電力電子精選(九篇)

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第1篇：電力電子范文

1.電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)是能源利用、輸送以及配給的主要載體，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近年來，隨著石油資源緊缺、環(huán)境不斷惡化，促使電力系統(tǒng)的規(guī)模化發(fā)展向環(huán)保、智能化、可持續(xù)化發(fā)展。目前，我國的電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的主要特征表現(xiàn)為主干電網(wǎng)、微型電網(wǎng)及地方電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，分布式電源與儲能裝置組合，電力資源輸送與分配智能化、靈活高效，電力系統(tǒng)的安全可靠性等。其中，可再生能源的并網(wǎng)發(fā)電、儲能裝置的功率轉(zhuǎn)換等功能的實現(xiàn)需要靠電力電子裝置來完成，電力電子裝置的單元化、模塊化、智能化發(fā)展也促進(jìn)了電力系統(tǒng)向智能化的轉(zhuǎn)變，保證了電力系用的運(yùn)行可靠性，對于電力系統(tǒng)的發(fā)展具有至關(guān)重要的作用。

2.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1在發(fā)電中的應(yīng)用

電力電子裝置在電力系統(tǒng)發(fā)電環(huán)節(jié)中的具體應(yīng)用主要表現(xiàn)在發(fā)電機(jī)組勵磁、風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等，具體如下：（1）發(fā)電機(jī)組勵磁。發(fā)電機(jī)組采用靜止勵磁技術(shù)，該技術(shù)具有操控簡單、調(diào)節(jié)速度快優(yōu)點。例如，在水利發(fā)電中采用交流勵磁技術(shù)，對發(fā)電機(jī)組勵磁電流頻率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，使發(fā)電系統(tǒng)對水頭壓力及水量進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，從而提高水利發(fā)電廠的運(yùn)行性能及效率，整體提高了發(fā)電品質(zhì)。（2）風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的核心環(huán)節(jié)是交流器，交流器的主要工作是把不受控制的風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電壓、頻率及相位滿足并網(wǎng)要求的電能。（3）光伏發(fā)電。光伏電站是通過光伏陣列組件、匯流器、逆變器等對太陽能進(jìn)行集中利用的結(jié)構(gòu)。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)尚處于發(fā)展階段，建設(shè)過程中還需綜合考慮光伏陣列的、逆變器的組合方式等關(guān)鍵因素，以提高光伏發(fā)電效率。

2.2在電能存儲中的應(yīng)用

電能存儲技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用中可以有效緩解高峰負(fù)荷供電需求，對提高現(xiàn)階段電力設(shè)備的使用率和電網(wǎng)的使用效率具有重要的作用。另一方面，也可以有效應(yīng)對電力故障問題，在一定程度上提高電能質(zhì)量與用電效率。（1）壓縮空氣儲能：利用電網(wǎng)用電低谷剩余的電量驅(qū)動空氣壓縮機(jī)，將能量轉(zhuǎn)換為高壓空氣儲存起來；當(dāng)電網(wǎng)用電負(fù)荷達(dá)到高峰時，將儲存的高壓空氣釋放出來，推動渦輪機(jī)組發(fā)電，在發(fā)電過程中，通過控制發(fā)電機(jī)的勵磁拓寬發(fā)電的范圍，從而有效提高發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率。（2）抽水蓄能：即使用用電低谷富裕的電量驅(qū)動水泵，將低水位的水泵至高水位的水庫中，將電能轉(zhuǎn)換為水的勢能；當(dāng)用電高峰時，在利用水的勢能推動水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，向電網(wǎng)補(bǔ)充電能。在抽水蓄能過程中，利用機(jī)組中的轉(zhuǎn)子繞組勵磁方式可有效提高發(fā)電效率。（3）電池儲能：即利用電網(wǎng)低谷的富裕電量對電池進(jìn)行充電，到高峰負(fù)荷時向外發(fā)電的過程，通常采用鋰離子電池、鈉硫電池與全釩液流電池。在電池系統(tǒng)中，利用變換器實現(xiàn)電池充放電過程中的功率調(diào)節(jié)。

2.3在微型電網(wǎng)中的應(yīng)用

微型電網(wǎng)是指由分布式電源、功率變換器、儲能裝置等組成的小型發(fā)電配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)中主要通過功率變換器進(jìn)行調(diào)節(jié)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行，從而實現(xiàn)局部功率平衡與能量優(yōu)化。微型電網(wǎng)主要有直流微電網(wǎng)、交流微電網(wǎng)、交直流混合微電網(wǎng)等多種形式，其中交流微電網(wǎng)是目前的主流形式，其分布式電源、儲能裝置等通過電力電子裝置連接至交流母線，并利用PCC處開關(guān)的控制，從而實現(xiàn)微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行與孤島模式的轉(zhuǎn)換。

2.4在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

（1）直流輸電：直流輸電包括兩種主要輸電模式，常規(guī)直流輸電和柔性直流輸電。不同的方式以不同的換流器為基礎(chǔ)，其中常規(guī)直流輸電采用基于晶閘管作用下的換流器，柔性直流輸電采用基于全控器件的換流器。與常規(guī)直流輸電相比，柔性直流輸電的最大特點是采用了可關(guān)斷器件和高頻調(diào)制技術(shù)，具有可以獨立控制輸出有功功率和無功功率等優(yōu)勢。（2）分頻輸電：即利用倍頻變壓器可以在較低頻率的條件下進(jìn)行輸送電能，較高頻率下用電，極大降低了交流輸電線路距離，提高了系統(tǒng)傳輸能力。（3）固態(tài)變壓器：又稱電力電子變壓器，可以對電壓的幅值、頻率、相數(shù)與形狀等特點進(jìn)行交換，實現(xiàn)原方電流、副方電壓以及功率的靈活控制。固態(tài)變壓器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以有效改善電能質(zhì)量、提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性與靈活性。

3.結(jié)語

電力資源對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，而電力電子裝置在電力系統(tǒng)的發(fā)電、存儲電能、微型電網(wǎng)等方面的應(yīng)用同樣起到不可忽視的作用。電力電子裝置的應(yīng)用促進(jìn)了電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，可有效改善電力系統(tǒng)的性能，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展。

作者:王顯平 單位:萊西市職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校

參考文獻(xiàn):

[1]李尚盛,查曉明.大功率電力電子裝置測試及考核研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].變頻器世界.2008(11)

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[3]喻翔.電力系統(tǒng)中電力電子裝置的應(yīng)用研究[J].電子技術(shù)與軟件工程.2015(10)

第2篇：電力電子范文

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(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來,電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實用,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(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(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、電傳動的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)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(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(bǔ)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)。

1.3變頻器時代

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,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計算機(jī)高效率綠色電源

高速發(fā)展的計算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會,同時也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計算機(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(hù)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(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?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(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(jī)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(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。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。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(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,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(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)模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期,對分布式高頻開關(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(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。已被大型計算機(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、電動機(jī)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(dá)到近于理想的負(fù)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(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(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(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(yán)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(jī)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(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計,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(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,一般采用多個獨立的模塊單元并聯(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)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、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(jī)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(jī)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(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

現(xiàn)代電力電子技術(shù)是開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。隨著新型電力電子器件和適于更高開關(guān)頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn),現(xiàn)代電源技術(shù)將在實際需要的推動下快速發(fā)展。在傳統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)下,由于功率器件性能的限制而使開關(guān)電源的性能受到影響。為了極大發(fā)揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關(guān)電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓?fù)浜托滦偷目刂萍夹g(shù),可使功率開關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài),從而可大大的提高工作頻率,提高開關(guān)電源工作效率,設(shè)計出性能優(yōu)良的開關(guān)電源。

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(jìn)行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,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(xiàn)

(l)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(jì)時代,發(fā)展電源技術(shù)應(yīng)用,電源技術(shù)應(yīng)用,N0.2,l998

