電力電子技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：電力電子技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】電力電子；器件；應用

一、引言

在上世紀各項科學技術(shù)及社會需求的帶動下，電力電子技術(shù)出現(xiàn)并得到了很大的發(fā)展，逐漸它在電控裝置、電氣自動化系統(tǒng)當中的應用越來越廣。如今，各式各樣的自關(guān)斷器件大量的出現(xiàn)，使性能得到了很大程度的提高，同時容量方面也有很大的擴展。以PWM控制為代表的、采用數(shù)字控制的電力電子裝置性能日趨完替。目前，電力電子技術(shù)已經(jīng)被應用于各個領(lǐng)域當中，從電力到工業(yè)再到交通，無不有其身影，且目前開始迅速想家電、通信以及節(jié)能方面開始發(fā)展。

二、其他學科與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系分析

（一）電子學與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系

與傳統(tǒng)的電子器件制造工藝相比，電力電子器件的制造工藝、技術(shù)與其沒有太多的差別，兩者基本相同。如今的電力電子器件生產(chǎn)、制造一般都為集成電路，應用了微電子制造相關(guān)方面的技術(shù)，許多設(shè)備都和微電子器件制造設(shè)備通用，說明二者同根同源。

（二）電氣工程與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系

電力電子技術(shù)廣泛用于電氣工程中的高壓直流輸電、靜止無功補償、電力機車牽引、交直流電力傳動電解、電鍍、電加熱、高性能交直流電源等領(lǐng)域。通常把電力電子技術(shù)歸屬為電氣工程學科，并且電力電子技術(shù)是電氣工程學科中最為活躍的一個分支，其不斷進步給電氣工程的現(xiàn)代化以巨大的推動力。

（三）控制理論與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系

控制理論廣泛用于電力電子系統(tǒng)中，使電力電子裝置和系統(tǒng)的性能滿足各種需求。電力電子技術(shù)可看成“弱電控制強電”的技術(shù)，是“弱電和強電的接口”，控制理論是實現(xiàn)該接口的強有力紐帶?？刂评碚摵妥詣踊夹g(shù)密不可分，而電力電子裝置是自動化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。

三、電力電子技術(shù)主要器件分析

電力電子器件既是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，也是電力電子技術(shù)發(fā)展的強大動力。電力電子器件的發(fā)展對電力電子技術(shù)的發(fā)展起著決定性的作用，因此，電力電子技術(shù)的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。至今電力電子器件發(fā)展可分為三個階段，電力電子技術(shù)的發(fā)展也相應地分成三大步。

（一）不可控器件

1955年美國通用電氣公司研發(fā)了第一個電力電子器件一一硅整流管（SR）。它的問世使變流技術(shù)從機械整流、汞弧整流進入電力半導體整流。1957年出現(xiàn)了硅晶閘管（SCR），接著晶閘管的派生器件：逆導晶閘管（KN）、雙向晶閘管（KS）、快速晶閘管（KK）、門極輔助關(guān)斷晶閘管（GATT）、非對稱晶閘管（ASCR）等相繼問世，從而使電力電子技術(shù)不僅具有整流功能（交流直流），而且具有逆變（直流交流）、斬波（直流直流）、變頻（交流交流）等功能。在這一發(fā)展階段的電力電子器件，基本上都是分立器件或幾個分立器件的組合，它們能被控制導通，而不能被直接控制關(guān)斷，要靠“電流過零”或強迫換流才能關(guān)斷，這就形成了以晶閘管及其派生器件為代表的第一代電力電子器件。

（二）半可控器件

半可控器件的代表是晶閘管，它在1956年由貝爾實驗室發(fā)明，并在1958年由GE公司組織生產(chǎn)，稱為硅可控整流器（Silicon-ControlledRectifie或SCR），中文簡稱晶閘管。晶閘管是一個四層三端結(jié)構(gòu)，三個端子分別為發(fā)射極、集電極和門極，它的導通條件除集電極與發(fā)射極問加正向電壓外，還需在門極加正向脈沖，否則不能由斷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥☉B(tài)。另外，晶閘管開通后沒有切斷電流的能力，要靠電流自行過零，才能恢復阻斷狀態(tài)。因而，這是半可控器件，即只能控制開通而不能控制阻斷。

80年展起來的半可控電力電子器件，主要有巨型晶體管（GTR）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、絕緣柵雙極晶體管（（IGBT）、單極場控晶體管（電力MOSFET）、靜電感應晶體管（SIT）、靜電感應晶閘管（SITH）和MOS控制晶閘管（MCT）等，形成了第二代電力電子器件。在結(jié)構(gòu)上，它們具有功率集成器件的特點，在功能上，它們具有通過電流信號（或電場）控制器件導通或關(guān)斷的特點。

（三）全可控器件

全控型器件主要是功率晶體管GTR，功率場效應管Power-MOSFET，門極可關(guān)斷晶閘管。GTR是一種NPN開關(guān)器件，可用基極電流開關(guān)集電極主電流，即具有自關(guān)斷能力，它還具有開關(guān)時間短、通態(tài)電壓低、開關(guān)損耗小、高頻性能好、驅(qū)動簡單、成本低廉等優(yōu)點。因此它正在中小功率交流調(diào)速、逆變及斬波等方面取代著晶閘管的地位。GT可工作在10kHz，廣泛應用于500kW以下的感應電機變頻調(diào)速、不間斷電源以及脈沖電源。

門極可關(guān)斷晶閘管GTO是一種既可在門極加正脈沖使之由斷態(tài)變?yōu)橥☉B(tài)，又可在門極加負脈沖使之由通態(tài)變?yōu)閿鄳B(tài)的器件，因此這種器件可控制電路的通斷。

四、電力電子技術(shù)在各領(lǐng)域當中的應用

目前，電力電子技術(shù)已經(jīng)被應用于各個領(lǐng)域當中，從電力到工業(yè)再到交通，無不有其身影，且目前開始迅速想家電、通信以及節(jié)能方面開始發(fā)展。

（一）電力系統(tǒng)當中對電力電子技術(shù)的應用

將電力電子技術(shù)引入電力系統(tǒng)并獲得廣泛應用的領(lǐng)域，首推應是同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，這種勵磁系統(tǒng)由于動作迅速，容易設(shè)計出高頂值電壓，并且控制功率小，因而，作為電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能；另一領(lǐng)域是交流電動機的變頻調(diào)速，它的應用，節(jié)約了可觀的電能。近年來，國外還研究將電力電子技術(shù)引入抽水蓄能電站，以提高水泵水輪機的效率，并已取得成果。

在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電環(huán)節(jié)中都離不開電力電子器件和電力電子技術(shù)。電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應用極大地改善這些設(shè)備的運行特性。在輸電環(huán)節(jié)中，電力電子器件大量應用于高壓輸電系統(tǒng)，被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運行特性。配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和小對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應用，成功地解決了這些難題。

（二）一般工業(yè)中對電子電力技術(shù)的應用

在工業(yè)中大量應用交直流電動機進行電力拖動，直流電動機有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使交流電機的調(diào)速性能可與直流電機媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應用并占據(jù)主導地位。

電化學工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。

（三）家用電器中對電力電子技術(shù)的應用

照明在家用電器中有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈變頻空調(diào)器是家用電器中應用電力電子技術(shù)的典型例子之一。電視機、音響設(shè)備、家用計算機等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術(shù)。

五、結(jié)語

當前，電力電子技術(shù)仍在不斷發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計算機技術(shù)的進步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實際應用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應用越來越廣泛，從人類對宇宙和大自然的探索，到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，再到我們的衣食住行，到處都能感受到電力電子技術(shù)的存在和巨大魅力。

參考文獻

[1]張文亮，湯廣福，查鯤鵬，等.先進電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用[J].中國電機工程學報，2010（04）.

