導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇電力電子技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

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，通常一個電路都有多個工作狀態(tài)，不同的工作狀態(tài)又分別對應(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)動態(tài)過程的。這時，如果采用幻燈片等多媒體形式，可以將電路工作的動態(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，結(jié)合書本上的理論，再將不同電路的特點進行總結(jié)，使同學(xué)們復(fù)習(xí)時結(jié)合著書中的理論，頭腦中聯(lián)想著多媒體演示動畫，便會在學(xué)習(xí)中事半功倍，容易記憶，提高學(xué)生的分析計算和實際解題的能力。

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，學(xué)好這一部分，就必須將概念的理解與相關(guān)的計算進行練習(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候才有機會在試卷中解答一些問題，雖說現(xiàn)在不提倡傳統(tǒng)針對考試的題海戰(zhàn)術(shù)，但是平時適當(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、特點各不相同，而控制方法也有很多，甚至與自動控制原理等其他學(xué)科相關(guān)聯(lián)，在教學(xué)中適當(dāng)找一些典型例題進行講解，可以讓同學(xué)們在繁雜的知識中抓住重點內(nèi)容進行突破，最終掌握這部分知識要點。

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，新的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，加強電力電子新技術(shù)的教學(xué)可以擴展學(xué)生知識面，掌握電力電子技術(shù)發(fā)展新方向。這一部分的特點是沒有定量計算、難度不大、但對于資料的收集工作量比較大，根據(jù)這些特點，在教學(xué)中，可以將這部分安排給每個學(xué)生進行講解，在講解前每個同學(xué)查找相關(guān)資料，然后對資料進行分類總結(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。

二、實驗教學(xué)應(yīng)進行分類

電力電子技術(shù)是一個應(yīng)用性很強的一門學(xué)科，在理論教學(xué)的同時一定要有相應(yīng)的實驗來配合和補充，開設(shè)實驗課是對理論課的延伸和補充，更能夠突出應(yīng)用型學(xué)科的特色。在實驗教學(xué)上，應(yīng)分為驗證實驗、探究實驗、拓展實習(xí)三個部分進行教學(xué)。

1.驗證實驗應(yīng)緊密結(jié)合課本。

驗證性實驗的特點是對已經(jīng)有的理論進行實驗驗證，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)實驗的操作，同時實驗的結(jié)果又可以加深學(xué)生對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)的實驗課程相跟進，在實驗開始前，老師帶領(lǐng)學(xué)生對課本知識點進行回顧，確定實驗?zāi)康暮蛯嶒灢襟E，同學(xué)們按照實驗要求完成相應(yīng)的實驗操作，并能夠運用書本上的知識來解釋實驗中的現(xiàn)象，最后通過實驗報告的形式進行總結(jié)，得出驗證性的結(jié)論。

2.鼓勵開展探究性試驗。

電力電子技術(shù)是一門正在快速發(fā)展的學(xué)科，在實驗教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)鼓勵學(xué)生進行自主探究，通過對已有知識的學(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，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，獨立設(shè)計出屬于自己的電子作品，而在探究的過程中難免會遇到一些問題，這時老師應(yīng)進行適當(dāng)指導(dǎo)，給出一些方案，讓學(xué)生自主解決實際問題。平時盡可能地開放實驗室，使學(xué)生增加動手操作機會。此外還應(yīng)當(dāng)鼓勵學(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)會更多解決問題的新方法。

3.拓展實習(xí)應(yīng)突出實際應(yīng)用。

在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)之外，對于電力電子技術(shù)這種應(yīng)用型很強的學(xué)科，應(yīng)適當(dāng)組織學(xué)生到某個單位進行參觀學(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，在實驗教學(xué)中可以聯(lián)系某個具體單位進行參觀，在實際的生產(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，分享給大家進行觀看，也可以起到非常好的效果。實習(xí)結(jié)束之后，學(xué)生以報告的形式寫出自己學(xué)到了什么或者是心得體會。這樣，理論聯(lián)系實際，對于理工科的教學(xué)是有很大幫助的。

篇2

現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件,綜合自動控制、計算機(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、自動化、智能化、機電一體化的基礎(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。在不遠的將來,電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟、實用,實現(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)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術(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)進入現(xiàn)代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,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(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(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發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時的產(chǎn)物。

1.2逆變器時代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節(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,靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)?。這時的電力電子技術(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變頻器時代

進入八十年代,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)的精細加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機結(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,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達到平分秋色的地步,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,實現(xiàn)小型輕量化,機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計算機高效率綠色電源

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

計算機技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關(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)美國環(huán)境保護署l992年6月17日"能源之星"計劃規(guī)定,桌上型個人電腦或相關(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大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到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,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、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時收到節(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撲結(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)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場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)送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(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,可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。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的變頻調(diào)速,其在電氣傳動系統(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)動交流異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。

國際上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。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進生產(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。預(yù)計到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)速的壓縮機電機。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進一步發(fā)展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機電源

高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當(dāng)今焊機電源的發(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,通過對多參數(shù)、多信息的提取與分析,達到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進而提前對系統(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。

國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續(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光機和CT機等大型設(shè)備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達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。進入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國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)的體積進一步減小。

國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,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。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到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)變換器在投運時,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,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(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)信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。

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，各種變換器拓撲結(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,這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點,論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點。已被大型計算機、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。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動機驅(qū)動電源等領(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

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。在電動汽車和變頻傳動中,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,從而達到近于理想的負載匹配和驅(qū)動控制。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、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

理論分析和實踐經(jīng)驗表明,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)計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,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)濟效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價值。

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)動保護電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了"智能化"功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設(shè)計制造。實際上,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重,對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),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設(shè)計,達到優(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,再把整個模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺新型的開關(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,而且通過增加相對整個系統(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,也不會影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時間。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來設(shè)計和工作的。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、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào),也便于自診斷、容錯等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計來說,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,但是對于智能化的開關(guān)電源,需要用計算機控制時,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)電就可以減少對環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會變成對電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴重的高次諧波電流,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)又會使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實現(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,僅國內(nèi)有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內(nèi)外一大批科技人員對其進行開發(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)的國內(nèi)市場正在啟動,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：

