導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇電力電子器件論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1．投資業(yè)務(wù)管控能力亟待加強(qiáng)。一是投資制度有待健全，大多電建企業(yè)偏重決策管理，忽視了對(duì)過程的控制和項(xiàng)目的實(shí)施，缺乏一套從立項(xiàng)、決策到實(shí)施、運(yùn)營(yíng)、后評(píng)價(jià)的全過程、全方位的制度體系。二是部門職責(zé)有待厘清，總部部門之間投資職責(zé)分工有待細(xì)化，管理邊界存在交叉，一些職能部門在投資管理中的作用沒有充分發(fā)揮出來。三是投資管理環(huán)節(jié)存在脫節(jié)，總部部門之間、總部與所屬企業(yè)之間交流不夠，存在“各管各的事、各干各的活”，缺乏有效的上下聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

2．投資項(xiàng)目實(shí)施過程亟待加強(qiáng)。一是投資項(xiàng)目的責(zé)任部門長(zhǎng)期缺位，企業(yè)也沒有建立科學(xué)的工作流程，對(duì)投資實(shí)施過程的監(jiān)管在總部層面仍是空白。二是需要加大成本控制，企業(yè)的投資概算管理不到位，部分人員擅自擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模、提高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、隨意超概算、任意追加投資。三是投資招、投標(biāo)管理不規(guī)范，缺乏統(tǒng)一的項(xiàng)目招標(biāo)與物資設(shè)備采購(gòu)平臺(tái)，企業(yè)難以選擇到最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工隊(duì)伍。四是投資項(xiàng)目建設(shè)存在較多問題，如安全事故、工期滯后、質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、責(zé)任制度不落實(shí)、不嚴(yán)格執(zhí)行合同、工程變更隨意等情況。

3．投資考核與責(zé)任追究亟待加強(qiáng)。一是考核不到位，企業(yè)既未建立科學(xué)的投資績(jī)效考核體系，也未嚴(yán)格按經(jīng)濟(jì)責(zé)任制予以考核，企業(yè)員工缺乏應(yīng)有的行政和經(jīng)濟(jì)約束。二是投資項(xiàng)目的竣工審計(jì)、決算、驗(yàn)收及后評(píng)價(jià)等一些與投資效果評(píng)價(jià)有關(guān)的制度還沒有真正建立起來，在很大程度上影響了投資決策和管理水平的提升。三是對(duì)投資違紀(jì)違規(guī)的追究不嚴(yán)，一些電建企業(yè)存在“處罰過輕、獎(jiǎng)懲不明”的情況。

二、電建企業(yè)加強(qiáng)投資管理的主要措施

1．堅(jiān)持“四嚴(yán)”要求，切實(shí)加強(qiáng)決策管理。一是嚴(yán)密論證，做好投資可行性分析與論證，對(duì)市場(chǎng)發(fā)展前景、投資環(huán)境、面臨的風(fēng)險(xiǎn)與問題進(jìn)行全面細(xì)致調(diào)查評(píng)估，不經(jīng)過充分論證的項(xiàng)目不得上會(huì)決策。二是嚴(yán)把投向，遵守“三不投”原則，即“不符合企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的不投、投資回報(bào)率低的不投、風(fēng)險(xiǎn)難以掌控的不投”，確?！昂娩撚迷诘度猩稀?。三是嚴(yán)格權(quán)限，按照集權(quán)與分權(quán)相結(jié)合原則，把投融資重大事項(xiàng)的決策權(quán)集中在電建企業(yè)總部，由總部總攬全局，扭轉(zhuǎn)“亂投資、亂融資”現(xiàn)象。四是嚴(yán)守程序，所有投資項(xiàng)目的報(bào)批必須遵守內(nèi)部決策程序，不得越級(jí)上報(bào)、審批，以確保投資決策的科學(xué)性。

2．再造管理流程，優(yōu)化管理體制和運(yùn)行機(jī)制。一是管理機(jī)制再造，總部各部門應(yīng)明確自身職能，擔(dān)負(fù)起投資的決策、實(shí)施和運(yùn)營(yíng)等不同階段的管理職責(zé)，改變以前部門間相互推諉扯皮的狀況。二是業(yè)務(wù)流程再造，按照不相容職務(wù)相分離的要求，嚴(yán)格推行投資的決策與執(zhí)行、概算編制與審查、項(xiàng)目實(shí)施與資金支付、竣工決算與竣工審計(jì)等不相容崗位的分離管理。三是管理機(jī)構(gòu)再造，按照精減、高效的要求組建項(xiàng)目公司，不斷優(yōu)化項(xiàng)目公司的運(yùn)行機(jī)制，細(xì)化項(xiàng)目公司的職責(zé)權(quán)限，硬化項(xiàng)目公司的考核內(nèi)容，規(guī)范項(xiàng)目公司的運(yùn)作。四是管理制度再造，構(gòu)建涵蓋投資業(yè)務(wù)全過程、全周期的管理制度體系，強(qiáng)化制度的約束力，做到有章可循、有據(jù)可依。

3．把好五道“關(guān)口”，主動(dòng)掌控過程控制。一是工程設(shè)計(jì)關(guān)，精心挑選設(shè)計(jì)單位，并使其嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范，必要時(shí)可采取限額設(shè)計(jì)。二是概算審查關(guān)，通過對(duì)投資概算或修正概算進(jìn)行專家評(píng)審，以此作為投資考核的依據(jù)，改變“邊設(shè)計(jì)、邊施工、邊修改”的狀況。三是招標(biāo)投標(biāo)關(guān)，所有投資項(xiàng)目都必須按照流程進(jìn)行招投標(biāo)，未經(jīng)審批不得擅自招標(biāo)。四是項(xiàng)目資金關(guān)，優(yōu)化項(xiàng)目融資方式，切實(shí)降低融資成本和費(fèi)用，同時(shí)項(xiàng)目資金要實(shí)行專戶管理，?？顚Ｓ茫瑖?yán)禁私設(shè)賬外賬和“小金庫(kù)”。支付工程價(jià)款時(shí)要嚴(yán)格審核合同、支付申請(qǐng)書等相關(guān)憑證。五是變更索賠關(guān)，凡需要增加投資的生產(chǎn)性變更和非生產(chǎn)性變更以及由此而引起的索賠，須報(bào)上級(jí)審核，經(jīng)批準(zhǔn)后方可執(zhí)行，嚴(yán)禁擅自進(jìn)行變更。

篇2

[論文關(guān)鍵詞]文件管理；電子化；低碳；發(fā)展

長(zhǎng)期以來，企業(yè)文件管理一直以紙質(zhì)文件管理為主，但隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，文件管理的電子化發(fā)展迅速崛起，無紙化辦公成為全世界辦公室的共同追求，在文件管理電子化的同時(shí)，傳統(tǒng)的紙質(zhì)文件管理方式受到很大挑戰(zhàn)，面臨創(chuàng)新和調(diào)整。我們認(rèn)為企業(yè)文件電子化將是大勢(shì)所趨，但電子文件和紙質(zhì)文件共存的局面也將長(zhǎng)期存在。

一、文件管理的“二元狀態(tài)”

電子文件出現(xiàn)后，一直與紙質(zhì)文件共同存在，原因復(fù)雜多樣，總體上可以歸結(jié)為以下兩種類型。

一是工作中用電腦直接生成電子文件，但出于文件閱讀和實(shí)際需要，又將電子文件轉(zhuǎn)換成紙質(zhì)文件。這種轉(zhuǎn)換有兩種形式：一種是在電腦中完成文件制作，或由網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)碾娮游募邮蘸?，以紙質(zhì)文件形式輸出，比如中國(guó)石化的OA辦公系統(tǒng)，各部門和企業(yè)在接收文件后，一般都要自行打印后存閱和歸檔；另一種是在歸檔環(huán)節(jié)為電子文件制作紙質(zhì)拷貝。二是先有紙質(zhì)版本后來根據(jù)需要形成電子版本，也就是紙質(zhì)文件的數(shù)字化過程。這也有兩種形式：一種是單位收到外來文件后立即數(shù)字化；另一種是對(duì)已經(jīng)歸檔的紙質(zhì)檔案實(shí)施數(shù)字化。

基于文件管理的兩種類型，我們可以把紙質(zhì)文件與電子文件共存的狀態(tài)稱之為“二元狀態(tài)”。所謂“二元狀態(tài)”，是指文件管理的兩種狀態(tài)，可以對(duì)電子文件制作紙質(zhì)拷貝，也可以對(duì)紙質(zhì)文件進(jìn)行數(shù)字化。實(shí)行“二元狀態(tài)”文件管理的企業(yè)，是在文件進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)程序時(shí)就形成電子和紙質(zhì)兩種版本，現(xiàn)實(shí)工作中，大部分企業(yè)對(duì)大部分文件的管理都是采取了這種“二元狀態(tài)”法。

二、“二元狀態(tài)”之間的相互關(guān)系

在文件管理的“二元狀態(tài)”下，必然要對(duì)這兩種文件分別加以管理，這就形成了兩種管理系統(tǒng)的共存。這兩種文件管理系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立，各自發(fā)展，又互相依存，互相影響。

