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電力電子技術(shù)匯總(15篇)
電力電子技術(shù)1
一、電力電子技術(shù)的現狀及發(fā)展前景
電力電子技術(shù)前沿及發(fā)展在電力電子半導體器件、電力電子積木和集成電力電子模塊技術(shù)、發(fā)電和輸電技術(shù)、電能質(zhì)量控制、電力電子變換技術(shù)以及電力電子仿真軟件等方面都有所反映,鑒于篇幅所限,筆者自此只選取其中幾方面加以介紹和闡述。
1.1 發(fā)電機輸電技術(shù)
依托于電力電子技術(shù),發(fā)電效率不斷提高,輸電及配電更加可靠。
。1)電力電子技術(shù)的應用提升了傳統發(fā)電方式,例如,借助中頻交流勵磁機以及電力電子整流,可以在一定程度上提升傳統發(fā)電方式的可靠性;借助節能技術(shù)可以實(shí)現對發(fā)電領(lǐng)域潛力的充分發(fā)掘;此外,在水力發(fā)電中,借助電力電子技術(shù)可以實(shí)現直流勵磁向變頻勵磁的轉換,從而試論電力電子技術(shù)發(fā)展趨勢渠莉國網(wǎng)山東濟寧市任城區供電公司272000可以實(shí)現枯水季節發(fā)電周期的延長(cháng)。
。2)發(fā)電污染大大降低。雖然利用風(fēng)能、太陽(yáng)能以及地熱等自然能發(fā)電所造成的污染少到可以忽略不計,但是發(fā)出的電力質(zhì)量不高,當無(wú)法直接連入到電力系統時(shí),電力電子技術(shù)則可以對其進(jìn)行儲存和緩沖,并且可以實(shí)現對電能質(zhì)量的極大改善。
。3)新型高效儲能技術(shù)及變換技術(shù),借助超導線(xiàn)圈磁場(chǎng)可以實(shí)現電力能量?jì),這樣就可以將利用風(fēng)能、太陽(yáng)能以及地熱等自然能所發(fā)的質(zhì)量較低的電能以直流方式進(jìn)行儲存,之后再借助變換技術(shù)完成電力傳輸,與抽水儲能發(fā)電以及蓄能電池相比,這一方式的工作效率更高。
。4)高壓直流輸電技術(shù),在遠距離電力傳輸方面,高壓直流輸電比交流輸電更具優(yōu)勢,但是,采取高壓直流輸電技術(shù)必須具備功率極大的整流及逆變裝置,并且對可靠性要求極高。因此,今后電力電子技術(shù)需要在現有技術(shù)之上,將提高輸電可靠性作為重點(diǎn)研究項目。熱力系統節能的發(fā)展潛能非常大,效果也相對明顯,在以往的一段時(shí)間內,由于電力工程方基本不注意熱功系統的節能問(wèn)題,所以缺少完整的熱功系統節能知識以及必要的優(yōu)化設計分析方案。發(fā)電廠(chǎng)熱功系統設計方案、系統結構以及連接方式都存在著(zhù)不合理的現象。由于在運行操作及維護不當的因素存在,所以在電廠(chǎng)電功系統運行過(guò)程中,會(huì )出現一些相關(guān)問(wèn)題:運行經(jīng)濟性達不到設計水平等問(wèn)題層出不窮。這些都導致了機組熱經(jīng)濟性的降低,所以熱功系統節能知識的普及以及實(shí)用節能新技術(shù)應當盡快的`進(jìn)行全面推廣。
1.2 電能質(zhì)量控制及完善對策
所謂電能質(zhì)量,指的是在供電裝置正常運作過(guò)程中,不對用戶(hù)正常用電造成干擾或者中斷影響的特性。當前,隨著(zhù)電網(wǎng)變頻調速裝置、電氣化鐵路沖擊性、非線(xiàn)性以及負荷不平衡性日益加劇,電能質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越突出;與此同時(shí),工業(yè)、商業(yè)以及居民用電設備對電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。配電系統已經(jīng)引進(jìn)了電力電子技術(shù)設備,從而向電能質(zhì)量控制難題的解決提供了技術(shù)方面的保障和途徑,以固態(tài)開(kāi)關(guān)為例,借助固態(tài)開(kāi)關(guān),發(fā)生故障的供電線(xiàn)路向正常運作的供電線(xiàn)路的切換可以在一個(gè)工頻半波內即可實(shí)現。近些年來(lái)又提出用戶(hù)電力技術(shù)概念,即借助電力電子技術(shù)實(shí)現供電可靠性的不斷提升以及電能質(zhì)量的嚴格控制。
1.3 電力電子變換技術(shù)
電力電子技術(shù)中,處于基礎性地位同時(shí)有十分重要的共性技術(shù)就是功率變換技術(shù)。當前的電力電子功率變換技術(shù)中應用到了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、矯正功率因數技術(shù)以及諧波消除技術(shù)等。其中,借助軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以實(shí)現變換器件開(kāi)關(guān)時(shí)耗能量的極大減少,使開(kāi)關(guān)損耗不對開(kāi)關(guān)頻率造成影響,進(jìn)而實(shí)現工作頻率提高,散熱體積降低等效果。比如火力發(fā)電熱力系統安裝包括燃料供應系統、除灰系統、水處理系統、供水系統、電氣系統、熱工控制系統、暖通系統等,對這些設備調試前先制定合理調試手冊,進(jìn)行調試時(shí)先對熱功的系統各設備進(jìn)行調試,若調試過(guò)程中發(fā)現設備無(wú)法正常運行,應查明原因,待問(wèn)題解決后方可對熱功系統整體進(jìn)行調試,調試過(guò)程中必須注意人員安全,系統調試完成后需核對是否滿(mǎn)足了設計要求?運行效果是否良好?全力保證熱功系統的安全運行,全面提高電廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。另外通信設備的轉換也很重要,雖然我國電力通信網(wǎng)已實(shí)現綜合數字網(wǎng),但實(shí)際上只是物理意義上的網(wǎng),大部分還僅僅停留在點(diǎn)對點(diǎn)的通信方式上。真正意義的通信網(wǎng)絡(luò )還應包括邏輯網(wǎng),這樣,才能有效發(fā)揮通信網(wǎng)絡(luò )的功能和效益,才能從根本上提高電力通信網(wǎng)的可靠性和各種業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量。我們應在現有設備資源的基礎上,著(zhù)重研究如何實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化,結合同步數字傳輸體系(SDH)技術(shù)的研究,重點(diǎn)研究解決SDH的網(wǎng)絡(luò )管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )同步技術(shù)等問(wèn)題。
二、結語(yǔ)
隨著(zhù)科技的進(jìn)步,電力電子技術(shù)的應用范圍越來(lái)越廣泛,在諸如供電電源、電力輸配電以及照明等方面都有所涉及。電力電子技術(shù)具有十分重要的影響和意義,一方面,可以對傳統工業(yè)起到極大的改進(jìn)和完善作用。
電力電子技術(shù)2
【摘要】隨著(zhù)電力行業(yè)不斷發(fā)展,對于大功率電力電子技術(shù)可靠供電系統進(jìn)行研究,是電力行業(yè)發(fā)展中的重要內容。電網(wǎng)的運行規模越來(lái)越大,電力用戶(hù)的需求逐年增加,提升電力系統的可靠性是電力企業(yè)所面臨的重要任務(wù)。在科技發(fā)展背景下,大量的電力電子裝置被應用到電力系統中,為電力系統可靠性提升帶來(lái)諸多幫助;诖,本文就大功率的電力電子技術(shù)進(jìn)行分析,研究該技術(shù)下的可靠供電系統。
【關(guān)鍵詞】大功率;電力電子技術(shù);可靠供電系統;研究
1前言
大功率電力電子技術(shù)在電力系統中發(fā)揮著(zhù)重要的作用,主要涉及到了電力系統的發(fā)電、輸電、配電以及用電等方面。實(shí)現大功率電力電子技術(shù)供電可靠性,在本文中從兩方面進(jìn)行分析,第一,提升大功率電力電子技術(shù)的供電可靠性,可以通過(guò)提高工業(yè)敏感負荷的供電可靠性來(lái)實(shí)現;第二,將大功率的電子技術(shù)應用于發(fā)電機勵磁系統中,以提升發(fā)電機的阻尼轉矩,來(lái)實(shí)現系統的動(dòng)態(tài)可靠性提升。
2大功率電力系統可靠性供電概述
從敏感負荷角度對電力系統供電可靠性進(jìn)行分析。實(shí)現供電的可靠性不僅要求電力系統中不能長(cháng)時(shí)間斷電,還需要對電力供電系統的動(dòng)態(tài)電壓質(zhì)量提出更高的要求。對系統中的電壓跌落以及電壓短時(shí)中斷的時(shí)間進(jìn)行限定,在實(shí)際供電中,不同的電壓跌落中,其敏感負荷所能夠承受的電壓跌落時(shí)間存在著(zhù)差異性。在一般規律下,跌落幅度越大,其敏感負荷所能夠才承受的時(shí)間越短。傳統的供電可靠性統計統計,只能以停電時(shí)間超過(guò)1分鐘或者5分鐘實(shí)際依據。在我國,對于自動(dòng)重合閘成功或者備用電源投入成功的現象不能視為用戶(hù)停電,而此時(shí)敏感負荷用戶(hù)有可能遭受到一定的電力損失。那么在實(shí)際的電力系統供電中,提升供電的可靠性,需要從電網(wǎng)方面進(jìn)行綜合考慮,以?xún)?yōu)化的配電網(wǎng)結構,改善動(dòng)態(tài)帶電壓質(zhì)量[1]。
3大功率電力電子技術(shù)提高供電可靠性的應用
3.1轉換開(kāi)關(guān)
轉換開(kāi)關(guān)電源供電中發(fā)揮著(zhù)重要的作用,在實(shí)際電力系統電源供電中,包含兩路或者多路的電源供電,轉換開(kāi)關(guān)應用其中,能夠實(shí)現多路電源之間的相互切換。在本文中以?xún)陕冯娫垂╇姙槔M(jìn)行分析,當有一個(gè)電源電路在正常供電時(shí),則另外一個(gè)線(xiàn)路中的電源供電就會(huì )處于備用狀態(tài)。一旦線(xiàn)路中出現線(xiàn)常用電源供電異常的情況時(shí),轉換開(kāi)關(guān)開(kāi)始發(fā)揮作用,自動(dòng)切換到被用電源線(xiàn)路中。以轉換開(kāi)關(guān)的形式,實(shí)現線(xiàn)路正常供電,其開(kāi)關(guān)投入使用成本較低,應用廣泛[2]。
3.2動(dòng)態(tài)電壓恢復器
動(dòng)態(tài)電壓恢復器簡(jiǎn)稱(chēng)DVR,DVR通過(guò)線(xiàn)路中的變壓器串聯(lián)在線(xiàn)路電源與敏感負荷之間。當線(xiàn)路正常輸電時(shí),線(xiàn)路中在沒(méi)有產(chǎn)生電壓跌落的情況,DVR完全不發(fā)揮作用,其在線(xiàn)路中所輸出的電壓補償為0。當線(xiàn)路中出現了較大的電壓跌落時(shí),此時(shí),DVR就會(huì )發(fā)揮其真正的作用,DVR通過(guò)自身輸出與跌落電壓值相同的電壓補償值,來(lái)實(shí)現線(xiàn)路中的電壓補償。線(xiàn)路中所補償的線(xiàn)路電壓為額定電壓。從DVR的工作原理上進(jìn)行分析,其實(shí)際的作用就是對提供線(xiàn)路中電壓補償,避免線(xiàn)路由于電壓跌落出現故障[3]。
3.3不間斷供電電源
不間斷的供電電源,簡(jiǎn)稱(chēng)為UPS。目前,隨著(zhù)科技不斷發(fā)展,UPS已經(jīng)逐漸趨向于市場(chǎng)化,其主要有三種類(lèi)型:在線(xiàn)型、離線(xiàn)型以及在線(xiàn)互動(dòng)型。在實(shí)現的UPS中,需要具有儲能單元,其中最為常見(jiàn)的儲能單元為的電池儲能。在線(xiàn)型的UPS在逆變器支持下實(shí)現負荷供電,實(shí)際供電與電源無(wú)關(guān),因此在電壓質(zhì)量獲得上比較高。
3.4發(fā)電機勵磁
大功率的電力電子技術(shù)在發(fā)電機勵磁中的應用,作用突出。首先需要對發(fā)電機的勵磁系統進(jìn)行分析,發(fā)電機的勵磁系統能夠實(shí)現機端電壓的維持,合理分配多臺電發(fā)電機之間的無(wú)功功率,繼而提升電力系統的穩定性。目前,在電力系統中,半導體勵磁是其最為主要的勵磁方式,在實(shí)際電力系統運行中,可以按照電源的不同,將半導體勵磁分為他勵和自勵,F行在電力企業(yè)中比較實(shí)用的就是基于勵磁電力電子裝置的三相晶閘管全橋整流器,在該整流器中采用時(shí)間常數比較小的一階慣性環(huán)節。
4微網(wǎng)可靠性供電
4.1交流微網(wǎng)結構與特點(diǎn)
典型的交流微網(wǎng)組成有:光伏發(fā)電、儲能電源、風(fēng)電機組以及柴油發(fā)電機組等。在以上的組成部件中,風(fēng)電以及儲能等電源,在電力電子變換器的轉換下,實(shí)現了對額定電壓頻率交流電的轉換,并在靜態(tài)開(kāi)關(guān)的轉換下連接在微網(wǎng)母線(xiàn)上。交流微網(wǎng)的特點(diǎn)比較突出,主要表現在以下方面。第一,微網(wǎng)的電壓等級比較低,在實(shí)際線(xiàn)路中與配電網(wǎng)相連,在大功率電力系統的尾端;第二,容量比較小,在10KV等級的微網(wǎng)容量為數百千瓦到十兆瓦之間;第三,電流實(shí)現雙向流動(dòng),在微網(wǎng)結構中為分布式的電源網(wǎng)狀,基于微網(wǎng)這樣的特點(diǎn),其能夠實(shí)現的功能比較多。一方面能夠實(shí)現對大電網(wǎng)的功率輸送,另一方面,也能夠從大功率電網(wǎng)中吸收功率;第四,微網(wǎng)具有多種工作模式,其中比較突出的.就是并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種形式。并網(wǎng)工作形式幫助微網(wǎng)能夠在大功率電網(wǎng)中正常運行,而離網(wǎng)是指,當大電網(wǎng)出現故障時(shí),微網(wǎng)能夠迅速的脫離大功率電網(wǎng),而實(shí)現獨立運行。
4.2微網(wǎng)分布式電源電流保護
微網(wǎng)分布式電源主要包含兩大類(lèi)的電源,第一,逆變器接口電源。例如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及儲能電源等。第二,傳統發(fā)電機接口電源。例如柴油發(fā)電機、燃汽輪機等。當微網(wǎng)分布式電源線(xiàn)路中出現故障時(shí),以上兩種電源類(lèi)型所能夠提供的短路電流存在著(zhù)較大的差異。對于逆變器接口電源來(lái)說(shuō),電源線(xiàn)路在線(xiàn)路中容易受到電力電子器件等耐流能力的影響與限制,其電源所能夠提供的短路電流值不超過(guò)線(xiàn)路中額定電流的1.5倍。在這樣的線(xiàn)路背景下,該種電源類(lèi)型不能夠實(shí)現有力的電流保護。而對于另外一種分布式電源進(jìn)行分析,當線(xiàn)路中發(fā)生短路時(shí)能夠利用串聯(lián)等效電抗的形式,實(shí)現較大短路電流的供應,因此該種電源類(lèi)型與逆變器接口分布式電源相比,具有明顯的優(yōu)勢,能夠實(shí)現電流保護。
5結論
隨著(zhù)電力系統不斷發(fā)展,電力系統的供電可靠性逐漸受到社會(huì )所關(guān)注。因此,在本文中對大功率電力電子技術(shù)進(jìn)行分析,研究大功率電力電子技術(shù)提高供電可靠性的應用,并對微網(wǎng)可靠性供電進(jìn)行詳細研究。在電力電力技術(shù)可靠性供電中的應用研究中,分別對轉換開(kāi)關(guān)、動(dòng)態(tài)電壓恢復器、不間斷供電電源以及發(fā)電機勵磁等方面進(jìn)行詳細研究,針對這些供電系統的作用論述,希望能夠為電力供電系統發(fā)展帶來(lái)幫助。
參考文獻:
[1]賀超.具有高可靠性的數字化大功率電力電子集成模塊研究與應用[D].杭州:浙江大學(xué),20xx.
[2]周明磊.電力機車(chē)牽引電機在全速度范圍的控制策略研究[D].北京:北京交通大學(xué),20xx.
[3]鄭晟.中高壓電力電子變換中的功率單元及功率器件的級聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].杭州:浙江大學(xué),20xx.