第2篇：電力電子技術(shù)范文

1.典型性

典型性是指所選擇的工程平臺，應該具有廣泛的應用背景，是廣大學生容易接觸、感性認知到的東西。采用這種平臺，學生容易理解和接受，教學過程中教員不用過多地講授其相關(guān)背景知識和技術(shù)。典型性的另一方面是指該工程平臺采用的技術(shù)應具有一定的代表性，在所授課程的知識點中具有典型性。該平臺采用的技術(shù)，不僅可應用于該平臺上，應用于其他類似工程平臺同樣是可行的?？紤]工程平臺的典型性，教學中不宜采用特殊案例，如不宜采用教師在某一個別方面的特定科研項目和特定的技術(shù)解決手段方式，這些項目所采用的技術(shù)或解決手段不是主流，學生對此往往也并不感興趣。

2.適應性

適應性是指所采用的工程平臺中涉及的知識點應該與所講授的本門課程很多知識內(nèi)容相一致，這樣通過一個平臺，就可完成課堂多個知識點的傳授和實踐鞏固。適應性的另一方面是深度和工作量適度。學生在一個時間段內(nèi)往往需要同時學習多門功課，這樣花費在一門課上的時間畢竟有限。知識點太深，學生會感到畏難，不能理解；而工作量太大，學生會產(chǎn)生厭倦情緒。在教學深度方面，教師在傳授時往往會盡量使學生明白、理解課堂上所講授的知識內(nèi)容；但卻往往忽略學生為此需要花費的時間代價，沒有考慮學生在學習本門課程期間同時承擔的其他學習任務(wù)。在選擇案例、項目和工程實例時，過多、過細和過繁的工作都交給學生，這樣教學效果往往會適得其反。

3.先進性

先進性是指所選擇的工程平臺所涉及的技術(shù)，目前在工程實際中應該廣泛被采用，并在未來一段時間內(nèi)不會被淘汰。以“電力電子技術(shù)”的教學為例，可控硅是傳統(tǒng)上廣泛采用的一種半控型功率器件，但隨著IGBT、MOSFET、GTO等全控性功率器件的出現(xiàn)，控制電路得到發(fā)展，可控硅應用越來越少，故在講授“電力電子技術(shù)”課程時，應以目前主流的IGBT全控性功率器件為主線，盡量選擇IGBT構(gòu)成的工程平臺，逐步減少、淘汰可控硅器件的知識和實踐內(nèi)容。由于技術(shù)日新月異的變化，對于計算機、信息技術(shù)等課程的講授同樣如此。

4.系統(tǒng)性

教師在開始講授某門課程時，從課堂講授到實踐環(huán)節(jié)應具有系統(tǒng)性，應對整個教學過程實踐環(huán)節(jié)采用的案例、項目和實例進行統(tǒng)一的策劃，對時間、內(nèi)容、方式和進度預先進行統(tǒng)一的規(guī)劃、編排，避免臨時組織出現(xiàn)研究性教學環(huán)節(jié)與課堂教學結(jié)合不緊密，實踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)零碎、孤立的現(xiàn)象，只有這樣才能使學生做到前后承接、融會貫通。一個好的綜合性工程平臺應該涉及所講授課程的大多數(shù)知識內(nèi)容和知識點。通過在同一工程平臺挑選、提煉出不同案例、項目和實例，可使學生所學的知識得到有機統(tǒng)一，學生更容易理解和接受。

二、研究性實踐教學中工程平臺選擇舉例

“電力電子技術(shù)”是控制、機電和電氣等學科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它集控制理論、電力學和電子學于一體，涉及的知識點多、范圍廣，與實際結(jié)合緊密。在講授該課程時，筆者選擇磁浮列車供電系統(tǒng)作為教學中的綜合性工程平臺。雖然是一種新型交通工具，但除了車輛需要懸浮外，與傳統(tǒng)城市軌道交通，如地鐵、輕軌技術(shù)是類似的。列車供電系統(tǒng)由地面和車輛兩部分組成。地面供電系統(tǒng)主要由主變電所、牽引變電所組成；其中主變電所將高壓電網(wǎng)AC110KV、50Hz三相交流電降壓成中壓AC35KV/20KV/10KV、50Hz三相交流電，牽引變電所再將中壓三相交流電降壓整流成DC1500V/750V直流電。最后，通過接觸軌、電刷和配電系統(tǒng)分配給車載用電設(shè)備，供車輛牽引、懸浮、導向、制動、控制、信號、照明、空調(diào)等設(shè)備使用。磁浮列車供電系統(tǒng)所采用的技術(shù)代表了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展和典型工程實際應用。其車輛供電系統(tǒng)包括牽引逆變器、懸浮電源、控制電源、輔助逆變器，這些電氣設(shè)備涉及了電力電子技術(shù)的典型功率器件，以及AC/DC、AC/AC、DC/DC、DC/AC四大主變換電路和軟開關(guān)諧振電路在工程實際中的應用。隨著功率器件的發(fā)展，技術(shù)的不斷進步，設(shè)備日趨小型化、模塊化和智能化。磁浮列車供電系統(tǒng)是一個綜合性的工程平臺，筆者在案例和項目設(shè)計時，根據(jù)工程實際的發(fā)展，圍繞磁浮列車供電系統(tǒng)設(shè)計案例和項目。這些案例和項目因為在實際中有廣泛的應用，且都圍繞磁浮列車工程背景，學生容易理解和接受，學習積極性高。

三、結(jié)束語

第3篇：電力電子技術(shù)范文

眾所周知，我國現(xiàn)有的功率電路器件其工作溫度范圍大多數(shù)來講都在溫度0度到100度之間，所以在這一溫度區(qū)間的電路器件都是比較好控制的。但是，一旦溫度不在這一區(qū)間內(nèi)，那么各個功率電路器件就會有所改變。所以，就筆者看來，要想很好的研究極限溫度下電力電子技術(shù)的應用，首先要考慮的就是功率電路器件在過高溫度下，或者過低溫度下的狀態(tài)，從而有利于該研究的發(fā)展。大多數(shù)的電力電子器件都會受到溫度的嚴重影響。如果溫度過高，那么電力電子器件中的電阻就會加大，相應的電流量就會減小，這一問題的出現(xiàn)，不僅會影響電力電子器件的正常工作，更嚴重的還會導致電力事故，威脅人們的生命安全和財產(chǎn)安全。所以，對于溫度過高或過低狀態(tài)下的電力器件，更應該加強對其的重視，因為這些電力器件在工作的狀態(tài)下是十分不穩(wěn)定的。因而，對于極限溫度下工作的電力電子器件，其內(nèi)部的構(gòu)造以及其組成的成分必須要在嚴格的分析研究下，進行選擇。由上述可知，功率電路器件是電力電子技術(shù)中關(guān)鍵的研究部分，功率電子器件對于極限溫度方面的要求卻是十分復雜的，并且直接影響到電力電子技術(shù)的發(fā)展和應用。因此，在今后的電力電子技術(shù)的發(fā)展的過程中，要不斷的加強對極限溫度方面的的研究和探索。本文在此主要從兩個方面對極限溫度下電力電子技術(shù)進行了一定的探索，希望能夠為該方面的進一步發(fā)展提供一些參考。

二.SiC器件及其應用

近年來，以硅器件為基礎(chǔ)的電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當成熟，對于器件的研究重點在于降低通態(tài)和開關(guān)損耗，提高工作頻率并且提高器件的集成度。然而，目前硅器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝已經(jīng)相當完善而接近其由材料特性決定的理論極限，特別是在高溫應用領(lǐng)域其發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)十分有限。在這種情況下，SiC電力電子器件應運而生。由于碳和硅之間的共價鍵比硅原子之間的要強，因此SiC器件的擊穿電場強度是硅器件的10倍，導熱性是其3倍，這些使得SiC器件具有更高的性能。高的擊穿場強可以使SiC電力器件的摻雜區(qū)更薄，摻雜濃度更大，降低了通態(tài)電阻。這樣就可以極大地減小通態(tài)和開關(guān)損耗，同時可以提高器件的工作頻率。良好的導熱性可以使SiC器件在固定的結(jié)溫下得到較高的開關(guān)容量。另外，由于SiC器件屬于寬禁帶材料，其最高工作溫度有可能超過600℃。所有這些特性都決定了SiC器件能夠勝任現(xiàn)代電力電子技術(shù)的各種應用，尤其是在高溫場合其優(yōu)越性就更明顯了。電力電子器件的發(fā)展過程中，功率頻率乘積這個指標可以很好的反映器件水平的進展和狀態(tài)。

