導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇現代電力電子技術，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，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、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體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,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與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-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體廠家就是那時的產物。

1.2逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。

1.3變頻器時代

進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

2.電力電子技術的應用

2.1一般工業

工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千kW的各種軋鋼機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。

2.2交通運輸

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

2.3電子裝置用電源

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

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中圖分類號：F062.9 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 17-0000-01

Modern Power Electronics Technology Application and Prospects Analysis

Liu Jianjun

(Information Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China)

Abstract:Modern power electronics technology is a high-tech knowledge-based knowledge-intensive technology,power electronics and microelectronics technology with technology has become mainstream.Therefore,its production and life will be like as microelectronics technology plays a transformative role.It will revolutionize the power supply and power system changes.

Keywords:Electronic;Technology;Applications;Development

一、現代電力電子技術

將實現高品質與高效率用電作為目標的現代電力電子技術，采用電力半導體器件、電磁技術、計算機（微處理技術）、綜合自動控制技術等進行功率處理，達成電能的傳輸、獲取、變化與利用。采用電力電子半導體器件、電磁技術、計算機（微處理技術）、綜合自動控制技術等多學科交叉技術的現代電源技術，是現代電力電子技術的具體應用，在保證高可靠性、高效、高質量的電源的供應中發揮著關鍵作用。以功率IGBT與MOSFET為代表的、集大電流、高壓與高頻于一體的功率報道提復合器件，將傳統的電力電子技術引入了現代電力電子技術時代中。因為MOSFET、IGBT等新型的電力電子器件具有顯著的節能和功能驅動作用，具有先進的性能，所以新型的電力電子器件在綠色電源、電動交通工具、新型家電、感應加熱、變頻調速以及通信與計算機電源等領域均有著廣泛的應用前景。

二、現代電力電子技術的應用

（一）高頻開關整流器。具有效率高、重量輕、體積小等特點的高頻開關整流器從各種儀器儀表、計算機、電視機等小功率的應用上推廣到電力工程直流電源系統、通信基礎電源、CT機、X光機和照明等特種電源領域。高頻開關電源又可以稱之為開關型整流器，其通過IGBT或MOSFET的高頻工作，一般將開關頻率控制子50~200KHZ的范圍之內，進而實現小型化和高效率等目標。目前，高頻開關整流器的功率容量一直都在增加，單模塊容量從幾十瓦、上百瓦快速提升到15KW。德國BENNING公司出產的Tebechop15000系列的整流模塊的質量只有39KG，然而容量卻已經到達了15KW（48V/225A）。TYCO公司出產的GALAXY系列的整流模塊的質量只有30KG，容量卻達到了12KV（48V/200A）。

（二）直流-直流（DC/DC）變換器。直流-直流變換器能夠將固定的直流電壓轉換成可變的直流電壓，廣泛地應用與電動車、無軌電車、地鐵列車的無級變速與控制領域，能夠實現具有快速響應、加速平穩等性能的控制，并同時達到節約電能的目的。用直流斬波器取代變阻器能夠節約20%~30%的電能。直流斬波器不但可以進行調壓，還能夠顯著地消除電網側諧波電流噪聲。在通信電源領域的二次電源直流-直流模塊已經商品化，采用高頻PWM技術等模塊具有5~20W/in3的功率密度，500KHZ左右的開關頻率。

（三）不間斷電源（UPS）。不間斷電源普遍采用了功率IGBT、MOSFET等電力電子器件和脈寬調制技術，能夠有效地降低電源的噪聲，顯著地提高可靠性與效率。DSP技術和微處理技術的實現了遠程診斷、遠程維護以及不間斷電源的智能化管理。近年來，不間斷電源的最大容量已經高達800KVA，而且能夠利用多機并聯的方式，獲得超大容量的不間斷電源系統。

（四）大功率開關型高壓直流電源。大功率開關型高壓直流電源的電流能夠達到0.5A以上，電壓能夠達到50KV~159KV，電流能夠達到100KV。大功率開關型高壓直流電源在醫用CT機、醫用X光機、水質改良和靜電除塵等大型設備上有著廣泛的應用。國內研制了靜電除塵高壓直流電源，將市電轉化成直流，將直流電壓逆變成高頻電壓，通過高頻變壓器進行升壓，接著整流成直流高壓。通常，在電阻負載的情況下，輸出直流電流可達15mA，直流電壓能夠達到55KV，工作頻率是25.6KHZ。