電力電子技術(shù)3
這幾年來(lái),由于科學(xué)技術(shù)越來(lái)越發(fā)達,我國的電力電子技術(shù)也開(kāi)始走向成熟和穩定,應用范圍逐漸擴展,已經(jīng)涉足的行業(yè)有工業(yè)、交通、國防等。電力電子技術(shù)主要的功能就是通過(guò)對電子設備的使用和轉換,用弱電子來(lái)引導強電力,實(shí)現電力之間的最大化效用。電力電子技術(shù)的應用包括但不限于電氣工程,現今在電動(dòng)機和發(fā)電機領(lǐng)域也分得了自己的一杯羹,新領(lǐng)域的應用,還幫助了電能生產(chǎn),提高了利用效果,節省了很大一部分能源,為中國的能源事業(yè)做出自己的貢獻,另一方面也可以提高電力系統的穩定性和安全性。
1、電力電子技術(shù)的概念
電力電子技術(shù)已經(jīng)成長(cháng)為一種逐漸興起的技術(shù),它主要是應用電子的零件來(lái)轉換和控制電力,常見(jiàn)的電力電子零件主要有閘管、高斯型軌道以及大功率半導體的開(kāi)關(guān)零件等。電力電子技術(shù)能夠轉換的電能功率從1W甚至更小,一直到兆瓦或者更大,都是它可以實(shí)現控制的范圍,電力電子技術(shù)與信息電子技術(shù)有著(zhù)很大的不同,信息電子技術(shù)是用來(lái)處理信息數據的,而電力電子技術(shù)則是用來(lái)轉換電力的。電力電子技術(shù)從實(shí)用角度分為兩種,分別是電力電子制造技術(shù)以及變流技術(shù),變流技術(shù)包含的范圍比較廣泛,主要有整流、斬波、變頻以及逆變等,F如今的電氣工程專(zhuān)業(yè)以及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)中,都有著(zhù)電力電子技術(shù)的基礎專(zhuān)業(yè)課程,這給中國的電力事業(yè)培養了大量的人才。隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)將其分為電子學(xué)、電工原理、自動(dòng)控制三門(mén)類(lèi)目,并進(jìn)行高效施行學(xué)習,由于電力電子技術(shù)有著(zhù)強大的功率,因此日常主要給強電工業(yè)服務(wù)。電力電子技術(shù)主要分四大系統,即零件、電路、裝置和對應系統。由于零件多為半導體材料,主要的材料是單晶硅,因此,電子零件將半導體物理學(xué)作為了理論基礎,將半導體技術(shù)作為了主要技術(shù)。
2、電力電子技術(shù)的發(fā)展
隨著(zhù)晶體管的發(fā)明,大家都認為固態(tài)的.電子時(shí)代將要到來(lái),發(fā)明了晶閘管就意味著(zhù)電子技術(shù)逐漸走向更高的發(fā)展。這些年來(lái),高端技術(shù)出現的越來(lái)越多,電力電子技術(shù)不斷發(fā)展,也開(kāi)始得到了更多的應用機會(huì )。整體上來(lái)看,電力電子技術(shù)的發(fā)展主要分為以下3個(gè)時(shí)代階段。
2.1晶閘管時(shí)代階段
也就是有些人所說(shuō)的晶閘管整流時(shí)代,主要發(fā)展時(shí)間為20世紀六七十年代。那時(shí)電力電子技術(shù)主要是為工廠(chǎng)開(kāi)發(fā)大功率服務(wù),應用的是50Hz的交流發(fā)電機,在當時(shí)直流電供電所占的比例還非常小,F如今,中國許多的發(fā)電廠(chǎng)都把交流電轉換成為直流電以滿(mǎn)足工廠(chǎng)生產(chǎn)的用電需求,因此,功率更大的晶閘管和硅整流器才應運而生,為我國的工業(yè)生產(chǎn)提供了足夠的直流電電力,于是發(fā)展到了晶閘管整流的新時(shí)代。
2.2逆變時(shí)代階段
此階段出現在20世紀70年代以后。彼時(shí)全球爆發(fā)了能源危機,人們開(kāi)始重視節約能源資源,各國為了度過(guò)危機制定出一系列關(guān)于環(huán)保的發(fā)展計劃,建議工廠(chǎng)生產(chǎn)盡量使用交流電。在交流電重新需要廣泛應用的情況下,科學(xué)家研發(fā)出了自關(guān)斷零部件并且投入到生產(chǎn)當中去,由此進(jìn)入到新的時(shí)代階段,即逆變時(shí)代。逆變的意思很明顯,就是把直流電轉換成為交流電,從而有效節約能源。
2.3變頻時(shí)代
由于逆變技術(shù)的工作效率比較低,即使把直流電轉換成了交流電,也有著(zhù)較大的損耗和成本,并且難以滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的電力需求,因此,在80年代以后,集成電路被發(fā)明出來(lái),提高了供電的效率,它把各種當時(shí)的先進(jìn)技術(shù)融合起來(lái),展開(kāi)了一個(gè)全新的電力電子變頻時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代下,電力電子零件開(kāi)發(fā)的環(huán)境比以前更加復雜,零件之間的關(guān)聯(lián)性也得到加強,功能得到進(jìn)一步的強化,這些都表明了電力電子的發(fā)展越來(lái)越高頻化。
3、在電氣工程中的意義
以計算機和自動(dòng)化控制兩種技術(shù)作為基礎,電力電子技術(shù)就可以做到在不同的電能之間進(jìn)行轉化,這大大提高了電氣系統在工作和自控裝置上面的效率,也改善了服務(wù)質(zhì)量,使得電力電子技術(shù)能夠做到更好的工業(yè)服務(wù),這對于電氣工程產(chǎn)生了以下幾個(gè)重要的意義。
。1)提高了電氣系統智能自動(dòng)化的程度。電力電子零部件的開(kāi)發(fā)探索推動(dòng)著(zhù)電氣系統逐步趨向智能自動(dòng)化,給電子技術(shù)帶來(lái)良好的發(fā)展前景,智能控制和模糊控制則是其發(fā)展的基礎。
。2)提高社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。電力電子技術(shù)的功率一直都非常大,這不但能夠提高電子零部件和系統的工作效率,而且也能夠對資源進(jìn)行節約,給予人們安全、高效的電能,因此在社會(huì )意義和經(jīng)濟意義上都有著(zhù)重大的意義。
。3)革新技術(shù)的同時(shí)給企業(yè)帶來(lái)完整的產(chǎn)業(yè)管理模式。隨著(zhù)電力電子技術(shù)不斷更新?lián)Q代,生產(chǎn)企業(yè)的管理也開(kāi)始發(fā)生變化,電子技術(shù)不僅為企業(yè)的生產(chǎn)提高了技術(shù)水平,也推動(dòng)了企業(yè)管理者制定新的管理模式,更新產(chǎn)業(yè)結構,開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)業(yè),從而促進(jìn)企業(yè)的健康可持續發(fā)展。
4、在電氣工程中的應用
電力電子技術(shù)應用到變電站中去,給變電站的工作帶來(lái)了效率提高以及工人減少兩大好處,這有效減少了工作上的失誤,提高了企業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。電力電子技術(shù)應用在變電站給技術(shù)人員的監管工作帶來(lái)極大的便利,有助于工作人員及時(shí)尋找、彌補問(wèn)題,保證變電站的運行。隨著(zhù)現代技術(shù)的發(fā)展,電力電子技術(shù)也給變電站帶來(lái)了科學(xué)的管理措施,因此,變電站應該關(guān)注電力電子技術(shù)的發(fā)展創(chuàng )新,降低變電站事故的數量。電力電子技術(shù)的發(fā)展,離不開(kāi)晶閘管的發(fā)明,晶閘管的使用開(kāi)啟了中國電氣工程新的篇章。由于交流變頻技術(shù)已經(jīng)被逐步普及應用,但是第一代的電力電子零部件卻開(kāi)始慢慢落后,因此第二代的電力電子開(kāi)關(guān)被研發(fā)出來(lái),其主要是全控型部件如CTR,GTO等,主要功能是提高各部件對電流電壓的適應能力。這種開(kāi)關(guān)在具體操作的時(shí)候通常需要很大的電流來(lái)進(jìn)行輔助,因此也加大了控制的難度。在這些零部件里面,有一個(gè)叫作MOSEFT的電壓驅動(dòng)零部件,它不需要很大的電力來(lái)進(jìn)行驅動(dòng),但是卻可以加快開(kāi)關(guān)的速度,讓工具安全快速地運行。缺點(diǎn)就是與MOSEFT在一起工作的部件電壓額會(huì )不斷地上升,從而導致對P-MOSEFT的發(fā)展產(chǎn)生限制。
為了解決這一系列的問(wèn)題,復合型的新器件IGBT和MGT就被研發(fā)出來(lái)。IGBT主要的特征是高輸入阻抗和運轉速度快、時(shí)間短、大電流面的密度與GTR有的一拼,新一代的電子器件由于本身的開(kāi)關(guān)速度加快、通電電壓更小以及運行平穩、電路簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn),逐漸在現代化電氣中占據最重要的地位,這些優(yōu)點(diǎn)恰恰是電氣工程在器件方面最根本的需要。在新型電子器件中,由于先進(jìn)技術(shù)的推動(dòng),企業(yè)的生產(chǎn)和推廣一直都在不斷地加大,這對于電子器件復合化發(fā)展,以及其向模塊化發(fā)展都有著(zhù)巨大的幫助和推動(dòng)作用。在電力電子零部件不斷進(jìn)行發(fā)展和創(chuàng )新的情況下,其內部的轉換器也開(kāi)始隨之改進(jìn),變更后的新型逆變器解決了原來(lái)供應新一代器件電力不足的缺點(diǎn),既能夠供應充足的電力,又能夠降低電力的損耗,簡(jiǎn)單組合一個(gè)年便器就可以隨意轉換零電壓和零電流。要將變頻器從低頻轉換為高頻,需要我們長(cháng)期不斷地努力和探究,這既有利于節約企業(yè)的能源和成本,也有利于推動(dòng)電力系統深入長(cháng)期地穩定發(fā)展。在當今社會(huì ),電氣工程不斷得到發(fā)展,交流電控制理論的研究在許多領(lǐng)域得到了關(guān)注和探索,人們研究交流電主要是用于把電動(dòng)模型由復雜變?yōu)楹?jiǎn)單。在研究方面,主要是從交流電的控制和結構等一些角度來(lái)進(jìn)行研究。
這些研究明確了信號處理物是什么,也有著(zhù)提高運行效率等優(yōu)點(diǎn),改變著(zhù)原來(lái)的交流調速方式,緊跟現代化的腳步。變頻技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應用和開(kāi)展,矢量控制性也逐漸被人們所接受認可,開(kāi)始進(jìn)行大規模生產(chǎn),它應用的是數字控制以及有關(guān)的軟件來(lái)對實(shí)行電氣系統的智能自動(dòng)化,這樣有利于提高變頻器件對于結構的適應能力,F今社會(huì )科技飛速發(fā)展,先進(jìn)技術(shù)和手段越來(lái)越多,在電氣工程方面的應用也逐漸升級并且普及,變頻技術(shù)高效可控制的性能深受人們喜愛(ài),人們也在不斷地研究探討電力電子技術(shù)下一個(gè)新時(shí)代的來(lái)臨。
5、結語(yǔ)
電力電子技術(shù)研究給現代化的電氣工程事業(yè)帶來(lái)重大意義,從電力電子技術(shù)在電氣工程中的應用這一探索之中我們可以發(fā)現,電力電子技術(shù)的發(fā)展前景直接決定了電氣工程的發(fā)展進(jìn)步。因此,技術(shù)人員應該對電力電子技術(shù)有著(zhù)徹底的了解和高超的水平,掌握電子技術(shù)的核心技術(shù),推動(dòng)電力電子技術(shù)的不斷創(chuàng )新和發(fā)展,給現代化的電氣工程事業(yè)添磚加瓦。
電力電子技術(shù)4
摘要:隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國電力領(lǐng)域也是取得了不小的成就。為了更好的實(shí)現現代化電力發(fā)展目標,將電子技術(shù)與電力事業(yè)相融合,形成新穎的電力電子技術(shù),以高新技術(shù)知識為基礎,為我國電力事業(yè)提供方便、快捷的生產(chǎn)途徑。也為人們的生產(chǎn)生活提供源源不斷的能源需求,因此本文也會(huì )針對電力電子技術(shù)的發(fā)展及應用進(jìn)行詳細的討論,充分體現電力電子技術(shù)在社會(huì )發(fā)展中的重要性。
【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);發(fā)展應用
電力電子技術(shù)是一種科學(xué)性和實(shí)用性較高的新型電力技術(shù),已經(jīng)成為當今技術(shù)發(fā)展的主流,對我國的經(jīng)濟建設發(fā)展有著(zhù)很重要的影響。其使用速度也是在逐年上漲。主要用在電能的獲取、傳輸、交換和利用等環(huán)節,有效的提高了用電效率,提升供電質(zhì)量,同時(shí)也為能源的節省創(chuàng )造了有利條件,為環(huán)境保護提供了可靠的保障。本文通過(guò)闡述電力電子技術(shù)的發(fā)展及應用,充分體現電力電子技術(shù)對于國民經(jīng)濟水平提高的重要性。
1電力電子技術(shù)的發(fā)展
1.1電力電子技術(shù)的晶閘管時(shí)代
電力電子技術(shù)的晶閘管時(shí)代起源于20世紀60年代末期,主要是為各工業(yè)領(lǐng)域提供大功率的用電能源。通過(guò)大功率硅整流器傳送,將交流電轉化成直流形式的電消費,應用在有色金屬、化工原料、電氣機車(chē)、地鐵電車(chē)、軋鋼、造紙等大型工業(yè)領(lǐng)域中。這種大功率硅整流器的研發(fā)在當時(shí)的社會(huì )發(fā)展中占有著(zhù)很重要的地位,曾掀起了各地建立硅整流器廠(chǎng)的熱潮,因此被人們稱(chēng)作電力電子技術(shù)的晶閘管時(shí)代。
1.2電力電子技術(shù)的逆變時(shí)代
電力電子技術(shù)的逆變時(shí)代始發(fā)于20世紀70年代初期,以自關(guān)斷器件為基礎,創(chuàng )新出交流電機,也被稱(chēng)作是逆變時(shí)代。其優(yōu)點(diǎn)是交流電機中的變頻調速可以自動(dòng)的調節電流量的使用頻率差異,將多余電能儲存起來(lái),有效的降低了電能源的浪費。因此在當時(shí)交流電機的發(fā)展也是十分迅猛,尤其是其構建組成的元件,如:晶閘管、巨型功率晶體管及門(mén)極可關(guān)斷晶閘管,更是發(fā)揮了其節電的優(yōu)勢。盡管電力電子技術(shù)在那個(gè)年代已經(jīng)實(shí)現了整流和逆變的功效,可所產(chǎn)生的工作頻率較低,僅適用于中低頻范圍內,根本無(wú)法滿(mǎn)足日后的工業(yè)發(fā)展需求。
1.3現代電力電子時(shí)代
進(jìn)入90年代初期,我國研制出了功率半導體復合器件,集結了多種電力技術(shù)的優(yōu)勢,如:高頻、高壓、大電流等功效?梢詫⒁缘皖l技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統電力電子學(xué)有效的轉化成以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的電力電子學(xué),充分體現了電力電子技術(shù)的現代化發(fā)展。同時(shí)各種應用在新型器件上的集成電路技術(shù)也在以大批量的走勢向復合化、模塊化的方向發(fā)展,經(jīng)過(guò)這樣一系列的轉變,可以使器件體積變小、結構緊湊,并結合了其他器件的優(yōu)勢,完全符合新時(shí)代的電力電子技術(shù)標準。另外在器件性能上也發(fā)生了很大的轉變,不僅提高了器件的容量,也提高了其工作效率。此外隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,電力電子技術(shù)逐漸向人工智能技術(shù)的方向靠攏,各種新型的器件控制方法也在大范圍內廣泛應用,尤其是智能學(xué)科中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )系統,利用強大的混合人工技術(shù),對半導體復合器件采取相應的控制技術(shù)和評估技術(shù),使其更好的應用在各工業(yè)生產(chǎn)中,對故障監測和故障耐力起到很大的功效。
2電力電子技術(shù)的具體應用
2.1電力電子技術(shù)在再生能源中的應用
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的快速騰飛,我國可再生能源在電力事業(yè)的發(fā)展中占有著(zhù)重要的作用,其發(fā)電形式也是多種多樣,如:風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、水力發(fā)電及生物質(zhì)能發(fā)電等形式。其中風(fēng)力發(fā)電是再生能源中最為關(guān)鍵的組成部分,具有發(fā)電施工的周期較短、投資靈活、占地面積小、無(wú)污染等特點(diǎn),為電力發(fā)展帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。隨著(zhù)電力電子技術(shù)和變頻調控技術(shù)的發(fā)展,其在風(fēng)力發(fā)電中的應用也是越來(lái)越廣泛?梢源蟠蟮腵提高電能源生產(chǎn)量,還可以有效的控制風(fēng)電機組,并在電能轉換和改善電能質(zhì)量上都有著(zhù)顯著(zhù)地成果。是再生能源中不可或缺的重要組成部分。
2.2電力電子技術(shù)在電力節能中的應用
進(jìn)入新時(shí)期以來(lái),電力在現代工業(yè)中的應用范圍越來(lái)越廣泛,主要是因為電力具有清潔、無(wú)污染、穩定性及實(shí)用性較高的特點(diǎn),F如今電力供給已經(jīng)全面的深入到工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中,對其發(fā)展和經(jīng)濟效益都有著(zhù)很大的促進(jìn)作用。然而在實(shí)際的運用中,我國工業(yè)用電還是存在很多不合理的現象,如:用電效率低、大量浪費等。因此為了緩解這些用電難題,將電力電子技術(shù)應用在電機和電機控制方面,則大大提高了供電效率,并且每年可為我國節省總電量的百分之十八的電能,由此可見(jiàn)電力電子技術(shù)對于能源節省的重要性,可以充分保證我國能源供給情況,實(shí)現電力事業(yè)的可持續發(fā)展目標。
2.3電力電子技術(shù)在電動(dòng)汽車(chē)及工業(yè)機器人控制系統中的應用
隨著(zhù)時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展,我國在電動(dòng)汽車(chē)和工業(yè)控制系統技術(shù)改造中也發(fā)生了翻天覆地的變化,利用電力電子技術(shù)手段實(shí)現了電動(dòng)汽車(chē)的信息化發(fā)展,將其與汽車(chē)驅動(dòng)裝置有效的融合,形成車(chē)速性能高、噪音低、無(wú)污染、能源效率高的現代化靈敏電動(dòng)車(chē)型,符合當代綠色交通運輸。工業(yè)機器人的產(chǎn)生代表著(zhù)我國工業(yè)向信息化、科技化的方向發(fā)展,不僅提高了生產(chǎn)效率也為生產(chǎn)技術(shù)工人減輕了工作負擔,極大的改善了傳統工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。再其控制系統中加入了電力電子技術(shù)可以有效的提升機器人的靈敏度,讓其進(jìn)行更為精細的生產(chǎn)加工程序,同時(shí)通過(guò)調速變頻裝置,還可以控制機器人的工作速度,避免其在工作和休息時(shí)耗費能源差異過(guò)大,引起不必要的能源浪費情況。由此可見(jiàn),電力電子技術(shù)無(wú)論是應用在電動(dòng)汽車(chē)方面還是應用在工業(yè)機器人控制系統上都有著(zhù)很重要的作用。
3結束語(yǔ)
綜上所述,電力電子技術(shù)作為一種時(shí)代進(jìn)步的科技產(chǎn)物,有著(zhù)十分顯著(zhù)的實(shí)用性和安全性。被越來(lái)越廣泛的應用在各生產(chǎn)領(lǐng)域中,幾乎所有的電子產(chǎn)品都離不開(kāi)電力電子技術(shù)的滲入,不僅提高了生產(chǎn)效率,增大生產(chǎn)效益,也為我國能源的節省做出了巨大的貢獻,是能源發(fā)展中不可缺失的組成部分,隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟水平的不斷提高,電力電子技術(shù)也會(huì )不斷的進(jìn)步和完善,為我國節省更多的能源,更好的為國家經(jīng)濟建設貢獻力量。
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電力電子技術(shù)5
電力電子技術(shù)是從上世紀開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的,也稱(chēng)為功率電子技術(shù),它具有的特點(diǎn)是:小體積、小重量、大容量、低損耗、較長(cháng)的使用壽命,而且方便維護、有優(yōu)異的控制性能。電力電子技術(shù)的應用范圍特別廣,涉及通信、電器等多個(gè)領(lǐng)域,應用在電路系統是其中一個(gè)重要方面,因此,研究電力電子技術(shù)在電路系統中的應用尤為重要。
1電力電子技術(shù)介紹