三.新型冷卻和散熱技術(shù)

隨著電力電子元器件容量不斷增加、頻率不斷提高，器件發(fā)熱的問題就凸現(xiàn)出來了。特別是在一些高溫的應用場合，如果沒有適當?shù)纳岽胧?，就可能使器件的溫度超過所允許的最高結(jié)溫，從而導致器件性能的惡化以致?lián)p壞。所以在電路設(shè)計中，選擇適當?shù)睦鋮s和散熱方式并合理地進行設(shè)計是使器件的潛力得到充分發(fā)揮，提高電路可靠性不可缺少的重要環(huán)節(jié)之一。對于上述的空氣冷卻方式，增加翅片散熱的表面積，加大風量可降低對流熱阻和空氣溫升熱阻。然而此舉與降低傳導熱阻正好矛盾。因此傳統(tǒng)散熱器是在有限的傳導熱阻之中取盡可能大的散熱面積。而使用熱管可以解決這一矛盾。熱管是一個密閉封焊的蒸發(fā)冷卻器件，由密封管、吸液芯和蒸汽通道組成，利用充在其中的工作液體的循環(huán)作用將熱量傳導并散發(fā)。熱管誕生于1963年，并迅速應用于人造衛(wèi)星上，但是由于成本太高，始終不能廣泛使用。目前，我國電子產(chǎn)品市場種類日益豐富，電力電子裝置逐漸的走向高頻化和小型化，熱管散熱器的市場價格偏低，因此，將熱管散熱器應用于電路中有良好的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的散熱方式不能滿足溫度對電力電子裝置的要求，所以，針對大容量、高工作溫度的應用場合，提出了液態(tài)冷卻。液體冷卻系統(tǒng)是利用循環(huán)泵來保證冷卻液在熱源和冷源之間循環(huán)交換熱量。極限溫度下，電力電子技術(shù)的應用是一種技術(shù)難度比較高，且涉及方面比較廣的技術(shù)。而以上僅僅只是對該研究兩個方面的粗略研究。然而僅僅是這兩個方面還有很多內(nèi)容需要研究，而事實上，在極限溫度下，電力電子技術(shù)還有許多方面需要進行探索和研究。因此，對于極限溫度下，電力電子技術(shù)的發(fā)展還需要該領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的進一步分析和探索。

四.結(jié)語

第4篇：電力電子技術(shù)范文

一、“電力電子技術(shù)”課程實踐教學體系

從培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應用型人才目標出發(fā)，根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程的特點，建立起如圖1所示的“電力電子技術(shù)”課程實踐教學體系。實踐教學體系以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和實踐能力為核心，涵蓋課程實驗、課程設(shè)計、學生科研、教師科研四個方面。在培養(yǎng)體系中，課程實驗是基礎(chǔ)階段，課程設(shè)計是提高階段，學生科研和教師科研是升華階段。下面對體系的四個組成部分予以分別介紹。

1“.電力電子技術(shù)”課程實驗

課程實驗是整個體系的基礎(chǔ)階段，是培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力的最起碼的條件。課程實驗包括驗證性實驗、設(shè)計性實驗和研究性實驗，主要是鍛煉學生應用所學的電力電子理論知識驗證電力電子主電路、觸發(fā)電路與控制電路的工作原理、綜合應用電力電子技術(shù)設(shè)計、電力電子電路等方面的能力，使學生具備初步的電力電子技術(shù)實驗能力。為了更好地鍛煉學生的創(chuàng)新能力和實踐能力，我們采取的措施一是在實驗項目中增加設(shè)計性實驗項目的比例，使其達到50%，二是大膽嘗試研究性實驗教學方法。研究性實驗教學根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程教學大綱要求，根據(jù)課程實驗課時要求，讓學生完成規(guī)定的研究性實驗項目。研究性實驗項目跟一般的驗證性實驗項目相比有著本質(zhì)的區(qū)別，著重鍛煉學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力的目的。研究性實驗項目可以單獨完成，也可以和其他學生組成小組共同完成。完成后必須撰寫實驗研究報告并答辯。

2“.電力電子技術(shù)”課程設(shè)計

課程設(shè)計是實踐教學體系的提高階段，主要是鍛煉學生在課程實驗的基礎(chǔ)上綜合應用所學的電力電子技術(shù)設(shè)計某種實際的電力電子應用電路（電力電子裝置）或驅(qū)動電路、控制電路。設(shè)計內(nèi)容包括電路拓撲結(jié)構(gòu)的選擇、功率開關(guān)器件的選型與參數(shù)計算、控制電路設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計和保護電路設(shè)計等，為將來從事電力電子裝置的研究和開發(fā)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)需要，我們給學生課程設(shè)計的題目也基本上歸納為主電路（含整流電路、斬波電路、交流電力控制與交變頻電路、逆變電路）設(shè)計及器件選型與參數(shù)計算、PWM控制電路設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計和保護電路設(shè)計，同時要求學生能熟練應用PSIM和MATLAB等仿真軟件對所設(shè)計的電力電子主電路、控制電路和保護電路進行仿真分析。通過課程設(shè)計讓學生具備“方案論證—理論分析—仿真分析—參數(shù)計算—器件選型—實驗驗證”的電力電子裝置設(shè)計能力。

3“.電力電子技術(shù)”學生科研

學生科研就是積極鼓勵學生申報電力電子技術(shù)類科研課題，帶著問題去學習、去探索，鍛煉學生的文獻查閱能力、應用電力電子技術(shù)解決實際問題的能力等，從理論和實踐兩個方面全面提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。學生科研的主要途徑就是申報各級各類大學生科研項目，如湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目、邵陽學院學生科研項目等。我們鼓勵并資助大學生開展研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目，從項目的實施與管理、資助條件與項目申報、項目結(jié)題與獎勵等幾個方面對大學生申報項目進行管理。到目前為止，電氣工程及其自動化專業(yè)學生已獲得湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目4項、獲得校級大學生科研立項項目2項。這些項目均以電力電子裝置的設(shè)計與實驗為研究內(nèi)容。通過這些項目的研究，學生發(fā)表學術(shù)論文8篇、獲得軟件著作權(quán)3項。

4“.電力電子技術(shù)”教師科研

除了學生自己申報各級大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目外，同時積極引導學生參與教師與電力電子技術(shù)相關(guān)的科研課題，進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在鍛煉創(chuàng)新能力和實踐動手能力的過程當中，要結(jié)合學生具體的研究課題進行專題培訓。主要是讓學生通過閱讀相關(guān)專著、文獻等掌握所研究課題的發(fā)展情況及最新進展。目前，學生已經(jīng)參與到湖南省自然科學基金項目“基于VSI-SPWM結(jié)構(gòu)的綜合電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器關(guān)鍵技術(shù)研究”、湖南省教育廳優(yōu)秀青年項目“基于并聯(lián)補償?shù)呐潆娋W(wǎng)電能質(zhì)量控制技術(shù)研究”等多項電力電子研究課題當中，學生的畢業(yè)設(shè)計課題、申報的科研項目也大都與教師的科研課題相關(guān)。

二、“電力電子技術(shù)”課程實踐教學體系的成效

根據(jù)以上內(nèi)容構(gòu)建的“電力電子技術(shù)”課程實踐教學體系在電氣工程系實踐三年多來，成績顯著，學生在電力電子技術(shù)方面的實踐能力和創(chuàng)新能力得到明顯提高。到目前為止，學生獲得的與電力電子技術(shù)相關(guān)的成果為：獲得湖南省大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目4項，獲得校級大學生科研立項項目2項，獲得校級優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計（論文）3篇，學生參與開發(fā)70kvar微機型低壓動態(tài)靜止無功補償裝置和50kvar新型靜止無功補償裝置各一套，發(fā)表電力電子學術(shù)論文8篇，獲得國家實用新型專利1項，獲得軟件著作權(quán)3項，實現(xiàn)了我校電氣工程系電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生被許繼電氣、中山南瑞錄用從事電力電子技術(shù)研發(fā)工作零的突破。在今后的工作中，我們將進一步完善“電力電子技術(shù)”課程實踐教學體系，進而推廣所取得的成果。

