導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇電源技術(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

2.脈沖電源的組成及結(jié)構(gòu)

脈沖電源是適用于電除塵器的電源，目前在世界各地的電廠、鋼鐵廠及水泥廠的環(huán)保除塵機(jī)械設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用，除塵效果顯著。它主要由控制柜和高壓輸出變壓器兩部分組成，分別放置于控制室和電除塵器頂部。脈沖電源系統(tǒng)一般由基礎(chǔ)電壓產(chǎn)生部分、脈沖電壓產(chǎn)生部分、控制部分及通訊部分組成。其原理圖如圖2所示。1）基礎(chǔ)電壓Vdc產(chǎn)生部分三相交流電源輸入至三相升壓變壓器，經(jīng)三相整流橋和濾波電路后，產(chǎn)生一個(gè)高壓直流電壓，再經(jīng)扼流電感L2和耦合電感L4送至電除塵器中，供應(yīng)電除塵器ESP所需的基礎(chǔ)電壓。2）脈沖電壓產(chǎn)生部分三相交流AC380V輸入至三相升壓變壓器，經(jīng)整流橋、濾波電路后，得到一個(gè)高壓直流電壓，經(jīng)扼流電感L1給儲(chǔ)能電容Cs充電。當(dāng)高壓IGBT（SW1）導(dǎo)通時(shí)，儲(chǔ)能電容Cs、扼流電感L3、耦合電感L4、電除塵器ESP等效電容形成諧振回路，儲(chǔ)能電容Cs內(nèi)的電量在該回路內(nèi)諧振，在電除塵器ESP兩端形成一個(gè)脈沖電壓。該脈沖電壓與基礎(chǔ)電壓疊加，產(chǎn)生最終所需的加至電除塵器ESP上的電壓波形，如圖3所示。諧振后半部分，電量回充給儲(chǔ)能電容Cs，節(jié)約電能。當(dāng)高壓IGBT關(guān)斷時(shí)，諧振回路斷開，電源繼續(xù)給儲(chǔ)能電容充電至原電壓，等待下次脈沖的產(chǎn)生，如此循環(huán)。3）控制部分通過一個(gè)核心控制器（嵌入式系統(tǒng)），控制基礎(chǔ)電壓、脈沖電壓的產(chǎn)生，并接收脈沖電源的反饋信號(hào)、監(jiān)控關(guān)鍵位置的運(yùn)行狀況，調(diào)整脈沖電源的運(yùn)行狀態(tài)，使脈沖電源適應(yīng)各種復(fù)雜工況的要求，產(chǎn)生最大的收塵效率及節(jié)能目標(biāo)。同時(shí)采用快速、智能的火花響應(yīng)、處理機(jī)制，保證火花狀態(tài)下設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。4）通訊部分通過以太網(wǎng)控制器，在通訊協(xié)議，比如Modbus的基礎(chǔ)上搭建整個(gè)通訊系統(tǒng)，在上位機(jī)界面上監(jiān)控各個(gè)脈沖電源的運(yùn)行情況，并統(tǒng)一控制、調(diào)配，便于運(yùn)行和管理，提高工作效率。

3.脈沖電源除塵的特點(diǎn)和優(yōu)勢

對(duì)于常規(guī)除塵器控制電源，脈沖電源具有如下主要優(yōu)勢：1）脈沖電源具有常規(guī)電源各種特性；2）在基準(zhǔn)電壓的基礎(chǔ)上疊加脈沖電壓，有效抑制高比電阻粉塵的反電暈現(xiàn)象，同時(shí)使電場獲得盡可能大的電暈場強(qiáng)，使高比電阻粉塵充分實(shí)現(xiàn)電離、吸附、放電等過程；3）在獲得較高場強(qiáng)的狀態(tài)下，使得電耗最大可能的節(jié)省。對(duì)于電除塵器本體一類的改造，脈沖電源具有如下主要優(yōu)勢：（1）改造簡便，可在不停爐、短期停電的狀態(tài)下完成改造；（2）改造周期短，見效快；（3）故障時(shí)影響小，無需停爐整改；（4）改造成本低；（5）對(duì)于原本體小的除塵器有適當(dāng)提效功能。綜合考慮，脈沖電源較其他除塵器技術(shù)具有全面的、可靠的優(yōu)勢，采用脈沖電源對(duì)電除塵器進(jìn)行改造是目前適應(yīng)國家新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的最佳改選方案。

