電力電子技術概述精選(九篇)

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第1篇：電力電子技術概述范文

關鍵詞：電力電子技術；例證法；仿真

引言

電力電子技術簡言之就是應用于電力領域的電子技術，包括信息電子技術和電力電子技術兩個主要分支，涵蓋了電子學、電力學和控制技術三個學科。電力電子技術是電氣工程及其自動化專業的專業基礎課程，主要體系包括：電力電子器件、電力變換、控制技術三部分主要內容。電力電子器件從1957年美國通用公司發明第一個晶閘管開始，經過數十年的發展，從半控型到全控型，從小容量到大容量，從中低頻到高頻、超高頻的發展歷程。電力變換也稱之為“變流技術”，實現了交直流的電力變換，具體包括：AC－DC、DC－AC、DC－DC、AC－AC，從而使電力電子技術得到廣泛應用，是電力電子技術的核心部分。控制技術主要指電力電子裝置采用的控制方式方法，最為常見的是相位控制、通斷控制及軟開關控制技術等。

1理論和實踐教學現狀

隨著高校教學改革的深入，電力電子技術學時逐漸減少，理論教學通常停留在課堂教師講解，學生被動接受的情況，很難喚起學生的學習熱情和學習興趣。實踐教學通常停留在驗證性實驗為主的層面，主要完成對所學知識的驗證，學生按部就班的按照指導書完成實驗操作，而忽略了實驗的原理、電路的工作原理，當實驗環境稍有改動，則無所適從，達不到解決實際問題和提高專業技術水平的教學目的。如整流電路公式、輸出波形的驗證等，內容和形式單一。實體實驗設備電壓等級高，電流較大，而且極易損壞，很難達到實踐教學的效果，因此迫切需要對理論和實踐教學進行改革。

2理論教學改革

課程的知識體系如圖1所示，采用預習仿真、例證等方法完成相應理論知識的講解。

2．1例證法的應用

電力電子技術知識繁復，學生應熟練掌握電路的工作原理、波形分析、數量關系等知識，只枯燥的講解理論，難以把學生的注意力凝聚起來，采用例證法是很有效的已知辦法。以單相整流的基礎電路半波整器為例，首先從簡單的手機充電器入手，手機充電器是從城市電網（墻壁電源）當中獲得交流電，通過整流器將交流電轉化成直流電給手機電池充電的設備，再研究電路不同負載時的工作原理、波形分析、數量關系等知識點，講解也就更顯通俗易懂，從而完成靶向性教學。隨著學習的深入就可以進一步研究如何縮短各種充電器的充電時間等。所謂的“充電5分，通話2小時”“快速充電”“護眼燈”“無線充電”等等也就不再神奇。從充電器到充電寶就引申出逆變和組合電路，為后續知識的講解做出了形象的鋪墊。

2．2仿真在理論教學中的應用

因為電力電子技術課程中有很多的波形分析內容，手工繪出的波形缺乏靈活性，所以在電力電子技術理論教學中，仿真的作用就尤為重要。利用仿真軟件分析對電氣工程及其自動化專業學生理解電路的工作原理及工作過程分析，定量計算等均有莫大的幫助。現今主要應用于電子電路的仿真軟件有：通用軟件MAT-LAB、通用仿真軟件PSpice、通用仿真軟件Saber、專業仿真軟件PSIM等。如圖2、圖3所示單相半波整流電路的仿真。建議學生在課前完成電路的仿真，從而使學生掌握了電路的組成，了解電路的工作情況及相應的特性，從而為相應知識的學習打下堅實的感性基礎。

3實踐教學改革

電力電子技術的主要特征就是實踐性很強，體現了實踐教學體系與理論教學體系相互銜接和驗證。

3．1實驗項目的設置

實踐教學分階段、分層次設置，由簡入繁，如整流電流設置單相和三相電路實驗，其中單相為選做內容，三相整流電路（含觸發電路）為必做內容；單相交流調壓電路實驗是基礎為必做內容，而三相交流調壓為設計性實驗；斬波器只需完成簡單的升降壓斬波電路的實驗等。增大設計性實驗如燈光亮度調節裝置、軟啟動器、直流電機調速系統、開關電源、功率因數校正等裝置的設計與制作，提高了學生動手能力和專業素養。對于危險性比較大的實驗，設置高端演示實驗，如逆變實驗，利用中頻爐演示完成。

3．2模擬仿真實驗

在實踐教學中引入了MATLAB仿真軟件，充分利用軟件的功能，對電路的不同特性進行仿真。如PWM控制系統、交交變頻調速系統等復雜的系統實驗等。利用仿真軟件的強大功能實現系統的優化和極端控制，有效地掌握系統的動靜態特性，參數設計，達到控制要求，滿足系統的性能指標。

3．3項目驅動等

根據電力電子技術課程特點及教學目標的要求，充分利用教師的科研項目、大學生科技競賽、企業參觀實習、運動控制系統課程設計等環節，實現對電力電子技術實踐環節有益的補充。

4結語

電力電子技術課程通過在電氣工程及其自動化專業幾年的教學改革與實踐，明確了教師指導，學生的主體地位，讓學生自己結合實際應用，擴大視野，拓展思維，激發進一步探究的興趣，促使學生主動掌握理論知識，應用理論知識，有效地提高了分析問題、解決問題的能力，達到了教學的目的和效果。

參考文獻

1王兆安．電力電子技術［M］．北京：機械工業出版社，2013

2黃信兵．“項目驅動教學法”在電力電子技術課程改革中的應用與探索［J］．大學教育，2013（11）

3孫曉明．“電力電子與電機調速技術應用”課程教學改革與探索［J］．教育與教學研究，2016（1）

4陳宏．基于Matlab的電力電子技術課程的教學探索［J］．實驗室科學，2013（1）

第2篇：電力電子技術概述范文

關鍵詞:電力電子技術；教學內容；教學方法；課程改革

高職院校教學的主要目的是教授學生能力，讓學生在畢業后即可迅速投入工作，從而為人力市場源源不斷地供應技術型的人才。而電力電子工程作為電氣工程及其自動化專業的基礎課程，不僅適用范圍較廣，也是相關高素質技能型專門人才必須掌握的一門課程。傳統的高職電力電子技術教學大多沿用的是本科的教學形式，沒有體現高職教學的特色，也沒有達到高職教學應有的目標。

1目前教學中存在的問題

1.1教學內容陳舊

科技的發展導致電力電子相關技術更新較快，是很多高職院校的教材卻沒有跟上科技發展的腳步，甚至仍以半控型器件晶閘管為核心器件搭建電路，而事實上在工業中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件為主流器件，整個電路的結構都發生了重大的變化。此外，由于教學內容過于偏向本科，在教材中對電子電力器械的內部結構以及運行原理介紹較多，而高職學生更多的是需要對元器件的運用能力。由于電力電子電路的種類繁多，很多教材都難以將其進行系統的歸納，不同章節之間完全沒有銜接，這就導致學生在學習這些章節的時候難以對新的知識進行理解。教學內容的陳舊以及科學分類的缺乏使得學生很難成長為高素質高技能型應用人才。

1.2教學方法單一

電力電子技術中很多內容都是比較抽象的，如晶閘管整流及其逆變電路、交流調壓電路等，這些內容僅僅依靠傳統的口述加板書是無法加以展現的，如果學生理解能力有限，教師再怎么去努力也是徒勞的。雖然有的學校可能會進行多媒體的教學，但是學生對電力電子電路的實際構建過程和工作過程缺少形象直觀的了解，僅僅依靠教學是達不到這個要求的。學生想要掌握實際應用電力電子產品的能力，就必須進行工程實際體驗，而實踐教學恰恰是高職電力電子技術教學的薄弱之處。