第5篇：電力電子技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；課程建設(shè)；初探

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）24-0271-02

一、本課程存在的問題

1.理論內(nèi)容太深，過多的數(shù)學公式推導超出了學生的承受能力，教學內(nèi)容枯燥繁雜，缺乏聯(lián)系實際情況，對培養(yǎng)學生的實踐能力難以達到預期的效果，不符合應用型大學新型技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標，比如陳堅的《電力電子學》教材。

2.教學內(nèi)容滯后，比如晶閘管作為典型的半控型器件，在20世紀90年代前期都以基于晶閘管的拓撲結(jié)構(gòu)為主進行介紹。但自上世紀80年代以來，以絕緣柵雙極晶體管和電力場效應晶體管為代表的全控型器件發(fā)展迅速，這已經(jīng)是電子電力領(lǐng)域的主要器件，在一定程度上影響了電路控制方法與拓撲結(jié)構(gòu)等，而與此相關(guān)的內(nèi)容在課堂上和教材中卻未得到充分體現(xiàn)。

3.在教學方法上，以問題為導向的教學模式有可能會導致學生對授課對象認識不夠全面，從而背離最初的教學目標?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》的前接課程主要以電路直觀的方式進行教學，而進入本課程學習時，要讓學生逐漸建立起電路―模型―系統(tǒng)的概念。

4.實驗課程安排不合理。實驗作為課程教學中的重要部分，卻得不到應有的重視，課時安排較少，實驗項目不充足，實驗設(shè)備落后，難以體現(xiàn)《電力電子技術(shù)》的最新內(nèi)容，難以激發(fā)學生學習熱情。由此可見，《電力電子技術(shù)》課程建設(shè)刻不容緩?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》課程建設(shè)應適應專業(yè)特點、社會需求和學科建設(shè)的需要，從教學內(nèi)容、教學手段、實踐環(huán)節(jié)等幾個方面鞏固和加強基礎(chǔ)理論的教學。通過現(xiàn)代化教學手段改善教學環(huán)節(jié)，提高教學質(zhì)量；也通過本課程的學習幫助學生增強專業(yè)意識，并通過實踐教學環(huán)節(jié)使學生受到實際操作和實驗手段方面的訓練，提高學生的專業(yè)素質(zhì)，從而提高創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

二、課程建設(shè)的主要內(nèi)容

1.理論教學內(nèi)容。《電力電子技術(shù)》是一門理論與應用相結(jié)合，實踐性很強的課程，它不僅為電氣工程及其自動化、自動化、機電一體化等各相關(guān)專業(yè)在校學生打下堅實的理論基礎(chǔ)，同時也可為從事與電能變換、電氣傳動、自動化、電力系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員提供現(xiàn)代高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)知識。參考國內(nèi)各高?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》課程內(nèi)容與體系，課程組將對該課程教學內(nèi)容進行優(yōu)化整合，制定符合專業(yè)需求和人才培養(yǎng)標準的教學大綱。在教學過程中，以整流電路和逆變電路為重點，壓縮斬波電路和交流變換電路的內(nèi)容；以PWM控制方法為主線，講授電力電子器件在電能變換以及提高電能品質(zhì)方面應用；在電力電子器件中，重點講述IGBT和集成門極換流晶閘管（IGCT），同時兼顧智能功率模塊（IPM）在現(xiàn)代電力變換器中的應用；以電力電子技術(shù)在電力補償和交直流調(diào)速方面的應用為重點，同時兼顧其他應用。由于電力電子電路類型多，波形分析和參數(shù)計算復雜，如果仍采用靜態(tài)的電路和波形圖片難以達到好的教學效果。因此，可以考慮在教學中使用Labview或者Matlab提供的動態(tài)仿真工具對電子電路系統(tǒng)進行仿真，只需將相關(guān)的模塊拖入至仿真平臺，設(shè)置模塊參數(shù)便可得出生動的仿真結(jié)果，有利于彌補課堂學時少的不足。

2.實踐教學項目。電力電子技術(shù)有很強的實踐性，而實踐教學是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、動手能力、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和科學研究方法的重要手段，因此應精選最基本的也有較高實用價值的實踐教學項目。①在《電力電子技術(shù)》實驗教學的原有驗證性基礎(chǔ)上，開發(fā)針對電氣工程系統(tǒng)的綜合實驗項目，比如故障檢測項目、變頻器項目、開關(guān)電源項目等。②開發(fā)1～2個基于計算機網(wǎng)絡(luò)的虛擬實驗裝置并用于教學實踐。通過計算機系統(tǒng)對正在設(shè)計或者已經(jīng)存在的對象的模型進行計算機仿真，有利于提高其精確度，重復性也較好。利用虛擬的實驗平臺一方面節(jié)省昂貴儀器的購置費用、實驗室場地等，另一方面讓學生參與整個實驗的過程，深化學生對所學知識的理解，能輕松而且更扎實地掌握所學的專業(yè)知識，也為學生今后從事工程設(shè)計和科學研究打下良好的基礎(chǔ)。③開放電力電子技術(shù)實驗室，為學生提供開放性實驗教學環(huán)境。通過開放式的實驗場所，在專業(yè)教師的指導下，一方面提高設(shè)備、儀器的綜合利用率；另一方面充實學生的業(yè)余時間，激發(fā)學生做實驗的興趣，并為后續(xù)的電力電子技術(shù)課程設(shè)計提供基礎(chǔ)和保障。④通過教學改革項目研究，完善以提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標的教學體系。結(jié)合社會需求和學科發(fā)展情況，及時調(diào)整實驗室設(shè)備與實驗項目。

3.教材建設(shè)。①應當以必需和夠用為原則精簡和精選內(nèi)容，以應用型工程實踐能力的培養(yǎng)目標為主線組織教材內(nèi)容。結(jié)合教學內(nèi)容的選取，積極編寫與相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的科技發(fā)展水平同步、適用于應用型人才培養(yǎng)的教材，適當?shù)卦黾庸こ虒嵺`性的教學內(nèi)容，減少數(shù)學理論公式的推導等。②編寫《電力電子技術(shù)》實驗指導書，爭取將該指導書建設(shè)成為校級優(yōu)秀教材。學生通過閱讀實驗指導書可以清楚了解實驗目的、實驗方法及實驗內(nèi)容，為順利完成實驗打下基礎(chǔ)。這樣將教材和實驗指導書相結(jié)合，對提高學生的學習興趣有一定的促進作用，還能及時將工程實踐與課堂理論學習有機結(jié)合。③編寫“電力電子技術(shù)題集”。利用各種各樣的題目，加深學生對已有知識的理解，或未知知識的補充。通過實戰(zhàn)，更好地學會解題方法，提高分析問題和解決問題的能力。④2～3年內(nèi)實現(xiàn)教學聲像媒體資料上網(wǎng)。利用網(wǎng)絡(luò)平臺這種全新的教學方式，可以彌補傳統(tǒng)課堂教學的不足，提供靈活的學習模式和大量豐富的學習資源，有利于培養(yǎng)學生自主學習能力，提高教學質(zhì)量。

4.師資隊伍建設(shè)。加強教師隊伍建設(shè)是課程建設(shè)的根本。目前，課程組教師共計6人，其中1名教授，3名副教授，2名高級實驗師；其學歷結(jié)構(gòu)是2名博士、3名碩士和1名學士；課程組教師的平均年齡是40歲，最大年齡是52歲，最小年齡是34歲。雖然課程組高學歷高職稱的教師所占比例偏高，可是缺少35歲以下青年教師作為后備力量。因此，須從以下三點加強師資隊伍建設(shè)：①盡可能地創(chuàng)造條件，讓教師們與企業(yè)合作，或者與企業(yè)進行交流，培養(yǎng)具有“雙素質(zhì)型”教師，既要具備理論教學的素質(zhì)，也應具備實踐教學的素質(zhì)。②積極開展教學研究活動，在教學理念、教學水平和教學能力方面，提高教學團隊教師的整體素質(zhì)，形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、師德優(yōu)良、教學水平高、教學效果好的主講教師隊伍。③積極開展科研工作，提高教師科研水平。結(jié)合教師科研活動，開發(fā)綜合性、創(chuàng)新型實驗項目，并帶動學生科技活動的蓬勃發(fā)展。

