换也很重要,虽然我国电力通信网已实现综合数字网,但实际上只是物理意义上的网,大部分还仅仅停留在点对点的通信方式上。真正意义的通信网络还应包括逻辑网,这样,才能有效发挥通信网络的功能和效益,才能从根本上提高电力通信网的可靠性和各种业务的传输质量。我们应在现有设备资源的基础上,着重研究如何实现网络化,结合同步数字传输体系(SDH)技术的研究,重点研究解决SDH的网络管理技术和网络同步技术等问题。

  二、结语

  随着科技的进步,电力电子技术的应用范围越来越广泛,在诸如供电电源、电力输配电以及照明等方面都有所涉及。电力电子技术具有十分重要的影响和意义,一方面,可以对传统工业起到极大的改进和完善作用。

电力电子技术2

  【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:

  [1]贺超.具有高可靠性的数字化大功率电力电子集成模块研究与应用[D].杭州:浙江大学,20xx.

  [2]周明磊.电力机车牵引电机在全速度范围的控制策略研究[D].北京:北京交通大学,20xx.

  [3]郑晟.中高压电力电子变换中的功率单元及功率器件的级联关键技术研究[D].杭州:浙江大学,20xx.

电力电子技术3

  这几年来,由于科学技术越来越发达,我国的电力电子技术也开始走向成熟和稳定,应用范围逐渐扩展,已经涉足的行业有工业、交通、国防等。电力电子技术主要的功能就是通过对电子设备的使用和转换,用弱电子来引导强电力,实现电力之间的最大化效用。电力电子技术的应用包括但不限于电气工程,现今在电动机和发电机领域也分得了自己的一杯羹,新领域的应用,还帮助了电能生产,提高了利用效果,节省了很大一部分能源,为中国的能源事业做出自己的贡献,另一方面也可以提高电力系统的稳定性和安全性。

  1、电力电子技术的概念

  电力电子技术已经成长为一种逐渐兴起的技术,它主要是应用电子的零件来转换和控制电力,常见的电力电子零件主要有闸管、高斯型轨道以及大功率半导体的开关零件等。电力电子技术能够转换的电能功率从1W甚至更小,一直到兆瓦或者更大,都是它可以实现控制的范围,电力电子技术与信息电子技术有着很大的不同,信息电子技术是用来处理信息数据的,而电力电子技术则是用来转换电力的。电力电子技术从实用角度分为两种,分别是电力电子制造技术以及变流技术,变流技术包含的范围比较广泛,主要有整流、斩波、变频以及逆变等。现如今的电气工程专业以及自动化专业中,都有着电力电子技术的基础专业课程,这给中国的电力事业培养了大量的人才。随着电力电子技术的发展,已经将其分为电子学、电工原理、自动控制三门类目,并进行高效施行学习,由于电力电子技术有着强大的功率,因此日常主要给强电工业服务。电力电子技术主要分四大系统,即零件、电路、装置和对应系统。由于零件多为半导体材料,主要的材料是单晶硅,因此,电子零件将半导体物理学作为了理论基础,将半导体技术作为了主要技术。

  2、电力电子技术的发展

  随着晶体管的发明,大家都认为固态的.电子时代将要到来,发明了晶闸管就意味着电子技术逐渐走向更高的发展。这些年来,高端技术出现的越来越多,电力电子技术不断发展,也开始得到了更多的应用机会。整体上来看,电力电子技术的发展主要分为以下3个时代阶段。

  2.1晶闸管时代阶段

  也就是有些人所说的晶闸管整流时代,主要发展时间为20世纪六七十年代。那时电力电子技术主要是为工厂开发大功率服务,应用的是50Hz的交流发电机,在当时直流电供电所占的比例还非常小。现如今,中国许多的发电厂都把交流电转换成为直流电以满足工厂生产的用电需求,因此,功率更大的晶闸管和硅整流器才应运而生,为我国的工业生产提供了足够的直流电电力,于是发展到了晶闸管整流的新时代。

  2.2逆变时代阶段

  此阶段出现在20世纪70年代以后。彼时全球爆发了能源危机,人们开始重视节约能源资源,各国为了度过危机制定出一系列关于环保的发展计划,建议工厂生产尽量使用交流电。在交流电重新需要广泛应用的情况下,科学家研发出了自关断零部件并且投入到生产当中去,由此进入到新的时代阶段,即逆变时代。逆变的意思很明显,就是把直流电转换成为交流电,从而有效节约能源。

  2.3变频时代

  由于逆变技术的工作效率比较低,即使把直流电转换成了交流电,也有着较大的损耗和成本,并且难以满足工业生产的电力需求,因此,在80年代以后,集成电路被发明出来,提高了供电的效率,它把各种当时的先进技术融合起来,展开了一个全新的电力电子变频时代。在这个时代下,电力电子零件开发的环境比以前更加复杂,零件之间的关联性也得到加强,功能得到进一步的强化,这些都表明了电力电子的发展越来越高频化。

  3、在电气工程中的意义

  以计算机和自动化控制两种技术作为基础,电力电子技术就可以做到在不同的电能之间进行转化,这大大提高了电气系统在工作和自控装置上面的效率,也改善了服务质量,使得电力电子技术能够做到更好的工业服务,这对于电气工程产生了以下几个重要的意义。

  (1)提高了电气系统智能自动化的程度。电力电子零部件的开发探索推动着电气系统逐步趋向智能自动化,给电子技术带来良好的发展前景,智能控制和模糊控制则是其发展的基础。

  (2)提高社会效益和经济效益。电力电子技术的功率一直都非常大,这不但能够提高电子零部件和系统的工作效率,而且也能够对资源进行节约,给予人们安全、高效的电能,因此在社会意义和经济意义上都有着重大的意义。

  (3)革新技术的同时给企业带来完整的产业管理模式。随着电力电子技术不断更新换代,生产企业的管理也开始发生变化,电子技术不仅为企业的生产提高了技术水平,也推动了企业管理者制定新的管理模式,更新产业结构,开发新型产业,从而促进企业的健康可持续发展。

  4、在电气工程中的应用

  电力电子技术应用到变电站中去,给变电站的工作带来了效率提高以及工人减少两大好处,这有效减少了工作上的失误,提高了企业生产的效率和质量。电力电子技术应用在变电站给技术人员的监管工作带来极大的便利,有助于工作人员及时寻找、弥补问题,保证变电站的运行。随着现代技术的发展,电力电子技术也给变电站带来了科学的管理措施,因此,变电站应该关注电力电子技术的发展创新,降低变电站事故的数量。电力电子技术的发展,离不开晶闸管的发明,晶闸管的使用开启了中国电气工程新的篇章。由于交流变频技术已经被逐步普及应用,但是第一代的电力电子零部件却开始慢慢落后,因此第二代的电力电子开关被研发出来,其主要是全控型部件如CTR,GTO等,主要功能是提高各部件对电流电压的适应能力。这种开关在具体操作的时候通常需要很大的电流来进行辅助,因此也加大了控制的难度。在这些零部件里面,有一个叫作MOSEFT的电压驱动零部件,它不需要很大的电力来进行驱动,但是却可以加快开关的速度,让工具安全快速地运行。缺点就是与MOSEFT在一起工作的部件电压额会不断地上升,从而导致对P-MOSEFT的发展产生限制。

  为了解决这一系列的问题,复合型的新器件IGBT和MGT就被研发出来。IGBT主要的特征是高输入阻抗和运转速度快、时间短、大电流面的密度与GTR有的一拼,新一代的电子器件由于本身的开关速度加快、通电电压更小以及运行平稳、电路简易等优点,逐渐在现代化电气中占据最重要的地位,这些优点恰恰是电气工程在器件方面最根本的需要。在新型电子器件中,由于先进技术的推动,企业的生产和推广一直都在不断地加大,这对于电子器件复合化发展,以及其向模块化发展都有着巨大的帮助和推动作用。在电力电子零部件不断进行发展和创新的情况下,其内部的转换器也开始随之改进,变更后的新型逆变器解决了原来供应新一代器件电力不足的缺点,既能够供应充足的电力,又能够降低电力的损耗,简单组合一个年便器就可以随意转换零电压和零电流。要将变频器从低频转换为高频,需要我们长期不断地努力和探究,这既有利于节约企业的能源和成本,也有利于推动电力系统深入长期地稳定发展。在当今社会,电气工程不断得到发展,交流电控制理论的研究在许多领域得到了关注和探索,人们研究交流电主要是用于把电动模型由复杂变为简单。在研究方面,主要是从交流电的控制和结构等一些角度来进行研究。

  这些研究明确了信号处理物是什么,也有着提高运行效率等优点,改变着原来的交流调速方式,紧跟现代化的脚步。变频技术在许多领域得到了广泛应用和开展,矢量控制性也逐渐被人们所接受认可,开始进行大规模生产,它应用的是数字控制以及有关的软件来对实行电气系统的智能自动化,这样有利于提高变频器件对于结构的适应能力。现今社会科技飞速发展,先进技术和手段越来越多,在电气工程方面的应用也逐渐升级并且普及,变频技术高效可控制的性能深受人们喜爱,人们也在不断地研究探讨电力电子技术下一个新时代的来临。

  5、结语

  电力电子技术研究给现代化的电气工程事业带来重大意义,从电力电子技术在电气工程中的应用这一探索之中我们可以发现,电力电子技术的发展前景直接决定了电气工程的发展进步。因此,技术人员应该对电力电子技术有着彻底的了解和高超的水平,掌握电子技术的核心技术,推动电力电子技术的不断创新和发展,给现代化的电气工程事业添砖加瓦。

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

  [1]刘增金.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子世界,20xx(09):15-16.

  [2]朱磊,侯振义,张开.电力电子技术的发展及应用[J].电源世界,20xx(02):33-35.

  [3]刘莉宏.现代电力电子技术的发展及其应用[J].北京工业职业技术学院学报,20xx(01).29-30.