1.3實踐環節薄弱

對于技術型人才來講，實踐教學的價值遠比理論教學來得重要。但是在相當多的高職院校中，電力電子技術教學都是以理論教學為主，實踐教學占的課時很少，可能學生能夠運用一些基礎的電力電子電路，但是真正要想對相關電氣元件進行靈活的運用，學生遠達不到這個要求。這就導致有的高職院校雖然具備了功能強大的實驗設備，但是卻沒有發揮應有的作用。當前電力電子產品的更迭比較快，而學校的實訓基地的資源又是有限的，因此高職院校更多的應該考慮的是加強校企合作，以此來增強學生的實踐能力。

2課程改革的探索和思考

2.1整合和更新教學內容

教學內容和課程體系的改革是教學改革的重難點，特別是在當前電子電力技術不斷發展的當下，教學內容的更新速度很難跟得上各種新型電力電子設備的推廣速度，因而當前高職電力電子技術教學對教師知識面的要求更高，需要教師不斷的整合和更新教學內容，做到與時俱進的教學。高職的目的是培養學生的能力，因此在教學的過程中一定要把握課程的核心，對于電子電力器件復雜的內部解構以及工作原理都可以一筆帶過，這些復雜的公式推導過程對高職學生來講，并沒有什么意義，而對于電子電器元件的參數特性以及使用方法都要詳細敘述，首先讓學生在理論上掌握電子電氣元件如何去使用。其次教學的內容要緊跟當前時代，自動化是當前工業發展的主流，在介紹這些電力電子元器件時應該選用能夠代表當前實際應用水平的電路，如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模塊IPM進行講述，這樣才不至于讓學生畢業后產生與社會脫節的現象。

2.2改革教學方法和手段

傳統的本科式的講授方法，對高職學生來講并沒有太大的作用，很少有學生能夠憑借自己的能力來分析電力電子電路及其系統結構，因為三相交流電所帶來的電路輸出波形異常復雜，講述如何去手動計算也沒有太大的意義。而如果能夠使用現代計算機仿真技術來進行電力電子電路的分析，則可以在短時間內就幫助學生理解整個知識架構，可以作為高職電力電子技術教學的重要手段。高職電力電子技術的仿真教學可以參見本科院校的課程，本科院校很多都是使用的基于MATLAB軟件的電力電子電路仿真，從實踐效果來看也相當的理想，因而不妨借鑒本科院校的教學方法和手段，讓學生利用仿真電路來理解整個電子電路的架構和運行規律，或許能夠在幫助學生理解的同時增強學生的學習興趣。在技能培養上要采用層次化的方式，首先讓學生通過基礎實驗來了解電子元器件的基本原理，然后利用綜合實踐來掌握電子電氣電路的各部分電路功能和特征，再用綜合實訓來進一步加強學生的技能鍛煉，能夠獨立完成電路的分析、制作、焊接和調試工作，最后使用現場教學來落實學生的實踐能力，提前適應工作崗位的需求。

2.3擴充和創新實踐環節

電力電子技術對于實踐能力的要求較高，針對當前高職電力電子技術教學缺乏實踐環節的情況，必須有效擴充和創新實踐環節，利用實踐來讓學生所學到的理論知識得到驗證，從而對電子電路知識有更深的了解。當前很多院校在電力電子技術實踐環節上都只安排了基本的實驗，對于高職學生來講這些實驗都過于簡單，既沒有起到提高學生相關能力的作用，又沒有充分發揮現有實驗設備的功能。高職院校可以保留基本的電力電子電路驗證性實驗，但是更多的是要基于現有的教學實驗設備來開發設計綜合性的設計實驗項目，以此來增強學生對于電子電路的綜合運用能力，在實踐中鞏固自身的知識，發展實際動手能力。而對于創新實踐環節的考核上，高職電力電子技術教學也存在諸多的弊端，考核大多基于卷面分數，考核的結果也凸顯不了學生的實際操作能力，這就很可能出現動手操作能力強的學生沒有較好的卷面分數，而動手能力不強的學生依靠死記硬背卻能夠通過考核。在實踐階段的考核要根據學生的學習態度、作業情況、實踐報告、實踐操作考試等多方面來綜合評定，這樣才能夠客觀地評價學生的成績，確保每個經過創新實踐環節的學生都能夠有良好的動手操作能力。而在電子電氣技術不斷更新的當下，僅僅依靠學校的實踐基地是無法滿足教學的需求的，學校應該加強與校外企業的聯合建設，在教學過程中可以聘請校外企業的專業人員到課堂來講授電氣元件的操作和運行。也可以讓學生到企業中去親手實踐和見證電力電子裝置的運行情況，從而加深學生對課程的理解和印象。而對于表現優異的學生可以直接選擇進入企業就業，無意進入企業就業的學生也擁有了較強的動手操作能力，有工作的資本。

3結語

當前我國的電子電力行業正處在飛速的發展中，需要大量的高素質技術性人才。雖然高職教學的目的就是為人力市場提供技術型人才，但是很多高職的電力電子技術教學都存在理論與現實脫節的情況，導致畢業的學生不能馬上適應工作條件。對此高職院校有必要更新電力電子技術教學的內容，豐富教學方法，創新實踐教學環節，從而讓學生從書本上學習到的理論知識能夠實際運用于生產之中。

作者:陳杰金 霍覽宇 單位:湖南機電職業技術學院

參考文獻：

[1]許純昕,曹京生,賈君瑞等.CBE理念在高職電力電子技術課程教學改革中的應用[J].南通職業大學學報,2014(03):73-75.

第3篇：電力電子技術概述范文

關鍵詞：電力電子技術；教學改革；應用型人才培養

作者簡介：侯麗華（1966-），女，滿族，吉林伊通人，長春工程學院教師發展中心主任兼教務處副處長，教授；杜波（1976-），女，吉林長春人，長春工程學院電氣與信息工程學院，副教授。（吉林 長春 130012）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0072-02

“電力電子技術”課程是自動化專業重要的專業基礎課，是一門工程應用性很強的課程。該課程具有教學內容多、課時少、更新快的特點。如何在有限學時內使學生較好地掌握課程知識，提高工程實踐能力和創新能力，增強學習興趣，是教學改革要解決的主要問題。長春工程學院（以下簡稱“我校”）“電力電子技術”課程組根據學校辦學定位和人才培養目標，在明確了自動化專業面向基礎工業基層一線應用型人才培養目標、基本規格、專業核心能力以及知識體系等方面基礎上，緊密結合工業企業現場實際和電力電子技術發展現狀，以先進的教育思想為指導，以應用能力和工程素質培養為核心，不斷整合教學內容，完善實驗教學條件，開發綜合性和設計性實驗項目，增加實踐環節，改進教學方法與手段，改革考試方式，在教學實踐中取得了較好的效果。

一、優化教學內容，構建以應用能力培養為核心的課程體系

1.課程建設與改革思路

教學內容和教學體系的改革是“電力電子技術”課程改革中最重要的環節，直接關系到教學質量的提高，關系到應用型人才培養的要求。我校按照電力電子器件―電力電子變換電路―電力電子電路的微機控制技術―電力電子技術應用的思路，以電力電子器件為電路服務，電路為電力電子系統服務，系統為電力電子應用服務的理念作為教學內容設置的主導思想，以應用能力和工程素質培養為核心，精選理論內容，強化技術應用，及時而恰當地引入電力電子技術的新知識、新技術、新工藝。

