現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：淺談 現(xiàn)代 電力電子技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）12-0229-01

現(xiàn)如今的高新技術(shù)有很多都是和電網(wǎng)的相位、電壓、電流和頻率等基本參數(shù)的轉(zhuǎn)換與控制相關(guān)?，F(xiàn)代電力電子技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)這些參數(shù)的高效處理與精確控翻，對(duì)大功率的電能頻率的變換能夠得到很好的實(shí)現(xiàn)，這樣可以支持多項(xiàng)高新技術(shù)的發(fā)展。

1 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的內(nèi)涵

現(xiàn)如今電力電子技術(shù)主要是處理的對(duì)象時(shí)功率，主要是來(lái)實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)的用電。電力電子技術(shù)主要通過(guò)電力半導(dǎo)體器件和自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和電磁技術(shù)的三者綜合運(yùn)用來(lái)實(shí)現(xiàn)獲取、傳輸、變換和利用。在各種高質(zhì)量、高效和高可靠性的電源中能夠起到非常重要的作用，可以讓當(dāng)代的電力電子技術(shù)得到很充分的運(yùn)用。功率IGBT和MOSFET是非常具有代表性，其功率半導(dǎo)體復(fù)合器件主要具有高頻、高壓和大電流等的特點(diǎn)。這類(lèi)的特點(diǎn)也意味著傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)不能夠適應(yīng)現(xiàn)如今的社會(huì)發(fā)展，電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的高速發(fā)展的時(shí)代。具有功能驅(qū)動(dòng)、節(jié)能明顯和先進(jìn)等特點(diǎn)的IGBT，MOSFET等新型電力電子器件，所以可以在新型家電、感應(yīng)加熱、通信、計(jì)算機(jī)電源和電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域中有很好的發(fā)展前景。

2 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的歷史沿革

電子技術(shù)和微電子技術(shù)在80年代以來(lái)在各自的發(fā)展滯后得到了有效的結(jié)合，也就產(chǎn)生了全新概念的全控型的高頻化電力電子集成器件。可關(guān)斷晶體管（GTO）電力晶體管（GTR）以及此類(lèi)晶體管的模塊也得到了實(shí)用化。從此滯后，各種高頻化和全控化的新型器件也相繼出現(xiàn)，例如（功率MOSFET）絕緣門(mén)板晶體管（IGT或IGBT）、靜電感應(yīng)晶體管（SIT）、靜電感應(yīng)晶閘管（srrH）、MOS晶闡管（MCT），MOS晶體管（MGT）。這也意味著一個(gè)具有高頻化和全控型的全新電力電子器件時(shí)代的誕生，傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)即將被淘汰。代電力電子技術(shù)大跨步進(jìn)入高速發(fā)展的新時(shí)代。新一代電力電子器件的特點(diǎn)主要有多功能化、高頻化、全控化和集成化。新型多功能的器件的出現(xiàn)促進(jìn)了控制系統(tǒng)和變流電路的技術(shù)不斷發(fā)展和成熟?，F(xiàn)如今電力電子技術(shù)主要是由各種PWM電路、高頻斬波電路和脈寬調(diào)制雙零諧振電路組成。因此從今天的時(shí)代進(jìn)入變頻器，極大地豐富了電力電子技術(shù)的功能，不斷開(kāi)拓新的應(yīng)用領(lǐng)域的時(shí)代的傳統(tǒng)不斷變化的需求的電力電子技術(shù)。

3 現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)的發(fā)展自從20世紀(jì)90年代以來(lái)主要具有兩個(gè)方面的特點(diǎn)：電子技術(shù)與微電子技術(shù)的不斷完善結(jié)合和現(xiàn)有的各類(lèi)新型電力電子技術(shù)器件參數(shù)的不斷完善和提高。電力電子器件的發(fā)展特點(diǎn)使其迅速的想著大容量化和智能化的方向不斷的發(fā)展，也預(yù)示著一個(gè)電力電子技術(shù)來(lái)到全新的時(shí)代。電力電子技術(shù)是多技術(shù)和多學(xué)科的相互滲透和創(chuàng)新結(jié)合的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)具有很強(qiáng)的滲透性。80年代后期，主要是以各種PWM電路和全控型新器件的現(xiàn)代化電力電子技術(shù)為代表。在此時(shí)代主要是家用電器等、交流電氣牽引以及交流調(diào)速系統(tǒng)等領(lǐng)域運(yùn)用的比較頻繁。這個(gè)時(shí)代的發(fā)展預(yù)示著電力電子技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。在這個(gè)時(shí)代的電子電力系統(tǒng)當(dāng)中，大型機(jī)組工作狀態(tài)的改變和運(yùn)轉(zhuǎn)變流裝置起著非常重要的作用?，F(xiàn)代主要是給與直流輸電以及系統(tǒng)運(yùn)行的成熟控制和測(cè)試等安全保護(hù)提供一些技術(shù)手段。超導(dǎo)磁浮鐵道系統(tǒng)主要有機(jī)車(chē)牽引、輕軌車(chē)以及地鐵在電力電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常普及。日本在火車(chē)在高速運(yùn)行時(shí)有PWM逆變交流牽引系統(tǒng)取代原來(lái)的直流系統(tǒng)的技術(shù)是世界第一。先進(jìn)的國(guó)家都非常的關(guān)注超導(dǎo)磁浮鐵道系統(tǒng)的研究，其能夠讓火車(chē)高達(dá)500公里每小時(shí)。這樣能夠解除交通壓力和提高運(yùn)輸能力，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著非常重要的作用?，F(xiàn)如今的電力電子技術(shù)是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的主要是被控強(qiáng)電、弱電和接口橋梁。此技術(shù)的發(fā)展能夠提高生產(chǎn)效率、降低消耗和節(jié)能。

4 結(jié)語(yǔ)

電力電子技術(shù)能能夠讓國(guó)家的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)得到非?？焖俚陌l(fā)展，其與國(guó)家發(fā)展的方針和政策的配合下能夠在21世紀(jì)顯得尤為重要。因此，電力技術(shù)成為了21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的組成部分，成為高科技產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵所在，能夠推動(dòng)我國(guó)的工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]劉莉宏.現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用[期刊論文]《北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》，2006年3期.

[2]趙玉冰.淺談現(xiàn)代電力電子技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[期刊論文]《科技咨詢導(dǎo)報(bào)》，2007年3期.

第2篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

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(lái),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(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)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(lái)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(chē)、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)、地鐵機(jī)車(chē)、城市無(wú)軌電車(chē)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?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)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(mén)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(lèi)似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(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(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門(mén)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(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)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(lèi)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(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)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(wú)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)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(kāi)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(lèi)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(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、電動(dòng)車(chē)的無(wú)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)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(kāi)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(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)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(guò)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(wú)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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)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(guò)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(kāi)關(guān)型高壓直流電源

大功率開(kāi)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(kāi)始,日本的一些公司開(kāi)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(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門(mén)子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)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(kāi)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)模控制集成電路作基本部件,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(kāi)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(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)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(chē)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(chē)和變頻傳動(dòng)中,更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)開(kāi)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(kāi)關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開(kāi)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(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開(kāi)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(kāi)關(guān)變換類(lèi)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(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)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(jiàn)的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開(kāi)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(kāi)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(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了“用戶專(zhuān)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(guò)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(lèi)似于微電子中的用戶專(zhuān)用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫(xiě)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(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn),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。另外,大功率的開(kāi)關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。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(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)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(wàn)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。

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(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)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(lái)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(lèi)電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),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(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開(kāi)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(kāi)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。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

第3篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

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(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)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(lái)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(chē)、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)、地鐵機(jī)車(chē)、城市無(wú)軌電車(chē)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?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開(kāi)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(mén)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(lèi)似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(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(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門(mén)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(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)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(lèi)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(kāi)關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開(kāi)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(wú)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)電源取代,高頻開(kāi)關(guān)電源(也稱為開(kāi)關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開(kāi)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(kāi)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(lèi)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(wú)軌電車(chē)、地鐵列車(chē)、電動(dòng)車(chē)的無(wú)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)和零電壓開(kāi)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(kāi)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(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)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(guò)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(wú)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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)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(guò)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(kāi)關(guān)型高壓直流電源

大功率開(kāi)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(kāi)始,日本的一些公司開(kāi)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(kāi)關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門(mén)子公司采用功率晶體管做主開(kāi)關(guān)元件,將電源的開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開(kāi)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(kāi)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)模控制集成電路作基本部件,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(kāi)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(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開(kāi)。自八十年代后期開(kāi)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(chē)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(chē)和變頻傳動(dòng)中,更是離不開(kāi)開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)開(kāi)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(kāi)關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開(kāi)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(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開(kāi)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(kāi)關(guān)變換類(lèi)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(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)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(jiàn)的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開(kāi)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(kāi)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(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開(kāi)發(fā)了"用戶專(zhuān)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(guò)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(lèi)似于微電子中的用戶專(zhuān)用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫(xiě)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(kāi)關(guān)電源裝置。由此可見(jiàn),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(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)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(wàn)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。

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(lái)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(lái)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(lái)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(lèi)電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),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(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開(kāi)模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開(kāi)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(kāi)關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開(kāi)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(kāi)發(fā)研究。開(kāi)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(lái)。還有其它許多以開(kāi)關(guān)電源技術(shù)為核心的專(zhuān)用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]葉治正,葉靖國(guó):開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。高等教育出版社,1998。

第4篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

（1）“電力電子技術(shù)”的主體框架，基本內(nèi)容、各部分內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，以及貫穿全課程的關(guān)鍵線索是什么？這個(gè)問(wèn)題是從整體上把握“電力電子技術(shù)”的首要問(wèn)題，直接挑戰(zhàn)教師對(duì)所授內(nèi)容的理解深度和運(yùn)用程度?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”主要由三大部分組成：[2]電力電子器件；AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC四大類(lèi)基本變流電路以及由它們組合而成的組合變流電路；對(duì)各種變流電路都適用的PWM控制技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。其中，各種變流電路及其控制技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握是本課程的主體。變流電路種類(lèi)繁多，突出帶有共性的分析方法對(duì)于理解各種電路的工作原理具有十分重要的作用。例如，通斷型電力電子器件的存在，使得四大類(lèi)變流電路及其他們的組合變流電路呈現(xiàn)出非線性特性；但當(dāng)電路中各通斷型電力電子器件的通斷狀態(tài)確定后，整個(gè)變流電路又可以根據(jù)線性電路的基本理論進(jìn)行分析。相位控制和脈沖寬度調(diào)制（PWM）則是分別針對(duì)半控型器件和全控型器件組成的電路拓?fù)涞膬煞N控制技術(shù)。而所選用的通斷型電力電子器件的類(lèi)型（即不可控型、半控型、全控型）則是將各種變流電路及其控制技術(shù)（對(duì)不可控型器件構(gòu)成的電路不存在控制問(wèn)題）構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體的關(guān)鍵線索。