(3)葉治正,葉靖國:開關(guān)穩(wěn)壓電源。高等教育出版社,1998

第3篇：電力電子范文

關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用研究

電對保障居民生活及工業(yè)生產(chǎn)具有重要作用，而基于實際情況，目前我國電力系統(tǒng)還存在一定不足，供電設(shè)施設(shè)備容易出現(xiàn)故障，不易維修，且出現(xiàn)故障后診斷存在一定困難，影響電力的有效供應(yīng)。電力電子技術(shù)對電力系統(tǒng)的發(fā)展具有極大的保證作用。對于此，充分利用電力電子技術(shù)，加大其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用對保證電力系統(tǒng)供電正常具有促進(jìn)作用。

1當(dāng)前電力系統(tǒng)運(yùn)行所存在問題分析

電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行對保證居民生活及工業(yè)生產(chǎn)具有較大的作用，而基于目前實際情況，在現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)及居民用電中，常由于供電異常問題導(dǎo)致巨大的損失，影響頗為嚴(yán)重。具體來講，目前電力系統(tǒng)供應(yīng)中所主要存在的問題集中于以下幾個方面：

1.1電力管理運(yùn)行用電缺乏安全管理

電力作業(yè)屬于運(yùn)行用電作業(yè)屬于特種作業(yè)，必須具有相關(guān)資質(zhì)的人員上崗作業(yè)，并實施監(jiān)護(hù)。但目前電力系統(tǒng)管理中，由于缺乏專業(yè)電氣人員，電力工作人員由于缺乏專業(yè)水平，貿(mào)然作業(yè)必然引起違章作業(yè)，臨時用電造成極大隱患。另，電力系統(tǒng)在運(yùn)行管理中，對于出現(xiàn)的異常問題，相關(guān)人員不能及時對其處理并采取有效措施應(yīng)對是主要問題，常導(dǎo)致引起較大的損失。

1.2接零保護(hù)重視度不足

目前，企業(yè)為減低成本及提高工作效率，對電力系統(tǒng)用電裝置大多均未配置TN-S系統(tǒng)；且大多施工人員對用電安全認(rèn)知程度不足，缺乏對接零保護(hù)的認(rèn)識，常導(dǎo)致用電安全事故的發(fā)生。對于該類故障，其主要原因在于相關(guān)單位對電氣安全保護(hù)不到位及缺乏有效防護(hù)措施的投資使用造成，實際應(yīng)用中應(yīng)引起主要及重視。

1.3不重視電氣設(shè)備材料選型及質(zhì)量

電力系統(tǒng)管理中不重視電氣設(shè)備材料選型及質(zhì)量，如各類電氣元件選型不恰當(dāng)及質(zhì)量不合格，比如各類企業(yè)為節(jié)約成本及提高企業(yè)利潤，忽視質(zhì)量要求，對于部分產(chǎn)品，惡意降低規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)，常導(dǎo)致施工質(zhì)量無法達(dá)標(biāo)，無法滿足實際使用要求。在這種情況下，一單生產(chǎn)過程中電流、電壓及功率出現(xiàn)過載情況，容易導(dǎo)致電路發(fā)熱等情況，激發(fā)電火花等，引發(fā)電氣故障發(fā)生，造成生命及財產(chǎn)安全。

1.4臨時用電管理不規(guī)范，存在任意搭接情況，存在安全隱患

在一些企業(yè)在實際生產(chǎn)中，臨時搭接用電，不規(guī)范用電，常導(dǎo)致用電過程容易對電路造成過載等危險，影響電路系統(tǒng)運(yùn)行正常及對企業(yè)造成由于電氣故障所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。

2電力電子技術(shù)發(fā)展趨勢分析

我國電力電子技術(shù)在這些年取得了較好的發(fā)展，且技術(shù)也有了顯著提升。而對于其發(fā)展趨勢，首先來講，模塊化及集成化是主要趨勢，如對于電力電子技術(shù)，電源單元及功率器是主要組成部分，也是其核心所在，模塊化及集成化的發(fā)展使得電氣元件更加的緊湊，體積更小及能夠與不同功能的器件實現(xiàn)有效配合，為電力系統(tǒng)的發(fā)展起到樂極大的技術(shù)支持。同時，現(xiàn)代電子電力技術(shù)朝低頻向高頻發(fā)展是必然趨勢，以變壓器來講，其供應(yīng)頻率與變壓器的容積、電感反應(yīng)具有反比關(guān)系，而在電力器件體積逐漸減小的情況下，加速有低頻向高頻發(fā)展是必然的趨勢，如可控制關(guān)斷型電力電子器件的出現(xiàn)很好的反應(yīng)了現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的趨勢，也是主要方向。另外，電力電子技術(shù)朝全控化及數(shù)字化發(fā)展。如目前應(yīng)用的關(guān)斷型電器使用還存在一些風(fēng)險，但電力電氣技術(shù)的發(fā)展對該電器設(shè)備進(jìn)行了有效改革，如自關(guān)斷的全控性器件使用，有效彌補(bǔ)和避免了危險的發(fā)生，使得電力電子技術(shù)變革得以很好體現(xiàn)，表示這電力技術(shù)發(fā)展逐漸智能化及數(shù)字化，為該行業(yè)的發(fā)展帶來了極大的前景。此外，電力電子技術(shù)的發(fā)展朝綠色化轉(zhuǎn)變是主要趨勢，如節(jié)能一直是我國所倡導(dǎo)并要求在實際生產(chǎn)中必須使用的技術(shù)，同時，也能為各使用單位帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。而一直以來，電子設(shè)備以嚴(yán)重高次諧波額形式流入電網(wǎng)中，對電網(wǎng)造成了極大的污染，其結(jié)果將導(dǎo)致電網(wǎng)功率嚴(yán)重下降。而這些年，各電網(wǎng)濾波器等各電器元件的使用為電網(wǎng)有效運(yùn)行帶來了可能，極大推動了電網(wǎng)的有效運(yùn)行。

3電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

對于電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，具體內(nèi)容如下:電力電子技術(shù)在電源方面具有一定的應(yīng)用價值。分別對一般電源及專用電源分別說明；一般電源在電力電子技術(shù)的應(yīng)用下取得了一定的效果。如通過整流器轉(zhuǎn)變，可使交流電轉(zhuǎn)化為直流電。如現(xiàn)在電力技術(shù)中，利用電氣電力元件，能夠通過蓄電池作為備用電源對負(fù)載實現(xiàn)供能，不僅具有較好的降噪性，同時也使得電源有效性及可靠性得以充分保證。對于專用電源，高頻逆變器的使用滿足了高性能、大容量的要求，具有廣闊的使用前景。現(xiàn)代電力電子技術(shù)在我們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用也較為廣泛，當(dāng)前家用電器普遍應(yīng)用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，給我們的日常生活帶來了較大的便利。許多電器都只需要按下按鈕就能進(jìn)行工作，而不需要人們親自動手。同時，利用電子電力技術(shù)，結(jié)合數(shù)字化計算機(jī)技術(shù)，能夠有效實現(xiàn)預(yù)約與在線監(jiān)測的功能，對于提高用戶使用質(zhì)量具有促進(jìn)效果。

4結(jié)束語

綜上所述，電力系統(tǒng)安全有效運(yùn)行關(guān)系企業(yè)的發(fā)展與生存，是企業(yè)高度重視及思考的話題，也是企業(yè)在日常利用中重點把控及解決的主要問題，加強(qiáng)用電安全管理及做好設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)，對于保證電力企業(yè)利用安全具有重要的意義。對于電力系統(tǒng)運(yùn)行來講，電力電子技術(shù)的應(yīng)用對保證電力設(shè)備供電正常具有積極促進(jìn)作用。筆者結(jié)合實際情況，就電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了說明，以供參考。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：電力電子范文

現(xiàn)在是科技發(fā)展的高峰期，科技的發(fā)展促進(jìn)了人們對新材料的旺盛需求，新的材料和結(jié)構(gòu)器件又反過來促進(jìn)了電力電子技術(shù)發(fā)展，并在社會中得到廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，應(yīng)用電力電子技術(shù)也取得了很大進(jìn)展。電子電子技術(shù)是電子技術(shù)的主要內(nèi)容之一，除了電力電子技術(shù)，還有信息電子技術(shù)。現(xiàn)代電子技術(shù)主要是用電子器件進(jìn)行設(shè)計的，以電子學(xué)原理為基礎(chǔ)，進(jìn)而制造一些特定功能的電路，可以為解決實際問題提供科學(xué)的依據(jù)的一項高科技電子技術(shù)。該項技術(shù)主要應(yīng)用在電力領(lǐng)域，主要是建立在電工原理學(xué)科、電子學(xué)等學(xué)科的理論基礎(chǔ)上。