（一）文件管理電子化是紙質(zhì)化的變革和提升

自從文件管理實(shí)行電腦輔助管理以來，紙質(zhì)文件管理就開始發(fā)生變化，電子文件的管理對(duì)紙質(zhì)文件的管理影響深遠(yuǎn)，引發(fā)了更多變化。這種變化主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

一是文件管理更加簡(jiǎn)單快捷。過去整理紙質(zhì)文件需要通過實(shí)體系統(tǒng)固定文件之間的有機(jī)聯(lián)系，建立檔案實(shí)體的科學(xué)秩序，并支持檔案檢索的有效實(shí)現(xiàn)。電子文件管理之所以導(dǎo)致紙質(zhì)文件整理簡(jiǎn)化，一方面是因?yàn)榭焖俣?、多途徑的全文檢索功能，以及隨時(shí)隨處的網(wǎng)上利用，多用戶同時(shí)利用的便利，讓用戶更加樂于利用電子文件；另一方面，電子文件管理可以根據(jù)需要建立文件之間的相互聯(lián)系，只要在檢索軟件中標(biāo)明紙質(zhì)文件存放位置，便可以方便查找到對(duì)應(yīng)紙質(zhì)文件。這樣就降低了對(duì)紙質(zhì)文件實(shí)體秩序的要求，只要排列有序，位置明確，就可以借助電子文件檢索功能實(shí)現(xiàn)紙質(zhì)文件快捷查詢。立卷的簡(jiǎn)化又帶動(dòng)了相關(guān)工作的簡(jiǎn)化，如排架方法、檔案統(tǒng)計(jì)、手工檢索工具編制等，檔案部門可以從繁重的整理業(yè)務(wù)中解脫出來，更多地關(guān)注檔案信息資源建設(shè)、開發(fā)與服務(wù)。

二是文件管理更加一體化。由于體制機(jī)制等方面原因，文檔一體化程度一直不高。電子文件管理使為建立統(tǒng)一電子文件管理系統(tǒng)的企業(yè)，在文件生成初期完成的工作盡量提前，使紙質(zhì)文件的歸檔提前，通過電子文件推動(dòng)文檔一體化進(jìn)入新階段。紙質(zhì)文件的歸檔提前是一個(gè)具有關(guān)鍵意義的變革。提前歸檔使檔案部門控制企業(yè)文件信息資源的起點(diǎn)明顯前移。由于文件在辦文部門幾乎沒有停留，歸檔之時(shí)不少文件還與現(xiàn)行事務(wù)具有密切關(guān)聯(lián)，企業(yè)內(nèi)部查閱還比較頻繁。因此，業(yè)務(wù)部門需要更多地與檔案部門打交道，檔案部門需要更清楚地了解文件的現(xiàn)行價(jià)值以及運(yùn)轉(zhuǎn)過程。這就使得檔案部門的介入時(shí)間超前于歸檔，自然而然向文件生命周期的起點(diǎn)延伸。

與歸檔提前發(fā)生的還有鑒定、著錄等工作。按道理，同一份文件的電子版本和紙質(zhì)版本應(yīng)該具有相同保管期限，對(duì)共同需要的著錄項(xiàng)也應(yīng)該形成相同著錄內(nèi)容，因此，有些企業(yè)開始探索兩套文件鑒定和著錄等工作的并軌，必然選擇向電子文件靠攏。這就導(dǎo)致鑒定和著錄等工作提前以及自動(dòng)化檔案學(xué)研究程度提高。在文件生成時(shí)進(jìn)行的鑒定和著錄會(huì)有不確定、不完整等問題，需要隨文件流轉(zhuǎn)而補(bǔ)充和確認(rèn)，從而使這些工作從一次完成變成分段完成。為了保證分段實(shí)施中的順暢銜接，必須以文件到檔案全程為一體進(jìn)行管理。

（二）文件管理紙質(zhì)化是電子化的基礎(chǔ)和補(bǔ)充。

與紙質(zhì)文件管理相比，我們管理電子文件的經(jīng)驗(yàn)要少得多。盡管電子文件與紙質(zhì)文件有許多不同之處，但都是社會(huì)活動(dòng)的記錄，管理目標(biāo)基本一致，在管理內(nèi)容和方法上也有很多共同之處。電子文件管理最大的挑戰(zhàn)是如何建立公眾信任，主要有兩條：技術(shù)和管理。

來源原則是電子文件管理從紙質(zhì)文件管理中獲取的最有價(jià)值生命之核。在電腦進(jìn)入檔案管理之初，一些技術(shù)專家和業(yè)內(nèi)人士曾認(rèn)為電腦構(gòu)成的強(qiáng)大邏輯力量可以取代來源的作用，但經(jīng)過一段時(shí)間理論與實(shí)踐的互動(dòng)，檔案工作者再次就來源原則的重要地位達(dá)成共識(shí)。大家認(rèn)識(shí)到，電子文件來源原則仍然最為重要，區(qū)別僅僅在于從主要指導(dǎo)檔案實(shí)體單元的組織，變?yōu)橹笇?dǎo)電子文件生成背景的理解、揭示和維護(hù)，用來源的真實(shí)性證實(shí)電子文件內(nèi)容的真實(shí)性。

從技術(shù)層面來講，對(duì)紙質(zhì)文件的偽造、篡改也并非不可實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，人們對(duì)紙質(zhì)文件、檔案的信任更多來自對(duì)其整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)、保管過程安全性的默認(rèn)。這個(gè)過程

建立在文件形成與保管規(guī)律的基礎(chǔ)上，經(jīng)過長(zhǎng)期的運(yùn)行和各種復(fù)雜情況的檢驗(yàn)而日漸嚴(yán)謹(jǐn)與完善，其中蘊(yùn)涵的科學(xué)性對(duì)于電子文件也具有應(yīng)用或借鑒價(jià)值。

可見，電子文件與紙質(zhì)文件的共存并不是消極被動(dòng)的，二者互為條件、互補(bǔ)長(zhǎng)短。在這些相互影響和作用中，各自經(jīng)歷著改造與被改造、同化與被同化以及調(diào)整定位的過程，兩種管理方法在合理疊加、混合、功能替代中動(dòng)態(tài)確定著共存狀態(tài)，并逐漸融合為一套綜合管理企業(yè)各類文件的管理方法。

三、文件管理向低碳方向發(fā)展

可以預(yù)計(jì)，電子文件與紙質(zhì)文件管理共存的二元格局將會(huì)持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，“無紙化”必然經(jīng)歷一個(gè)漸進(jìn)過程。只要電子文件的安全性沒有得到完全保證，人們就需要以紙質(zhì)文件形式進(jìn)行備份和保存。但是，共存的態(tài)勢(shì)將持續(xù)處于變化之中，大的趨向是紙質(zhì)文件與電子文件此消彼長(zhǎng)，從以紙質(zhì)文件為主到以電子文件為主。

一是電腦和網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，使電子文件逐步成為文件生成的最初形態(tài)。電子文件流程與信息化平臺(tái)上業(yè)務(wù)流程的契合使之成為辦公、設(shè)計(jì)、貿(mào)易、交往的必要工具；信息形態(tài)的多樣性、極強(qiáng)的可操作性和傳遞的高速便捷，使企業(yè)和員工更愿意生成和使用電子文件；電子政務(wù)、電子商務(wù)的普及使越來越多的文件必須通過網(wǎng)絡(luò)傳遞；數(shù)字簽名、用戶認(rèn)證、信息認(rèn)證、防范攻擊等技術(shù)的進(jìn)步，使人們?cè)鰪?qiáng)了對(duì)電子文件的信任；管理的改善使人們可以方便地檢索利用。這些因素都給電子文件的增長(zhǎng)和功能的提高提供了條件。

篇3

【論文摘要】:電能高效潔凈地生產(chǎn)、傳輸、儲(chǔ)存、分配和使用的技術(shù)將成為電力技術(shù)的重點(diǎn)領(lǐng)域。

“電力技術(shù)是通向可持續(xù)發(fā)展的橋梁”，這個(gè)論斷已經(jīng)逐漸成為人們的共識(shí)。研究表明，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)盡可能把一次能源轉(zhuǎn)換為電能使用，提高電力在終端能源中的比例。因?yàn)椋诒ＷC相同的能源服務(wù)水平的前提下,使用電力這種優(yōu)質(zhì)能源最清潔、方便，易于控制、效率最高。如果能將大量分散燃用的化石燃料都高效潔凈地轉(zhuǎn)換為電力使用，人們賴以生存的環(huán)境和生活質(zhì)量就會(huì)大大改善。因此，電能高效潔凈地生產(chǎn)、傳輸、儲(chǔ)存、分配和使用的技術(shù)將成為電力技術(shù)的重點(diǎn)領(lǐng)域。以下將對(duì)若干電力前沿技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展前景進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)述。

1.分布式電源

當(dāng)今的分布式電源主要是指用液體或氣體燃料的內(nèi)燃機(jī)(IC)、微型燃?xì)廨啓C(jī)（Microtur_bines）和各種工程用的燃料電池（FuelCell）。因其具有良好的環(huán)保性能，分布式電源與“小機(jī)組”已不是同一概念。

1.1微型燃?xì)廨啓C(jī)