（2）“電力電子技術(shù)”的教學(xué)目標(biāo)是什么？也就是說(shuō)，學(xué)了這門(mén)課程以后，學(xué)生能夠做到些什么？為了從宏觀上控制大學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，教育部對(duì)主要的基礎(chǔ)性、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)性課程都制定了相應(yīng)的“課程教學(xué)基本要求”，一般涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容：一個(gè)方面是規(guī)定了一門(mén)課程必須包含的知識(shí)點(diǎn)和基本技能；另一個(gè)方面是學(xué)生對(duì)這些知識(shí)和技能應(yīng)該掌握的程度層次，例如，識(shí)記、了解、理解、應(yīng)用（可進(jìn)一步細(xì)化為簡(jiǎn)單應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)等）。通過(guò)對(duì)“電力電子技術(shù)”的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉并掌握晶閘管、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管（PowerMOSFET）和絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）等電力電子器件的工作原理、開(kāi)關(guān)特性和電氣參數(shù)；熟悉并掌握單相、三相整流電路和有源逆變電路的基本原理、波形分析，以及各種性質(zhì)的負(fù)載對(duì)電路工作性能的影響；掌握直流斬波電路的工作原理、電路結(jié)構(gòu)、換相方法及參數(shù)計(jì)算；掌握交流調(diào)壓電路的電路結(jié)構(gòu)、換相方法、波形分析和參數(shù)計(jì)算，了解交-交變頻電路的基本原理；掌握逆變電路，特別是PWM型逆變電路的工作原理、控制方法、波形分析；了解軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的基本概念；了解電力電子技術(shù)的發(fā)展方向。

（3）“電力電子技術(shù)”的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展方向是什么？了解歷史，分析現(xiàn)狀，是為了更好地預(yù)測(cè)未來(lái)。所謂“了解歷史”，首先，要清楚所授課程的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段；其次，應(yīng)知道每個(gè)階段的標(biāo)志性事件、代表性人物和重要結(jié)果；最后，對(duì)某些重要結(jié)果在歷史上的獲得過(guò)程也需有所涉獵，從而有助于利用歷史所蘊(yùn)含的科學(xué)精神、研究方法和思想啟迪，創(chuàng)造性地挖掘新方法、新技術(shù)。[1]而在分析現(xiàn)狀時(shí)，不但要聚焦本校、兄弟院校、國(guó)外高校對(duì)本課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面的情況，還應(yīng)關(guān)注本課程所屬學(xué)科的最新科研進(jìn)展。由于電力電子器件的發(fā)展對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展起著決定性的作用，因此，電力電子技術(shù)的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。使用電子管、水銀整流器的時(shí)期屬于電力電子技術(shù)的史前期或黎明期。在這一時(shí)期，各種整流電路、逆變電路和周波變流電路的理論已經(jīng)發(fā)展成熟并廣為應(yīng)用。1957年美國(guó)通用電氣公司研制出第一個(gè)晶閘管標(biāo)志著電力電子技術(shù)的正式誕生；隨著晶閘管及晶閘管變流技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的概念和基礎(chǔ)得以逐漸確立。由于晶閘管是通過(guò)對(duì)門(mén)極的控制能夠使其導(dǎo)通而不能使其關(guān)斷的器件（即半控型器件），因而所采用的控制方式主要是相位控制，其關(guān)斷通常需要依靠電網(wǎng)電壓等外部條件來(lái)實(shí)現(xiàn)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)受到很大的局限。20世紀(jì)70年代后期，以GTO、BJT和PowerMOSFET為代表的全控型器件迅速發(fā)展，把電力電子技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新的發(fā)展階段。與晶閘管電路的相位控制方式相對(duì)應(yīng)，采用全控型器件電路的主要控制方式為PWM。PWM方式不僅在逆變、斬波、整流、變頻及交流電力控制中均可應(yīng)用，而且使得電路的控制性能大為改善，因而對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。在20世紀(jì)80年代后期，以IGBT為代表的復(fù)合型器件異軍突起。由于綜合了MOSFET驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快和BJT通態(tài)壓降小、載流能力大的優(yōu)點(diǎn)，因此，IGBT成為了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的主導(dǎo)器件。同IGBT相類(lèi)似的，還有復(fù)合了MOSFET和GTO優(yōu)良性能的MOS控制晶閘管（MCT）和集成門(mén)極換流晶閘管（IGCT）。目前，把驅(qū)動(dòng)、控制、保護(hù)電路和功率器件集成在一起，構(gòu)成功率集成電路（PIC）成為了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

（4）“電力電子技術(shù)”在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用是什么？整個(gè)大學(xué)四年的教學(xué)過(guò)程是一個(gè)系統(tǒng)工程，而具體到某一門(mén)課程則只屬于它的一個(gè)局部，因此，各門(mén)課程的教學(xué)不能孤立地進(jìn)行，而必須與其他課程相互配合，特別是要關(guān)注前修課和后續(xù)課?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”是一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)它之前，學(xué)生應(yīng)學(xué)過(guò)“電路”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)”，并已能熟練使用示波器等電子儀器；而“電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”則是該課程的后續(xù)課之一。

（5）“電力電子技術(shù)”的主要內(nèi)容應(yīng)通過(guò)怎樣的教學(xué)步驟和教學(xué)方法傳授給學(xué)生？設(shè)計(jì)一個(gè)合理的教學(xué)步驟或教學(xué)過(guò)程，并采用科學(xué)的教學(xué)方法幫助和鼓勵(lì)學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)是整體性備課的最后一個(gè)基本問(wèn)題。一般來(lái)講，教學(xué)過(guò)程可分為三步走：首先，是把“電力電子技術(shù)”的教學(xué)目標(biāo)具體化、明確化，并通過(guò)教學(xué)內(nèi)容這一載體反映出來(lái)。然后，采用各種行之有效的教學(xué)方法，幫助和鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)來(lái)達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)，所謂“授之魚(yú)，不如授之以漁”。比如，可以幫助和鼓勵(lì)學(xué)生自己運(yùn)用Matlab/Simulink搭建簡(jiǎn)單的變流電路拓?fù)?，[3]驗(yàn)證相位控制方式和PWM方式；幫助和鼓勵(lì)學(xué)生使用Matlab/Simulink中自帶的仿真模型，并善于利用Google搜索網(wǎng)絡(luò)資源；最后，就是要合理評(píng)價(jià)學(xué)生的進(jìn)步。教學(xué)方法是多種多樣的，包括講授法、談話法、討論法、直觀教學(xué)法、準(zhǔn)直觀法、邊講邊練法、單元教學(xué)法、發(fā)現(xiàn)教學(xué)法、程序教學(xué)法、案例教學(xué)法、暗示教學(xué)法等，[1]上述方法都有它們各自的優(yōu)勢(shì)和不足，適用于不同的場(chǎng)合，因此，不應(yīng)盲目肯定或否定一種方法，而應(yīng)結(jié)合教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)備加以綜合使用。對(duì)于“電力電子技術(shù)”這門(mén)課程而言，筆者非常信賴案例教學(xué)法——通過(guò)演示Matlab/Simulink模型搭建與仿真分析來(lái)傳授學(xué)生點(diǎn)石成金的“金手指”。2.6件準(zhǔn)備工作有了對(duì)上述5個(gè)基本問(wèn)題的認(rèn)識(shí)后，接下來(lái)就應(yīng)該做好以下6件準(zhǔn)備工作了：認(rèn)真研讀“電力電子技術(shù)”教學(xué)基本要求和教學(xué)大綱；認(rèn)真選擇、研讀教材及參考書(shū)；認(rèn)真研讀“電力電子技術(shù)”的前修課和后續(xù)課的教材；自己動(dòng)手做過(guò)教材中的全部練習(xí)題及思考題；了解學(xué)生；撰寫(xiě)一份“電力電子技術(shù)”教學(xué)安排表，并在課前發(fā)放給每個(gè)學(xué)生。其中，最要緊的是研讀教材、做好習(xí)題和了解學(xué)生。所謂“研讀”，是指通過(guò)仔細(xì)的、反復(fù)的、研究式的將選定的《電力電子技術(shù)》教材讀上很多遍，從而把教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn)部分完全吃透，即要讀到不會(huì)被人就教材中的內(nèi)容問(wèn)倒、讀到可以脈絡(luò)清晰、有理有據(jù)地用自己的語(yǔ)言來(lái)闡述教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。

西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》（第4版），[2]每章均提供有習(xí)題及思考題。這些習(xí)題及思考題都是精心安排的，與正文相互呼應(yīng)、相互配合，有助于學(xué)生對(duì)教材內(nèi)容的理解和能力的培養(yǎng)。然而學(xué)生在做題的過(guò)程中又最容易出現(xiàn)問(wèn)題，也最需要教師的幫助和指導(dǎo)，因此，教師必須事先親自動(dòng)手做一遍，做到對(duì)所有習(xí)題都心中有數(shù)，這樣才能使學(xué)生通過(guò)“帶著問(wèn)題自學(xué)”、“向教師尋求答疑釋惑”的過(guò)程獲得“豁然開(kāi)朗”的明悟。所謂了解學(xué)生，首先，是要了解學(xué)生當(dāng)前的知識(shí)基礎(chǔ)，因?yàn)橐磺行碌闹R(shí)都是在已有知識(shí)平臺(tái)的基礎(chǔ)上增加的。其次，是要了解學(xué)生的能力狀況、所學(xué)專(zhuān)業(yè)、就業(yè)去向等信息，以便決定“電力電子技術(shù)”對(duì)本屆學(xué)生的講法，如何運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)原則以及如何與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)、就業(yè)相結(jié)合。只有在弄清楚5個(gè)基本問(wèn)題并做好6件準(zhǔn)備工作后，整體性備課才能算大致完成，所獲得的一個(gè)重要結(jié)果就是寫(xiě)出一份“‘電力電子技術(shù)’教學(xué)安排表”；據(jù)此，實(shí)現(xiàn)每次課的課前備課，即寫(xiě)出一份針對(duì)每次課的教案，從而給學(xué)生具體上好每一次課。

做好每一次課的課前備課工作

整體性備課是非常重要的，但課還得一次課一次課地講。事實(shí)上，只有每一次課都講好了，整體性的把握才能落到實(shí)處，因此，在每一次講課之前也要備好課，具體來(lái)說(shuō)：要根據(jù)“電力電子技術(shù)”教學(xué)安排表明確每次課所講授內(nèi)容的大題目，確立教學(xué)目的，選擇具體內(nèi)容及講授重點(diǎn)；根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容確定教學(xué)模式，例如，課堂講授、實(shí)驗(yàn)或討論等；要把選定的教學(xué)內(nèi)容組織成一次講授式或議論式或談話式的文稿，應(yīng)服從并服務(wù)于主題，把各部分內(nèi)容按起始段、中間段到結(jié)尾段的順序安排組織好；選擇合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段；寫(xiě)出一份教案來(lái)，準(zhǔn)備在課堂中使用。其中，教案是做好每次課的課前備課工作的最為核心之處。一般來(lái)說(shuō)，一次“電力電子技術(shù)”課的教案由兩大部分組成：概述和教學(xué)進(jìn)程。概述主要用于闡釋教師對(duì)本次課的基本認(rèn)識(shí)和實(shí)施教學(xué)的指導(dǎo)思想，涉及授課對(duì)象及其特點(diǎn)（重點(diǎn)是學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特色、就業(yè)去向、已有的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力）、題目或主題、教學(xué)目的、重點(diǎn)和難點(diǎn)、講授方法和教學(xué)手段等。[4]教學(xué)進(jìn)程則負(fù)責(zé)具體組織教學(xué)步驟，用以落實(shí)概述中的基本分析和指導(dǎo)思想，通常按授課時(shí)序?qū)懨髅總€(gè)教學(xué)段落的教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、表達(dá)方式和時(shí)間分配等細(xì)節(jié)。