（五）高壓直流輸電系統。適合于大容量輸電、遠距離輸電、跨海輸電、大區交流電網互聯的直流輸電方式是除了交流輸電方式外的另一種有效的輸電方式。直流輸電需要安裝換流橋閥和換交流變壓器等主要的換流設備，需要在受電端和送電端建設換流站，以解決交流電和直流電之間的轉換問題。在送電端換流站安裝使用電力電子裝置將交流電轉換為直流電，使用直流輸電線路將直流電輸送到受電端換流站。安裝使用電力電子裝置在受電端換流站將直流電逆變為交流電。

（六）電力有源濾波器。電力有源濾波器能夠對幅值與頻率變化的諧波進行補償的電力電子裝置，其基本原理為在補償對象中進行諧波電流檢測，再由補償裝置產生一個和諧波電流極性相反、電流大小相等的補償電流，使電網電流只含有基波分量。電力有源濾波器在補償時不受電網阻抗的干擾，已經左鍵在國內推廣使用。

（七）靜止無功功率補償裝置（SVC）。目前，國內最有效的無功補償裝置是靜止無功補償裝置。靜止無功補償裝置一般使用晶閘管控制電抗器加固定電容器的方式，能夠進行補償裝置無功功率的連續調節。目前，靜止無功補償裝置主要運用與軋機、電弧爐等設備的無功補償當中，容量能夠到達±50VA，能夠直接用于10KV、35KV等級的電壓母線。

三、現代電力電子技術的發展

近年來，電力電子技術的發展具有以下特點：不斷地提高原有的各種類型的電力電子器件的額定參數；電力電子技術進一步結合用用微電子技術，電力電子器件不斷地朝著智能化、大容量的方向迅速發展，電力電子技術從全控型器件、半控型器件時代邁入了智能型器件時代。與多種學科相互滲透的電力電子技術創新不斷滲透到多種相關的工業領域。電力電子技術和國家基礎產業的關系也越來越密切，電力電子技術的發展和創新是可持續發展的重要環節。加強現代電力電子技術的不斷創新和應用力度，是推動我國工業領域技術創新，形成高科技產業鏈的必由之路。

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中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、電力電子技術的基本概述

（一）電力電子技術的基本涵義

在當前的社會發展過程中，各領域都在進一步的創新科技，在電力電子技術領域的發展尤為顯著。電子電子技術也被稱為是功率電子技術，這一技術主要就是研究各種的電力電子器件，和與之所構成的能夠高效完成對電能轉換以及控制的電路以及裝置，這一技術不僅是電子學在高電壓以及大電流或者是電工領域的分支，同時也是電工學在弱電或者是電子領域當中的分支，總而言之是強弱電結合的新學科。

（二）電力電子技術的作用分析

首先它能夠對電能的使用進行優化，在電力電子技術的處理之下，電能的使用能夠達到合理以及高效和節約，從而有效的實現電能使用的最佳化。例如對于電力牽引以及工業窯爐等，應用電力電子技術能夠達到有效的節能效果。其次是對于我國的傳統產業以及發展機電一體化這些新興的產業有著改造的作用。再者是電力電子技術的高頻化和變頻技術的發展能夠使得機電設備對于工頻傳統能夠突破，從而向著高頻的方向進行發展。最后就是電力電子智能化的進展從很大程度上能夠把信息處理以及功率處理得到統一，從而使得微電子技術和電力電子技術得到有效的結合這能夠對電子技術的改革起到推動性作用。

二、電力電子技術的發展

（一）整流器時代

60 年代到 70 年代，大功率硅整流管和晶閘管占主導地位，這個時期被稱為電力電子技術的整流時代，大功率硅整流管和晶閘管也被稱為第一代電力電子器件，它們屬于半控型器件。利用大功率硅整流器高效地把工頻交流電變為直流電，大功率的工業用電由工頻交流發電機提供。

（二）逆變器時代

在 70 年代到 80 年代期間，電力電子技術實現了逆變，這個期間稱為逆變器時代。世界能源危機爆發，變頻調速裝置因為節能在工業領域大受歡迎。巨型功率晶體管（GTR）、門極可關斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）、電力場效應管（Power-MOSFET）成為電力電子的主導器件，它們屬于全控型器件，通過對門極的控制可使其開通也可使其關斷。在開關速度性能上，全控型器件普遍高于晶閘管，可用于開關頻率較高的電路。它們屬于第二代電力電子器件。

（三）變頻器時代

80 年代，功率半導體復合型器件絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）的橫空出世，推動了電力電子技術向高頻化發展。功率半導體復合型器件集合了驅動功率小、開關速度快、通態壓降小、載流能力大的優點，正在向高壓、高頻和大電流的大規模集成電路技術飛速發展，新型器件的性能也越來越完善，具有了以前難以實現的功能，它們屬于第三代電力電子器件，成為電力電子技術發展的里程碑，現代電力電子技術發展的墊基石。