2電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)智能化的飛速發(fā)展，主要是可以將電子信息和器具的處理功能的整合，將電力電子技術(shù)的發(fā)展與電力系統(tǒng)的發(fā)展走向一體化。很多人指出：新型的微電子技術(shù)將是人類學(xué)科發(fā)展的主戰(zhàn)場，將會帶領(lǐng)人類走向新的智能時代。

3主要的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，包括發(fā)電環(huán)節(jié)在內(nèi)的多種設(shè)備，是將來應(yīng)用該的主要載體，使用該技術(shù)可以優(yōu)化設(shè)備的工作狀態(tài)。（1）使用先進(jìn)的靜止勵磁技術(shù)的發(fā)電設(shè)備具有安全性高、結(jié)構(gòu)簡單和成本廉價等優(yōu)點，其控制靜止勵磁是采用的閘管整流并自勵方式，此方式在各行業(yè)的大電力系統(tǒng)得到廣泛采用。因為勵磁機(jī)的中間慣性部分被去掉了，所以具備快速性調(diào)節(jié)性能，可以產(chǎn)生良好控制效果和充分發(fā)揮其性能。（2）水力發(fā)電主要依靠的是水流的流量和流速，使用電力電子設(shè)備，使得發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度隨著水流的變換而不斷的變換，提高發(fā)電效率。而風(fēng)力發(fā)電是依靠的風(fēng)的風(fēng)速，還與發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率有關(guān)，運(yùn)用電力電子設(shè)備可以提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子的風(fēng)能捕捉效率，提高風(fēng)力發(fā)電的效率。風(fēng)力和水力發(fā)電都是一種變速的恒頻勵磁發(fā)電。通過電力電子設(shè)備的調(diào)節(jié)使得設(shè)備的最優(yōu)轉(zhuǎn)速達(dá)到最優(yōu)的發(fā)電狀態(tài)，獲得最優(yōu)的有效功率，改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速獲得不同的電流頻率，獲得恒定頻率的電流。

4電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1在節(jié)電方面的應(yīng)用

4.1.1變負(fù)荷電動機(jī)調(diào)速運(yùn)行

電動機(jī)節(jié)電主要是表現(xiàn)在兩個方面：一個是不斷的發(fā)掘設(shè)備的節(jié)電余地；二是使用最新的變負(fù)荷電動機(jī)的變速調(diào)節(jié)技術(shù)來實現(xiàn)。這兩方面的單一實現(xiàn)都不能達(dá)到最優(yōu)的節(jié)電措施，只有將它們有機(jī)的結(jié)合起來，使得設(shè)備在節(jié)電的同時有實現(xiàn)節(jié)能的變速的多重節(jié)電目標(biāo)，獲得較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。現(xiàn)在在礦產(chǎn)開采和加工等行業(yè)的電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。

4.1.2減少輸送過程中的損耗和使用大功率輸電

電力設(shè)備消耗的功率有有用功率和無用功率的消耗，無功功率是確保電力的質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，所以我們在使用的設(shè)備的無用功率較低時應(yīng)該使用必要的無用功率補(bǔ)充設(shè)備，確保電力質(zhì)量，還可以實現(xiàn)設(shè)備的功率因素的提高。

4.2在輸電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

4.2.1通信高頻電源開關(guān)

現(xiàn)在科學(xué)的迅速發(fā)展要求信息的傳播速度快而且還要穩(wěn)定可靠，所以極大的促進(jìn)通信行業(yè)的電源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。通信之中使用的電源開關(guān)主要是一次和二次電源開關(guān)，前者主要設(shè)備是整流器，后者為電流變換器。不同設(shè)備使用的電壓不同，集成電路的種類也多;因此，在通信供電系統(tǒng)中，從中間母線電壓，根據(jù)設(shè)備的工作電壓進(jìn)行變換乘所需要的電壓，這樣可以使設(shè)備的工作效率提高，減少中間環(huán)節(jié)帶來的損耗等問題。

4.2.2電流變換器

它可以將恒定的電流轉(zhuǎn)變乘所需要的可變直流電，在地鐵列車和無軌電車無級變速的控制上該技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用了，同時使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能。使用新型的電力電子設(shè)備更換原有的效率低的變阻器，可以大幅度的降低能耗約三成以上，而且設(shè)備的工作效率很高，電壓調(diào)節(jié)平穩(wěn)，降低了電流變換時引起的巨大噪聲和波動等，不利因素都進(jìn)行有效地控制和抑制，使調(diào)節(jié)和控制效果取得了明顯的進(jìn)步。

4.2.3直流輸電技術(shù)

直流輸電、輕型直流輸電技術(shù)具有很多優(yōu)點：有較大的輸電容量，能靈活的進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并且穩(wěn)定性能極好等。同時，電壓直流輸電所具有的的獨特優(yōu)勢是：可以利用海底電纜輸電;并能進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電;還可以將不同頻率系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。在上個世紀(jì)七十年代，電力電子技術(shù)正式應(yīng)用在直流輸電上，起源于世界上第一個晶閘管換流器的誕生。從那往后，在生產(chǎn)實踐中所用到的直流輸電工程基本上都是用的晶閘管換流閥。

5在配電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

目前，能否進(jìn)行可靠性供電，到底如何進(jìn)行加強(qiáng)和提高電能質(zhì)量，是現(xiàn)在配電系統(tǒng)中所需要迫切解決的問題，要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾才可以使電能質(zhì)量得到控制，同時還要滿足頻率和諧波以及電壓的不對稱度的要求。現(xiàn)代控制技術(shù)和電子電力技術(shù)發(fā)展的主要領(lǐng)域是用戶電力配送。而且DFACTS的設(shè)備和原理及功能與FACTS比較相似，根據(jù)市場的需求，其使用范圍會逐漸廣泛，再加上電力電子器件價格越來越廉價，可以預(yù)計DFACTS設(shè)備產(chǎn)品將快速進(jìn)入一個高速發(fā)展的階段。

6結(jié)論

通過以上介紹可以知道，電力系統(tǒng)是電力電子技術(shù)主要應(yīng)用的一個方向。在已有研究成果的基礎(chǔ)上，使得該技術(shù)應(yīng)用和運(yùn)行投入逐漸加大。只有在不斷改善該技術(shù)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性的情況下，才有可能在電力系統(tǒng)中大規(guī)模推廣這項技術(shù)，將會極大的推動我國電力事業(yè)的科學(xué)還管理，減少不穩(wěn)定事件的發(fā)生。

作者:王再利 單位:西安財經(jīng)學(xué)院后勤集團(tuán)動力中心

參考文獻(xiàn)

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第5篇：電力電子范文

本文針對應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的定位特點，探討了電力電子技術(shù)課程教學(xué)方法的改革，包括理論教學(xué)改革和實踐教學(xué)改革，通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法等對電力電子教學(xué)進(jìn)行改革。依托先進(jìn)的實驗設(shè)備、大學(xué)生電子設(shè)計賽事并結(jié)合高校教學(xué)研究項目，對電力電子技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行改革。通過教學(xué)改革，提高學(xué)生實踐能力，實現(xiàn)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：

電力電子技術(shù)；教學(xué)改革；應(yīng)用型本科

一、序言

近年來，實現(xiàn)綠色用電、尋求新型清潔能源已成為各國關(guān)注焦點。電力電子技術(shù)不僅可實現(xiàn)提高用電效率、改善用電品質(zhì)，同時也是光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源利用所必須的技術(shù)基礎(chǔ)。由于本課程橫跨強(qiáng)、弱電與控制技術(shù)，因而是門難學(xué)的課程。與普通本科相比，在辦學(xué)思路上，民辦高校更加注重應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，因而對于應(yīng)用型本科院校，電力電子技術(shù)的教學(xué)不能完全沿襲其著重理論推導(dǎo)和全面講解的教學(xué)模式。如何開展電力電子技術(shù)課程教學(xué)、改革教學(xué)內(nèi)容、課程體系和教學(xué)方法都是值得我們探討的問題。