重視第一堂課

俗話說(shuō)，良好的開(kāi)端是成功的一半！第一堂課講得好不好對(duì)整個(gè)“電力電子技術(shù)”課程能否順利進(jìn)行是至關(guān)重要的。如果學(xué)生對(duì)第一堂課的印象好，為以后的講課就創(chuàng)造了良好條件；相反，如果第一堂課準(zhǔn)備不足，給學(xué)生的印象不好，以后就要花上好幾倍的工夫才能挽回。因此，教師首先要從思想上高度重視第一堂課。那么，第一堂課怎樣才算成功呢？“興趣是最好的老師”，筆者認(rèn)為，第一堂課應(yīng)努力使學(xué)生產(chǎn)生三個(gè)興趣：讓學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生興趣；讓學(xué)生對(duì)電氣工程學(xué)科產(chǎn)生興趣；讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)“電力電子技術(shù)”課程產(chǎn)生興趣。為此，教師須明確教學(xué)目的，并完美演繹“三個(gè)介紹”。

1.明確教學(xué)目的“電力電子技術(shù)”第一堂課通常為緒論課?？紤]到大學(xué)生都有一定的自學(xué)能力，即表現(xiàn)為對(duì)具體問(wèn)題的理解以及數(shù)學(xué)演繹能力，但從課程整體內(nèi)容上把握實(shí)質(zhì)問(wèn)題的能力還較弱，因此，第一堂課的教學(xué)目的旨在把學(xué)生的注意力抓過(guò)來(lái)，免得課程一開(kāi)頭就使學(xué)生在沒(méi)有任何思想準(zhǔn)備的情況下盲目陷入到具體問(wèn)題的思考之中。通過(guò)對(duì)一些教學(xué)內(nèi)容，如“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用是什么，什么是電力電子技術(shù)，它的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段，目前主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域等具體教學(xué)內(nèi)容的初步說(shuō)明，使學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)有一個(gè)宏觀意義上的了解。在進(jìn)行課堂講授時(shí)，要重點(diǎn)分析“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用；闡述電力電子技術(shù)與電子學(xué)、電氣工程、控制理論三者的關(guān)系；并結(jié)合授課對(duì)象所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)及需要，介紹電力電子技術(shù)目前主要應(yīng)用的領(lǐng)域。

2.教師的自我介紹對(duì)于任何一門(mén)新開(kāi)課，簡(jiǎn)短的自我介紹是師生間建立起相互了解的第一步。教師良好的精神風(fēng)貌、對(duì)本學(xué)科知識(shí)孜孜以求的精神以及求學(xué)、工作、生活中面對(duì)困難、挫折的勇氣都會(huì)深深地感染學(xué)生，使對(duì)未來(lái)還多少感到迷茫的他們多一份信心，少一些顧慮。因此，教師在進(jìn)行自我介紹時(shí)，需注意以下幾個(gè)方面：第一，內(nèi)容應(yīng)盡量貼近電氣工程學(xué)科的發(fā)展或“電力電子技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)。例如，筆者通過(guò)自己本科階段學(xué)習(xí)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、碩士研究生階段從事電機(jī)與電器專(zhuān)業(yè)、博士研究生階段畢業(yè)于電力電子與電力傳動(dòng)專(zhuān)業(yè)的求學(xué)歷程介紹，為后續(xù)分析“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用埋下伏筆。第二，用語(yǔ)準(zhǔn)確、規(guī)范、生動(dòng)，有著自己鮮明或獨(dú)特的語(yǔ)言風(fēng)格和表達(dá)特點(diǎn)。第三，要把自己的學(xué)科造詣、科研成就適度的介紹給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生信任感和敬佩感。

3.電氣工程學(xué)科的介紹電氣工程是研究電磁現(xiàn)象、規(guī)律及應(yīng)用的學(xué)科，下設(shè)5個(gè)二級(jí)學(xué)科，分別為電機(jī)與電器、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動(dòng)和電工理論與新技術(shù)。作為現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一，以及當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵學(xué)科，電氣工程的教育和科研不僅在我國(guó)，而且在發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)中也一直占據(jù)著十分重要的地位。通過(guò)“電路原理”、“電路實(shí)驗(yàn)”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”、“自動(dòng)控制原理”、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”等基礎(chǔ)必修課，認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、電子實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)等基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)，“工程電磁場(chǎng)”、“電機(jī)學(xué)”、“電力電子技術(shù)”、“電氣控制與PLC技術(shù)”、“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”、“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”、“發(fā)電廠的電氣部分”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”、“高電壓與絕緣技術(shù)”、“電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)”等專(zhuān)業(yè)必修課，“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“控制系統(tǒng)仿真”、“嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用”、“自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制”、“虛擬儀器”、“電力工程概論”、“電能質(zhì)量分析與控制”、“新能源發(fā)電技術(shù)”、“配電自動(dòng)化”、“絕緣在線檢測(cè)技術(shù)”、“電力系統(tǒng)過(guò)電壓”、“電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行與控制”、“電力系統(tǒng)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”等專(zhuān)業(yè)選修課，“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”、“高電壓與絕緣技術(shù)課程設(shè)計(jì)”、“發(fā)電廠的電氣部分課程設(shè)計(jì)”、“電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)”、“變電站微機(jī)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)”、“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”、“畢業(yè)實(shí)習(xí)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）”等專(zhuān)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，培養(yǎng)有關(guān)電能生產(chǎn)、傳輸直至使用的全過(guò)程中，各種電氣設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、測(cè)量和控制等方面的高層次科學(xué)研究、工程技術(shù)與管理專(zhuān)門(mén)人才和高等學(xué)校師資。由于電氣工程研究范圍廣泛，應(yīng)用前景樂(lè)觀，加上在人才培養(yǎng)模式上突出了寬口徑、復(fù)合型，因此，該專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生在就業(yè)時(shí)呈現(xiàn)出“點(diǎn)多、面寬、適應(yīng)性強(qiáng)”等特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，從電氣工程專(zhuān)業(yè)順利畢業(yè)后能夠在系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)技術(shù)、研制開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域擔(dān)任重要工作，也能到各級(jí)發(fā)電廠、供電局、電網(wǎng)調(diào)度所、各類(lèi)大中型企業(yè)從事電力設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試、生產(chǎn)、運(yùn)行、管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、科技開(kāi)發(fā)和技術(shù)培訓(xùn)等工作，或從事電氣設(shè)備的維護(hù)、檢修、安裝和調(diào)試等方面的工作。通過(guò)對(duì)電氣工程學(xué)科的介紹，一方面讓學(xué)生產(chǎn)生能有幸從事電氣工程學(xué)習(xí)的自豪感，并形成正確的學(xué)習(xí)觀，明確學(xué)習(xí)目的；另一方面也有助于引出“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

4“.電力電子技術(shù)”學(xué)習(xí)方法的介紹對(duì)于學(xué)生而言，他們最關(guān)心的是即將要開(kāi)始學(xué)習(xí)的這門(mén)課程到底要學(xué)些什么，學(xué)完了以后有什么用，難不難學(xué)，該怎樣學(xué)等，因此，教師在第一堂課上，應(yīng)結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和科研體會(huì)，向?qū)W生介紹“電力電子技術(shù)”的學(xué)習(xí)方法。例如，筆者通過(guò)介紹自己如何運(yùn)用電力電子技術(shù)提高電能質(zhì)量的科研經(jīng)歷，鼓勵(lì)學(xué)生自己運(yùn)用Matlab/Simulink搭建簡(jiǎn)單的變流電路拓?fù)?，?yàn)證相位控制方式和PWM方式；鼓勵(lì)學(xué)生使用Matlab/Simulink中自帶的仿真模型；將適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)資源介紹給他們，以期達(dá)到“授之漁”的目的。

掌握并運(yùn)用好教學(xué)基本原則

首先，要建立一個(gè)指導(dǎo)思想，就是“教完全是為了學(xué)”，即明確教學(xué)效果和學(xué)生的收獲才是“電力電子技術(shù)”教學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。其次，應(yīng)確立啟發(fā)式教學(xué)的原則。所謂啟發(fā)式教學(xué)是指在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生對(duì)于知識(shí)的獲得不是被動(dòng)地由教師灌入而來(lái)的，而是在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)下，通過(guò)自己的思考、推理或聯(lián)想而來(lái)的。這種教學(xué)方式保證了學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，教師是教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo)，有利于發(fā)揮二者的積極性。那么，每一堂課怎樣實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)呢？是不是在講述一個(gè)問(wèn)題時(shí)，只有向?qū)W生不斷提問(wèn)才算是啟發(fā)式教學(xué)呢？其實(shí)不然。在講述一個(gè)問(wèn)題時(shí)，只要教師抓住了問(wèn)題的本質(zhì)，或通過(guò)剖析提煉出某類(lèi)問(wèn)題的共性，并深刻地闡明了它，在解決問(wèn)題的講述中體現(xiàn)了解決此類(lèi)問(wèn)題的一般方法和特殊技巧，那么對(duì)學(xué)生就會(huì)有啟發(fā)作用，因而也就屬于啟發(fā)式教學(xué)。[1]例如，在講授基本斬波電路的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，筆者以Buck電路為例，對(duì)其小信號(hào)建模方法進(jìn)行了介紹。由于電路拓?fù)浜?jiǎn)單（開(kāi)關(guān)器件的通斷只衍生出兩個(gè)線性子電路拓?fù)洌?，涵蓋內(nèi)容卻豐富（涉及電路分析、偏微分運(yùn)算、狀態(tài)方程求解，傳遞函數(shù)與控制框圖表示等），因此，一方面學(xué)生能夠輕松掌握對(duì)于變流電路這類(lèi)因含有開(kāi)關(guān)器件而呈現(xiàn)出非線性的電路的建模方法，另一方面，也讓學(xué)生明白了整個(gè)大學(xué)階段所學(xué)的各門(mén)課程其實(shí)是相互關(guān)聯(lián)的，共同服務(wù)于解決問(wèn)題的需要。最后，需強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)，發(fā)揮教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的積極性。師生之間的互動(dòng)有兩種表現(xiàn)形式：一種是顯性的，一種是隱形的。前者有明顯的身體動(dòng)作方面的互動(dòng)；后者則體現(xiàn)為思維上、眼神上的互動(dòng)，尤其是思維上的互動(dòng)。要想在課堂上與學(xué)生有思維上的互動(dòng)，教師要努力做到讓學(xué)生的腦子里始終帶有問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的方法，使之有成就感，教師再適時(shí)地給予肯定，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲起來(lái)。