5.本課程建設(shè)的最終目標。①針對目前學生基礎(chǔ)能力的具體情況，落實理論以“必需”、“夠用”為度，突出定性，強調(diào)工程實踐能力的培養(yǎng)。要根據(jù)形勢的發(fā)展和專業(yè)建設(shè)需要，不斷充實和改革教學內(nèi)容。②優(yōu)化多媒體教學，改進教學水平，進一步研制、開發(fā)和改進多媒體教學課件，力爭1年內(nèi)完成全課程多媒體課件。③在市級或校級立項1～2個課題，推進教學改革，通過教學改革項目研究，完善以提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標的教學體系。④探索有效培養(yǎng)學生“三創(chuàng)”能力（即創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力）的方法和途徑，充分運用現(xiàn)代教育技術(shù)方法與手段，逐漸向以立體化和網(wǎng)絡(luò)化呈現(xiàn)教材，完善現(xiàn)有多媒體課件，開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實驗環(huán)境，實現(xiàn)開放式教學。

通過在理論教學內(nèi)容優(yōu)化、實驗教學項目開發(fā)、教材建設(shè)及師資隊伍建設(shè)等幾個方面開展《電力電子技術(shù)》課程建設(shè)，探索培養(yǎng)學生運用電力電子知識和理論的“三創(chuàng)”能力（即創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力）提高的方法和途徑；同時，提高教學質(zhì)量，擴大知名度，并將該課程建設(shè)成校級優(yōu)質(zhì)課程。

參考文獻：

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[5]丁衛(wèi)紅.合理運用教學評價，促進《電力電子技術(shù)》課程教學改革[J].高教論壇，2009，（6）.

第6篇：電力電子技術(shù)范文

通過本校組織的“電力電子技術(shù)”教材編寫組成員前期深入調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)本科院校自動化專業(yè)主要采用的同類教材有二十余種，主流教材的情況匯總?cè)缦拢河蓹C械工業(yè)出版社出版的王兆安主編的《電力電子技術(shù)》（2000年已出第4版）。該教材的特點：結(jié)構(gòu)科學、合理，體系較完整，系統(tǒng)性強，理論分析較為全面，體現(xiàn)了當時電力電子技術(shù)的概貌，適合于課堂教學。該教材成為國家“九五”重點教材，是國內(nèi)工科本科院校的“電力電子技術(shù)”經(jīng)典范例教材，目前國內(nèi)仍有百余所高校采用該教材。該教材的不足之處是由于技術(shù)自身發(fā)展的原因，部分內(nèi)容在當前顯得較為陳舊，電力電子新技術(shù)的內(nèi)容不全面，再有，關(guān)于培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的內(nèi)容嚴重不足。由高等教育出版社出版的陳堅主編的《電力電子學》（2004年已出2版），該教材的特點：層次分明，結(jié)構(gòu)科學合理，主要內(nèi)容地推證和分析比較詳細和全面，便于讀者進行自學，成為普通高等教育國家級“十五”規(guī)劃教材，受到相關(guān)專業(yè)研究生和國內(nèi)重點大學相關(guān)本科專業(yè)學生的歡迎。該教材的缺點是理論分析過于深化，與實踐工程應用有些脫節(jié)，不適用于工科相關(guān)本科專業(yè)的教學，更不適用于“工程實施型人才”的培養(yǎng)。丁道宏主編的《電力電子技術(shù)》（航空工業(yè)出版社，1999年），以及趙良炳主編的《現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》（清華大學出版社，1996年），也是經(jīng)典教材，也受到眾多高校的歡迎。另外賀益康、潘再平主編的《電力電子技術(shù)》（科學出版社，2004年）和莫正康主編的《電力電子應用技術(shù)》（機械工業(yè)出版社，2003年第3版），還有徐德鴻主編的《電力電子應用技術(shù)》（科學出版社，2006年第1版），上述教材的特色是盡量照顧到行業(yè)特點和實用性，但新技術(shù)應用的案例顯得不足，與實踐教學環(huán)節(jié)的聯(lián)系不夠緊密，關(guān)于培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新精神的內(nèi)容偏少。

目前“電力電子技術(shù)”教材存在的主要問題

由于電力電子技術(shù)自身發(fā)展較快，編寫教材時，當時技術(shù)發(fā)展的水平有限，上述教材中新知識點介紹嚴重不足，不能全面介紹電力電子技術(shù)當前發(fā)展的先進水平。以往的教材與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接不緊密，使自動化專業(yè)整體教學的系統(tǒng)性和連續(xù)性較差。尤其與運動控制系統(tǒng)課程的教學內(nèi)容有重疊、斷點的現(xiàn)象。重復的內(nèi)容加重了學生的學習負擔，浪費了寶貴的教學時間；銜接上有斷點的內(nèi)容形成許多知識點的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學生對整個專業(yè)知識系統(tǒng)性的理解和學習。[2]目前，電力電子技術(shù)與其相關(guān)技術(shù)呈現(xiàn)出相互交叉和相互融合發(fā)展的新局面，產(chǎn)生了許多新技術(shù)應用領(lǐng)域。由于當時新技術(shù)的實際應用不夠成熟和廣泛，以往的教材中有關(guān)新技術(shù)工程應用內(nèi)容不足，缺少新技術(shù)工程應用實例，尤其是電力電子技術(shù)在綠色環(huán)保、節(jié)能等方面的應用案例嚴重不足。過多的理論教學不結(jié)合先進的實際應用，使學生在學習過程中感覺不到該門課程的價值，不能很好地激發(fā)學生的學習熱情。

本教材的特色及創(chuàng)新點

本校在借鑒以往該類教材優(yōu)點的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合本校自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，將畢業(yè)生培養(yǎng)目標定位于“工程實施型人才”。本教材在保證知識先進性和系統(tǒng)性的同時，將著重培養(yǎng)和提高學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的理念貫穿于整個教材內(nèi)容中。1.對教材內(nèi)容進行整合和優(yōu)化結(jié)合培養(yǎng)目標，在每一章內(nèi)容編寫上都要認真地貫徹優(yōu)化理論教學內(nèi)容的理念，堅持以實踐教學內(nèi)容為主導思想。針對工程實施型人才需要掌握知識的特點，在保持理論知識系統(tǒng)性和完整性的前提下，對過于深入的理論教學內(nèi)容進行弱化整合，對于偏離當前電力電子技術(shù)主流技術(shù)的理論進行適當?shù)膭h減。教材內(nèi)容加強了與實踐教學環(huán)節(jié)的聯(lián)系，對原有實驗內(nèi)容進行篩選、綜合和補充，減少驗證性實驗，開出綜合性和設(shè)計性實驗，在此基礎(chǔ)上，開出一些有助于培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)的實訓項目。[3]2.加強教材的先進性和工程應用性，激發(fā)學生的學習熱情為突出工程應用，本教材以“器件-電路-工程應用”為主線，在補充和完善新知識的同時，重點增加介紹新技術(shù)工程應用的內(nèi)容。在各章中都增加了與該部分理論緊密相關(guān)的工程應用案例，尤其增加電力電子新技術(shù)在節(jié)能、綠色環(huán)保等方面的成功應用案例。讓學生深切體會到該項技術(shù)的有用性。興趣是最好的老師，學生實際能看到該門課程有價值的工程應用案例和廣闊的前景，在加深對理論知識理解的同時，必將激發(fā)對該門課程的學習熱情和主動性。3.解決與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接不好的問題，完善整體專業(yè)教學內(nèi)容的連續(xù)性重復的教學內(nèi)容加重了師生的負擔，浪費了課堂的教學時間；銜接上有斷點的內(nèi)容形成許多知識點的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學生對整個專業(yè)知識系統(tǒng)性的理解和學習。本教材較好地解決了與相關(guān)課程的銜接，尤其解決了以往教材與運動控制系統(tǒng)相關(guān)課程在內(nèi)容上存在重復和斷點的情況，使整體自動化專業(yè)的教學在教材內(nèi)容上形成一個連續(xù)、完整的體系。4.寫作風格通俗易懂，可讀性好一般的專業(yè)教材習慣于大量的深奧理論的堆砌和抽象的長篇論述，容易使讀者產(chǎn)生為難和反感的情緒，不利于知識的吸收和消化。為此在全書的寫作風格上力求淺顯易懂。例如，在闡述一個抽象基本原理之前，首先從該原理在日常生活中的小應用或大家熟知的工程應用講起，引起讀者的興趣，文字描述貼近人們的日常生活，迅速拉近與學生的距離，消除隔閡和為難情緒，然后再逐層深入觸及原理核心內(nèi)容。由淺入深、通俗易懂的寫作風格在學生學習過程中會起到引人入勝的奇特效果。[4]