电力电子技术5

  电力电子技术是从上世纪开始发展起来的,也称为功率电子技术,它具有的特点是:小体积、小重量、大容量、低损耗、较长的使用寿命,而且方便维护、有优异的控制性能。电力电子技术的应用范围特别广,涉及通信、电器等多个领域,应用在电路系统是其中一个重要方面,因此,研究电力电子技术在电路系统中的应用尤为重要。

  1电力电子技术介绍

  电力电子技术是一个由多种技术支撑的平台,不仅包括功率半导体器件和现代控制技术,还包括计算机技术和电路技术。在近五十年来发展迅速,应用的范围也从传统产业设备以及电能质量控制逐渐发展到新能源开发,而且在民用产品方面也有较广泛的应用。在电力电子技术众多的应用方面中,应用于电路系统,尤其是直流输电的大功率电力电子技术是其中的重要方面。自本文分别介绍了将此技术应用在电路系统中的发电、输电、配电和节能这四个环节。

  2电力电子技术在电路系统中的应用

  自柔性交流输电概念出现后,越来越多的学者开始关注电力电子技术,并积极联合多种技术,开发出许多相关的支持和应用设备。下面对电力电子技术的多个电路系统应用方面进行详细介绍。

  2.1将电力电子技术应用在发电环节

  在发电环节,可以将电力电子技术应用在发电环境中的发电环节,涉及到的设备包括发电机组的大多数设备。在这种情况下,电力电子技术能够实现设备运行特性改善的目的。第一种情况是用于静止励磁,尤其是对于大型发电机,采用晶闸管整流方式,利用静止励磁的自并励方式,具有明显优势,能够获得极高的可靠性,而且结构相对简单,造价也不高,所以其应用技术已经获得了国内外相关专家学者的青睐。在这一项应用中,将中间的惯性环节也就是励磁机部分省去了,所以它的调节速度更快。调节速度的加快对于更好的控制规律的应用更为有益,从而控制效果的进一步优化就能随之实现。第二种情况是应用于水力和风力发电中。对于水力发电而言,水头压力和流量是决定其变速恒频励磁的关键因素,一旦水头出现较大的变化幅度,机组将会随着水头的变化出现最佳转速的改变。对于风力发电而言,有效功率的大小正比于风速的三次方,而且风车会随着风速的改变出现捕捉最大风能的功能的转变。在上述情况中,为了实现有效功率的最大化,需要实现机组运行的速度的变化,可以通过将转子励磁电流进行调整实现。也就是叠加转子转速,以保持输出频率也就是定子频率的不变,在这项应用中,涉及的关键技术是变频电源。第三种是应用在变频调速中。在发电厂中,风机水泵的耗电量是非常巨大的,根据统计,火电设备的总耗能的65%都是风机水泵贡献的,而其中的'8%又是变频调速消耗的,也就是说风机水泵变频调速的运行效率是比较低的。如果要实现节能的目的,不管是在高压还是低压变频器中,将变频调速技术应用于风机水泵是最佳的解决思路。

  2.2将电力电子技术应用在输电环节

  在输电环节,尤其是高压输电过程中,电力电子技术应用素有“硅片引起的第二次革命”的称号,它的应用实现了电力网运行稳定性的大幅度提高。在直流输电技术中,直流和轻型直流输电具有容量大、性能稳定、易于灵活控制的特点,所以高压直流输电在长距离输电以及在海底电缆输电中拥有无法取代的优势。晶闸管换流器于上世纪七十年代第一次出现,代表着直流输电正式进入电力电子技术应用时代,从此以后,晶闸管换流阀开始广泛应用于直流输电工程。在1980年到1990年,柔性交流输电技术开始出现,这项输电技术是以电力电子技术为基础,借助现代控制技术,实现灵活调节交流输电系统的电压、阻抗和相位的技术,能够充分保证电力系统的稳定性。

  2.3电力电子技术应用在配电环节

  存在于配电环节的主要问题是电能质量的保证和供电可靠性的保证。其中对于电能质量问题来说,既要满足控制电压、频率和谐波的要求,又要满足不对称度的要求,同时还要防止出现瞬态波动和干扰。应用电力电子技术,结合现代控制技术,应用于电路系统中的配电环节,是近些年来发展起来的新型电能质量控制技术。市场对于这项技术的需求比较大,而且由于其开发简单、成本低廉,所以这项技术的应用前景非常好。

  2.4电力电子技术应用在节能环节

  电动机运用变负荷方式进行节电只是节能的一个方面,而电动机变负荷调速技术是节能研究的另一个方面,只有二者的有力结合才能实现真正的节能。交流调速是目前广泛用于冶金和矿山等部门的一项技术。风机、泵类是首先采用调速控制的变负荷机械,此技术用于替代风板或节流阀,在对风流量和水流量进行控制时的效果非常明显。变负荷的风机、水泵,国外普遍选择交流调速方式,但在我国这项技术还处于应用推广阶段。变频调速的具有调速范围广,效率和精度高,可以连续无级调速。这种技术具有损耗小,节电效率客观的优点,但同时也存在成本高,易产生高次谐波,从而对电网造成污染的问题。对于无功损耗的问题,功率因数的提高对于电气设备节能尤为重要。感性负载一般是指交流异步电动机、变压器等,在运行这些设备时,会同时消耗有功功率和无功功率,所以为了实现电能质量的优化,要同时保证无功与有功电源的优化。一旦电力网或电气设备出现无功容量不够的情况时,为使得设备功率因数提高,需要加设无功补偿设备。

  3结束语

  电力电子技术仍然处于快速发展阶段,这个过程中又不断的有新结构器件、新材料出现,而且不断进步的计算机技术也为现代控制技术的广泛应用提供可能。在相关辅助技术的发展支持下,电力电子技术在电路系统中的应用也越来越广泛。

  参考文献

  [1]李中国.电力电子技术在绿色照明电路中的应用[J].山东工业技术,20xx(11):177.

  [2]梁博,张培训.基于电力电子电路智能故障诊断技术研究[J].山东工业技术,20xx(14):134.

电力电子技术6

  摘 要:电力电子技术的应用正日新月异的发展。本文重点介绍了当前我国电力电子技术应用系统的四个热点方向:电气节能、新能源发电、电力牵引和智能电网。分别从应用背景、主要内容、应用特点、存在问题及其发展方向等多方面子以简要综述。展现了我国电力龟子技术广阔的应用前景。

  1 电力电子技术的发展历史

  电力电子技术的前身是半导体技术,经过了半个多世纪的发展和进步,电力电子技术在半导体技术中逐渐发展和分离,越来越广泛地应用在了人类社会的日常生活中,为连接强弱电建起了一座稳定的桥梁。综合说来,电力电子技术的发展总共经历了3个阶段。

  第一阶段:20世纪50年代,可控硅整流装置,应用于电力系统中大功率电子技术;

  第二阶段:20世纪80年代,柔性交流输电技术

  第三阶段:当前时间段,实现了用电设备的高效节能、设备的智能化、小型化和轻量化

  从中我们可以看到我国的电力电子技术起步比较晚,但是随着时间的发展也得到了长足的进步。

  2 电力电子技术的应用对电力系统的重要意义

  电力电子技术的发展离不开计算机技术和自动化控制技术水平的提高,电力电子技术的应用能够最大化提高电力系统的用电效率,增强了电力系统的自我控制能力,同时也提高了整个电力系统的服务质量。电力电子技术在电力系统中的应用有很大的意义,主要体现在了:提高了电力系统的自动化智能程度,特别是电力电子技术中的模糊控制和智能化控制对电力系统起到一个推动性作用;二是提高了经济效益和社会效益,电力电子技术的广泛运用,能够提高设备的能源转化效率,降低了成本的开支,缩短了运行周期,为整个电力系统赢得了良好的社会效益;最后一点就是完善了产业结构和管理的形式,电力电子技术的提高,也让电力产业成为了新型的企业,有助于提高产业整体的完整性。

  3 电力电子技术在电力系统中的具体应用

  3.1 电气节能

  电气的.节能主要包括了变频调速、电能质量、有源滤波等内容,在这其中,变频调速是主要的工作内容。早在20xx年,国家就启动了电气节能这项工程,工程中也包含了电机系统的节能。在这样的政策扶植之下,国家每年都会资助约为100多个节能项目,并且取得了巨大的成效。这个项目一个最典型的例子就是电机系统的“十一五”节能规划,总体节电为200亿千瓦时,庞大的数据表明了节能量取得了良好的效果。

  3.2 新能源发电

  全球的人口基数大,并且呈现着增多的趋势,加上工业水平的发展,对于能源的需求量不断增大,这个给全球的能源环境带来巨大的挑战。石油和煤炭的储量在不断减少买环境污染问题严重,生态平衡遭到了严重的破坏,如果不马上解决这些问题,能源的资源总会有枯竭的一天。在这样的环境下,新能源的开发和应用受到了全世界的广泛关注。利用新能源来发电主要包含了太阳能、风能、生物质能等清洁能源发电,世界上的发达国家,如美国、欧盟、日本等都相继采取了“绿色能源”的计划,一时间,新能源的发电技术已成为电力电子技术中的主要应用领域。

  新能源发电在电力电子技术中的应用主要体现在一次能源供给的随机性大,由于太阳能、风能都会受自然环境的影响,并且对输入的电能波动小。

  3.3 电力牵引

  电力牵引目前已经成为世界各国的交通发展的新特点,电力牵引中主要包含了高铁、地铁、轻轨和电动汽车等,我国也投入了大量的资金来发展电力牵引技术。

  电力牵引的主要特点是:蓄电池供电、四象限运行、恒力矩控制以及高温和强振动的工作环境。也正是由于这些特点,导致了对于电力电子设备的高要求,根据我国的事情来看,仍然以进口的牵引设备为主,而国产产品适应能力差、动态性能不够,未来国产产品的发展还有很长的路要走。

  电力牵引在电力电子技术中的应用的发展方向为:提高电力电子的变换器装置效率和功率密度,发展集成技术和冷却技术;实施精确控制尤其是针对低速和高速下的平衡控制一直是重点研究的课题;最重要的还要保证电力牵引的可靠性运行,采用综合管理的手段。

  3.4 智能电网

  智能电网是我国新提出的一个概念,一般定义为电力电子技术、新能源发电技术、传感技术等的电网控制技术。智能电网中的电力电子技术最大的特点就是容量大、电压高、组合结构、分布广等内容。目前智能电网的发展正处于初级阶段,还存在着一定的问题,比如功率半导体的器件能力需要提高,需要向更大容量来直接变换,并保证电力质量的可靠性。

  4 结论

  电力电子技术的应用,在目前的电力系统中获得了广泛的应用,并取得了非常显著的进展,为电力企业获得了大量的经济效益。在未来的经济发展中,电力电子技术必须要发展成为现如今高新技术系统中一个必不可少的关键环节。当然,一项技术的发展必然存在着很多问题,但是只要通过国家的政策扶持和电力企业的技术创新,就一定能够想出具体的措施来解决问题。只要我国在电力电子技术的发展中抓住机遇,应对挑战,就一定能让电力系统取得更健康的发展。

电力电子技术7

  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

  [1]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,20xx(24):243.

  [2]浦仕琳.电力电子技术在电气控制领域中的应用[J].科技创新导报,20xx(05):78.