（四）現代電力電子時代

隨著工業制造水平的逐步提高，也為了滿足人們更高的使用需求，智能功率模塊應運而生了。將功率開關器件和驅動電路集成在一起，形成一個整體體積小，重量輕，轉化效率高的狀態。克服了原來體積龐大的缺點，解決了轉化效率低適應負載能力差的難題，提高了供電的靈活性和可控性，而且內部還具有電壓、電流和溫度保護功能，即使發生負載事故或使用不當，也不會導致智能模塊自身受損壞。它們屬于第四代電力電子器件。

三、電力電子技術的應用

（一） 一般工業

工業生產中，一般都會使用到各種交流電動機，這些動力設備性能比較好，在，可以提供直流斬波電源，或者提供可控整流電源。但是提供的主體是電力電子裝備。眾所周知，交流電機變頻調速技術是整個電氣節能最關鍵的技術，相對于傳統的大型機器而言，使用的是電力電子交流節能技術，將其作為電力驅動電源，可以節能電能達到30%。近年來，隨著電力電子技術得以發展，使得交流電性能得以發揮出來，隨著社會不斷發展，交流調速技術得到廣泛應用，逐漸占據市場。

（二）在電力系統中的應用

當電力系統離開了電力電子技術之后，電力現代化建設將很難實現。電力系統建設發展中，得到了電力電子技術支撐，現代化建設目的得以實現。高壓輸電是基于發電廠借助變壓器，將發電機發出的電壓將其升壓之后再輸出的一種全新方式。高壓直流輸電端位置以及受電端位置，一般都是使用晶閘管變流裝置，這可以避免了大容量以及長距離輸送導致電力系統出現損耗問題出現，為輸電系統使用奠定技術基礎，從而為良好輸電提供保障。在配電網系統中，電力電子裝置還可以被使用于電能質量控制，例如，使用于閃變、瞬間停電以及電壓跌落等等電能質量控制中，更好的保障供電質量。

（三）交通運輸

電子電力技術交通中被廣泛使用，DC ／DC 變換技術被大量使用于地鐵、動車以及無軌電車中。在使用中，可以更好的控制無極變速，提升控制質量。在使用中，最常表現在于電氣機車中的直流機車選擇了整流裝置將其作為供電設備。但是，交流機車如果采用了變頻裝置進行供電，那么需要借助電力電子裝置做好電力驅動和和電力控制。例如：直流斬波器被廣泛使用于軌道車輛中，常見的磁懸浮列車中電力電子技術使用，這是一項技術要求較好，關鍵之技術使用案例。其中借助電動汽車將其作為蓄電池，提供能源，需要做好電力驅動控制工作。那么使用蓄電池進行充電，不能離開電源。因此，航海、航空也離不開電子技術。

四、電力電子技術未來的發展

觀看技術發展進程中看出，半導體器件使用推動了電子技術得以快速發展。當前晶閘管等電力半導體器件有著重要的角色，尤其是在電力電子技術使用過程中。進入的到79 年代之后，半控型晶閘管使用開始有新的改變。之前從低壓的小電流逐漸向高壓大電流方向發展，而且還研究出大量的電子產品。這些產品被成為電子器件，隨著電子技術不斷發展，這些產品被廣泛使用。因此，被稱為第一代電力電子器件，隨著電力電子技術不斷發展，該技術使用范圍不斷擴大，將其使用于電子技術理論研究和半導體制造使用，使得工藝水平逐漸提高。我國隨后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE 等等電子器件，這些器件都是全控制型的電子器件，被成為第二代電力電子器件。近年來，隨著技術水平不斷發展，研究出了絕緣柵雙極晶體管(IGBT) 為代表的第三代電力電子器件，逐漸向響應快、高頻率方向發展，這是一個質的飛躍，在我國國民經濟發展中具有重要作用，它推動了我國經濟不斷發展，使得我國電子自動化進程邁進一部。進入90 年代之后，電子電力器件發展更快速，逐漸朝復雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發展，以此形成了電力電子技術的理論研究、器件開發研制、應用的高新技術領域等，在國際上形成了新的技術熱門。目前世界上許多大公司已開發出IPM 智能化功率模塊，日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產品推出。我國國產的電力半導體器件研究水平相對于西方國家，我國的電力電子技術水平相對較低，我國應該不斷創新技術，不斷進行研究，提升科研水平，更好的保障經濟建設。我國電力半導體器件如果沒有跟上社會發展步伐，將會影響我國經濟發展水平。因此，我國的電力半導體產業發展任務艱巨。在未來發展中，應該進一步研究使用新材料，提升器件功率以及溫度范圍，之間降低器件價格，使得器件被使用的范圍更廣。系統實現集成化，當獲得更好的集成化之后，才更好保障系統可靠性和安全性。