結(jié)束語

第7篇：電力電子技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；燃油汽車

現(xiàn)代社會中，汽車已不僅是代步工具，而且具有娛樂、辦公和通訊等多種功能。伴隨汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)加速融合，汽車開始向電子化、多媒體化和智能化方向發(fā)展，由以機械產(chǎn)品為主向高級機電一體化產(chǎn)品方向演變，電子裝置占汽車整車（特別是轎車）價值量的比重逐步提高。

為了滿足人們對汽車的動力性、操作穩(wěn)定性、安全性、舒適性、燃油經(jīng)濟性、對環(huán)境的友好性等各方面不斷提高的要求，各種電子裝置不斷地被應用于汽車，使現(xiàn)代汽車成了一個廣泛的電氣系統(tǒng)，包含大量的電氣設(shè)備。在汽車電氣系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)正起著越來越重要的作用。

一、汽車的電源系統(tǒng)

今天的汽車具有200多個電氣設(shè)備，其平均功率在800W以上。最初汽車上電能是由與汽車發(fā)動機同軸（或其它傳動結(jié)構(gòu)帶動）的發(fā)電機產(chǎn)生的，并供給14V（標稱12V）標準蓄電池（組）和用電器。當發(fā)電機停止工作時，蓄電池可滿足汽車啟動和短期的用電要求。

隨著汽車電氣系統(tǒng)的不斷增加，一輛中檔汽車的供電系統(tǒng)需要負擔50多個連接器，1500多個電路模塊，2000多個終端，指示和照明燈就超過100多個，線纜長度近5km，耗電超過2.8KW，這就給供電系統(tǒng)的安全使用造成了極大的威脅，同時極大地限制了車用電器設(shè)備的配備使用和開發(fā)。所以現(xiàn)在的汽車采用了新的電源系統(tǒng)，這種系統(tǒng)有兩種類型，一種是單一電壓的42V系統(tǒng)，另一種是雙電壓的14/42V系統(tǒng)。兩種電源系統(tǒng)的目的雖然一致，但出于實現(xiàn)難易程度不同，又各有自己的特點，前者為最終型，后者為過渡型。功率器件在改善系統(tǒng)效率和性能等方面起著關(guān)鍵作用，電力電子技術(shù)也被廣泛應用到各個電氣設(shè)備中，以提高功率，節(jié)約電能。

二、電力電子技術(shù)給汽車提供的功能

1.高亮度放電燈

高亮度放電燈（HID）已經(jīng)開始在汽車中作為短焦距燈和霧燈使用。高亮度放電燈較之傳統(tǒng)的鹵素燈具有更高的發(fā)光效率、更高的可靠性、更長的壽命和更大的外觀設(shè)計靈活性，并且具有功率大、紋波小、觸發(fā)起動快、工作穩(wěn)定可靠及抗干擾能力強等優(yōu)點。HID燈的發(fā)光效率是鹵燈的3倍，而壽命大約為2000h。HID運行時需要采用電力電子鎮(zhèn)流器。初始時，需12k-30k的高壓點燃電極之間的弧，而后需要大約85V的電壓來維護電弧。

2.電動機的轉(zhuǎn)速控制

電動機在汽車上的應用很多，比如向乘客艙供氣的風機、對水箱（或冷凝器）進行強制風冷電動風扇等，它們常需要實現(xiàn)變速控制。例如向乘客艙供氣的電動機，一般是具有鼠籠風扇的永磁直流電動機，其速度通常是通過改變與電動機繞組串聯(lián)的電阻來進行控制的，這種方法導致了很大的功耗。目前，已研究出的大功率器件脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)在直流電動機調(diào)速上得到了廣泛的應用。利用這些器件具有自關(guān)斷能力，并有體積小、重量輕、開關(guān)速度快、損耗小、效率高等優(yōu)點，使調(diào)速系統(tǒng)能實現(xiàn)高頻化、模塊化，且動、靜特性指標大大提高。

3.防抱死制動系統(tǒng)（ABS）

汽車防抱死制動系統(tǒng)簡稱ABS，是指在制動過程中，可自動調(diào)節(jié)制動力大小，防止車輪抱死，以獲得最佳制動性能包括最佳方向穩(wěn)定性、正常轉(zhuǎn)向能力和最小制動距離的裝置。它是汽車制動系統(tǒng)的組成部分。在汽車上裝用ABS可有效地減少交通事故，提高行車安全性。國外的ABS發(fā)展于20世紀初，目前ABS技術(shù)和工藝都非常成熟，己廣泛應用于轎車和重型汽車中。目前ABS的發(fā)展方向為：（1）ABS和驅(qū)動控制裝置的一體化；（2）ABS與電子全控式（或半控式）懸掛、電子控制四輪轉(zhuǎn)向、電子控制液壓轉(zhuǎn)向、電子控制自動變速器等行駛系統(tǒng)和動力傳動系統(tǒng)的組合裝置；（3）ABS和自動制動器的一體化。

4.超聲電動機

超聲電動機（簡稱USM）是一種新穎的微型電機。它利用壓電陶瓷的逆壓電效應，把電能轉(zhuǎn)化為機械能，并依靠摩擦力來驅(qū)動。由于超聲電動機特殊的工作原理，它具有很多傳統(tǒng)電磁電機無法比擬的優(yōu)越性能，如低速大轉(zhuǎn)矩、體積小重量輕功率密度大、響應速度快、微位移、不受電磁場的影響、掉電自保持、設(shè)計自由度大等。

超聲電動機可以作為汽車窗戶提升、座位定位和駕駛員頭部保護裝置的執(zhí)行器。超聲電動機要求電力電子電路進行驅(qū)動，因而電力電子電路的好壞會極大影響到超聲電動機的性能。

5.發(fā)動機機電氣門

現(xiàn)在電磁執(zhí)行機構(gòu)在汽車系統(tǒng)中具有越來越多的應用，這些執(zhí)行機構(gòu)較之其它類型的（例如液壓的、風力）執(zhí)行機構(gòu)具有很多優(yōu)勢，更易利用微處理器進行更為精確的控制。應用電磁執(zhí)行機構(gòu)的發(fā)動機氣門代替凸輪軸和凸輪氣門，可以通過控制發(fā)動機進氣門和排氣門的開關(guān)來在一個由多種變量如速度、負載、高度和溫度確定的大范圍內(nèi)，實現(xiàn)優(yōu)化發(fā)動機性能和提高燃料經(jīng)濟性的目的。

6.電子燃油噴射系統(tǒng)

和傳統(tǒng)的化油器系統(tǒng)相比，電子燃油噴射系統(tǒng)可以對燃油噴射進行更加精確的控制，因而提高了汽車的效率和燃油經(jīng)濟性，提高功率性能，增強汽車的操縱靈活性并且使排放更加清潔，目前電子燃油噴射系統(tǒng)已在汽車上被廣泛使用。

7.電氣空調(diào)

在常規(guī)汽車中，通常由發(fā)動機驅(qū)動空調(diào)的壓縮機，因此壓縮機的速度在一個很大的范圍種變化，并且壓縮機的容量必須大于標準，從而在發(fā)動機轉(zhuǎn)時也能提供足夠的制冷。此外，軸封和橡皮軟管會導致制冷劑（CFC）泄漏，造成環(huán)境污染。