電力電子技術(shù)是一個(gè)由多種技術(shù)支撐的平臺,不僅包括功率半導體器件和現代控制技術(shù),還包括計算機技術(shù)和電路技術(shù)。在近五十年來(lái)發(fā)展迅速,應用的范圍也從傳統產(chǎn)業(yè)設備以及電能質(zhì)量控制逐漸發(fā)展到新能源開(kāi)發(fā),而且在民用產(chǎn)品方面也有較廣泛的應用。在電力電子技術(shù)眾多的應用方面中,應用于電路系統,尤其是直流輸電的大功率電力電子技術(shù)是其中的重要方面。自本文分別介紹了將此技術(shù)應用在電路系統中的發(fā)電、輸電、配電和節能這四個(gè)環(huán)節。
2電力電子技術(shù)在電路系統中的應用
自柔性交流輸電概念出現后,越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始關(guān)注電力電子技術(shù),并積極聯(lián)合多種技術(shù),開(kāi)發(fā)出許多相關(guān)的支持和應用設備。下面對電力電子技術(shù)的多個(gè)電路系統應用方面進(jìn)行詳細介紹。
2.1將電力電子技術(shù)應用在發(fā)電環(huán)節
在發(fā)電環(huán)節,可以將電力電子技術(shù)應用在發(fā)電環(huán)境中的發(fā)電環(huán)節,涉及到的設備包括發(fā)電機組的大多數設備。在這種情況下,電力電子技術(shù)能夠實(shí)現設備運行特性改善的目的。第一種情況是用于靜止勵磁,尤其是對于大型發(fā)電機,采用晶閘管整流方式,利用靜止勵磁的自并勵方式,具有明顯優(yōu)勢,能夠獲得極高的可靠性,而且結構相對簡(jiǎn)單,造價(jià)也不高,所以其應用技術(shù)已經(jīng)獲得了國內外相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者的青睞。在這一項應用中,將中間的慣性環(huán)節也就是勵磁機部分省去了,所以它的調節速度更快。調節速度的加快對于更好的控制規律的應用更為有益,從而控制效果的進(jìn)一步優(yōu)化就能隨之實(shí)現。第二種情況是應用于水力和風(fēng)力發(fā)電中。對于水力發(fā)電而言,水頭壓力和流量是決定其變速恒頻勵磁的關(guān)鍵因素,一旦水頭出現較大的變化幅度,機組將會(huì )隨著(zhù)水頭的變化出現最佳轉速的改變。對于風(fēng)力發(fā)電而言,有效功率的大小正比于風(fēng)速的三次方,而且風(fēng)車(chē)會(huì )隨著(zhù)風(fēng)速的改變出現捕捉最大風(fēng)能的功能的轉變。在上述情況中,為了實(shí)現有效功率的最大化,需要實(shí)現機組運行的速度的變化,可以通過(guò)將轉子勵磁電流進(jìn)行調整實(shí)現。也就是疊加轉子轉速,以保持輸出頻率也就是定子頻率的不變,在這項應用中,涉及的關(guān)鍵技術(shù)是變頻電源。第三種是應用在變頻調速中。在發(fā)電廠(chǎng)中,風(fēng)機水泵的耗電量是非常巨大的,根據統計,火電設備的總耗能的65%都是風(fēng)機水泵貢獻的,而其中的'8%又是變頻調速消耗的,也就是說(shuō)風(fēng)機水泵變頻調速的運行效率是比較低的。如果要實(shí)現節能的目的,不管是在高壓還是低壓變頻器中,將變頻調速技術(shù)應用于風(fēng)機水泵是最佳的解決思路。
2.2將電力電子技術(shù)應用在輸電環(huán)節
在輸電環(huán)節,尤其是高壓輸電過(guò)程中,電力電子技術(shù)應用素有“硅片引起的第二次革命”的稱(chēng)號,它的應用實(shí)現了電力網(wǎng)運行穩定性的大幅度提高。在直流輸電技術(shù)中,直流和輕型直流輸電具有容量大、性能穩定、易于靈活控制的特點(diǎn),所以高壓直流輸電在長(cháng)距離輸電以及在海底電纜輸電中擁有無(wú)法取代的優(yōu)勢。晶閘管換流器于上世紀七十年代第一次出現,代表著(zhù)直流輸電正式進(jìn)入電力電子技術(shù)應用時(shí)代,從此以后,晶閘管換流閥開(kāi)始廣泛應用于直流輸電工程。在1980年到1990年,柔性交流輸電技術(shù)開(kāi)始出現,這項輸電技術(shù)是以電力電子技術(shù)為基礎,借助現代控制技術(shù),實(shí)現靈活調節交流輸電系統的電壓、阻抗和相位的技術(shù),能夠充分保證電力系統的穩定性。
2.3電力電子技術(shù)應用在配電環(huán)節
存在于配電環(huán)節的主要問(wèn)題是電能質(zhì)量的保證和供電可靠性的保證。其中對于電能質(zhì)量問(wèn)題來(lái)說(shuō),既要滿(mǎn)足控制電壓、頻率和諧波的要求,又要滿(mǎn)足不對稱(chēng)度的要求,同時(shí)還要防止出現瞬態(tài)波動(dòng)和干擾。應用電力電子技術(shù),結合現代控制技術(shù),應用于電路系統中的配電環(huán)節,是近些年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型電能質(zhì)量控制技術(shù)。市場(chǎng)對于這項技術(shù)的需求比較大,而且由于其開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、成本低廉,所以這項技術(shù)的應用前景非常好。
2.4電力電子技術(shù)應用在節能環(huán)節
電動(dòng)機運用變負荷方式進(jìn)行節電只是節能的一個(gè)方面,而電動(dòng)機變負荷調速技術(shù)是節能研究的另一個(gè)方面,只有二者的有力結合才能實(shí)現真正的節能。交流調速是目前廣泛用于冶金和礦山等部門(mén)的一項技術(shù)。風(fēng)機、泵類(lèi)是首先采用調速控制的變負荷機械,此技術(shù)用于替代風(fēng)板或節流閥,在對風(fēng)流量和水流量進(jìn)行控制時(shí)的效果非常明顯。變負荷的風(fēng)機、水泵,國外普遍選擇交流調速方式,但在我國這項技術(shù)還處于應用推廣階段。變頻調速的具有調速范圍廣,效率和精度高,可以連續無(wú)級調速。這種技術(shù)具有損耗小,節電效率客觀(guān)的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在成本高,易產(chǎn)生高次諧波,從而對電網(wǎng)造成污染的問(wèn)題。對于無(wú)功損耗的問(wèn)題,功率因數的提高對于電氣設備節能尤為重要。感性負載一般是指交流異步電動(dòng)機、變壓器等,在運行這些設備時(shí),會(huì )同時(shí)消耗有功功率和無(wú)功功率,所以為了實(shí)現電能質(zhì)量的優(yōu)化,要同時(shí)保證無(wú)功與有功電源的優(yōu)化。一旦電力網(wǎng)或電氣設備出現無(wú)功容量不夠的情況時(shí),為使得設備功率因數提高,需要加設無(wú)功補償設備。
3結束語(yǔ)
電力電子技術(shù)仍然處于快速發(fā)展階段,這個(gè)過(guò)程中又不斷的有新結構器件、新材料出現,而且不斷進(jìn)步的計算機技術(shù)也為現代控制技術(shù)的廣泛應用提供可能。在相關(guān)輔助技術(shù)的發(fā)展支持下,電力電子技術(shù)在電路系統中的應用也越來(lái)越廣泛。
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電力電子技術(shù)6
摘 要:電力電子技術(shù)的應用正日新月異的發(fā)展。本文重點(diǎn)介紹了當前我國電力電子技術(shù)應用系統的四個(gè)熱點(diǎn)方向:電氣節能、新能源發(fā)電、電力牽引和智能電網(wǎng)。分別從應用背景、主要內容、應用特點(diǎn)、存在問(wèn)題及其發(fā)展方向等多方面子以簡(jiǎn)要綜述。展現了我國電力龜子技術(shù)廣闊的應用前景。
1 電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史
電力電子技術(shù)的前身是半導體技術(shù),經(jīng)過(guò)了半個(gè)多世紀的發(fā)展和進(jìn)步,電力電子技術(shù)在半導體技術(shù)中逐漸發(fā)展和分離,越來(lái)越廣泛地應用在了人類(lèi)社會(huì )的日常生活中,為連接強弱電建起了一座穩定的橋梁。綜合說(shuō)來(lái),電力電子技術(shù)的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個(gè)階段。
第一階段:20世紀50年代,可控硅整流裝置,應用于電力系統中大功率電子技術(shù);
第二階段:20世紀80年代,柔性交流輸電技術(shù)
第三階段:當前時(shí)間段,實(shí)現了用電設備的高效節能、設備的智能化、小型化和輕量化
從中我們可以看到我國的電力電子技術(shù)起步比較晚,但是隨著(zhù)時(shí)間的發(fā)展也得到了長(cháng)足的進(jìn)步。
2 電力電子技術(shù)的應用對電力系統的重要意義
電力電子技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)計算機技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)水平的提高,電力電子技術(shù)的應用能夠最大化提高電力系統的用電效率,增強了電力系統的自我控制能力,同時(shí)也提高了整個(gè)電力系統的服務(wù)質(zhì)量。電力電子技術(shù)在電力系統中的應用有很大的意義,主要體現在了:提高了電力系統的自動(dòng)化智能程度,特別是電力電子技術(shù)中的模糊控制和智能化控制對電力系統起到一個(gè)推動(dòng)性作用;二是提高了經(jīng)濟效益和社會(huì )效益,電力電子技術(shù)的廣泛運用,能夠提高設備的能源轉化效率,降低了成本的開(kāi)支,縮短了運行周期,為整個(gè)電力系統贏(yíng)得了良好的社會(huì )效益;最后一點(diǎn)就是完善了產(chǎn)業(yè)結構和管理的形式,電力電子技術(shù)的提高,也讓電力產(chǎn)業(yè)成為了新型的企業(yè),有助于提高產(chǎn)業(yè)整體的完整性。
3 電力電子技術(shù)在電力系統中的具體應用
3.1 電氣節能
電氣的.節能主要包括了變頻調速、電能質(zhì)量、有源濾波等內容,在這其中,變頻調速是主要的工作內容。早在20xx年,國家就啟動(dòng)了電氣節能這項工程,工程中也包含了電機系統的節能。在這樣的政策扶植之下,國家每年都會(huì )資助約為100多個(gè)節能項目,并且取得了巨大的成效。這個(gè)項目一個(gè)最典型的例子就是電機系統的“十一五”節能規劃,總體節電為200億千瓦時(shí),龐大的數據表明了節能量取得了良好的效果。
3.2 新能源發(fā)電
全球的人口基數大,并且呈現著(zhù)增多的趨勢,加上工業(yè)水平的發(fā)展,對于能源的需求量不斷增大,這個(gè)給全球的能源環(huán)境帶來(lái)巨大的挑戰。石油和煤炭的儲量在不斷減少買(mǎi)環(huán)境污染問(wèn)題嚴重,生態(tài)平衡遭到了嚴重的破壞,如果不馬上解決這些問(wèn)題,能源的資源總會(huì )有枯竭的一天。在這樣的環(huán)境下,新能源的開(kāi)發(fā)和應用受到了全世界的廣泛關(guān)注。利用新能源來(lái)發(fā)電主要包含了太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)電,世界上的發(fā)達國家,如美國、歐盟、日本等都相繼采取了“綠色能源”的計劃,一時(shí)間,新能源的發(fā)電技術(shù)已成為電力電子技術(shù)中的主要應用領(lǐng)域。
新能源發(fā)電在電力電子技術(shù)中的應用主要體現在一次能源供給的隨機性大,由于太陽(yáng)能、風(fēng)能都會(huì )受自然環(huán)境的影響,并且對輸入的電能波動(dòng)小。
3.3 電力牽引
電力牽引目前已經(jīng)成為世界各國的交通發(fā)展的新特點(diǎn),電力牽引中主要包含了高鐵、地鐵、輕軌和電動(dòng)汽車(chē)等,我國也投入了大量的資金來(lái)發(fā)展電力牽引技術(shù)。
電力牽引的主要特點(diǎn)是:蓄電池供電、四象限運行、恒力矩控制以及高溫和強振動(dòng)的工作環(huán)境。也正是由于這些特點(diǎn),導致了對于電力電子設備的高要求,根據我國的事情來(lái)看,仍然以進(jìn)口的牽引設備為主,而國產(chǎn)產(chǎn)品適應能力差、動(dòng)態(tài)性能不夠,未來(lái)國產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展還有很長(cháng)的路要走。
電力牽引在電力電子技術(shù)中的應用的發(fā)展方向為:提高電力電子的變換器裝置效率和功率密度,發(fā)展集成技術(shù)和冷卻技術(shù);實(shí)施精確控制尤其是針對低速和高速下的平衡控制一直是重點(diǎn)研究的課題;最重要的還要保證電力牽引的可靠性運行,采用綜合管理的手段。
3.4 智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)是我國新提出的一個(gè)概念,一般定義為電力電子技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、傳感技術(shù)等的電網(wǎng)控制技術(shù)。智能電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)最大的特點(diǎn)就是容量大、電壓高、組合結構、分布廣等內容。目前智能電網(wǎng)的發(fā)展正處于初級階段,還存在著(zhù)一定的問(wèn)題,比如功率半導體的器件能力需要提高,需要向更大容量來(lái)直接變換,并保證電力質(zhì)量的可靠性。
4 結論
電力電子技術(shù)的應用,在目前的電力系統中獲得了廣泛的應用,并取得了非常顯著(zhù)的進(jìn)展,為電力企業(yè)獲得了大量的經(jīng)濟效益。在未來(lái)的經(jīng)濟發(fā)展中,電力電子技術(shù)必須要發(fā)展成為現如今高新技術(shù)系統中一個(gè)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節。當然,一項技術(shù)的發(fā)展必然存在著(zhù)很多問(wèn)題,但是只要通過(guò)國家的政策扶持和電力企業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新,就一定能夠想出具體的措施來(lái)解決問(wèn)題。只要我國在電力電子技術(shù)的發(fā)展中抓住機遇,應對挑戰,就一定能讓電力系統取得更健康的發(fā)展。
電力電子技術(shù)7
摘要:隨著(zhù)科技的快速發(fā)展,電力電力技術(shù)也實(shí)現了較快發(fā)展,并在電氣控制領(lǐng)域得到了十分廣泛的應用,其不僅能有效提升電氣設備的工作質(zhì)量和效率,更能進(jìn)一步提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此,本文基于電力電子技術(shù)的概念和發(fā)展歷程,重點(diǎn)探究了其在電氣控制領(lǐng)域的應用情況,以期為相關(guān)從業(yè)人員提供參考借鑒.
關(guān)鍵詞:電力;電子技術(shù);電氣控制
電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,在給人們的生活工作帶來(lái)更大便利的同時(shí),也得到了電氣控制領(lǐng)域的高度關(guān)注。作為電氣控制的重要組成部分,電氣自動(dòng)化控制系統能有效保障電氣設備運行的安全性和穩定性。隨著(zhù)科技的進(jìn)步,更多先進(jìn)的電力電子器件應用其中,對于提高整個(gè)電力控制系統的可靠性具有重要意義。
1電力電子技術(shù)的概念以發(fā)展歷程
1.1概念
所謂的電力電子技術(shù),就是指應用于電力領(lǐng)域的技術(shù)手段,其主要功能就是對電力系統中的原件配件實(shí)施有效的控制,以此來(lái)實(shí)現提升整個(gè)系統工作效率的目標,F階段,電力電子技術(shù)主要分為兩大類(lèi)型,分別是器件研制技術(shù)以及變流技術(shù)。在電氣控制領(lǐng)域,電力電子技術(shù)起著(zhù)至關(guān)重要的作用,其通過(guò)結合電子學(xué)、電工學(xué)以及控制技術(shù)三大專(zhuān)業(yè)學(xué)科,對處于運行狀態(tài)的電氣設備實(shí)施有效地控制,同時(shí)也可實(shí)現對系統內部線(xiàn)路的信息監測、數據記錄以及故障警報等功能,并對不同性質(zhì)的電氣設備實(shí)施實(shí)時(shí)監控。在實(shí)際應用過(guò)程中,電力電子技術(shù)表現出了極大的優(yōu)勢,其中包括有操作的便捷性以及強大的適應性,不僅能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化操作流程,方便工作人員的操作,提高人員的工作效率,進(jìn)而提高電力系統的運行效率,更能適用于各種類(lèi)型的工作環(huán)境,從而在根本上保障了電力系統的安全運行。
1.2發(fā)展歷程
電力電子技術(shù)這一概念于20世紀60年代產(chǎn)生,一般認為1957年美國所研發(fā)的第一個(gè)晶閘管為第一個(gè)電力電子器件。1974年,美國學(xué)者將其描述為由電力學(xué)、電子學(xué)以及控制學(xué)三門(mén)學(xué)科所組成的全新科學(xué)領(lǐng)域。70年代后期相繼出現了以GTO、BJT以及Power-MOSFET為代表的全控型器件,80年代后期又研發(fā)了以IGBT為代表的復合型器件,F階段,為了減小電力電子設備的體積,將控制、功率、驅動(dòng)以及保護電路等器件一體化形成了PIC,雖然目前PIC應用效果較差,但這是電力電子技術(shù)的未來(lái)重要發(fā)展方向。此外,在這一領(lǐng)域,計算機模擬和仿真技術(shù)也在持續發(fā)展中。
2電力電子技術(shù)在電氣控制中的應用探究
2.1PWM控制技術(shù)的應用
PulseWidthModulation技術(shù),即PWM控制技術(shù),指的是通過(guò)調整對脈沖寬度的設置,以獲取相對應波形的技術(shù)手段。這一控制技術(shù)的應用理論基礎就是面積等效原理,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是,面積相同但形狀不同的窄脈沖作用于擁有慣性的環(huán)節之上時(shí)能保證所導出的響應波保持一致性,F階段,隨著(zhù)MOSFET以及IGBT技術(shù)的發(fā)展,PWM技術(shù)已廣泛應用于各類(lèi)變流電路之中,其中逆變電路在PWM技術(shù)應用上效果最佳,目前,除了特大功率的逆變設備之外,基本上所有的逆變電路都應用了PWM技術(shù)。
2.2軟開(kāi)關(guān)控制裝置的應用
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷前進(jìn),電力電子設備的發(fā)展趨勢也越來(lái)越傾向于小型化和便捷化,因此,其對于電力系統的電磁兼容度和運作效率也提出了更高的要求。在以往的電力系統之中,往往應用開(kāi)關(guān)控制來(lái)壓縮變壓器、濾波電感以及電容器配件的所占空間,但應用這種方式會(huì )造成極大的設備損耗,進(jìn)而影響電路的正常運作,嚴重時(shí)甚至還會(huì )出現額外的電磁干擾現象,而通過(guò)應用基于電力電子技術(shù)的軟開(kāi)關(guān)控制裝置則可有效解決這一問(wèn)題,其可在一定程度上避免設備損耗以及電磁干擾等情況的出現。當開(kāi)關(guān)頻率大于1Mhz時(shí),基于電力電子技術(shù)的軟開(kāi)關(guān)控制裝置能達到最佳的工作狀態(tài),能將系統內的各類(lèi)簡(jiǎn)單電路進(jìn)行并聯(lián),以形成工作質(zhì)量和效率更佳的組合電路,進(jìn)而進(jìn)一步提升整個(gè)電力系統的工作性能,F階段,軟開(kāi)關(guān)控制技術(shù)的主要發(fā)展趨勢如下:
。1)這一技術(shù)將更為廣泛地應用于IT行業(yè),拓撲數量將不斷增大;
。2)諧振電路在開(kāi)關(guān)頻率大于1Mhz的工作環(huán)境中效果十分明顯,因此,其必將得到更多的關(guān)注;
。3)將更多地應用各種電路組合方式,如串聯(lián)、并聯(lián)等,以此來(lái)滿(mǎn)足不同工作環(huán)境的需求。
2.3過(guò)電流保護裝置的應用
在電力電子電力運行過(guò)程中,若出現故障便會(huì )引發(fā)過(guò)電流現象。針對這一現象,傳統的解決方式往往是及時(shí)中斷熔斷器、電流繼電器以及直流快速斷路器等設備的手段來(lái)最大限度地維護電力電子系統中的重要電路。但目前,隨著(zhù)電力電子器件的小型化,再加上功率要求的不斷提高,以往的電路保護裝置已難以適應當下的保護需求。因此,驅動(dòng)控制信號去除自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入人們的實(shí)現,具體來(lái)說(shuō)就是通過(guò)安裝專(zhuān)門(mén)的過(guò)電流保護裝置,對過(guò)電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監控并及時(shí)對電路進(jìn)行調整和驅動(dòng)。例如,橋臂互鎖保護法。當出現信號反復或開(kāi)關(guān)延時(shí)過(guò)長(cháng)等問(wèn)題時(shí),橋式逆變短路就會(huì )產(chǎn)生橋臂短路現象,通過(guò)應用橋臂互鎖保護法,使其能在故障發(fā)生使迅速進(jìn)行驅動(dòng)信號的切除處理,應用聯(lián)鎖手段,通過(guò)連接橋臂上的部件來(lái)避免短路現象的出現。
2.4靜止無(wú)功補償裝置的應用