篇2

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

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

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?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(shí)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(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。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的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達(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

篇3

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

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

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?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(shí)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(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。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的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

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

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國環(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瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高頻開關(guān)電源

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

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

2.3直流-直流(DC/DC)變換器

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

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

2.4不間斷電源(UPS)

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

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

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

2.5變頻器電源

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

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

2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源

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

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

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

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

2.7大功率開關(guān)型高壓直流電源

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

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

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

2.8電力有源濾波器

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

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

2.9分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)

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

八十年代初期,對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學(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。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

3.高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢

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

3.1高頻化

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

3.2模塊化

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

3.3數(shù)字化

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

3.4綠色化

篇4

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

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

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?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(shí)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(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。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的問世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達(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

篇5

2雙電源車的工作原理

電動(dòng)自卸卡車采用雙電源供電技術(shù)時(shí)，需要安裝架空線。對(duì)于露天開采來說，減少發(fā)動(dòng)機(jī)損耗，減少廢氣排放本身就是節(jié)能降耗的有效措施。

1）動(dòng)力接線：

以該露天礦最早進(jìn)口的UCLED-190型大卡車為例，屬于柴油機(jī)電傳動(dòng)卡車，其基本方式為：柴油機(jī)寅同步發(fā)電機(jī)寅整流系統(tǒng)寅直流電動(dòng)機(jī)。在此狀態(tài)下可用兩個(gè)方案：淤切斷原來的電源輸出端G，將同樣電壓的單相交流電壓通過滑板和受電弓在此輸入。于在直流電動(dòng)機(jī)輸入端切斷，持同樣的支流電源從滑板受電弓在此輸入。如果采用第二方案，需在電動(dòng)機(jī)接入大容量的起制動(dòng)電阻，要占很大體積，現(xiàn)有大卡車不易容許；所以最好采用第一方案，此時(shí)整流系統(tǒng)采用可控硅（SCR）代替硅二極管，就可實(shí)現(xiàn)輸出電壓的大范圍調(diào)整。

2）接觸網(wǎng)與受電弓：

電能源大卡車雖應(yīng)使用雙柑式受電弓，但是現(xiàn)在的工礦用自卸式車（自翻車）的后斗在卸載時(shí)要向上抬起，故受電弓不宜采用雙柑式受電弓。工礦用電力機(jī)車有E弓子和旁弓子兩種受電器：E弓采用檢E接觸網(wǎng)上，旁弓子用于翻車線及稿線的旁架線上。現(xiàn)在用的工礦自卸車上沒有鐵道，必須有兩根架線，同時(shí)要安裝兩個(gè)互相絕緣的受電弓。這也是不可能的：淤因?yàn)榧芫€不可能在車斗的正上方。于兩個(gè)并排放置的E受電弓也是可能的。所以最有可能的是采用工礦電力機(jī)車兩臺(tái)旁受電弓。在不同的高度稍錯(cuò)開點(diǎn)位置安放。

3）材料的使用：

淤架空線可采用鋼芯鋁絞線。于受電弓上的接觸滑板可采用電化石墨，這樣就省去了經(jīng)常換銅滑板和銅導(dǎo)線的麻煩。采用這種材料是經(jīng)北京鐵道科學(xué)院（1976年）的磨合實(shí)驗(yàn)的。