二、電力電子技術(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，應(yīng)用技術(shù)型院校電力電子技術(shù)課程的教學(xué)主要面臨以下幾個方面的問題：

1.教學(xué)內(nèi)容不新。

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，新型的電力電子器件不斷出現(xiàn)，但是將理論知識和先進(jìn)技術(shù)相融合的適合與應(yīng)用技術(shù)型院校學(xué)生的電力電子技能掌握的教材很少，應(yīng)用型本科院校應(yīng)更加注重理論和實踐的結(jié)合，更強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用。因此，需要從講授的理論內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)模式、實踐應(yīng)用等方面進(jìn)行有針對性的改革。

2.學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱。

應(yīng)用型本科院校的學(xué)生入學(xué)時學(xué)習(xí)基礎(chǔ)相比較之下要弱一些，自身的文化基礎(chǔ)普遍偏低，學(xué)習(xí)主動性不高，只求領(lǐng)會膚淺內(nèi)容。電力電子技術(shù)的前修課程為電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)。應(yīng)用型本科院校的學(xué)生很多對于這幾門課的掌握都不深入，一些分析方法都不熟練甚至無法掌握，這給電力電子技術(shù)課程的教學(xué)帶來很大難度。

3.傳統(tǒng)的教學(xué)模式過于枯燥、抽象。

電力電子技術(shù)課程的最大特點是包含了大量的電路和波形圖，特別是三相整流的部分，圖形更為復(fù)雜。要對各種變流電路的工作過程給予形象的表示，使學(xué)生能感性地理解課堂教學(xué)內(nèi)容，這就要求我們在教學(xué)方法和手段上突破創(chuàng)新。教師如何在有限的學(xué)時里，確定好合適的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方案，采取恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，獲得理想的教學(xué)效果，都是一個值得不斷深入探討和實踐的問題。

三、改革探索

作為一所培養(yǎng)應(yīng)用型人才的高校，在課程改革中須明確人才培養(yǎng)層次，緊扣“應(yīng)用”二字，才能理清改革思路，樹立正確的改革目標(biāo)。為在電力電子技術(shù)課程改革中突出“應(yīng)用型”特點，應(yīng)用了實例教學(xué)等教學(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、實訓(xùn)等實踐教學(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)能力，保證學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)獲得應(yīng)有的提高。改革目標(biāo)主要是以下幾點：

1.圍繞應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)改變教學(xué)思路。

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)用能力培養(yǎng)兩個方面，其中基礎(chǔ)知識掌握方面的教學(xué)滿足就業(yè)需要，應(yīng)用能力培養(yǎng)方面的教學(xué)則以滿足職業(yè)技能需要和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。通過課堂教學(xué)內(nèi)容的改革，體現(xiàn)課程綜合化趨勢，重新組織教學(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，基礎(chǔ)知識掌握以基本變流電路的分析為主，講授基本的電路工作原理。應(yīng)用能力培養(yǎng)方面，引入生活中常見電路以及電子設(shè)計實例，如調(diào)光臺燈、電動自行車等實例進(jìn)行教學(xué)，詳細(xì)講解實例的電路設(shè)計，并鼓勵學(xué)生大膽實踐，通過自己組裝或設(shè)計簡單的電子技術(shù)產(chǎn)品來提高動手實踐能力；有效的推進(jìn)電力電子技術(shù)教學(xué)，提高了學(xué)生的理解能力，并對電力電子技術(shù)的應(yīng)用建立起直觀的認(rèn)識，對學(xué)生電力電子技術(shù)應(yīng)用技能的培養(yǎng)起到了大大的推進(jìn)作用。結(jié)合系統(tǒng)供電、控制等模塊電路結(jié)構(gòu)、原理的介紹，通過一系列具體電路分析，將《模擬電路》、《電機(jī)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。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(jī)結(jié)合，最終提升學(xué)生實際應(yīng)用方面的綜合素質(zhì)。

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。采用引導(dǎo)型教學(xué)方式，注重教學(xué)過程中的學(xué)生分析解決問題能力的培養(yǎng)，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，增加理論教學(xué)趣味性。加強(qiáng)實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過實驗、大學(xué)生電子設(shè)計賽事等實踐性教學(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。學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽，通過電源類題目的賽事，使學(xué)生掌握電力電子技術(shù)方面的技術(shù)、技能。目前取已得獎項共28項

3.側(cè)重發(fā)揚(yáng)教學(xué)理念，發(fā)揮實踐的導(dǎo)向作用。

應(yīng)用型本科院校的教學(xué)理念是培養(yǎng)應(yīng)用型的人才，實踐變得尤為重要。加強(qiáng)電力電子技術(shù)實踐教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用技能是十分必要的，傳統(tǒng)的以課堂講授為主、實驗為輔的教學(xué)模式對這門課不太適合，因為這門課的實踐性很強(qiáng)，學(xué)院本著從實際出發(fā)，根據(jù)本學(xué)院開設(shè)實踐培訓(xùn)的能力與學(xué)生電力電子專業(yè)技能培養(yǎng)的需求，明確了電力電子技能培養(yǎng)形式，即對學(xué)生開展了開關(guān)電源的設(shè)計制作培訓(xùn)，理論教學(xué)中所設(shè)計方案付諸于實踐，在這一實踐環(huán)節(jié)中學(xué)生首先要根據(jù)基本的理論知識設(shè)計不同類型、不同設(shè)計指標(biāo)的開關(guān)電源，用protel軟件畫出電路原理圖，畫出PCB板圖，其次所有的元器件，要學(xué)生自己跑市場按照電路圖備齊。最后完成實際電路的焊接調(diào)試等工作，這個過程和實際工作中的動手過程差別不大。在實驗室開放的時候，學(xué)生可以自行到實驗室完成電路焊接。在這一過程中學(xué)生學(xué)到了課堂上學(xué)不到的實踐知識，如基本器件部分的電力二極管、功率MOS管和IGBT等器件的使用，學(xué)生自己在網(wǎng)上按型號找資料，找出資料中的應(yīng)用典型電路，以及器件的重要參數(shù)值，如導(dǎo)通電阻耐壓、耐電流。學(xué)會元器件的識別與檢測，掌握穿孔元件安裝和焊接技能，學(xué)會萬用表、電子毫伏表和示波器使用方法，并摘取說明器件典型特性的實驗波形和學(xué)到的知識相對照，形成完整的測試報告。通過由元件到電路的過程，同學(xué)們不僅強(qiáng)化了課堂內(nèi)容的理解，而且親身實踐了實際產(chǎn)品設(shè)計的全過程。

4.教學(xué)要注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，加強(qiáng)實踐能力培養(yǎng)。

實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的一個重要的途徑即落實產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教育。學(xué)院鼓勵學(xué)生關(guān)注本專業(yè)的研究課題，在學(xué)校的大力支持下，學(xué)生積極申請了相關(guān)的創(chuàng)新創(chuàng)新項目多項，并付出行動參與課題研究，能夠利用寒暑假及課余時間進(jìn)行實踐，自覺主動提高個人實踐能力。為了提高學(xué)生的實踐應(yīng)用技能，學(xué)校鼓勵學(xué)生積極創(chuàng)新及參加各種技能賽事，通過學(xué)生自制實驗設(shè)備、參加國際國內(nèi)的各種賽事，培養(yǎng)學(xué)生的各種能力。教學(xué)中通過實訓(xùn)設(shè)計自制電路板，再對電路板進(jìn)行測試，通過實際電路制作調(diào)試大大的提高了學(xué)生的理論理解與實踐應(yīng)用能力。

總之，從培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的工科應(yīng)用型人才角度出發(fā)，有針對性地開展對電力電子技術(shù)這門學(xué)科的教學(xué)改革，才能使該課程做到理論實踐緊密相連，保持課程的實用性、先進(jìn)性，體現(xiàn)其既具有理論深度，又與實際操作緊密結(jié)合的綜合性特點。同時，通過在校期間對學(xué)生實踐技能上的提前訓(xùn)練，使他們具備應(yīng)用型人才的特點，幫助其建立必要的專業(yè)素養(yǎng)，能為學(xué)生就業(yè)及今后在工程領(lǐng)域的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

作者：李喜平 叢昕 魏昭輝 蘇洪雨 單位：哈爾濱劍橋?qū)W院

參考文獻(xiàn)：

[1]施昕昕.應(yīng)用型本科電力電子技術(shù)教學(xué)探討[J].科教文匯，2014(1).