而在電氣空調(diào)中，一般是由三相MOSFET橋驅(qū)動的直流無刷電動機來驅(qū)動壓縮機。電氣空調(diào)的壓縮機速度和發(fā)動機速度無關(guān)。因此，壓縮機可以采用標準的，并且沒有過冷的問題發(fā)生。同時，軸封和軟管可以利用密封系統(tǒng)代替，避免制冷劑泄漏。另一個優(yōu)點是電氣空調(diào)由于不需發(fā)動機驅(qū)動，所以安裝位置非常靈活。

三、小結(jié)

電力電子技術(shù)已是汽車的核心控制技術(shù)之一，電力電子器件的性能關(guān)系到汽車的可靠性，在汽車中正在起著越來越重要的作用。它為提高汽車性能、安全性和功能的新技術(shù)應用提供可能?？梢钥隙ǖ卣f，電力電子技術(shù)在未來汽車技術(shù)的發(fā)展中必將繼續(xù)起著重要的作用。

參考文獻：

第8篇：電力電子技術(shù)范文

電力電子技術(shù)課程內(nèi)容量大、知識點多、既有理論分析又有實際電路應用。以我校自動化專業(yè)為例，采用王兆安老師主編的《電力電子技術(shù)》第五版教材，課程內(nèi)容將涉及電力電子器件、電力電子電路（AC-DC整流電路、DC-AC逆變電路、DC-DC直流-直流變流電路、AC-AC交流-交流變流電路）及電路控制技術(shù)（PWM、軟開關(guān)），課時安排為56學時，其中8學時為實驗教學。在48學時的理論教學內(nèi)容中，除緒論、習題課和總復習占4學時外，電力電子器件占4學時，電力電子電路占34學時，PWM控制與軟開關(guān)技術(shù)占6學時。由上可見，電力電子電路占理論教學學時的70%，但是該部分的實際教學內(nèi)容非常多，以整流電路部分為例，將主要涉及到兩大類（單相整流、三相整流）、四小類（單相半波整流、單相橋式整流、三相半波整流、三相橋式整流）、三種負載（電阻性、阻感性、反電動勢）及多種電路變換形式（如帶續(xù)流二極管），其中每種電路還要分析不同觸發(fā)角（如30度、60度、90度、120度等）控制下的電路工作原理、電壓和電流波形圖（如負載直流電壓、負載直流電流、晶閘管承受電壓、晶閘管流過電流、交流電流等）、電量參數(shù)計算（如直流平均值、交流有效值）。如此復雜的電路教學過程，若僅靠傳統(tǒng)黑板板書及幻燈片教學模式進行講解，將不能在有限的課時時間內(nèi)，既完成教學內(nèi)容，又讓學生深入理解各種電路的工作過程，其結(jié)果是學生沒能抓住電力電子電路學習的根本，不具有分析和設(shè)計電力電子電路的能力。電力電子技術(shù)的仿真教學改革就是要改變上述由于教學內(nèi)容多、課程內(nèi)容復雜、課時分配少而帶來的教學和學習問題，其改革的內(nèi)容就是在有效的教學時間內(nèi)，通過仿真軟件搭建電力電子電路并進行仿真波形分析與工作原理講解的教學模式，該模式不僅能把教學基本內(nèi)容講授清楚，同時能大大提高學生對課程教學重點與教學難點的理解和把握，達到事半功倍的效果。仿真教學改革中采用MATLAB仿真軟件，其中的電力系統(tǒng)模型庫包含電源模塊庫、電器元件模塊庫、電機模塊庫、電力電子元件模塊庫、連接件模塊庫、測量儀器模塊庫和其他電氣模塊庫。通過使用Simulink模塊庫組成電力電子控制電路，使用電力系統(tǒng)模塊庫組成電力電子主電路和驅(qū)動電路，可以較為容易的分析和設(shè)計更為復雜的電力電子電路，可以深入的研究和觀察電力電子電路的動態(tài)響應和穩(wěn)態(tài)響應。

二、仿真教學過程實例分析

由于電力電子技術(shù)課程中的各種電路形式復雜多樣，因此以三相橋式全控整流電路為例，來說明電力電子技術(shù)的仿真教學過程。三相橋式全控整流電路在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要位置，大量用于電解、電鍍、直流電機傳動、勵磁等場合，因此該電路是電力電子技術(shù)課程的重點內(nèi)容。三相橋式全控整流電路為如上所述教材的3.2.2節(jié)內(nèi)容，主要包括電路原理圖、電阻性負載、阻感性負載工作情況三部分內(nèi)容。該節(jié)課程的知識目標定位于掌握三相橋式全控整流電路的組成、特點及應用，理解三相橋式全控整流電路的工作原理；能力目標定位于能夠根據(jù)電路圖搭建相應電路并進行測量，同時能夠根據(jù)任務(wù)要求開展相關(guān)實驗。該節(jié)課程的仿真教學過程中首先讓學生掌握電路結(jié)構(gòu)，然后針對不同負載情況下，讓學生理解工作原理并學會波形分析及參數(shù)定量計算，最后結(jié)合“自動控制原理”及“電機學”課程相關(guān)內(nèi)容，給出仿真實驗任務(wù)，目的讓學生逐步進入狀態(tài)，逐步掌握學習這門課的方法，下面給出仿真教學中需要注意的教學重點，其它教學部分可參考相應教材，這里不再贅述。

1.三相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)該部分首先介紹三相橋式全控整流電路是目前應用最廣泛的整流電路，它區(qū)別于單相整流與三相半波整流，具有功率大、直流脈動小等優(yōu)點，同時采用幻燈片播放實際應用案例的形式，來增強學生對該部分內(nèi)容的感性認識，并提高學生的學習興趣。其次，介紹該電路中包含六個晶閘管元件，是目前學習中器件最多的電路，需要學生們認真理解六個晶閘管器件的觸發(fā)工作過程。再次，采用MATLAB仿真軟件搭建三相橋式全控整流電路原理圖，如圖1所示。搭建的過程中，一定要強調(diào)以下幾點：①晶閘管器件編號務(wù)必為共陰極組內(nèi)VT1、VT3、VT5，共陽極組內(nèi)VT4、VT6、VT2；②晶閘管門極觸發(fā)脈沖順序務(wù)必為VT1-VT6；③晶閘管觸發(fā)脈沖相位間隔60度。

2.帶電阻性負載情況分析前面講解完三相橋式全控整流電路搭建后，真正進入到電路工作原理、波形分析及定量計算部分。進一步完善上面仿真電路原理圖，將負載選擇為電阻性負載，并增加若干示波器觀察點，其中三相電源設(shè)置為幅值100V、頻率50Hz，電阻負載2Ω，仿真參數(shù)設(shè)置為仿真起始時間0.0s，結(jié)束時間0.1s，算法選擇ode23tb。帶電阻性負載情況下的教學重點為：①不同觸發(fā)角下的波形分析；②負載電流的連續(xù)與斷續(xù)分析；③晶閘管的單觸發(fā)脈沖與雙觸發(fā)脈沖形式。其中難點內(nèi)容為連續(xù)與斷續(xù)狀態(tài)下的脈沖形式。首先通過仿真詳細講解30度觸發(fā)角時的波形情況，要求學生在給定電源條件下能夠正確理解觸發(fā)脈沖、直流負載電壓、直流負載電流、晶閘管承受電壓和交流電源電流的波形。講授過程中需要注意：①觸發(fā)角的觸發(fā)時刻，由于三相整流電路的自然換相點對應A相電壓波形的30度位置，因此30度觸發(fā)角情況下的晶閘管VT1觸發(fā)時刻為60度位置，換算成時間為0.0033s；②將整個電源周期分成6段，每段先確定6個晶閘管的導通與關(guān)斷狀態(tài)，再分析其他電量；③特別注意強調(diào)線電壓波形及波形畫法。然后，利用仿真教學的優(yōu)勢進一步講解如上教學重點要求，如圖3所示為60度和90度觸發(fā)角下的晶閘管觸發(fā)脈沖情況和直流輸出電壓波形情況。圖中可以清楚的看到60度觸發(fā)角為負載電壓和電流連續(xù)與斷續(xù)的臨界點，90度觸發(fā)角時清楚的看到負載電流為斷續(xù)狀態(tài)，同時各個觸發(fā)脈沖為保證電流斷續(xù)下正常工作而變成雙觸發(fā)脈沖形式。為了讓學生能夠更深入的理解電阻性負載時的工作情況，在仿真教學過程中，可以采取更小的脈沖角度間隔對多個觸發(fā)角進行多次仿真，這樣更能深入理解隨著觸發(fā)角的增加，直流負載電壓不斷降低的過程。