結(jié)束語(yǔ)

第5篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；教材；探索

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）03-0098-02

隨著數(shù)字電子技術(shù)、集成電路設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，大量學(xué)科紛紛出現(xiàn)在高等教育的課程設(shè)置中，如DSP、嵌入式系統(tǒng)、SOPC、PLD、EDA、硬件描述語(yǔ)言等。這些課程引領(lǐng)電子技術(shù)的發(fā)展方向，把作為這一領(lǐng)域?qū)I(yè)基礎(chǔ)課的《數(shù)字電子技術(shù)》的地位和重要性也推到了前所未有的高度，同時(shí)也對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容提出了極大的挑戰(zhàn)！然而，難以樂(lè)觀的是目前國(guó)內(nèi)多數(shù)著名高校該課程的教材多少年來(lái)隨著版本的更新，內(nèi)容變化并不大?？上驳氖?，近年來(lái)有個(gè)別教師對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》教材做了非常大膽的改革，比如，有教材大篇幅地增加了可編程邏輯器件及應(yīng)用，使學(xué)生在課堂上的大部分時(shí)間用于學(xué)習(xí)掌握現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)方法；也有教材將微型計(jì)算機(jī)原理和數(shù)字電子技術(shù)合二為一，將微處理器結(jié)構(gòu)作為數(shù)字電子技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，這樣不僅消除了傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)內(nèi)容零散的缺陷，同時(shí)也將微型計(jì)算機(jī)原理課程和數(shù)字電子技術(shù)課程有機(jī)地結(jié)合在一起，并可以減少學(xué)時(shí)數(shù)，方便課程安排。作者早在參考文獻(xiàn)[1]中也提出這種改革方案，但由于教學(xué)內(nèi)容的大量改動(dòng)往往牽扯到教學(xué)計(jì)劃和幾門(mén)課程的改革等問(wèn)題，影響面比較大。因此，多年來(lái)各著名高校依然按兵不動(dòng)。本文在盡量不影響教學(xué)計(jì)劃的前提下，針對(duì)目前的多數(shù)教材內(nèi)容提出幾點(diǎn)建議。

一、數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展和課程重要性介紹

國(guó)內(nèi)外多數(shù)教材的開(kāi)篇都是直入主題，對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的重要性、電子技術(shù)的發(fā)展、課程特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法等問(wèn)題很少介紹。這樣使得學(xué)生在剛開(kāi)課時(shí)就接受大量新概念，畢竟數(shù)字電子技術(shù)是走進(jìn)數(shù)字時(shí)代的第一入門(mén)課程，由模擬世界到數(shù)字世界有些轉(zhuǎn)彎太急。另外，開(kāi)篇不介紹電子技術(shù)發(fā)展和一個(gè)典型應(yīng)用，往往使學(xué)生學(xué)到最后都會(huì)感覺(jué)內(nèi)容零散，慢慢失去了學(xué)習(xí)興趣。這種大轉(zhuǎn)折性課程有必要介紹電子技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，介紹電子技術(shù)的發(fā)展，不僅使學(xué)生可以了解該學(xué)科前沿技術(shù)及目前應(yīng)用狀態(tài)，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力，也可以讓學(xué)生體會(huì)EDA軟件在現(xiàn)代電子技術(shù)設(shè)計(jì)中的作用，在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中自發(fā)學(xué)習(xí)和利用EDA軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引起學(xué)生對(duì)課程的足夠重視，同時(shí)也給學(xué)生一個(gè)適應(yīng)過(guò)程。教材中介紹課程的重要性是非常必要的，數(shù)字電子技術(shù)已逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)及領(lǐng)域，推動(dòng)著世界步入數(shù)字化時(shí)代，進(jìn)入21世紀(jì)，數(shù)字電子技術(shù)將繼續(xù)促進(jìn)人類(lèi)在各個(gè)領(lǐng)域的全面進(jìn)步。作為走向數(shù)字化時(shí)代的第一門(mén)課程，重要性不言而喻。另外，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)一些什么？課程各章節(jié)的重要性和相互關(guān)系等?！稊?shù)字電子技術(shù)》作為一個(gè)轉(zhuǎn)折性和走向數(shù)字化時(shí)代的基礎(chǔ)課程，也能鼓勵(lì)之前學(xué)習(xí)較差的學(xué)生，將《數(shù)字電子技術(shù)》課程作為一個(gè)新的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，走向美好未來(lái)。另外，電子技術(shù)課程也是很多高校某些專(zhuān)業(yè)的考研課程，對(duì)于以后想考研的學(xué)生提前告知也可以引起學(xué)生對(duì)該課程的高度重視。《數(shù)字電子技術(shù)》課程實(shí)踐性很強(qiáng)，要在教材中強(qiáng)調(diào)高度重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，介紹使用EDA軟件進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)和分析方法。鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題時(shí)要有積極主動(dòng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的心態(tài)，在不斷解決問(wèn)題的中提高自信和科研動(dòng)手能力。

二、理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的配合

目前多數(shù)教材不包含實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而且EDA內(nèi)容介紹很少甚至沒(méi)有，實(shí)驗(yàn)與教學(xué)配合不是很緊密。如果教材中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容像每章后的作業(yè)一樣安排，在教材中每章之后直接給出驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并增加EDA仿真實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生一開(kāi)始就學(xué)習(xí)和利用現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)不可或缺的一些EDA工具，使數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)環(huán)節(jié)采取“黑板+PPT+EDA仿真”的模式，這樣不僅使課程與實(shí)驗(yàn)銜接緊密，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，利用課外學(xué)時(shí)也解決了實(shí)驗(yàn)時(shí)間有限的問(wèn)題。同時(shí)，EDA仿真環(huán)境的開(kāi)放性為設(shè)計(jì)性和探索性實(shí)驗(yàn)提供了實(shí)驗(yàn)環(huán)境，克服了實(shí)物實(shí)驗(yàn)中硬件損耗帶來(lái)的資金壓力和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)數(shù)量和開(kāi)放時(shí)間的限制，對(duì)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力、激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索未知事物的學(xué)習(xí)熱情具有特殊的作用。當(dāng)然，走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室熟悉硬件、搭接電路、調(diào)試電路等實(shí)驗(yàn)過(guò)程對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力具有重要意義。

三、增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用例子

參考微處理器硬件電路，更新教材內(nèi)容，使理論與實(shí)際相結(jié)合?！稊?shù)字電子技術(shù)》的重點(diǎn)是分析和設(shè)計(jì)電路，也是微處理器課程的重要基礎(chǔ)。如果能將部分內(nèi)容和后續(xù)微處理器課程結(jié)合將會(huì)極大提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。目前教材中的很多應(yīng)用實(shí)例陳舊且不結(jié)合實(shí)際，參考文獻(xiàn)[1]中詳細(xì)說(shuō)明了存在的問(wèn)題，在此舉例說(shuō)明并提出建議，例如：組合邏輯電路中的中規(guī)模集成器件（MSI）及應(yīng)用，幾乎所有的教材都是介紹概念、具體某器件符號(hào)圖、功能表及應(yīng)用等，介紹的多數(shù)器件型號(hào)比較陳舊且應(yīng)用介紹與實(shí)際都有很大距離。比如，編碼器從學(xué)生熟悉的鍵盤(pán)引出編碼的概念和編碼器的作用后，多數(shù)教材給出的集成編碼器型號(hào)在實(shí)際中很少用到，應(yīng)該增加實(shí)際鍵盤(pán)掃描原理電路介紹和實(shí)用的鍵盤(pán)編碼器，比如16鍵盤(pán)編碼電路74C922（CMOS工藝技術(shù)制造，工作電壓3-15V，“二鍵鎖定”功能，編碼輸出為三態(tài)輸出，可直接與微處理器數(shù)據(jù)總線相連，內(nèi)部能完成4x4矩陣鍵盤(pán)掃描）。譯碼器應(yīng)用幾乎所有教材都是介紹用74LS138譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)、多路分配器等，而沒(méi)有介紹其最為重要的地址譯碼作用，如果介紹三態(tài)門(mén)時(shí)增加或增強(qiáng)總線結(jié)構(gòu)，在譯碼器應(yīng)用中就很容易引入地址譯碼器的地址譯碼作用。其實(shí)，在介紹數(shù)字電子技術(shù)相關(guān)內(nèi)容時(shí)，將其應(yīng)用延伸到微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)，比如，中斷控制邏輯需要的優(yōu)先編碼器、地址譯碼器、總線結(jié)構(gòu)、鍵盤(pán)編碼、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘和復(fù)位電路等，在《數(shù)字電子技術(shù)》課程最后將很容易搭建起一個(gè)計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)模型。這不僅將《數(shù)字電子技術(shù)》零散的內(nèi)容融為一體，而且在學(xué)習(xí)各個(gè)部分時(shí)，學(xué)生也會(huì)更有興趣，也有助于后續(xù)課程相應(yīng)內(nèi)容的理解和學(xué)時(shí)壓縮。

四、思考經(jīng)典應(yīng)用

很多教材或多或少都引用了之前教材的一些經(jīng)典應(yīng)用實(shí)例，導(dǎo)致再版或新出版教材都沒(méi)有慎重考慮也照搬前人的實(shí)例，結(jié)果造成大多數(shù)的《數(shù)字電子技術(shù)》教材中都存在有問(wèn)題的設(shè)計(jì)實(shí)例。比如，串行序列檢測(cè)電路設(shè)計(jì)，在參考文獻(xiàn)[2]中作者已提出該問(wèn)題并引起了一些老師的重視，但多數(shù)教材問(wèn)題依然存在；還有同步JK觸發(fā)器，個(gè)別教材認(rèn)為在CP=J=K=1時(shí)，JK觸發(fā)器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，有教師就針對(duì)該問(wèn)題發(fā)表了論文，認(rèn)為根據(jù)JK觸發(fā)器狀態(tài)變化關(guān)系：00不變、11翻轉(zhuǎn)、其它隨J變。因此，CP=J=K=1時(shí)，JK觸發(fā)器狀態(tài)應(yīng)該按照Qn+1=■n=1的規(guī)律并以各級(jí)門(mén)電路延遲時(shí)間之和為時(shí)間間隔，不斷地翻轉(zhuǎn)，直到CP有效高電平結(jié)束為止。其實(shí)這些說(shuō)法都不正確，通過(guò)理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)可以證明，CP=J=K=1時(shí)，JK觸發(fā)器輸出為：，Qn=■n=1，0n和■n不再互補(bǔ)，而且當(dāng)CP變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，輸出不確定。這是因?yàn)橛|發(fā)器中構(gòu)成反饋的兩個(gè)門(mén)的輸入，在CP=J=K=1時(shí)，都為Qn，■n=0。這些問(wèn)題說(shuō)明即使是多數(shù)教材中都引用的內(nèi)容也需要編寫(xiě)教材的老師仔細(xì)推敲和思考。