[2]田海.應(yīng)用型本科院校“電力電子技術(shù)”課程教材探析[J].中國電力教育，2014(1).

第6篇：電力電子范文

【關(guān)鍵詞】電力電子裝置 可持續(xù)發(fā)展 智能化

電力系統(tǒng)是能源利用、傳輸與配給的主要載體，社會的發(fā)展也是發(fā)揮著積極的作用，化石能源與氣候環(huán)境出現(xiàn)的微機(jī)，促使電力系統(tǒng)正是從規(guī)模化發(fā)展向可持續(xù)發(fā)展的方向轉(zhuǎn)化。伴隨著高電壓、大功率電力電子器件的發(fā)展，變換器模塊化、單元化以及智能化水平的不斷提高，控制策略與調(diào)制的策略性能的提高，電力電子裝置在我們的電力系統(tǒng)里面就會發(fā)揮越來越大的作用。

1 發(fā)電環(huán)節(jié)

1.1 發(fā)電機(jī)組勵磁

大型的發(fā)電機(jī)組應(yīng)用靜止勵磁的技術(shù)，其具有的特點就是調(diào)節(jié)的速度快、控制比較簡單，可以顯著的提高發(fā)電廠的運(yùn)行性能與效率。水力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用交流的勵磁技術(shù)，可以實現(xiàn)發(fā)電系統(tǒng)對于水頭壓力與水流量的動態(tài)變化快速的調(diào)節(jié)，可以改善發(fā)電的品質(zhì)，提升發(fā)電效率。

1.2 風(fēng)力發(fā)電

變流器是風(fēng)力發(fā)電里面必備的核心環(huán)節(jié)，風(fēng)電變流器通過整流器與逆變器將不穩(wěn)定的風(fēng)能變換為電壓、頻率以及相位相符合并網(wǎng)需要的電能。伴隨著變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由兩電平、三電平向有源中點鉗位、模塊化多電平換流器等多電平拓?fù)浞较虬l(fā)展，使得風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的容量和電壓等級逐步提高，有效降低了線路損耗和傳輸導(dǎo)線成本，促進(jìn)了風(fēng)電特別是海上風(fēng)電的大規(guī)模開發(fā)。

2 電能儲存

儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)里面的應(yīng)用是可以緩解高峰符合供電具有的需求的，同時可以提高現(xiàn)有的電力設(shè)備利用率以及電網(wǎng)的運(yùn)行效果。同時還可以有效的應(yīng)對電網(wǎng)故障的發(fā)生，提高其電能質(zhì)量與利用的效率，滿足社會與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對于優(yōu)質(zhì)、可靠以及安全用電的需要。

2.1 可調(diào)速抽水蓄能

抽水蓄能電站一般都是由上水庫、下水庫以及發(fā)電系統(tǒng)組成的。在運(yùn)行的時候，上下水庫的落差是再不斷的變化，所以抽水蓄能電站只有在工作變速的情況下面才是可以發(fā)揮最佳的發(fā)電效率。目前可調(diào)速的抽水蓄能機(jī)組只要采用的為轉(zhuǎn)子繞組勵磁的方式，勵磁的調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般采用基于晶壓管的周波變換器。

抽水蓄能機(jī)組通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子勵磁的電流的頻率與幅值，是可以實現(xiàn)有功出力以及無功出力的大幅度獨立的調(diào)整，同時便于利用機(jī)組啟動與運(yùn)行模式的有關(guān)切換工作，使得抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)里面可以更好地發(fā)揮調(diào)峰填谷、調(diào)頻以及緊急事故的處理等多重的作用。

2.2 電池儲能

電池儲能系統(tǒng)主要含有的為電池系統(tǒng)與功率的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電池一般采用的為鋰離子電池、鈉硫電池等，在電池系統(tǒng)里面，采用的為小功率DC/DC變換器可以實現(xiàn)電池模塊的電流均衡使用。大功率以及高增益DC/DC變換器集成到電池模塊內(nèi)部，并不是作為電池模塊輸出結(jié)構(gòu)實現(xiàn)串聯(lián)成組，就會提高直流母線電壓等級以及簡化均衡控制要求與優(yōu)化功率調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的拓?fù)洹Ｔ诠β实南到y(tǒng)里面，電壓型的四象限變換器作為電池系統(tǒng)與電網(wǎng)的電力電子接口，變換器可以采用三相橋式模塊并聯(lián)與H橋模塊的拓?fù)洌诉M(jìn)行電池充放電管理外還能實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的各項并網(wǎng)功能。

3 微型電網(wǎng)

微型電網(wǎng)是由分布式電源、儲能裝置以及功率變換器、監(jiān)控保護(hù)裝置集合而成的。我們通過功率變換器的調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了局部的功率平衡與能量的優(yōu)化。在外部電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時候，我們還可以通過變換器的解列，使得微型電網(wǎng)運(yùn)行在獨立的模式里面，還可以繼續(xù)的向關(guān)鍵的負(fù)荷提供電能。經(jīng)過實踐分析，我們將分布式電源通過微型電網(wǎng)的形式接入到電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也是發(fā)揮分布式電源效能最為有效的方式。

在微型電網(wǎng)里面，分布式電源與儲能裝置的互聯(lián)可以采用多變換器方案也是可以實現(xiàn)，由一個多接口變換器來實現(xiàn)的。我們采用多個變換器的時候，各個控制器也是相互獨立的，因此需要依賴通信的方式進(jìn)行協(xié)調(diào)的工作，存在成本高、可靠性差以及通信延遲等嚴(yán)重的問題，降低了系統(tǒng)的性能。多接口變換器是一種可自我持續(xù)的多輸入多輸出的變換器，其可以與各種分布式電源、儲能裝置與負(fù)荷是相聯(lián)接的。變換器可以阿精一個接口的直流或者是交流功率處理與調(diào)度到任意的接口，其可以輕易的實現(xiàn)再生能源的利用率，增強(qiáng)同電網(wǎng)互聯(lián)的經(jīng)濟(jì)性等。多接口變換器運(yùn)行可以分為生產(chǎn)模式、緊急模式以及恢復(fù)模式等，在生產(chǎn)模式里面，變換器可以獲取再生的能源，進(jìn)行儲能的管理，同時也是可以滿足負(fù)載供電的需要。在緊急模式的以后，變換器也是可以作為不間斷的電源來使用的。

4 輸電環(huán)節(jié)

4.1 直流輸電

直流輸電含有的為常規(guī)直流輸電以及柔性直流輸電，常規(guī)直流輸電采用的就是基于晶閘管的換流器；柔性主流輸電采用的為基于全控制器件的換流器。通過與常規(guī)的直流輸電相比較，柔性直流輸電具有的特點就是有功功率與無功功率可以獨立的控制，不需要濾波以及無功的補(bǔ)償。所以其更加的適合于在再生能源里面接入、孤島供電以及城市供電等領(lǐng)域展開應(yīng)用。

4.2 分頻輸電

分頻輸電系統(tǒng)利用為較低的頻率進(jìn)行電能的傳輸，其可以有效的減少交流輸電線路的電氣距離，提高系統(tǒng)的傳輸能力，抑制線電路電壓的波動。在水電、風(fēng)電等眾多的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)里面，因為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是比較低的，所以十分適合利用低頻進(jìn)行發(fā)電與傳輸。

5 結(jié)束語

電力電子裝置在發(fā)電、儲能以及微型電網(wǎng)里面應(yīng)用以后，可以有效的改善電力系統(tǒng)的性能，促進(jìn)電力系統(tǒng)的逐漸轉(zhuǎn)型，在這個方面展比較系統(tǒng)的深入研究，有助于電力電子裝置壽命的延長、低傳給你本以及高安全性能的實現(xiàn)，對于電力系統(tǒng)的發(fā)展具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

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[5]趙爭鳴，雷一，賀凡波，魯宗相，田琦.大容量并網(wǎng)光伏電站技術(shù)綜述[J].電力系統(tǒng)自動化，2011（12） .