2.調整教學內容

在教學設計上理論與實踐相結合，知識傳授與應用能力培養相結合，課內與課外相結合，講授與研討相結合。將電力電子器件、變換電路作為傳統內容，將電力電子技術應用作為實用內容，將最先進的自動控制生產線作為新技術，對典型電力電子及電氣傳動系統分析作為討論內容，將科研課題引入課堂作為啟發內容，通過典型案例分析，將理論與實際結合，培養學生解決實際問題的能力，并通過滲透行業規范、安全操作規程、文明生產等知識培養學生的工程素質。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數、選擇、驅動與保護電路為基礎，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結構、工作原理、波形分析和參數計算及電路設計為核心，以微機控制的脈寬調制技術（PWM）和各種軟開關技術作為新的控制方法和新技術，把電力電子學科的發展方向引入課堂。以電力電子器件的應用電路為教學的重點，解決實際工程問題，使學生能充分認識現代電力電子技術對交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續課程“運動控制系統”深入學習及畢業設計打下堅實的基礎。

二、強化實踐教學，提高學生實踐能力和創新能力

1.完善實踐教學條件

“電力電子技術”課程具有很強的工程性和實用性，而實驗是培養學生理論聯系實際、動手能力、嚴謹的態度和科學研究方法的重要手段。因此，以營造真實的、先進的工程環境為目標，緊密結合工程實際應用，投入100多萬元建設和完善了電力電子技術實驗室。現實驗室擁有實驗設備24臺套，開發了電力電子技術仿真研究平臺，構建了電力電子技術實踐教學體系（包括課內實驗、課外實驗、課程設計、生產實習和畢業設計等），編制相關的教學文件。實驗室向學生全面開放，學生以團隊的形式開展自主性實驗和學科競賽培訓，并為學生提供實際工程技術資料、仿真實訓教學軟件，培養工程實踐應用能力。

2.精心設計實驗內容

課程組精心設計了實驗教學項目和內容，引導學生從問題出發，逐步由基礎實驗走向設計性和綜合性實驗，再過渡到創新性實驗。開設了晶閘管整流、逆變的驗證性實驗，使學生對本課程的應用有初步認識；對直流斬波、交交變換以及PWM控制技術部分的實驗，則由教師給出電路參數要求，由學生自行設計主電路、驅動電路等，完成設計性實驗，培養學生分析問題，解決問題的能力；軟開關技術的實現等具有較高實用價值的實驗項目，密切聯系著當今電力電子技術發展的最前沿技術，并且在國民經濟發展中起著重要作用。通過實驗學生了解了電力電子新技術的發展動態，同時對本課程的應用領域、可以解決的問題有了更直觀感性的認識。實驗項目與科研、工程、社會應用實踐密切聯系，形成良性互動，實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合，有利于學生創新能力的培養和自主訓練。

3.增設課程設計與調試環節

開設了1周“電力電子技術”課程設計與調試實踐環節，以完整的電力電子系統為載體，將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅動電路、保護電路、檢測電路、控制電路等內容有機地結合起來，使學生通過設計、組裝、實驗和調試“四位一體”的訓練，培養學生的實踐能力和創新能力。同時，在教學中使用計算機仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路，且可方便地調整電路的參數進行仿真，培養學生應用計算機處理復雜電力電子電路的能力，也為日后從事工程設計和科學研究打下良好的基礎。

三、改進教學方法與手段，調動學生學習主動性和積極性

在實際教學實踐中，筆者始終堅持以學生為主體、教師為主導、能力為主線的教育理念，根據課程內容合理采用不同的教學方法組織課堂教學，將“理論+實踐+應用能力”的教學模式貫穿在整個教學活動中，由傳統的教師滿堂灌唱獨角戲變成了教師學生共同參與的互動學習，教與學融為一體。教師有所教，學生有所學，極大地調動了學生的學習積極性，加深了學生的理解，加快了學習步伐。通過啟發教學法、案例教學法、任務驅動教學方法等，增強學生主觀能動性，活躍課堂氣氛，挖掘學生潛力，增強專業素養，逐漸讓學生由“學會”變成“會學”，由被動變主動汲取知識。

為了分析電力電子器件和電路的工作狀態，使學生弄清電路中能量的變換和傳遞，筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學課件。利用多媒體技術將實際應用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上，結合典型工程實例，并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實到教學課件中，提高學生的感性認識，激發學生學習的興趣，不斷提高教學效果及教學質量。同時，建設了本課程的教學網站，網站資料豐富，包括教學資料和典型工程實例等，學生可以在網上學習，教師可以在網上進行答疑，激發了學生學習的興趣，提高了教學效果。

四、改革考核方式，提高學生對知識的綜合運用能力

1.考試過程全程化

教師根據“電力電子技術”課程性質和不同階段的教學要求，通過課堂提問、討論、平時作業、單元測驗、實際操作、撰寫報告或論文等方式加強形成性考試評價，并安排階段性考試以強化學生平時對課程教學內容的學習和掌握，弱化期末終結性考核。

2.考核內容能力化

考核內容圍繞應用能力和工程素質培養為核心這個目標設置，結合新的“電力電子技術”教學內容體系，加大電力電子器件特性分析、實際電路分析、應用案例分析、實踐技能的比例，側重考查學生對知識的綜合運用、解決問題的能力。

3.考核方式多元化

根據不同階段的教學要求，考核采取口試、筆試（開卷、閉卷）、開發設計相結合的形式，變單一形式的考核為多種形式的考核。

五、組織課外科技創新活動，探索課內與課外培養的有效機制

按照課內培養與課外培養相結合的原則，把培養學生實踐創新能力固化在教學任務中，成立了課外科技活動小組，注意引導和鼓勵學生積極參加各種科技競賽活動。依托電力電子實驗室的硬件設施，積極組織學生參加全國大學生電子設計大賽和“挑戰杯”競賽，以培養和提高學生的自學能力、實踐能力和創新意識。在運行中，加強課外實踐活動的組織和管理，制訂《大學生課外科技創新實踐活動運行管理辦法》和《實驗室開放運行管理辦法》，對大學生第二課堂教育的條件保障、激勵政策、管理辦法、評價辦法等做了明確規定，形成了有效的大學生科技創新實踐活動保障體系。

六、加強青年教師培養，提高課程組教師整體水平

師資隊伍建設是課程建設的關鍵，課程組教師的理論教學水平、工程實踐能力、科研水平直接關乎“電力電子技術”課程建設水平。按照校內培養與校外培養相結合、教學培養和科研培養相結合的原則，通過建立青年教師“導師制”、定期開展教學研討和教學觀摩、實行青年教師實驗室坐班制、深入工業企業生產實際、選派教師參加新技術培訓等措施，不斷提高青年教師教學水平、學術水平和實踐能力。

七、結語

電力電子技術隨著社會科學技術的發展而不斷地更新，其應用范圍越來越廣泛，不僅用于一般工業，也廣泛用于交通運輸、電力、通信、計算機、新能源系統等。“電力電子技術”課程教學應緊跟時代變化的步伐，不斷更新和充實教學內容，改進教學方法與手段，完善實踐教學條件建設，創新實驗內容，將電力電子技術理論知識與實踐緊密聯系，培養學生的工程意識，提高實踐能力和創新能力。

參考文獻：

第4篇：電力電子技術概述范文

【關鍵詞】學生自評；學生互評；老師評價

教學評價要以促進學生的全面發展為目標，把結果評價與過程評價、多樣化評價、發展性評價相結合，以實現從量到質，從知識、技能到習慣、態度、情感和價值觀的全方位評價，增強教育評價的科學性和客觀性，更好地發揮評價在學生全方面發展的職能與效能。下面以中等職業學校機電一體化專業《電子技術基礎》這門課程為切入點，對課程評價改革的實際操作進行闡述。