五、結語

電力電子技術作為經濟發展的重要基礎，在各個行業中被廣泛的應用，對經濟的發展有著不可忽視的作用。隨著科學技術的不斷進步相信電力電子技術會取得更大的突破，從而為國家的建設與發展提供有力的保障。

參考文獻：

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一、引言

電力電子技術利用無源功率器件和半導體功率器件、大規模集成電路和微處理器、傳感與信息處理技術、現代控制理論、計算機仿真與輔助設計技術，以功率變化電路為對象，研究對電能進行變換和控制的規律，以其獨特的、不可取代的特殊功能，廣泛應用于國民經濟的各個領域。

開關電源的高頻化是實現電源裝置的高性能、高效率、高可靠性，減小體積和重量的重要途徑。開關電源的高頻化增大了變換器的功率密度和性能價格比，而且極大地提高了瞬時響應速度，抑制了電源所產生的音頻噪聲。

軟開關（softswitching）技術是近年來電力電子學領域中的一個主要研究方向。對軟開關理論的深入研究，使軟開關技術成為電力電子變換技術的核心內容尤其是能有效地減小電能變換裝置引起的環境污染（噪聲等）和電磁污染（EMI），為發展無公害電力電子產品提供了有效的方法和途徑。

二、諧振軟開關的工作原理，種類及特點

諧振軟開關是八十年代提出并用于DC-DC變換器中[2]。它利用電路發生諧振時，電流或電壓形成周期性地過零點，并使開關器件在在零電流或零電壓條件下接通或切斷，因此理論上它的開關損耗為零，避免了硬開關由于電壓電流波形交疊而產生開通及關斷損耗。

軟開關包括軟關斷和軟開通。按驅動信號的時序來分又可以分為零電壓開通、零電壓關斷與零電流開通、零電流關斷。各種軟開關與硬開關的波形比較如下：

圖1 軟開關和硬開關的波形比較

圖中零電流關斷信號在t2或t2以后發出，零電壓關斷信號在t1發出。零電流開通信號在t2或t2以后發出，零電壓開通信號在t1發出。

諧振軟開關電路中的零電流和零電壓條件是由輔助的諧振電路提供的，輔助電路一般由輔助諧振元件L和C和電力電子開關器件S構成。輔助諧振電路中的開關器件S也是在零電流或零電壓條件下實現通斷。

對于軟開關逆變器來說，有兩種拓樸結構：一是諧振發生在直流母線上，通過諧振使直流母線上的電流或電壓過零點，提供給逆變橋一個零電流開關（ZCS）或零電壓開關（ZVS）條件。二是諧振發生在逆變橋橋臂的每一個有源開關兩端，通過諧振使得在每個開關需要切換的時候它兩端的電壓或電流過零點。

軟開關技術實際應用中需要解決的主要關鍵問題：

諧振電路在諧振時所產生高電流應力和高電壓應力；

（2）如果諧振電感處于主功率傳輸通道上時引起感性損耗；

（3）輔助諧振環節及其輔助器件的引入使得電路變得復雜，增加了電路控制的難度；

（4）將PWM技術和諧振軟開關技術結合是一個關鍵問題。采用諧振過渡技術，即把諧振電感移出主功率通道，通過輔助開關控制諧振的發生和終止，使得逆變主開關在過渡的瞬間由諧振產生一個ZVS或ZCS[2]。

三、幾種典型的諧振軟開關變換器

利用諧振現象，使電子開關器件上電壓或電流按正弦規律變化，以產生零電壓關斷或零電流開通的條件，采用這種技術以實現開關器件之間的轉換的變換器稱為諧振變換器。它有三種類型：

1、全諧振變換器：即諧振變換器（Resonant converters），實際上是負載諧振型變換器，按照諧振元件的諧振方式，分為串聯諧振變換器（Series resonant converters， SRCs）和并聯諧振變換器（Parallel resonant converters，PrcS）兩類。

2、準諧振變換器（Quasi-reonant converters，QRCs）：諧振元件參與能量變換的某一個階段，而不是全程參與。由于正向和反向等電路參數不同，諧振振蕩頻率和電流幅值也不同，因此振蕩不對稱。一般情況下正向正弦半波大過負向正弦半波，所以稱為準諧振。具有此特點的變換器稱為準諧振變換器。準諧振變換器分為零電壓開關準諧振變換器（Zero-voltage-switching Quasi-resonant converters，ZVS QRCs）和零電流開關準諧振變換器（Zero-current-switching Quasi-resonant converters，ZCS QRCs）。