  [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8

  摘要:社会经济的持续发展促进电力技术的进步与完善,越来越多的先进技术被应用在电力系统中,并取得较好的效果。在电网中应用电子技术可以有效提高电网运行速度,确保电力输送安全。基于此,文章中笔者以电力能源计量管理为研究对象,分析电子技术在其中的具体应用,并给出具体的完善措施,推进电力事业的进一步发展壮大。

  关键词:电子技术;电力能源;计量管理;应用分析

  1电力能源计量管理现状与作用分析

  1.1管理现状

  随着电子市场竞争变得愈发激烈,我国电子技术管理水平有了很大的提高,电子计量管理技术在实现安全生产的基础上,实现管理层面的科学化治理。同样电力能源管理范围逐渐扩大,用户使用过程中会出现一些问题,因此需要应用先进的电力能源技术,创新和改革客户端及变电站,全面分析电力电源整体管理工作的数据,促进电子技术水平的提高。目前我国电力计量技术水平正在不断提高,也是我国电力事业技术创新的重点所在。电力计量技术目前已经初步实现网络化、智能化与系统化,大幅度降低工作人员工作强度,保证电力工作系统运行过程中的安全性。电力计量技术与生产服务逐渐趋向一体化,大幅度降低供电企业的能源消耗,需要不断完善和更新电力企业的管理结构,调整管理流程与生产流程,通过科技创新的手段完善电子技术,达成有效生产与管理的目的,严格监察电子计量的设备与管理。将电力网络自动化技术应用到生活中,大幅度提高电力企业生产的综合效益。

  1.2作用分析

  电力是维持现代社会生产生活正常运行的主要能源,虽然现在电力生产技术不断优化与更新,在原有基础上降低了能耗,但是从持续发展的角度分析,还需要采取措施来对资源配置进行优化[1]。电子技术在电力能源计量管理中的应用,正好满足这一发展要求,来保证电能资源大规模计量的准确性,促进电力事业的进一步发展,提高资源配置效果;虽然我国电力行业发展迅速,但是从技术水平角度分析,大部分电力企业对电子技术的应用水平十分有限,对已经投运的电子设备未进行安全性能评估,并不能保证各设备运行不会对计量产生不良影响;社会经济水平的提高,对电力计量有更高的要求,电力计量一直都是关注要点。通过电子技术的应用,来确保电力计量的稳定性,提高电能资源质量,满足社会企业发展需求。

  2促进电子计量技术管理水平提高的措施

  2.1建立健全电子计量管理体系

  实际中建立健全电子计量技术管理体系,促进电子计量管理水平的提高。通过健全制度与建立管理机构,推行岗位责任制,提高工作人员的责任意识,同时协调各工作部门间的关系。同时针对各部门制定相应的规章制度,除此之外,还需要建立相应的监督制度,提高工作人员的积极性与主动性。进一步落实电力计量的管理制度,建立健全工作管理的制度[2]。

  2.2通过专业培训提高管理水平

  对电力计量的工作人员进行专业培训,包括理论培训与技能培训,大幅度提高电子计量管理人员的工作能力;与此同时还需要对电力企业管理人员加强培训,制定培训制度时要结合不同岗位的具体要求进行,比如科技人员应该强化电力电子技术创新技术能力,创新研发新的产品与技术。企业有意识的加大科技创新的投入力度,安排管理人员学习国外先进管理经验与技术,创新产品与升级,促进电力计量技术综合管理水平的提高。

  2.3提高设备综合管理水平

  电力企业有意识的加强设备综合管理,这是两方面共同作用的结果:一方面电力设备是电力计量管理工作的核心组成部分,另一方面则是需要对设备进行定期检查,全面检查与管理设备。电力能源的工作管理人员需要做好相应的准备工作,对设备运行状况进行记录。当发现故障时要及时记录并上报问题,安排专业检修人员判断故障成因,采取有效措施进行完善。对设备的一些关键部位,比如传感器等创新研究,提高设备使用性能,延长设备使用寿命,对强化状态进行识别与矫正等[3]。电力能源企业结合实际情况建立完善的电力计量设备管理体系与运行体系。建立完善的设备管理制度,同时安排专门的相关管理人员,通过培训工作落实与贯彻电力能源设备的'安全管理教育工作,严格管理与监督设备故障,科学化管理设备,通过规范制度管理的实施,提高安全生产与管理效率。电力计量管理水平提高得益于电力制度的实施与制定,落实人员思想理念。

  3电子计量技术应用时需要注意的问题

  近些年来我国电力计量设备技术发展迅速,在我国电力企业中得到广泛应用。但实际中令人担忧的是,目前我国电力技术水平相比于发达国家还存在一定的差距,实际应用中技术与系统存在一定的问题,创新电力计量技术。相关技术研究人员需要不断学习研究国外先进电力系统的科学技术,充分吸取有效的经验教训,参与到新产品的研发工作中,诸如传感器这类设备。提高研发与创新人员的积极性,实现高水平、科学化与先进性的发展。同时促进设备调节功能的强化与完善,设备故障践行自我矫正,提高电力设备使用性能,保证其在各种环境中的正常运行,保证计量工作的准确性。创新与改进电力设备传感器核心元件,促进提高电力设备工作的科学性,提高工作中设备的性能,延长电子设备的使用寿命。对电力计量设备出现的各种故障进行有效分析,提高故障诊断与检测的准确性。有效提高设备的工作效率,同时大幅度降低故障与意外发生率[4]。通信模块选择时要科学进行,选择可靠性高的模块,同时研究人员应该加大对通信功能与设备的研究力度。强化通信控制工作提高电力计量的管理水平,结合实际工作环境调整电力设备的系统,确保系统处于最佳的工作状态。加强创新和研究不同环境下工作的最佳状态,对电力计量的设备要不断地更新和改进,提高电力计量设备的可靠性。

  4结束语

  电力能源计量管理中应用电子技术可以显著提高管理效率及质量,推进电网自动化建设进程的加快。除此之外,还能有效降低电网运行故障出现的几率,确保供电运行的稳定及持续性,在降低运行成本的基础上实现电力企业经济效益的提高。所以电力企业应该重视电力能源计量管理自动化建设工作,提高计量管理自动化水平,实现提高电力计量准确性的目的。

  参考文献

  [1]陈卓.简析电力电子技术的现状与发展趋势[J].电子世界,20xx(22):112.

  [2]岳金雪.我国电力电子技术的现状及应用[J].电子制作,20xx(08):89-91.

  [3]吕鹏飞,曹腾.电力电子技术的发展及应用分析[J].电子技术与软件工程,20xx(05):63.

  [4]黄鸿卿.电力计量技术的管理现状及应用策略[J].福建质量管理,20xx(12):47.

电力电子技术9

  (一)

  一、电力电子技术传统教学法与逆向教学法比较

  传统教学中,教师往往花大量时间先把理论体系灌输给学生,然后才在最后篇幅结合工程实际应用做简要介绍,且经常由于课时紧张,应用部分甚至会一语带过。这造成许多学生错误地认为这是一门难以理解且不实用的课程,从而很难激发起学习的动力。传统教学中,即使实验环节,在时间和条件均有限的条件下,也都是以验证理论为目标的。也就是说,传统教学中不管是课程的讲授还是实验的操作,仍然仅仅把理论知识的学习作为主要的目标。逆向教学法和传统的教学法不同,它不是由因到果的推导,而是由果到因的回溯。在这样的教学活动中,老师起到的更多是引导作用,学生能够变被动地接受为主动地学习。逆向教学法在教给学生新知识的同时还培养了学生分析解决问题的能力,理论结合实践的能力,尤其是创新的能力,而这些能力的培养能更好的帮助他们就业后快速适应工作岗位,将知识转化为生产力。

  二、电力电子技术中逆向教学法的具体应用

  2.1逆向教学法的可行性

  采用逆向教学法,我们可以将实践与理论结合。首先,依照学生的具体情况,选择能够与理论融合,又集趣味、实用和扩展性于一体的有代表性的电子产品或电路为实验对象,让学生积极动手,借助实验中出现的现象及得到的结果,先获取初步的感性认识,并要求学生对实验时遇到的问题及疑惑的现象做好记录。然后,任课教师再对实验涉及的产品或者电路的原理进行讲授,重点对相关的现象和问题做出针对性地分析及解答。最后,再让学生以实验的方式获得深入研究探讨的机会,让他们好奇心得到满足的同时,也让他们的学习能力被激发出来。从高等教育心理学的角度剖析,在实验过程中,学生耳到、眼到、心到、手到,其所获得的感官印象要比单纯的课堂理论教学来得更深刻和持久。电力电子技术课程主要包括电力电子器件、电力电子变换电路、PWM控制技术、软开关技术等教学内容,其中相当一部分的理论都很方便结合一些实例,实现用实验的方式直观形象地展示电路的功能及特性。

  2.2逆向教学法的应用体会

  通过实践来学习,借助应用来成长。学生知识的获取,仅仅靠教师自顾自滔滔不绝地讲解,是远远不够的。比如:面对一台电脑,打开机箱盖板,取出机箱电源,然后直接就实物开始剖析。又比如:上课前交代学生自带小型手机充电器,做为课堂上分析讲解的对象。在这些过程中,教师再将整流、滤波、稳压、PWM、DCDC变换等概念引入其中,一定会让学生觉得电力电子技术的课堂内容不再是天书般难以接受。这样的课程会带给学生很大的启发,使得学生把他们熟悉的诸如电磁炉、空调、电梯等等电力电子相关设备和他们所学的知识紧密联系起来。这样,首先实现借助这样的方式激发起学生的求知欲,而接下来的工作就显得更加重要,教师需要抓住这个有利的时机,将课程内容引导到相关理论分析中去,并让大家形成这样一个共识,那就是理论分析是为了解决实际应用中的问题。理论分析在这种情况下成为必须,是因为实际工程设计需要理论分析,而不是学好理论分析就可以进入工程设计,这两者是有本质区别的。适度的理论分析,可以让学生进一步理解实际器件的工作原理。但这还仅仅是开端,接下来就该进入更深层次的学习,教师应就产品本身的性能优劣,设计缺陷,改进思路与学生一起做深入探讨。因为我们不是要把学生培养成电子产品流水线上的操作工,而是需要他们成为一个具有创新能力的电气电子工程师。这就要求学生不但具有工程设计的基础知识,更需要有深厚的理论分析能力。“理论来源于实践,同时也指导实践”,要让学生深刻认识到系统的掌握这门课程的理论知识是认识并改进甚至发明相关产品的前提条件。

  三、结束语

  教学实践证明,在某些章节中采取逆向教学法,理论讲解时学生接受快、印象深,课堂气氛活跃,课程教学事半功倍。当然,并非电力电子技术课程的全部内容均适合逆向教学法。授课教师可以根据实际情况适当筛选,或采用其他教学法,如启发教学法、类比教学法等。逆向教学法让教师摆脱了旧有的教学方式,开始更深层次的考虑教与学的问题。不过,逆向教学法要求教学时间充足,教师综合能力较强,学生基础知识扎实等。当然,最好的教学方法,应该是根据所授课程的内容、要求,比照学生的专业、素质等特点,筛选出最适宜的方法,再进行综合归纳,形成最佳的方案。这就需要广大一线教师的深入实践,努力钻研。

  (二)

  一、新能源发电

  随着我国社会经济的快速发展,社会的生产以及人们的日常生活中对电的需求急剧升高,我国人多地广,但是煤油等不可再生资源却非常少,目前我国已经出现严重的能源危机,同时环境污染问题也应引起我们的高度重视。新能源的开发是我们目前亟待解决的问题。近年来,我国正在努力研发一些可重复的绿色发电装置,像风力、水力、太阳能等,这些自然新能源在应用的过程中,最大的问题是能源供给的不确定性,这会导致发电机随天气的变化而转速不恒定。大功率电力电子变化器是解决这些问题的关键设备。