《電子技術基礎》這門課程的教學結合中等職業學校機電一體化專業二年級第一學期的"維修電工中級工"的考工進行綜合授課，為考工打下基礎。而這門課程的考核具體操作如下。

1、上課表現、學生職業素養（含6S）評價（15%）

評價內容：學習態度、學習習慣、上課紀律、出勤、特別是實驗實訓6S規范。

評價方式：老師評價等綜合評定進一步說明:

學生自評、互評指的是在學期結束前發全班的人員名單表,每個學生除了給自己的上課表現、學生職業素養（含6S）打分數以外還要給其他同學打分。在這里學生自評、互評占這個項目的50%。

老師評價占這個項目的50%。具體操作形式如下：

每次課堂上，由課代表先以下表進行紀錄。在這里每個同學的基礎分為70分，上不封頂，下可以扣到0分，甚至是負分。對于點名發言情況良好的給予這個項目加1分；舉手積極發言情況良好的給予這個項目加2分；為了鼓勵大家發揮團隊精神對于一些實訓項目，我將選一些優秀小組，被評為優秀小組的組員每人這在老師評價分數里面加3分。在上課前、上課時、上課后能積極主動的幫助教師進行教學準備工作、善后工作的將予以1-5分的加分。

減分項目：上課鈴聲分預備領和正式上課鈴，在正式上課鈴聲響后再進入教室屬于遲到。前三次遲到每次扣1分，以后每次扣3分。上課時不得隨意講話、吃東西和做學習無關的事務，如有則根據情況扣1-3分。對于教師最終分好的學習小組、實訓室衛生值日表等常規要求不執行，則根據情況扣1-5分。如有更嚴重的情況則參照學生手冊的規章制度執行。

在每次課程結束后教師再根據實際情況對下表填寫的內容進行微調。

2、"理實一體化項目"學習情況（40%）

評價內容：平時"理實一體化項目"學習情況

評價方式：學生自評、學生互評、老師評價等綜合評定

進一步說明: 評價方式主要按照下表進行，當然項目內容可能有所不同。小組互評主要是學習小組內同學給自己打的分數，師評則由教師打分數。

3、期末測試（20%）

評價內容：期末考試（應知部分）

評價方式：做試卷，老師評價

4、平時作業成績（10%）

評價內容：平時作業次數、作業質量及是否準時上交

評價方式：老師評價進一步說明: 原則上學生應該在教師布置作業后的第二天下午上課之前上交作業，在成績評定上按照學校要求打優、良、中、差。課代表負責把這些折算成分數并紀錄。對應的折算方法如下：優+ 好100分 優+ 95分 優90分

優- 85分良+ 80分 良75分

良- 70分中+ 65分 中60分

再往下則為重做，這不記分，由重做成績情況而定。下表舉例。

5、平時理論測試成績（10%）

評價內容：理論考試

評價方式：做試卷，老師評價

6、學習資料檢查（5%）

評價內容：作業本、理論試卷、教科書、練習冊、項目講義、項目產品是否整理齊全。

評價方式：老師評價

進一步說明：老師在期末時把上述學習資料收繳后根據實際情況進行打分。

第5篇：電力電子技術概述范文

關鍵詞：應用技術主導型； 電力電子； 教學改革

1 引言

《電力電子技術》課程是高等工科院校自動化類專業的一門重要的專業基礎課，又是本專業核心課程，其主要任務是使學生全面了解和掌握各種變流裝置的組成及其電磁過程、工作原理、控制方式、設計計算和技術指標等內容，為學生學習后續課程及今后從事自動控制方面的工作打下基礎。

應用型本科作為高等教育的一個層次，必然有其自身的培養目標和教學特點。人才培養的目標定位不同，教學思路、教學方法以及對專業的知識的要求就會有差異。專業教學的目的就是要求學生通過在校學習相關的專業知識和應用技術，成為應用型專業人才。為了實現這一培養目標，積極開展教學改革，探索一種既符合《電力電子技術》課程特點，又適合應用型人才培養要求的教學規律和教學方法，對提高教學質量、全面推進綜合素質教學，培養合格的應用型人才都有積極意義。

2 課程特點

電力電子技術是電力、電子及控制技術領域間的交叉學科。課程有以下幾個特點：一是教材內容豐富，具體表現為概念多、公式多、波形多。隨著新型電力電子器件的出現及控制技術的發展，課程內容將不斷更新，教學內容將進一步擴展；二是課程綜合性強。它是《高等數學》、《電路原理》、《模擬電子技術》、《數字電子技術》、《電機拖動基礎》、《計算機控制技術》等課程知識的綜合應用，要求學生較好掌握前授課程的知識，在學習本課程基礎上，既能作定量的應用計算，又會作定性的波形分析；三是課程實踐性強。學生在掌握原理、熟悉計算的基礎上，還應具有較強實際動手能力，能完成電力電子裝置組裝、集成、調試、運行、檢測及診斷等實際操作。

近年來，結合課程特點，有步驟地對課程的教學方法作了改革，著重對課堂理論教學、課程設計與實驗教學等環節進行了綜合分析與研究，努力探索一種較為科學的教學方法，現作簡要介紹。

3 課程教學改革與探討

3.1 理論教學堅持貫徹“知行合一”原則

根據應用型人才培養目標，課堂理論教學采用精講多練，深入淺出的教學方法。為了使學生剛接觸本課程時，就有一個較深的認識，授課時通過圖1簡述課程所涉及的知識結構，即整流、逆變、斬波、調壓、變頻等變換方式，結合實例分析電力電子技術在各領域中的應用，讓學生對課程涉及知識有了基本認識，同時激發他們學習的興趣。

圖1. 電力電子技術框圖

在課程的理論教學改革中，著重抓兩個重點：

（1）將知識課堂轉變為能力課堂。理論教學的質量主要取決于課堂講授的效果，而精選教學內容又是提高講授效果的前提。因此，通過教學實踐的總結，確定將“整流”、“逆變”和“器件與觸發電路”列為重點內容，其他則有所涉及。在“整流”、“逆變”部分內容學懂理解后，學生再學習其他變換電路也就比較容易了。

為了便于學生系統掌握課程內容，將教材內容分為五個知識板塊，即元件與保護、整流電路、逆變電路、觸發電路和其他變換電路等，而且對五個知識板塊的內容提出不同的要求，便利學生消化課程內容，有系統有重點進行學習，整個教學過程中始終突出知識的應用和能力的培養，堅持貫徹“知行合一”原則。

（2）確定科學的講授體系，綜合應用各種教學方法，全面提升教學效果。根據應用型本科規劃教材特點及近年來教學實踐體會，將課程確定為：電力電子元器件整流電路觸發電路逆變電路其他變頻電路，這樣一個講授體系，能將各章內容合理銜接，又使重點難點內容相對分散。授課中，結合概念，對重點內容集中時間進行深入透徹分析，使學生形成深刻印象；結合實例，對難點內容進行分析對比，幫助學生加深理解，實際效果比較理想。

3.2 結合工程實際組織課程設計

應用型本科培養的是應用型人才，為了鞏固課程理論知識，同時注重培養學生應用能力，不僅在課堂授課時要結合工程實際內容，而且還要有目的地組織學生進行課程設計，進行工程應用實踐。

如何選擇設計課題和內容是搞好課程設計的關鍵，所以在提出設計方案前，指導教師應先行一步，在大量收集文獻資料的基礎上，做方案比較，進行完整的計算及實驗調試，再確定設計內容，設計步驟及實驗調試要求，編制完整的設計任務書，然后再去指導學生進行課程設計。