3、多諧振變換器（Multi-resonant converters，MRCs）：它和準諧振變換器一樣，諧振元件參與能量變換的某一個階段，而不是全程參與。不同之處是多諧振變換器的諧振回路和參數要均多于兩個，因此稱為多諧振變換器。

諧振變換器是一個調頻系統，這是為了保持輸出電壓不隨輸入電壓變化而變化，或者不隨負載變化而變化，依靠調整諧振變換器開關器件的開關頻率來實現。作為一個調頻系統，不如PWM開關變換器那樣容易控制，導電損耗增加，功率器件所受的電流與電壓的應力較大，且隨電路的Q值和負載變化而變化。此外變換器的輸出靠改變開關器件的開關頻率來實現，開關頻率大范圍變化使得干擾難以抑制，濾波器、變壓器設計難以優化，而且當負載變化大時，變換電路不能達到零電壓或零電流開關條件。

為了克服調頻系統的缺點和充分發揮PWM的優點，出現了零開關—PWM變換器和零轉換—PWM變換器等一批新穎的諧振變換器。

四、幾種典型的諧振軟開關變換器

1、零開關PWM變換器（Zero switching PWM converter）

零開關PWM變換器是在準諧振變換器的基礎上，加入一個輔助開關管，來控制諧振元件的諧振過程，實現恒定頻率控制，即實現PWM控制。這樣，變換器已有電壓過零（或電流過零）控制的軟開關特點，又有PWM恒頻調寬的特點。諧振網絡中的電感是與主開關串聯的。與準諧振變換器不同的是，諧振元件的諧振工作時間與開關周期相比很短，一般為開關周期的1/10～1/5。

零開關PWM變換器可分為零電壓開關PWM變換器（Zero-voltage-switching PWM converters）和零電流開關PWM變換器（Zero-current-switching PWM converters）。

文獻[3]提出了一種新穎的混合式全橋PWM變換器，它不但能在不增加導通損耗的情況下實現空載下ZVS條件，而且能使輸入輸出的濾波波形幾乎為理想的，從而減少了輸入輸出的濾波裝置。

2、 零轉換PWM變換器（Zero transition converters）

零轉換PWM變換器與零開關PWM變換器并無本質差別，不同之處是諧振網絡與主電子開關并聯。在開關轉換期間，并聯的諧振網絡產生諧振以獲得零開關條件。開關轉換結束后，電路又恢復到正常的PWM工作方式。因此，零轉換PWM變換器綜合了硬開關PWM和諧振技術的優點，又克服了它們的缺點：

①采用PWM控制方式，實現恒定頻率控制；

②輔助電路與主功率回路相并聯，僅在開關管開關時工作，其他時候不工作，不需要處理很大的環流能量，從而減小了輔助電路的損耗；

③輔助電路的工作不會增加主開關管的電壓和電流應力。

該類變換器可分為ZVT PWM變換器和ZCT PWM變換器，在中大功率的場合得到廣泛應用。

參考文獻

1.《軟性開關逆變電路及其應用》。王聰 機械工業出版社 1993.

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中圖分類號TM1 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）46-0078-02

電力電子技術是應用于電力領域的電子技術，它對于電力領域有著非常重要的貢獻，它是利用電力電子器件對電能進行變換和控制的新興學科。在現階段的發展背景下，電力電子技術可以理解為功率強大。它與傳統的電子技術相比，改變了以往的發展模式，有著許多的優勢和功能：它不僅能夠通過功率較大的電流和承受高電壓，而且能夠在大功率的情況下，很好的解決器件發熱、運行效率的問題，對于我國電力事業的發展意義重大。當前，電力電子技術的應用范圍已經越來越廣，對于人們的生活所產生的影響越來越大。本文主要針對當前電氣工程領域的四大熱點進行詳細分析和探討，分別為電氣節能領域、新能源發電領域、電力牽引領域以及智能電網領域4個方面。

1 電力電子技術的應用

1.1 電氣節能的應用

節能是當前社會發展的必然趨勢。電氣節能主要包括變頻調速、電能質量控制、有源濾波等，當前階段，在電氣節能的應用中又以變頻調速為主要研究內容。電機變頻調速節能是當前工業節能發展的一個主要途徑，在未來的發展時期，三大發展因素將會進一步促進電機變頻調速行業的快速發展：一是變頻器產品日趨成熟，應用范圍越來越廣，技術越來越新，企業投資產品的成本將會越來越低；二是電機變頻調速節能的效果非常明顯，具有廣泛的社會效益，這樣能夠更好的調動企業生產的積極性；三是國家對重點耗能企業也會采取一系列措施，發展電氣節能能夠有效的降低企業能源消耗，減少資源浪費，為社會創造財富。