  二、电气牵引中大功率电力电子技术的应用

  随电力电子技术的不断发展,燃机驱动机均在向以大功率电力电子变频技术的电力驱动系统发展。电气牵引的基本原理主要是依靠电力系统提供电源,利用电力电子变频器以及降压器处理将变电所的电流转变为变流电源,从而为轨道列车、舰船、汽车等运行提供动力。目前这种电气牵引技术已经被广泛应用于人们的日常生活中,但是在列车、汽车等机车运行时会产生一种信号波,干扰乘客的通信质量,对电力系统也会产生一些影响。同时这种大功率电力电子变频器通常都需要单独配置供电系统,导致投资成本较高。

  三、定质电力技术

  定质电力技术实际上是一种电力供应技术,主要目的.是控制电能质量,满足用户的特定要求,主要实现途径是先进的控制技术以及大功率电力电子技术。随着社会经济的快速发展,社会生产及人们日常生活中对电能的需求量以及质量都大大提高,比如现代企业生产中,计算机技术网络信息系统的应用,加工工具的精密要求、变频调速机器人以及驱动器,自动生产线以及可编程控制器等设备对电路变化的敏感度较高,只要供电质量出现一点小小的波动都有可能影响产品质量,造成严重的经济损失。因此很多企业用户都自己安装了UPS(不间断电源)装置来确保供电质量,这种解决措施需要付出的代价就是增加投资成本,这是治标不治本的办法。想要彻底解决优质供电问题的关键是供电部门。定质电力技术就是供电部门协调好供电质量的主要措施,目前已经研发出了静止无功发生器装置来快速调节电压,通过变压器、可关断晶闸管(GTO)、储能电路、双极性绝缘门极三极管(IG)变换电路等设备来抑制电压闪变,吸收和发生生电网的无功功率进而提高配电网无功调节质量。同时在电网故障时,固态开关可与静止无功发生器配合可保持电压恒定。

  四、大功率电力电子在智能电网的应用

  智能电网是近年来的热门话题,主要是以高速双向通信互联网为基础,利用先进的管理体系结合现代化先进的传感技术、测量技术以及控制技术,实现电网的智能化,确保电网系统的安全、可靠、经济、高效运行。目前我国的电网智能化仍处于发展阶段,智能化程度与世界上一些发达国家相比仍存在一定的差距,但是以大功率电力电子技术为核心技术的智能化趋势已经得到人们的广泛认可。比如说现在的智能电表,供电企业可以对每个用户安装智能电表,通过设备动态追踪用户的用电情况,进而为用户提供更加多样化与人性化的服务。相信随着电力电子技术的不断发展与进步,电网的智能化程度会越来越高。

  五、结语

  大功率电力电子技术的发展与应用为我国的电力系统迎来了新的发展格局,为人们提供更优质的服务,但目前我国的大功率器件以及装置仍然相对落后,未来应积极研发出更加经济、性能更好的电力电子器件以及装置。

  (三)

  一、智能电网对电力电子技术的需求

  1.1保证设务可靠安装,满足电网安全要求

  如今,电力电子技术的发展可谓有了很好的发展,但是其现骨干的评估体系还没有得到很好白勺完善和大规模的应用。在智能电网中,如何评价其电力电子装备的运行的实用性,以及估算其对社会的价值有多少等,这些都是需要面对的问题。在智能电网中,安全的运宁研口安全的运用电力电子技术对于智能电网的建设有着重要的影响,同时是一个非常重要的研究i裂题。在我国的电力实业中,部分电网的构架结构还是相对薄弱,在很多地方,都存在着输配电不足的问题,这类问题需要得到及时的改善,所以电力企业需要不断加强自身电网构架的建设,同时要大力开发灵舌的交流输电装置。随着社会经济的不断发展,对电力的需求量也随之上勤口,大电网的建设也是我国电力实业发展的目标和方向同时也意味着未来的电网结构会朝着越来越复杂的方向发展。在我国由于频发自然灾害,制侯灾害、地质灾害等都会对电网的安全有着巨大不利的影响。所以,电力实业需要利用先进的装置来调配电力系统,从而上勤口电网的构架,避免电网故障不断的扩展,同时上勤口电网的抗故障能力和故障恢复能力。

  1.2满足市场的电力需求,不断改善电能的质量问题

  随着社会工业水平的不断提高,对电能的质量问题的标准也越来越高,川门也逐渐重视这个问题。据统计表明,在美国,因为电育濒量问题而导致的直接绍剂员失就高达千亿美元。所以利用先进的电力电子技术对其进牙犯夕善是十分必要的,要不鳅勺对电能资源及其质量进行洲七,从而使电网白镇俞配电率提侄]l提高,这也是对先进电力电子技术白榷夔要需求

  1.3将资源进行优化配置,使环境也得到不断优化

  要使我国的资源得到合理的配置洲七,需要提高可再生能源的使用率。光育矫口风能作为主要的可再生能源,主要分布在我国的西北部还有翻暗随区,分布的不剥寺别密集,而且不太稳定,根据这个清况,这需要建立一个更加安全稳定的电力系统,建立完善的智能电网系统,从而保证资源能够澎于大规模的开发并能够澎于远距离输送,并且能够将能源和电网融合在一起,从而使绿色能源能够实现可持续发展,并且提高清部琶源在能暴吉构中的七蹄口,使我国白馆琶泥硒己置币器]l合王暨勺洲七。

  二、电力电子技术在智能电网中的应尾

  2.1高压直流输电技术的应用

  在直流输电系统中仅仅只有输电环节时直流电在发电系统和用电系统中还是交流电,交流刻寻终端变为高压直流电,然后将其送到直流输电线路中,之后,直流电又经过输电线路达到逆变器,将高压直流电转变为交流电,再通过环流变压器讲电能源输送到系统中。高压直流输电的技术有着独特的优势,可以茜于远距离输电,当系统发生故障时,对电网的影响较小,所以对长距离大功率的输电来说是特别适合的,在智能电网中运用高压直流的输电技术,能够满足智能电网远距离、大功率的输电要求,同时它还能够帮助解决清部琶源的稳定胜。

  2.2柔性交流输电技术的应用

  柔胜的交;稻俞电技术对于新能源和清吉能源的大规模并网来说起着重要的作用,是一种关键性的技术,它综合了微电子技术、控制技术、圃言技术以及电力电子技术,能够对电网系统中的交流输电进行灵活的扩至,并且最大限度的提高电力系统的稳定胜和反应谏磨,从而提高电力能原的输1关谏磨。在我国的智能电网中,特高压输电是作为其差肠出的所以要综合考虑新能源和清部旨源的隔离以及接入清况,柔性的交流输电技术为其提供了很多帮助,川门也越来越重视此项技术,通过将其与现代白勺控制技术进宁稿虫合,智能电网能够将各种电力参数进行联系和调节,从而阁氏全封员,确保系统安全白场孟行以及输送电能白胡隐定胜。

  2.3智能开关技术的应用

  智能开关技术尉旨,在电流、电压的指定位置将电路执行断开或者闭合。智能开关包括壳体、数个分开关和总电源开关,总电源开关能够进行总过流保护和过压,数个分开关是整体结合式,有过流和防漏电功能,使系统能够安全可靠的运行,保证家用电器设备能够不受到影响。随着智能电网不断的发展,开关设备等也朝着高品质和高性能的方向进步,同日邯道荀言息传感技术、计算树支术以及微电子技术等更加智育日七。

  2.4高压变频技术的应用

  高压变频技术的最大优势是它的节电率可以达到30%,但是它也存在一定的缺陷二它的成本较高,在运行时容易产生高次谐波的污染如果在电力系统中运用止匕页技术,其节能效果会非常明显,对于工业用户而言,使他们能够更好的实现节能礴非的效果。在国内生产高压变频设备的厂家中,很多是采用多电平技术,其他结构形式的高压变频器也有一定的发展,例如二混合结构技术、中亚三电平技术,他们都有着高密度工艺、紧凑的结构、灵舌的控制以及四象限运行的优点,是高压变频技术未来的主要发展方向。

  三、结束语

  本文对智能电网中先进的电力电子技术进行了探讨,得出智能电网能够创造更多的经济和社会效益,对环境和能源的保护起着关键作用,对可持续发展的实施有着重要的引导作用。但是就目前而言,我国在智能电网中的建设中还存在着各类大大小小的问题,这就需要专业的研究人员重视对电力电子技术以及信息誉里白勺探讨,从而保证智能电网的顺利运行。

  (四)

  一、简析电力电子技术在智能电网中的作用

  随着我国电力系统的不断发展,社会用电需求的不断增加,电力电子技术在电网中的作用将会越来越重要。在智能电网运行的过程中我们将会面对很多问题:何如使智能电网在一个相对较为安全的环境中运行?如何是电子设备运行的更加稳定?如何提高电子设备的质量?笔者将在下文中一一进行论述。

  1.1对设备的可靠性、电网的安全性的保障作用

  尽管目前的电力电子技术发展迅速,应用广泛,但是其实质的系统并没有得到完善。在智能电网运行的过程中最重要的问题就是其运行的安全性。不仅如此,在电力实业中,有很多电网结构都存在着不同程度的漏洞与问题,这都需要电力企业不断加强智能电网的建设。此外,我国频频发生的自然灾害等都对电网的安全运行造成阶段的隐患,针对这种情况,电力企业一定要不断引进先进的装置对电力系统进行调配以保证智能电网安全、可靠的运行。

  1.2满足社会对电能的需求,不断提高电能的质量问题

  随着人们生活水平的提高、工业化程度不不断加深,对电能的需求量越来越大,对电能质量的要求也越来越高。有数据显示,美国曾经因为电能的质量不达标,导致损失了千亿美元,由此可见,保证电能质量的重要性。因此电力企业一定要不断引起先进技术和设备,尽可能的提高智能电网的输配电率,对电能质量进行优化,同时,这也体现出电力电子技术在智能电网中的重要作用。

  1.3能够有效的促进可再生能源的利用

  太阳能、风能等是目前应用比较广发的可再生能源,目前我国的陆地风能和光伏发电资源主要集中在东北、华北等地区,相关数据表明,截至到20xx年,我国的风能产电可以达到一千到一千五百亿瓦特,光伏发电可以达到二百亿瓦特,其中将风力发电得到的电能投入到千瓦级基地的开发中,将太阳能发电则呈现出分散接入和大规模开发的特点。可再生能源开发的大规模性、分散性对电网的安全运行提出了更高的要求。促进可再生能源发展的关键因素之一就是要利用智能电网的建设对可再生能源的调度与控制经行预测与把握。这一切都需要加强电力电子技术在智能电网中的应用,只有充分的利用电力电子技术才能保证各种可再生能源发电的大规模、远距离输送,使智能电网能够更好的容纳、适应可再生能源,进而提高清洁能源的比重,对全球气候变暖的现状起到一定的缓解作用。