4）操作步驟：

雙電源電動(dòng)大卡車只能跟隨預(yù)定的路線行駛，對(duì)于沒有電線的線路，通過切換電源輸出端，可以恢復(fù)柴油動(dòng)力狀態(tài)。經(jīng)改裝后的大卡車為電柴油混合動(dòng)力車。鋪設(shè)電線時(shí)，要合理規(guī)劃，盡量減少無電線路線的長度；同時(shí)使用再生制動(dòng)，剎車時(shí)把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，供其它電車使用，以節(jié)省能源。使用改裝后的大卡車時(shí)，應(yīng)按下面流程工作：裝車點(diǎn)裝載剝離下的土方，車輛啟動(dòng)，由裝車點(diǎn)行駛至主干道。此過程是柴油動(dòng)力模式工作。當(dāng)至主干道時(shí)，受電弓接觸電纜，卡車將自動(dòng)切換至電動(dòng)力工作模式，直至卸載點(diǎn)，卡車又將切換至柴油動(dòng)力模式。需要指出：因裝車點(diǎn)經(jīng)常需要變化，裝載點(diǎn)至主干道的路線也會(huì)相應(yīng)變化。因此會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)拆除電纜架空線和安裝電纜架空線的工作（相似井工煤礦常需搬家倒面一樣），電纜架空線的布置要結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。保證使用的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性。所以，該露天礦應(yīng)抽調(diào)熟悉電力牽引與露天采礦的人員組成專業(yè)隊(duì)伍，對(duì)有關(guān)情況進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)，并與相關(guān)廠家（如湘潭電機(jī)廠、華山電機(jī)車廠）洽談合作。待設(shè)計(jì)完成后，要對(duì)現(xiàn)有自卸大卡車的行車路線進(jìn)行一次大修，并安裝防護(hù)網(wǎng)，尤其對(duì)路面的硬化要特別加強(qiáng)。

篇6

2雙電源車的工作原理

電動(dòng)自卸卡車采用雙電源供電技術(shù)時(shí),需要安裝架空線。對(duì)于露天開采來說,減少發(fā)動(dòng)機(jī)損耗,減少廢氣排放本身就是節(jié)能降耗的有效措施。

1)動(dòng)力接線:

以該露天礦最早進(jìn)口的UCLED-190型大卡車為例,屬于柴油機(jī)電傳動(dòng)卡車,其基本方式為:柴油機(jī)寅同步發(fā)電機(jī)寅整流系統(tǒng)寅直流電動(dòng)機(jī)。在此狀態(tài)下可用兩個(gè)方案:淤切斷原來的電源輸出端G,將同樣電壓的單相交流電壓通過滑板和受電弓在此輸入。于在直流電動(dòng)機(jī)輸入端切斷,持同樣的支流電源從滑板受電弓在此輸入。如果采用第二方案,需在電動(dòng)機(jī)接入大容量的起制動(dòng)電阻,要占很大體積,現(xiàn)有大卡車不易容許;所以最好采用第一方案,此時(shí)整流系統(tǒng)采用可控硅(SCR)代替硅二極管,就可實(shí)現(xiàn)輸出電壓的大范圍調(diào)整。

2)接觸網(wǎng)與受電弓:

電能源大卡車雖應(yīng)使用雙柑式受電弓,但是現(xiàn)在的工礦用自卸式車(自翻車)的后斗在卸載時(shí)要向上抬起,故受電弓不宜采用雙柑式受電弓。工礦用電力機(jī)車有E弓子和旁弓子兩種受電器:E弓采用檢E接觸網(wǎng)上,旁弓子用于翻車線及稿線的旁架線上。現(xiàn)在用的工礦自卸車上沒有鐵道,必須有兩根架線,同時(shí)要安裝兩個(gè)互相絕緣的受電弓。這也是不可能的:淤因?yàn)榧芫€不可能在車斗的正上方。于兩個(gè)并排放置的E受電弓也是可能的。所以最有可能的是采用工礦電力機(jī)車兩臺(tái)旁受電弓。在不同的高度稍錯(cuò)開點(diǎn)位置安放。

3)材料的使用:

淤架空線可采用鋼芯鋁絞線。于受電弓上的接觸滑板可采用電化石墨,這樣就省去了經(jīng)常換銅滑板和銅導(dǎo)線的麻煩。采用這種材料是經(jīng)北京鐵道科學(xué)院(1976年)的磨合實(shí)驗(yàn)的。