微型燃?xì)廨啓C(jī)（MicroTurbine）,是功率為幾千瓦至幾十千瓦，轉(zhuǎn)速為96000r/min，以天然氣、甲烷、汽油、柴油為燃料的超小型燃?xì)廨啓C(jī)，工作溫度500℃，其發(fā)電效率可達(dá)30%。目前國(guó)外已進(jìn)入示范階段。其技術(shù)關(guān)鍵是高速軸承、高溫材料、部件加工等?？梢?，電工技術(shù)的突破常常取決于材料科學(xué)的進(jìn)步。

1.2燃料電池

燃料電池是直接把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。它是一種很有發(fā)展前途的潔凈和高效的發(fā)電方式，被稱為21世紀(jì)的分布式電源。

1.2.1燃料電池的工作原理

燃料電池的工作原理頗似電解水的逆過程。氫基燃料送入燃料電池的陽(yáng)極(電源的負(fù)極)轉(zhuǎn)變?yōu)闅潆x子，空氣中的氧氣送入燃料電池的陰極(電源的正極)，負(fù)氧離子通過2極間離子導(dǎo)電的電解質(zhì)到達(dá)陽(yáng)極與氫離子結(jié)合成水，外電路則形成電流。

通常，完整的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)由電池堆、燃料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電力電子換流器、保護(hù)與控制及儀表系統(tǒng)組成。其中，電池堆是核心。低溫燃料電池還應(yīng)配備燃料改質(zhì)器（又稱為燃料重整器）。高溫燃料電池具有內(nèi)重整功能，無須配備重整器。磷酸型燃料電池（PAFC）是目前技術(shù)成熟、已商業(yè)化的燃料電池?，F(xiàn)在已能生產(chǎn)大容量加壓型11MW的設(shè)備及便攜式250kW等各種設(shè)備。第2代燃料電池的溶融碳酸鹽電池（MCFC），工作在高溫（600～700℃）下，重整反應(yīng)可以在內(nèi)部進(jìn)行，可用于規(guī)模發(fā)電，現(xiàn)在正在進(jìn)行兆瓦級(jí)的驗(yàn)證試驗(yàn)。固體電解質(zhì)燃料電池（SOFC）被稱為第3代燃料電池。由于電解質(zhì)是氧化鋯等固體電解質(zhì)，未來可用于煤基燃料發(fā)電。質(zhì)子交換膜燃料電池是最有希望的電動(dòng)車電源。

1.2.2性能和特點(diǎn)

燃料電池有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）有很高的效率，以氫為燃料的燃料電池，理論發(fā)電效率可達(dá)100%。熔融碳酸鹽燃料電池，實(shí)際效率可達(dá)58.4%。通過熱電聯(lián)產(chǎn)或聯(lián)合循環(huán)綜合利用熱能，燃料電池的綜合熱效率可望達(dá)到80%以上。燃料電池發(fā)電效率與規(guī)?；緹o關(guān)，小型設(shè)備也能得到高效率。（2）處于熱備用狀態(tài)，燃料電池跟隨負(fù)荷變化的能力非常強(qiáng)，可以在1s內(nèi)跟隨50%的負(fù)荷變化。(3)噪音低；可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際上的零排放；省水。（4）安裝周期短，安裝位置靈活，可省去新建輸配電系統(tǒng)

目前燃料電池大規(guī)模應(yīng)用的障礙是造價(jià)高，在經(jīng)濟(jì)性上要與常規(guī)發(fā)電方式競(jìng)爭(zhēng)尚需時(shí)日。

1.2.3技術(shù)關(guān)鍵和研究課題

燃料電池的技術(shù)關(guān)鍵涉及電池性能、壽命、大型化、價(jià)格等與商業(yè)化有關(guān)的項(xiàng)目，主要涉及新的電解質(zhì)材料和催化劑。熔融碳酸鹽電池（MCFC）在高溫條件下液體電解質(zhì)的損失和腐蝕滲漏降低了電池的壽命，使MCFC的大型化及實(shí)用化受到限制。需要解決電池構(gòu)成材料的腐蝕；電極細(xì)孔構(gòu)造變化使電池性能下降等問題。固體氧化物燃料電池（SOFC）使用固體電解質(zhì)且工作溫度很高,對(duì)構(gòu)成材料及其加工有特殊要求。為了得到高溫下化學(xué)性穩(wěn)定和致密性（不通過氣體）的電解質(zhì)，在氧化鋯中加入Y2O3生成釔穩(wěn)定氧化鋯。為了降低工作溫度，應(yīng)盡可能減少電解質(zhì)薄膜厚度。通常采用熔射法、燒結(jié)法和電化學(xué)蒸發(fā)涂層法制備電解質(zhì)薄膜。實(shí)用的電解質(zhì)膜的厚度為0.03～0.05mm。比較先進(jìn)的已達(dá)到0.01mm。這樣薄的電解質(zhì)陶瓷材料除應(yīng)當(dāng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度外，必須具有高度的氣體致密性，否則將喪失燃料電池的性能。燃料極使用鎳鋯等耐熱金屬陶瓷，鎳還用作燃料重整的催化劑，空氣極在運(yùn)行中處在高溫氧化中，難以使用一般金屬。鉑的穩(wěn)定性好，但費(fèi)用昂貴，需要尋找替代材料，可用電子導(dǎo)電陶瓷。為了降低工作溫度，另外一個(gè)重要的研究方向是尋找低溫的質(zhì)子導(dǎo)電的電解質(zhì)。工作溫度倘若能降低到700℃以下，SOFC的造價(jià)就可以大幅度降低。

2.大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用硅片引起的“第

2.1大功率電力電子器件的重大進(jìn)展

電力電子學(xué)（PowerElectronics）的應(yīng)用已經(jīng)有多年的歷史。電力電子學(xué)器件用于電力拖動(dòng)、變頻調(diào)速、大功率換流已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)。大功率電子器件（HighPowerElectronics）的快速發(fā)展也引起了電力系統(tǒng)的重大變革，通常稱為硅片引起的第。

近年來，大功率電子器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力的一次系統(tǒng)。可控硅（晶閘管）用于高壓直流輸電已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史。大功率電子器件應(yīng)用于靈活的交流輸電（FACTS）、定質(zhì)電力技術(shù)（CustomPower）以及新一代直流輸電技術(shù)則是近10年的事。新的大功率電力電子器件的研究開發(fā)和應(yīng)用，將成為電力研究前沿。

2.2靈活交流輸電技術(shù)(FACTS)

靈活交流輸電技術(shù)是指電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)結(jié)合以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)電壓、參數(shù)(如線路阻抗)、相位角、功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗。新晨

傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)電力潮流的措施，如機(jī)械控制的移相器、帶負(fù)荷調(diào)變壓器抽頭、開關(guān)投切電容和電感、固定串聯(lián)補(bǔ)償裝置等，只能實(shí)現(xiàn)部分穩(wěn)態(tài)潮流的調(diào)節(jié)功能，而且，由于機(jī)械開關(guān)動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)、響應(yīng)慢，無法適應(yīng)在暫態(tài)過程中快速靈活連續(xù)調(diào)節(jié)電力潮流、阻尼系統(tǒng)振蕩的要求。因此，電網(wǎng)發(fā)展的需求促進(jìn)了靈活交流輸電這項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

篇4

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才培養(yǎng)

作者簡(jiǎn)介：侯麗華（1966-），女，滿族，吉林伊通人，長(zhǎng)春工程學(xué)院教師發(fā)展中心主任兼教務(wù)處副處長(zhǎng)，教授；杜波（1976-），女，吉林長(zhǎng)春人，長(zhǎng)春工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，副教授。（吉林 長(zhǎng)春 130012）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）35-0072-02

“電力電子技術(shù)”課程是自動(dòng)化專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門工程應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。該課程具有教學(xué)內(nèi)容多、課時(shí)少、更新快的特點(diǎn)。如何在有限學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生較好地掌握課程知識(shí)，提高工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，是教學(xué)改革要解決的主要問題。長(zhǎng)春工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我?！保半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程組根據(jù)學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)，在明確了自動(dòng)化專業(yè)面向基礎(chǔ)工業(yè)基層一線應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)、基本規(guī)格、專業(yè)核心能力以及知識(shí)體系等方面基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和電力電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，以先進(jìn)的教育思想為指導(dǎo)，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，不斷整合教學(xué)內(nèi)容，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，開發(fā)綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，改進(jìn)教學(xué)方法與手段，改革考試方式，在教學(xué)實(shí)踐中取得了較好的效果。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心的課程體系

1.課程建設(shè)與改革思路

教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的改革是“電力電子技術(shù)”課程改革中最重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的提高，關(guān)系到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。我校按照電力電子器件―電力電子變換電路―電力電子電路的微機(jī)控制技術(shù)―電力電子技術(shù)應(yīng)用的思路，以電力電子器件為電路服務(wù)，電路為電力電子系統(tǒng)服務(wù)，系統(tǒng)為電力電子應(yīng)用服務(wù)的理念作為教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的主導(dǎo)思想，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，精選理論內(nèi)容，強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用，及時(shí)而恰當(dāng)?shù)匾腚娏﹄娮蛹夹g(shù)的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝。