課程設計的目的很明確，有三點：一是結合教材有關“整流電路”、“元件選擇與保護”、“觸發電路”內容講授，要求學生利用所學知識，立竿見影地用于工程實際設計中去，讓學生對設計產生較大興趣；二是把設計與工程實際緊密聯系起來，要求學生根據設計任務要求，獨立完成電路設計、線路形式選擇及主要參數計算，保護電路設計及元件參數選擇，確定移相范圍及觸發電路等，以提高學生理論聯系實際的能力；三是通過設計加強應用能力訓練，要求學生應用所學的計算機CAD繪圖技術完成電路圖的繪制，應用綜合實驗教學平臺進行實驗調試等，有目的地加強學生的實際操作能力的培養。

這樣的要求既有一定的難度，也有相當廣度，但確實可行。學生通過這個環節的實踐，增強了獨立思考能力，開闊了視野。不少學生運用所學知識完成單元電路設計；也有學生利用所學知識對觸發電路進行了改進設計；還有學生對保護電路提出了不同見解。總之，學生間相互探討，相互啟發，活躍了學習氣氛，提高了應用能力，為從事專業工作打下了基礎。

3.3 依托實驗教學平臺加強實驗教學注重能力培養

應用型工科培養的人才除了具有一定的理論知識，還應具備專業技術的應用能力。這種能力的形式，不能簡單依靠知識注入來獲得，必須經過長期的培養、系統的訓練，不斷的積累，而逐步形成的。在這種能力形成過程中，實驗教學具有獨特作用。在實驗教學環節中具體完成以下幾項工作：

（1）科學系統地編制實驗指導書，精心選擇實驗項目，使每個實驗都能起到“工程訓練”的目的。

（2）強調人人動手、獨立完成實驗。對實驗確實存在困難的學生，指導教師要耐心啟發學生，幫助分析實驗要領，但決不包辦代替。

（3）注重參數的定量分析和波形定性分析。變流裝置在運行中有大量的參數和波形，需要檢測和分析。例如：檢測元件的端電壓，就能判別元件的工作狀態；檢測輸出電壓，就能推斷裝置的運行狀況。又例如，在三相全控橋式電路中，測試輸出波形時，發現波幅不一致，缺波頭等現象時，也能分析出裝置出現的問題等。因此，要求學生重視參數定量分析和波形定性分析，就是要讓學生通過實際操作，來提高分析問題、解決問題的能力。

總之，通過課程實驗教學，將封閉的教學轉變為開放的教學，確實起到既鞏固基礎理論知識，又能使學生獲得比較系統的實際操作訓練，對提高課程教學效果有較大推動作用。

4 結束語

課程教學改革必須從學生的培養目標出發，把課堂上的理論講授、設計室里的分析計算以及實驗室中的實際操作等多個教學環節有機結合起來，實現各教學環節的銜接、交差和融合，充分發揮綜合教學優勢，達到在有限時間內獲取最佳教學效果。通過《電力電子技術》課程教學的改革與探索，深深感到要使課程教學滿足培養目標，需要不斷地科學探索、不斷地認真總結，以適應現代教學的要求。

參考文獻

[1] 王兆安、劉進軍. 電力電子技術[M]. 北京：機械工業出版社，2010.7

第6篇：電力電子技術概述范文

[關鍵詞]高職;電力電子技術;教學改革

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.11.039

1 引 言

電力電子技術是太陽能光電應用技術專業的核心課，它是一門集電子技術、控制技術和電力技術于一體的綜合叉學科，該課程課堂教學的最大特點就是電路圖和波形圖較多，實踐性強^[1]。近年來，隨著新型電力電子元器件的發展，電力電子技術得到飛速發展，在太陽能新能源領域也有廣泛的應用。因此，如何把握好課堂的教學內容，激發學生的學習興趣，使學生既能又快又好地掌握必需的知識，又能培養學生的工程實踐能力，在有限的學時內獲得最好的教學效果，是一項亟須解決的問題。本文結合自己的教學經驗，從教學內容、教學方法、實踐環節三個方面對該課程的教學改革進行探索。

2 調整優化教學內容

現在的高職高專電力電子技術教材，大都是電氣工程專業、自動化專業等相近專業通用的教材，但太陽能光電應用技術專業學生與其他專業學生在前期課程和后續課程上有所不同，因此，對本課程的學習要求就有所不同。太陽能光電應用技術專業學生電類基礎較差，學習本課程時應重點強調應用，淡化理論推導。教學內容應該源于真實，教學情景能夠呈現光伏系統安裝的工作內容和形式，在光伏體統安裝中這些任務最典型、被廣泛使用到。

因此，電力電子技術的課程以電力電子開關器件為核心、四類基本變換器和兩種控制方法為基礎、兼顧當前技術發展，將課程內容分為六大學習情境：調光燈裝置、直流調速裝置、電風扇無極變速裝置、開關穩壓電源、不間斷電源（UPS）和變頻器^[2]。將每個學習情景分解為若干個學習性工作任務，細化學習內容;每個學習任務又對應著相應的項目實訓。學生以五人一組組成團隊，配合完成各個實訓項目，從而完成一個完整的學習任務。

3 改進教學方法

3.1 以工作過程為導向

整個教學圍繞任務的解決展開，突出知識的應用性，引導學生自主思考。設計電力電子課程是以六大學習情景展開，針對每一個學習情景提出一個學習任務，讓學生從現象找到本質。再開展學習情景相關知識和技能的學習與鍛煉，從調光燈到變頻器應用，有目的地開展培養方案，引導學生主動探索項目的相關知識的技能，全面鍛煉學生的能力。

3.2 講解與訓練結合

以學生為主體，教師加以適當的引導，提高學生分析問題、解決問題的能力，提高學生的實踐技能。如學習電力電子器件時，教師引導學生分析其特征，及時進行現場測試訓練，加強學生對該部分知識和技能的理解與記憶^[3]。

3.3 設計型思維教學模式的應用

教師在講解一個電路之后，對后續相同結構的電路創設一定的問題情境，引導學生思維分析，由學生提出見解。如在講解相控整流時，由于不同負載時的電路分析過程是基本重復的，為此在講電路之前，先讓學生熟悉電阻和電感的特點，然后分析電阻性負載下的電路，而電感負載電路的分析由于過程基本相同，則可以留給學生解決。在這個環節的教學中，安排學生進行電路分析的設計，然后討論不同控制角下的波形，讓學生提出猜想，最后利用仿真軟件加以演示。

通過多種教學方法的靈活使用，將抽象的問題具體化、形象化，將理論分析與應用相結合，通過實際應用，從小的實踐項目到較大一點的綜合性實踐項目的設計與制作，培養學生的成就感，提高學生的學習興趣和樂趣。將學生的被動接收變為在老師的指導下的主動學習，這樣所有問題都迎刃而解。

4 改革實踐環節

4.1 打破原有驗證性試驗體系

通過學生為主體、教師為主導的教學方式，形成理論、實踐教學交融漸進模式。如調光燈模塊中，先引出分析案例――調光燈，由其工作特點引申到相關工作器件、工作電路和工作原理。學習器件時，讓學生進行器件的測試，使其掌握該種器件特性;學習到工作電路和工作原理時，讓其進行電路實訓，自己連接電路，并通過波形觀察掌握這種電路特點和應用，學習完這部分內容后還進行調光燈的綜合實訓，讓學生從安裝、調試到故障分析一步步掌握和整流技術相關的知識和技能。