社會(huì )經(jīng)濟的騰飛,使得人們的生活水平也穩步提高,與此同時(shí),人們對于電力的需求量也越來(lái)越大,因此對于電網(wǎng)功率也提出了更高的要求。若電網(wǎng)中的運作功率出現較為頻繁的變動(dòng)或內部遭受部分負荷的強烈沖擊等情況,這在很大程度上會(huì )影響到電網(wǎng)運行的安全性與穩定性,同時(shí)也會(huì )使得電網(wǎng)線(xiàn)路難以實(shí)現對低頻振蕩的有效控制。而基于電力電力技術(shù)的靜止無(wú)功補償裝置則可有效提升電力系統的承載力以及相關(guān)性能,同時(shí)也能規避電力系統中的功率損耗現象,從而進(jìn)一步增強電力系統性能的穩定性,以滿(mǎn)足當今社會(huì )對于電量的`需求。
2.5有源電力濾波器的應用
基于電力電子技術(shù)的有源電力濾波器的應用原理是通過(guò)分析和檢測電力系統補償元件的運行狀態(tài),進(jìn)而從中獲取相對應的等分量譜波電流,其后利用補償裝置生成與譜波電流的相反等分量電流,從而實(shí)現譜波電流與生成電流的相互抵消作用。通過(guò)應用該種方法,可以在根本上規避電網(wǎng)系統中譜波電流的產(chǎn)生,取而代之的是基波電流;陔娏﹄娮蛹夹g(shù)的有源電力濾波器具有應答速度快、抗干擾性強等諸多優(yōu)勢,這一設備主要由補償裝置以及具有指令功能的運算電流電路兩部分構成。通過(guò)應用有源電力濾波器,可以及時(shí)對電力系統中的補償電流進(jìn)行檢測和分析,進(jìn)而實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)系統中的譜波電流以及無(wú)功電流的數量,從而在根本上保障了電力系統運行的安全性和可靠性。
2.6高壓直流輸電技術(shù)的應用
現階段,我國的大部分發(fā)電廠(chǎng)所傳輸的基本上都是交流電壓,但在交流電壓的傳輸過(guò)程中往往會(huì )出現能源的大量損耗情況,同時(shí)工作人員也難以有效把控所消耗的能源,并且管控消耗能源所要投入的資金成本也較高。針對該種情況,目前已有眾多發(fā)電廠(chǎng)開(kāi)始改用直流電輸電方式,通過(guò)應用基于電力電子技術(shù)的高壓直流輸電技術(shù)能夠有效完成交流電與直流電的轉換工作。一般情況下,直流輸電方式應用于電壓容量較大且所隔距離較遠的輸電裝置之上,利用高壓直流輸電技術(shù)將交流電壓無(wú)損耗地轉變?yōu)橹绷麟妷,其后在?jīng)過(guò)直流電逆變過(guò)程轉變?yōu)橹绷麟,以此?lái)為人們提供更為優(yōu)質(zhì)的用電服務(wù)。
3結論
總而言之,隨著(zhù)電力電子技術(shù)的持續進(jìn)步,其在電氣控制領(lǐng)域所發(fā)揮的作用也越發(fā)重要。為了更好地應用電力電子技術(shù),發(fā)揮其真正的作用,相關(guān)科研人員必須基于目前的發(fā)展現狀以及應用需求,對這一領(lǐng)域進(jìn)行深入地研究,找出其存在的不足之處并加以調整和優(yōu)化,從而進(jìn)一步提升電力電子技術(shù)的應用效果。
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電力電子技術(shù)8
摘要:社會(huì )經(jīng)濟的持續發(fā)展促進(jìn)電力技術(shù)的進(jìn)步與完善,越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)被應用在電力系統中,并取得較好的效果。在電網(wǎng)中應用電子技術(shù)可以有效提高電網(wǎng)運行速度,確保電力輸送安全;诖,文章中筆者以電力能源計量管理為研究對象,分析電子技術(shù)在其中的具體應用,并給出具體的完善措施,推進(jìn)電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展壯大。
關(guān)鍵詞:電子技術(shù);電力能源;計量管理;應用分析
1電力能源計量管理現狀與作用分析
1.1管理現狀
隨著(zhù)電子市場(chǎng)競爭變得愈發(fā)激烈,我國電子技術(shù)管理水平有了很大的提高,電子計量管理技術(shù)在實(shí)現安全生產(chǎn)的基礎上,實(shí)現管理層面的科學(xué)化治理。同樣電力能源管理范圍逐漸擴大,用戶(hù)使用過(guò)程中會(huì )出現一些問(wèn)題,因此需要應用先進(jìn)的電力能源技術(shù),創(chuàng )新和改革客戶(hù)端及變電站,全面分析電力電源整體管理工作的數據,促進(jìn)電子技術(shù)水平的提高。目前我國電力計量技術(shù)水平正在不斷提高,也是我國電力事業(yè)技術(shù)創(chuàng )新的重點(diǎn)所在。電力計量技術(shù)目前已經(jīng)初步實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化、智能化與系統化,大幅度降低工作人員工作強度,保證電力工作系統運行過(guò)程中的安全性。電力計量技術(shù)與生產(chǎn)服務(wù)逐漸趨向一體化,大幅度降低供電企業(yè)的能源消耗,需要不斷完善和更新電力企業(yè)的管理結構,調整管理流程與生產(chǎn)流程,通過(guò)科技創(chuàng )新的手段完善電子技術(shù),達成有效生產(chǎn)與管理的目的,嚴格監察電子計量的設備與管理。將電力網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)化技術(shù)應用到生活中,大幅度提高電力企業(yè)生產(chǎn)的綜合效益。
1.2作用分析
電力是維持現代社會(huì )生產(chǎn)生活正常運行的主要能源,雖然現在電力生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化與更新,在原有基礎上降低了能耗,但是從持續發(fā)展的角度分析,還需要采取措施來(lái)對資源配置進(jìn)行優(yōu)化[1]。電子技術(shù)在電力能源計量管理中的應用,正好滿(mǎn)足這一發(fā)展要求,來(lái)保證電能資源大規模計量的準確性,促進(jìn)電力事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展,提高資源配置效果;雖然我國電力行業(yè)發(fā)展迅速,但是從技術(shù)水平角度分析,大部分電力企業(yè)對電子技術(shù)的應用水平十分有限,對已經(jīng)投運的電子設備未進(jìn)行安全性能評估,并不能保證各設備運行不會(huì )對計量產(chǎn)生不良影響;社會(huì )經(jīng)濟水平的提高,對電力計量有更高的要求,電力計量一直都是關(guān)注要點(diǎn)。通過(guò)電子技術(shù)的應用,來(lái)確保電力計量的穩定性,提高電能資源質(zhì)量,滿(mǎn)足社會(huì )企業(yè)發(fā)展需求。
2促進(jìn)電子計量技術(shù)管理水平提高的措施
2.1建立健全電子計量管理體系
實(shí)際中建立健全電子計量技術(shù)管理體系,促進(jìn)電子計量管理水平的提高。通過(guò)健全制度與建立管理機構,推行崗位責任制,提高工作人員的責任意識,同時(shí)協(xié)調各工作部門(mén)間的關(guān)系。同時(shí)針對各部門(mén)制定相應的規章制度,除此之外,還需要建立相應的監督制度,提高工作人員的積極性與主動(dòng)性。進(jìn)一步落實(shí)電力計量的管理制度,建立健全工作管理的制度[2]。
2.2通過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓提高管理水平
對電力計量的工作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓,包括理論培訓與技能培訓,大幅度提高電子計量管理人員的工作能力;與此同時(shí)還需要對電力企業(yè)管理人員加強培訓,制定培訓制度時(shí)要結合不同崗位的具體要求進(jìn)行,比如科技人員應該強化電力電子技術(shù)創(chuàng )新技術(shù)能力,創(chuàng )新研發(fā)新的產(chǎn)品與技術(shù)。企業(yè)有意識的加大科技創(chuàng )新的投入力度,安排管理人員學(xué)習國外先進(jìn)管理經(jīng)驗與技術(shù),創(chuàng )新產(chǎn)品與升級,促進(jìn)電力計量技術(shù)綜合管理水平的提高。
2.3提高設備綜合管理水平
電力企業(yè)有意識的加強設備綜合管理,這是兩方面共同作用的結果:一方面電力設備是電力計量管理工作的核心組成部分,另一方面則是需要對設備進(jìn)行定期檢查,全面檢查與管理設備。電力能源的工作管理人員需要做好相應的準備工作,對設備運行狀況進(jìn)行記錄。當發(fā)現故障時(shí)要及時(shí)記錄并上報問(wèn)題,安排專(zhuān)業(yè)檢修人員判斷故障成因,采取有效措施進(jìn)行完善。對設備的一些關(guān)鍵部位,比如傳感器等創(chuàng )新研究,提高設備使用性能,延長(cháng)設備使用壽命,對強化狀態(tài)進(jìn)行識別與矯正等[3]。電力能源企業(yè)結合實(shí)際情況建立完善的電力計量設備管理體系與運行體系。建立完善的設備管理制度,同時(shí)安排專(zhuān)門(mén)的相關(guān)管理人員,通過(guò)培訓工作落實(shí)與貫徹電力能源設備的'安全管理教育工作,嚴格管理與監督設備故障,科學(xué)化管理設備,通過(guò)規范制度管理的實(shí)施,提高安全生產(chǎn)與管理效率。電力計量管理水平提高得益于電力制度的實(shí)施與制定,落實(shí)人員思想理念。
3電子計量技術(shù)應用時(shí)需要注意的問(wèn)題
近些年來(lái)我國電力計量設備技術(shù)發(fā)展迅速,在我國電力企業(yè)中得到廣泛應用。但實(shí)際中令人擔憂(yōu)的是,目前我國電力技術(shù)水平相比于發(fā)達國家還存在一定的差距,實(shí)際應用中技術(shù)與系統存在一定的問(wèn)題,創(chuàng )新電力計量技術(shù)。相關(guān)技術(shù)研究人員需要不斷學(xué)習研究國外先進(jìn)電力系統的科學(xué)技術(shù),充分吸取有效的經(jīng)驗教訓,參與到新產(chǎn)品的研發(fā)工作中,諸如傳感器這類(lèi)設備。提高研發(fā)與創(chuàng )新人員的積極性,實(shí)現高水平、科學(xué)化與先進(jìn)性的發(fā)展。同時(shí)促進(jìn)設備調節功能的強化與完善,設備故障踐行自我矯正,提高電力設備使用性能,保證其在各種環(huán)境中的正常運行,保證計量工作的準確性。創(chuàng )新與改進(jìn)電力設備傳感器核心元件,促進(jìn)提高電力設備工作的科學(xué)性,提高工作中設備的性能,延長(cháng)電子設備的使用壽命。對電力計量設備出現的各種故障進(jìn)行有效分析,提高故障診斷與檢測的準確性。有效提高設備的工作效率,同時(shí)大幅度降低故障與意外發(fā)生率[4]。通信模塊選擇時(shí)要科學(xué)進(jìn)行,選擇可靠性高的模塊,同時(shí)研究人員應該加大對通信功能與設備的研究力度。強化通信控制工作提高電力計量的管理水平,結合實(shí)際工作環(huán)境調整電力設備的系統,確保系統處于最佳的工作狀態(tài)。加強創(chuàng )新和研究不同環(huán)境下工作的最佳狀態(tài),對電力計量的設備要不斷地更新和改進(jìn),提高電力計量設備的可靠性。
4結束語(yǔ)
電力能源計量管理中應用電子技術(shù)可以顯著(zhù)提高管理效率及質(zhì)量,推進(jìn)電網(wǎng)自動(dòng)化建設進(jìn)程的加快。除此之外,還能有效降低電網(wǎng)運行故障出現的幾率,確保供電運行的穩定及持續性,在降低運行成本的基礎上實(shí)現電力企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。所以電力企業(yè)應該重視電力能源計量管理自動(dòng)化建設工作,提高計量管理自動(dòng)化水平,實(shí)現提高電力計量準確性的目的。
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電力電子技術(shù)9
(一)
一、電力電子技術(shù)傳統教學(xué)法與逆向教學(xué)法比較
傳統教學(xué)中,教師往往花大量時(shí)間先把理論體系灌輸給學(xué)生,然后才在最后篇幅結合工程實(shí)際應用做簡(jiǎn)要介紹,且經(jīng)常由于課時(shí)緊張,應用部分甚至會(huì )一語(yǔ)帶過(guò)。這造成許多學(xué)生錯誤地認為這是一門(mén)難以理解且不實(shí)用的課程,從而很難激發(fā)起學(xué)習的動(dòng)力。傳統教學(xué)中,即使實(shí)驗環(huán)節,在時(shí)間和條件均有限的條件下,也都是以驗證理論為目標的。也就是說(shuō),傳統教學(xué)中不管是課程的講授還是實(shí)驗的操作,仍然僅僅把理論知識的學(xué)習作為主要的目標。逆向教學(xué)法和傳統的教學(xué)法不同,它不是由因到果的推導,而是由果到因的回溯。在這樣的教學(xué)活動(dòng)中,老師起到的更多是引導作用,學(xué)生能夠變被動(dòng)地接受為主動(dòng)地學(xué)習。逆向教學(xué)法在教給學(xué)生新知識的同時(shí)還培養了學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力,理論結合實(shí)踐的能力,尤其是創(chuàng )新的能力,而這些能力的培養能更好的幫助他們就業(yè)后快速適應工作崗位,將知識轉化為生產(chǎn)力。
二、電力電子技術(shù)中逆向教學(xué)法的具體應用
2.1逆向教學(xué)法的可行性
采用逆向教學(xué)法,我們可以將實(shí)踐與理論結合。首先,依照學(xué)生的具體情況,選擇能夠與理論融合,又集趣味、實(shí)用和擴展性于一體的有代表性的電子產(chǎn)品或電路為實(shí)驗對象,讓學(xué)生積極動(dòng)手,借助實(shí)驗中出現的現象及得到的結果,先獲取初步的感性認識,并要求學(xué)生對實(shí)驗時(shí)遇到的問(wèn)題及疑惑的現象做好記錄。然后,任課教師再對實(shí)驗涉及的產(chǎn)品或者電路的原理進(jìn)行講授,重點(diǎn)對相關(guān)的現象和問(wèn)題做出針對性地分析及解答。最后,再讓學(xué)生以實(shí)驗的方式獲得深入研究探討的機會(huì ),讓他們好奇心得到滿(mǎn)足的同時(shí),也讓他們的學(xué)習能力被激發(fā)出來(lái)。從高等教育心理學(xué)的角度剖析,在實(shí)驗過(guò)程中,學(xué)生耳到、眼到、心到、手到,其所獲得的感官印象要比單純的課堂理論教學(xué)來(lái)得更深刻和持久。電力電子技術(shù)課程主要包括電力電子器件、電力電子變換電路、PWM控制技術(shù)、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)等教學(xué)內容,其中相當一部分的理論都很方便結合一些實(shí)例,實(shí)現用實(shí)驗的方式直觀(guān)形象地展示電路的功能及特性。
2.2逆向教學(xué)法的應用體會(huì )
通過(guò)實(shí)踐來(lái)學(xué)習,借助應用來(lái)成長(cháng)。學(xué)生知識的獲取,僅僅靠教師自顧自滔滔不絕地講解,是遠遠不夠的。比如:面對一臺電腦,打開(kāi)機箱蓋板,取出機箱電源,然后直接就實(shí)物開(kāi)始剖析。又比如:上課前交代學(xué)生自帶小型手機充電器,做為課堂上分析講解的對象。在這些過(guò)程中,教師再將整流、濾波、穩壓、PWM、DCDC變換等概念引入其中,一定會(huì )讓學(xué)生覺(jué)得電力電子技術(shù)的課堂內容不再是天書(shū)般難以接受。這樣的課程會(huì )帶給學(xué)生很大的啟發(fā),使得學(xué)生把他們熟悉的諸如電磁爐、空調、電梯等等電力電子相關(guān)設備和他們所學(xué)的知識緊密聯(lián)系起來(lái)。這樣,首先實(shí)現借助這樣的方式激發(fā)起學(xué)生的求知欲,而接下來(lái)的工作就顯得更加重要,教師需要抓住這個(gè)有利的時(shí)機,將課程內容引導到相關(guān)理論分析中去,并讓大家形成這樣一個(gè)共識,那就是理論分析是為了解決實(shí)際應用中的問(wèn)題。理論分析在這種情況下成為必須,是因為實(shí)際工程設計需要理論分析,而不是學(xué)好理論分析就可以進(jìn)入工程設計,這兩者是有本質(zhì)區別的。適度的理論分析,可以讓學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)際器件的工作原理。但這還僅僅是開(kāi)端,接下來(lái)就該進(jìn)入更深層次的學(xué)習,教師應就產(chǎn)品本身的性能優(yōu)劣,設計缺陷,改進(jìn)思路與學(xué)生一起做深入探討。因為我們不是要把學(xué)生培養成電子產(chǎn)品流水線(xiàn)上的操作工,而是需要他們成為一個(gè)具有創(chuàng )新能力的電氣電子工程師。這就要求學(xué)生不但具有工程設計的基礎知識,更需要有深厚的理論分析能力!袄碚搧(lái)源于實(shí)踐,同時(shí)也指導實(shí)踐”,要讓學(xué)生深刻認識到系統的掌握這門(mén)課程的理論知識是認識并改進(jìn)甚至發(fā)明相關(guān)產(chǎn)品的前提條件。
三、結束語(yǔ)
教學(xué)實(shí)踐證明,在某些章節中采取逆向教學(xué)法,理論講解時(shí)學(xué)生接受快、印象深,課堂氣氛活躍,課程教學(xué)事半功倍。當然,并非電力電子技術(shù)課程的全部?jì)热菥m合逆向教學(xué)法。授課教師可以根據實(shí)際情況適當篩選,或采用其他教學(xué)法,如啟發(fā)教學(xué)法、類(lèi)比教學(xué)法等。逆向教學(xué)法讓教師擺脫了舊有的教學(xué)方式,開(kāi)始更深層次的考慮教與學(xué)的問(wèn)題。不過(guò),逆向教學(xué)法要求教學(xué)時(shí)間充足,教師綜合能力較強,學(xué)生基礎知識扎實(shí)等。當然,最好的教學(xué)方法,應該是根據所授課程的內容、要求,比照學(xué)生的專(zhuān)業(yè)、素質(zhì)等特點(diǎn),篩選出最適宜的方法,再進(jìn)行綜合歸納,形成最佳的方案。這就需要廣大一線(xiàn)教師的深入實(shí)踐,努力鉆研。
(二)
一、新能源發(fā)電
隨著(zhù)我國社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展,社會(huì )的生產(chǎn)以及人們的日常生活中對電的需求急劇升高,我國人多地廣,但是煤油等不可再生資源卻非常少,目前我國已經(jīng)出現嚴重的能源危機,同時(shí)環(huán)境污染問(wèn)題也應引起我們的高度重視。新能源的開(kāi)發(fā)是我們目前亟待解決的問(wèn)題。近年來(lái),我國正在努力研發(fā)一些可重復的綠色發(fā)電裝置,像風(fēng)力、水力、太陽(yáng)能等,這些自然新能源在應用的過(guò)程中,最大的問(wèn)題是能源供給的不確定性,這會(huì )導致發(fā)電機隨天氣的變化而轉速不恒定。大功率電力電子變化器是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵設備。
二、電氣牽引中大功率電力電子技術(shù)的應用
隨電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,燃機驅動(dòng)機均在向以大功率電力電子變頻技術(shù)的電力驅動(dòng)系統發(fā)展。電氣牽引的基本原理主要是依靠電力系統提供電源,利用電力電子變頻器以及降壓器處理將變電所的電流轉變?yōu)樽兞麟娫,從而為軌道列?chē)、艦船、汽車(chē)等運行提供動(dòng)力。目前這種電氣牽引技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于人們的日常生活中,但是在列車(chē)、汽車(chē)等機車(chē)運行時(shí)會(huì )產(chǎn)生一種信號波,干擾乘客的通信質(zhì)量,對電力系統也會(huì )產(chǎn)生一些影響。同時(shí)這種大功率電力電子變頻器通常都需要單獨配置供電系統,導致投資成本較高。
三、定質(zhì)電力技術(shù)
定質(zhì)電力技術(shù)實(shí)際上是一種電力供應技術(shù),主要目的.是控制電能質(zhì)量,滿(mǎn)足用戶(hù)的特定要求,主要實(shí)現途徑是先進(jìn)的控制技術(shù)以及大功率電力電子技術(shù)。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的快速發(fā)展,社會(huì )生產(chǎn)及人們日常生活中對電能的需求量以及質(zhì)量都大大提高,比如現代企業(yè)生產(chǎn)中,計算機技術(shù)網(wǎng)絡(luò )信息系統的應用,加工工具的精密要求、變頻調速機器人以及驅動(dòng)器,自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)以及可編程控制器等設備對電路變化的敏感度較高,只要供電質(zhì)量出現一點(diǎn)小小的波動(dòng)都有可能影響產(chǎn)品質(zhì)量,造成嚴重的經(jīng)濟損失。因此很多企業(yè)用戶(hù)都自己安裝了UPS(不間斷電源)裝置來(lái)確保供電質(zhì)量,這種解決措施需要付出的代價(jià)就是增加投資成本,這是治標不治本的辦法。想要徹底解決優(yōu)質(zhì)供電問(wèn)題的關(guān)鍵是供電部門(mén)。定質(zhì)電力技術(shù)就是供電部門(mén)協(xié)調好供電質(zhì)量的主要措施,目前已經(jīng)研發(fā)出了靜止無(wú)功發(fā)生器裝置來(lái)快速調節電壓,通過(guò)變壓器、可關(guān)斷晶閘管(GTO)、儲能電路、雙極性絕緣門(mén)極三極管(IG)變換電路等設備來(lái)抑制電壓閃變,吸收和發(fā)生生電網(wǎng)的無(wú)功功率進(jìn)而提高配電網(wǎng)無(wú)功調節質(zhì)量。同時(shí)在電網(wǎng)故障時(shí),固態(tài)開(kāi)關(guān)可與靜止無(wú)功發(fā)生器配合可保持電壓恒定。