1.2 新能源發電的應用

當前，社會發展的速度越來越快，人們消耗的資源也越來越多，全球范圍內的石油儲量、煤炭資源總量逐步在減少。在傳統能源逐步減少的同時，生態平衡也受到嚴重的破壞，環境污染日益嚴重。因此，新能源在未來的一段時期有很大的發展前景。現在通過新能源發電的方法越來越多，比如通過地面太陽能發電、風電等，其中太陽能光伏發電在上海世博會上被充分利用，這對于新能源的開發有很好的借鑒意義。上海世博會的太陽能發電項目不僅是我國當前規模最大、采用技術最多的項目，同時也是世博會歷史上新能源發電技術的最大規模應用，可以說，新能源的世界已經離我們越來越近。新能源發電中的電力電子技術應用特點主要有：新能源在供給過程中能源供給隨機性較大，比如風能、太陽能等都會隨著天氣的變化而變化，并對電網發電的要求比較高，在新興的能源使用中，可以充分考慮海洋能等隨意性不大的資源。

1.3 電力牽引的應用

電力牽引（electric traction）是利用電能為動力的軌道運輸牽引動力形式。它是以電力系統或發電廠為電源，通過牽引變電所使電力系統受電，經過降壓、變頻成交流電源，由接觸網向電力機車、動車組供電。比如電力機車或動車的牽引電動機將電能充分轉換為機械能，驅動鐵路列車運行，這給人們的生活提供了極大的方便。但電力牽引也存在一些不足，主要表現在增加了供電系統裝置，使其一次性投資比其他牽引動力形式要高些，同時，電力機車在運行時，會產生高次諧波和負序電流，諧波的存在和高壓接觸網及其回流網的不對稱，對沿線不平行接近的電信線路將產生干擾電壓，對電力系統的安全、經濟運行有一定的影響，對通信質量和人身安全也存在一定的影響。因此，需要采取有效措施進行防護和限制，要在以后的發展過程中不斷改進技術，通過新技術來改進電力牽引的缺點，使其達到合理，為社會發展貢獻力量。

1.4 智能電網的應用

智能電網，就是將電網進行智能化改造，它是建立在集成的高速雙向通信網絡的基礎之上的，在運行的過程中，通過先進的傳感和測量技術、控制技術以及先進的決策管理體系的應用，實現電網的可靠運輸、實現經濟、高效、環境友好和使用安全的目標。從更高的層次來講，當前社會發展的電網變得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍舊較低，因此，其在未來的發展過程中有很好的發展前景。智能電網的核心就是智能電表。通過借助智能電表，電力事業機構能夠知道用戶在任意時間所使用的電能，便于他們根據用戶的個性化需求提供針對性的服務，不斷的滿足社會的需求。

2 電力電子技術的未來發展前景

當前，電力電子技術的發展已經進入到各個領域，它在人們的生活中扮演著非常重要的角色，有著非常大的發展前景，這主要體現在以下幾個方面：

1）新的材料進一步更新。隨著社會經濟的發展，人們生活水平越來越高，對于新材料的需求也會越來越高。同樣，電力電子技術也會進一步加快研究步伐，將會擴大器件的頻率研究、功率等級研究，會有效的降低器件的溫度，減少器件體積，同時，成本將會大幅度下降，可以大大改進系統性能，擴大應用范圍，使越來越多的領域受益；

2）改進器件和裝置封裝形式。在未來的發展前景中，電力電子技術將會對電力電子器件和裝置形式不斷進行改進，實現系統集成，減小各項生產成本，同時，通過新技術的運用使其獲得更高的集成化和可靠性；

3）使用無需吸收電路并且關斷延時小的集成門極換流晶閘管，這樣可以有更多的器件來選擇應用，特別是在一些大功率應用場合的器件選擇時，選擇的范圍將會越來越廣，給人們社會生活帶來方便；

4）發展新型的全半導體變流系統。隨著社會經濟發展的迅速，社會在選擇上越來越傾向于體積小、應用廣的電子器件。因此，電力電子技術的發展將會在體積小、重量輕、損耗小、無功率的全半導體變流系統上做文章，不斷加大設計力度和創新手法，滿意日益增長的物質文化需要；

5）發明新型家用電器產品。隨著低碳經濟的提倡，人們在生活中越來越追求低碳的概念，低碳對于人們的生活有著非常重要的意義，現階段，各種低碳產品已經逐步進入人們的視線和生活之中，新型汽車、新型電動車等低碳產品供不應求。因此，未來的電子器件的發展趨勢將會進一步向家用電器延伸。

參考文獻

[1]趙金亮.我國電力電子技術的現狀及應用[J].北方經貿，2010(7).