篇3

1.1整流器時代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,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(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(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發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時的產(chǎn)物。

1.2逆變器時代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節(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,靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)?。這時的電力電子技術(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變頻器時代

進入八十年代,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)的精細加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機結(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,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達到平分秋色的地步,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,實現(xiàn)小型輕量化,機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計算機高效率綠色電源

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

計算機技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環(huán)境無害的個人電腦和相關(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)美國環(huán)境保護署l992年6月17日"能源之星"計劃規(guī)定,桌上型個人電腦或相關(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大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到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,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、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時收到節(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撲結(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)是計算機、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場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)送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實現(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,可以實現(xiàn)對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。

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的變頻調(diào)速,其在電氣傳動系統(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)動交流異步電動機實現(xiàn)無級調(diào)速。

國際上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。國內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進生產(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。預(yù)計到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)速的壓縮機電機。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進一步發(fā)展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機電源

高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當(dāng)今焊機電源的發(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,通過對多參數(shù)、多信息的提取與分析,達到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進而提前對系統(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。

國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續(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光機和CT機等大型設(shè)備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達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。進入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國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)的體積進一步減小。

國內(nèi)對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,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。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到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)變換器在投運時,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,網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(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)信號為電壓環(huán)誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。

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，各種變換器拓撲結(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,這一方向已成為國際電力電子學(xué)界的研究熱點,論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟和維護方便等優(yōu)點。已被大型計算機、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。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動機驅(qū)動電源等領(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

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。在電動汽車和變頻傳動中,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,從而達到近于理想的負載匹配和驅(qū)動控制。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、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

理論分析和實踐經(jīng)驗表明,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)計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,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)濟效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價值。

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)動保護電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了"智能化"功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設(shè)計制造。實際上,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重,對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),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設(shè)計,達到優(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,再把整個模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺新型的開關(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,而且通過增加相對整個系統(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,也不會影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時間。

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來設(shè)計和工作的。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、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測遙調(diào),也便于自診斷、容錯等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計來說,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,但是對于智能化的開關(guān)電源,需要用計算機控制時,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)電就可以減少對環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會變成對電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴重的高次諧波電流,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)又會使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實現(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,僅國內(nèi)有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內(nèi)外一大批科技人員對其進行開發(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)的國內(nèi)市場正在啟動,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：

[1]林渭勛:淺談半導(dǎo)體高頻電力電子技術(shù),電力電子技術(shù)選編,浙江大學(xué),384-390,1992。

[2]季幼章:迎接知識經(jīng)濟時代,發(fā)展電源技術(shù)應(yīng)用,電源技術(shù)應(yīng)用,N0.2,l998。

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1、整流器時代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,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(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(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發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時國內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時的產(chǎn)物。

2、逆變器時代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節(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,靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)取＿@時的電力電子技術(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)。

3、變頻器時代

進入八十年代,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)的精細加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機結(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,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達到平分秋色的地步,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,實現(xiàn)小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

1、一般工業(yè)

工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電機的調(diào)速性能可與直流電機相媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。大至數(shù)千kW的各種軋鋼機，小到幾百W的數(shù)控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調(diào)速技術(shù)。一些對調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節(jié)能的目的。還有些不調(diào)速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻、中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。

2、交通運輸

電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術(shù)更是一項關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅(qū)動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術(shù)。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術(shù)。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，而近年來交流變頻調(diào)速已成為主流。3、電力系統(tǒng)

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)估計，發(fā)達國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一?？梢院敛豢鋸埖卣f，如果離開電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發(fā)展起來的柔流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實現(xiàn)的。無功補償和諧波抑制對電力系統(tǒng)有重要的意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無功補償裝置。近年來出現(xiàn)的靜止無功發(fā)生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優(yōu)越的無功功率和諧波補償?shù)男阅堋Ｔ谂潆娋W(wǎng)系統(tǒng)，電力電子裝置還可用于防止電網(wǎng)瞬時停電、瞬時電壓跌落、閃變等，以進行電能質(zhì)量控制，改善供電質(zhì)量。

在變電所中，給操作系統(tǒng)提供可靠的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。

4、電子裝置用電源

各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術(shù)裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術(shù)離不開電力電子技術(shù)。

5、家用電器

照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，它正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子。電視機、音響設(shè)備、家用計算機等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。

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2教材內(nèi)容的合理取舍任課教師要選擇一本合適的電力電子技術(shù)課程教材作為主教材，再參考其他的輔助教材，取長補短，主講教師應(yīng)具有寬闊的知識面及豐富的電力電子工程實踐經(jīng)驗，注重應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)。教材的內(nèi)容既有豐富的理論知識，還要注重工程實際的應(yīng)用，要體現(xiàn)電力電子技術(shù)發(fā)展的新技術(shù)，也要體現(xiàn)出“電力電子技術(shù)”課程是基礎(chǔ)課到專業(yè)課平穩(wěn)過渡的橋梁，使教材內(nèi)容更符合二本院校電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)的要求。主教材中除重點講授交流變直流、直流變交流、直流變直流、交流變交流四大類基本變流電路及它們的組合之外，還要聯(lián)系當(dāng)今電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢及應(yīng)用情況，注重電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)及其他工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，注重主電路設(shè)計、驅(qū)動電路設(shè)計、保護電路設(shè)計、參數(shù)計算及元器件選擇，還應(yīng)該適當(dāng)介紹SVC、SVG、高壓直流輸電、開關(guān)電源、UPS電源、感應(yīng)加熱電源、光伏逆變器等裝置的工作原理和實際應(yīng)用情況，以適應(yīng)電氣工程及其自動化專業(yè)寬口徑就業(yè)要求。