四、大功率電力電子在智能電網(wǎng)的應用
智能電網(wǎng)是近年來(lái)的熱門(mén)話(huà)題,主要是以高速雙向通信互聯(lián)網(wǎng)為基礎,利用先進(jìn)的管理體系結合現代化先進(jìn)的傳感技術(shù)、測量技術(shù)以及控制技術(shù),實(shí)現電網(wǎng)的智能化,確保電網(wǎng)系統的安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行。目前我國的電網(wǎng)智能化仍處于發(fā)展階段,智能化程度與世界上一些發(fā)達國家相比仍存在一定的差距,但是以大功率電力電子技術(shù)為核心技術(shù)的智能化趨勢已經(jīng)得到人們的廣泛認可。比如說(shuō)現在的智能電表,供電企業(yè)可以對每個(gè)用戶(hù)安裝智能電表,通過(guò)設備動(dòng)態(tài)追蹤用戶(hù)的用電情況,進(jìn)而為用戶(hù)提供更加多樣化與人性化的服務(wù)。相信隨著(zhù)電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步,電網(wǎng)的智能化程度會(huì )越來(lái)越高。
五、結語(yǔ)
大功率電力電子技術(shù)的發(fā)展與應用為我國的電力系統迎來(lái)了新的發(fā)展格局,為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù),但目前我國的大功率器件以及裝置仍然相對落后,未來(lái)應積極研發(fā)出更加經(jīng)濟、性能更好的電力電子器件以及裝置。
(三)
一、智能電網(wǎng)對電力電子技術(shù)的需求
1.1保證設務(wù)可靠安裝,滿(mǎn)足電網(wǎng)安全要求
如今,電力電子技術(shù)的發(fā)展可謂有了很好的發(fā)展,但是其現骨干的評估體系還沒(méi)有得到很好白勺完善和大規模的應用。在智能電網(wǎng)中,如何評價(jià)其電力電子裝備的運行的實(shí)用性,以及估算其對社會(huì )的價(jià)值有多少等,這些都是需要面對的問(wèn)題。在智能電網(wǎng)中,安全的運寧研口安全的運用電力電子技術(shù)對于智能電網(wǎng)的建設有著(zhù)重要的影響,同時(shí)是一個(gè)非常重要的研究i裂題。在我國的電力實(shí)業(yè)中,部分電網(wǎng)的構架結構還是相對薄弱,在很多地方,都存在著(zhù)輸配電不足的問(wèn)題,這類(lèi)問(wèn)題需要得到及時(shí)的改善,所以電力企業(yè)需要不斷加強自身電網(wǎng)構架的建設,同時(shí)要大力開(kāi)發(fā)靈舌的交流輸電裝置。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展,對電力的需求量也隨之上勤口,大電網(wǎng)的建設也是我國電力實(shí)業(yè)發(fā)展的目標和方向同時(shí)也意味著(zhù)未來(lái)的電網(wǎng)結構會(huì )朝著(zhù)越來(lái)越復雜的方向發(fā)展。在我國由于頻發(fā)自然災害,制侯災害、地質(zhì)災害等都會(huì )對電網(wǎng)的安全有著(zhù)巨大不利的影響。所以,電力實(shí)業(yè)需要利用先進(jìn)的裝置來(lái)調配電力系統,從而上勤口電網(wǎng)的構架,避免電網(wǎng)故障不斷的擴展,同時(shí)上勤口電網(wǎng)的抗故障能力和故障恢復能力。
1.2滿(mǎn)足市場(chǎng)的電力需求,不斷改善電能的質(zhì)量問(wèn)題
隨著(zhù)社會(huì )工業(yè)水平的不斷提高,對電能的質(zhì)量問(wèn)題的標準也越來(lái)越高,川門(mén)也逐漸重視這個(gè)問(wèn)題。據統計表明,在美國,因為電育瀕量問(wèn)題而導致的直接紹劑員失就高達千億美元。所以利用先進(jìn)的電力電子技術(shù)對其進(jìn)牙犯夕善是十分必要的,要不鰍勺對電能資源及其質(zhì)量進(jìn)行洲七,從而使電網(wǎng)白鎮俞配電率提侄]l提高,這也是對先進(jìn)電力電子技術(shù)白榷夔要需求
1.3將資源進(jìn)行優(yōu)化配置,使環(huán)境也得到不斷優(yōu)化
要使我國的資源得到合理的配置洲七,需要提高可再生能源的使用率。光育矯口風(fēng)能作為主要的可再生能源,主要分布在我國的西北部還有翻暗隨區,分布的不剝寺別密集,而且不太穩定,根據這個(gè)清況,這需要建立一個(gè)更加安全穩定的電力系統,建立完善的智能電網(wǎng)系統,從而保證資源能夠澎于大規模的開(kāi)發(fā)并能夠澎于遠距離輸送,并且能夠將能源和電網(wǎng)融合在一起,從而使綠色能源能夠實(shí)現可持續發(fā)展,并且提高清部琶源在能暴吉構中的七蹄口,使我國白館琶泥硒己置幣器]l合王暨勺洲七。
二、電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應尾
2.1高壓直流輸電技術(shù)的應用
在直流輸電系統中僅僅只有輸電環(huán)節時(shí)直流電在發(fā)電系統和用電系統中還是交流電,交流刻尋終端變?yōu)楦邏褐绷麟,然后將其送到直流輸電線(xiàn)路中,之后,直流電又經(jīng)過(guò)輸電線(xiàn)路達到逆變器,將高壓直流電轉變?yōu)榻涣麟,再通過(guò)環(huán)流變壓器講電能源輸送到系統中。高壓直流輸電的技術(shù)有著(zhù)獨特的優(yōu)勢,可以茜于遠距離輸電,當系統發(fā)生故障時(shí),對電網(wǎng)的影響較小,所以對長(cháng)距離大功率的輸電來(lái)說(shuō)是特別適合的,在智能電網(wǎng)中運用高壓直流的輸電技術(shù),能夠滿(mǎn)足智能電網(wǎng)遠距離、大功率的輸電要求,同時(shí)它還能夠幫助解決清部琶源的穩定勝。
2.2柔性交流輸電技術(shù)的應用
柔勝的交;稻俞電技術(shù)對于新能源和清吉能源的大規模并網(wǎng)來(lái)說(shuō)起著(zhù)重要的作用,是一種關(guān)鍵性的技術(shù),它綜合了微電子技術(shù)、控制技術(shù)、圃言技術(shù)以及電力電子技術(shù),能夠對電網(wǎng)系統中的交流輸電進(jìn)行靈活的擴至,并且最大限度的提高電力系統的穩定勝和反應諫磨,從而提高電力能原的輸1關(guān)諫磨。在我國的智能電網(wǎng)中,特高壓輸電是作為其差腸出的所以要綜合考慮新能源和清部旨源的隔離以及接入清況,柔性的交流輸電技術(shù)為其提供了很多幫助,川門(mén)也越來(lái)越重視此項技術(shù),通過(guò)將其與現代白勺控制技術(shù)進(jìn)寧稿蟲(chóng)合,智能電網(wǎng)能夠將各種電力參數進(jìn)行聯(lián)系和調節,從而閣氏全封員,確保系統安全白場(chǎng)孟行以及輸送電能白胡隱定勝。
2.3智能開(kāi)關(guān)技術(shù)的應用
智能開(kāi)關(guān)技術(shù)尉旨,在電流、電壓的指定位置將電路執行斷開(kāi)或者閉合。智能開(kāi)關(guān)包括殼體、數個(gè)分開(kāi)關(guān)和總電源開(kāi)關(guān),總電源開(kāi)關(guān)能夠進(jìn)行總過(guò)流保護和過(guò)壓,數個(gè)分開(kāi)關(guān)是整體結合式,有過(guò)流和防漏電功能,使系統能夠安全可靠的運行,保證家用電器設備能夠不受到影響。隨著(zhù)智能電網(wǎng)不斷的發(fā)展,開(kāi)關(guān)設備等也朝著(zhù)高品質(zhì)和高性能的方向進(jìn)步,同日邯道荀言息傳感技術(shù)、計算樹(shù)支術(shù)以及微電子技術(shù)等更加智育日七。
2.4高壓變頻技術(shù)的應用
高壓變頻技術(shù)的最大優(yōu)勢是它的節電率可以達到30%,但是它也存在一定的缺陷二它的成本較高,在運行時(shí)容易產(chǎn)生高次諧波的污染如果在電力系統中運用止匕頁(yè)技術(shù),其節能效果會(huì )非常明顯,對于工業(yè)用戶(hù)而言,使他們能夠更好的實(shí)現節能礴非的效果。在國內生產(chǎn)高壓變頻設備的廠(chǎng)家中,很多是采用多電平技術(shù),其他結構形式的高壓變頻器也有一定的發(fā)展,例如二混合結構技術(shù)、中亞三電平技術(shù),他們都有著(zhù)高密度工藝、緊湊的結構、靈舌的控制以及四象限運行的優(yōu)點(diǎn),是高壓變頻技術(shù)未來(lái)的主要發(fā)展方向。
三、結束語(yǔ)
本文對智能電網(wǎng)中先進(jìn)的電力電子技術(shù)進(jìn)行了探討,得出智能電網(wǎng)能夠創(chuàng )造更多的經(jīng)濟和社會(huì )效益,對環(huán)境和能源的保護起著(zhù)關(guān)鍵作用,對可持續發(fā)展的實(shí)施有著(zhù)重要的引導作用。但是就目前而言,我國在智能電網(wǎng)中的建設中還存在著(zhù)各類(lèi)大大小小的問(wèn)題,這就需要專(zhuān)業(yè)的研究人員重視對電力電子技術(shù)以及信息譽(yù)里白勺探討,從而保證智能電網(wǎng)的順利運行。
(四)
一、簡(jiǎn)析電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的作用
隨著(zhù)我國電力系統的不斷發(fā)展,社會(huì )用電需求的不斷增加,電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中的作用將會(huì )越來(lái)越重要。在智能電網(wǎng)運行的過(guò)程中我們將會(huì )面對很多問(wèn)題:何如使智能電網(wǎng)在一個(gè)相對較為安全的環(huán)境中運行?如何是電子設備運行的更加穩定?如何提高電子設備的質(zhì)量?筆者將在下文中一一進(jìn)行論述。
1.1對設備的可靠性、電網(wǎng)的安全性的保障作用
盡管目前的電力電子技術(shù)發(fā)展迅速,應用廣泛,但是其實(shí)質(zhì)的系統并沒(méi)有得到完善。在智能電網(wǎng)運行的過(guò)程中最重要的問(wèn)題就是其運行的安全性。不僅如此,在電力實(shí)業(yè)中,有很多電網(wǎng)結構都存在著(zhù)不同程度的漏洞與問(wèn)題,這都需要電力企業(yè)不斷加強智能電網(wǎng)的建設。此外,我國頻頻發(fā)生的自然災害等都對電網(wǎng)的安全運行造成階段的隱患,針對這種情況,電力企業(yè)一定要不斷引進(jìn)先進(jìn)的裝置對電力系統進(jìn)行調配以保證智能電網(wǎng)安全、可靠的運行。
1.2滿(mǎn)足社會(huì )對電能的需求,不斷提高電能的質(zhì)量問(wèn)題
隨著(zhù)人們生活水平的提高、工業(yè)化程度不不斷加深,對電能的需求量越來(lái)越大,對電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。有數據顯示,美國曾經(jīng)因為電能的質(zhì)量不達標,導致?lián)p失了千億美元,由此可見(jiàn),保證電能質(zhì)量的重要性。因此電力企業(yè)一定要不斷引起先進(jìn)技術(shù)和設備,盡可能的提高智能電網(wǎng)的輸配電率,對電能質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí),這也體現出電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的重要作用。
1.3能夠有效的促進(jìn)可再生能源的利用
太陽(yáng)能、風(fēng)能等是目前應用比較廣發(fā)的可再生能源,目前我國的陸地風(fēng)能和光伏發(fā)電資源主要集中在東北、華北等地區,相關(guān)數據表明,截至到20xx年,我國的風(fēng)能產(chǎn)電可以達到一千到一千五百億瓦特,光伏發(fā)電可以達到二百億瓦特,其中將風(fēng)力發(fā)電得到的電能投入到千瓦級基地的開(kāi)發(fā)中,將太陽(yáng)能發(fā)電則呈現出分散接入和大規模開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)?稍偕茉撮_(kāi)發(fā)的大規模性、分散性對電網(wǎng)的安全運行提出了更高的要求。促進(jìn)可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵因素之一就是要利用智能電網(wǎng)的建設對可再生能源的調度與控制經(jīng)行預測與把握。這一切都需要加強電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用,只有充分的利用電力電子技術(shù)才能保證各種可再生能源發(fā)電的大規模、遠距離輸送,使智能電網(wǎng)能夠更好的容納、適應可再生能源,進(jìn)而提高清潔能源的比重,對全球氣候變暖的現狀起到一定的緩解作用。
1.4節能減排技術(shù)的需要
實(shí)踐證明,節能減排是一項歷時(shí)漫長(cháng)、進(jìn)展復雜的艱巨性工作,國家的相關(guān)部門(mén)如電監會(huì )、國家發(fā)展和改革委員會(huì )等也加大了對節能減排工作的重視程度,并且對全國的節能減排工作進(jìn)行了檢查,調查結果顯示,要想不斷的提高清潔能源的利用率一定要突破電力電子中的瓶頸技術(shù),通過(guò)利用較為可靠的電力電子技術(shù)裝置來(lái)提高電能的輸送能力,在最大程度上做到節能減排。
二、加強電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中應用的有效措施
電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中具有十分重要的作用,要想保證智能電網(wǎng)安全、良好的運行,首先就要加強電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中的應用。筆者將在下文中對加強電力電子技術(shù)在電網(wǎng)中應用的措施進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
2.1解析高壓直流輸電技術(shù)的應用
在直流輸電的過(guò)程中,只有輸電環(huán)節的電能是直流電,在發(fā)電和用電的過(guò)程中都是交流電,然后在終端處加高壓,使交流電再變成直流電輸送到直流輸電線(xiàn)中,加壓后的直流電經(jīng)過(guò)逆變器又變成了直流電,最后通過(guò)環(huán)流變壓器將剩余的電能輸送到用電系統中。這種在直流輸電的過(guò)程中加壓的技術(shù)具有獨特的優(yōu)點(diǎn),那就是能夠實(shí)現遠距離、大功率輸電,不僅如此,它還可以處理清潔能源穩定性的問(wèn)題。
2.2解析柔性的交流輸電技術(shù)的應用
柔性的交流輸電技術(shù)是一項非常重要的技術(shù),在新能源和清潔能源的并網(wǎng)方面起到十分重要的作用,其中包含了很多技術(shù)如:微電子技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)等,柔性的交流輸電技術(shù)能夠在最大程度上提高電力系統的穩定性及與運行速度,還可以提高交流輸電的靈活性,最終提高交流電的輸電速度。作為我國智能電網(wǎng)的基礎,特高壓輸電子對其起到很重要的作用,因此,一定要充分的考慮新能源和清潔能源的隔離以及接入問(wèn)題,而柔性的交流輸電技術(shù)恰好可以緩解這一問(wèn)題,這也是人們越來(lái)越重視該技術(shù)的原因之一,不僅如此,還有很多供電企業(yè)將柔性的交流輸電技術(shù)與先進(jìn)的控制技術(shù)進(jìn)行有機結合,以在最大程度上降低損耗,確保輸電過(guò)程的安全可靠性。
2.3解析智能開(kāi)關(guān)的應用
所謂智能開(kāi)關(guān)指的就是在電流或者電壓的指定位置可以斷開(kāi)或者閉合電路。智能開(kāi)關(guān)主要由殼體、分開(kāi)關(guān)、總開(kāi)關(guān)以及總電源開(kāi)關(guān)組成,總電源開(kāi)關(guān)可以對整個(gè)系統進(jìn)行保護;幾個(gè)分開(kāi)關(guān)是整體結合式的,具有過(guò)流和防止漏電的功能,可以保證系統的安全運行,確保家用電器不受到影響。此外,隨著(zhù)我國科技的不斷進(jìn)步,智能電網(wǎng)的級別也不斷升高,智能開(kāi)關(guān)的功能和質(zhì)量也在逐漸升高。
2.4解析高壓變頻技術(shù)的應用
高壓變頻技術(shù)的最大優(yōu)勢就是它能夠節約百分之三十的電,但是該項技術(shù)的成本較高,在運行的過(guò)程中容易產(chǎn)生污染,如果在電力企業(yè)應用該項技術(shù)一定會(huì )體現出非常優(yōu)越的技能性,如果工程應該該項技術(shù)則會(huì )更好的實(shí)現節能減排。目前我國有很多生產(chǎn)高壓變頻設備的工廠(chǎng),大多數都是采用多電平技術(shù),而其他類(lèi)型的高壓變頻器也得到了很大的發(fā)展空間,如混合結構技術(shù)、中亞三電平技術(shù)等,這些技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn),如結構緊湊、密度精藝高、控制靈活等。
2.5FACTS技術(shù)的應用
FACTS技術(shù)主要指的是將電力電子設備作為基礎,將現代控制技術(shù)與之進(jìn)行有機結合,達到快速靈活控制原有交流輸電系統參數及網(wǎng)絡(luò )結構的目的,進(jìn)而達到提高線(xiàn)路輸送電能的能力,并增強系統的穩定性、可靠性。近些年,隨著(zhù)電子技術(shù)的不斷發(fā)展,FACTS技術(shù)也有了突破,將原先的半控制器件的靜止無(wú)功補償器升級為可關(guān)斷器件的靜止同步補償器,將可控串補技術(shù)升級為統一潮流控制器,FACTS技術(shù)的這一系列轉變升級都證明了該項技術(shù)的活力和可發(fā)展空間。此外,我國的能源分布與資源需求是逆向分布的,這就需要充分實(shí)現大范圍的能源的轉移,而提高線(xiàn)路的輸送能力成為解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵因素。此外,還需要解決大范圍轉移能源過(guò)程中產(chǎn)生的潮流調控、系統震蕩、電壓不穩定等問(wèn)題。
2.6電能質(zhì)量技術(shù)的應用
一般工業(yè)上對電能質(zhì)量技術(shù)的需求比較大,這也促進(jìn)了相關(guān)技術(shù)和領(lǐng)域的發(fā)展。國家上有很多國家在電能質(zhì)量技術(shù)方面已經(jīng)達到了相當高的水平,如美國、日本、印度等。目前在國際上針對提高電能質(zhì)量的技術(shù)裝置包括有源電力濾波器、動(dòng)態(tài)電壓調節器等。要想使電能質(zhì)量技術(shù)在智能電網(wǎng)中得到廣泛應用,首先就要逐漸完善電能質(zhì)量的評估標準與等級劃分要求,并且針對供電接口的經(jīng)濟性方面要建立內部技術(shù)等級評估體系和用戶(hù)關(guān)于經(jīng)濟性的評估體系,建立健全相關(guān)的法律法規,促進(jìn)智能電網(wǎng)"經(jīng)濟性"運行。
三、結束語(yǔ)
通過(guò)論述,我們可以清晰的認識到目前我國在電力電子技術(shù)方面的缺陷。電能是一個(gè)國家發(fā)展的基礎組成部分,加強電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用對于我國電力事業(yè)的發(fā)展、整個(gè)社會(huì )的進(jìn)步都起到十分重要的作用。這使我們的電力工作人員承受巨大的壓力、面臨嚴峻的挑戰。盡管我國目前的電力電子技術(shù)還不是很完善,在智能電網(wǎng)的應用中還存在很多問(wèn)題,在未來(lái)探索的道路上更是充滿(mǎn)坎坷,但是我堅信,天道酬勤,只要我們廣大奮斗的電力事業(yè)第一線(xiàn)的工作人員恪盡職守、無(wú)私奉獻,不斷對加強電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用獻謀獻策,對我們的未來(lái)充滿(mǎn)信心,踏實(shí)肯干、務(wù)實(shí)求真,一定能夠在最大程度上推動(dòng)我國電力事業(yè)的發(fā)展,是電力電子技術(shù)更好的應用于智能電網(wǎng)中,為我國經(jīng)濟的發(fā)展和社會(huì )的進(jìn)步獻出自己的一份力量。
(五)
一、電力電子技術(shù)的研究?jì)热?/strong>
1.1功率半導體器件
功率半導體器件,其實(shí)就是電力電子器件,是使用在電能變化和電能控制電路中的大功率電子操作器件,通常情況下會(huì )分成三種類(lèi)型,分別是半控型器件、全控型器件和不可控型器件。在這之中,半控型期間的晶體閘管一般是半控器件,在電壓以及電流容量的承受力上。是所有器件之中最多的。全控型器件也能夠分成電流驅動(dòng)型器件以及電壓驅動(dòng)型器件;第三類(lèi)不可控制器件的電力二極管其實(shí)是不可控器件,并且一般的工作原理以及組織結構相對來(lái)說(shuō)更為的簡(jiǎn)易,也有更高的可靠性能。