五、增強(qiáng)可編程邏輯器件原理以及應(yīng)用介紹

許多大規(guī)模、超大規(guī)模及專(zhuān)用集成電路產(chǎn)品的問(wèn)世，特別是高密度可編程邏輯器件的快速發(fā)展，使得現(xiàn)代數(shù)字控制系統(tǒng)幾乎成為兩片系統(tǒng)――微處理器+可編程邏輯器件。作為工科院校專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程之一的《數(shù)字電子技術(shù)》，其大部分內(nèi)容和實(shí)際應(yīng)用顯然存在較大差別，不適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需要，改革教材內(nèi)容迫在眉睫。教材中的經(jīng)典內(nèi)容比如，數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、集成邏輯門(mén)、存儲(chǔ)器等需要保留，對(duì)小規(guī)模集成邏輯門(mén)的解剖有利于理解集成器件的外特性和性能指標(biāo)，正確使用器件合理設(shè)計(jì)電路，也利于掌握同一數(shù)字邏輯系列大規(guī)模集成器件的使用方法；觸發(fā)器、基于門(mén)或觸發(fā)器的組合或時(shí)序電路的分析和設(shè)計(jì)、中規(guī)模器件電路、脈沖產(chǎn)生與整形等要進(jìn)一步精簡(jiǎn)；擴(kuò)充可編程邏輯器件應(yīng)用，增強(qiáng)現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)方法的介紹和實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練非常必要，很多教材雖然增強(qiáng)了PLD內(nèi)容，但教學(xué)并沒(méi)跟上。本文在盡量不影響教學(xué)計(jì)劃的前提下，對(duì)目前的教材內(nèi)容提出幾點(diǎn)建議，旨在逐步更新課程內(nèi)容，適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展和應(yīng)用的需要。期望和同行們共同探索出更好的教材和教學(xué)改革方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]寧改娣，楊拴科，王建校.數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革探討[C].中國(guó)電子教育學(xué)會(huì)會(huì)刊.2000.

[2]寧改娣，楊栓科.串行序列檢測(cè)同步時(shí)序電路設(shè)計(jì)探討[C].西安交通大學(xué)2003.8.全國(guó)高校電子經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集。

第6篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】諧波;有源電力濾波器;應(yīng)用

一、諧波研究背景

當(dāng)代世界電力工業(yè)中，幾乎都采用交流供電方式。在理想情況下，電源以單一且固定頻率（50HZ或60Hz）向電網(wǎng)提供正弦變化的電壓。電網(wǎng)可以視為一個(gè)線性系統(tǒng)，系統(tǒng)中各個(gè)點(diǎn)的電壓，電流會(huì)和電源有相同頻率的正弦變化，這些電氣量只存在幅值和相位的不同。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)中非線性負(fù)荷快速增加，實(shí)際系統(tǒng)已經(jīng)不能近似為理想系統(tǒng)，直接的表現(xiàn)形式就是電壓、電流出現(xiàn)了波形的周期性畸變。從頻域分析的角度就是說(shuō)，這些電壓，電流的波形之中不僅包含了與電源相同頻率的基波正弦分量，還有一系列頻率是基波頻率整數(shù)倍的高頻正弦分量。這些高頻分量統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)諧波，當(dāng)電力系統(tǒng)中諧波含量過(guò)高時(shí)，也可以說(shuō)存在較重的諧波污染時(shí)，電網(wǎng)的安全性和可靠性將會(huì)受到威脅，而傳統(tǒng)的理論或方法（如正弦電路向量分析法等）也無(wú)法應(yīng)用。因此，電力諧波已經(jīng)成為世界各國(guó)政府，科學(xué)界廣泛關(guān)注的問(wèn)題，諧波的研究是很有意義的。

二、諧波產(chǎn)生原因與危害

隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深化，現(xiàn)代電力電子變換技術(shù)產(chǎn)品等非線性負(fù)載的普及應(yīng)用，一方面是科技發(fā)展的表現(xiàn)，另一方面卻對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生了諸如諧波含量和無(wú)功功率增高的不利影響，這使得電網(wǎng)污染成為日益突出的嚴(yán)重問(wèn)題，因此需要“實(shí)施綠色電力電子、打造綠色電網(wǎng)”，就必須首先解決電網(wǎng)污染的這個(gè)難題。根據(jù)相關(guān)的電路知識(shí)，負(fù)載的電流與加在兩端的電壓不呈線性關(guān)系，從而形成了非正弦的電流，這些非正弦的電流中就包含有諧波，所以可以得出結(jié)論：非線性負(fù)載是產(chǎn)生諧波的根本原因。關(guān)于電網(wǎng)中諧波的來(lái)源，可以概括為以下三個(gè)方面：

（一）由于發(fā)電源質(zhì)量問(wèn)題從而產(chǎn)生諧波，這是因?yàn)樵谥谱靼l(fā)電機(jī)內(nèi)部的三相繞組時(shí)，幾乎不可能做到絕對(duì)對(duì)稱，同樣發(fā)電機(jī)內(nèi)部的鐵心也不會(huì)絕對(duì)的均勻一致。

（二）輸電網(wǎng)以及配電網(wǎng)中由于電力變壓器的存在，會(huì)不可避免的產(chǎn)生諧波。

（三）由用電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波，這些用電設(shè)備主要是指非線性負(fù)載。

電力系統(tǒng)中的諧波會(huì)造成許多危害和負(fù)面影響，這些危害以及負(fù)面影響可以概括為以下幾個(gè)方面：

（一）電網(wǎng)中各個(gè)元件由于諧波產(chǎn)生了附加損耗，降低了輸電，用電效率。

（二）諧波會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置，自動(dòng)控制裝置等形成干擾甚至造成誤動(dòng)。

（三）諧波可能會(huì)在電網(wǎng)局部引起串聯(lián)諧振或并聯(lián)諧振，諧波電流將放大幾倍甚至幾十倍，嚴(yán)重威脅電氣設(shè)備安全并誘發(fā)事故。

（四）電氣測(cè)量?jī)x表會(huì)因諧波產(chǎn)生計(jì)量誤差，給供電部門(mén)和用戶造成直接經(jīng)濟(jì)損失。

三、波抑制與無(wú)功補(bǔ)償裝置

想要解決電網(wǎng)諧波污染的問(wèn)題，主要的解決方案可以從兩個(gè)方面入手：一是減少諧波的產(chǎn)生，另一個(gè)方法是安裝諧波補(bǔ)償裝置用來(lái)補(bǔ)償諧波，此方法對(duì)于各種諧波源都是適用的，哪里有消耗就在哪里產(chǎn)生補(bǔ)償，這個(gè)淺顯易懂的道理可以視作無(wú)功功率補(bǔ)償方法的基本原理，常用的無(wú)功補(bǔ)償裝置主要有以下四類(lèi)：同步調(diào)相機(jī)、開(kāi)關(guān)投切固定電容、靜止無(wú)功補(bǔ)償器、靜止無(wú)功發(fā)生器。一方面，一種設(shè)備或者裝置會(huì)產(chǎn)生出諧波，那么很有可能它也會(huì)消耗無(wú)功功率;另一方面，在抑制諧波的同時(shí)往往也可以起到補(bǔ)償無(wú)功的作用，因此將無(wú)功補(bǔ)償與諧波抑制的研究結(jié)合起來(lái)，在現(xiàn)階段看來(lái)是十分有必要的。諧波是原本正弦的信號(hào)發(fā)生了畸變，無(wú)功功率使得同相位的電壓與電流出現(xiàn)了相位差，這些現(xiàn)象在物理學(xué)中都可以視作為波形問(wèn)題，可以用綜合補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)處理電力系統(tǒng)中的諧波和無(wú)功功率問(wèn)題，有源電力濾波器就是一種同時(shí)集合了諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償功能的新型裝置。

四、有源電力濾波器的起源、發(fā)展

APF的基本思想最早可以追溯 1969 年Bird和Marsh發(fā)表的論文，文中完整地提出具有功率處理能力的有源電力濾波器的概念，這可看作是APF基本思想的萌芽。首次完整地描述APF工作的基本原理的學(xué)者是H.Sasaki和T. Machida。1976年美國(guó)西屋公司的L.Gyuig正式提出了APF的方案，他所說(shuō)的APF是采用大功率晶體管PWM逆變器結(jié)構(gòu)，其基本原理就是通過(guò)逆變產(chǎn)生與諧波電流等值反向的電流，并注入電網(wǎng)，從而達(dá)到濾除諧波，凈化電網(wǎng)的目的。

上世紀(jì)八十年代末，并聯(lián)型APF、混合型APF、串聯(lián)混合型APF等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的有源電力濾波器相繼出現(xiàn)。上世紀(jì)九十年代中期至本世紀(jì)初，自適應(yīng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、滑?？刂啤⒅貜?fù)控制、遺傳算法等現(xiàn)代智能控制方法得到了長(zhǎng)足地發(fā)展。近幾年來(lái)，研究APF技術(shù)逐漸成為熱點(diǎn)，美日等國(guó)已經(jīng)有許多大容量APF相繼投入到工業(yè)應(yīng)用中，在諧波抑制以及無(wú)功補(bǔ)償方面都取得良好的效果。

五、APF的原理及分類(lèi)

并聯(lián)型的APF主要由電流檢測(cè)電路以及電流補(bǔ)償電路兩大部分組成，將電路負(fù)載電流中的諧波分量以及無(wú)功電流分量檢測(cè)出來(lái)是電流檢測(cè)電路的任務(wù)，電流補(bǔ)償電路通過(guò)對(duì)逆變電路進(jìn)行控制，使其產(chǎn)生與諧波電流以及無(wú)功電流反向的補(bǔ)償電流，從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電路中由非線性負(fù)載所引起負(fù)載電流中的諧波分量和無(wú)功電流分量的目的。按照接入電網(wǎng)的方式， 有源電力濾波器又可以分為并聯(lián)型有源電力濾波器、串聯(lián)型有源電力濾波器和混合型有源電力濾波器。并聯(lián)型有源電力濾波器結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單、最基本的APF，主電路由逆變器構(gòu)成，它與電網(wǎng)電壓構(gòu)成并聯(lián)關(guān)系，通過(guò)向電網(wǎng)中注入與檢測(cè)所得諧波大小相等、相位相差1800 的電流信號(hào)，將電網(wǎng)中的諧波抵消，實(shí)現(xiàn)將非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波濾除，達(dá)到凈化電網(wǎng)的目的。并聯(lián)型APF思路清晰，容易實(shí)現(xiàn)，因此應(yīng)用最多。串聯(lián)型有源電力濾波器用于補(bǔ)償電壓諧波。串聯(lián)型APF以串入電網(wǎng)的方式向電網(wǎng)中注入諧波電壓信號(hào)，實(shí)現(xiàn)將電網(wǎng)電壓變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)正弦波。但在實(shí)際應(yīng)用中，安裝、維護(hù)相對(duì)復(fù)雜，費(fèi)用較高。

混合型有源電力濾波器，它是將串聯(lián)型、并聯(lián)型APF混合起來(lái)使用，混合型有源電力濾波器不僅包括串、并聯(lián)的混合，還包括有源電力濾波器與無(wú)源濾波器的混合，混合型APF 的諧波補(bǔ)償能力是最強(qiáng)的，但是從結(jié)構(gòu)上可以很容易知道，混合型APF需要大量的電力電子器件，安裝、使用和維護(hù)都非常復(fù)雜，使用很不方便，尤其是成本太高，性價(jià)比很低，因此使用并不廣泛。諧波污染問(wèn)題向電網(wǎng)供電質(zhì)量提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，本文對(duì)電網(wǎng)中存在的諧波以及無(wú)功功率的起因、危害、治理措施進(jìn)行了較為詳細(xì)地闡述，最后找到了可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)諧波治理和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)墓δ艿霓k法，那就是應(yīng)用APF，因此，APF有著廣泛的應(yīng)用空間。

參考文獻(xiàn)

[1]王兆安，楊君，劉進(jìn)軍.諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2]吳勇.有源電力濾波器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué)，2007.