第7篇：電力電子范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；電力系統(tǒng)；控制

1 前言

當(dāng)代在電力系統(tǒng)中，電力半導(dǎo)體器件和組合裝置運(yùn)用很多，大到在高低壓直流輸電中用到的換流器，小到家用電器產(chǎn)品電視機(jī)中的開關(guān)電源、手機(jī)電池充電器，當(dāng)然還有在工業(yè)中應(yīng)用廣泛的調(diào)壓調(diào)速變頻器、大功率整流器、調(diào)壓和調(diào)功器等，其應(yīng)用廣泛到了電力系統(tǒng)各個器件和各個不同的電壓等級中。該技術(shù)的特點較多，包括控制靈活、反應(yīng)快速、控制準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠等。將電力電子技術(shù)運(yùn)用到電力系統(tǒng)中不僅可以改善電能控制質(zhì)量、提高輸電運(yùn)行能力、改善和提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性和控制的靈活性還可以降低輸電線路電能損耗。

2 電力電子結(jié)束的應(yīng)用狀況

目前，對超大容量超遠(yuǎn)距離的電能輸送來說，高壓直流輸電技術(shù)顯得是更加經(jīng)濟(jì)，而且還有交流輸送電能所沒有的優(yōu)越性。在新一代超高壓直流輸電技術(shù)中，大量使用了GTO、IGBT等電力電子可關(guān)斷器件，還廣泛的使用了電力電子技術(shù)中最具代表性的脈寬調(diào)制技術(shù)。

在我國的輸電系統(tǒng)中，雖然已有一些變電站使用了SVC，而且容量都比較大，但是所用的均為進(jìn)口，型式為TCR與TSC的組合器件或單獨的開關(guān)投切電容器組。在國內(nèi)工業(yè)中應(yīng)用 的TCR裝置有很多，其中絕大部分容量都在10MVAR，然而讓人想不到的是這其中國產(chǎn)的還不到一半。低壓的380V供電系統(tǒng)中，有不少各類國產(chǎn)的TCR無功補(bǔ)償裝置在投入運(yùn)行。但是至今仍然沒有一套我國自主研發(fā)的SVC投入到我國的高壓輸電和變電系統(tǒng)中運(yùn)行。考慮到SVC在電力系統(tǒng)中的重要性，預(yù)計在最近幾年時間里，國內(nèi)的SVC研制并將其投入到輸電領(lǐng)域、配電領(lǐng)域以及工業(yè)的運(yùn)用都將會遇到前所未有的發(fā)展。

現(xiàn)如今，我國國內(nèi)的一些與之相關(guān)的規(guī)劃局、科研院所、設(shè)備生產(chǎn)單位以及高校都已陸續(xù)開始對FACTS技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和生產(chǎn)。最引人矚目的是國家電力科學(xué)研究院等電力研究單位和東北電力管理局合作開發(fā)和研究的500kv高壓出線上安裝的TCSC等技術(shù)

如今，變頻調(diào)速SFC技術(shù)已經(jīng)到了和傳統(tǒng)的直流調(diào)速技術(shù)相媲美的階段，在二者的競爭中，SFC技術(shù)大有取而代之的趨勢。變頻調(diào)速技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用比較廣泛，主要有兩個方面：首先是將過去發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)、水泵的控制改為變頻調(diào)速控制，節(jié)電效益明顯增強(qiáng)；其次是將傳統(tǒng)的抽水蓄能機(jī)組改用SFC技術(shù)控制，大幅減小機(jī)組啟動過程中電壓對電網(wǎng)的沖擊。除此之外，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行在低水頭時，還可提高機(jī)組的發(fā)電效益。目前，我國的SFC技術(shù)發(fā)展緩慢，國內(nèi)已經(jīng)投入使用的高壓變頻器，幾乎都是引進(jìn)的國外的變頻器設(shè)備和技術(shù)。

3電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的發(fā)展趨勢

按照當(dāng)前的形勢來看，最具有可靠性的電子技術(shù)是電力電子技術(shù)在未來的發(fā)展中的新熱點。電力電子技術(shù)采用了技術(shù)先進(jìn)的表面貼裝，將存流器件、觸發(fā)器、主要電源等幾種器件集成在一起，具有多重功能，大大的縮小了電力電子裝置的重量和體積，同時也降低了損耗和成本，提高了工作的效率。而新型材料又是電力電子器件發(fā)展的基礎(chǔ)，所以新型材料的發(fā)展也是電力電子技術(shù)發(fā)展的一個瓶頸。近些年來，出現(xiàn)了碳化硅等新型半導(dǎo)體材料。其中，用SIC制作的器件和理想元器件特別接近。還有，隨著大、小功率集成電路等新型器件的大量涌現(xiàn)，智能的功率、高壓等集成電路的制作工藝和制作技術(shù)必定是未來幾年乃至幾十年電力電子半導(dǎo)體技術(shù)的研究的熱點。若是集成技術(shù)的突破和新型半導(dǎo)體材料的突破相互融合，必然會誕生更多性能更好的、功能更加強(qiáng)大的新器件，功率集成電路SMANPOWER HVIC就是一個明顯的例子，他的出現(xiàn)極大地滿足了現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)大力發(fā)展的需要。除了這兩者之外，自動控制用的芯片的發(fā)展也很是神速。為了讓社會更好的運(yùn)用新器件的優(yōu)良性能，為了滿足諸如波形產(chǎn)生、驅(qū)動電路控制、電路實時保護(hù)等方面的要求，只有通過研制新材料，改進(jìn)新工業(yè)技術(shù)，不斷創(chuàng)造出快速性能更加完善、人工智能化程度更高、工業(yè)使用更加方便的新型高速控制芯片。

4 總結(jié)

電力電子技術(shù)的發(fā)展肯定是當(dāng)前一段時間和未來重點研究的熱點。電力電子器件的發(fā)展直接影響著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的供電電源、電機(jī)調(diào)速、電力配電等幾個方面獲得了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。無論是對于傳統(tǒng)的工業(yè)，如電力、船舶、礦冶、機(jī)械、汽車等，還是一些高技術(shù)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)比如通信、激光、航空航天等的發(fā)展都至關(guān)重要，電力電子技術(shù)是提高這些相關(guān)行業(yè)的水平技術(shù)的重要手段，同時也是經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的前提。電力電子技術(shù)的快速增長、高速度的發(fā)展，使其成為了新時代最重要的高端技術(shù)之一。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曾岳南, 鄧則名, 章云, 陳林康. 電力電子與電力傳動實驗教學(xué)[J]. 實驗室研究與探索, 2005, (S1)

[2] 張選利, 蔡金錠, 劉慶珍. 人工智能在電力電子電路故障診斷中的應(yīng)用[J]. 福州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2003, (03)

第8篇：電力電子范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；教學(xué)研究；教案；第一堂課

作者簡介：湯賜（1978-），男，湖南湘潭人，長沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，講師。（湖南 長沙 410114）

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0042-03

電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)，其應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及一般工業(yè)、交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、新能源發(fā)電等。“電力電子技術(shù)”已成為本科教學(xué)階段的專業(yè)基礎(chǔ)課程，[1]地位十分重要。然而由于課程難，內(nèi)容多，課時少，所以上好“電力電子技術(shù)”是一件具有挑戰(zhàn)性的工作。教案的制作和使用有助于應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。

很多非師范院校出身的大學(xué)教師都沒有寫過教案，只寫過講稿，筆者也一樣。直到拜讀北京理工大學(xué)龔紹文教授所著《大學(xué)青年教師教學(xué)入門：大學(xué)施教學(xué)初步》，[2]才正式接觸大學(xué)講課的教案。讀完深受啟發(fā)，對自己所授課程也嘗試著寫教案，并應(yīng)用于實際教學(xué)，取得了較好的教學(xué)效果。下面對如何做好“電力電子技術(shù)”教案談?wù)勛约旱囊恍┱J(rèn)識和體會。