  1.4节能减排技术的需要

  实践证明,节能减排是一项历时漫长、进展复杂的艰巨性工作,国家的相关部门如电监会、国家发展和改革委员会等也加大了对节能减排工作的重视程度,并且对全国的节能减排工作进行了检查,调查结果显示,要想不断的提高清洁能源的利用率一定要突破电力电子中的瓶颈技术,通过利用较为可靠的电力电子技术装置来提高电能的输送能力,在最大程度上做到节能减排。

  二、加强电力电子技术在电网中应用的有效措施

  电力电子技术在电网中具有十分重要的作用,要想保证智能电网安全、良好的运行,首先就要加强电力电子技术在电网中的应用。笔者将在下文中对加强电力电子技术在电网中应用的措施进行简单介绍。

  2.1解析高压直流输电技术的应用

  在直流输电的过程中,只有输电环节的电能是直流电,在发电和用电的过程中都是交流电,然后在终端处加高压,使交流电再变成直流电输送到直流输电线中,加压后的直流电经过逆变器又变成了直流电,最后通过环流变压器将剩余的电能输送到用电系统中。这种在直流输电的过程中加压的技术具有独特的优点,那就是能够实现远距离、大功率输电,不仅如此,它还可以处理清洁能源稳定性的问题。

  2.2解析柔性的交流输电技术的应用

  柔性的交流输电技术是一项非常重要的技术,在新能源和清洁能源的并网方面起到十分重要的作用,其中包含了很多技术如:微电子技术、控制技术以及通讯技术等,柔性的交流输电技术能够在最大程度上提高电力系统的稳定性及与运行速度,还可以提高交流输电的灵活性,最终提高交流电的输电速度。作为我国智能电网的基础,特高压输电子对其起到很重要的作用,因此,一定要充分的考虑新能源和清洁能源的隔离以及接入问题,而柔性的交流输电技术恰好可以缓解这一问题,这也是人们越来越重视该技术的原因之一,不仅如此,还有很多供电企业将柔性的交流输电技术与先进的控制技术进行有机结合,以在最大程度上降低损耗,确保输电过程的安全可靠性。

  2.3解析智能开关的应用

  所谓智能开关指的就是在电流或者电压的指定位置可以断开或者闭合电路。智能开关主要由壳体、分开关、总开关以及总电源开关组成,总电源开关可以对整个系统进行保护;几个分开关是整体结合式的,具有过流和防止漏电的功能,可以保证系统的安全运行,确保家用电器不受到影响。此外,随着我国科技的不断进步,智能电网的级别也不断升高,智能开关的功能和质量也在逐渐升高。

  2.4解析高压变频技术的应用

  高压变频技术的最大优势就是它能够节约百分之三十的电,但是该项技术的成本较高,在运行的过程中容易产生污染,如果在电力企业应用该项技术一定会体现出非常优越的技能性,如果工程应该该项技术则会更好的实现节能减排。目前我国有很多生产高压变频设备的工厂,大多数都是采用多电平技术,而其他类型的高压变频器也得到了很大的发展空间,如混合结构技术、中亚三电平技术等,这些技术具有很多优点,如结构紧凑、密度精艺高、控制灵活等。

  2.5FACTS技术的应用

  FACTS技术主要指的是将电力电子设备作为基础,将现代控制技术与之进行有机结合,达到快速灵活控制原有交流输电系统参数及网络结构的目的,进而达到提高线路输送电能的能力,并增强系统的稳定性、可靠性。近些年,随着电子技术的不断发展,FACTS技术也有了突破,将原先的半控制器件的静止无功补偿器升级为可关断器件的静止同步补偿器,将可控串补技术升级为统一潮流控制器,FACTS技术的这一系列转变升级都证明了该项技术的活力和可发展空间。此外,我国的能源分布与资源需求是逆向分布的,这就需要充分实现大范围的能源的转移,而提高线路的输送能力成为解决这一问题的关键因素。此外,还需要解决大范围转移能源过程中产生的潮流调控、系统震荡、电压不稳定等问题。

  2.6电能质量技术的应用

  一般工业上对电能质量技术的需求比较大,这也促进了相关技术和领域的发展。国家上有很多国家在电能质量技术方面已经达到了相当高的水平,如美国、日本、印度等。目前在国际上针对提高电能质量的技术装置包括有源电力滤波器、动态电压调节器等。要想使电能质量技术在智能电网中得到广泛应用,首先就要逐渐完善电能质量的评估标准与等级划分要求,并且针对供电接口的经济性方面要建立内部技术等级评估体系和用户关于经济性的评估体系,建立健全相关的法律法规,促进智能电网"经济性"运行。

  三、结束语

  通过论述,我们可以清晰的认识到目前我国在电力电子技术方面的缺陷。电能是一个国家发展的基础组成部分,加强电力电子技术在智能电网中的应用对于我国电力事业的发展、整个社会的进步都起到十分重要的作用。这使我们的电力工作人员承受巨大的压力、面临严峻的挑战。尽管我国目前的电力电子技术还不是很完善,在智能电网的应用中还存在很多问题,在未来探索的道路上更是充满坎坷,但是我坚信,天道酬勤,只要我们广大奋斗的电力事业第一线的工作人员恪尽职守、无私奉献,不断对加强电力电子技术在智能电网中的应用献谋献策,对我们的未来充满信心,踏实肯干、务实求真,一定能够在最大程度上推动我国电力事业的发展,是电力电子技术更好的应用于智能电网中,为我国经济的发展和社会的进步献出自己的一份力量。

  (五)

  一、电力电子技术的研究内容

  1.1功率半导体器件

  功率半导体器件,其实就是电力电子器件,是使用在电能变化和电能控制电路中的大功率电子操作器件,通常情况下会分成三种类型,分别是半控型器件、全控型器件和不可控型器件。在这之中,半控型期间的晶体闸管一般是半控器件,在电压以及电流容量的承受力上。是所有器件之中最多的。全控型器件也能够分成电流驱动型器件以及电压驱动型器件;第三类不可控制器件的电力二极管其实是不可控器件,并且一般的工作原理以及组织结构相对来说更为的简易,也有更高的可靠性能。

  1.2电力电子电路的整体操控

  大功率的电子电路是借助功率半导体器件开展更替和工业操作把控电能的大功率器件,电力电子电路的一般把控对象时工业点鉻,通常出现最多的工作程度时尽量的把能量的消耗量降至最低。功率半导体器件通常工作中是处于一种开关的模式之中,这样的操作模式能够有效的降低电路之中的能量耗损,所以电力电子其实就是一种功率比较大的开关电路,其工作原理是借助不高的信号对电能进行把控操作。

  1.3电力电子变化器的主电路

  工作的主要核心借助的是功率半导体器件,电力电子变化器的主电路使用的是另外一种电路拓扑结构和控制方式,这样做的话能够有效的实现对电能的变化和操控等一般操作、变化器的主电路拓扑结构其实本质上是把有源功率以及无源功率半导体器件依照设定好的规律做排列组合,在这个形式下而形成的一种电路,拓扑优化简单的说就是在变化器的设计过程中,经过科学可靠的选择的网络中的各个工作元件的确切位置,从而有效的实现高频化、高功率的目标。

  二、先进电子电力技术在智能电网中的应用

  2.1使整个的电网资源能够得到最大的优化

  我们所熟知的柔性输电技术已经不再需要对现在有的设备进行大范围的改动,就可以把电网的配电功能做表达,使得水电以及核电等各种可再生的洁净能源能够完成长距离的配送,正确有效的将我国的能源分布不均衡的问题平衡好。另外,我国各个有关部门也可以以智能电网为载体,进行电力资源的优化配置。

  2.2提升电网运行的安全性

  将当前的柔性交流技术和直流技术与传统的输电技术做比对,有更快的响应能力,并且把控能力也更好。可以使得智能电网的输电建设更加的有效率。并且,一些先进性交强的电力电子技术能够为不一样的电力用户提供个性化的能耗降低操作,更加有效的降低损失,提升整个电网的服务性水平。

  2.3提升城市的规划建设

  现如今的城市在电量的使用上有了更高的数量要求,之前的高空电网现在已经不能和用户的需要相适应了,耗损不断的变多,并且直接暴露在空气中,发生事故的概率也会加大。可是柔性直流输电和柔性交流输电,使用的电缆是深埋地下的,这样的话不仅不会影响市容市貌,同时电磁也不会受到其的显著影响,适时的加大远距离的电力输送,可以为将来的城市建设提供更多的并且更加科学有效的设计建设规划。

  2.4高压变频技术使用在智能电网中

  高压变频技术的本质性优点就是能够有效的节约电量消耗,达到了三成以上的水平,但是其中的缺陷也是存在的,主要的缺点就是成本太高,而且很容易造成高次谐波污染的情况。将这个使用到电力运行操作体系之中,节能效果更加突出,是用户实现节能减排的首要方式。在国内的高压变频器的生产商中,使用的最多的是功率单元串联的多电协调操作方式,但是其他的各种组织形式也包含在了高压变频器的发展范围之中,比如使用最多的混合结构技术和中亚三电平技术等,这些的共同特点就是有较高的工艺密度,而且组织结构也相对紧密,有灵活的控制能力,并且四象限优势突出,是将来的高压变频技术主要的发展方向。未来我国的直流电操作体系会形成特高压等级次序,从而形成额定的电流。

  三、结语

  先进电力电子技术的不断发展,电力行业内的发展形势也焕然一新,有效的提升了电力的使用效率,同时对电能分布性的流动趋势得到了体现。用户真正的感受就是智能电网更加的便捷。电力电子技术对促进整个电网的稳定有序发展做出了巨大贡献,为电网中加入可再生能源以及关键技术提升了社会经济效益,有效的提升了用户的满意程度,促进了电网朝着又好又快的方向发展。智能电网作为未来的电网发展方向,对于能源节约以及环境保护起到的效果是十分重要的,但是还有一些地方值得更好完善,电力电子技术使用在智能电网之中的应用也将更加广泛。

  (六)

  一、探究式教学在数字电子技术实验中的应用

  1.基础性实验阶段

  基础性实验包括各种仪器设备操作、门电路电特性及逻辑功能测试、简单数字集成电路使用、EDA软件使用及PCB板制作等,针对初学者的知识背景,着重培养学生规范的实验基本技能和思维方式,使学生初步掌握科学的实验方法和实验设计思想。传统的基础性实验是由教师先讲解、再做示范演示,然后让学生进行有针对性的模仿,并把观察到的现象、结论总结出来。这样的实验教学使学生完全处于被动地位,大大降低了学生对实验的热情和探究的欲望。为此,我们增加了部分有探究价值的基础性实验,如信号测量与误差分析、门电路扇出系数测算和数字集成电路故障判断等,这样学生就可以在模仿的基础上,按照自己的思路来选择仪器、设备及元器件,自行设计实验,养成探究习惯和科学态度。学生还可以在课前、课后借助EDA工具软件,以“软代硬”搭建虚拟仿真实验平台,进行反复练习与验证。