[3]羅安.電網(wǎng)諧波治理[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介：

第7篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

1.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革探析

2.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐

3.高職高專(zhuān)應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案研究

4.基于企業(yè)崗位需求的應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的改革

5.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案改革

6.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)“工學(xué)結(jié)合”培養(yǎng)模式實(shí)踐教學(xué)體系研究

7.基于工作過(guò)程的應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系建設(shè)

8.基于工作過(guò)程的應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建

9.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐——以安徽財(cái)貿(mào)職業(yè)學(xué)院為例

10.對(duì)應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置的思考

11.中職“應(yīng)用電子技術(shù)”專(zhuān)業(yè)課程改革的探索與實(shí)踐

12.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與探索

13.應(yīng)用電子技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用

14.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的探索與思考

15.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革

16.中高職銜接應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)研究——以湖北省為例

17.校企合作共建應(yīng)用電子技術(shù)生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地的探索

18.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的探索與實(shí)踐

19.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)模式改革與實(shí)踐

20.加強(qiáng)教學(xué)改革,培養(yǎng)創(chuàng)新能力,突出應(yīng)用型人才培養(yǎng)——淺談應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革

21.基于企業(yè)調(diào)研的應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的改革

22.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系探索

23.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中高職人才培養(yǎng)銜接研究

24.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中高職課程體系銜接研究與實(shí)踐

25.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)“寬基礎(chǔ)、活模塊”課程體系的構(gòu)建

26.基于現(xiàn)代學(xué)徒制的應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

27.五年制高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)模式

28.淺談應(yīng)用電子技術(shù)教育的創(chuàng)新方法

29.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系與實(shí)踐能力培養(yǎng)模式探索

30.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)的探索

31.高職院校應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的探索

32.小議實(shí)踐教學(xué)在高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中的重要性與改進(jìn)

33.新時(shí)期高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程改革

34.小議高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)資源的建設(shè)

35.中高職一體化的應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系構(gòu)建

36.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系探析

37.在應(yīng)用電子技術(shù)教育教學(xué)中融入創(chuàng)新理念

38.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)改革探討

39.探討創(chuàng)新在應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中的運(yùn)用

40.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)工作過(guò)程系統(tǒng)化課程建設(shè)

41.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式探討

42.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系改革初探

43.多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才的培養(yǎng)

44.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中高職協(xié)調(diào)發(fā)展的人才培養(yǎng)模式研究

45.應(yīng)用電子技術(shù)職師專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的探索和實(shí)踐

46.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐探究

47.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)作品化教學(xué)模式探討

48.創(chuàng)新在應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用

49.試析多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)新規(guī)劃

50.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中、高職銜接的一體化課程體系建設(shè)研究  

51.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系改革探析

52.淺談應(yīng)用電子技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程的改革

53.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的改革與實(shí)踐

54.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生職業(yè)能力過(guò)程化考核與實(shí)施

55.淺談高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)

56.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的實(shí)踐

57.論多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)新規(guī)劃

58.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的能力培養(yǎng)與課程體系構(gòu)建

59.關(guān)于應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的探索與實(shí)踐

60.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)思考

61.關(guān)于高職院校應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革的探討

62.高職院校應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)群建設(shè)的思考

63.從就業(yè)形勢(shì)談少數(shù)民族地區(qū)高師應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的改革

64.“新課改”視野下的專(zhuān)業(yè)方向課程體系重構(gòu)——以“應(yīng)用電子技術(shù)教育”專(zhuān)業(yè)為例

65.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)質(zhì)量的研究

66.電力電子與電機(jī)集成系統(tǒng)研究方興未艾——訪清華大學(xué)電機(jī)工程與應(yīng)用電子技術(shù)系副主任、博導(dǎo)趙爭(zhēng)鳴博士

67.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析與研究

68.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程有效教學(xué)模式研究

69.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)校外教學(xué)資源開(kāi)發(fā)利用的實(shí)踐研究

70.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)路徑研究

71.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)高端技能人才培養(yǎng)研究與實(shí)踐

72.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)工作室教學(xué)模式

73.與國(guó)際接軌的中高職貫通人才培養(yǎng)方案研究——以應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)為例

74.談職業(yè)技術(shù)學(xué)校應(yīng)用電子技術(shù)教學(xué)策略

75.閩臺(tái)高職院校“校校企”聯(lián)合培養(yǎng)人才現(xiàn)狀及策略——以黎明職業(yè)大學(xué)應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)為例

76.淺談中職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)

77.應(yīng)用電子技術(shù)復(fù)合型人才培養(yǎng)體系的研究與實(shí)踐

78.中專(zhuān)應(yīng)用電子技術(shù)的改革及發(fā)展探討

79.探究校企合作中應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐和發(fā)展

80.湖北省中高職銜接應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)調(diào)研及思考

81.試論信息技術(shù)在應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

82.創(chuàng)新在應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用

83.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)漸進(jìn)的工學(xué)交替模式的探索

84.應(yīng)用電子技術(shù)教育專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程的改革與建設(shè)

85.職業(yè)教育中構(gòu)建應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)開(kāi)放式教學(xué)體系的初探

86.淺談高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)建設(shè)中的幾個(gè)問(wèn)題

87.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)“工學(xué)交替”人才培養(yǎng)模式探索

88.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系與實(shí)踐能力培養(yǎng)模式探討

89.多能力結(jié)構(gòu)的應(yīng)用電子技術(shù)人才培養(yǎng)新規(guī)劃

90.高職高專(zhuān)應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程體系的探討

91.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式的應(yīng)用——以《電子系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)》課程為例

92.應(yīng)用電子專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程教學(xué)改革初探——以蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)為例

93.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)課程改革新思路

94.地方高師本科院校《應(yīng)用電子技術(shù)》(職師)專(zhuān)業(yè)“3+1”教學(xué)模式的實(shí)踐與探索

95.關(guān)于“應(yīng)用電子技術(shù)”專(zhuān)業(yè)建設(shè)的調(diào)研報(bào)告

96.高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)提升學(xué)生職業(yè)能力的探索

97.應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的探索與實(shí)踐

98.適應(yīng)社會(huì)需求的高職應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式構(gòu)建

第8篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

論文關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；配網(wǎng)自動(dòng)化；通信技術(shù)

一、配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展歷程

我國(guó)配電自動(dòng)化的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段，第一個(gè)階段是自動(dòng)化階段，它的主要原理是不同的自動(dòng)化開(kāi)關(guān)設(shè)備相互支持；第二個(gè)階段是計(jì)算機(jī)階段，它主要基于計(jì)算機(jī)大規(guī)模云計(jì)算處理相關(guān)的配網(wǎng)問(wèn)題；第三個(gè)階段是使用現(xiàn)代控制理論支持的現(xiàn)代自動(dòng)化階段。

在配網(wǎng)自動(dòng)化的第一個(gè)階段里，主要的思路是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)斷路器等二次繼保設(shè)備之間的相互配合，快速切除故障，不需要計(jì)算機(jī)介入進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，在這一階段里使用的設(shè)備主要是二次物理設(shè)備。但是，在這一階段里，受電源和繼保裝置的影響，自動(dòng)化程度非常低。在這一階段，當(dāng)在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，不能實(shí)時(shí)偵測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，僅當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，二次設(shè)備才能發(fā)揮作用；當(dāng)系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生變化后，需要工作人員重新到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整定計(jì)算；恢復(fù)事故區(qū)域供電時(shí)，不能自動(dòng)采取最優(yōu)化措施；在事故恢復(fù)階段，需采用多次重合閘，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是，這種方法對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的損傷很大。目前，這些設(shè)備在我國(guó)大部分地區(qū)仍在使用。

基于大規(guī)模計(jì)算機(jī)云計(jì)算的配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)是發(fā)展的第二階段，在這一階段里，對(duì)電力通信的要求較高，主要運(yùn)用了現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)，在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)也能監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行狀況，真正意義上實(shí)現(xiàn)了遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)功能。在故障時(shí)，能夠通過(guò)監(jiān)控設(shè)備及時(shí)發(fā)現(xiàn)非正常狀態(tài)，并由調(diào)度員通過(guò)遙控遠(yuǎn)方設(shè)備，隔離故障區(qū)域和恢復(fù)健全區(qū)域供電。

具有自動(dòng)控制功能的現(xiàn)代配電自動(dòng)化階段，是進(jìn)入配電自動(dòng)化發(fā)展的第三階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到更好的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)自動(dòng)控制功能。集成了配電網(wǎng)scada系統(tǒng)、配電地理信息系統(tǒng)、饋線自動(dòng)化、變電站自動(dòng)化、需求側(cè)管理、調(diào)度員仿真調(diào)度、故障呼叫服務(wù)系統(tǒng)和工作管理等一體化的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了饋線分段開(kāi)關(guān)遙控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶負(fù)荷控制和遠(yuǎn)方自動(dòng)抄表等功能。

面對(duì)世界電力積極開(kāi)展智能電網(wǎng)研究的新動(dòng)向，借鑒歐美等國(guó)家和地區(qū)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)理論，國(guó)家電網(wǎng)公司結(jié)合我國(guó)國(guó)情和能源供應(yīng)，用電服務(wù)的新需求，于特高壓輸電國(guó)際會(huì)議上正式提出了立足自主創(chuàng)新，建設(shè)以特高壓為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅(jiān)強(qiáng)配電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，從而拉開(kāi)了我國(guó)配電網(wǎng)研究和建設(shè)實(shí)施的序幕。