4.2 選擇具有較高實用價值的實訓項目

電力電子技術課程具有很強的工程應用背景，而實訓是培養學生理論聯系實際、動手能力和科學研究方法的重要手段。因此，要選擇基礎和具有較高實用價值的實訓項目，基礎的實訓項目例如單相、三相整流橋路性能研究、斬波電路性能研究等^[4]。通過這些實訓可以使學生掌握電路基本拓撲的原理和構成，對實訓結果的分析使學生對電路工作原理有了更深刻的理解。具有較高實用價值的實訓項目，例如開關電源的性能研究、功率因數校正技術等。這些實訓項目密切聯系著當今電力電子技術發展的最前沿技術，同時對本課程的應用領域、可以解決的問題有了更直觀更感性的認識。通過這些實訓提高學生對電力電子技術的知識儲備和技術能力，讓學生做到學有所用，學有所想。

5 綜合性課程設計的設想

傳統的課程設計只隸屬于各門課程，它們之間銜接性較差，學生難以掌握完整的知識體系。為克服傳統課程設計的不足，近年來，開放式的綜合性課程設計備受關注，成為當前實驗教學改革的重點。這種開放式綜合性課程設計模式的特點是：以系統化專業知識為主線，以開放的教學實驗室為基地，以實際動手為基礎，以激發學生的興趣、主動求知為動力，以培養創新能力為目的。

筆者認為，電氣工程及其自動化的綜合性課程設計應體現強、弱電結合的特點，因此包含電能變換電路的設計和調試是必要的，該部分可利用通電電能變換器實驗平臺來實現。此外，綜合性課程設計還應覆蓋自動控制理論、計算機控制、檢測與信號處理等課程的內容，為此可增加單片機控制單元，電機速度檢測單元、電流檢測單元及有關機械部件，形成數字化的電氣傳動控制系統。以該系統作為綜合性實驗平臺，可設立多種多樣的綜合設計題目，達到對學生綜合技能的訓練和培養的目的。

6 結 論

電力電子技術課程作為一門工科的課程，要上好這門課是不容易的。該課程的改革是一項系統工程，其學術性和技術性很強，涉及的面較廣。要搞好這項改革工作，既需要學校的投入，也需要教師的艱苦努力和無私奉獻。為把學生培養成為基礎厚、知識博、能力強、口徑寬和適應性強的高素質人才，我們要積極探索教學內容、教學方法和教學手段的改革方法，使學生能真正成為應用型技術人才^[5]。

參考文獻：

[1]王卓，王強，曹晶人，等.“電力電子技術”課程教學改革探討與實踐[J].中國電力教育，2013，11（3）.

[2]張洪寶.光伏技術專業電力電子技術課程探究[A].2011高等職業教育電子信息類專業學術暨教學研討會論文集[C].2011.

[3]王璐.基于項目式教學的電力電子技術課程改革探索[J].遼寧高職學報，2014（9）.

第7篇：電力電子技術概述范文

摘要：文章分析了變電所自動化改造的幾個關鍵技術。

關鍵詞：變電所自動化改造

1變電所改造的主要內容

常規變電所改造為無人值班變電所運行，首先要對一、二次設備進行改造，使之適應無人值班運行要求。

1.1一次設備主要改造及技術要求

1.1.1斷路器的改造：主要要求是能實現遙控操作功能，并提供可靠的斷路器位置信號。對使用年久且性能不能滿足電網運行要求的6～35kV油斷路器動作要求，應以性能好、可靠性高、維護量小的無油設備(如真空斷路器或SF6斷路器)來代替。斷路器輔助觸點改造為雙輔助觸點接線以防信號誤發。

1.1.2高壓開關柜的改造：完善機械防止誤操作措施；完善柜間距離，要求隔離物起絕緣支撐作用，要具有良好的阻燃性能；加強母線導體間、相對地間絕緣水平；改造高壓開關柜中的電流互感器，使之達到高壓開關柜使用工況絕緣水平、峰值和短時耐受電流、短時持續時間的要求。

1.1.3過電壓保護設備的改造：如對變電所6～35kV中性點加裝自動跟蹤、自動調諧的消弧線圈；為減少變電所的運行維護工作量，降低殘壓，防止避雷器的爆炸，變電所6～35kV避雷器宜更換為無間隙金屬氧化物避雷器(MOA)。

1.1.4主變壓器有關輔助元件的改造：改造中性點隔離開關及其操作機構，能實現遙控操作；對有載調壓分接開關實現當地和遠方遙調操作；實現主變溫度遠方測量等。

1.2二次設備改造內容及要求控制回路的改造要能適應無人值班需要，主要有以下要求：①斷路器控制回路改造后，要簡單、可靠、無迂回接線。②斷路器控制回路斷線、失去控制電源時應實現遠方報警，并保留控制回路故障信號。③保護回路單獨設有熔斷器的變電所，保護回路直流消失后，能遠方報警。④重合閘裝置要實現自動投退，在遙控和當地操作合閘后，重合閘電源應自動投入，重合閘放電回路自動斷開。在遙控和當地操作跳閘后，自動退出重合閘電源，同時重合閘裝置自動放電。根據需要實現重合閘后加速和一次重合閘。⑤低頻減負荷裝置或其它系統穩定措施裝置動作跳閘時，應自動閉鎖重合閘。⑥取消斷路器位置信號燈的不對應閃光功能，信號燈具改為發光二極管等節能型燈具。⑦加裝遙控與就地跳、合閘閉鎖回路。⑧中央信號裝置有關回路作相應改造。

2改造方案的選擇

對常規變電所進行無人值班改造，總的指導思想是“安全、可靠、實用、經濟”。二次設備改造任務重，改造難度大，需要對一些關鍵技術進行探討，尋找恰當的解決方法。下面介紹幾種典型的二次設備改造方案。

2.1斷路器的控制與繼電保護合一的改造方案

改造時保留有全部保護設備，取消控制屏(集中控制臺，集中控制柜)，將斷路器控制回路、控制設備安裝到保護屏適當備用位置。這種方案將會取消控制屏上的全部光字牌信號、測量儀表和音響信號。為滿足當地操作及改造過渡期內變電所運行操作人員對設備狀態的監視要求，增設一套RTU當地工作站及顯示設備。在顯示器上顯示有關一次接線圖，測量信息，事故及預告信息。采用這種改造方案，可以簡化二次回路接線，減少大量控制電纜，減少回路中的觸點，提高二次設備的運行可靠性。這種改造方案適合于由弱電控制，集控臺、集控柜等多臺設備組合的控制回路改造。

變電所改造一般采用常規的RTU裝置。變電所無RTU裝置的可采用性能較好的分布式分散安裝的RTU遙測交流采樣，各RTU之間通信連接。變電所已有RTU裝置的，在原裝置中擴大功能，增加RTU容量以滿足無人值班改造信息量的要求。

2.2只改造二次回路接線方案這種改造方案保護設備、控制設備全部利用。在改造中根據無人值班變電所的技術要求，改造二次回路中的部分接線，如斷路器控制接線改接，重合閘接線改接，以及信號改接等；增加和更換部分繼電器，使其具備無人值班變電所的技術要求。這種方案，改造量最少，二次回路變動量小，是采用電磁式繼電器保護變電所的最方便、最經濟的改造方案。變電所的RTU裝置采用常規遠動設備。

2.3二次保護設備全部更新的改造方案對于運行年限較長的變電所，在方案設計時可根據無人值班改造的技術要求，全部更新變電所二次及保護設備，采用目前國內較先進的綜合自動化裝置。這種改造方案投資較大，一般只適用于變電所相對陳舊，原有的二次回路已達不到安全要求的情況。

3如何進行遠方監控

3.1繼電器的更新根據傳統變電所無人值班改造的實際情況，也為確保“四遙”功能的實現，改造中要將保護及自動裝置中的電流、電壓、時間、信號、重合閘等電磁型繼電器全部更新為靜態繼電器。由集成電路構成的靜態繼電器與原電磁型繼電器相比具有整定直觀、功耗低、動作迅速、精度高等優點，而且電流、電壓繼電器增加了直流輔助電源，可以通過電源監視燈對繼電器的正常運行進行監視，從而大大提高了保護的可靠性與速動性。特別是信號繼電器既有電保持，又有磁保持，信號記憶可靠，還增加了多組動合觸點和電動復歸圈。保證了“遙信”功能及信號繼電器遙控復歸的實現。