2.調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)設(shè)計(jì)上理論與實(shí)踐相結(jié)合，知識(shí)傳授與應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合，講授與研討相結(jié)合。將電力電子器件、變換電路作為傳統(tǒng)內(nèi)容，將電力電子技術(shù)應(yīng)用作為實(shí)用內(nèi)容，將最先進(jìn)的自動(dòng)控制生產(chǎn)線作為新技術(shù)，對(duì)典型電力電子及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)分析作為討論內(nèi)容，將科研課題引入課堂作為啟發(fā)內(nèi)容，通過典型案例分析，將理論與實(shí)際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，并通過滲透行業(yè)規(guī)范、安全操作規(guī)程、文明生產(chǎn)等知識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數(shù)、選擇、驅(qū)動(dòng)與保護(hù)電路為基礎(chǔ)，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和參數(shù)計(jì)算及電路設(shè)計(jì)為核心，以微機(jī)控制的脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）和各種軟開關(guān)技術(shù)作為新的控制方法和新技術(shù)，把電力電子學(xué)科的發(fā)展方向引入課堂。以電力電子器件的應(yīng)用電路為教學(xué)的重點(diǎn)，解決實(shí)際工程問題，使學(xué)生能充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)代電力電子技術(shù)對(duì)交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續(xù)課程“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”深入學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力

1.完善實(shí)踐教學(xué)條件

“電力電子技術(shù)”課程具有很強(qiáng)的工程性和實(shí)用性，而實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。因此，以營(yíng)造真實(shí)的、先進(jìn)的工程環(huán)境為目標(biāo)，緊密結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用，投入100多萬元建設(shè)和完善了電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室?，F(xiàn)實(shí)驗(yàn)室擁有實(shí)驗(yàn)設(shè)備24臺(tái)套，開發(fā)了電力電子技術(shù)仿真研究平臺(tái)，構(gòu)建了電力電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系（包括課內(nèi)實(shí)驗(yàn)、課外實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等），編制相關(guān)的教學(xué)文件。實(shí)驗(yàn)室向?qū)W生全面開放，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式開展自主性實(shí)驗(yàn)和學(xué)科競(jìng)賽培訓(xùn)，并為學(xué)生提供實(shí)際工程技術(shù)資料、仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)軟件，培養(yǎng)工程實(shí)踐應(yīng)用能力。

2.精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

課程組精心設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從問題出發(fā)，逐步由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)走向設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，再過渡到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。開設(shè)了晶閘管整流、逆變的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)本課程的應(yīng)用有初步認(rèn)識(shí)；對(duì)直流斬波、交交變換以及PWM控制技術(shù)部分的實(shí)驗(yàn)，則由教師給出電路參數(shù)要求，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)主電路、驅(qū)動(dòng)電路等，完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力；軟開關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)等具有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，密切聯(lián)系著當(dāng)今電力電子技術(shù)發(fā)展的最前沿技術(shù)，并且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要作用。通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生了解了電力電子新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，同時(shí)對(duì)本課程的應(yīng)用領(lǐng)域、可以解決的問題有了更直觀感性的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與科研、工程、社會(huì)應(yīng)用實(shí)踐密切聯(lián)系，形成良性互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機(jī)結(jié)合，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和自主訓(xùn)練。

3.增設(shè)課程設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)

開設(shè)了1周“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)與調(diào)試實(shí)踐環(huán)節(jié)，以完整的電力電子系統(tǒng)為載體，將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路、檢測(cè)電路、控制電路等內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，使學(xué)生通過設(shè)計(jì)、組裝、實(shí)驗(yàn)和調(diào)試“四位一體”的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，在教學(xué)中使用計(jì)算機(jī)仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路，且可方便地調(diào)整電路的參數(shù)進(jìn)行仿真，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理復(fù)雜電力電子電路的能力，也為日后從事工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。

三、改進(jìn)教學(xué)方法與手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性

在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，筆者始終堅(jiān)持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、能力為主線的教育理念，根據(jù)課程內(nèi)容合理采用不同的教學(xué)方法組織課堂教學(xué)，將“理論+實(shí)踐+應(yīng)用能力”的教學(xué)模式貫穿在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，由傳統(tǒng)的教師滿堂灌唱獨(dú)角戲變成了教師學(xué)生共同參與的互動(dòng)學(xué)習(xí)，教與學(xué)融為一體。教師有所教，學(xué)生有所學(xué)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深了學(xué)生的理解，加快了學(xué)習(xí)步伐。通過啟發(fā)教學(xué)法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法等，增強(qiáng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，活躍課堂氣氛，挖掘?qū)W生潛力，增強(qiáng)專業(yè)素養(yǎng)，逐漸讓學(xué)生由“學(xué)會(huì)”變成“會(huì)學(xué)”，由被動(dòng)變主動(dòng)汲取知識(shí)。

為了分析電力電子器件和電路的工作狀態(tài)，使學(xué)生弄清電路中能量的變換和傳遞，筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學(xué)課件。利用多媒體技術(shù)將實(shí)際應(yīng)用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上，結(jié)合典型工程實(shí)例，并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實(shí)到教學(xué)課件中，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，不斷提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，建設(shè)了本課程的教學(xué)網(wǎng)站，網(wǎng)站資料豐富，包括教學(xué)資料和典型工程實(shí)例等，學(xué)生可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，教師可以在網(wǎng)上進(jìn)行答疑，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了教學(xué)效果。

四、改革考核方式，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力

1.考試過程全程化

教師根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程性質(zhì)和不同階段的教學(xué)要求，通過課堂提問、討論、平時(shí)作業(yè)、單元測(cè)驗(yàn)、實(shí)際操作、撰寫報(bào)告或論文等方式加強(qiáng)形成性考試評(píng)價(jià)，并安排階段性考試以強(qiáng)化學(xué)生平時(shí)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握，弱化期末終結(jié)性考核。

2.考核內(nèi)容能力化

考核內(nèi)容圍繞應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心這個(gè)目標(biāo)設(shè)置，結(jié)合新的“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容體系，加大電力電子器件特性分析、實(shí)際電路分析、應(yīng)用案例分析、實(shí)踐技能的比例，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用、解決問題的能力。

3.考核方式多元化

根據(jù)不同階段的教學(xué)要求，考核采取口試、筆試（開卷、閉卷）、開發(fā)設(shè)計(jì)相結(jié)合的形式，變單一形式的考核為多種形式的考核。

五、組織課外科技創(chuàng)新活動(dòng)，探索課內(nèi)與課外培養(yǎng)的有效機(jī)制

按照課內(nèi)培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結(jié)合的原則，把培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力固化在教學(xué)任務(wù)中，成立了課外科技活動(dòng)小組，注意引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生積極參加各種科技競(jìng)賽活動(dòng)。依托電力電子實(shí)驗(yàn)室的硬件設(shè)施，積極組織學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽和“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。在運(yùn)行中，加強(qiáng)課外實(shí)踐活動(dòng)的組織和管理，制訂《大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)運(yùn)行管理辦法》和《實(shí)驗(yàn)室開放運(yùn)行管理辦法》，對(duì)大學(xué)生第二課堂教育的條件保障、激勵(lì)政策、管理辦法、評(píng)價(jià)辦法等做了明確規(guī)定，形成了有效的大學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)保障體系。

六、加強(qiáng)青年教師培養(yǎng)，提高課程組教師整體水平

師資隊(duì)伍建設(shè)是課程建設(shè)的關(guān)鍵，課程組教師的理論教學(xué)水平、工程實(shí)踐能力、科研水平直接關(guān)乎“電力電子技術(shù)”課程建設(shè)水平。按照校內(nèi)培養(yǎng)與校外培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)培養(yǎng)和科研培養(yǎng)相結(jié)合的原則，通過建立青年教師“導(dǎo)師制”、定期開展教學(xué)研討和教學(xué)觀摩、實(shí)行青年教師實(shí)驗(yàn)室坐班制、深入工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際、選派教師參加新技術(shù)培訓(xùn)等措施，不斷提高青年教師教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和實(shí)踐能力。

七、結(jié)語(yǔ)

電力電子技術(shù)隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷地更新，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，不僅用于一般工業(yè)，也廣泛用于交通運(yùn)輸、電力、通信、計(jì)算機(jī)、新能源系統(tǒng)等。“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)應(yīng)緊跟時(shí)代變化的步伐，不斷更新和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法與手段，完善實(shí)踐教學(xué)條件建設(shè)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將電力電子技術(shù)理論知識(shí)與實(shí)踐緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

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論文摘要：電力電子技術(shù)正在不斷發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究與實(shí)際工程也取得了可喜成績(jī)。

1前言

電力電子技術(shù)是一個(gè)以功率半導(dǎo)體器件、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺(tái)。經(jīng)過50年的發(fā)展歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設(shè)備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來越廣泛的應(yīng)用。最成功地應(yīng)用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電（HVDC）。自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用。

2電力電子技術(shù)的應(yīng)用

自20世紀(jì)80年代，柔流輸電（FACTS）概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究得到了極大的關(guān)注，多種設(shè)備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻(xiàn)介紹和總結(jié)了相關(guān)設(shè)備的基本原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應(yīng)用研究和現(xiàn)狀。

2.1在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用以改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性為主要目的。

2.1.1大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制

靜止勵(lì)磁采用晶閘管整流自并勵(lì)方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵(lì)磁機(jī)這個(gè)中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進(jìn)的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。