二、配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)存在的問(wèn)題

1.功能設(shè)計(jì)單一

提高供電可靠率，是配電網(wǎng)自動(dòng)化功能設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)思路。但電力可靠性中心簡(jiǎn)報(bào)數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)階段影響供電可靠性的主要是例行檢測(cè)時(shí)配電網(wǎng)停電，這一階段停電時(shí)間遠(yuǎn)大于由于配電網(wǎng)故障導(dǎo)致的停電。不斷提高配網(wǎng)管理水平，大大減少例行檢測(cè)的停電時(shí)間和次數(shù)，是發(fā)展配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要方面。

2.出現(xiàn)在配電網(wǎng)里的孤島情況

在現(xiàn)階段，不同的電力企業(yè)里，資源的種類(lèi)多，各種資源難以整合到一起。部門(mén)內(nèi)部信息共享能力差，企業(yè)部門(mén)之間的信息更是難以交流，這進(jìn)一步導(dǎo)致了配電網(wǎng)管理出現(xiàn)紊亂，分析數(shù)據(jù)局部冗余。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得系統(tǒng)難以經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行。

3.新設(shè)備的出現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)影響較大

在設(shè)備資產(chǎn)管理中缺乏整體考慮和長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，盲目追求最新的設(shè)備，不注重系統(tǒng)整體運(yùn)行情況，造成新老設(shè)備難以整合到一起，從而無(wú)法達(dá)到整體最優(yōu)的效果。

4.在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)里不能統(tǒng)一設(shè)計(jì)

在配電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，往往出現(xiàn)主控方與受控方的信息不相關(guān)，網(wǎng)絡(luò)傳輸能力不夠，一次設(shè)備過(guò)老，導(dǎo)致新老設(shè)備不匹配。特別是將先進(jìn)的二次設(shè)備和老舊的一次設(shè)備整合到一起，造成系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響配網(wǎng)自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)和管理的優(yōu)化。

5.管理體制中出現(xiàn)的弊端

配電自動(dòng)化技術(shù)主要覆蓋生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)兩大專(zhuān)業(yè)，傳統(tǒng)管理方式單純強(qiáng)調(diào)垂直專(zhuān)業(yè)管理，而沒(méi)有條塊結(jié)合分工協(xié)作的保證措施。同時(shí)，在功能設(shè)計(jì)過(guò)程中，還存在重系統(tǒng)、輕客戶管理，重形式輕實(shí)效的思維定式，導(dǎo)致技術(shù)缺失和管理漏洞，使得配電自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要求。

6.當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)的銜接問(wèn)題

配電自動(dòng)化技術(shù)涉及面廣，投資額大，既要考慮企業(yè)未來(lái)發(fā)展需要，又要著眼于現(xiàn)有系統(tǒng)的充分利用，因此，電力企業(yè)應(yīng)從技術(shù)，管理上采取措施，為配電自動(dòng)化系統(tǒng)擴(kuò)容及其功能完善做好準(zhǔn)備。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)該開(kāi)發(fā)和利用可擴(kuò)展的管理系統(tǒng)模塊和功能擴(kuò)展性強(qiáng)的先進(jìn)設(shè)備；而在管理過(guò)程中，更要擯棄傳統(tǒng)的只注重當(dāng)前利益而忽視長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的做法，應(yīng)提倡資產(chǎn)全壽命周期管理的理念，解決當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)利益權(quán)衡問(wèn)題。

三、配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技的發(fā)展，配電網(wǎng)自動(dòng)化展現(xiàn)出配電系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化，信息化和互動(dòng)化的新特征。配電自動(dòng)化技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下七個(gè)方面。

1.配網(wǎng)自動(dòng)化的綜合型受控端

新型綜合受控端基于高速scada系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息的快速采集和信號(hào)的綜合處理，并且大大減少了受控端的數(shù)量，從而使系統(tǒng)的規(guī)模得到簡(jiǎn)化。這種受控端不僅具有以往終端所具有的功能，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的潮流分布、電壓情況、系統(tǒng)是否產(chǎn)生震蕩、頻率是否滿足要求等，將這些信息傳遞給主控方，供進(jìn)一步分析使用。同時(shí)，這些受控端之間還可以進(jìn)行相互通信，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的精確程度。 

2.配電線路載波通信技術(shù)和基于因特網(wǎng)的ip通信技術(shù)

通信系統(tǒng)一直是配電網(wǎng)自動(dòng)化的難點(diǎn)之一。在10kv及以下的配電系統(tǒng)里，由于受控端數(shù)目多，對(duì)通信的要求也顯著提高。因此，如果要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)潮流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、頻率控制等需求，穩(wěn)定的大容量的高速載波通信系統(tǒng)是必備的。該系統(tǒng)不僅可以滿足上述需求，還可以為客戶提供更多的生活服務(wù)，如電力線上網(wǎng)等。另外，光纖通信具有容量大、可靠性高、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，已成為主流通信系統(tǒng)的首選。隨著成本的降低，采用光纖通信作為配電系統(tǒng)自動(dòng)化的主干通信網(wǎng)已得到普遍共識(shí)。隨著通信技術(shù)的進(jìn)步，基于城市光纖網(wǎng)的ip通信技術(shù)充分利用了光纖通信技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)、誤碼率低、傳遞快速和ip通信方式的通用兼容性接口等優(yōu)越性，可望成為智能配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的前沿通信技術(shù)。

3.定制電力技術(shù)

定制電力技術(shù)是柔性配電系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，它將智能電網(wǎng)技術(shù)、柔性送電技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等高科技技術(shù)用于中低壓配電網(wǎng)，用以消除諧波，防止電壓閃變，保證各相對(duì)稱，提高供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性。主要由電壓穩(wěn)定器、快速無(wú)功補(bǔ)償器、頻率檢測(cè)器、高速斷路器等設(shè)備組成。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)突然增大負(fù)荷或者瞬間丟失大負(fù)荷時(shí)，該技術(shù)可以瞬間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的變化，并滿足極限情況下系統(tǒng)的穩(wěn)定，該技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化中，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)優(yōu)化，滿足高層次用戶的需求。

4.新型fa系統(tǒng)

新型的fa系統(tǒng)主要的思路是實(shí)現(xiàn)分布式電源，即根據(jù)不同的負(fù)荷就地提供合適的電源，減小線路傳輸?shù)膿p耗，提高能量利用率。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)制訂的未來(lái)發(fā)展方案，未來(lái)我國(guó)將把輸配電系統(tǒng)分離，并在用戶端設(shè)立電網(wǎng)提供者的信息，用戶可以根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)選擇供電方。新型fa系統(tǒng)應(yīng)用于配網(wǎng)自動(dòng)化中也存在許多困難，主要有：分布式電源位置不確定，配網(wǎng)的運(yùn)行方式多變，從而導(dǎo)致二次設(shè)備難以滿足要求。

5.配電系統(tǒng)的集中化管理

在以往的配網(wǎng)系統(tǒng)中，用戶是分散的，系統(tǒng)被迫分離為多島，多島之間功能相似，但系統(tǒng)難以交流，通道不可共享。集中化管理的配電系統(tǒng)，可以利用先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)將配電網(wǎng)控制中心與系統(tǒng)多島連接在一起。比如，將scada系統(tǒng)與配網(wǎng)控制中心通過(guò)接口連接起來(lái)，形成一個(gè)多級(jí)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的應(yīng)用，最好的方法是最大限度利用用戶原有的軟硬件資源，保護(hù)用戶的投資，實(shí)現(xiàn)實(shí)用化管理和多廠家產(chǎn)品共享的原則。

6.優(yōu)化的系統(tǒng)配電網(wǎng)運(yùn)行

隨著社會(huì)的發(fā)展和電力企業(yè)體制改革的推進(jìn)，國(guó)家電網(wǎng)也逐漸以經(jīng)濟(jì)效益作為一個(gè)階段性目標(biāo)。這要求供電企業(yè)要不斷分析電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，提出最優(yōu)潮流的方案，即按照狀態(tài)估計(jì)、潮流計(jì)算、最優(yōu)潮流控制來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，在保證可靠性的同時(shí)提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。配網(wǎng)要在運(yùn)行中提高經(jīng)濟(jì)效益，還應(yīng)當(dāng)優(yōu)化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，盡量保證二次設(shè)備“不誤動(dòng)，不據(jù)動(dòng)”，防止因系統(tǒng)突發(fā)事件導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

第9篇：現(xiàn)代電力電子技術(shù)論文范文

對(duì)于大多數(shù)工科專(zhuān)業(yè)的本科學(xué)生來(lái)說(shuō)，畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)是用來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)工程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)教育與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)[1，2]。然而，設(shè)計(jì)選題欠缺合理、學(xué)生應(yīng)付僥幸心態(tài)等問(wèn)題的存在制約了指導(dǎo)教師和學(xué)生參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的熱情，出現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計(jì)套路化，甚至抄襲或剽竊現(xiàn)象，致使畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量和整體水平呈下滑趨勢(shì)[3]。為發(fā)揮畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在人才培養(yǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵作用，眾多高校對(duì)其改革和實(shí)踐給予了極大關(guān)注[4]，其中，以強(qiáng)調(diào)成員之間協(xié)作達(dá)到團(tuán)隊(duì)最大工作效率的團(tuán)隊(duì)協(xié)作畢業(yè)設(shè)計(jì)模式得到廣泛重視和推行[5]。另外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生參與科研課題，協(xié)助解決一些具體問(wèn)題，使學(xué)生具有明確的工作任務(wù)和研究對(duì)象，可有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性[6]。為此，文章結(jié)合作者所在學(xué)院近幾年的探索效果，探討支撐課題驅(qū)動(dòng)的工科專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)模式。該模式通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生參與具有明確對(duì)象的科研課題，并按照課題研究歷程，將畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程恰當(dāng)融入支撐課題的研究進(jìn)程。搭建由教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)和學(xué)生協(xié)作團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)模式，并分析教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)具備的職稱、年齡、知識(shí)等結(jié)構(gòu)水平，說(shuō)明學(xué)生在協(xié)作過(guò)程中應(yīng)明確的團(tuán)隊(duì)目標(biāo)、團(tuán)隊(duì)精神與獨(dú)立意識(shí)。最后結(jié)合具體實(shí)例，從團(tuán)隊(duì)組建、課題分解、設(shè)計(jì)效果以及發(fā)展規(guī)劃等方面對(duì)工科畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)模式進(jìn)行驗(yàn)證和分析。

二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作積極性不高的影響因素分析

從畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)來(lái)看，其現(xiàn)狀并不令人感到樂(lè)觀，整體質(zhì)量讓人擔(dān)憂。導(dǎo)致該問(wèn)題的因素是多方面的，其中離不開(kāi)指導(dǎo)教師和學(xué)生本身參與的積極性。