1.2電力電子電路的整體操控
大功率的電子電路是借助功率半導體器件開(kāi)展更替和工業(yè)操作把控電能的大功率器件,電力電子電路的一般把控對象時(shí)工業(yè)點(diǎn)鉻,通常出現最多的工作程度時(shí)盡量的把能量的消耗量降至最低。功率半導體器件通常工作中是處于一種開(kāi)關(guān)的模式之中,這樣的操作模式能夠有效的降低電路之中的能量耗損,所以電力電子其實(shí)就是一種功率比較大的開(kāi)關(guān)電路,其工作原理是借助不高的信號對電能進(jìn)行把控操作。
1.3電力電子變化器的主電路
工作的主要核心借助的是功率半導體器件,電力電子變化器的主電路使用的是另外一種電路拓撲結構和控制方式,這樣做的話(huà)能夠有效的實(shí)現對電能的變化和操控等一般操作、變化器的主電路拓撲結構其實(shí)本質(zhì)上是把有源功率以及無(wú)源功率半導體器件依照設定好的規律做排列組合,在這個(gè)形式下而形成的一種電路,拓撲優(yōu)化簡(jiǎn)單的說(shuō)就是在變化器的設計過(guò)程中,經(jīng)過(guò)科學(xué)可靠的選擇的網(wǎng)絡(luò )中的各個(gè)工作元件的確切位置,從而有效的實(shí)現高頻化、高功率的目標。
二、先進(jìn)電子電力技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應用
2.1使整個(gè)的電網(wǎng)資源能夠得到最大的優(yōu)化
我們所熟知的柔性輸電技術(shù)已經(jīng)不再需要對現在有的設備進(jìn)行大范圍的改動(dòng),就可以把電網(wǎng)的配電功能做表達,使得水電以及核電等各種可再生的潔凈能源能夠完成長(cháng)距離的配送,正確有效的將我國的能源分布不均衡的問(wèn)題平衡好。另外,我國各個(gè)有關(guān)部門(mén)也可以以智能電網(wǎng)為載體,進(jìn)行電力資源的優(yōu)化配置。
2.2提升電網(wǎng)運行的安全性
將當前的柔性交流技術(shù)和直流技術(shù)與傳統的輸電技術(shù)做比對,有更快的響應能力,并且把控能力也更好?梢允沟弥悄茈娋W(wǎng)的輸電建設更加的有效率。并且,一些先進(jìn)性交強的電力電子技術(shù)能夠為不一樣的電力用戶(hù)提供個(gè)性化的能耗降低操作,更加有效的降低損失,提升整個(gè)電網(wǎng)的服務(wù)性水平。
2.3提升城市的規劃建設
現如今的城市在電量的使用上有了更高的數量要求,之前的高空電網(wǎng)現在已經(jīng)不能和用戶(hù)的需要相適應了,耗損不斷的變多,并且直接暴露在空氣中,發(fā)生事故的概率也會(huì )加大?墒侨嵝灾绷鬏旊姾腿嵝越涣鬏旊,使用的電纜是深埋地下的,這樣的話(huà)不僅不會(huì )影響市容市貌,同時(shí)電磁也不會(huì )受到其的顯著(zhù)影響,適時(shí)的加大遠距離的電力輸送,可以為將來(lái)的城市建設提供更多的并且更加科學(xué)有效的設計建設規劃。
2.4高壓變頻技術(shù)使用在智能電網(wǎng)中
高壓變頻技術(shù)的本質(zhì)性?xún)?yōu)點(diǎn)就是能夠有效的節約電量消耗,達到了三成以上的水平,但是其中的缺陷也是存在的,主要的缺點(diǎn)就是成本太高,而且很容易造成高次諧波污染的情況。將這個(gè)使用到電力運行操作體系之中,節能效果更加突出,是用戶(hù)實(shí)現節能減排的首要方式。在國內的高壓變頻器的生產(chǎn)商中,使用的最多的是功率單元串聯(lián)的多電協(xié)調操作方式,但是其他的各種組織形式也包含在了高壓變頻器的發(fā)展范圍之中,比如使用最多的混合結構技術(shù)和中亞三電平技術(shù)等,這些的共同特點(diǎn)就是有較高的工藝密度,而且組織結構也相對緊密,有靈活的控制能力,并且四象限優(yōu)勢突出,是將來(lái)的高壓變頻技術(shù)主要的發(fā)展方向。未來(lái)我國的直流電操作體系會(huì )形成特高壓等級次序,從而形成額定的電流。
三、結語(yǔ)
先進(jìn)電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,電力行業(yè)內的發(fā)展形勢也煥然一新,有效的提升了電力的使用效率,同時(shí)對電能分布性的流動(dòng)趨勢得到了體現。用戶(hù)真正的感受就是智能電網(wǎng)更加的便捷。電力電子技術(shù)對促進(jìn)整個(gè)電網(wǎng)的穩定有序發(fā)展做出了巨大貢獻,為電網(wǎng)中加入可再生能源以及關(guān)鍵技術(shù)提升了社會(huì )經(jīng)濟效益,有效的提升了用戶(hù)的滿(mǎn)意程度,促進(jìn)了電網(wǎng)朝著(zhù)又好又快的方向發(fā)展。智能電網(wǎng)作為未來(lái)的電網(wǎng)發(fā)展方向,對于能源節約以及環(huán)境保護起到的效果是十分重要的,但是還有一些地方值得更好完善,電力電子技術(shù)使用在智能電網(wǎng)之中的應用也將更加廣泛。
(六)
一、探究式教學(xué)在數字電子技術(shù)實(shí)驗中的應用
1.基礎性實(shí)驗階段
基礎性實(shí)驗包括各種儀器設備操作、門(mén)電路電特性及邏輯功能測試、簡(jiǎn)單數字集成電路使用、EDA軟件使用及PCB板制作等,針對初學(xué)者的知識背景,著(zhù)重培養學(xué)生規范的實(shí)驗基本技能和思維方式,使學(xué)生初步掌握科學(xué)的實(shí)驗方法和實(shí)驗設計思想。傳統的基礎性實(shí)驗是由教師先講解、再做示范演示,然后讓學(xué)生進(jìn)行有針對性的模仿,并把觀(guān)察到的現象、結論總結出來(lái)。這樣的實(shí)驗教學(xué)使學(xué)生完全處于被動(dòng)地位,大大降低了學(xué)生對實(shí)驗的熱情和探究的欲望。為此,我們增加了部分有探究?jì)r(jià)值的基礎性實(shí)驗,如信號測量與誤差分析、門(mén)電路扇出系數測算和數字集成電路故障判斷等,這樣學(xué)生就可以在模仿的基礎上,按照自己的思路來(lái)選擇儀器、設備及元器件,自行設計實(shí)驗,養成探究習慣和科學(xué)態(tài)度。學(xué)生還可以在課前、課后借助EDA工具軟件,以“軟代硬”搭建虛擬仿真實(shí)驗平臺,進(jìn)行反復練習與驗證。
2.設計性實(shí)驗階段
設計性實(shí)驗以操作能力訓練為基本內容,以提升理論知識應用為重點(diǎn),以電路設計能力為目標。我們將探究式教學(xué)引入設計性實(shí)驗的具體做法是:實(shí)驗的入口是題目或器件引導,中間實(shí)踐環(huán)節是以理論課知識及學(xué)生平時(shí)實(shí)踐經(jīng)驗積累為基礎,出口是實(shí)驗結果;事先只給出題目、器件范圍及功能要求,不明確實(shí)驗的具體要求和水平,只有在學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)教師才會(huì )給予必要指導。這種新的探究式實(shí)驗教學(xué)模式極大地調動(dòng)起學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的積極性,也激發(fā)了學(xué)生的想象力和創(chuàng )造力,學(xué)生設計方案呈現出靈活性、多樣化的特點(diǎn)。
3.綜合性實(shí)驗階段
綜合性實(shí)驗在完成規定的基礎性實(shí)驗和設計性實(shí)驗基礎上進(jìn)行。通過(guò)嘗試解決一些工程、科研方面的問(wèn)題,使學(xué)生熟悉掌握科學(xué)研究的基本過(guò)程,提高學(xué)生理論知識應用能力、探究性實(shí)驗能力和團隊合作能力。
。1)選擇合適題目,激發(fā)學(xué)生探究興趣。綜合性實(shí)驗題目來(lái)源主要有三種途徑:一是教師的教學(xué)研究成果和科技研究成果;二是工程應用項目,但這些項目適合于教學(xué)的可能有限,需要二次加工、提煉,方可用于教學(xué);三是學(xué)生在課外學(xué)習及科技創(chuàng )新活動(dòng)中完成的項目(經(jīng)過(guò)篩選)。實(shí)驗題目要結合現代電子技術(shù)發(fā)展、應用水平動(dòng)態(tài)設置,具有一定的水平和前瞻性,鼓勵學(xué)生根據自己的構思設計實(shí)驗題目。實(shí)驗題目名稱(chēng)最好讓學(xué)生聽(tīng)(看)到后就能知道該實(shí)驗有什么用途,這樣學(xué)生能夠知道查閱哪方面資料,做什么樣的準備,激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣和好奇心。例如“交通信控制器”題目,從名字上就可知道它是應用于機動(dòng)車(chē)流量疏導的交通設施,其工作原理屬電子技術(shù)范疇,學(xué)生通過(guò)親自到交道口觀(guān)察,就能夠了解到該設備的功能與工作流程。
。2)明確任務(wù)要求,引導學(xué)生思維。綜合性實(shí)驗融合各專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),對課程教學(xué)內容按照其自身特性和教學(xué)需要進(jìn)行分類(lèi)設計和調整重組。根據教學(xué)大綱及實(shí)驗條件明確實(shí)驗教學(xué)情境,對實(shí)驗內容、實(shí)驗過(guò)程及實(shí)驗要求等某些細節作具體介紹。例如在確定“交通信控制器”這一教學(xué)情境后,向學(xué)生簡(jiǎn)單描述項目的用途、工作原理、技術(shù)性能指標等,任務(wù)描述越具體、翔實(shí),就越具有可操作性。此外,綜合性實(shí)驗內容抽象、偏深、工程性強、難以掌握,單靠學(xué)生的自主實(shí)驗不易完全理解、掌握,教師要運用科學(xué)方法啟發(fā)學(xué)生思維,引導學(xué)生將學(xué)習掌握的知識、經(jīng)驗和探究?jì)热萋?lián)系起來(lái)。教師還要結合學(xué)生的個(gè)體差異、目標層次采取不同程度的積極引導,教師引導行為的差異會(huì )對綜合性實(shí)驗的廣度和深度產(chǎn)生一定的影響和制約。
。3)開(kāi)放優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,自主設計實(shí)驗方案。學(xué)生根據經(jīng)驗、知識、水平和興趣選擇適合自己的題目之后,他們關(guān)注的重點(diǎn)就轉移到實(shí)驗方案設計上。學(xué)生自主設計實(shí)驗方案可以通過(guò)兩種途徑:一是通過(guò)圖書(shū)館、實(shí)驗室及互聯(lián)網(wǎng)獲取第一手資料,再經(jīng)過(guò)認真加工、整理、完善;二是通過(guò)電工電子教學(xué)網(wǎng)站瀏覽優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。教師立足理論技術(shù)的創(chuàng )新、開(kāi)發(fā)與應用,通過(guò)多項。ㄐ#┘壗逃虒W(xué)改革立項開(kāi)發(fā)出多種優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源,這些優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源以教師的啟發(fā)指導為輔,既呈現出示范性效果,又可服務(wù)于學(xué)生自主學(xué)習及仿真實(shí)驗設計、調試的演練。在設計方案可行性研究過(guò)程中,學(xué)生自主探究,也可以尋找合作伙伴,組織討論小組,提出問(wèn)題,探討解決問(wèn)題的方案,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力,以便獲得最佳方案。教師要針對設計實(shí)驗方案可行性及結果提出預判,避免學(xué)生走彎路。此外,為了使綜合性實(shí)驗能夠真實(shí)模擬科學(xué)研究活動(dòng),在參照科研項目及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程基礎上,撰寫(xiě)出具有規范性、科學(xué)性、創(chuàng )新性的實(shí)驗報告,引導學(xué)生熟悉掌握科學(xué)研究思路和過(guò)程。
。4)開(kāi)放實(shí)驗環(huán)境,力求探究性成果。綜合性實(shí)驗改變了傳統的“百人一題、報告千篇一律”現象,相同的或不同的題目在層次上、水平上存在較大差異,因此,在時(shí)間、空間、設備等方面對實(shí)驗室提出更高的條件和要求。綜合性實(shí)驗采取課內與課外結合方式進(jìn)行,時(shí)間為1周。期間,教師要有針對性地穿插安排2~3次(8學(xué)時(shí))集中授課,內容包括資料查新、項目基本情況介紹及設計要求、數字系統設計方法及步驟、數字系統調試與測量等。實(shí)驗室管理如同圖書(shū)館模式,全天候開(kāi)放,要求學(xué)生具有較強熱情和自律性。從查閱資料、選擇元器件、構思實(shí)驗方案,再到設計、安裝、調試電路,直到完成全部實(shí)驗,學(xué)生均獨立進(jìn)行,實(shí)驗室只負責驗收,對學(xué)習成績(jì)優(yōu)秀或有特長(cháng)的學(xué)生開(kāi)展個(gè)性化培養。實(shí)驗室還實(shí)行消耗器材、教材及教具開(kāi)放。學(xué)生首先在EDA軟件平臺上對電路各子功能模塊進(jìn)行設計調試,然后聯(lián)調各子模塊,再整體調試系統,直到仿真無(wú)誤,最后將仿真實(shí)現的電路再進(jìn)行硬件搭接調試。整個(gè)探究實(shí)驗過(guò)程環(huán)環(huán)緊扣,成果展示形式多樣,通過(guò)聲音、圖像、數據、光電、按鍵等呈現出學(xué)生熟悉的一些產(chǎn)品,讓學(xué)生由衷地產(chǎn)生自豪感和成就感。
二、探究式實(shí)驗的成績(jì)評價(jià)
在數字電子技術(shù)課程的實(shí)驗中采用探究式教學(xué)方式,就是要保證每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗效果,切實(shí)達到本科專(zhuān)業(yè)理論課程教學(xué)的目的。這就需要以人為本,強調整體性評價(jià)觀(guān),不僅僅要關(guān)注最終的結果,還要考察實(shí)驗的計劃安排、各部分任務(wù)及其完成情況,每個(gè)實(shí)驗環(huán)節、步驟都要求有文字記錄并賦予一定的考核分值。在考核內容上要進(jìn)行全面評估,主要涉及學(xué)生的學(xué)習態(tài)度、選題的難易與創(chuàng )新程度、查閱利用相關(guān)信息資源的能力、掌握運用專(zhuān)業(yè)理論和知識分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力、口頭和文字表達能力、展示成果的課件制作能力等。當然,在數字電子技術(shù)探究式實(shí)驗教學(xué)管理和全面評估中要盡可能避免學(xué)生中出現“搭便車(chē)”、不勞而獲的現象。教師的管理者角色十分重要,要及時(shí)了解動(dòng)態(tài),發(fā)現問(wèn)題,調控糾偏,最后在全面綜合各方面情況基礎上對學(xué)生實(shí)驗成績(jì)做出客觀(guān)結論。
四、探究式實(shí)驗應注意的問(wèn)題
1.教師方面
。1)加強教學(xué)組織能力。在探究式實(shí)驗教學(xué)中,教師是指導者和組織者,因學(xué)生個(gè)性差異不同、實(shí)驗題目層次不同,教師能否把一個(gè)整體實(shí)驗過(guò)程引導好、組織好直接關(guān)系到探究式實(shí)驗教學(xué)實(shí)施的效果。
。2)提高問(wèn)題設計能力。探究式實(shí)驗教學(xué)強調課程資源的開(kāi)放性,整個(gè)教學(xué)過(guò)程均由問(wèn)題驅動(dòng),要求教師用系統方法對問(wèn)題進(jìn)行整體布局、規劃、實(shí)施。教師的問(wèn)題設計能力包括教學(xué)目標設定、實(shí)驗需求分析、教學(xué)資源設計和認知工具運用等。
。3)發(fā)揮示范性指導作用。在探究式實(shí)驗教學(xué)中,教師應以自身的創(chuàng )新為出發(fā)點(diǎn),激發(fā)學(xué)生探究問(wèn)題的興趣,不僅要在認識上引導學(xué)生開(kāi)展充分的思考,而且要在情感上與學(xué)生進(jìn)行不斷的交流,營(yíng)造一個(gè)和諧的課堂氣氛。教師的示范性指導作用包括科研水平、教學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗、操作技能熟練程度、教學(xué)方法先進(jìn)及教學(xué)理念創(chuàng )新等。
。4)培養綜合評價(jià)能力。探究式實(shí)驗教學(xué)評價(jià)強調整體性評價(jià)觀(guān),要看結果,但更重過(guò)程,不僅對學(xué)生解決問(wèn)題的情況做出評價(jià),還要對學(xué)生在探究過(guò)程中的態(tài)度、協(xié)作、方法等情況進(jìn)行評價(jià),因此,這就要求教師具有綜合評價(jià)能力。
2.學(xué)生方面
加強文字處理、圖像編輯、表格處理、Internet連接等信息技術(shù)處理與應用能力,掌握一定的專(zhuān)業(yè)軟件的應用技術(shù)。提高行為控制能力。在探究式實(shí)驗教學(xué)中,學(xué)生的學(xué)習方式和實(shí)驗時(shí)間安排自由度較大,如果缺少主動(dòng)性、自控能力,就很難保證教學(xué)效果。發(fā)揮交流協(xié)作能力。在探究式實(shí)驗教學(xué)中,綜合性實(shí)驗題目數量眾多,方案靈活多樣,時(shí)間相對寬松自由,因此,學(xué)生與教師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流與協(xié)作對解決出現的問(wèn)題尤為重要。培養自主性研究能力。在探究式實(shí)驗教學(xué)中,教師把教學(xué)內容巧妙地隱含在任務(wù)之中,學(xué)生圍繞某一主題主動(dòng)地搜集信息、選擇信息和加工處理信息,積極主動(dòng)地探究和構建知識體系,然后通過(guò)思維創(chuàng )新,應用知識解決問(wèn)題,不斷提高自身的研究能力。
電力電子技術(shù)10
摘要:課程設計是工科實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要的環(huán)節。本文結合哈爾濱工業(yè)大學(xué)的教學(xué)實(shí)踐,對電力電子技術(shù)課程設計的開(kāi)設和實(shí)施進(jìn)行了探索和研究。本文首先分析了電力電子技術(shù)課程設計的現狀和問(wèn)題,然后介紹我校自主開(kāi)發(fā)的電能變換器通用實(shí)驗平臺及利用此平臺開(kāi)設和實(shí)施電力電子技術(shù)課程設計的情況。最后提出在現有實(shí)驗平臺基礎上擴展為綜合性課程設計實(shí)驗平臺的設想,并總結了課程設計的建設經(jīng)驗。
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù)課程論文
電力電子技術(shù)是電氣工程專(zhuān)業(yè)的重要的專(zhuān)業(yè)課,該課程綜合了弱電和強電兩個(gè)大的領(lǐng)域的學(xué)科,是近幾十年新發(fā)展起來(lái)一門(mén)技術(shù)。其應用領(lǐng)域廣泛包括自動(dòng)化、電機和電器控制、電力系統等方面,具有非常好的前景和較高的技術(shù)經(jīng)濟效益。
電力電子技術(shù)的綜合性、應用性和實(shí)踐性很強,尤其是實(shí)踐環(huán)節是電力電子技術(shù)必不可少的部分。隨著(zhù)新疆近些年工業(yè)的大力發(fā)展,工業(yè)自動(dòng)化水平的要求越來(lái)越高,為了滿(mǎn)足人才市場(chǎng)日漸增長(cháng)的需求,進(jìn)一步積極研究和探索電力電子技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)方法和教學(xué)手段,構建與工農業(yè)發(fā)展相適應的電力電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)的新方案是一個(gè)值得研究的課題。
1、完善電力電子技術(shù)課程設計
由于電力電子技術(shù)理論學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí),受到電氣專(zhuān)業(yè)總學(xué)時(shí)的限制,一般院校都沒(méi)有開(kāi)始電力電子技術(shù)課程設計,另外電力電子技術(shù)課程設計的經(jīng)費需求也較高,和模擬電子和數字電子的元器件相比,電力器件的價(jià)格往往要高得多,同時(shí)電力器件都工作在高電壓、大電流下,因此實(shí)驗安全性也是重要的制約因素。
課程設計是工科實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要的環(huán)節。指導教師根據教學(xué)計劃對學(xué)生進(jìn)行基礎或專(zhuān)業(yè)強化訓練。課程設計能夠培養出學(xué)生把理論和實(shí)踐相結合的能力,能夠初步完成把知識轉化成現實(shí)生產(chǎn)力的可能。
電力電子技術(shù)我校是在20xx年開(kāi)課,其課程設計剛開(kāi)設,具體設計要求有:一方面主電路的設計。主電路不用半空器件晶閘管,不論是整流電路、逆變電路還是斬波電路都改為全控器件MOSFET和IGBT。另一方面,由于全控器件的開(kāi)關(guān)頻率遠遠大于半控器件,因此對全控器件的控制方法如脈沖寬度調制技術(shù)等要強化。