3課堂教學(xué)方式改革教學(xué)過程中應(yīng)以學(xué)生為主，教師為輔，避免一人堂和填鴨式教學(xué)方法，針對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的具體情況組織安排教學(xué)內(nèi)容。由于“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容繁多，課堂教學(xué)中需要繪制大量的電路圖和波形圖，以及諸多公式推導(dǎo)及各種參數(shù)計算等。由于課程學(xué)時少而教學(xué)內(nèi)容又多,僅僅依靠傳統(tǒng)的黑板加粉筆的教學(xué)方式顯然是達不到教學(xué)效果的，所以多媒體技術(shù)逐漸走進了“電力電子技術(shù)”的課堂教學(xué)，大大地提高了課堂教學(xué)效果。這里需要強調(diào)的是，多媒體教學(xué)的引進并非完全取消黑板加粉筆的課堂教學(xué)方式，二者應(yīng)該相互協(xié)調(diào)、相輔相成，各有各的長處。對于復(fù)雜的電路及波形的繪制和分析，可以充分利用多媒體的音容并茂的特點，使學(xué)生更容易理解和掌握電路的基本原理和工作過程，如以flas的方式顯示電力電子器件的開通和關(guān)斷過程、過電流和過電壓的產(chǎn)生過程、電路的輸入輸出電壓和電流波形等，使學(xué)生感到生動而有趣，使學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)不再枯燥無味；而對于簡單電路的分析以及例題習(xí)題的講解，還是黑板加粉筆的方式顯得更簡單便捷，更具親和力，加強了教師與學(xué)生間的互動和情感交流。總之，課堂教學(xué)十分重要，教師要根據(jù)自身的特點、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生的素質(zhì)，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)手段及互聯(lián)網(wǎng)資源，在有限的課堂教學(xué)時間內(nèi)，最大程度地使學(xué)生理解和吸收所學(xué)的知識。

4改革實驗教學(xué)環(huán)節(jié)為了提高學(xué)生的工程實踐能力，對原有的電力電子實驗室設(shè)備進行了更新和改造，引進近幾年內(nèi)較為先進的電力電子實驗設(shè)備，對原有的驗內(nèi)容和實驗計劃進行了修改和調(diào)整，盡量減少簡單的驗證性實驗，增大設(shè)計性和綜合性實驗的比例，根據(jù)專業(yè)的特點和理論教學(xué)情況組織實驗教學(xué)。我院現(xiàn)有的電力電子綜合實驗室可開出多種實驗，囊括了AC/DC、DC/AC/、AC/AC、DC/DC四大電力變換所需的實驗，如整流及有源逆變實驗、交流調(diào)壓及交流調(diào)功實驗、直流斬波實驗、無源逆變變實驗等。為了培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識，還增設(shè)了開放性實驗和創(chuàng)新性實驗，加強了教師與學(xué)生間的知識交流，也使電力電子課程的實驗教學(xué)延伸到課外，對教學(xué)時間的不足起了一定程度的彌補作用；同時，在我院的大學(xué)生電子挑戰(zhàn)杯大賽中，部分學(xué)生的競賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān)，提高了學(xué)生的電力電子技能。另外，我院每個學(xué)期舉行教師實踐技能大賽，有相當(dāng)一部分競賽題目與電力電子技術(shù)有關(guān)，大大提高了教師的電力電子技術(shù)實踐能力和實驗教學(xué)水平。

5將Matlab仿真軟件引進課堂教學(xué)和實驗教學(xué)Matlab仿真軟件是各院校普遍開出的課程，將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程相結(jié)合，在課堂上，利用Matlab仿真軟豐富友好的圖形界面，使學(xué)生更直觀地掌握所學(xué)的知識，也避免了教師畫電路圖、波形圖的繁瑣及時間的浪費；將Matlab仿真軟件與電力電子技術(shù)課程實驗相結(jié)合，是原有的實驗操作的有益補充，同時又具備原有實驗裝置不具備的優(yōu)點，如解決設(shè)備費用高、實驗所花時間長、危險性大的缺點。而利用仿真教學(xué)工具代替實際元件在計算機上進行仿真，既不擔(dān)心元器件損壞，也沒有任何危險，學(xué)生完全可以在無人指導(dǎo)的情況下，在任何地點的計算機上自行完成電力電子電路的仿真實驗，在此基礎(chǔ)上再進行適當(dāng)?shù)恼鎸嵭詫嶒?，這樣不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和實際動手的能力，會收到事半功倍的實訓(xùn)效果。

6課程設(shè)計環(huán)節(jié)的改革“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革后，在課程教學(xué)的后期,增加了課程設(shè)計環(huán)節(jié)，由主講教師布置該課程的設(shè)計任務(wù),為避免雷同，每人一題，主要以電力電子技術(shù)的四大電力變換為核心，結(jié)合工程實際，根據(jù)給出的技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)，要求學(xué)生綜合運用所學(xué)的相關(guān)知識,設(shè)計出總體方案、主電路圖、驅(qū)動電路、保護電路等，并進行相關(guān)參數(shù)計算及元器件選擇。較簡單的題目，要求制作電路板和元器件焊接，并使用實驗室的儀器和工具進行調(diào)試；較復(fù)雜的題目要求用實驗室的實驗設(shè)備驗證或進行matlab仿真，最終以論文的形式完成課程設(shè)計，并進行課程設(shè)計答辯。課程設(shè)計環(huán)節(jié)的增加，拓寬了學(xué)生的知識面，提高了學(xué)生獨立分析問題、解決問題的能力，是理論與實踐相結(jié)合的有益補充，同時為后期的畢業(yè)設(shè)計、就業(yè)及將來打下基礎(chǔ)。

7畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的改革為了提高電氣專業(yè)學(xué)生的電力電子技術(shù)理論知識和工程實踐能力，近幾年來，在電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)實習(xí)過程中，除了到發(fā)電廠、變電所參觀實習(xí)外，有相當(dāng)一部分學(xué)生到電力電子裝置的廠家實習(xí)；有時也請電力電子產(chǎn)品的專家學(xué)者做專題報告。在畢業(yè)設(shè)計選題方面，除了發(fā)電廠、變電所、繼電保護、電氣照明等傳統(tǒng)設(shè)計題目外，許多教師在本科畢業(yè)設(shè)計中也增加了許多有關(guān)電力電子技術(shù)方面的設(shè)計課目，如感應(yīng)加熱電源、大功率開關(guān)電源、UPS電源、光伏逆變并網(wǎng)系統(tǒng)、SVC、SVG、高壓直流輸電等方面的題目。有些設(shè)計題目還獲得了省級或校級優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文。