4)操作步驟:

篇7

2改進(jìn)的措施

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀，首先強(qiáng)調(diào)《電子技術(shù)》課程的重要性，不必拘泥于教材的知識(shí)，以及電路內(nèi)部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，多強(qiáng)調(diào)元件、電路的功能和作用，以及在實(shí)踐調(diào)試中的注意事項(xiàng)。有條件的可以進(jìn)行一體化教學(xué)，兩小節(jié)課程，第一小節(jié)理論講解，第二小節(jié)學(xué)生操作訓(xùn)練，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)電子元件和電路的感性認(rèn)識(shí)，還可以熟練掌握萬用表、示波器、直流穩(wěn)壓電源、信號(hào)源等儀器儀表的操作，通過一體化教學(xué)使得教學(xué)目標(biāo)明確，提高了教學(xué)效果。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的狀況，訓(xùn)練其創(chuàng)造性思維能力，根據(jù)電子技術(shù)的發(fā)展方向和學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的安排內(nèi)容。如適當(dāng)引入數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP）、嵌入式技術(shù)（ARM）、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA）技術(shù)，以及未來電子技術(shù)的發(fā)展方向微電子技術(shù)、納米電子技術(shù)。在當(dāng)今日新月異的世界里，《電子技術(shù)》講授的內(nèi)容也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，因此教師應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)新理論、新技術(shù)、新方法，使培養(yǎng)的學(xué)生畢業(yè)后盡快與社會(huì)同步接軌。還可以考慮引入PPT、視頻、動(dòng)畫等教學(xué)方法及手段，突出重點(diǎn)、突出難點(diǎn)，提高教學(xué)效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，在保證基本的實(shí)驗(yàn)技能和操作能力培養(yǎng)的前提下，適當(dāng)減少基礎(chǔ)性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的智力競賽搶答裝置，它具有公共置0端和公共CP端；F2為雙4輸入與非門74LS20；F3是由74LS00組成的多諧振蕩器；F4是由74LS74組成的四分頻電路，F(xiàn)3、F4組成搶答電路中的CP時(shí)鐘脈沖源，搶答開始時(shí)，由主持人清除信號(hào)，按下復(fù)位開關(guān)S，74LS175的輸出Q1～Q4全為0，所有發(fā)光二極管LED均熄滅，當(dāng)主持人宣布“搶答開始”后，首先作出判斷的參賽者立即按下開關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時(shí)，通過與非門F2送出信號(hào)鎖住其余三個(gè)搶答者的電路，不再接受其它信號(hào)，直到主持人再次清除信號(hào)為止。若學(xué)生掌握的操作技能，則學(xué)生就掌握了觸發(fā)器電路、邏輯門電路、振蕩器電路、分頻電路、時(shí)鐘電路、發(fā)光二極管電路等多個(gè)電路知識(shí)。做好《電子技術(shù)》教學(xué)還要重視師資隊(duì)伍建設(shè)，有了好的老師、好的教學(xué)方法、好的教學(xué)理念才能教出好的學(xué)生。應(yīng)該打破傳統(tǒng)的理論教學(xué)教師與實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍的界限，理論任課教師也應(yīng)該積極參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改造和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有力地結(jié)合在一起，積極參與科研課題的申報(bào)與實(shí)施，使理論與實(shí)踐教學(xué)與時(shí)俱進(jìn)。