一、“電力電子技術(shù)”教案制作和使用的目的及其結(jié)構(gòu)

“電力電子技術(shù)”教案是教師為某次課的宏觀指導(dǎo)思想和具體課堂進(jìn)程而設(shè)計的教學(xué)方案，用來保證課堂教學(xué)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。

一般來說，一次“電力電子技術(shù)”課的教案由兩大部分組成：概述和教學(xué)進(jìn)程。概述主要用于闡釋教師對本次課的基本認(rèn)識和實施教學(xué)的指導(dǎo)思想，涉及授課對象及其特點（重點是學(xué)生的專業(yè)特色、就業(yè)去向、已有的知識基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力）、題目或主題、教學(xué)目的、重點和難點、講授方法和教學(xué)手段等。[3]教學(xué)進(jìn)程則負(fù)責(zé)具體組織教學(xué)步驟，用以落實概述中的基本分析和指導(dǎo)思想，通常按授課時序?qū)懨髅總€教學(xué)段落的教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、表達(dá)方式和時間分配等細(xì)節(jié)。

二、“電力電子技術(shù)”教案優(yōu)劣的評判標(biāo)準(zhǔn)

由于“電力電子技術(shù)”教案制作和使用的目的是為了保證課堂教學(xué)的效果，因此教案的基本結(jié)構(gòu)及其具體內(nèi)容能否真正實現(xiàn)該目的才是評判優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。一份較好的“電力電子技術(shù)”教案應(yīng)該具備六個特征。

1.教學(xué)目的明確

不論是向?qū)W生傳播電力電子技術(shù)知識，還是培養(yǎng)他們的思想品質(zhì)，都是孕育在具體教學(xué)內(nèi)容的傳授之中，因而在制作教案時，要把每次課的教學(xué)目的具體化、明確化，并通過教學(xué)內(nèi)容這一載體反映出來。

2.教學(xué)內(nèi)容充實

首先，要保證包含了“電力電子技術(shù)”課程最基本、最重要和最核心的教學(xué)內(nèi)容；其次，應(yīng)適當(dāng)介紹與上述教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的最新進(jìn)展，拓寬學(xué)生知識面；最后，可嘗試結(jié)合自己的科研經(jīng)歷，講出對上述教學(xué)內(nèi)容實際運(yùn)用的切身體會。

3.教學(xué)重點突出

依據(jù)“電力電子技術(shù)”課程的基本要求和教學(xué)大綱，確定每次課擬向?qū)W生介紹的重要知識點或需要培養(yǎng)的重要能力。值得指出的是，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，特別是電力電子器件的發(fā)展，“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)重點是會發(fā)生變化的，因而不應(yīng)把課程的重點看成是固定不變，年年如此的。[4]例如，西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》（第4版）[1]實現(xiàn)了以基于晶閘管的電路為主體內(nèi)容，向以采用全控型器件的電路為主體內(nèi)容的轉(zhuǎn)移，充分反映了電力電子技術(shù)學(xué)科的新進(jìn)展，因此，在教學(xué)時，要重點介紹基于全控型器件的電路以及控制這些電路的PWM技術(shù)。

4.教學(xué)方法得當(dāng)

教學(xué)方法是多種多樣的，包括講授法、談話法、討論法、直觀教學(xué)法、準(zhǔn)直觀法、邊講邊練法、單元教學(xué)法、發(fā)現(xiàn)教學(xué)法、程序教學(xué)法、案例教學(xué)法、暗示教學(xué)法等，[2]上述方法都有各自的優(yōu)勢和不足，適用于不同的場合，因此，不應(yīng)盲目肯定或否定一種方法，而應(yīng)結(jié)合教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)備加以綜合使用。對于“電力電子技術(shù)”這門課程而言，筆者非常信賴案例教學(xué)法——通過演示MATLAB/Simulink模型搭建與仿真分析來傳授學(xué)生點石成金的“金手指”。

5.教學(xué)手段多樣

語言表達(dá)（包括肢體語言）和黑板板書、多媒體屏幕顯示、實驗演示等是幫助教師闡述教學(xué)內(nèi)容和講解思路的兩類重要教學(xué)手段。前者作用于學(xué)生的聽覺，后者則作用于學(xué)生的視覺，二者形成合力，共同保證課程的教學(xué)效果。

6.教學(xué)進(jìn)程合理

根據(jù)“電力電子技術(shù)”學(xué)科的發(fā)展、自己的理解和聽課學(xué)生的實際情況，對教材中的內(nèi)容進(jìn)行消化、整理和布局，反映在教案上，就是如何給每次課的講授內(nèi)容分段并確定它們的講授順序。

三、“電力電子技術(shù)”教案制作的準(zhǔn)備工作

為了制作一份能夠體現(xiàn)出教學(xué)目的明確、教學(xué)內(nèi)容充實、教學(xué)重點突出、教學(xué)方法得當(dāng)、教學(xué)手段多樣和教學(xué)進(jìn)程合理等諸多特征的教案，需要完成以下三個方面的準(zhǔn)備工作。

首先是要做好整體性備課工作。整體性備課是對“電力電子技術(shù)”課程的全面準(zhǔn)備，是教師能否講好這門課程的最關(guān)鍵的一步。只有對“電力電子技術(shù)”課程有了整體上的把握，對教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)做到了融會貫通，才能在具體講授每次課時有一個全局的高度、有一種俯視的自信，才能清晰流暢、舉重若輕講授課程，猶如庖丁解牛，游刃有余。

其次是要做好每次課的備課工作。整體性備課是非常重要的，但課還得一次課一次課的講。事實上，只有每一次課都講好了，整體性的把握才能落到實處，因此，在每一次講課之前也要備好課，具體來說：要根據(jù)教學(xué)安排表明確本次課所講授內(nèi)容的大題目，確立教學(xué)目的，選擇具體內(nèi)容及講授重點；根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容確定教學(xué)模式，例如，課堂講授、實驗或討論等；要把教學(xué)內(nèi)容組織成一次講授式或議論式或談話式的文稿，應(yīng)服從并服務(wù)于主題，把各部分內(nèi)容按起始段、中間段到結(jié)尾段的順序安排組織好；選擇合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段；寫出一份教案來，準(zhǔn)備在課堂中使用。

最后是要多向有豐富授課經(jīng)驗的老師請教，尤其是要多聽他們的授課，并及時寫下自己聽課后的體會，融入到自己的授課中去。多聽（聽人授課）、多講（自己授課）；再帶著問題去聽，帶著體會去講……完成幾個循環(huán)往復(fù)的提高過程。

四、“電力電子技術(shù)”教案示例

為了更直觀地說明筆者上述認(rèn)識和體會，本節(jié)給出了“電力電子技術(shù)”緒論課的教案實例以供參考。

1.概述

課程名稱：電力電子技術(shù)

本課內(nèi)容：緒論

授課單位：電氣與信息工程系

授課對象：D電氣工程06-4，5，6

授課時間：90分鐘

（1）教學(xué)目的。通過對“‘電力電子技術(shù)’課程及電力電子技術(shù)的地位與作用是什么？什么是電力電子技術(shù)？它的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段？目前主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？”等問題的初步說明，使學(xué)生們對電力電子技術(shù)有一個宏觀意義上的了解。

（2）教學(xué)意義。“電力電子技術(shù)”作為電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的選修課，理論性較強(qiáng)，比較難學(xué)。考慮到本科生都有一定的自學(xué)能力，加之內(nèi)容多、學(xué)時少，這就不可能講授過細(xì)。“緒論”可以為學(xué)生們從課程整體內(nèi)容上把握“電力電子技術(shù)”的實質(zhì)問題提供幫助。

（3）教學(xué)重點。“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用；電力電子技術(shù)與電子學(xué)、電氣工程、控制理論三者的關(guān)系；電力電子技術(shù)目前主要應(yīng)用的領(lǐng)域（結(jié)合授課對象所學(xué)專業(yè)的特點及需要）。

（4）教學(xué)難點。無。

（5）教學(xué)方法。課堂講授，給出主要內(nèi)容。

（6）教學(xué)安排。先簡單進(jìn)行自我介紹，再引出本次課的主要內(nèi)容：

回顧學(xué)生已學(xué)課程，提出問題：各門課程如何銜接并構(gòu)成整體？“自動控制原理”中的理論如何運(yùn)用，并實現(xiàn)對交流電動機(jī)的控制？