3.2遠控和就地操作轉換變電所實現無人值班，要方便設備檢修和事故現場的緊急處理，就必須要實現遠控及就地控制兩種方式操作，因此要拆除原有的KK控制開關，在回路中增加具備“遠控”和“就地”轉換功能的QK切換開關，在正常情況下，無人值班變電所所有運行或備用狀態的斷路器，必須置于“遠控”位置，由監控中心值班員進行遠控。

4線路的監視

大家知道，紅綠信號等除反映斷路器的實際位置以外，還擔負著監視跳合閘回路是否正常的任務，雖然變電所內可以通過紅綠燈來實現跳合閘回路的監視，但卻無法從遠方進行監視，為此在控制回路中加裝了跳閘位置繼電器TWJ和合閘位置繼電器HWJ，只要HWJ及TWJ的兩副常閉觸點同時閉合，就說明跳閘回路有問題，需要到現場檢修。

5遙信的實現

常規變電所要進行無人值班改造，則原理通過中央信號及光子牌反應的各類預告信號就必須要具備遙信功能。同時，繼電器動作以后，必須能夠在監控中心進行遙控復歸。因此，信號繼電器的遙信問題以及信號繼電器的復歸問題也就成為突出的關鍵問題，在改造中應當加以重視。

5.1遙信的實現變電所原中央信號解除以后，為正確反映所內所有異常及事故信號，就必須將上述信號通過繼電器觸點提供給遠動遙信裝置以實現遙信功能。按照無人值班的要求在反映具體保護動作事件的同時，變電所任何一套保護裝置動作及異常都要啟動變電所的遙信事故總信號，以提醒監控人員及時處理。針對這一要求，將信號繼電器全部更換為帶有電動復歸線圈及多組動合觸點的靜態集成繼電器。每只信號繼電器單獨提供一對空觸點以反映具體保護動作事件，另外每只繼電器都提供一對空觸點并將這些空觸點并聯在一起以反映事故總信號。斷路器的實際運行位置采用開關的輔助觸點來反映。

5.2信號繼電器的復歸信號繼電器更換為靜態繼電器以后，其內部帶有電動復歸線圈。這樣既可以通過信號繼電器上的復歸按鈕就地復歸，又可以通過將所有信號繼電器的電壓復歸線圈并聯后與監控屏遙控執行屏上信號復歸繼電器的常開觸點串聯起來，實現全站信號的遙控總復歸。使得無人值班變電所的信號復歸問題得以解決。

第8篇：電力電子技術概述范文

關鍵詞：移動機器人；電力線巡檢；飛行機器人；爬行機器人

供配電中斷將導致電力生產者、銷售者及消費者的巨大損失，最小化電力線故障具有重要意義。為了盡早檢出缺陷并高效維護，配電網絡需要定期巡檢。在過去二十年中，電力線自主巡檢領域開展了大量卓有成效的研究。本文闡述了直升機輔助巡檢、飛行機器人巡檢、爬行機器人巡檢等電力線巡檢技g的發展概況及關鍵技術，對需要解決的問題做了總結，并對巡檢機器人的發展前景做出展望。

1 電力線缺陷

電力線缺陷發生在導線、絕緣子、電線塔桿及其它電力線設備中。鋼芯鋁制電纜上的兩種常見缺陷是鋁線腐蝕和機械損傷。導線表面鋁線斷裂可由視覺檢出，腐蝕問題只能用特殊設備檢測或通過測量導線升溫而得知。導線的機械損傷通常是由風致振動，斷線靠近夾子及其它配件。由于斷線鋒利，斷線表面的電場強度很高，觸發了電暈效應，這種效應可通過紫外（ultraviolet，UV）相機有效檢測。

絕緣子缺陷根據絕緣子類型有所不同。玻璃絕緣子缺陷通常可通過視覺檢測。陶瓷絕緣子缺陷大多是因為腐蝕，相對較難檢測。檢測有缺陷的復合絕緣子也具挑戰性。視覺檢測是最常用的檢測技術，其它檢測方法是熱成像儀、UV相機。

塔桿、塔線設備（隔離器、夾具、阻尼器、滅弧角等）及周圍植被都需要定期檢查。塔桿和塔線設備會老化或被人為破壞，植被也可能成為大問題，因為通常樹木每年長高約50cm，有些樹甚至每年可長高400cm。因此，植被與輸電線之間的距離需要定期檢查。

2 自動直升機輔助巡檢

直升機巡檢采用陀螺穩定吊艙、紅外熱成像儀和可見光成像儀等先進設備進行超高壓輸電線路的巡檢操作，具有巡檢靈活機動的特點，能在第一時間為電網調度和開展設備狀態檢修提供真實全面的現場資料，大大提高了巡檢效率。

直升機輔助巡檢須實現自主電力線追蹤、針對電力線的視覺缺陷檢測和測量的安全距離。該距離及直升機振動和運動都會對高質量圖像的獲取產生影響。巡檢中更常用到小型直升機，因為它更敏捷、能耗更少、可實現空中懸停。若要執行長距離巡檢，直升機必須有足夠高的能效。直升機輔助巡檢的關鍵技術是位置控制、電力線自動跟蹤、避障、通信、圖像采集、自動故障檢測、測量安全距離、充電續航。

3 無人機巡檢

無人機巡檢和自動直升機巡檢在一些方面有相似之處，這兩種方法都有一些共同的問題，包括相機穩定性、線桿追蹤和自主檢測故障等。無人機巡檢的評估報告顯示，無人機巡檢比徒步巡檢更快，又與昂貴的直升機巡檢精確度相同甚至比直升機巡檢更精確。無人機巡檢在技術上是可行的。

由D.I.Jones領導的研究小組開發了一種視覺導航的配電網絡巡檢無人機。該無人機轉子葉片不暴露，懸停和低速飛行非常有效。無人機裝配陀螺穩定相機、導航和定位系統、處理圖像和其它傳感器數據的計算機、通信系統和充電系統。主要研究目標是無人機位置和姿態控制、協助無人機飛越障礙物和飛近電力線的導航系統設計、以及充電系統設計。

4 爬行機器人巡檢

電力線巡檢的另一種方法是沿導線爬行、可跨越各種障礙物的爬行機器人。該方法的主要優勢是可實現近距離全線高精度巡檢，巡檢不受天氣及空域管制等影響，巡檢成本低。近距離檢測和低振動水平大大提高了圖像采集的質量。爬行機器人懸掛在導線上前進，并可沿輸電線路跨越障礙，因此需要較復雜的機器人機構。機器人功能主要包括沿導線自主運動、自動視覺巡檢、至少半自主的障礙穿越（也即自主跨越已知或可預測的障礙）。

4.1 機器人機構和越障

武漢大學的吳功平教授團隊提出了由2個小臂操作手機構、1個公共的變長大臂機構、2個小臂與變長大臂間各分別有1個繞鉛垂軸和水平軸旋轉的關節組成的雙臂協調移動的機器人機構模型。實現了機器人在一根相線全程線路上的自主行駛運動（滾動、爬行和跨越/避讓障礙物）。該機器人目前已在湖南、吉林等省示范運行。