2.1.2水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁

水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當(dāng)水頭的變化幅度較大時(shí)（尤其是抽水蓄能機(jī)組），機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變隨之發(fā)生變化。風(fēng)力發(fā)電的有效功率與風(fēng)速的三次方成正比，風(fēng)車捕捉最大風(fēng)能的轉(zhuǎn)速隨風(fēng)速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機(jī)組變速運(yùn)行，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項(xiàng)應(yīng)用的技術(shù)核心是變頻電源。

2.1.3發(fā)電廠風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速

發(fā)電廠的廠用電率平均為8%，風(fēng)機(jī)水泵耗電量約占火電設(shè)備總耗電量的65%，且運(yùn)行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實(shí)施風(fēng)機(jī)水泵的變頻調(diào)速，可以達(dá)到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國(guó)內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國(guó)內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。

2.2在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力電子器件應(yīng)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(yùn)行特性。

2.2.1直流輸電（HVDC）和輕型直流輸電（HVDCLight）技術(shù)

直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1970年世界上第一項(xiàng)晶閘管換流器，標(biāo)志著電力電子技術(shù)正式應(yīng)用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。

2.2.2柔流輸電（FACTS）技術(shù)

FACTS技術(shù)的概念問世于20世紀(jì)80年代后期，是一項(xiàng)基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對(duì)交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實(shí)施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。

20世紀(jì)90年代以來，國(guó)外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將FACTS技術(shù)用于實(shí)際電力系統(tǒng)工程。其輸出無功的大小，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，成本較低，所以較早得到應(yīng)用。2.3在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強(qiáng)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(duì)電壓、頻率、諧波和不對(duì)稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)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(yīng)用，即用戶電力（CustomPower）技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，是在FACTS各項(xiàng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)?？梢詫FACTS設(shè)備理解為FACTS設(shè)備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場(chǎng)介入相對(duì)容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，隨著電力電子器件價(jià)格的不斷降低，可以預(yù)期DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期。

2.4在節(jié)能環(huán)節(jié)的運(yùn)用

2.4.1變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行

電動(dòng)機(jī)本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個(gè)方面，通過變負(fù)荷電動(dòng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個(gè)方面，只有將二者結(jié)合起來，電動(dòng)機(jī)節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會(huì)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。首先是風(fēng)機(jī)、泵類等變負(fù)荷機(jī)械中采用調(diào)速控制代替擋風(fēng)板或節(jié)流閥控制風(fēng)流量和水流量具有顯著的效果。國(guó)外變負(fù)荷的風(fēng)機(jī)、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國(guó)正在推廣應(yīng)用中。

變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)無級(jí)調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達(dá)30%左右。其缺點(diǎn)主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。

2.4.2減少無功損耗，提高功率因數(shù)

在電氣設(shè)備中，變壓器和交流異步電動(dòng)機(jī)等都屬于感性負(fù)載，這些設(shè)備在運(yùn)行時(shí)不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應(yīng)保持無功平衡，否則，將會(huì)使系統(tǒng)電壓降低，設(shè)備破壞，功率因數(shù)下降，嚴(yán)懲時(shí)會(huì)引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當(dāng)電力網(wǎng)或電氣設(shè)備無功容量不足時(shí)，應(yīng)增裝無功補(bǔ)償設(shè)備，提高設(shè)備功率因數(shù)。

篇6

1.分析電路盡量使用多媒體。

電力電子技術(shù)的核心就是整流、逆變、斬波和交交變換四大基本電路，在電路工作過程的分析中，通常一個(gè)電路都有多個(gè)工作狀態(tài)，不同的工作狀態(tài)又分別對(duì)應(yīng)著不同的電壓電流波形，也就是說電路的工作過程往往都是動(dòng)態(tài)的過程，而傳統(tǒng)的書本上的文字和原理圖是無法很好地展現(xiàn)動(dòng)態(tài)過程的。這時(shí)，如果采用幻燈片等多媒體形式，可以將電路工作的動(dòng)態(tài)過程很好地展現(xiàn)給學(xué)生們觀看，把書本上靜態(tài)的電路以及波形圖動(dòng)起來，這樣就能夠讓學(xué)生們更好地理解電力電子電路的工作過程。與此同時(shí)，結(jié)合書本上的理論，再將不同電路的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，使同學(xué)們復(fù)習(xí)時(shí)結(jié)合著書中的理論，頭腦中聯(lián)想著多媒體演示動(dòng)畫，便會(huì)在學(xué)習(xí)中事半功倍，容易記憶，提高學(xué)生的分析計(jì)算和實(shí)際解題的能力。

2.器件與控制部分應(yīng)注重練習(xí)。

電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結(jié)合的特點(diǎn)，學(xué)好這一部分，就必須將概念的理解與相關(guān)的計(jì)算進(jìn)行練習(xí)，在習(xí)題式的教學(xué)中，不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段，各高校幾乎很少帶領(lǐng)學(xué)生做與課程相關(guān)的習(xí)題，多數(shù)學(xué)生也只有在考試的時(shí)候才有機(jī)會(huì)在試卷中解答一些問題，雖說現(xiàn)在不提倡傳統(tǒng)針對(duì)考試的題海戰(zhàn)術(shù)，但是平時(shí)適當(dāng)做一些典型的練習(xí)還是有必要的，電力電子器件種類多、特點(diǎn)各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動(dòng)控制原理等其他學(xué)科相關(guān)聯(lián)，在教學(xué)中適當(dāng)找一些典型例題進(jìn)行講解，可以讓同學(xué)們?cè)诜彪s的知識(shí)中抓住重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行突破，最終掌握這部分知識(shí)要點(diǎn)。

3.學(xué)生自主參與新技術(shù)教學(xué)。

電力電子技術(shù)具有發(fā)展速度快的特點(diǎn)，新的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，加強(qiáng)電力電子新技術(shù)的教學(xué)可以擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面，掌握電力電子技術(shù)發(fā)展新方向。這一部分的特點(diǎn)是沒有定量計(jì)算、難度不大、但對(duì)于資料的收集工作量比較大，根據(jù)這些特點(diǎn)，在教學(xué)中，可以將這部分安排給每個(gè)學(xué)生進(jìn)行講解，在講解前每個(gè)同學(xué)查找相關(guān)資料，然后對(duì)資料進(jìn)行分類總結(jié)，加入自己的理解，在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式，講解后學(xué)生之間可以相互提出問題，相互討論，形成良好的研究氛圍。在這種學(xué)生自主教學(xué)的過程中，既提高了學(xué)生查找資料的能力，也能提高學(xué)生的概括的創(chuàng)新能力，還為研究生畢業(yè)學(xué)術(shù)論文的撰寫提供了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)進(jìn)行分類

電力電子技術(shù)是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的一門學(xué)科，在理論教學(xué)的同時(shí)一定要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來配合和補(bǔ)充，開設(shè)實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課的延伸和補(bǔ)充，更能夠突出應(yīng)用型學(xué)科的特色。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，應(yīng)分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)習(xí)三個(gè)部分進(jìn)行教學(xué)。

1.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)應(yīng)緊密結(jié)合課本。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是對(duì)已經(jīng)有的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，與學(xué)生的理論教學(xué)緊密銜接，通過書上的理論來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的操作，同時(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果又可以加深學(xué)生對(duì)于書本理論的深度理解。在理論課程之后，應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程相跟進(jìn)，在實(shí)驗(yàn)開始前，老師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)課本知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回顧，確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟，同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)要求完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作，并能夠運(yùn)用書本上的知識(shí)來解釋實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象，最后通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式進(jìn)行總結(jié)，得出驗(yàn)證性的結(jié)論。

2.鼓勵(lì)開展探究性試驗(yàn)。

電力電子技術(shù)是一門正在快速發(fā)展的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究，通過對(duì)已有知識(shí)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生們充分發(fā)揮想象力，制作一些相關(guān)的小制作、小發(fā)明，在探究性試驗(yàn)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生根據(jù)自己掌握的知識(shí)，結(jié)合當(dāng)今電力電子發(fā)展的前沿技術(shù)，加上自己的想象力和創(chuàng)造力，獨(dú)立設(shè)計(jì)出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會(huì)遇到一些問題，這時(shí)老師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo)，給出一些方案，讓學(xué)生自主解決實(shí)際問題。平時(shí)盡可能地開放實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生增加動(dòng)手操作機(jī)會(huì)。此外還應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技比賽，增加在創(chuàng)新方面的交流合作，從而學(xué)會(huì)更多解決問題的新方法。

3.拓展實(shí)習(xí)應(yīng)突出實(shí)際應(yīng)用。

在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)之外，對(duì)于電力電子技術(shù)這種應(yīng)用型很強(qiáng)的學(xué)科，應(yīng)適當(dāng)組織學(xué)生到某個(gè)單位進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng)用，當(dāng)今電力電子技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了許多領(lǐng)域之中，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以聯(lián)系某個(gè)具體單位進(jìn)行參觀，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，讓學(xué)生們更加具體地了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用。除了參觀之外，也可由老師或者學(xué)生找一些與電力電子技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的視頻資料，分享給大家進(jìn)行觀看，也可以起到非常好的效果。實(shí)習(xí)結(jié)束之后，學(xué)生以報(bào)告的形式寫出自己學(xué)到了什么或者是心得體會(huì)。這樣，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)于理工科的教學(xué)是有很大幫助的。

三、總結(jié)