在介紹“什么是電力電子技術(shù)？”時，要重點介紹它與電子學(xué)、電氣工程、控制理論三者的關(guān)系。

在介紹“電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段？”時，要扣住電力電子器件的發(fā)展史這條主線。

在介紹“電力電子技術(shù)目前主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？”時，要針對授課對象的專業(yè)特點與需要，重點介紹電力電子技術(shù)在交直流電機(jī)調(diào)速、交直流電力機(jī)車、電力系統(tǒng)FACTS和HVDC、太陽能和風(fēng)能發(fā)電、電動汽車、超導(dǎo)儲能、不間斷電源、開關(guān)電源中的應(yīng)用，并注意銜接好電氣工程與電子學(xué)、控制理論之間的關(guān)系。

（7）教學(xué)手段。以口授為主，一定量板書。

2.教學(xué)進(jìn)程（見表1）

五、結(jié)束語

教學(xué)效果和學(xué)生的收獲是教學(xué)研究的出發(fā)點和落腳點。由于課程難，內(nèi)容多，課時少，所以筆者對如何制作并使用教案來上好“電力電子技術(shù)”課程談了談自己的認(rèn)識和體會，涉及“電力電子技術(shù)”教案制作和使用的目的及其結(jié)構(gòu)，優(yōu)劣評判標(biāo)準(zhǔn)，以及需要完成的準(zhǔn)備工作等方面，并給出了一個具體的教案示例，希望能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)[M].第4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

[2]龔紹文.大學(xué)青年教師教學(xué)入門——大學(xué)施教學(xué)初步[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.

第9篇：電力電子范文

關(guān)鍵詞： 《電力電子技術(shù)》 教學(xué)改革 慕課 翻轉(zhuǎn)課堂

1.引言

電力電子作為一項新興技術(shù)，因為其變換和傳輸電能的功能，在生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。全球性的能源危機(jī)使人們的目光開始轉(zhuǎn)向環(huán)保型能源，如太陽能、風(fēng)能，不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)換必須依賴電力電子技術(shù)。以上海為核心的長江三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必然會帶動電力電子技術(shù)的大力發(fā)展與應(yīng)用，同時電力電子技術(shù)的發(fā)展也相應(yīng)推動長三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。

目前國內(nèi)外高等教育部門均已認(rèn)識到加強(qiáng)電力電子技術(shù)專業(yè)教育的重要性。通觀全球的電力電子技術(shù)教育現(xiàn)狀，“改革”的觀念滲透到從課堂教育、仿真、實驗到專業(yè)論文的方方面面。近十年，當(dāng)高職完成規(guī)模建設(shè)的過程后，必然實現(xiàn)走內(nèi)涵發(fā)展的道路，實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。我院人才培養(yǎng)目標(biāo)定位：立足不斷探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才。因此，無論從該課程對國計民生的重要性還是從教學(xué)務(wù)實的角度講，對于該課程的建設(shè)和教學(xué)改革都具有重要的實際意義。

2.教學(xué)現(xiàn)狀

（1）學(xué)生方面。對于高職學(xué)生，本門課程一般在大二開設(shè)，已有電學(xué)的基礎(chǔ)知識，但是本門課程涉及的電學(xué)知識，被遺忘和不扎實現(xiàn)象特別嚴(yán)重，在講授過程中因為沒有掌握基礎(chǔ)知識，所以學(xué)習(xí)這門課程很吃力，以致厭學(xué)。

（2）教學(xué)方面。近十年來電力電子技術(shù)得到飛速發(fā)展，新器件和新的控制方法不斷出現(xiàn)，《電力電子技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容必須隨自身技術(shù)的發(fā)展及時更新，但實際授課教材大綱往往內(nèi)容滯后，與電力電子技術(shù)的發(fā)展不協(xié)調(diào)，造成課堂教學(xué)與工程實踐相脫節(jié)；基本沿用傳統(tǒng)的以課堂教學(xué)為主、驗證性實驗為輔的教學(xué)模式，與先進(jìn)的現(xiàn)代教學(xué)方法和教學(xué)手段不相適應(yīng)，不利于學(xué)生對本課程的深入理解；目前課時越來越少，給高職學(xué)生的學(xué)習(xí)和教師教學(xué)帶來難度。

3.教學(xué)方法改革

利用新的教學(xué)方法提高學(xué)生對電力電子課程的興趣，被視為電力電子教學(xué)改革的重要手段。迅速發(fā)展的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅被應(yīng)用于實驗室建設(shè)，而且被廣泛作為課程教學(xué)的新方法。國內(nèi)外許多大學(xué)都已開發(fā)出電力電子的網(wǎng)上授課內(nèi)容，并以多媒體的形式呈現(xiàn)，其中以瑞士的iPES最著名。

通觀國內(nèi)外高校電力電子教學(xué)現(xiàn)狀，有很多值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的新方式、新方法，在我國電力電子教學(xué)改革中，以下幾方面值得注意。

（1）建立系統(tǒng)的觀念。在教材編寫與課程內(nèi)容組織的過程中，從電力電子系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將相關(guān)知識有機(jī)融合，避免將各種電力電子器件、各種結(jié)構(gòu)功能的電路作孤立講解，因為電力電子電路通常都是幾種電路組合在一起構(gòu)成一個系統(tǒng)實現(xiàn)一定的功能的，僅僅孤立地講解其中的一個意義不大。

（2）注重電力電子電路的設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計思想和能力。從電路設(shè)計的角度出發(fā)組織電力電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，是一種很好的教學(xué)方式。哪怕是最簡單的電力電子電路的設(shè)計，也是一個很好的開端。

（3）課堂教學(xué)、仿真、實驗并重。在課堂教學(xué)中引入各種先進(jìn)的教學(xué)手段，在實驗室中引入先進(jìn)的仿真軟件，如MATLAB、PSPICE等，同時下大力氣建立電力電子技術(shù)實驗室。通過各種實驗電路搭建完整的電力電子系統(tǒng)，應(yīng)是實驗室的基本功能，而不僅僅是對各種功能電路的驗證。

（4）在教學(xué)中，為了跟上電力電子技術(shù)快速發(fā)展的步伐，僅僅講授教材中的內(nèi)容是不夠的，還應(yīng)采取調(diào)研、討論、講座、專題報告等各種形式，使學(xué)生對電力電子技術(shù)的前沿技術(shù)有所把握，為學(xué)生未來的科研與工作打好基礎(chǔ)。

（5）積極開展電力電子及相關(guān)課程的網(wǎng)上教學(xué)，用動畫、多媒體等先進(jìn)手段展示電力電子的課程內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過交互式網(wǎng)頁設(shè)計使學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教學(xué)效果，如“慕課”（MOOC，大規(guī)模在線開放課程）。

4.MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂

近年興起的“慕課”已在全球高等教育界引發(fā)熱潮，我國北大、清華、復(fù)旦等高校相繼加入“慕課”平臺。同時，國內(nèi)高校認(rèn)識到，應(yīng)借勢“慕課”沖擊，努力提高教學(xué)質(zhì)量，還能用較低的成本進(jìn)一步均衡國內(nèi)高等教育優(yōu)質(zhì)資源。建設(shè)“中國式慕課”很快由理念變?yōu)樾袆印?/p>

翻轉(zhuǎn)課堂是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，教師不再占用課堂的時間講授信息，這些信息需要學(xué)生通過看視頻講座、聽播客、網(wǎng)絡(luò)閱讀等形式課后自行學(xué)習(xí)。教師更多地利用課堂時間對學(xué)生進(jìn)行一對一的互動和指導(dǎo)。

把基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂法融入《電力電子技術(shù)》的教學(xué)實踐活動中，使師生共同走進(jìn)課程，體驗、思考，成為課程的創(chuàng)造者和主體，這種教學(xué)改革在全國范圍的課程改革中尚屬前沿。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶生桂，胡兵.長三角地區(qū)電力電子技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用[J].變流技術(shù)與電力牽引，2007，1：38.

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