篇6

歐洲專家介紹了近海岸直流電網(wǎng)示范工程的研究結(jié)論，這項研究工作包括近海岸間歇性能源，直流電網(wǎng)經(jīng)濟，控制保護等問題。兩個著名硬件設(shè)備開發(fā)商參與了該項目，完成用于測試控制技術(shù)開發(fā)的低功率模擬器，并證明保護算法可用于直流電網(wǎng)，開發(fā)出了基于電力電子和機械技術(shù)創(chuàng)新的直流斷路器；另有專家提出了利用有限的直流斷路器操作，設(shè)計具有故障清除能力直流網(wǎng)絡(luò)，模擬研究表明使用直流斷路器可迅速隔離直流側(cè)電網(wǎng)故障，即可在點對點的電纜方案中使換流器繼續(xù)支撐交流網(wǎng)絡(luò)。針對此問題，中國專家發(fā)言指出可采用全橋型子模塊拓撲結(jié)構(gòu)來清除直流側(cè)故障，實現(xiàn)與電網(wǎng)換相換流器（LCC）相同的功能。德國專家提出了關(guān)于采用電壓源換流器（VSC）的交直流混合架空線運行的特殊要求，雖然混合運行可提高現(xiàn)有輸電通道的容量，但存在一系列挑戰(zhàn)，包括利用可控、有效的方式實現(xiàn)多終端的操作管理，交直流系統(tǒng)的耦合效應(yīng)，直流電壓和電流匹配原則以及機械特性差異等。韓國專家提出了用于晶閘管換流閥的新型合成運行試驗回路，該回路可向測試對象施加試驗用交、直流電壓和電流脈沖，并配置了可在試驗前給電容充電的可控硅開關(guān)，以及為試驗回路中晶閘管門極提供觸發(fā)能量的獨立高頻電源。

1．2可再生能源的并網(wǎng)

美國專家提出了近海岸高壓直流輸電系統(tǒng)設(shè)計方案的可靠性分析方法，研究了平均失效時間和平均修復(fù)時間等可靠性指標(biāo)，并結(jié)合概率（蒙特卡洛）技術(shù)來評估風(fēng)速波動對風(fēng)電場的影響，且評估不同的系統(tǒng)互聯(lián)、系統(tǒng)冗余以及使用直流斷路器與否等技術(shù)方案的能量削減水平，提議將能量削減作為量化直流電網(wǎng)可靠性的指標(biāo)。為設(shè)計人員選擇不同的技術(shù)方案、拓撲結(jié)構(gòu)和保護方案提供依據(jù)。近海岸直流輸電換流站選址缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、項目參考及工程經(jīng)驗，難以給項目相關(guān)者提供合理的建議，并且可能會在項目的開發(fā)過程中引入風(fēng)險。挪威專家針對此情況提出了一種從石油和天然氣行業(yè)經(jīng)驗總結(jié)得出的技術(shù)資格要求，將有助于更加快速、高效、可靠地部署海上高壓直流輸電系統(tǒng)。

1．3工程項目規(guī)劃、環(huán)境和監(jiān)管

哥倫比亞和意大利專家提出了哥倫比亞與巴拿馬電氣互聯(lián)優(yōu)化設(shè)計方案，初步設(shè)計方案額定容量為600MW／±450kV，經(jīng)過綜合比較，方案優(yōu)化為300MW／±250kV，400MW／±300kV的雙極結(jié)構(gòu)，并使用金屬回線作為最佳的技術(shù)和經(jīng)濟解決方案。線路長度由原來的600km變?yōu)?80km，但考慮到哥倫比亞輸電系統(tǒng)的強度問題，決定保留原來的輸電路線。貝盧蒙蒂第一條800kV特高壓直流輸電線路項目規(guī)劃構(gòu)想了額定參數(shù)為2×4GW／±800kV雙極結(jié)構(gòu)，直流線路長2092km，連接巴西北部與南部的直流輸電工程方案；印尼第一條Java－Sumatra直流輸電工程，額定參數(shù)為3GW／±500kV，雙極結(jié)構(gòu)，直流線路包含架空線和海底電纜，考慮采用每極雙十二脈動換流器和備用海底電纜來提高系統(tǒng)的可靠性和可用率；太平洋直流聯(lián)接紐帶介紹了延長太平洋北部換流站壽命的最佳方案，將原有的換流器變?yōu)閭鹘y(tǒng)的雙極雙換流器結(jié)構(gòu)，但保留多余的2個換流器閥廳，現(xiàn)以3．8GW／±560kV為額定參數(shù)運行。

1．4工程項目實施和運行經(jīng)驗

新西蘭和德國專家提出“新西蘭直流工程新增極3的挑戰(zhàn)和解決方案”，該工程不僅要保證設(shè)備能承受較高的地震烈度，保障其在弱交流系統(tǒng)中安全穩(wěn)定運行，還要設(shè)計合理的設(shè)備安裝地點，以及新建極與原有極的一體化控制保護系統(tǒng)；巴西互聯(lián)電力系統(tǒng)的Madeira河項目中SanAntonio發(fā)電廠對400MW的背靠背中第一個模塊及額定參數(shù)為3．15GW／±600kV雙極中的第一極進行充電，工程因交流系統(tǒng)沒有足夠的短路容量而延遲工期，后通過安裝500kV／230kV聯(lián)接變壓器得以解決。印度的Champa－Kurukshetra±800kV／3GW高壓直流工程首次在特高壓輸電工程中采用金屬回線返回方式運行，輸電線路長1035km，遠期增加容量3GW，雙極功率傳輸容量可達6GW；法國與西班牙東部互聯(lián)案例中采用雙回VSC－HVDC饋入交流網(wǎng)絡(luò)，研究認為VSC－HVDC是首選的技術(shù)解決方案。