篇7

科研團(tuán)隊(duì)：瞄準(zhǔn)前沿，勇于超越

“大功率電力電子技術(shù)”課題組依托于武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，主要從事配電系統(tǒng)內(nèi)適用于節(jié)能和電能質(zhì)量控制的大功率電力電子裝置的開發(fā)和應(yīng)用研究。該課題組在查曉明教授的帶領(lǐng)下，幾年如一日地在大功率電力電子技術(shù)領(lǐng)域辛勤耕耘，至今已發(fā)展成為一個(gè)擁有1名副教授、3名講師、1名在站博士后、10名博士研究生、10名碩士研究生的優(yōu)秀科研團(tuán)隊(duì)。

課題組成立以來始終堅(jiān)守“基礎(chǔ)理論研究與工程應(yīng)用實(shí)踐并重”的原則，行走在電力科技領(lǐng)域的前沿，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，依靠武漢大學(xué)豐富的科研與教學(xué)資源，與國(guó)內(nèi)多家企業(yè)以及電力公司保持良好和持久的合作往來，在大功率電力電子變換裝置及其應(yīng)用系統(tǒng)等領(lǐng)域取得了良好的成績(jī)。在大功率電力電子系統(tǒng)的控制理論上，他們建立了以多電平PWM電力電子變流器功率變換器控制為基礎(chǔ)的大功率電力電子系統(tǒng)控制理論和方法。該方法把電力電子技術(shù)中的功率變換控制特點(diǎn)與系統(tǒng)應(yīng)用要求進(jìn)行有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了大功率電力電子系統(tǒng)的并網(wǎng)有功和無功電流控制、電能質(zhì)量控制以及并聯(lián)或串聯(lián)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的直流側(cè)電壓的穩(wěn)壓和均衡控制，并成功地在有源電力濾波器、STATCOM等裝置中得到應(yīng)用。而從該系統(tǒng)的控制技術(shù)角度出發(fā)，他們又建立了以DSP與FPGA相結(jié)合的數(shù)字控制硬件平臺(tái)，開展了各種電力電子系統(tǒng)的數(shù)字控制算法的應(yīng)用研究，并在該硬件平臺(tái)上充分利用了FPGA近似布線邏輯的并行計(jì)算和高可靠性的特點(diǎn)，克服了單獨(dú)DSP系統(tǒng)程序控制易受干擾中斷問題，進(jìn)而將兩者結(jié)合并對(duì)有關(guān)控制算法進(jìn)行分解，實(shí)現(xiàn)了串行和并行計(jì)算的結(jié)合，形成了一種具有高可靠性的控制算法實(shí)現(xiàn)方法。目前，基于該硬件平臺(tái)的有源濾波器控制算法、STATCOM控制算法、逆變電源控制算法以及高壓變頻器的V／f控制算法均可在其中實(shí)現(xiàn)。

其次，就大功率電力電子器件IGBT的驅(qū)動(dòng)技術(shù)而言，課題組以M57962模塊為核心，自行研制的高電磁兼容能力的輔助開關(guān)電源為IGBT驅(qū)動(dòng)電源，不僅實(shí)現(xiàn)了可靠和完善的過流保護(hù)、可靠的IGBT通斷檢測(cè)功能，而且還可以輔助抗瞬態(tài)電壓沖擊電路，具有可編程功能，提供了有效的光纖接口。此外在大功率電力電子裝置的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)技術(shù)上課題組有其專攻之道，基于頻域能量變換模型的電力電子設(shè)計(jì)理論和方法也正在發(fā)展之中，逆變器專用高頻大電流電抗器設(shè)計(jì)與制作、電力電子系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真等方面都有其獨(dú)到之處。

通過對(duì)大功率電力電子電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究，課題組完成了基于功率單元級(jí)聯(lián)的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其在STATCOM和高壓變頻器中的應(yīng)用，并在混合式有源電力濾波器、多臺(tái)逆變器并聯(lián)的有源電力濾波器、四象限運(yùn)行的PWM變流器、程控交流調(diào)壓電源逆變器以及具有綜合節(jié)能特點(diǎn)的工業(yè)企業(yè)新型配電電源系統(tǒng)中形成了獨(dú)具特色的理論研究。“基于α－β坐標(biāo)變換的有源電力濾波器和STATCOM技術(shù)”、“低能耗的逆變器試驗(yàn)平臺(tái)”、“通用電力電子試驗(yàn)平臺(tái)及試驗(yàn)方法”等已獲專利授權(quán)，“先進(jìn)的電能質(zhì)量試驗(yàn)電源技術(shù)”也正在專利申請(qǐng)之中。

在實(shí)踐的過程中，他們不僅積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，而且形成了一套獨(dú)特的科研方法和理念。談及自己的課題組，查曉明教授頗為自豪地介紹“多年來，我們主要在大功率電力電子系統(tǒng)的控制理論和技術(shù)研究、大功率電力電子器件IGBT的驅(qū)動(dòng)技術(shù)、大功率電力電子電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究以及大功率電力電子裝置的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)技術(shù)上做了一系列的工作，較好地解決了復(fù)雜大功率電力電子系統(tǒng)及其應(yīng)用的可靠性和性能方面存在的問題。這些成果都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)聲譽(yù)。目前，高壓變頻器已經(jīng)成功產(chǎn)業(yè)化，直接產(chǎn)生了數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)效益，有源電力濾波器，STATCOM等產(chǎn)品逐步在工業(yè)電力系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用?！?/p>

學(xué)術(shù)靈魂：拓新求真，攜手并進(jìn)

作為“大功率電力電子技術(shù)”課題組的“靈魂人物”，查曉明教授有著豐富的求學(xué)經(jīng)歷：他分別于1989年，1992年，2001年取得武漢大學(xué)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)工學(xué)學(xué)士、電力電子技術(shù)專業(yè)碩士，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)博士學(xué)位：2001年10月至2003年6月，他遠(yuǎn)赴加拿大的University of Alberta做博士后研究。一直以來，他主要從事電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)科的教學(xué)與科研工作，主要研究方向?yàn)殡娏﹄娮酉到y(tǒng)的分析與綜合理論，大功率電力電子裝置及其在電能質(zhì)量控制，高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)、柔性輸電、新能源及微電網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用，并取得了驕人的成績(jī)。如今，年僅42歲的他，身上已是圍繞著多重的“光環(huán)”――武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，電力電子技術(shù)研究所所長(zhǎng)，IEEE會(huì)員，武漢電源學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，從教學(xué)到科研、從行政到學(xué)術(shù)，無不顯示出他的忙碌與充實(shí)。在科研上，他碩果累累，先后在國(guó)內(nèi)外重要會(huì)議和期刊上40多篇，其中三大檢索收錄20篇：他主持和參加了國(guó)防“973”項(xiàng)目專題、武漢市科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家電力公司青年科技促進(jìn)費(fèi)項(xiàng)目，武漢市青年晨光計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金以及多項(xiàng)企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目，在電能質(zhì)量控制、新能源并網(wǎng)控制以及電氣節(jié)能等方面取得多項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品與成果，并獲發(fā)明專利4項(xiàng)、實(shí)用新型專利3項(xiàng)。

查曉明教授無疑是成功的，然而他并不滿足于個(gè)人的榮譽(yù)和成就，而是更注重整個(gè)課題組的前進(jìn)與發(fā)展。他總是這樣告誡課題組內(nèi)的每一個(gè)年輕教師，博士和碩士研究生，科學(xué)研究需要的是鍥而不舍的精神，工程應(yīng)用需要的是嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神，理論研究和實(shí)踐應(yīng)用總是相伴而生、相輔相成的。無論是物理學(xué)中的力學(xué)、電磁學(xué)還是數(shù)學(xué)分析方法，無論是電機(jī)、電力系統(tǒng)還是系統(tǒng)分析與控制理論，對(duì)每一個(gè)求學(xué)的研究生來說，都是必須具備的知識(shí)。只有這樣，才能在工程應(yīng)用中把握住每一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)，從中提煉出真正的科學(xué)問題，從而開展真正的科學(xué)研究工作。也基于此，查曉明教授的書桌上總是堆滿了經(jīng)典力學(xué)，電動(dòng)力學(xué)、微分幾何等書籍，并且常常向很多前輩請(qǐng)教學(xué)術(shù)問題，甚至經(jīng)常性地和研究生們一起探討電力電子裝置能量轉(zhuǎn)換的物理過程。

篇8

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；開關(guān)電源

現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件，綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用，是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具 體應(yīng)用。

當(dāng)前，電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來，電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng) 濟(jì)、實(shí)用，實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1. 電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代，并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1 整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的，其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姡虼嗽诹甏推呤甏?，大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2 逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī)，交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代，隨著變頻調(diào)速裝置的普及，大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出，靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)取＿@時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變，但工作頻率較低，僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

1.3 變頻器時(shí)代

進(jìn)入八十年代，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合，出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世，導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展，而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn)，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1995年底，功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展，為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能，實(shí)現(xiàn)小型輕量化，機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2. 現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì)，同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代，計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源，率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源，根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日"能源之星"計(jì)劃規(guī)定，桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的外圍設(shè)備，在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦，就符合綠色電腦的要求，提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言，電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2 通信用高頻開關(guān)電源