鼓勵(lì)教師參加一些權(quán)威部門組織的教學(xué)改革研討會(huì)，利用好假期時(shí)間參加一些國培項(xiàng)目，鼓勵(lì)教師深造學(xué)習(xí)，深入生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)第一線，及時(shí)了解行業(yè)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，結(jié)合實(shí)踐教學(xué)開展科研活動(dòng)，撰寫科研論文，不斷提高教學(xué)水平。教師的教學(xué)效果與考核相掛鉤，可以提高教師學(xué)習(xí)的積極性。近期，西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院組織教師積極參與微課的制作與教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。利用仿真軟件教學(xué)可以補(bǔ)充硬件教學(xué)資源的不足，節(jié)約教學(xué)經(jīng)費(fèi)，使學(xué)生較容易的掌握各種儀器的基本使用方法、電路參數(shù)的測試方法，使每個(gè)人都能親自動(dòng)手接觸電路，進(jìn)行元件接線、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)測量并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，增強(qiáng)對(duì)電子線路的感性認(rèn)識(shí)，提高教學(xué)效果?！峨娮泳€路》常用的教學(xué)仿真軟件有EWB、Protrus、Multisim、虛擬儀器等，為Protrus軟件連接的八路彩燈仿真效果圖。Protrus軟件連接的八路彩燈仿真效果圖重視學(xué)生社團(tuán)的建設(shè)與發(fā)展。學(xué)生社團(tuán)的成員們具有相同的興趣和愛好，他們來自不同的專業(yè)、不同的年級(jí)，知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)具有交叉性和互補(bǔ)性，可以按照自己的意圖和方案進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新。此外，學(xué)生社團(tuán)活動(dòng)方式的實(shí)踐性與靈活性、自由寬松的氛圍、平等的師生關(guān)系都為實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練提供了有利的條件。西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院電子俱樂部2003年5月成立，是在原來便民服務(wù)小組基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，本著“服務(wù)大家，提高自己”為宗旨，以鍛煉為主導(dǎo)、以求知為目標(biāo)、發(fā)揚(yáng)雷鋒精神、充實(shí)自己、服務(wù)于人的思想，適時(shí)開展義務(wù)維修活動(dòng)，普及電子科普知識(shí)。社團(tuán)經(jīng)過12多年的發(fā)展，現(xiàn)擁有創(chuàng)作部、維修部、電腦部、宣傳部、技術(shù)團(tuán)等5個(gè)部門，300多名社員。電子俱樂部自成立以來，在學(xué)院、團(tuán)委、電子工程學(xué)院等部門的領(lǐng)導(dǎo)及指導(dǎo)教師的關(guān)懷下，以及全體社員的共同努力下，多次在校園、社區(qū)開展便民電器義務(wù)維修活動(dòng)，多次進(jìn)行三下鄉(xiāng)電器義務(wù)維修、支教活動(dòng)；以電子俱樂部成員們多次參見校園、省級(jí)、國家級(jí)電子技術(shù)類競賽，取得了驕人的成績。2006年電子俱樂部獲得了“省級(jí)優(yōu)秀社團(tuán)”的光榮稱號(hào)，2007年、2010年電子俱樂部獲得“院級(jí)優(yōu)秀社團(tuán)”的光榮稱號(hào)。對(duì)于課程的考核不應(yīng)該僅僅局限于期末考試筆試的成績，應(yīng)該增加平時(shí)成績的比例，老師可以參考學(xué)生平時(shí)的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)操作的情況，電子技術(shù)類競賽獲獎(jiǎng)的學(xué)生成績可以適當(dāng)加分，對(duì)現(xiàn)在的考核方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性。