2FACTS裝置及技術(shù)應(yīng)用

2．1可再生能源并網(wǎng)

丹麥專家開發(fā)了多電平靜止同步補償器（STATCOM）通用電磁暫態(tài)模型，并基于倫敦Array風(fēng)力發(fā)電廠多電平STATCOM現(xiàn)場測量和電磁暫態(tài)仿真結(jié)果對比研究進行了驗證，仿真結(jié)果與現(xiàn)場測量結(jié)果比較相符，并顯示出良好的相關(guān)性。

2．2提高交流系統(tǒng)的性能

加拿大專家提出了用于工程規(guī)劃的通用VSC模型，開發(fā)了基于PSS／E的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)模型。驗證了該模型部分交流側(cè)和直流側(cè)故障，結(jié)果表明具有良好的相關(guān)性，可在新的工程規(guī)劃和規(guī)范研究中應(yīng)用。伊朗專家提出了分布式發(fā)電并網(wǎng)中基于自適應(yīng)脈沖VSC的新型控制方法，與另外兩種控制方法相比，諧波補償和電能質(zhì)量改善比較表明，分布式發(fā)電中諧波含量減少，從而減少諧波注入交流網(wǎng)絡(luò)。“智能電力線路（smartpowerline，SPL）實驗研究項目”引入了在架空輸電線路嵌入微型變電站的概念。電源交換模塊，保護模塊和在線監(jiān)測系統(tǒng)可使輸電線路變得更智能，該技術(shù)還可以用于管理功率潮流和額外參數(shù)測量。

2．3FACTS工程項目規(guī)劃、環(huán)境和監(jiān)管

印度專家進行了動態(tài)補償裝置在印度電力系統(tǒng)的配置及選址研究，以易受故障擾動影響的印度西部地區(qū)為重點研究區(qū)域，并提出了無功功率控制補償器的最佳位置和動態(tài)范圍。

3電力電子設(shè)備的技術(shù)發(fā)展

3．1直流斷路器、直流潮流控制器和故障電流限制裝置

Alstom進行了120kV直流斷路器的開發(fā)和測試研究，該斷路器包括電力電子元器件，超快速機械斷路器，串聯(lián)電容器和避雷器等重要組成部分，可在5．3ms內(nèi)開斷電流。ABB提出混合型直流輸電工程斷路器為未來高壓直流系統(tǒng)的解決方案，描述了混合直流斷路器的詳細功能、控制方式和設(shè)計原則，混合斷路器的核心部件同樣為超快速機械斷路器。ABB的專家還提出了低損耗機械直流斷路器在高壓直流電網(wǎng)中的應(yīng)用，其可替代混合直流斷路器，開斷參數(shù)最大為10kA／5ms。斷路器包含電磁制動器、并聯(lián)諧振電路，已完成一個額定參數(shù)為80kV的斷路器樣機，并成功通過了開斷目標(biāo)電流的試驗。

篇7

隨著我國的科技不斷進步，電力電子技術(shù)的重要性也愈來愈得到了顯著體現(xiàn)，電力電子技術(shù)能夠?qū)﹄娔艿氖褂眉右詢?yōu)化，在其作用下可以將電能的應(yīng)用得以高效節(jié)約，這樣就能夠?qū)﹄娔艿氖褂眠_到優(yōu)化的目標(biāo)。另外就是對傳統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和機電一體化發(fā)展有著改造作用，再者就是電力電子技術(shù)的智能化可將信息化和功率處理進行統(tǒng)一，進而將微電子技術(shù)與之相結(jié)合，推動電子技術(shù)的改革發(fā)展。

1.2電力電子技術(shù)的發(fā)展分析

電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過了幾個重要階段，首先就是在20世紀(jì)50年代末時，第一個晶閘管問世，在這一階段屬于晶閘管整流時代。大功率的工業(yè)用電通過工頻交流發(fā)電機來提供，在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中，大約有百分之二十電能是通過直流形式進行消費的，到了60年代及70年代，大功率硅整流管與晶閘管的開發(fā)應(yīng)用比較迅速，這一階段就是電力電子技術(shù)的晶閘管時期。從70年代開始，在自關(guān)斷器件發(fā)展中就是的電力電子技術(shù)進入到了逆變時代，在這一時期由于能源危機就讓交流電機變頻調(diào)速因節(jié)能效果明顯而有了很大程度上的發(fā)展，雖然已經(jīng)實現(xiàn)了逆變以及整流，但在作的頻率方面還不高。到了80年代，集成電路技術(shù)開始從大規(guī)模和超大規(guī)模的方向得到了迅猛發(fā)展，一些以MOSFET和IGBT作為代表的大電流以及高頻和高壓功率的半導(dǎo)體復(fù)合器出現(xiàn)以來，電力電子技術(shù)在這一階段已經(jīng)進入到了發(fā)展的重要時期，多樣化的新型器件都已經(jīng)應(yīng)用在了電路技術(shù)當(dāng)中，同時向著復(fù)合化和模塊化的方向進行發(fā)展，在性能上更加的完善可靠，為用電的設(shè)備高效節(jié)能等提供了重要基礎(chǔ)。

2電力電子技術(shù)在現(xiàn)階段的實際應(yīng)用探究

2.1電力電子技術(shù)在交通運輸中的實際應(yīng)用

在我國的電力電子技術(shù)得到了迅速發(fā)展過程中，已經(jīng)在諸多的領(lǐng)域有了應(yīng)用，其中在電氣化的鐵道交通當(dāng)中就對電力電子技術(shù)有了廣泛應(yīng)用，在電氣機車當(dāng)中的直流機車就是對整流裝置進行的應(yīng)用，而交流機車方面就是對變頻裝置進行的應(yīng)用。另外，在磁懸浮列車當(dāng)中的電力電子技術(shù)的應(yīng)用比較關(guān)鍵，有著諸多的地方需要電力電子技術(shù)的支持才能夠使得磁懸浮列車得以順利的運行，不僅在牽引電機傳動方面，在各種的輔助電源方面也需要這一技術(shù)的支持。而在電動汽車的電機方面也是需要電子裝置對電力進行轉(zhuǎn)換才能夠起到控制驅(qū)動的作用。在船舶以及飛機等對電源的使用也有著很大的不同，所以在對電力電子技術(shù)的應(yīng)用上也比較的關(guān)鍵。