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中，通常將整流器稱為一次電源，而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中，傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代，高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作，開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年，開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大，單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多，其電源電壓也各不相同，在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊，從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓，這樣可大大減小損耗、方便維護(hù)，且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上，對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加，通信電源容量也將不斷增加。

2.3 直流-直流(DC/DC)變換器

DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓，這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制，同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能，并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源)， 同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化，模塊采用高頻PWM技術(shù)，開關(guān)頻率在500kHz左右，功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化，因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊，功率密度有較大幅度的提高。

2.4 不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流，一部分能量給蓄電池組充電，另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流，經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量，另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件，電源的噪聲得以降低，而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理，進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。

目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速，已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

2.5 變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速，其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要，已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓，然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器， 將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出，電源輸出波形近似于正弦波，用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。

國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期，日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年，其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào)，96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器，逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外，還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略，精選功能組件，是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。

2.6 高頻逆變式整流焊機(jī)電源

高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源，代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化，這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。

逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流，IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波，經(jīng)高頻變壓器耦合， 整流濾波后成為穩(wěn)定的直流，供電弧使用。

由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣，頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中，因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題，也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器，通過對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析，達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的，進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理，解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A，負(fù)載持續(xù)率60%，全載電壓60~75V，電流調(diào)節(jié)范圍5~300A，重量29kg。

2.7 大功率開關(guān)型高壓直流電源

大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV，電流達(dá)到0.5A以上，功率可達(dá)100kW。

自從70年代開始，日本的一些公司開始采用逆變技術(shù)，將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻，然后升壓。進(jìn)入80年代，高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件，將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源，取消了高壓變壓器油箱，使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。

國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制，市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?，采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓，然后由高頻變壓器升壓，最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下，輸出直流電壓達(dá)到55kV，電流達(dá)到15mA，工作頻率為25.6kHz。

2.8 電力有源濾波器

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí)，將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流，引起諧波損耗和干擾，同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象，即所謂"電力公害"，例如，不可控整流加電容濾波時(shí)，網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置，能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足，是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓，還反饋輸入平均電流; (2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。

2.9 分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?，利用最新理論和技術(shù)成果，組成積木式、智能化的大功率供電電源，從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合，降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力，提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期，對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期，隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)，結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù)，使中小功率裝置的集成成為可能，從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始，這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn)，論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納，也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合，如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

3. 高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)

在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源，傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重，如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù)，其體積和重量都會(huì)大幅度下降，而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中，更是離不開開關(guān)電源技術(shù)，通過開關(guān)電源改變用電頻率，從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù)，更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。

3.1 高頻化

理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz，提高400倍的話，用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的 5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī)，還是通訊電源用的開關(guān)式整流器，都是基于這一原理。同樣，傳統(tǒng)"整流行業(yè)"的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合 閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造， 成為"開關(guān)變換類電源"，其主要材料可以節(jié)約90%或更高，還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高，促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化，帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益，更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。

3.2 模塊化

模塊化有兩方面的含義，其一是指功率器件的模塊化，其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊，含有一單元、兩單元、六單元直至七單元，包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管，實(shí)質(zhì)上都屬于"標(biāo)準(zhǔn)"功率模塊(SPM)。近年，有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去，構(gòu)成了"智能化"功率模塊(IPM)，不但縮小了整機(jī)的體積，更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上，由于頻率的不斷提高，致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重，對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性，有些制造商開發(fā)了"用戶專用"功率模塊(ASPM)，它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中，使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接，這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、 機(jī)械方面的設(shè)計(jì)，達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片，再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上，就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見，模塊化的目的不僅在于使用方便，縮小整機(jī)體積，更重要的是取消傳統(tǒng)連線，把寄生參數(shù)降到最小，從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低，提高系統(tǒng)的可靠性。這樣，不但提高了功率容量， 在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求， 而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊，極大的提高系統(tǒng)可靠性，即使萬一出現(xiàn)單模塊故障，也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作，而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。

轉(zhuǎn)貼于 　3.3 數(shù)字化

在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中，控制部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代，電力電子技術(shù) 擬電路基礎(chǔ)上的。但是，現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟，顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào)，也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以，在八、九十年代，對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說，模擬技術(shù)還是有用的，特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC) 問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決，離不開模擬技術(shù)的知識(shí)，但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源，需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí)，數(shù)字化技術(shù)就離不開了。

3.4 綠色化

電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電， 這意味著發(fā)電容量的節(jié)約，而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因，所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染，國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上，許多功率電子節(jié)電設(shè)備，往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流，使總功率因數(shù)下降，使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰，甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末，各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生，有了多種修正功率因數(shù)的方法。

總而言之，電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展，新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代，還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實(shí)現(xiàn)，將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟，實(shí)現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年，隨著通信行業(yè)的發(fā)展，以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源，僅國(guó)內(nèi)有20多億人民幣的市場(chǎng)需求，吸引了國(guó)內(nèi)外一大批科技人員對(duì)其進(jìn)行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢(shì)所趨，因此，同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正在啟動(dòng)，并將很快發(fā)展起來。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

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篇9

關(guān)鍵詞：軟啟動(dòng)，選型，探討

 

“軟啟動(dòng)”設(shè)備在煤礦井下已得到廣泛的使用，如CST、恒充式和閥控充液式液力偶合器、調(diào)速型液力偶合器、變頻軟啟動(dòng)、高壓軟啟動(dòng)、變極調(diào)速等。本文將從“軟啟動(dòng)”設(shè)備的類型、性能特點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)“軟啟動(dòng)”設(shè)備調(diào)研情況出發(fā)，闡述適應(yīng)煤礦井下條件的“軟啟動(dòng)”類型，目的是選擇合適的技術(shù)，既講求實(shí)效，又節(jié)電增益，確保設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.“軟啟動(dòng)”是煤礦大型、重型設(shè)備啟動(dòng)的必然要求

近年來，為適應(yīng)復(fù)雜礦區(qū)的煤層開采條件，設(shè)備選型朝大型化、重型化方向發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)“設(shè)備現(xiàn)代化，系統(tǒng)自動(dòng)化，管理信息化”。因此，隨著裝機(jī)功率、裝備水平的提高，起動(dòng)問題將成為設(shè)備選型的關(guān)鍵問題，“軟啟動(dòng)”也必將成為設(shè)備選型的唯一選擇。

所謂的“軟啟動(dòng)”實(shí)際上就是對(duì)設(shè)備的啟動(dòng)過程進(jìn)行控制，按其預(yù)定的、合理的啟動(dòng)加速度啟動(dòng)。例如，輸送膠帶機(jī)啟動(dòng)，由公式：

FQ=FZ+∑M·a

FQ————啟動(dòng)時(shí)輸送機(jī)的圓周力

FZ————正常運(yùn)行時(shí)輸送機(jī)的圓周力

∑M———輸送機(jī)總的等效質(zhì)量（包括其上的貨物）

a—————啟動(dòng)加速度

由上式可見，啟動(dòng)加速度大，啟動(dòng)時(shí)的圓周力越大。啟動(dòng)所需的功率越大，傳動(dòng)系統(tǒng)本身所受到的啟動(dòng)沖擊越大，對(duì)關(guān)鍵零部件破壞力就越大。使用“軟啟動(dòng)”技術(shù)，啟動(dòng)加速度可以得到很好的控制，以上不利因素都可得到有效避免，設(shè)備的故障率大大降低，同時(shí)供電系統(tǒng)的啟動(dòng)條件、保護(hù)條件都容易得到滿足。設(shè)備的裝機(jī)功率越大，設(shè)備對(duì)“軟啟動(dòng)”要求就會(huì)越強(qiáng)烈。因此，“軟啟動(dòng)”是煤礦大型、重型設(shè)備啟動(dòng)的必然選擇。

2.“軟啟動(dòng)”設(shè)備類型分析

國(guó)內(nèi)外采用的兩種“軟啟動(dòng)”類型：一種是調(diào)節(jié)偶合器轉(zhuǎn)速，即機(jī)械“軟啟動(dòng)”；另一種是調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，即電氣“軟啟動(dòng)”。因電氣“軟啟動(dòng)”控制的是電機(jī)，因此系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化。

2.1機(jī)械“軟啟動(dòng)”裝置

2.1.1恒充式液力偶合器

恒充式液力偶合器代表產(chǎn)品為福伊特恒充式液力偶合器。其主要部件為兩個(gè)葉輪——泵輪和渦輪，以及外輪殼。兩個(gè)葉輪相向安裝，動(dòng)力傳動(dòng)部件間沒有機(jī)械接觸，動(dòng)力傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)最小的機(jī)械磨損。偶合器內(nèi)有恒定容積的工作液體，通常為礦物油。驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩在與之相連的泵輪中轉(zhuǎn)變成工作液體的流動(dòng)能量，然后在渦輪中將這種流動(dòng)能量重新轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。力矩的建立取決于偶合器的特性曲線，同時(shí)啟動(dòng)特性受到適當(dāng)組合的補(bǔ)償腔(延充腔，側(cè)輔腔)的影響。

2.1.2閥控充液式液力偶合器

其代表產(chǎn)品為福伊特閥控充液式液力偶合器，原理同恒充式液力偶合器，結(jié)構(gòu)上它減少“延充腔，側(cè)輔腔”，增加了充液閥和進(jìn)液閥，用充進(jìn)閥來控制偶合器內(nèi)部的水量和水交換，從而能平穩(wěn)而迅速地建立力矩。