（一）教學(xué)、科研壓力以及自身水平等因素限制了教師指導(dǎo)積極性擁有一支技術(shù)過(guò)硬、經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)教師隊(duì)伍是提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵[6]。然而，繁重的教學(xué)和科研任務(wù)使得指導(dǎo)教師在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)上投入的時(shí)間和精力有限；其次，有些青年教師本身就缺乏廣博的知識(shí)結(jié)構(gòu)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求和工作規(guī)程了解欠深，以致在畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)過(guò)程中很難對(duì)學(xué)生進(jìn)行深入的訓(xùn)練和熏陶，顯得力不從心。這些因素的存在，一定程度上影響了指導(dǎo)教師參與畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的積極性。

（二）就業(yè)、個(gè)人認(rèn)知以及設(shè)計(jì)場(chǎng)所等因素阻礙了學(xué)生參與積極性畢業(yè)設(shè)計(jì)期間正是企事業(yè)單位招聘的高峰期，大多數(shù)學(xué)生忙于求職擇業(yè)，難以全身心的投入畢業(yè)設(shè)計(jì)；其次，部分學(xué)生認(rèn)為以后的工作內(nèi)容或研究方向與所設(shè)計(jì)內(nèi)容不一致，忽視了畢業(yè)設(shè)計(jì)的作用，降低了自己的要求，出現(xiàn)應(yīng)付心態(tài)與僥幸心理，更有甚則寧愿選擇去公司實(shí)習(xí)，而不愿花費(fèi)時(shí)間在畢業(yè)設(shè)計(jì)上，只是將設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)看作畢業(yè)的手段[4]。另外，由于設(shè)計(jì)場(chǎng)地的限制，學(xué)生很難在設(shè)計(jì)場(chǎng)所完成整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的框架構(gòu)思、理論推導(dǎo)、數(shù)據(jù)分析以及論文撰寫(xiě)等工作，致使部分學(xué)生難以得到指導(dǎo)老師有效的指導(dǎo)和督促，從而使學(xué)生缺乏實(shí)際工程實(shí)際的臨場(chǎng)感，很多問(wèn)題只能紙上談兵、照搬公式，得不到充分訓(xùn)練。

三、教師、學(xué)生協(xié)作下的畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)模式

支撐課題驅(qū)動(dòng)的工科畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)模式由教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)和學(xué)生協(xié)作團(tuán)隊(duì)組成，該模式要求教師在科研項(xiàng)目研究進(jìn)程中，需要學(xué)生適時(shí)參與，并根據(jù)指導(dǎo)教師需求做些如查資料、調(diào)試、實(shí)驗(yàn)等力所能及的工作，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使他們從被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。結(jié)合支撐課題研究進(jìn)程，將畢業(yè)設(shè)計(jì)所需的任務(wù)書(shū)形成、開(kāi)題報(bào)告撰寫(xiě)、論文撰寫(xiě)和畢業(yè)答辯等過(guò)程，恰當(dāng)?shù)娜谌氲秸n題方案設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)凝練與分解、系統(tǒng)集成與調(diào)試，直至課題總結(jié)，歷經(jīng)課題準(zhǔn)備、實(shí)施和總結(jié)三個(gè)階段，完成本科畢業(yè)設(shè)計(jì)。

（一）準(zhǔn)備階段

教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)由學(xué)科帶頭人或經(jīng)驗(yàn)豐富的教師擔(dān)任團(tuán)隊(duì)責(zé)任人，負(fù)責(zé)召集層次與年齡搭配適當(dāng)、知識(shí)結(jié)構(gòu)互補(bǔ)、研究方向相近但專(zhuān)長(zhǎng)各異的多位教師組成教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，形成既分工又合作的教學(xué)圈層結(jié)構(gòu)。結(jié)合學(xué)科特色和就業(yè)需求，由教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)采取集中討論的方式，經(jīng)過(guò)凝練、分解、論證，形成側(cè)重點(diǎn)不同、難度差異化的系列子課題，以滿足學(xué)生不同的知識(shí)水平和興趣的同時(shí)，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生的團(tuán)體協(xié)作意識(shí)和能力。并為學(xué)生詳解課題立項(xiàng)依據(jù)、涉及學(xué)科、研究思路、各子課題之間的關(guān)系，以及完成課題需采用的方法和技術(shù)等知識(shí)。學(xué)生在理解課題背景，明確課題目標(biāo)和各子課題任務(wù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)自身專(zhuān)業(yè)知識(shí)水平和興趣愛(ài)好與教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流和溝通，通過(guò)雙向選擇方式確定選題。

（二）實(shí)施階段

這一階段是畢業(yè)設(shè)計(jì)的主體，學(xué)生將在教師的指導(dǎo)和督促下，結(jié)合不定期討論、每周集中匯報(bào)、中期檢查、學(xué)術(shù)交流等方式，完成從子課題方案設(shè)計(jì)到總課題集成與測(cè)試的整個(gè)過(guò)程。其中，每個(gè)子過(guò)程除集中討論外，均安排具有相應(yīng)專(zhuān)長(zhǎng)的教師進(jìn)行精細(xì)化指導(dǎo)，改變傳統(tǒng)的掛名教師自始至終的“單一化”指導(dǎo)方式，實(shí)行“掛名但不僅僅屬于”的指導(dǎo)模式，即團(tuán)隊(duì)中每位指導(dǎo)教師均無(wú)偏見(jiàn)、所有學(xué)生一視同仁，以確保畢業(yè)設(shè)計(jì)順利進(jìn)行的同時(shí)，使學(xué)生得到全面的學(xué)習(xí)和鍛煉。學(xué)生在深刻理解團(tuán)隊(duì)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，一方面要明確所做的論文工作只是團(tuán)隊(duì)工作的一部分，所采取的方法、手段應(yīng)能相互融合，從而促使學(xué)生互相學(xué)習(xí)、互相探討，共同實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)整體目標(biāo)；另一方面要了解團(tuán)隊(duì)協(xié)作并不意味著依附他人，只有依靠自己的努力才能完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，每個(gè)子課題具有一定的獨(dú)立性，以激發(fā)學(xué)生養(yǎng)成獨(dú)立思考的習(xí)慣，提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及獨(dú)立判斷與策劃的能力。

（三）總結(jié)階段

這一階段主要對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作的總結(jié)、驗(yàn)收與反思，指導(dǎo)教師團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作：一是指定具有寫(xiě)作專(zhuān)長(zhǎng)的指導(dǎo)教師開(kāi)展畢業(yè)論文撰寫(xiě)講座，使學(xué)生明確論文在結(jié)構(gòu)、思路、語(yǔ)言以及圖表等方面的撰寫(xiě)技巧，以提高畢業(yè)論文寫(xiě)作能力；二是教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)采用交叉評(píng)閱的方式檢查與審閱畢業(yè)論文，要求學(xué)生精心準(zhǔn)備答辯材料，通過(guò)進(jìn)行預(yù)答辯，提前發(fā)現(xiàn)學(xué)生答辯過(guò)程可能出現(xiàn)的思路與語(yǔ)言表達(dá)等問(wèn)題；三是做好畢業(yè)論文的總結(jié)與存檔工作，積極引導(dǎo)學(xué)生站在更高的角度審視團(tuán)隊(duì)與個(gè)人工作，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以提升認(rèn)識(shí)水平，并制定畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展規(guī)劃和成果延續(xù)方案，逐漸完善畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。

四、實(shí)踐與效果

近年來(lái)，作者所在學(xué)院高度重視本科畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的搭建，依托湖南省重點(diǎn)學(xué)科“電氣工程”、湖南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)“復(fù)雜電氣系統(tǒng)測(cè)控技術(shù)及應(yīng)用”等平臺(tái)，組建了電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)及故障診斷、現(xiàn)代電力電子技術(shù)與系統(tǒng)等8個(gè)具有優(yōu)勢(shì)和特色的畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)均有1位負(fù)責(zé)人和5～6名指導(dǎo)教師，且至少1名或以上擁有多年現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作開(kāi)始之前，教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)會(huì)結(jié)合當(dāng)年的就業(yè)需求和發(fā)展趨勢(shì)，從承擔(dān)的項(xiàng)目中選擇一個(gè)課題作為總課題，并分解為多個(gè)關(guān)聯(lián)子課題。以我院電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)及故障診斷畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為例，該團(tuán)隊(duì)2013-2014年度選擇校企合作項(xiàng)目“城軌車(chē)輛電力牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)”作為總課題，其整體目的是開(kāi)發(fā)一個(gè)高性能城軌車(chē)輛電力傳動(dòng)新型控制系統(tǒng)，為保持城軌車(chē)輛傳動(dòng)控制系統(tǒng)的先進(jìn)性和持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)揮作用。經(jīng)研討，課題被分解為總體設(shè)計(jì)與分析、融合動(dòng)態(tài)磁場(chǎng)削弱和穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)削弱的自適應(yīng)控制方案設(shè)計(jì)、逆變器全速域的線性控制器設(shè)計(jì)、定轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)器模型設(shè)計(jì)、高效電壓利用的逆變器非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)共5個(gè)子課題，每個(gè)子課題又下設(shè)3-4個(gè)工作內(nèi)容，每個(gè)工作內(nèi)容由1名學(xué)生完成，由此形成了一個(gè)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方案，并組建了一個(gè)由1位團(tuán)隊(duì)責(zé)任人、5位指導(dǎo)教師和18名學(xué)生組成的畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)。歷經(jīng)數(shù)次的集中匯報(bào)、討論、學(xué)術(shù)講座等方式，通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行任務(wù)書(shū)下達(dá)、開(kāi)題報(bào)告、中期檢查、預(yù)答辯等流程，該團(tuán)隊(duì)共完成畢業(yè)設(shè)計(jì)18篇。經(jīng)學(xué)院和學(xué)校學(xué)術(shù)委員會(huì)評(píng)審，8篇畢業(yè)設(shè)計(jì)被定為院級(jí)優(yōu)良及以上成績(jī)，校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)4篇，并經(jīng)修訂與完善，已投稿學(xué)術(shù)論文3篇、申請(qǐng)專(zhuān)利1項(xiàng)，高質(zhì)量完成了本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)高等教育的大眾化，人才培養(yǎng)與人才需求接軌不暢引起的矛盾凸顯了現(xiàn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)制的弊端，文章從教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)和學(xué)生協(xié)作團(tuán)隊(duì)的組建方式、工作流程和信息交換等方面，探討了支撐課題驅(qū)動(dòng)的工科專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)模式。將畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)恰當(dāng)?shù)娜谌胫握n題研究進(jìn)程，使設(shè)計(jì)對(duì)象明確化；通過(guò)搭建職稱、年齡和知識(shí)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，催生了教師科研與教學(xué)工作的積極性和創(chuàng)造性；將興趣相同的學(xué)生匯聚起來(lái)，以完成相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)子課題，不僅使學(xué)生得到全面的學(xué)習(xí)和鍛煉，更有利于培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神。最后結(jié)合具體實(shí)例，分析了畢業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)模式在人才培養(yǎng)質(zhì)量、畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量以及后續(xù)的學(xué)術(shù)論文、專(zhuān)利申請(qǐng)等方面的積極作用。

作者:劉建華 李哲姝 單位:湖南工業(yè)大學(xué)

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