2.2電力電子技術(shù)在家用電器中的實際應(yīng)用

電力電子技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械募矣秒娖鞣矫娴膽?yīng)用也比較的廣泛，這對人們的生活提供了很大的方便，其中洗衣機是生活中常用的家用電器，在電力電子技術(shù)的應(yīng)用下能夠代替人工工作，只需要將衣服放進洗衣機按下按鈕，就能夠通過電力電子技術(shù)的功能支持完成整整個洗衣的過程。還有就是在廚房洗碗機家用電器的電力電子技術(shù)的應(yīng)用上和洗衣機的原理類似，在空調(diào)器的電力電子技術(shù)的應(yīng)用上能夠起到節(jié)能作用，實踐證明能夠節(jié)約30%的電能，而電頻熒光燈在工作效率上要比普通的能的效率高很多。

2.3電力節(jié)能中的電力電子技術(shù)的實際應(yīng)用

在我國的經(jīng)濟得到迅速發(fā)展的過程中，也在能源的消耗上付出了很大的代價，尤其是在電力能源的消耗上比較嚴重。當(dāng)前的工業(yè)和電力的結(jié)合已經(jīng)成了發(fā)展的必需條件，所以在電力能源的消耗上逐漸的增加，主要就是由于電力能源而對穩(wěn)定以及利用率高等諸多優(yōu)點。從我國整體的工業(yè)發(fā)展情況來看，在工業(yè)的用電方面還存在著一些不合理的情況，尤其是在用電的效率上得不到有效提高，從而造成了嚴重浪費的現(xiàn)象，在當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展理念深化背景下節(jié)約電力能源是可持續(xù)發(fā)展理念實踐的一個內(nèi)容，通過對電力電子技術(shù)的實際應(yīng)用能夠有效的將電源的消耗程度有效的降低，在電力電子技術(shù)的作用下，能夠?qū)﹄娏υO(shè)備得到性能上的優(yōu)化以及節(jié)約原材料的使用，這樣就能夠最大化的對電力能源進行節(jié)約。

2.4電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的實際應(yīng)用

隨著我國對新能源的開發(fā)利用，例如風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電等，這其中就涉及到發(fā)電機的電流頻率的變換，水力發(fā)電功率要取決于水頭壓力以及流量，而這對機組的最佳轉(zhuǎn)速變化也會產(chǎn)生影響，為能夠?qū)⒆畲蟮挠行Чβ实靡詫崿F(xiàn)，就需要通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流頻率促進機組的變速運行。另外在大型的發(fā)電機相對靜止勵磁控制方面正是采用的晶閘管整流自并勵的方式，省去了勵磁機中間的慣性環(huán)節(jié)。

篇8

在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過課程組討論，改變傳統(tǒng)的教學(xué)思路，突出對學(xué)生工程應(yīng)用素質(zhì)的培養(yǎng)。針對學(xué)生能力和需求的差異，將教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)知識掌握、應(yīng)用能力提升和創(chuàng)新培養(yǎng)三個漸進層次，其中最低層次教學(xué)滿足就業(yè)需要，后兩個層次則以滿足職業(yè)發(fā)展需求和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)。通過課堂教學(xué)內(nèi)容的改革，體現(xiàn)課程綜合化趨勢，結(jié)合先進的教學(xué)手段，幫助學(xué)生打好扎實理論基礎(chǔ)，設(shè)計貼合實際應(yīng)用的實驗特別是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力，保證學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)獲得全面提高。

1.2圍繞能力培養(yǎng)，深化教學(xué)方法改革

根據(jù)學(xué)生畢業(yè)后從事職業(yè)所必需的能力，在教學(xué)過程中，弱化對教材中過于復(fù)雜電路的理論分析和公式推導(dǎo)，突出對實際電路應(yīng)用和設(shè)計的分析。同時充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢，增加理論教學(xué)趣味性。加強實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實驗、課程設(shè)計等實踐性教學(xué)內(nèi)容鍛煉學(xué)生的實際動手和電路分析能力，發(fā)揮學(xué)生潛力。在教學(xué)中積極推廣相關(guān)的學(xué)習(xí)工具和應(yīng)用軟件的使用。

1.3通過課程改革，提高教師教學(xué)水平與科研能力

新型元器件、電路拓撲和控制技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，使電力電子技術(shù)課程的內(nèi)容更新較快。通過課程教學(xué)改革，激勵教師及時更新知識儲備，做好新知識、新技術(shù)的學(xué)習(xí)與傳授，使課堂教學(xué)更能體現(xiàn)時代性，并使教師自覺提高自己的教學(xué)水平。同時，依托我校已建成的電力電子實驗室，鼓勵教師開發(fā)適用于各層次、滿足不同專業(yè)側(cè)重點的實驗和實踐環(huán)節(jié)，使教師通過指導(dǎo)學(xué)生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，并結(jié)合企業(yè)項目需求，開發(fā)出多項科研教研項目，使教師科研能力得到提高。

1.4為課程群建設(shè)、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的進一步探索研究奠定基礎(chǔ)

電力電子技術(shù)已逐步發(fā)展成為一門由現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機工程、微電子技術(shù)多學(xué)科相互滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科[3]。通過課程改革，為電力電子技術(shù)精品課程建設(shè)、課程群建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。此外，通過課程改革，探索適用于我校的電類專業(yè)卓越工程師特色培養(yǎng)模式，并促進教科研和企業(yè)項目合作與承接等工作的深入開展。