篇6

作者簡介：茅靖峰（1976-），男，浙江寧波人，南通大學電氣工程學院，副教授；顧菊平（1971-），女，江蘇南通人，南通大學電氣工程學院，教授。（江蘇　南通　226019）

基金項目：本文系江蘇省高校“青藍工程”基金項目、南通大學教學研究基金項目（項目編號：2011B50、2010B10）的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）33-0032-02

近20年來，電力電子技術受計算機技術、控制技術與材料科學等關鍵技術的推動，得到了快速發展，其工程應用領域得到了迅猛擴張。由現代電力電子技術支撐的新型產業和對傳統行業的技術改造，如新能源、綠色交通、智能電網、先進伺服驅動、極端環境探索、節能減排等，都取得了巨大的技術經濟效益與社會效益，展現出了良好應用前景。[1，2]

為了適應電氣信息類工程應用學科的發展，保持教學內容的新穎性，跟蹤電力電子技術的最新熱點，自2006年以來，南通大學電氣工程學院開設了“現代電力電子技術”課程，在傳統“電力電子技術”課程學習的基礎上，結合地方經濟發展特色和技術需求，講授現代電力電子技術高級原理、新器件與新型工程應用，以此提高學生理論聯系實際的工作能力，培養市場應用型人才。本文從該課程的教學目標、教學內容、實踐教學和網絡教學等方面，介紹了課程教研組對這門課程的教學改革和實踐情況。

一、傳統教學存在的問題分析

1.裝置與系統級的概念不突出

傳統的“電力電子技術”課程教學，側重于器件級的理論分析，強調基于電力電子器件的電路拓撲解算，即以電力電子器件為核心，在器件基本結構、原理和特性學習的基礎上，針對典型電力電子拓撲原理電路，從電力電子器件的通和斷兩個狀態入手，對電力電子電路換流的物理過程、波形特性、電參數之間的數量關系進行分析和計算。

該教學結構的優點是概念清楚、體系完備、機理分析透徹，但也存在諸多弊端。例如，學生將電力電子學過多地關注在了電力電子器件上，弱化了從裝置級和系統級的角度對電力電子電路進行理解和認知；割裂了電力電子功率電路與基于反饋原理的數模電控制電路、自動控制原理、工程實際應用電路之間的關系；大篇幅的基于晶閘管器件的理論分析和計算，降低了學生學習的興趣；單一和過少的工程應用實例，減少了學生對課程實用性的認同感等等。

2.實踐教學環節薄弱

電力電子技術作為工程技術需要有一定量的實驗和實踐環節才能保障學習效果。但在傳統的“電力電子技術”課程實驗項目中，基礎性和簡單驗證性實驗較多，不能很好地與當前的工程實際應用相聯系，致使許多新技術、新方法無法通過實驗來直觀的體驗。

而且電力電子實驗設備的常用形式為基于掛件結構的實驗臺和實驗箱，基本上與實驗內容相關的重要元器件、電路和系統都被封閉于內。實驗過程中，學生們無法看到功率元器件、配件及電子儀表的外觀和關鍵連線。學生依照原理圖機械地連接主電路、記錄實驗數據和波形，即使不了解電路的工作原理，也能較順利地完成實驗。因此，無法發揮學生的主觀能動性，沒有探索學習的動力，鍛煉創新思維和動手能力的教學內容和平臺也不足。

二、課程教學改革措施

1.以服務地方經濟發展為導向，確立教改思路和目標

作為地方綜合性高校，南通大學的電氣工程及其自動化專業的定位是培養應用型工程技術人才，為區域經濟發展提供智力支撐和人才支持。因此，本課程作為電氣工程及其自動化專業的主干專業課程之一，其教學目標的確立需結合本區域的產業分布與發展特點，同時又緊緊圍繞本專業的學科方向。

形成了以幫助學生從裝置和系統角度理解和掌握電力電子技術，培養理論與實踐能力兼具的創新型電力電子應用技術人才為目的，以新能源、運動控制、電源技術、柔流輸配電等應用領域為背景，以講授電力電子技術在實際工程應用中所需要處理的相關問題為主要內容的課程教學思路和培養目標。

2.整合教學內容，突出應用能力培養

根據培養目標，在學院學科特色和現有教學資源的基礎上，對課程體系和內容進行了合理調整。舍棄了傳統的以大篇幅晶閘管半控器件分析為主線的教學內容體系，建立了“以基于全控器件的實際應用為主線，以電力電子主拓撲電路結合系統級的自動控制原理及其實現電路分析為主要技術內容，培養學生從整體的角度認識和設計電力電子電路的能力”的課程教學體系。