  2.设计性实验阶段

  设计性实验以操作能力训练为基本内容,以提升理论知识应用为重点,以电路设计能力为目标。我们将探究式教学引入设计性实验的具体做法是:实验的入口是题目或器件引导,中间实践环节是以理论课知识及学生平时实践经验积累为基础,出口是实验结果;事先只给出题目、器件范围及功能要求,不明确实验的具体要求和水平,只有在学生遇到问题时教师才会给予必要指导。这种新的探究式实验教学模式极大地调动起学生主动学习的积极性,也激发了学生的想象力和创造力,学生设计方案呈现出灵活性、多样化的特点。

  3.综合性实验阶段

  综合性实验在完成规定的基础性实验和设计性实验基础上进行。通过尝试解决一些工程、科研方面的问题,使学生熟悉掌握科学研究的基本过程,提高学生理论知识应用能力、探究性实验能力和团队合作能力。

  (1)选择合适题目,激发学生探究兴趣。综合性实验题目来源主要有三种途径:一是教师的教学研究成果和科技研究成果;二是工程应用项目,但这些项目适合于教学的可能有限,需要二次加工、提炼,方可用于教学;三是学生在课外学习及科技创新活动中完成的项目(经过筛选)。实验题目要结合现代电子技术发展、应用水平动态设置,具有一定的水平和前瞻性,鼓励学生根据自己的构思设计实验题目。实验题目名称最好让学生听(看)到后就能知道该实验有什么用途,这样学生能够知道查阅哪方面资料,做什么样的准备,激发学生学习的兴趣和好奇心。例如“交通信控制器”题目,从名字上就可知道它是应用于机动车流量疏导的交通设施,其工作原理属电子技术范畴,学生通过亲自到交道口观察,就能够了解到该设备的功能与工作流程。

  (2)明确任务要求,引导学生思维。综合性实验融合各专业特点,对课程教学内容按照其自身特性和教学需要进行分类设计和调整重组。根据教学大纲及实验条件明确实验教学情境,对实验内容、实验过程及实验要求等某些细节作具体介绍。例如在确定“交通信控制器”这一教学情境后,向学生简单描述项目的用途、工作原理、技术性能指标等,任务描述越具体、翔实,就越具有可操作性。此外,综合性实验内容抽象、偏深、工程性强、难以掌握,单靠学生的自主实验不易完全理解、掌握,教师要运用科学方法启发学生思维,引导学生将学习掌握的知识、经验和探究内容联系起来。教师还要结合学生的个体差异、目标层次采取不同程度的积极引导,教师引导行为的差异会对综合性实验的广度和深度产生一定的影响和制约。

  (3)开放优质教学资源,自主设计实验方案。学生根据经验、知识、水平和兴趣选择适合自己的题目之后,他们关注的重点就转移到实验方案设计上。学生自主设计实验方案可以通过两种途径:一是通过图书馆、实验室及互联网获取第一手资料,再经过认真加工、整理、完善;二是通过电工电子教学网站浏览优质教学资源。教师立足理论技术的创新、开发与应用,通过多项省(校)级教育教学改革立项开发出多种优质教学资源,这些优质教学资源以教师的启发指导为辅,既呈现出示范性效果,又可服务于学生自主学习及仿真实验设计、调试的演练。在设计方案可行性研究过程中,学生自主探究,也可以寻找合作伙伴,组织讨论小组,提出问题,探讨解决问题的方案,充分发挥学生的想象力,以便获得最佳方案。教师要针对设计实验方案可行性及结果提出预判,避免学生走弯路。此外,为了使综合性实验能够真实模拟科学研究活动,在参照科研项目及产品开发流程基础上,撰写出具有规范性、科学性、创新性的实验报告,引导学生熟悉掌握科学研究思路和过程。

  (4)开放实验环境,力求探究性成果。综合性实验改变了传统的“百人一题、报告千篇一律”现象,相同的或不同的题目在层次上、水平上存在较大差异,因此,在时间、空间、设备等方面对实验室提出更高的条件和要求。综合性实验采取课内与课外结合方式进行,时间为1周。期间,教师要有针对性地穿插安排2~3次(8学时)集中授课,内容包括资料查新、项目基本情况介绍及设计要求、数字系统设计方法及步骤、数字系统调试与测量等。实验室管理如同图书馆模式,全天候开放,要求学生具有较强热情和自律性。从查阅资料、选择元器件、构思实验方案,再到设计、安装、调试电路,直到完成全部实验,学生均独立进行,实验室只负责验收,对学习成绩优秀或有特长的学生开展个性化培养。实验室还实行消耗器材、教材及教具开放。学生首先在EDA软件平台上对电路各子功能模块进行设计调试,然后联调各子模块,再整体调试系统,直到仿真无误,最后将仿真实现的电路再进行硬件搭接调试。整个探究实验过程环环紧扣,成果展示形式多样,通过声音、图像、数据、光电、按键等呈现出学生熟悉的一些产品,让学生由衷地产生自豪感和成就感。

  二、探究式实验的成绩评价

  在数字电子技术课程的实验中采用探究式教学方式,就是要保证每个学生的实验效果,切实达到本科专业理论课程教学的目的。这就需要以人为本,强调整体性评价观,不仅仅要关注最终的结果,还要考察实验的计划安排、各部分任务及其完成情况,每个实验环节、步骤都要求有文字记录并赋予一定的考核分值。在考核内容上要进行全面评估,主要涉及学生的学习态度、选题的难易与创新程度、查阅利用相关信息资源的能力、掌握运用专业理论和知识分析解决实际问题的能力、口头和文字表达能力、展示成果的课件制作能力等。当然,在数字电子技术探究式实验教学管理和全面评估中要尽可能避免学生中出现“搭便车”、不劳而获的现象。教师的管理者角色十分重要,要及时了解动态,发现问题,调控纠偏,最后在全面综合各方面情况基础上对学生实验成绩做出客观结论。

  四、探究式实验应注意的问题

  1.教师方面

  (1)加强教学组织能力。在探究式实验教学中,教师是指导者和组织者,因学生个性差异不同、实验题目层次不同,教师能否把一个整体实验过程引导好、组织好直接关系到探究式实验教学实施的效果。

  (2)提高问题设计能力。探究式实验教学强调课程资源的开放性,整个教学过程均由问题驱动,要求教师用系统方法对问题进行整体布局、规划、实施。教师的问题设计能力包括教学目标设定、实验需求分析、教学资源设计和认知工具运用等。

  (3)发挥示范性指导作用。在探究式实验教学中,教师应以自身的创新为出发点,激发学生探究问题的兴趣,不仅要在认识上引导学生开展充分的思考,而且要在情感上与学生进行不断的交流,营造一个和谐的课堂气氛。教师的示范性指导作用包括科研水平、教学与实践经验、操作技能熟练程度、教学方法先进及教学理念创新等。

  (4)培养综合评价能力。探究式实验教学评价强调整体性评价观,要看结果,但更重过程,不仅对学生解决问题的情况做出评价,还要对学生在探究过程中的态度、协作、方法等情况进行评价,因此,这就要求教师具有综合评价能力。

  2.学生方面

  加强文字处理、图像编辑、表格处理、Internet连接等信息技术处理与应用能力,掌握一定的专业软件的应用技术。提高行为控制能力。在探究式实验教学中,学生的学习方式和实验时间安排自由度较大,如果缺少主动性、自控能力,就很难保证教学效果。发挥交流协作能力。在探究式实验教学中,综合性实验题目数量众多,方案灵活多样,时间相对宽松自由,因此,学生与教师之间、学生与学生之间的交流与协作对解决出现的问题尤为重要。培养自主性研究能力。在探究式实验教学中,教师把教学内容巧妙地隐含在任务之中,学生围绕某一主题主动地搜集信息、选择信息和加工处理信息,积极主动地探究和构建知识体系,然后通过思维创新,应用知识解决问题,不断提高自身的研究能力。

电力电子技术10

  摘要:课程设计是工科实践教学的一个重要的环节。本文结合哈尔滨工业大学的教学实践,对电力电子技术课程设计的开设和实施进行了探索和研究。本文首先分析了电力电子技术课程设计的现状和问题,然后介绍我校自主开发的电能变换器通用实验平台及利用此平台开设和实施电力电子技术课程设计的情况。最后提出在现有实验平台基础上扩展为综合性课程设计实验平台的设想,并总结了课程设计的建设经验。

  关键词:电力电子技术课程论文

  电力电子技术是电气工程专业的重要的专业课,该课程综合了弱电和强电两个大的领域的学科,是近几十年新发展起来一门技术。其应用领域广泛包括自动化、电机和电器控制、电力系统等方面,具有非常好的前景和较高的技术经济效益。

  电力电子技术的综合性、应用性和实践性很强,尤其是实践环节是电力电子技术必不可少的部分。随着新疆近些年工业的大力发展,工业自动化水平的要求越来越高,为了满足人才市场日渐增长的需求,进一步积极研究和探索电力电子技术的实践教学的教学方法和教学手段,构建与工农业发展相适应的电力电子技术实践教学的新方案是一个值得研究的课题。

  1、完善电力电子技术课程设计

  由于电力电子技术理论学时为48学时,受到电气专业总学时的限制,一般院校都没有开始电力电子技术课程设计,另外电力电子技术课程设计的经费需求也较高,和模拟电子和数字电子的元器件相比,电力器件的价格往往要高得多,同时电力器件都工作在高电压、大电流下,因此实验安全性也是重要的制约因素。

  课程设计是工科实践教学的一个重要的环节。指导教师根据教学计划对学生进行基础或专业强化训练。课程设计能够培养出学生把理论和实践相结合的能力,能够初步完成把知识转化成现实生产力的可能。

  电力电子技术我校是在20xx年开课,其课程设计刚开设,具体设计要求有:一方面主电路的设计。主电路不用半空器件晶闸管,不论是整流电路、逆变电路还是斩波电路都改为全控器件MOSFET和IGBT。另一方面,由于全控器件的开关频率远远大于半控器件,因此对全控器件的控制方法如脉冲宽度调制技术等要强化。

  在课程设计的实施过程中,通过分组完成,每个小组分配不同的任务,按照完成的.质量给予不同,选出最好的结果给予颁发奖励证书,大大促进学生动手、动脑的积极性。同时给学生充分的自主权,指导教师事先不做示范设计,即便对于学生烧毁元器件等现象,也鼓励学生自主完成,这样既减少指导教师的工作负担,又提高学生课程设计的含金量。

  2、注重实践环节训练加强实践能力的培养

  电力电子技术课程实践性很强,实验等实践环节在教学的地位非常重要,这些实验在培养学生动手能力方面的起着非常大的作用。由于电力电子技术的实验和实践内容丰富,因此如何计划和实施好电力电子技术实践内容是使学生充分理解其内容的重要保障。在我们教学实践中结合下面的一些方法。