2教學(xué)改革方案的實施與主要特色

為努力改變該課程原有的難教難學(xué)的狀況，教學(xué)改革方案從以下幾個方面實施：2.1重新編排教學(xué)內(nèi)容，突出課程實用性和趣味性改變傳統(tǒng)教學(xué)中對四大變流電路孤立、單一的學(xué)習(xí)模式，引入生活中常見電路以及電子小制作的實例，通過一系列具體電路系統(tǒng)設(shè)計過程的演示，將《模擬電路》、《電機與電氣》等前期專業(yè)課程的知識與《電力電子技術(shù)》所學(xué)理論知識相聯(lián)系，展現(xiàn)課程強弱電結(jié)合、多學(xué)科融合的特點。并且，在保證理論基礎(chǔ)扎實前提下，增加日常電路分析和設(shè)計實踐環(huán)節(jié)在整個教學(xué)過程中所占比重，以實例激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，以興趣帶動能力培養(yǎng)，在這一過程中培養(yǎng)學(xué)生的讀圖、分析、畫圖、簡單電源電路設(shè)計等能力，實現(xiàn)理論與應(yīng)用相輔相成、有機結(jié)合，最終提升學(xué)生工程應(yīng)用方面的綜合素質(zhì)。2.2采用引導(dǎo)型教學(xué)方式，注重教學(xué)過程中的互動性和學(xué)生分析解決問題能力的培養(yǎng)授課過程中注意開展互動，通過采用提出啟發(fā)性問題—共同討論—獲得結(jié)論—實驗驗證的方法，在教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題和新的突破點，將學(xué)生被動接受知識的過程轉(zhuǎn)化為其不斷解決問題的過程，使學(xué)生主動學(xué)習(xí)、開放思維，并在此過程中加深相關(guān)理論的理解，訓(xùn)練其分析和解決問題的能力。2.3充分發(fā)揮多媒體教學(xué)優(yōu)勢，改變理論教學(xué)抽象、刻板的現(xiàn)狀電力電子技術(shù)重視對電路波形的分析。課程原有的單一的板書或簡單PPT課件加板書的傳統(tǒng)授課形式課堂信息量較少，不夠直觀，不能解決學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，接收效果較差等問題。利用PowerPoint、Flash、視頻等多媒體手段，不僅能使波形分析更為直觀，還能方便地展示電路在不同條件下的工作狀態(tài)，以及課程內(nèi)容在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。既可使教學(xué)內(nèi)容更加豐富，還使分析過程不再枯燥抽象，分析結(jié)果生動醒目，便于學(xué)生理解。2.4以實際系統(tǒng)分析為手段，提高學(xué)生知識融會貫通的能力改變對變流技術(shù)中各典型電路孤立的講解，通過帶領(lǐng)學(xué)生進行典型的電力電子系統(tǒng)分析，結(jié)合系統(tǒng)供電、控制等模塊電路結(jié)構(gòu)、原理的介紹，體現(xiàn)該門課程電力、電子和控制學(xué)科間的交叉性，使學(xué)生學(xué)會將與課程相關(guān)的專業(yè)課內(nèi)容靈活運用于電路分析和設(shè)計應(yīng)用中，提高他們對所學(xué)知識的融會貫通能力。2.5引入專業(yè)常用仿真軟件，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)基本專業(yè)技能專業(yè)仿真軟件在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計及應(yīng)用中的作用越來越顯著，掌握一至兩種仿真軟件工具將成為工科學(xué)生應(yīng)具備的基本素質(zhì)之一。同時，在教學(xué)過程中，利用仿真軟件對電路工作情況進行仿真，可以使分析過程更為直觀，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。目前，電力電子仿真軟件主要有Matlab、Pspice、SIMetrix/SIMPLIS和Saber等，其中Pspice和Matlab在開關(guān)電源開發(fā)應(yīng)用中具有重要作用，被相關(guān)企業(yè)廣泛運用[4]。在教學(xué)改革中，通過在課堂教學(xué)和實驗環(huán)節(jié)中引入建模的基本原理與過程，既能使課堂教學(xué)和實驗更加生動直觀與安全，還能引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的應(yīng)用，使他們具備基礎(chǔ)建模能力，有助于滿足企業(yè)對于學(xué)生基本專業(yè)技能的要求。2.6開發(fā)一批設(shè)計性、綜合性研究實驗，培養(yǎng)學(xué)生的利用學(xué)校電力電子實驗室和軟件仿真的資源，結(jié)合當(dāng)前熱門課題和企業(yè)需求，開發(fā)一些設(shè)計性、綜合性較強的實驗，或通過課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的方式指導(dǎo)帶領(lǐng)學(xué)生進行研究設(shè)計。實驗的開發(fā)以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力為主要目的，既有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識，提高知識綜合運用能力，又可為電子設(shè)計大賽等專業(yè)比賽人才選拔奠定基礎(chǔ)。2.7以課程改革為契機，積極拓展校企合作途徑，開發(fā)產(chǎn)學(xué)研項目，提升教師科研水平在課程改革中，積極尋求校企合作的新途徑，深化校企合作的內(nèi)容，將企業(yè)實際項目作為教學(xué)的實踐、提升環(huán)節(jié)，依托學(xué)校的實驗實訓(xùn)中心，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生進行設(shè)計、驗證配合，不僅可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和實踐的興趣，同時也有利于教師自身科研水平的提高。