4.2 機器人控制系統

機器人控制系統的主要目標是在機器人越障時提供導航。根據有關障礙物的傳感數據，控制系統應能引導機器人跨越障礙。另一個重要問題是消除機器人振動。在風和其它擾動的影響下，電力線和爬行機器人都必然發生振動。振動引起圖像及機器人手臂的運動模糊，這些都會減小導線定位精度。

4.3 機器人傳感器

爬行機器人所用傳感器主要用于機器人控制、電力線巡檢和重要參數的監測（供電電壓、機器人內部溫度等）。最重要的一個傳感器問題是導線上的障礙物檢測和位置估計，這通常由距離傳感器完成。該方法雖易實現，但通常不能提供足夠信息以實現障礙物跨越。為自主跨越障礙，障礙物類型必須已知。

4.4 供電

電力線有望為巡檢機器人運動供電。有文獻提出經由電力線磁場提取能量，具體方法是將磁性鐵芯安置在導線周圍，電力線中電流越大，轉移到次級線圈中的電能越多。

5 結束語

不同類型的巡檢機器人各有利弊，在關鍵技術難點上有一些共通之處，在應用領域呈互補關系。將來我們可能會看到集多種功能為一體的自主電力線巡檢機器人。

參考文獻

[1]徐顯金.高壓線路沿地線穿越越障巡檢機器人的關鍵技術研究

[D].武漢：武漢大學，2011.

[2]吳功平，肖曉暉，，等.架空高壓輸電線路巡線機器人樣機研制[J].電力系統自動化，2006，30（13）：90-93+107.

第9篇：電力電子技術概述范文

關鍵詞：微油點火；等離子點火；微油等離子復合點火；點火方式；鍋爐穩定性；節約成本

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.146

1 目前某火電廠鍋爐運行概況

某大型火電廠裝機容量為2100MW，配備一臺300MW發電機組與三臺600MW發電機組，為實現節省鍋爐點火耗油量，對3號與4號鍋爐進行了等離子點火系統改造。在運行初期，為保障鍋爐點火順利投運，使用了較好的煙煤，在機組啟動過程中實現了零油耗，降低了鍋爐每次啟動時的運行成本。然而隨著專用點火用煤供應不穩定，點火煤質出現了較大變化，特別煤質灰分增多、發熱量低等問題突出，無法保證采用等離子點火啟動鍋爐。降低鍋爐運行成本，進行鍋爐點火技術改造，成為了鍋爐運行研究的主要問題。

2 火電廠鍋爐等離子點火技術與微油點火技術分析

等離子點火技術屬于一種無油點火技術，其通過小能量等離子電弧直接點燃煤粉氣流，煤粉燃燒取代了傳統油點火方式，為啟動鍋爐節省了可觀的運行成本，提高了鍋爐啟動的穩定性，在一定程度上保障了鍋爐啟動的全性和低負荷穩燃性。等離子點火技術研究始于上世紀六十年代，經過研究與實踐，等離子點火技術逐漸成熟并獲得推廣應用。在該火電廠鍋爐運行中采取等離子點火技術，實現了可觀的經濟價值。

微油點火技術是在等離子點火技術基礎上發展而來，其點火原理類似等離子分級點燃與逐級放大原理，通過設置特殊結構微油槍裝置，用極少量油，通過霧化燃燒實現油火焰取代等離子電弧，從而實現了煤粉氣流點燃與穩燃的功能。在火電廠鍋爐運行中采取微油點火技術，其設備結構簡單，操作維護方便，應用成本較低，逐漸發展成了主要的鍋爐點火方式。一般而言，微油點火技術其微油槍裝置功率多設計為465.2KW，明顯優于等離子發生器的100KW功率。此外，應用微油槍裝置，其熱功率通過技術優化還可以增加。因其熱功率較高，從而打破了煤種限制。微油點火在應用中能夠有效提高煤粉燃燒效率，在點火初期，煤粉燃盡率則達80%以上，燃燒穩定，運行安全。

3 火電廠鍋爐微油等離子復合點火技術改造方案

考慮到電廠3號和4號鍋爐應用了等離子點火方式，通過現有煤質進行點火其穩定性不足，進行微油點火技術改造成為了電廠所面臨的實際問題。對于鍋爐點火方式改造，技術研究提出兩種方案，第一種方案為對下層燃燒器直接進行微油點火技術改造，其方案可以實現鍋爐順利點火目標，但其進行全部改造，其整體改造成本相對較高。第二種技術方案要求進行等離子發生器拆除，通過應用等離子燃燒器并安裝微油點火裝置。拆除等離子發生器后要求在調峰與停爐時進行投油作業，導致一定燃油消耗。綜合考慮技術方案，決定在等離子燃燒器基礎上進行微油點火改造，保留等離子發生器，采取微油等離子復合點火方式。

針對4號鍋爐采取微油等離子復合點火技術改造，在改造過程中針對燃燒器本體、壓縮空氣系統、助燃風系統與燃油系統等進行了小范圍改造，并對其裝置及系統邏輯進行變更。改造重點在于等離子發生器與微油點火裝置復合邏輯實現。其改造思路為：當鍋爐兩臺微油槍滅火時磨煤機停止運行，避免出現爐膛爆炸事故。然而依據實踐經驗分析，在確保兩臺微油槍在同一時間滅火的基礎上，等離子發生器處于投運狀態，則可以確保燃燒穩定性，此時進行投油助燃操作，可以確保爐膛燃燒保持較高穩定性。

為確保改造后點火效果，在操作過程中采取水分高、熱值低的煤質進行實驗。在點火操作時，等離子發生器暫時處于備用狀態，投入4臺微油槍進行點火，進行爐膛壓力波動值測試，發現其波動超出±300Pa，火焰呈現出棕紅色，說明僅僅采取微油槍點火方式，其功率難以確保煤粉穩定燃燒。此后，投入四臺等離子發生器，測試爐壓力波動，結果顯示爐膛壓力波動值±200Pa，火焰顏色表現為亮色，說明復合點火方式產生了一定作用。此后，運行人員在分析爐膛出口溫度與爐內燃燒狀態的基礎上，逐漸停止微油槍運行，最后僅保持兩臺微油槍與四臺等離子發生器進行助燃操作，機組順利啟并網，鍋爐升溫升壓過程穩定性良好，滿足了設計要求。采取復合點火方式，整套機組啟動花費14.05h，共計耗油量為11.4t，相對等離子伴大油槍點火方式節約了大約46噸油。

4號鍋爐實現微油等離子復合點火技術改造后，效果良好且達到了設計要求，進行3號鍋爐改造作業。3號鍋爐改造初期進行微油槍出力參數設定，設計為150kg/h，選擇常規煤質進行點火作業。試驗發現改造后其鍋爐點火燃燒不夠充分，采取技術改造進行霧化片改造，微油槍出力參數達到220kg/h，點火操作實現了機組平穩啟動并網。

在完成鍋爐微油等離子復合點火技術改造后，為進一步提高節油效果，在機組低負荷助燃與停機操作過程中，運行人員在操作過程中盡量應用等離子發生器，在一定程度上降低了微油點火耗油量，改造后機組在長時間運行中為電廠節約了大量燃油。

4 結論

火電廠鍋爐點火方式直接關系著鍋爐啟動并網的穩定性與安全性，應用傳統點火方式耗油量較大，為切實降低機組啟動耗油量，提高火電廠鍋爐運行綜合效益，對火電廠鍋爐新型點火技術需要不斷的探索。簡單應用等離子點火方式已難以滿足點火燃燒的設計要求，結合案例，提出微油等離子復合點火技術改造，并對改造思路和改造方案進行了詳細研究與分析，實踐證明，通過微油等離子復合點火技術改造，電廠鍋爐運行能耗大幅度降低，點火啟動穩定性與安全性良好，綜合效益顯著。

參考文獻：

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