  2.1 理论和实践结合

  理论与实践相互结合。对于不同专业的学生,对于电力、电子和控制方面的技术理解和基础不同,因此电力电子技术理论课和实验课交叉进行,通过实验课能及时快速检查学生课堂理论的理解程度。

  2.2 前后知识串联、提高综合性

  教学后期设计综合性实验。在做这类实验的时候学生要独立设计实验方案、步骤等。指导教师根据学生开课以来学到的知识提出问题,学生解决问题,学生在解决问题过程中不但会用到刚刚学到新知识,还要用到前面章节学到的知识,形成知识串联,举一反三综合利用。另外,在课程结束后可将电力电子技术与其学过的课程相结合进行综合实验实训。不同专业学生可结合不同的综合实验,如果是弱电专业可结合单片机开发板设计输出发脉冲来控制全控桥式电路的开闭。和其他先修过的课程相结合知识比较新,这部分综合设计能够让学生了解更多的实际应用。通过综合实验实训使学生获得比较全面的综合技能和专业能力,能尽快适应本专业的岗位需求。

  2.3 结合工程实际应用

  对于电力电子技术课程中大量的波形和公式很容易让学生混淆,理解起来难度也大,为了更好理解其原理在讲解过程中有必要举出生产和生活中的实例,如企业单位中最应用最普遍的变频器,实验室中常用的开关电源等。在讲授的时候把学生带到实验室中对这些教学产品现场拆装,结合具体元器件讲解原理,这样比单纯讲解波形要形象的多。学生既有理性认识又有直接的感性认识,更会极大的激发其对本专业的学习兴趣。

  2.4 其他增强实践教学的方法

  除了上述实验实训之外还可以结合其他方法促进学生掌握实际知识,例如开发实验室、开始创新性实验等。在实验室开放过程中应保障仪器设备、元器件的数量充足,能够满足学生要做的实验基本需求,例如要保证学生做实训的时间、要能够排开实验等。创新性实验是指学生在完成教学大纲规定的实验项目后,指导教师可结合学生的实际能力,提出和实际应用密切相关的一些课题,来考查学生所设计的电路创新思维能力。

  3、结语

  电力电子技术课程实践教学改进、完善需要长期实践来逐步完成。一方面,随着电力电子技术不断的发展和创新,例如电子器件从半控的晶闸管到全控的IGBT等,实践教学也会随之变化改革;另一方面,由于工农业的发展,企事业单位对电力电子技术的需求也不同,为了适应培养高等技术应用型人才的需要,电力电子技术的实践教学也要随之改进。

电力电子技术11

  引言

  随着能源短缺的危机越来越严重,环境污染问题也日益恶化,我国加快了开发、利用新能源的进程。在名目众多的新能源中,风力发电是最被看好的一种,由于它开发条件好,又具有很廣阔的开发价值,因而备受关注。在风力发电中应用电力电子技术,可以大大改善风电机组的运行情况,这种技术将会在未来发挥更大的作用。

  一、我国风力发电的现状及应用电力电子技术的优点

  从总体情况来说,我国的风里发电产业还是处在高度发展的状态的。我国的风里发电从诞生至今,也已有五六十个年头了,在产生之初,风力发电的规模还是比较小的,后面由于各种原因而陷入了停滞状态。后来,资源危机的发生,客观上推动了我国对风力发电的研究,在这一方面,国家也给予了大力支持,但是此时的发电规模仍然不够大。进入21世纪后,情况得到了很大改善,风力发电的规模不断扩大。资源短缺是世界性的,这一状态的延续会让风力发电受到更多的关注。随着现代电力电子技术、现代变频调速技术的不断发展,它们也将更加广泛地应用在风力发电中。通过对电力电子技术的运用,风电机组的运行特性可以得到改善,通过相关控制,风电系统内的频率会更加稳定,电压也将得到更好地控制。此外,对于较大型的风电场来说,风力发电的成本也可以得到有效降低。

  二、电力电子技术在风力发电中的应用

  风力发电是目前除水力发电之外的技术比较成熟、利用价值比较高的发电方式。风能本身并无法储存能源,在这一点上,电力电子技术起到了关键作用,它将风能顺利转发为电能,再进一步输送到电网中。现实中,应用在风力发电系统中的电力电子技术主要是变速、恒速恒频发电以及风电并网技术。

  1、风电并网技术。将风电进行并网运行,是目前比较可靠,也比较稳定可行的一种方法,因此风电进行并网运行的方法被越来越多的风电场接受,已经成为一种趋势。这种技术其实离不开电力电子技术,风电场可以选择与电网之间相连,也可以选择通过电子变换器来与电网进行连接。若选择直接与电网相连接,为了防止连接过程中较大冲击电流的出现,风电场往往会配置软并网装置。在风力发电机的选择上,目前通常采用变速同步发电机或是变速双馈异步发电机。由于这些设备自身的特点以及接入时的技术要求,电力电子技术成为不可或缺的因素。

  2、恒速恒频发电和变速恒频发电。在整个风力发电的过程中,发电机是至关重要的一部分;而在能量转化的过程中,发电机又处在核心环节。按照发电机运行但方式的不同,风力发电系统可以划分为恒速、变速恒频风力发电系统。若采用的是并联的电路连接方式,则风力发电机的发出频率必须要保持稳定。

  1、恒速恒频风力发电系统。在这种系统下,风电场一般会采用普通异步发电机,这种机组在国外有一个通用的名字----丹麦概念机组。这种机组的'特性就是它在运行时,若达到某种状态,则会呈现转差率为负值的现象。当处在发电机状态,电机的转差率变动将保持在一个很小的范围。当风速开始变化时,这时发电机的转速基本上是不会变化的,这也是该机组的名称由来。这种机组极少采用变化器(主要由电子电力器件构成),除了上述特点外,该机组还有其他一些特点:首先,它的系统结构是一种比较简单的结构,能够很好地适合野外环境;其次,机组在工作时无法控制电压,不利于系统稳定,一旦发生故障也不易修复;另外,由于机组的工作特性,对于零部件的坚固性要求较高。

  2、变速恒频风力发电系统。这种发电系统可以使机组在保持高转速的情况下依旧稳定运行,这种工作原理也逐渐成为一种流行趋势。这种机组主要有以下几个特点:首先,由于它采用的是电力电子变频器,因此它的结构要比其他机组复杂;其次,通过追踪最大功率,该机组可以保存高速、稳定的运转,因此发电效率很高;另外,风轮机的缓冲作用使得机组的输出功率不会有太大的变化;还有,风轮机的转速可以很好地适应风速变化,因而巧妙地减少了脉冲幅度和机械应力,这样一来,机械的强度要求也就变低了;最后,通过实施一定的控制策略,可以更好地保障电网的安全。

  3、两种变速恒频发电系统。变速恒频系统又可以细分为同步与异步的风力发电机系统。同步发电机系统由电励磁、永磁同步发电机系统构成;异步发电机系统则主要是指绕线转子异步发电机。同步风力发电系统的特征主要有以下几点:首先,所有被发出的电动率都需经过变换器,因而对变换器的要求很高,投资多、损耗大;其次,可以使用永磁发电机。永磁发电机以永久磁铁替代了转子励磁,结构简单的同时也比较坚固,因此这种电机比较轻便,发电效率也较高,可以直接驱动,直接省去了变速箱这个部件,不仅简化了步骤,提高了效率,还大大节约了成本;最后,对于转换器为单象限的,该发电系统结构简单。该系统中的定子绕组会直接连接电网,它能够有效地调节电流频率,将流经变频器的电流频率控制在转差功率的范围,因此这种系统也就拥有了在同类发电系统中最高的发电效率,不得不说这一点是其他传动系统所不能比拟的。

  结语

  前文介绍了许多风力发电技术以及发电系统,但也只是简单阐述,真正具体而深入的知识并未被笔者完全呈现。综上可见,电力电子技术在风力发电中起着关键作用,会直接影响到风力发电将来的发展道路,若应用得当,将大大节约风力发电的成本,为新能源市场贡献更大的力量。

  参考文献:

  [1]张兴,杨耕.风力发电中的电力电子与系统技术专辑特邀主编评述[J].电力电子技术.20xx(08)

  [2]王琦,陈小虎,吴正伟.电力电子技术在风力发电中的应用综述[J].南京师范大学学报(工程技术版).20xx(04)

  [3]王孝洪,杨金明,吴捷.变速恒频风力发电系统中的电力电子技术[J].电机与控制应用.20xx(11)

电力电子技术12

  摘要:“电力电子技术”是高等学校电气工程及其自动化专业的专业课,课程内容复杂,涉及多门学科。本文在分析独立学院学生特点和“电力电子技术”课程特点的基础上,对“电力电子技术”课程进行了教学方法的改革,提出基于仿真软件的“实例教学”方法,强化了课程教学效果。

  关键词:电力电子技术;仿真软件;教学改革

  一、引言

  “电力电子技术”是独立学院电气工程及其自动化专业的一门专业课,课程理论性强、概念多、与工程实际联系紧密。电力电子技术的应用范围广泛。它不仅用于一般工业,而且广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等,在照明、空调等家用电器及其他领域中也有广泛应用。现今,电力电子技术正以令人瞩目的发展速度,改变着我国工业的整体面貌。同时,对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大影响,随着与信息科学、计算机科学和能源科学等相关学科的交叉融合,它正在向智能化、网络化和集成化的方向发展[1]。近几年金城学院发展迅速,建立了很多新的实验室,配备了相应的软硬件设施,同时学院的生源水平也有了很大提高,用人单位招聘时的要求也在不断提高,这些变化促使学院提出新的培养目标,即“高素质应用型人才”,对于电气工程及其自动化专业而言就是培育掌握电气工程及其自动化领域的理论知识;具有创新精神和实践应用能力的电气工程及其自动化领域的高级工程技术人才。“电力电子技术”作为重要的专业课,原先的授课方式已无法满足要求,必须做出相应调整。

  二、“电力电子技术”课程的特点

  “电力电子技术”课程的主要内容为电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路、PWM控制技术、电力电子器件应用的共性问题。课程主要特点为:1.理论性强、概念多:“电力电子技术”课程要求学生先修电路、模拟电子技术、数字电子技术等课程,同时涉及“电子学”、“电力学”、“控制理论”,属于交叉学科,所以相关概念较多,内容复杂。2.实践性强:“电力电子技术”是一门实用性课程,学习的目的是解决工程应用中的实际问题。对学生的项目设计开发能力、制作与测试研究能力都有较高要求。