在課程設計的實(shí)施過(guò)程中,通過(guò)分組完成,每個(gè)小組分配不同的任務(wù),按照完成的.質(zhì)量給予不同,選出最好的結果給予頒發(fā)獎勵證書(shū),大大促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的積極性。同時(shí)給學(xué)生充分的自主權,指導教師事先不做示范設計,即便對于學(xué)生燒毀元器件等現象,也鼓勵學(xué)生自主完成,這樣既減少指導教師的工作負擔,又提高學(xué)生課程設計的含金量。
2、注重實(shí)踐環(huán)節訓練加強實(shí)踐能力的培養
電力電子技術(shù)課程實(shí)踐性很強,實(shí)驗等實(shí)踐環(huán)節在教學(xué)的地位非常重要,這些實(shí)驗在培養學(xué)生動(dòng)手能力方面的起著(zhù)非常大的作用。由于電力電子技術(shù)的實(shí)驗和實(shí)踐內容豐富,因此如何計劃和實(shí)施好電力電子技術(shù)實(shí)踐內容是使學(xué)生充分理解其內容的重要保障。在我們教學(xué)實(shí)踐中結合下面的一些方法。
2.1 理論和實(shí)踐結合
理論與實(shí)踐相互結合。對于不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,對于電力、電子和控制方面的技術(shù)理解和基礎不同,因此電力電子技術(shù)理論課和實(shí)驗課交叉進(jìn)行,通過(guò)實(shí)驗課能及時(shí)快速檢查學(xué)生課堂理論的理解程度。
2.2 前后知識串聯(lián)、提高綜合性
教學(xué)后期設計綜合性實(shí)驗。在做這類(lèi)實(shí)驗的時(shí)候學(xué)生要獨立設計實(shí)驗方案、步驟等。指導教師根據學(xué)生開(kāi)課以來(lái)學(xué)到的知識提出問(wèn)題,學(xué)生解決問(wèn)題,學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中不但會(huì )用到剛剛學(xué)到新知識,還要用到前面章節學(xué)到的知識,形成知識串聯(lián),舉一反三綜合利用。另外,在課程結束后可將電力電子技術(shù)與其學(xué)過(guò)的課程相結合進(jìn)行綜合實(shí)驗實(shí)訓。不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生可結合不同的綜合實(shí)驗,如果是弱電專(zhuān)業(yè)可結合單片機開(kāi)發(fā)板設計輸出發(fā)脈沖來(lái)控制全控橋式電路的開(kāi)閉。和其他先修過(guò)的課程相結合知識比較新,這部分綜合設計能夠讓學(xué)生了解更多的實(shí)際應用。通過(guò)綜合實(shí)驗實(shí)訓使學(xué)生獲得比較全面的綜合技能和專(zhuān)業(yè)能力,能盡快適應本專(zhuān)業(yè)的崗位需求。
2.3 結合工程實(shí)際應用
對于電力電子技術(shù)課程中大量的波形和公式很容易讓學(xué)生混淆,理解起來(lái)難度也大,為了更好理解其原理在講解過(guò)程中有必要舉出生產(chǎn)和生活中的實(shí)例,如企業(yè)單位中最應用最普遍的變頻器,實(shí)驗室中常用的開(kāi)關(guān)電源等。在講授的時(shí)候把學(xué)生帶到實(shí)驗室中對這些教學(xué)產(chǎn)品現場(chǎng)拆裝,結合具體元器件講解原理,這樣比單純講解波形要形象的多。學(xué)生既有理性認識又有直接的感性認識,更會(huì )極大的激發(fā)其對本專(zhuān)業(yè)的學(xué)習興趣。
2.4 其他增強實(shí)踐教學(xué)的方法
除了上述實(shí)驗實(shí)訓之外還可以結合其他方法促進(jìn)學(xué)生掌握實(shí)際知識,例如開(kāi)發(fā)實(shí)驗室、開(kāi)始創(chuàng )新性實(shí)驗等。在實(shí)驗室開(kāi)放過(guò)程中應保障儀器設備、元器件的數量充足,能夠滿(mǎn)足學(xué)生要做的實(shí)驗基本需求,例如要保證學(xué)生做實(shí)訓的時(shí)間、要能夠排開(kāi)實(shí)驗等。創(chuàng )新性實(shí)驗是指學(xué)生在完成教學(xué)大綱規定的實(shí)驗項目后,指導教師可結合學(xué)生的實(shí)際能力,提出和實(shí)際應用密切相關(guān)的一些課題,來(lái)考查學(xué)生所設計的電路創(chuàng )新思維能力。
3、結語(yǔ)
電力電子技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)改進(jìn)、完善需要長(cháng)期實(shí)踐來(lái)逐步完成。一方面,隨著(zhù)電力電子技術(shù)不斷的發(fā)展和創(chuàng )新,例如電子器件從半控的晶閘管到全控的IGBT等,實(shí)踐教學(xué)也會(huì )隨之變化改革;另一方面,由于工農業(yè)的發(fā)展,企事業(yè)單位對電力電子技術(shù)的需求也不同,為了適應培養高等技術(shù)應用型人才的需要,電力電子技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)也要隨之改進(jìn)。
電力電子技術(shù)11
引言
隨著(zhù)能源短缺的危機越來(lái)越嚴重,環(huán)境污染問(wèn)題也日益惡化,我國加快了開(kāi)發(fā)、利用新能源的進(jìn)程。在名目眾多的新能源中,風(fēng)力發(fā)電是最被看好的一種,由于它開(kāi)發(fā)條件好,又具有很廣闊的開(kāi)發(fā)價(jià)值,因而備受關(guān)注。在風(fēng)力發(fā)電中應用電力電子技術(shù),可以大大改善風(fēng)電機組的運行情況,這種技術(shù)將會(huì )在未來(lái)發(fā)揮更大的作用。
一、我國風(fēng)力發(fā)電的現狀及應用電力電子技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
從總體情況來(lái)說(shuō),我國的風(fēng)里發(fā)電產(chǎn)業(yè)還是處在高度發(fā)展的狀態(tài)的。我國的風(fēng)里發(fā)電從誕生至今,也已有五六十個(gè)年頭了,在產(chǎn)生之初,風(fēng)力發(fā)電的規模還是比較小的,后面由于各種原因而陷入了停滯狀態(tài)。后來(lái),資源危機的發(fā)生,客觀(guān)上推動(dòng)了我國對風(fēng)力發(fā)電的研究,在這一方面,國家也給予了大力支持,但是此時(shí)的發(fā)電規模仍然不夠大。進(jìn)入21世紀后,情況得到了很大改善,風(fēng)力發(fā)電的規模不斷擴大。資源短缺是世界性的,這一狀態(tài)的延續會(huì )讓風(fēng)力發(fā)電受到更多的關(guān)注。隨著(zhù)現代電力電子技術(shù)、現代變頻調速技術(shù)的不斷發(fā)展,它們也將更加廣泛地應用在風(fēng)力發(fā)電中。通過(guò)對電力電子技術(shù)的運用,風(fēng)電機組的運行特性可以得到改善,通過(guò)相關(guān)控制,風(fēng)電系統內的頻率會(huì )更加穩定,電壓也將得到更好地控制。此外,對于較大型的風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō),風(fēng)力發(fā)電的成本也可以得到有效降低。
二、電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應用
風(fēng)力發(fā)電是目前除水力發(fā)電之外的技術(shù)比較成熟、利用價(jià)值比較高的發(fā)電方式。風(fēng)能本身并無(wú)法儲存能源,在這一點(diǎn)上,電力電子技術(shù)起到了關(guān)鍵作用,它將風(fēng)能順利轉發(fā)為電能,再進(jìn)一步輸送到電網(wǎng)中,F實(shí)中,應用在風(fēng)力發(fā)電系統中的電力電子技術(shù)主要是變速、恒速恒頻發(fā)電以及風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)。
1、風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)。將風(fēng)電進(jìn)行并網(wǎng)運行,是目前比較可靠,也比較穩定可行的一種方法,因此風(fēng)電進(jìn)行并網(wǎng)運行的方法被越來(lái)越多的風(fēng)電場(chǎng)接受,已經(jīng)成為一種趨勢。這種技術(shù)其實(shí)離不開(kāi)電力電子技術(shù),風(fēng)電場(chǎng)可以選擇與電網(wǎng)之間相連,也可以選擇通過(guò)電子變換器來(lái)與電網(wǎng)進(jìn)行連接。若選擇直接與電網(wǎng)相連接,為了防止連接過(guò)程中較大沖擊電流的出現,風(fēng)電場(chǎng)往往會(huì )配置軟并網(wǎng)裝置。在風(fēng)力發(fā)電機的選擇上,目前通常采用變速同步發(fā)電機或是變速雙饋異步發(fā)電機。由于這些設備自身的特點(diǎn)以及接入時(shí)的技術(shù)要求,電力電子技術(shù)成為不可或缺的因素。
2、恒速恒頻發(fā)電和變速恒頻發(fā)電。在整個(gè)風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中,發(fā)電機是至關(guān)重要的一部分;而在能量轉化的過(guò)程中,發(fā)電機又處在核心環(huán)節。按照發(fā)電機運行但方式的不同,風(fēng)力發(fā)電系統可以劃分為恒速、變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統。若采用的是并聯(lián)的電路連接方式,則風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)出頻率必須要保持穩定。
1、恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統。在這種系統下,風(fēng)電場(chǎng)一般會(huì )采用普通異步發(fā)電機,這種機組在國外有一個(gè)通用的名字----丹麥概念機組。這種機組的'特性就是它在運行時(shí),若達到某種狀態(tài),則會(huì )呈現轉差率為負值的現象。當處在發(fā)電機狀態(tài),電機的轉差率變動(dòng)將保持在一個(gè)很小的范圍。當風(fēng)速開(kāi)始變化時(shí),這時(shí)發(fā)電機的轉速基本上是不會(huì )變化的,這也是該機組的名稱(chēng)由來(lái)。這種機組極少采用變化器(主要由電子電力器件構成),除了上述特點(diǎn)外,該機組還有其他一些特點(diǎn):首先,它的系統結構是一種比較簡(jiǎn)單的結構,能夠很好地適合野外環(huán)境;其次,機組在工作時(shí)無(wú)法控制電壓,不利于系統穩定,一旦發(fā)生故障也不易修復;另外,由于機組的工作特性,對于零部件的堅固性要求較高。
2、變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統。這種發(fā)電系統可以使機組在保持高轉速的情況下依舊穩定運行,這種工作原理也逐漸成為一種流行趨勢。這種機組主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):首先,由于它采用的是電力電子變頻器,因此它的結構要比其他機組復雜;其次,通過(guò)追蹤最大功率,該機組可以保存高速、穩定的運轉,因此發(fā)電效率很高;另外,風(fēng)輪機的緩沖作用使得機組的輸出功率不會(huì )有太大的變化;還有,風(fēng)輪機的轉速可以很好地適應風(fēng)速變化,因而巧妙地減少了脈沖幅度和機械應力,這樣一來(lái),機械的強度要求也就變低了;最后,通過(guò)實(shí)施一定的控制策略,可以更好地保障電網(wǎng)的安全。
3、兩種變速恒頻發(fā)電系統。變速恒頻系統又可以細分為同步與異步的風(fēng)力發(fā)電機系統。同步發(fā)電機系統由電勵磁、永磁同步發(fā)電機系統構成;異步發(fā)電機系統則主要是指繞線(xiàn)轉子異步發(fā)電機。同步風(fēng)力發(fā)電系統的特征主要有以下幾點(diǎn):首先,所有被發(fā)出的電動(dòng)率都需經(jīng)過(guò)變換器,因而對變換器的要求很高,投資多、損耗大;其次,可以使用永磁發(fā)電機。永磁發(fā)電機以永久磁鐵替代了轉子勵磁,結構簡(jiǎn)單的同時(shí)也比較堅固,因此這種電機比較輕便,發(fā)電效率也較高,可以直接驅動(dòng),直接省去了變速箱這個(gè)部件,不僅簡(jiǎn)化了步驟,提高了效率,還大大節約了成本;最后,對于轉換器為單象限的,該發(fā)電系統結構簡(jiǎn)單。該系統中的定子繞組會(huì )直接連接電網(wǎng),它能夠有效地調節電流頻率,將流經(jīng)變頻器的電流頻率控制在轉差功率的范圍,因此這種系統也就擁有了在同類(lèi)發(fā)電系統中最高的發(fā)電效率,不得不說(shuō)這一點(diǎn)是其他傳動(dòng)系統所不能比擬的。
結語(yǔ)
前文介紹了許多風(fēng)力發(fā)電技術(shù)以及發(fā)電系統,但也只是簡(jiǎn)單闡述,真正具體而深入的知識并未被筆者完全呈現。綜上可見(jiàn),電力電子技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中起著(zhù)關(guān)鍵作用,會(huì )直接影響到風(fēng)力發(fā)電將來(lái)的發(fā)展道路,若應用得當,將大大節約風(fēng)力發(fā)電的成本,為新能源市場(chǎng)貢獻更大的力量。
參考文獻:
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電力電子技術(shù)12
摘要:“電力電子技術(shù)”是高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課,課程內容復雜,涉及多門(mén)學(xué)科。本文在分析獨立學(xué)院學(xué)生特點(diǎn)和“電力電子技術(shù)”課程特點(diǎn)的基礎上,對“電力電子技術(shù)”課程進(jìn)行了教學(xué)方法的改革,提出基于仿真軟件的“實(shí)例教學(xué)”方法,強化了課程教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);仿真軟件;教學(xué)改革
一、引言
“電力電子技術(shù)”是獨立學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課,課程理論性強、概念多、與工程實(shí)際聯(lián)系緊密。電力電子技術(shù)的應用范圍廣泛。它不僅用于一般工業(yè),而且廣泛用于交通運輸、電力系統、通信系統、計算機系統、新能源系統等,在照明、空調等家用電器及其他領(lǐng)域中也有廣泛應用,F今,電力電子技術(shù)正以令人矚目的發(fā)展速度,改變著(zhù)我國工業(yè)的整體面貌。同時(shí),對社會(huì )的生產(chǎn)方式、人們的生活方式和思想觀(guān)念也產(chǎn)生了重大影響,隨著(zhù)與信息科學(xué)、計算機科學(xué)和能源科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的交叉融合,它正在向智能化、網(wǎng)絡(luò )化和集成化的方向發(fā)展[1]。近幾年金城學(xué)院發(fā)展迅速,建立了很多新的實(shí)驗室,配備了相應的軟硬件設施,同時(shí)學(xué)院的生源水平也有了很大提高,用人單位招聘時(shí)的要求也在不斷提高,這些變化促使學(xué)院提出新的培養目標,即“高素質(zhì)應用型人才”,對于電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)而言就是培育掌握電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的理論知識;具有創(chuàng )新精神和實(shí)踐應用能力的電氣工程及其自動(dòng)化領(lǐng)域的高級工程技術(shù)人才!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”作為重要的專(zhuān)業(yè)課,原先的授課方式已無(wú)法滿(mǎn)足要求,必須做出相應調整。
二、“電力電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)
“電力電子技術(shù)”課程的主要內容為電力電子器件、整流電路、逆變電路、直流-直流變流電路、PWM控制技術(shù)、電力電子器件應用的共性問(wèn)題。課程主要特點(diǎn)為:1.理論性強、概念多:“電力電子技術(shù)”課程要求學(xué)生先修電路、模擬電子技術(shù)、數字電子技術(shù)等課程,同時(shí)涉及“電子學(xué)”、“電力學(xué)”、“控制理論”,屬于交叉學(xué)科,所以相關(guān)概念較多,內容復雜。2.實(shí)踐性強:“電力電子技術(shù)”是一門(mén)實(shí)用性課程,學(xué)習的目的是解決工程應用中的實(shí)際問(wèn)題。對學(xué)生的項目設計開(kāi)發(fā)能力、制作與測試研究能力都有較高要求。
三、仿真軟件在課程教學(xué)中的'應用
1.仿真軟件介紹Saber軟件是美國Synopsys公司推出的一款系統仿真軟件,可用于電子、電力電子、機電一體化、機械、光電、光學(xué)、控制等不同類(lèi)型系統構成的混合系統仿真,為復雜的混合信號設計與驗證提供了一個(gè)功能強大的混合信號仿真器,兼容模擬、數字、控制量的混合仿真,可以解決從系統開(kāi)發(fā)到詳細設計驗證等一系列問(wèn)題[2]。該軟件可以對電源的各個(gè)組成部分及整體運行狀態(tài)進(jìn)行模擬,并對結果進(jìn)行分析。Saber軟件仿真真實(shí)性強,網(wǎng)絡(luò )學(xué)習實(shí)例較多,適用于“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)及學(xué)生電源開(kāi)發(fā)設計驗證。Matlab軟件是美國MathWorks公司出品的一款仿真軟件。其中的Simulink提供了可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境,可以在基本模塊庫及電氣模塊庫中選擇合適的模塊搭建電源系統進(jìn)行電源整體或部分的運行狀態(tài)仿真。Labview軟件由美國國家儀器(NI)公司研制開(kāi)發(fā),使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序,產(chǎn)生的程序是框圖的形式。Labview開(kāi)發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學(xué)家快速構建各種應用所需的所有工具,旨在幫助工程師和科學(xué)家解決問(wèn)題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng )新,是開(kāi)發(fā)測量或控制系統的理想選擇[3]。三種仿真軟件易于獲得,可互相通信,網(wǎng)絡(luò )學(xué)習實(shí)例較多,方便學(xué)生自學(xué),對于后期電源實(shí)物研制或電源研究是不可或缺的部分。
2.結合仿真軟件的實(shí)例教學(xué)“電力電子技術(shù)”初始的授課方式就是基本理論的講解,這樣的教學(xué)方式使得內容較分散,學(xué)生沒(méi)有電源整體概念。在授課內容和方式上結合仿真軟件,采取整體-分布-整體的講解方式。首先,以具體的應用實(shí)例(比如一個(gè)筆記本電腦用的電源適配器)說(shuō)明一個(gè)完整的電源內部的組成,讓學(xué)生有整體概念;其次,對每一部分的內容進(jìn)行基本工作原理和特性的講解,再回到整體,介紹如何進(jìn)行整體電源的設計。在講解過(guò)程中結合三種仿真軟件,每講解完一個(gè)部分,就用仿真軟件搭建相應的模型,在仿真環(huán)境下演示此部分的特性或運行原理。最后,演示完整電源的仿真運行及結果。運用這樣的授課方式可提高學(xué)生學(xué)習興趣,讓學(xué)生對所學(xué)內容有直觀(guān)了解,同時(shí)仿真軟件的應用對學(xué)生后期的發(fā)展有較大幫助。學(xué)生可用仿真軟件做電源前期的設計驗證工作,特別是一些較復雜電源,此步驟不可缺少;在電源研究過(guò)程中出現問(wèn)題時(shí),可在仿真環(huán)境中模擬,找到問(wèn)題的所在并解決問(wèn)題;在課堂教學(xué)中結合仿真軟件可不用開(kāi)設專(zhuān)門(mén)的課程來(lái)學(xué)習軟件,節省了相應的時(shí)間,提高了教學(xué)效率。
四、結語(yǔ)
在“電力電子技術(shù)”的教學(xué)改革中,根據學(xué)生的特點(diǎn)和社會(huì )需求進(jìn)行教學(xué)方式改革,內容上以基礎知識為重,注重實(shí)踐應用,利用仿真軟件進(jìn)行實(shí)例教學(xué),這樣可以調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性,收到良好的教學(xué)效果。
參考文獻:
。1]王兆安,劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)(第5版)[M].北京:機械工業(yè)出版社,20xx.