3.帶阻感性負載情況分析當三相橋式全控整流電路帶阻感性負載工作時，其特點就是能保證負載電流續(xù)流而不出現(xiàn)斷續(xù)的狀態(tài)，因此該部分的教學重點為：①讓學生能夠清楚的理解整個移相范圍內(nèi)負載電流總是連續(xù)的工作狀態(tài)；②由于電感的作用，負載電壓會出現(xiàn)負的部分；③大電感狀態(tài)下，負載電流近似為一條直線。圖4為觸發(fā)角為90度時三相橋式全控整流電路的波形情況，與圖3中觸發(fā)角為90度情況進行對比，可以清楚的看出阻感性負載時的直流負載電壓波形既有正向波形，又有負向波形，負載電流波形始終處于連續(xù)狀態(tài)，同時還可以通過仿真教學清楚的展示電感為5mH和200mH時的直流電流波形，其中5mH時電流波形脈動較大，而200mH時電流波形脈動較小，近似為一條直線，這也充分說明當電感值為200mH時，感抗相對于阻抗來說充分大。

4.仿真實驗任務(wù)：直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)完成如上規(guī)定的仿真教學任務(wù)后，可以給學生布置相應的仿真實驗任務(wù)，結(jié)合直流電機原理和閉環(huán)控制原理，安排直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真實驗，可以安排在實驗課中完成或課后自行完成。仿真實驗任務(wù)如下：（1）仿真參數(shù)設(shè)置：仿真起始時間0.0s，結(jié)束時間5s，算法選擇ode23tb。（2）系統(tǒng)要求跟蹤恒值速度給定500r/min。（3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)定為比例控制，要求分析不同負載轉(zhuǎn)矩、不同轉(zhuǎn)速比例調(diào)節(jié)下的電機電壓、電流和轉(zhuǎn)速波形。這里給出用于教學參考的系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖及電機電壓和電流波形，如圖5和圖6所示。由于直流電機為阻感性負載，因此通過仿真實驗可以更深入的認識阻感性負載下的三相橋式全控整流電路的工作過程，直流負載電壓即電機供電電壓有正負波形，直流負載電流即電機電樞電流為連續(xù)狀態(tài)且近似為一條直線，轉(zhuǎn)速波形由學生在仿真實驗中自行觀察。

三、結(jié)論

第9篇：電力電子技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；虛擬實驗平臺；研究與實現(xiàn)

虛擬實驗室這一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一個通過計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的虛擬實驗環(huán)境，它是一個不同于信息化網(wǎng)絡(luò)的綜合集成環(huán)境，因此其可以更為有效的為用戶提供各種數(shù)據(jù)信息和人力設(shè)備等資源。

1 電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺的總體設(shè)計

1.1 虛擬實驗室設(shè)計目標

在現(xiàn)實實驗室中，我們進行實驗教學時，需要先令學生們閱讀實驗指導書，然后按照要求選擇適當?shù)脑?，并將其按照電路的原理進行連接，之后再對各部分電路進行檢查確認，確認無誤后便可以打開電源進行實驗了。試驗中要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄，最后完成實驗報告。

通過上述流程，我們可以確定虛擬實驗平臺的基本構(gòu)成要素包括：實驗幫助、實驗所需元器件、電路圖形連接、計算機仿真電路、結(jié)果顯示。根據(jù)虛擬實驗室的構(gòu)成要素，我們可以基本確定虛擬實驗室的設(shè)計目標為“控制（輸入）部分”、“計算機仿真電路部分”、“實驗結(jié)果顯示（輸出部分）”。

1.2 控制（輸入）部分

對于控制部分的設(shè)計，首先需要對電路元件的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置，如“獨立直流電源電壓”、“獨立直流電源電流”等；然后對其進行觸發(fā)脈沖信號相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，如“觸發(fā)脈沖信號周期”、“觸發(fā)脈沖信號占空比”等；最后是對電路的產(chǎn)生進行設(shè)置，這部分設(shè)置需要對元器件的圖片模型進行事先布置，然后通過鼠標進行電路連接，檢查無誤后點擊“確認”或“連接完成”。

1.3 計算機仿真電路部分

計算機仿真電路事實上就是通過計算機程序的自動求解，來根據(jù)相應程序建立的一個電路方程。在整個電路方程程序的設(shè)計過程中，由數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定編程的思路，而如何進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇，則完全取決于實現(xiàn)實驗平臺的軟件選擇。然而只要建立了實驗方程，那么就可以通過數(shù)值方法來進行編程的求解了。

1.4 實驗結(jié)果顯示（輸出部分）

關(guān)于實驗結(jié)果的顯示，通過有兩種形式，一種是隨著實驗的進行，直接顯示出實驗當時的實驗數(shù)值；而另外一種顯示方式，則是將整個實驗的某一段時間內(nèi)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)計算出來，并將其存儲起來，在某些特殊情況下還需要經(jīng)過數(shù)據(jù)的二次處理，然后才能輸出相應的實驗數(shù)據(jù)結(jié)果。

1.5 平臺軟件的選擇

在進行虛擬實驗的設(shè)計時，我們需要一個“放置”虛擬實驗的平臺，因此這個平臺軟件的選擇，將對整個虛擬實驗的設(shè)計起到不可忽視的承載作用。而在平臺軟件的選擇上，我們通常將“減少開發(fā)工作的工作量”、“減少低級以及重復工作的開發(fā)”、“軟件本身的運行效率”等因素放在首位?，F(xiàn)今我們所使用的軟件，通常都是將若干軟件通過取長補短的方式組合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混編、“VB”和“MATLAB”混編等。

2 電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺的實現(xiàn)

虛擬實驗平臺的實現(xiàn)，首先采用了VB和MATLAB混編的方法進行編程，然后再通過對VB中MatrixVB的矩陣函數(shù)與繪圖函數(shù)進行調(diào)用，最終將復雜的計算與圖形描繪變?yōu)楹唵蔚木幊獭?/p>

首先在計算機上安裝MatrixVB，建立Visual Basic的新項目，添加MatrixVB庫，待系統(tǒng)對MMatrix.DLL文件加載完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函數(shù)了。

然后將Visual Basic的數(shù)組當做矩陣來對待，生產(chǎn)矩陣，來豐富MatrixVB的功能函數(shù)，將更多處理問題的先進技術(shù)融入到VB編程中去。然后利用括號、實部rN、虛部iN等方式來對矩陣元素進行定位操作，從而精確的對相關(guān)矩陣數(shù)據(jù)進行快速定位，利用simple函數(shù)將矩陣轉(zhuǎn)化成為最簡單的形式。

最后利用軟件Psim對這種方法的可行性進行驗證，通過實驗的結(jié)果確認了這種方法在某些問題范圍內(nèi)，對含有開關(guān)器的非線性器件可以被視為理想開關(guān)，與獨立電源的電力電子形成電路時，這種方法具有有效的可行性。

3 結(jié)束語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及教育事業(yè)規(guī)模的不斷壯大，師資力量薄弱成為了制約教學開展的重要問題。特別是硬件資源的缺失，伴隨著信息技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，成為了促進電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺出現(xiàn)的重要因素。而電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺的實現(xiàn)，切實有效的緩解了師資資源匱乏這一難題。

【參考文獻】

[1]陸地，于瑛，劉晨，朱磊，耿素花，沈虹，孟欣.電力電子技術(shù)課程虛擬實驗及演示平臺的開發(fā)與研究[C]//第6屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集（下冊）.2009.

[2]王偉，李偉，馬景蘭，郭屹松，張永麗.基于CDIO的“電力電子技術(shù)”課程教學改革與探索[C]//第6屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集（上冊）.2009.