  三、仿真软件在课程教学中的'应用

  1.仿真软件介绍Saber软件是美国Synopsys公司推出的一款系统仿真软件,可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真,为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器,兼容模拟、数字、控制量的混合仿真,可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题[2]。该软件可以对电源的各个组成部分及整体运行状态进行模拟,并对结果进行分析。Saber软件仿真真实性强,网络学习实例较多,适用于“电力电子技术”课程的教学及学生电源开发设计验证。Matlab软件是美国MathWorks公司出品的一款仿真软件。其中的Simulink提供了可视化开发环境,可以在基本模块库及电气模块库中选择合适的模块搭建电源系统进行电源整体或部分的运行状态仿真。Labview软件由美国国家仪器(NI)公司研制开发,使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。Labview开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具,旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新,是开发测量或控制系统的理想选择[3]。三种仿真软件易于获得,可互相通信,网络学习实例较多,方便学生自学,对于后期电源实物研制或电源研究是不可或缺的部分。

  2.结合仿真软件的实例教学“电力电子技术”初始的授课方式就是基本理论的讲解,这样的教学方式使得内容较分散,学生没有电源整体概念。在授课内容和方式上结合仿真软件,采取整体-分布-整体的讲解方式。首先,以具体的应用实例(比如一个笔记本电脑用的电源适配器)说明一个完整的电源内部的组成,让学生有整体概念;其次,对每一部分的内容进行基本工作原理和特性的讲解,再回到整体,介绍如何进行整体电源的设计。在讲解过程中结合三种仿真软件,每讲解完一个部分,就用仿真软件搭建相应的模型,在仿真环境下演示此部分的特性或运行原理。最后,演示完整电源的仿真运行及结果。运用这样的授课方式可提高学生学习兴趣,让学生对所学内容有直观了解,同时仿真软件的应用对学生后期的发展有较大帮助。学生可用仿真软件做电源前期的设计验证工作,特别是一些较复杂电源,此步骤不可缺少;在电源研究过程中出现问题时,可在仿真环境中模拟,找到问题的所在并解决问题;在课堂教学中结合仿真软件可不用开设专门的课程来学习软件,节省了相应的时间,提高了教学效率。

  四、结语

  在“电力电子技术”的教学改革中,根据学生的特点和社会需求进行教学方式改革,内容上以基础知识为重,注重实践应用,利用仿真软件进行实例教学,这样可以调动学生的学习积极性,收到良好的教学效果。

  参考文献:

  [1]王兆安,刘进军.电力电子技术(第5版)[M].北京:机械工业出版社,20xx.

电力电子技术13

  摘要:当前我国的电子电器行业较为繁荣,市场上需要大量的相关人力资源,虽然高职院校被誉为是技术性人才的摇篮,但是很多高职毕业生在毕业之后很难马上进入工作角色,因为高职毕业生学习的内容与实际存在脱节的情况,而这主要是由高职院校“电力电子技术”教学内容和方法存在不足导致的。对此,本文将简要分析高职电力电子技术教学中存在的问题,从优化教学内容、改进教学方法、创新实践环节3个方面来探究高职电力电子技术教学改革方案,以期对优化高职电力电子技术教学有所裨益。

  关键词:电力电子技术;教学内容;教学方法;课程改革

  高职院校教学的主要目的是教授学生能力,让学生在毕业后即可迅速投入工作,从而为人力市场源源不断地供应技术型的人才。而电力电子工程作为电气工程及其自动化专业的基础课程,不仅适用范围较广,也是相关高素质技能型专门人才必须掌握的一门课程。传统的高职电力电子技术教学大多沿用的是本科的教学形式,没有体现高职教学的特色,也没有达到高职教学应有的目标。

  1目前教学中存在的问题

  1.1教学内容陈旧

  科技的发展导致电力电子相关技术更新较快,是很多高职院校的教材却没有跟上科技发展的脚步,甚至仍以半控型器件晶闸管为核心器件搭建电路,而事实上在工业中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件为主流器件,整个电路的结构都发生了重大的变化。此外,由于教学内容过于偏向本科,在教材中对电子电力器械的内部结构以及运行原理介绍较多,而高职学生更多的是需要对元器件的运用能力。由于电力电子电路的种类繁多,很多教材都难以将其进行系统的归纳,不同章节之间完全没有衔接,这就导致学生在学习这些章节的时候难以对新的知识进行理解。教学内容的陈旧以及科学分类的缺乏使得学生很难成长为高素质高技能型应用人才。

  1.2教学方法单一

  电力电子技术中很多内容都是比较抽象的,如晶闸管整流及其逆变电路、交流调压电路等,这些内容仅仅依靠传统的口述加板书是无法加以展现的,如果学生理解能力有限,教师再怎么去努力也是徒劳的。虽然有的学校可能会进行多媒体的教学,但是学生对电力电子电路的实际构建过程和工作过程缺少形象直观的了解,仅仅依靠教学是达不到这个要求的。学生想要掌握实际应用电力电子产品的能力,就必须进行工程实际体验,而实践教学恰恰是高职电力电子技术教学的薄弱之处。

  1.3实践环节薄弱

  对于技术型人才来讲,实践教学的价值远比理论教学来得重要。但是在相当多的高职院校中,电力电子技术教学都是以理论教学为主,实践教学占的课时很少,可能学生能够运用一些基础的电力电子电路,但是真正要想对相关电气元件进行灵活的运用,学生远达不到这个要求。这就导致有的高职院校虽然具备了功能强大的实验设备,但是却没有发挥应有的作用。当前电力电子产品的更迭比较快,而学校的实训基地的资源又是有限的,因此高职院校更多的应该考虑的是加强校企合作,以此来增强学生的实践能力。

  2课程改革的探索和思考

  2.1整合和更新教学内容

  教学内容和课程体系的改革是教学改革的重难点,特别是在当前电子电力技术不断发展的当下,教学内容的更新速度很难跟得上各种新型电力电子设备的推广速度,因而当前高职电力电子技术教学对教师知识面的要求更高,需要教师不断的.整合和更新教学内容,做到与时俱进的教学。高职的目的是培养学生的能力,因此在教学的过程中一定要把握课程的核心,对于电子电力器件复杂的内部解构以及工作原理都可以一笔带过,这些复杂的公式推导过程对高职学生来讲,并没有什么意义,而对于电子电器元件的参数特性以及使用方法都要详细叙述,首先让学生在理论上掌握电子电气元件如何去使用。其次教学的内容要紧跟当前时代,自动化是当前工业发展的主流,在介绍这些电力电子元器件时应该选用能够代表当前实际应用水平的电路,如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模块IPM进行讲述,这样才不至于让学生毕业后产生与社会脱节的现象。

  2.2改革教学方法和手段

  传统的本科式的讲授方法,对高职学生来讲并没有太大的作用,很少有学生能够凭借自己的能力来分析电力电子电路及其系统结构,因为三相交流电所带来的电路输出波形异常复杂,讲述如何去手动计算也没有太大的意义。而如果能够使用现代计算机仿真技术来进行电力电子电路的分析,则可以在短时间内就帮助学生理解整个知识架构,可以作为高职电力电子技术教学的重要手段。高职电力电子技术的仿真教学可以参见本科院校的课程,本科院校很多都是使用的基于MATLAB软件的电力电子电路仿真,从实践效果来看也相当的理想,因而不妨借鉴本科院校的教学方法和手段,让学生利用仿真电路来理解整个电子电路的架构和运行规律,或许能够在帮助学生理解的同时增强学生的学习兴趣。在技能培养上要采用层次化的方式,首先让学生通过基础实验来了解电子元器件的基本原理,然后利用综合实践来掌握电子电气电路的各部分电路功能和特征,再用综合实训来进一步加强学生的技能锻炼,能够独立完成电路的分析、制作、焊接和调试工作,最后使用现场教学来落实学生的实践能力,提前适应工作岗位的需求。

  2.3扩充和创新实践环节

  电力电子技术对于实践能力的要求较高,针对当前高职电力电子技术教学缺乏实践环节的情况,必须有效扩充和创新实践环节,利用实践来让学生所学到的理论知识得到验证,从而对电子电路知识有更深的了解。当前很多院校在电力电子技术实践环节上都只安排了基本的实验,对于高职学生来讲这些实验都过于简单,既没有起到提高学生相关能力的作用,又没有充分发挥现有实验设备的功能。高职院校可以保留基本的电力电子电路验证性实验,但是更多的是要基于现有的教学实验设备来开发设计综合性的设计实验项目,以此来增强学生对于电子电路的综合运用能力,在实践中巩固自身的知识,发展实际动手能力。而对于创新实践环节的考核上,高职电力电子技术教学也存在诸多的弊端,考核大多基于卷面分数,考核的结果也凸显不了学生的实际操作能力,这就很可能出现动手操作能力强的学生没有较好的卷面分数,而动手能力不强的学生依靠死记硬背却能够通过考核。在实践阶段的考核要根据学生的学习态度、作业情况、实践报告、实践操作考试等多方面来综合评定,这样才能够客观地评价学生的成绩,确保每个经过创新实践环节的学生都能够有良好的动手操作能力。而在电子电气技术不断更新的当下,仅仅依靠学校的实践基地是无法满足教学的需求的,学校应该加强与校外企业的联合建设,在教学过程中可以聘请校外企业的专业人员到课堂来讲授电气元件的操作和运行。也可以让学生到企业中去亲手实践和见证电力电子装置的运行情况,从而加深学生对课程的理解和印象。而对于表现优异的学生可以直接选择进入企业就业,无意进入企业就业的学生也拥有了较强的动手操作能力,有工作的资本。

  3结语

  当前我国的电子电力行业正处在飞速的发展中,需要大量的高素质技术性人才。虽然高职教学的目的就是为人力市场提供技术型人才,但是很多高职的电力电子技术教学都存在理论与现实脱节的情况,导致毕业的学生不能马上适应工作条件。对此高职院校有必要更新电力电子技术教学的内容,丰富教学方法,创新实践教学环节,从而让学生从书本上学习到的理论知识能够实际运用于生产之中。

  参考文献:

  [1]许纯昕,曹京生,贾君瑞等.CBE理念在高职电力电子技术课程教学改革中的应用[J].南通职业大学学报,20xx(03):73-75.

  [2]何薇薇,熊宇,徐园等.高职《电力电子技术》课程教学改革与实践[J].广东教育:职教,20xx(07):71.

  [3]莫丽薇.高职《电力电子技术》课程项目化教学改革探索[J].电子设计技术,20xx(11):120.

电力电子技术14

  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15

  【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。

  【参考文献】

  [1]龚爱平.基于嵌入式机器视觉的信息采集与处理技术研究[D].浙江大学,20xx.

  [2]牛天林,樊波,张强,赵广胜.Matlab/Simulink仿真在电力电子技术教学中应用[J].实验室研究与探索,20xx,02:84-87.

  [3]李鹏飞,叶文.MATLAB仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育,20xx,03:85-87.

【电力电子技术】相关文章:

电力电子技术07-22

电力电子技术【精品】07-22

电力电子技术(精)07-22

电力电子技术15篇(优秀)07-22

电力电子技术15篇(精品)07-22

电力电子技术的应用及发展论文06-20

(合集)电力电子技术15篇07-22

电力电子技术汇编(15篇)07-22

电力系统中电力电子技术的应用的论文12-12