篇9

2MATLAB/Simulink在三相橋式全控整流電路的應(yīng)用

筆者在電力電子技術(shù)課堂教學(xué)中可以直接在MATLAB/Simulink畫出三相半波可控整流電路，其實也就是搭建其仿真模型，其過程十分簡單，不需占用很多課堂教學(xué)時間，最重要的是這是一種新鮮事物，可吸引學(xué)生的注意力，增加他們的好奇心，間接地可以提高課堂教學(xué)質(zhì)量。三相半波可控整流電路的仿真模型如圖3所示[4-6]。仿真結(jié)果如圖4所示，其中圖4(a)、(b)和(c)中的每個波形從上到下分別為觸發(fā)脈沖波形仿真波形、晶閘管電流仿真波形、晶閘管電壓仿真波形、輸入負載電壓和電流仿真波形。很容易看出，圖4中的各個仿真波形跟圖2所示的理論分析波形完全一致。在這個教學(xué)過程中可以得出以下結(jié)論：第一，將計算機仿真軟件引入課堂教學(xué)中達到了實驗的目的，在教學(xué)過程中直接對所學(xué)理論知識進行驗證，可以完全等同于在實驗室通過實驗方法驗證理論的正確性，從而節(jié)省了實驗資源。第二，將計算機仿真軟件引入課堂教學(xué)中，可以改變傳統(tǒng)的授課方式，改變“滿堂灌”的教學(xué)方式，更能吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，更重要的是在課后他們可以自己動手通過計算機仿真軟件對當(dāng)天所學(xué)的知識進行驗證，其實這個過程就是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握所學(xué)課堂知識的過程，如果任課教師布置一些任務(wù)，學(xué)生就可以做到學(xué)以致用，達到培養(yǎng)人才的目的。

篇10

教學(xué)思路

在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，首先，教師一定要意識到，興趣是最好的老師，興趣是學(xué)習(xí)的動力和源泉。只要通過有效的興趣培養(yǎng)和教學(xué)方式，就可以讓這些學(xué)生達到甚至超過自己的水平。以科研的態(tài)度和精神貫穿于教學(xué)之中，讓學(xué)生在“學(xué)生做”和“做中學(xué)”激發(fā)課程學(xué)習(xí)熱情。鼓勵學(xué)生走上講臺，敢于大膽走進實驗室;敢于向老師發(fā)難，以“我”為中心，全然不顧“名家顏面。

其次在教學(xué)理念上，以發(fā)展學(xué)生思考能力為本，結(jié)合課程實驗和教師現(xiàn)有的課題進行實踐，建立系統(tǒng)設(shè)計理念，通過對主電路和控制電路、保護電路、檢測電路同時分組進行設(shè)計。CDIO強調(diào)以熟悉產(chǎn)品研發(fā)的生命周期為工程背景的

“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式，這不是對教師主導(dǎo)作用的弱化，相反對教師在整個教學(xué)活動過程中的掌控能力、自身的知識水平提出了更高的高求?！敖處煛奔鏋椤皩?dǎo)師”，實現(xiàn)學(xué)生在知識獲取過程中的地位由“被動”到“主動”的角色轉(zhuǎn)變:學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極、主動地參與實踐，從獨立學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向合作學(xué)習(xí);從深層次角度講，就是大學(xué)中“物質(zhì)教育”與“自由教育”的轉(zhuǎn)變。在探索、實驗和應(yīng)用中行動上給與相當(dāng)?shù)撵`活性，這樣可以喚起學(xué)生的好奇心，使其熱切地尋求有助于解決問題的知識，同時又具備相當(dāng)?shù)膶嵭泄ぞ?。學(xué)生所具有的創(chuàng)造性的和富有想象力的遠見都將發(fā)揮作用，并能控制其沖動和習(xí)慣。他自己的目的就能指導(dǎo)他的行動。

再次，就教學(xué)方法而言，堅持把工程科學(xué)基礎(chǔ)和工程專業(yè)知識緊密地揉合在一起進行教學(xué)，學(xué)生仍然需要堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。在講述定理、結(jié)論時，要注意理論基礎(chǔ)與專業(yè)知識的結(jié)合。除了應(yīng)用高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理分析內(nèi)容的機理之外，還要講定理、結(jié)論的提出背景、前提條件以及應(yīng)用情況和近展?fàn)顩r等等。在教學(xué)手段上注意應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如多媒體動畫和系統(tǒng)仿真技術(shù)。熟練的、精心的準(zhǔn)備過的課堂講授仍然是最有效的學(xué)習(xí)和教授經(jīng)驗。

最后，在重點和難點教學(xué)模式上，采用項目或者案例教學(xué)模式，基于問題解決模式的模式;教師引導(dǎo)學(xué)生效仿教師、專家學(xué)者做項目的方法，如專題研討、方案和技術(shù)設(shè)計、仿真模擬和實驗操作等，探索并解決課程內(nèi)容相關(guān)工程應(yīng)用中的現(xiàn)實問題;培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與綜合分析問題的能力。因此恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計題目是項目教學(xué)法運用成功的保證，既不能太難，讓學(xué)生望而卻步，又不能太簡單，沒有挑戰(zhàn)性。這要求教師平時有一定知識積累?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”實力較強的幾個院校的積極嘗試為我們提供了較好的參考。浙江大學(xué)將“功率因數(shù)校正實驗”等部分實驗項目列為創(chuàng)新設(shè)計型實驗，由學(xué)生自主設(shè)計實驗內(nèi)容和方法，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。哈爾濱工業(yè)大學(xué)以直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動電源的設(shè)計為課程設(shè)計的主要內(nèi)容。南京航空航天大學(xué)開發(fā)了“軟開關(guān)逆變電源實驗裝置”課程設(shè)計教學(xué)平臺，以此設(shè)計若干個課程設(shè)計題目。中國石油大學(xué)選擇反激式開關(guān)電源為課程設(shè)計題目。這些題目既緊密聯(lián)系書本知識，又有創(chuàng)新的空間，值得借鑒。

實驗教學(xué)在方式上注重啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實驗設(shè)計的同時;在時間和內(nèi)容安排上注意了驗證實驗、仿真實驗和綜合設(shè)計實驗的循序漸進。在實踐平臺裝置的設(shè)計上，注意

“先進性、實用性、開放性、安全性”的特點，滿足基礎(chǔ)型和綜合設(shè)計型的實驗教學(xué)和實踐活動的要求。使學(xué)生既動手又動腦，豐富工程實踐知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時學(xué)生小組成員之間密切協(xié)作和互相配合，鍛煉學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)作、互助的團隊精神。

教學(xué)案例