篇8

再設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要明確電路需要的功能，制定詳細(xì)的任務(wù)書，確定需要的單元電路，星系擬定電路的性能指標(biāo)，再通過計(jì)算電壓需要放大的倍數(shù)、電路中輸入輸出電阻的大小，繪制執(zhí)行流程圖，通過設(shè)計(jì)，將電路所需的成本降到最低，提高每個(gè)單元電路、參數(shù)的精度，在提高設(shè)計(jì)電路的可靠性、穩(wěn)定性的前提下，盡量簡化設(shè)計(jì)電路。

1.2參數(shù)計(jì)算

計(jì)算參數(shù)是設(shè)計(jì)電路必須要進(jìn)行得步驟，通過計(jì)算，來保證電路中各個(gè)單元電路的功能指標(biāo)需要達(dá)到的要求，計(jì)算參數(shù)需要電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，單元電路的設(shè)計(jì)需要強(qiáng)大的理論知識(shí)的支撐，才能做到爐火純青。例如，在計(jì)算如下放大電路的時(shí)候，我們需要計(jì)算每個(gè)電阻的阻值、以及放大倍數(shù)，同一個(gè)電路，可能有很多數(shù)據(jù)，所以要正確的選擇數(shù)據(jù)，注意方法。

1.3繪制電路圖

電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要將單元電路與整機(jī)電路相連，設(shè)計(jì)完整的具有一定功能的電路圖，在連接時(shí)，需要注意單元電路間連接的簡化，以及最重要的是，電路的電氣連接，是否能夠?qū)?，?shí)現(xiàn)預(yù)定功能。例如，設(shè)計(jì)單元電路間的級(jí)聯(lián)時(shí)，各單元電路設(shè)計(jì)完成時(shí)，還要考慮這些，意在減少浪費(fèi)，還要注意輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、控制信號(hào)間的關(guān)系，同時(shí)還要注意一些事項(xiàng)：首先，注意電路圖的可讀性。繪圖時(shí)，盡量將主電路圖繪制在一張圖紙上，其中較為獨(dú)立的部分單元電路、以及次要部分可以繪制在另一張圖上，但是一定要注意圖之間的電氣端口的連接，是否對(duì)應(yīng)，各圖紙間的輸入輸出端口都要提前做好標(biāo)記。其次，注意信號(hào)流向以圖形符號(hào)。信號(hào)的流向，一般從輸入端、信號(hào)源開始，從左至右、從上到下，按信號(hào)的流向依次連接單元電路。而且，圖中要加上適當(dāng)?shù)恼f明，如符號(hào)的標(biāo)注、阻值等。最后，注意連接線畫法。電路圖中，各元件間的連接應(yīng)為直線，且盡量減少交叉線，連接線的分布應(yīng)為水平或者垂直，除非應(yīng)對(duì)特殊情況，否則不要化斜線，如圖中不可避免的出現(xiàn)交叉，要將連接點(diǎn)用原點(diǎn)表示。

2幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法

電子電路設(shè)計(jì)中，單元電路一定要設(shè)計(jì)合理，否則將會(huì)影響整個(gè)電路的聯(lián)通，所以，電氣工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)該更謹(jǐn)慎的致力于單元電路的設(shè)計(jì)。

2.1對(duì)于線性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)

穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，一般先讓輸入電壓通過電壓變壓器，然后進(jìn)行整流，然后經(jīng)過濾波電路，成為穩(wěn)壓電路。設(shè)計(jì)單元電路時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路可分為幾個(gè)部分，調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。這樣的設(shè)計(jì)能夠使單元電路具有保護(hù)過流、短路電流。

2.2單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)

單元電路設(shè)計(jì)完成之后，還要考慮單元電路間的級(jí)聯(lián)問題。例如，電氣特性的相互匹配、信號(hào)耦合方式、時(shí)序配合、相互干擾等。其中信號(hào)耦合方式，還包括：直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光耦合。時(shí)序配合的問題，相對(duì)比較復(fù)雜，需要對(duì)每個(gè)單元電路的信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)的分析，來確定電路時(shí)序。

2.3對(duì)于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)

運(yùn)算放大電路在電路設(shè)計(jì)中十分常用，它能夠與反饋網(wǎng)絡(luò)連接，組成具有特定功能的電路模塊，是具有很高放大倍數(shù)的單元電路。運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，可以通過元器件的組合，也可以通過具有相應(yīng)功能的芯片構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各種參數(shù)都要整體權(quán)衡，不能盲目的追求某個(gè)指標(biāo)的先進(jìn)。其中，要引起重視的是，應(yīng)在消震引腳間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹癖M量避免兩級(jí)以上的放大級(jí)相連。

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

2.器件與控制部分應(yīng)注重練習(xí)。

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

3.學(xué)生自主參與新技術(shù)教學(xué)。

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

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)進(jìn)行分類

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

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

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

2.鼓勵(lì)開展探究性試驗(yàn)。

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

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

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

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2PLC技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

作為微機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)繼電接觸控制技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物，PLC技術(shù)克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中機(jī)械觸點(diǎn)接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、靈活性差等缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)勢，具體包括以下優(yōu)點(diǎn)。