電力電子技術(shù)13
摘要:當前我國的電子電器行業(yè)較為繁榮,市場(chǎng)上需要大量的相關(guān)人力資源,雖然高職院校被譽(yù)為是技術(shù)性人才的搖籃,但是很多高職畢業(yè)生在畢業(yè)之后很難馬上進(jìn)入工作角色,因為高職畢業(yè)生學(xué)習的內容與實(shí)際存在脫節的情況,而這主要是由高職院!半娏﹄娮蛹夹g(shù)”教學(xué)內容和方法存在不足導致的。對此,本文將簡(jiǎn)要分析高職電力電子技術(shù)教學(xué)中存在的問(wèn)題,從優(yōu)化教學(xué)內容、改進(jìn)教學(xué)方法、創(chuàng )新實(shí)踐環(huán)節3個(gè)方面來(lái)探究高職電力電子技術(shù)教學(xué)改革方案,以期對優(yōu)化高職電力電子技術(shù)教學(xué)有所裨益。
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);教學(xué)內容;教學(xué)方法;課程改革
高職院校教學(xué)的主要目的是教授學(xué)生能力,讓學(xué)生在畢業(yè)后即可迅速投入工作,從而為人力市場(chǎng)源源不斷地供應技術(shù)型的人才。而電力電子工程作為電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的基礎課程,不僅適用范圍較廣,也是相關(guān)高素質(zhì)技能型專(zhuān)門(mén)人才必須掌握的一門(mén)課程。傳統的高職電力電子技術(shù)教學(xué)大多沿用的是本科的教學(xué)形式,沒(méi)有體現高職教學(xué)的特色,也沒(méi)有達到高職教學(xué)應有的目標。
1目前教學(xué)中存在的問(wèn)題
1.1教學(xué)內容陳舊
科技的發(fā)展導致電力電子相關(guān)技術(shù)更新較快,是很多高職院校的教材卻沒(méi)有跟上科技發(fā)展的腳步,甚至仍以半控型器件晶閘管為核心器件搭建電路,而事實(shí)上在工業(yè)中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件為主流器件,整個(gè)電路的結構都發(fā)生了重大的變化。此外,由于教學(xué)內容過(guò)于偏向本科,在教材中對電子電力器械的內部結構以及運行原理介紹較多,而高職學(xué)生更多的是需要對元器件的運用能力。由于電力電子電路的種類(lèi)繁多,很多教材都難以將其進(jìn)行系統的歸納,不同章節之間完全沒(méi)有銜接,這就導致學(xué)生在學(xué)習這些章節的時(shí)候難以對新的知識進(jìn)行理解。教學(xué)內容的陳舊以及科學(xué)分類(lèi)的缺乏使得學(xué)生很難成長(cháng)為高素質(zhì)高技能型應用人才。
1.2教學(xué)方法單一
電力電子技術(shù)中很多內容都是比較抽象的,如晶閘管整流及其逆變電路、交流調壓電路等,這些內容僅僅依靠傳統的口述加板書(shū)是無(wú)法加以展現的,如果學(xué)生理解能力有限,教師再怎么去努力也是徒勞的。雖然有的學(xué)?赡軙(huì )進(jìn)行多媒體的教學(xué),但是學(xué)生對電力電子電路的實(shí)際構建過(guò)程和工作過(guò)程缺少形象直觀(guān)的了解,僅僅依靠教學(xué)是達不到這個(gè)要求的。學(xué)生想要掌握實(shí)際應用電力電子產(chǎn)品的能力,就必須進(jìn)行工程實(shí)際體驗,而實(shí)踐教學(xué)恰恰是高職電力電子技術(shù)教學(xué)的薄弱之處。
1.3實(shí)踐環(huán)節薄弱
對于技術(shù)型人才來(lái)講,實(shí)踐教學(xué)的價(jià)值遠比理論教學(xué)來(lái)得重要。但是在相當多的高職院校中,電力電子技術(shù)教學(xué)都是以理論教學(xué)為主,實(shí)踐教學(xué)占的課時(shí)很少,可能學(xué)生能夠運用一些基礎的電力電子電路,但是真正要想對相關(guān)電氣元件進(jìn)行靈活的運用,學(xué)生遠達不到這個(gè)要求。這就導致有的高職院校雖然具備了功能強大的實(shí)驗設備,但是卻沒(méi)有發(fā)揮應有的作用。當前電力電子產(chǎn)品的更迭比較快,而學(xué)校的實(shí)訓基地的資源又是有限的,因此高職院校更多的應該考慮的是加強校企合作,以此來(lái)增強學(xué)生的實(shí)踐能力。
2課程改革的探索和思考
2.1整合和更新教學(xué)內容
教學(xué)內容和課程體系的改革是教學(xué)改革的重難點(diǎn),特別是在當前電子電力技術(shù)不斷發(fā)展的當下,教學(xué)內容的更新速度很難跟得上各種新型電力電子設備的推廣速度,因而當前高職電力電子技術(shù)教學(xué)對教師知識面的要求更高,需要教師不斷的.整合和更新教學(xué)內容,做到與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)。高職的目的是培養學(xué)生的能力,因此在教學(xué)的過(guò)程中一定要把握課程的核心,對于電子電力器件復雜的內部解構以及工作原理都可以一筆帶過(guò),這些復雜的公式推導過(guò)程對高職學(xué)生來(lái)講,并沒(méi)有什么意義,而對于電子電器元件的參數特性以及使用方法都要詳細敘述,首先讓學(xué)生在理論上掌握電子電氣元件如何去使用。其次教學(xué)的內容要緊跟當前時(shí)代,自動(dòng)化是當前工業(yè)發(fā)展的主流,在介紹這些電力電子元器件時(shí)應該選用能夠代表當前實(shí)際應用水平的電路,如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模塊IPM進(jìn)行講述,這樣才不至于讓學(xué)生畢業(yè)后產(chǎn)生與社會(huì )脫節的現象。
2.2改革教學(xué)方法和手段
傳統的本科式的講授方法,對高職學(xué)生來(lái)講并沒(méi)有太大的作用,很少有學(xué)生能夠憑借自己的能力來(lái)分析電力電子電路及其系統結構,因為三相交流電所帶來(lái)的電路輸出波形異常復雜,講述如何去手動(dòng)計算也沒(méi)有太大的意義。而如果能夠使用現代計算機仿真技術(shù)來(lái)進(jìn)行電力電子電路的分析,則可以在短時(shí)間內就幫助學(xué)生理解整個(gè)知識架構,可以作為高職電力電子技術(shù)教學(xué)的重要手段。高職電力電子技術(shù)的仿真教學(xué)可以參見(jiàn)本科院校的課程,本科院校很多都是使用的基于MATLAB軟件的電力電子電路仿真,從實(shí)踐效果來(lái)看也相當的理想,因而不妨借鑒本科院校的教學(xué)方法和手段,讓學(xué)生利用仿真電路來(lái)理解整個(gè)電子電路的架構和運行規律,或許能夠在幫助學(xué)生理解的同時(shí)增強學(xué)生的學(xué)習興趣。在技能培養上要采用層次化的方式,首先讓學(xué)生通過(guò)基礎實(shí)驗來(lái)了解電子元器件的基本原理,然后利用綜合實(shí)踐來(lái)掌握電子電氣電路的各部分電路功能和特征,再用綜合實(shí)訓來(lái)進(jìn)一步加強學(xué)生的技能鍛煉,能夠獨立完成電路的分析、制作、焊接和調試工作,最后使用現場(chǎng)教學(xué)來(lái)落實(shí)學(xué)生的實(shí)踐能力,提前適應工作崗位的需求。
2.3擴充和創(chuàng )新實(shí)踐環(huán)節
電力電子技術(shù)對于實(shí)踐能力的要求較高,針對當前高職電力電子技術(shù)教學(xué)缺乏實(shí)踐環(huán)節的情況,必須有效擴充和創(chuàng )新實(shí)踐環(huán)節,利用實(shí)踐來(lái)讓學(xué)生所學(xué)到的理論知識得到驗證,從而對電子電路知識有更深的了解。當前很多院校在電力電子技術(shù)實(shí)踐環(huán)節上都只安排了基本的實(shí)驗,對于高職學(xué)生來(lái)講這些實(shí)驗都過(guò)于簡(jiǎn)單,既沒(méi)有起到提高學(xué)生相關(guān)能力的作用,又沒(méi)有充分發(fā)揮現有實(shí)驗設備的功能。高職院?梢员A艋镜碾娏﹄娮与娐夫炞C性實(shí)驗,但是更多的是要基于現有的教學(xué)實(shí)驗設備來(lái)開(kāi)發(fā)設計綜合性的設計實(shí)驗項目,以此來(lái)增強學(xué)生對于電子電路的綜合運用能力,在實(shí)踐中鞏固自身的知識,發(fā)展實(shí)際動(dòng)手能力。而對于創(chuàng )新實(shí)踐環(huán)節的考核上,高職電力電子技術(shù)教學(xué)也存在諸多的弊端,考核大多基于卷面分數,考核的結果也凸顯不了學(xué)生的實(shí)際操作能力,這就很可能出現動(dòng)手操作能力強的學(xué)生沒(méi)有較好的卷面分數,而動(dòng)手能力不強的學(xué)生依靠死記硬背卻能夠通過(guò)考核。在實(shí)踐階段的考核要根據學(xué)生的學(xué)習態(tài)度、作業(yè)情況、實(shí)踐報告、實(shí)踐操作考試等多方面來(lái)綜合評定,這樣才能夠客觀(guān)地評價(jià)學(xué)生的成績(jì),確保每個(gè)經(jīng)過(guò)創(chuàng )新實(shí)踐環(huán)節的學(xué)生都能夠有良好的動(dòng)手操作能力。而在電子電氣技術(shù)不斷更新的當下,僅僅依靠學(xué)校的實(shí)踐基地是無(wú)法滿(mǎn)足教學(xué)的需求的,學(xué)校應該加強與校外企業(yè)的聯(lián)合建設,在教學(xué)過(guò)程中可以聘請校外企業(yè)的專(zhuān)業(yè)人員到課堂來(lái)講授電氣元件的操作和運行。也可以讓學(xué)生到企業(yè)中去親手實(shí)踐和見(jiàn)證電力電子裝置的運行情況,從而加深學(xué)生對課程的理解和印象。而對于表現優(yōu)異的學(xué)生可以直接選擇進(jìn)入企業(yè)就業(yè),無(wú)意進(jìn)入企業(yè)就業(yè)的學(xué)生也擁有了較強的動(dòng)手操作能力,有工作的資本。
3結語(yǔ)
當前我國的電子電力行業(yè)正處在飛速的發(fā)展中,需要大量的高素質(zhì)技術(shù)性人才。雖然高職教學(xué)的目的就是為人力市場(chǎng)提供技術(shù)型人才,但是很多高職的電力電子技術(shù)教學(xué)都存在理論與現實(shí)脫節的情況,導致畢業(yè)的學(xué)生不能馬上適應工作條件。對此高職院校有必要更新電力電子技術(shù)教學(xué)的內容,豐富教學(xué)方法,創(chuàng )新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節,從而讓學(xué)生從書(shū)本上學(xué)習到的理論知識能夠實(shí)際運用于生產(chǎn)之中。
參考文獻:
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電力電子技術(shù)14
0引言
《電力電子技術(shù)》是自動(dòng)化及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課程,它的內容繁雜抽象,但是實(shí)用性強,技工電氣高職班的學(xué)生要很好地學(xué)習它還不是件易事,這使得教學(xué)工作進(jìn)行起來(lái)比較棘手。經(jīng)過(guò)總結多年的教學(xué)經(jīng)驗,我們摸索出了以項目教學(xué)法為核心,分步驟,對該課程的知識由淺入深,化繁為簡(jiǎn)進(jìn)行教學(xué),取得較為明顯的教學(xué)效果。
1學(xué)情分析
首先,我們應對學(xué)習該課程的對象進(jìn)行分析,結合學(xué)生接受知識的特點(diǎn),有的放矢,設計出一套適合學(xué)生特點(diǎn)的教學(xué)方法,這為取得良好的教學(xué)效果打下堅實(shí)的基礎。該課程是面對技工高職電氣相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生所設的,這樣的班級在目前的技工教育中,人數一般為35~45人之間,其中有1/3的學(xué)生學(xué)習較為積極主動(dòng),1/3的學(xué)生需要在教師和同學(xué)的帶領(lǐng)下被動(dòng)地學(xué)習,還有1/3是無(wú)心向學(xué)的“差生”。針對這種情況,我們對全班的學(xué)生進(jìn)行分組,通過(guò)以強帶弱,以積極帶被動(dòng)的學(xué)習形式,同時(shí)培養學(xué)生的團隊協(xié)作意識。技工學(xué)校電氣相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生還是普遍存在動(dòng)手能力強,理論分析能力差的情況。針對這樣的學(xué)情,教師在教學(xué)過(guò)程中應該注意將難懂復雜的理論知識融入到一個(gè)個(gè)典型制作電路當中去。另外,因為他們是電氣相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生,有一定電工電子技術(shù)的基礎知識,為接受繁雜的電力電子知識打下一定的基礎。
2制定教學(xué)計劃
通過(guò)學(xué)情分析,我們幾位一起任教該門(mén)課程的教師進(jìn)行集體備課,這里要特別感謝陳琨韶老師和陳國榮老師,他們?yōu)槲覀兩虾眠@門(mén)課想出了很多好辦法,他們結合深厚扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識,將整門(mén)電力電子課程轉化成幾個(gè)項目進(jìn)行教學(xué)。項目教學(xué)方法是將零散難懂的'知識融入到每個(gè)具有代表性的項目上,這里是尋找合適的典型工作電路,再自制合理的工作頁(yè)引導學(xué)生參與學(xué)習。這樣一來(lái),一向被公認難上的一門(mén)課,經(jīng)過(guò)我們的努力將其變得更容易教,更容易讓學(xué)生接受和對學(xué)生產(chǎn)生更好教學(xué)效果的一門(mén)課。
3確定典型工作電路
該門(mén)課程主要使用的工具有:示波器,萬(wàn)用表,電烙鐵,變壓器等。本課程結合重點(diǎn)知識、查找相關(guān)資料,設計出學(xué)生易學(xué)易懂的工作電路,主要用了兩個(gè)電路作為實(shí)訓內容。它們分別是調光燈電路———包含單相整流電路和單結晶體管觸發(fā)電路兩大部分;555PWM脈寬調制電路。調光燈電路。在實(shí)訓室中為了方便學(xué)生實(shí)訓并安全完成任務(wù),我們將該電路的交流電源220V經(jīng)過(guò)變壓器把電壓將為16~18V交流電,同時(shí)所用燈泡也更換為額定電壓為8V的小燈泡。另外,為了適應以上改變,電路中的R1和R4兩個(gè)電阻應被短接,這樣才能出現既定實(shí)訓效果。也就是當調節電位器Rp時(shí),燈泡的亮度會(huì )隨之改變。555PWM脈寬調制電路,該電路應用555芯片驅動(dòng)整個(gè)電路,以起到控制直流電機速度和燈泡亮度的作用。學(xué)生可以通過(guò)示波器檢測555芯片6腳和2腳連接處的波形,如果電路連接正確,檢測出來(lái)的波形是鋸齒波。如果不能出現該波形,應提醒學(xué)生檢查電路的焊接是否出錯。另外,學(xué)生可以通過(guò)檢測NPN三極管的b極,測出正確波形為方波。
4制作有針對性的工作頁(yè)
任務(wù)的實(shí)施通過(guò)了解學(xué)生的知識結構,我們編寫(xiě)了幾個(gè)典型工作頁(yè),以此來(lái)引導學(xué)生“在做中學(xué),在學(xué)中做”。第一個(gè)階段的工作頁(yè)是以復習電工電子知識為主,新學(xué)的電力電子元件知識為輔。從而引導學(xué)生回憶、鞏固已學(xué)知識,對比、聯(lián)系地來(lái)學(xué)新知識。第二個(gè)階段的工作頁(yè)一共有兩個(gè),是圍繞圖1、2—兩個(gè)典型工作電路,展開(kāi)一系列知識點(diǎn)編制的。該工作頁(yè)的主要內容是設計相關(guān)的題目,這些題目主要體現了在學(xué)生制作該電路時(shí)所需要的電力電子技術(shù)方面的理論知識。通過(guò)工作頁(yè)可以讓學(xué)生邊做題邊從課本、網(wǎng)絡(luò )中查找需要的知識。這樣就有效地化被動(dòng)接受知識為主動(dòng)查找知識,教師在一旁加以點(diǎn)撥和提醒,協(xié)助學(xué)生完成。教師結合每次講解的內容布置相應題目,并作為作業(yè)要求學(xué)生完成。
5項目的實(shí)施
項目的實(shí)施分為幾大部分,分別是查找資料填寫(xiě)工作頁(yè)、列出元件清單、繪制電路原理圖、繪制電路實(shí)物圖、焊接電路和調試電路。
1)查找資料填寫(xiě)工作頁(yè)。學(xué)生根據教師提供的工作頁(yè),通過(guò)上網(wǎng)查找資料或者課本完成相關(guān)題目,為順利完成該項目奠定理論基礎。
2)繪制電路原理圖。學(xué)生根據教師提供的原理圖,自己動(dòng)手繪制出來(lái),一來(lái)鍛煉學(xué)生繪圖的能力,二來(lái)加強學(xué)生對原理圖的理解。
3)列出元件清單。學(xué)生根據原理圖和教師分發(fā)的元件實(shí)物列出元件清單,該清單包括元件的型號、參數、圖形符號、文字符號等。
4)繪制電路實(shí)物連接圖。學(xué)生以電路原理圖為依據,根據元件引腳實(shí)際封裝的位置匯出最合理的布線(xiàn)圖,避免元件與元件之間的連接線(xiàn)路錯亂,要求符合電路布線(xiàn)原則。
5)焊接電路,電路的焊接要求學(xué)生掌握熟練的焊接技術(shù),不能出現虛焊、假焊、空焊和冷焊等。
6)調試電路。教師要求高職的學(xué)生應自己調試電路板。首先應該對照實(shí)物接線(xiàn)圖檢查成品電路板的連接有無(wú)錯漏,其次利用示波器測試電路板相應位置的電路波形以檢測所焊接的電路板是否能出現正確電路的波形圖,如果波形吻合說(shuō)明電路板制作成功,反之亦然。最后學(xué)生根據理論知識分析成功電路板出現對應波形的原理。
6師生小結
每制作完成一個(gè)典型工作電路后,教師會(huì )根據學(xué)生在該項目學(xué)習的過(guò)程中存在的主要問(wèn)題進(jìn)行小結和解答。學(xué)生則以小組為單位,上講臺匯報他們的學(xué)習成果以及提出學(xué)習過(guò)程中的疑問(wèn)。最后教師要求每位學(xué)生應自行完成該項目的實(shí)訓報告,以此作為作業(yè)。
7結語(yǔ)
該門(mén)課程的學(xué)習通過(guò)以上兩個(gè)實(shí)訓為載體,教師不再是純粹講理論,一味地灌輸知識。學(xué)生也可以通過(guò)完成一個(gè)規定的項目,具體到制作工作電路板,調試電路,結合書(shū)本和工作頁(yè)驗證深奧難懂的知識原理,并且最終通過(guò)實(shí)現實(shí)驗效果而獲得學(xué)習的成就感。這使得《電力電子技術(shù)》課程變成教師愛(ài)教,學(xué)生愛(ài)學(xué)的一門(mén)課。不過(guò)教學(xué)過(guò)程中仍存在不足,我們會(huì )在接下來(lái)的教學(xué)中繼續努力,爭取將該門(mén)課程做成精品課程。
電力電子技術(shù)15
【文章摘要】信息技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)許多學(xué)科進(jìn)一步完善,以電力電子技術(shù)為例,其本身具有較強的理論性、實(shí)踐性等特征,涉及的波形圖、電路圖也較多,相關(guān)設計人員需掌握較多相關(guān)理論,且在設計分析中面臨較多的難題。在此背景下便提出仿真技術(shù),即Matlab,其可通過(guò)相應模型的構建使所有波形結果具有可視化特征。對此,本文將對電力電子設計中Matlab應用的必要性、基于Matlab的系統模塊構建以及系統仿真思路進(jìn)行探析。
【關(guān)鍵詞】Matlab;電力電子技術(shù);應用
0前言
作為近年來(lái)能夠合理控制電能形態(tài)的技術(shù),電力電子技術(shù)在信息技術(shù)推動(dòng)下得到快速發(fā)展,其以自身相關(guān)器件轉換與控制電能,無(wú)論數瓦電器或數千瓦輸電系統,都可通過(guò)電力電子裝置進(jìn)行控制。據統計分析,國外許多發(fā)達國家依托于電力電子技術(shù)所轉換的電能達到90%,而這一轉換過(guò)程的實(shí)現主要得益于其在仿真過(guò)程中能夠取得精確的結果。因此,本文對電力電子技術(shù)中Matlab的應用研究,對促進(jìn)電力電子技術(shù)發(fā)展具有十分重要的意義。
1電子電路設計中Matlab應用的必要性
目前,電子電路設計中逐漸強調以自動(dòng)化為主,通過(guò)原理圖設計與仿真相應的電路,使電子電路的設計達到最優(yōu),并分析電路中的最壞條件等。然而這些設計自動(dòng)化目標的實(shí)現,要求將控制領(lǐng)域中的典型代表Matlab引入其中,其具備基本交互式編程能力,且較多圖像或數據處理以及原理圖設計等都可利用其完成。特別Matlab近年來(lái)發(fā)展中,版本處于不斷更新態(tài)勢,且有較多系統模塊與模型如電力電子器件、電路以及電機等都被囊括其中。加上完善中將Sinulink環(huán)境引入其中,更能容納較多關(guān)于電力電子的相關(guān)模塊,為電路電子設計提供具體的指導。同時(shí),電力電子系統在構造中,將Matlab引入其中,也可直接通過(guò)仿真計算以測出相關(guān)電路結果,無(wú)需考慮以往因硬件試驗條件缺失而難以仿真的難題,保證設計精準性的同時(shí)減輕設計人員的'負擔。因此,將Matlab引入電子電路設計中極為必要。
2基于Matlab的模型構建
模型構建中主要需考慮到Simulink環(huán)境,根據電氣系統設計要求,將其融入SinPowerSystems中,該仿真系統對電力電子系統以及電路都較為適用,而且能夠仿真電路傳輸過(guò)程以及電機拖動(dòng)系統等。其中,SinPowerSystems模塊在內容上應以晶閘管、整流二極管、Mosfet模塊、Diode模塊等為主,同時(shí)的也容納較多集成度較高的模塊與底層模塊等,如Universalbridge、Thyristor模塊。實(shí)際建模過(guò)程中由于需考慮整流系統,所以對各模塊要求合理建模。具體建模過(guò)程中,主要需考慮Sinulink系統構建、仿真等問(wèn)題,實(shí)現的步驟體現在:①將Sinulink進(jìn)行打開(kāi),可從Matlab中尋找具體內容;②完成Sinulink構建后,對其進(jìn)行命名,可使模型后綴名界定在mdl上;③根據電子電路設計需要,在模塊集中進(jìn)行相應模塊的尋找,將其向所構建的模型放置;④進(jìn)行電力電子系統的構造,并對該系統進(jìn)行仿真;⑤綜合分析仿真結果,得出最終結論。
3基于Matlab系統仿真研究
電力電子技術(shù)實(shí)際設計過(guò)程中,其目標多集中在如何控制與變換電能方面,其中電力可細化為直流電力、交流電力為主,前者多表現在干電池、蓄電池方面,而后者集中在公用電網(wǎng)方面。但電力由電源獲取,應在電力變換的基礎上才可滿(mǎn)足電力電子設計要求,所以應做好電力變換工作,F行電力變換中,常用的方式主要以直流變與交流變直流、交流為主。一般被叫做整流的為交流變直流,而作為逆變的則為直流變交流;直流變直流主要指不同電壓下直流的轉變,交流變交流則叫做的交流電力控制,側重于變換電力或電壓。明確這些內容的基礎上,便可引入Matlab完成仿真。具體仿真過(guò)程主要表現在以下幾方面。
3.1仿真過(guò)程在整流電路中的實(shí)現
近年來(lái)整流電路在應用過(guò)程中,多以三相橋式類(lèi)型為主,所以將Matlab引入后,主要對三相橋式類(lèi)型電路進(jìn)行仿真。具體仿真中,首先需做好Sinulink環(huán)境的構建,在此基礎上完成三相橋式系統結構模型的構建。實(shí)踐研究發(fā)現,該系統結構中要求電橋模塊需保證具有較高的精度,且在觸發(fā)脈沖方面,也需引入具體的脈沖發(fā)生器,這樣可達到整流電路要求。完成仿真模型構建后,便可得到仿真結果,若利用相應的波形圖表示,整個(gè)三相橋式電路在整流結果上將更清晰的顯示出來(lái),僅需對控制角進(jìn)行操作,便可得到整流波形變化結果,為電路設計提供準確的參考。
3.2仿真過(guò)程在逆變電路中的實(shí)現
對于逆變電路,其主要指直流電轉換為交流電。目前,逆變電路的應用也較為常見(jiàn),如較多直流電源包括太陽(yáng)能電池或蓄電池等,在對交流負載進(jìn)行供電時(shí)要求逆變電路作用充分發(fā)揮。同時(shí),也有許多電力電子裝置,如感應加熱或不間斷電源以及變頻器等,其在設計過(guò)程中都需將逆變電路作為核心內容。所以電力電子技術(shù)中關(guān)鍵的內容在于逆變電路方面。需注意的是,區別于直流側電源,逆變電路通常以電流型、電壓型兩種形式為主,在仿真過(guò)程中需通過(guò)Matlab做好全橋電路的構建,在此基礎上完成仿真過(guò)程。根據實(shí)踐發(fā)現,整個(gè)構建的結構中,全橋逆變在構成上主要以四個(gè)橋臂為主,且各橋壁需依托于PWM發(fā)生器向其提供脈沖,這樣便可通過(guò)仿真結果判斷逆變后負載電流、電壓波形等。綜合來(lái)看,無(wú)論將Matlab用于整流電路或逆變電路中,僅需保證Sinulink環(huán)境合理構造,將相關(guān)電路與具體設計內容進(jìn)行仿真,便可得到相關(guān)的波形與設計性能指標,為電路電子設計提供合理指導。
4結論
電力電子技術(shù)中引入Matlab能夠為設計提供更多的指標數據。實(shí)際引入中應正確認識電力電子技術(shù)、Matlab的基本內涵,以Matlab為依托進(jìn)行電路電子模型的具體構建,在此基礎上將整流電路與逆變電路引入具體仿真過(guò)程中,可結合仿真結果分析實(shí)際設計中需注意的問(wèn)題,能夠保證電路電子的設計更為完善,推動(dòng)電力電子技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
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