2.1.3調(diào)速型液力偶合器

調(diào)速型液力偶合器和以上兩種的原理基本相同，只是偶合器腔體內(nèi)液體量的調(diào)節(jié)方式不一樣，調(diào)速型液力偶合器選用油作傳遞動(dòng)力的液體，采用導(dǎo)流管（勺桿）機(jī)構(gòu)位置變化來調(diào)節(jié)腔體內(nèi)液體量的多少，從而達(dá)到調(diào)速的目的。

2.1.4液粘型“軟啟動(dòng)”裝置

液粘型軟啟動(dòng)裝置是根據(jù)液體粘性傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置。

液粘離合器功率傳遞的主體部件是兩組彼此穿插的摩擦片，油從其中強(qiáng)制通過。論文格式。兩組摩擦片中的一組稱主動(dòng)摩擦片（主動(dòng)摩擦片可以軸向移動(dòng)），與輸入軸接連，另一組稱從動(dòng)磨擦片，與輸出軸連接，通過控制離合器工作活塞的油壓來改變兩組摩擦片（對(duì)偶片）的間距，從而增減它們之間的粘著力，完成液粘離合器的調(diào)速功能。

2.1.5 CST“軟啟動(dòng)”裝置

CST主要由一級(jí)普通斜齒輪傳動(dòng)加一級(jí)行星齒輪減速機(jī)構(gòu)、液體粘性制動(dòng)器、傳感器以及液壓驅(qū)動(dòng)裝置等機(jī)械和電子部件組成。

這種“軟啟動(dòng)”裝置與減速箱合二為一，它利用了行星差動(dòng)輪系特點(diǎn)，將內(nèi)齒圈作為第二個(gè)輸入主動(dòng)件，用液粘制動(dòng)器（同液粘軟啟動(dòng)裝置中的液粘偶合器）來控制內(nèi)齒圈的轉(zhuǎn)速，從而控制輸出軸的轉(zhuǎn)速。

2.2電氣“軟啟動(dòng)”裝置

2.2.1變極“軟啟動(dòng)”裝置

這種軟啟動(dòng)就是使用多極（多速）電機(jī)，采用多回路組合開關(guān)，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行可靠，運(yùn)行效率高，控制線路很簡(jiǎn)單，容易維護(hù)，對(duì)電網(wǎng)干擾小，初始投資低。但它不能實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，只能分級(jí)調(diào)速，從而限制了它的使用范圍。

2.2.2調(diào)壓“軟啟動(dòng)”裝置

從電機(jī)原理知道，異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在一定轉(zhuǎn)差率下，與定子電壓平方成正比，改變定子電壓就可以改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。論文格式。目前廣泛使用可控硅交流開關(guān)實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)壓。盡管這種軟啟動(dòng)采用了先進(jìn)的數(shù)字控制技術(shù)，使系統(tǒng)控制精度提高，抗擾能力增強(qiáng)，但轉(zhuǎn)子損失大將限制這種調(diào)速方法的使用。

2.2.3變頻“軟啟動(dòng)”裝置

變頻調(diào)速是通過改變電動(dòng)機(jī)定子供電頻率來改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)速的，在綜采綜掘系統(tǒng)中，應(yīng)用最廣的交－直－交變頻器，它是借助微電子器件、電力電子器件和控制技術(shù)，先將工頻電源經(jīng)整流成直流，再由電力電子器件逆變?yōu)殡妷汉皖l率可調(diào)的交流電源，整個(gè)變頻裝置稱為變頻器。

3.幾種“軟啟動(dòng)”裝置的性能比較

3.1機(jī)械與電氣“軟啟動(dòng)”裝置的性能比較

機(jī)械“軟啟動(dòng)”CST最具有代表性，電氣“軟啟動(dòng)”調(diào)壓和變頻最具有代表性，因此，將最具代表性的“軟啟動(dòng)”放在一起，見下表。

篇10

關(guān)鍵詞：FPGA SA4828波形發(fā)生器 三相交流異步電動(dòng)機(jī) 變頻調(diào)速 SPWM

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）07（c）-0127-02

所謂變頻就是利用電力電子器件（如功率晶體管GTR、絕緣柵雙極型晶體管IGBT）將50 Hz的市電變換為用戶所要求的交流電或其他電源。它分為直接變頻（又稱交-交變頻）和間接變頻（又稱交-直-交變頻），后者又分為諧振變頻和方波變頻。方波變頻又分為等幅等寬和SPWM變頻。常用的方法有正弦波（調(diào)制波）與三角波（載波）比較的SPWM法、磁場(chǎng)跟蹤式SPWM法和等面積SPWM法等[3]。

本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的題目屬于間接變頻調(diào)速技術(shù)。它主要包括整流部分、逆變部分、控制部分及保護(hù)部分等。逆變環(huán)節(jié)為三相SPWM逆變方式。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 交流異步電動(dòng)機(jī)

三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分構(gòu)成，定子是靜止不動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子與轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙，以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 SPWM技術(shù)

SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）技術(shù)，即在PWM的基礎(chǔ)之上，改變調(diào)制脈沖的方式。脈沖寬度和時(shí)間占空比按正弦規(guī)率變化，這樣輸出波形經(jīng)過適當(dāng)?shù)臑V波就可以做到輸出正弦波。

產(chǎn)生SPWM信號(hào)的方法是用一組等腰三角波（稱為載波）與一個(gè)正弦波（稱為調(diào)制波）進(jìn)行比較，如圖2所示，兩波形的交點(diǎn)作為逆變開關(guān)管的開通與關(guān)斷時(shí)刻。當(dāng)調(diào)制波的幅值大于載波的幅值時(shí)，開關(guān)器件導(dǎo)通，當(dāng)調(diào)制波的幅值小于載波的幅值時(shí)，開關(guān)器件關(guān)斷。

2 系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)

基于FPGA的交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)，以FPGA為核心控制芯片，利用SA4828芯片產(chǎn)生SPWM波，再通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)逆變開關(guān)。再加上電路，保護(hù)電路等，構(gòu)成整個(gè)完整系統(tǒng)。

本設(shè)計(jì)為交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，主要涉及主電路和控制電路兩大部分（如圖3）。

系統(tǒng)各組成部分簡(jiǎn)介。

供電電源：電源部分因變頻器輸出功率的大小不同而異，小功率的多用單相220 V，中大功率的采用三相380 V電源。

整流電路：整流部分將交流電變?yōu)槊}動(dòng)的直流電，必須加以濾波。此處采用三相不可控整流，用不可控的二極管組成三相橋式整流電路。它可以使電網(wǎng)的功率因數(shù)接近1。

濾波電路：此處采用電壓型變頻器，所以采用電容濾波，中間的電容除了起濾波作用外，還在整流電路與逆變電路間起到去耦作用，消除干擾。

逆變電路：逆變部分將直流電逆變成我們需要的交流電。在設(shè)計(jì)中采用三相橋式逆變，開關(guān)器件選用全控型開關(guān)管IGBT。

以上四個(gè)部分組成主電路，其余部分為控制電路。

電流電壓檢測(cè)：一般在中間直流端采集信號(hào)，作為過壓，欠壓，過流保護(hù)信號(hào)。

控制電路：采用FPGA和SPWM波生成芯片SA4828，F(xiàn)PGA芯片選ALTER公司Cyclone Ⅱ系列芯片?？刂齐娐返闹饕δ苁墙邮芨鞣N設(shè)定信息和指令，根據(jù)這些指令和設(shè)定信息形成驅(qū)動(dòng)逆變器工作的信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過光電隔離后去驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的關(guān)斷。從而得到與信號(hào)電路對(duì)稱的SPWM波。

此處選用電動(dòng)機(jī)原始參數(shù)如下：

額定功率PN：7.5 kW；

額定電壓UN：380 V；

額定電流IN：15.6 A；

效率：86%；

功率因數(shù)：0.85；

過載系數(shù)：=2.2；

極對(duì)數(shù)：p=2。

3 系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

電壓頻率曲線可以分為兩段，在額定電壓一下，電壓頻率成正比。當(dāng)電壓上升到額定頻率后，不在上升。

對(duì)于恒負(fù)載時(shí)，由前面章節(jié)分析可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)與其電源頻率成正比。轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系曲線如圖4所示。

4 結(jié)論

本文采用FPGA控制三相PWM波專用芯片SA4828。具有電源頻率可調(diào)，刪除窄脈沖，響應(yīng)速度快，可現(xiàn)場(chǎng)編程等特點(diǎn)。最終驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性和有效性。系統(tǒng)中還有過流保護(hù)和過壓保護(hù)等。還可以通過FPGA監(jiān)視系統(tǒng)的其他故障，SA4828芯片還提供在緊急情況下急停的功能。在這種內(nèi)部控制保護(hù)與電路保護(hù)相結(jié)合的方式，保證了電機(jī)的安全運(yùn)行。

但系統(tǒng)也存在許多不足之處，如控制方案的實(shí)現(xiàn)不夠精確，F(xiàn)PGA芯片選擇上不夠經(jīng)濟(jì)，檢測(cè)保護(hù)電路不夠完善，這些問題有待進(jìn)一步研究解決。

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