2.1功能完善

當(dāng)前，PLC產(chǎn)品的規(guī)模和型號(hào)非常豐富，可以滿足各種工業(yè)控制的需要，而且具有非常完善的邏輯處理和數(shù)據(jù)運(yùn)算功能，被廣泛應(yīng)用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。

2.2可靠性高

在PLC的生產(chǎn)過程中，采取了先進(jìn)的內(nèi)部抗干擾技術(shù)，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，PLC具備相應(yīng)的自我檢測能力，一旦發(fā)現(xiàn)硬件故障，可以及時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，提醒相關(guān)人員處理故障，因此，PLC控制系統(tǒng)具備很高的可靠性。

2.3編程語言簡單

作為一種工控計(jì)算機(jī)，PLC的接口相對(duì)簡單，編程容易，其使用的梯形圖語言編程對(duì)工作人員的專業(yè)技能要求較低，不需要面對(duì)復(fù)雜的匯編語言，即使那些不熟悉計(jì)算機(jī)的人員也可以輕松上手。

2.4維護(hù)方便

在PLC技術(shù)中，以存儲(chǔ)邏輯代替了接線邏輯，極大地降低了裝置外部的接線數(shù)量，減少了系統(tǒng)的建設(shè)周期，同時(shí)，也在一定程度上降低了設(shè)計(jì)難度，以便于系統(tǒng)的維護(hù)和管理。不僅如此，PLC可以實(shí)現(xiàn)在線編程，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)過程，被廣泛應(yīng)用于多品種、小批量的工業(yè)生產(chǎn)控制中。

3PLC技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

在電力工程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1開關(guān)量控制

開關(guān)量控制包括以下兩方面的內(nèi)容。

3.1.1斷路器控制

在傳統(tǒng)的電力自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，對(duì)斷路器的控制多是采用繼電器控制的方式，需要使用大量的電磁繼電器，存在許多觸點(diǎn)和聯(lián)接點(diǎn)，進(jìn)而降低了系統(tǒng)的可靠性。而PLC技術(shù)的應(yīng)用和普及，使得軟繼電器逐漸代替了繼電元件，極大地提高了控制系統(tǒng)的可靠性。在PLC控制系統(tǒng)中，操作人員只需要執(zhí)行一些非常簡單的工作，比如分閘、合閘等，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行狀況，給出正確的操作信號(hào)。同時(shí)，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)自動(dòng)跳閘，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。而且，PLC控制系統(tǒng)不需要進(jìn)行復(fù)雜的二次接線，可以有效地降低接線失誤率，大大減少維護(hù)檢修的工作量。

3.1.2備用電源自動(dòng)投入裝置

備用電源自動(dòng)投入裝置的主要功能是提高供電系統(tǒng)的可靠性，被廣泛應(yīng)用于大型企業(yè)的供電系統(tǒng)中。在原有的備用電源投入系統(tǒng)中，多采用手動(dòng)或自動(dòng)供回電線路的方式供電，在投切過程中，會(huì)出現(xiàn)幾秒鐘的斷電時(shí)間，影響供電的連續(xù)性和可靠性。而應(yīng)用PLC，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)備用電源自動(dòng)投入裝置的控制，可以根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況進(jìn)行抗干擾，具有可靠性高、操作簡單、接線方便等優(yōu)點(diǎn)。

3.2順序控制

在原有的電力工程中，控制系統(tǒng)一般都是采用繼電器控制，而隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，高性能的PLC控制系統(tǒng)逐漸取代了繼電器控制。在實(shí)際應(yīng)用中，PLC不僅能夠全面調(diào)節(jié)整個(gè)電力工程，也可以控制部分電路。同時(shí)，PLC控制器屬于遠(yuǎn)方終端單元，可以利用遠(yuǎn)程控制的方式控制變電站現(xiàn)場的RTU裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種開關(guān)狀態(tài)量的采集和處理，并通過相應(yīng)的反饋環(huán)節(jié)獲得故障信息，以便及時(shí)處理和解決其中存在的問題和故障，以保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。