整合后的教學內容由三部分組成：功率器件、典型電路、應用及其系統。功率器件是基礎，重點講授開關全控器件及其驅動電路；典型電路是主體，重點講授基于全控器件的直直、逆變和整流三種變換電路及其控制機理；應用及其系統是提升，重點講授電力電子在新能源發電、運動控制、電源和柔流輸配電技術中的應用原理及其典型系統設計案例。三者層次明晰，但學時又有所側重。即前兩部分作為前續“電力電子技術”課程內容的回顧與拓展，講授學時占總理論學時的近一半，第三部分作為工程應用與系統提升的重要部分，需著重講授，以逐次勾勒出一個電力電子技術及其工程應用的整體全貌。

在教學內容的組織與講授中，凝煉理論教學的內容，在原理的講授中注意培養學生面向工程的意識和思維，并及時動態地將教學團隊獲得的最新科研成果以及科研項目的最新進展融合到相關的課程內容中去，讓學生接受到來自科研和工程研發第一線的新知識、新技術。

另外，針對基于電力電子技術應用的電氣工程及其自動化專業發展的趨勢和前沿內容，以及課程中被壓縮掉或被取消的專業知識，設置為系列課外專題講座，聘請對專題內容有深入研究和獨特造詣的教師及企業的科技人員講授，以開拓學生的知識面、培養學生理論聯系實際的思維及能力。

3.加強課內實驗環節教學，注重理論聯系實際

課內實驗是在課堂教學的基礎上，鞏固理論知識，培養動手能力和初步設計技能，增強解決問題和分析問題的能力的必要教學一環。為了突出課程的工程實用性，采取了優選驗證性實驗，增加了設計型和綜合型實驗項目的課內實驗設置方法。

注重電路的工作機理分析與工程實際問題是驗證性實驗項目的選擇標準。優選的該類實驗項目包括：常用PWM控制器件及特性、不控整流的諧波與抑制、SPWM/SVPWM/方波PWM逆變策略的實現電路及特性等。

注重工程實用性是設計型和綜合型實驗項目的選擇標準。我們要求學生們對該類型的實驗項目遵循“理論設計計算—>計算機仿真驗證—>硬件實驗電路測試—>波形數據分析總結”的順序開展路線，以強化學生對知識點的掌握和實驗內容的理解，并促進學生形成理論聯系實際的科學實驗作風。

增設的實驗項目包括：各型升/降壓直直變換器設計、有源功率因數校正器設計、諧振軟開關設計、三相高頻PWM整流器設計，以及他們的復合系統設計等。

課內實驗項目設置為必修和開放式的選修兩類，以彌補實驗授課學時不足的矛盾，同時采取“案例講解法”、“實物演示法”等不同的教學方法，在實驗課上認真講解實驗內容、步驟和注意事項，以激發學生興趣，調動其積極性。

此外，應改革課內實驗成績的評定方式，突出對實驗過程的考核，鼓勵探索性的設計型實驗。具體措施包括增加課內實驗在課程總成績中的權重，增加實驗預習報告、實驗操作測評、實驗過程問辯三方面的成績考核項等，通過確立科學合理的考核方法，調動學生自主學習的積極性，形成務實的學習風氣。

4.優化課程設計環節，培養工程設計能力

課程設計是對學生工程設計和應用能力、創新意識和創新精神培養的重要環節，其課時安排在全部理論課程講授完畢后進行。

該實踐環節依托于以現代電力電子技術與運動控制實驗室為主體，以工程訓練中心、控制電機、虛擬儀器、風力發電動模實驗室等其他專業實驗室為輔助的課程設計開放式創新訓練實驗平臺。[3，4]課程設計內容以學生熟悉并感興趣的熱點工程為背景，從南通大學電氣工程學院專業與學科特色以及科研項目中，提煉出其中典型的技術問題，設計出合理的課程設計項目。可選的背景包括：風力發電、光伏發電、精密電機伺服驅動、電力無功與諧波控制、磁懸浮控制、特種電源等。其中的典型技術問題包括：整流、正弦逆變、直直變換、Delta逆變、閉環自動控制、檢測技術等。

針對少部分優秀學生采用“導師制”的課程設計教學方法，通過細致的指導，緊密的設計過程跟蹤，來進一步提高課程設計質量，并促進這部分學生研究性論文、專利、小制作等方面成果的形成。

針對大部分學生采用“項目驅動教學法”的課程設計教學方法。學生以小組為單位，在選題庫中自由選題，利用書刊、網絡查找相關資料，自主形成完成項目的各種設計思路，以培養學生獨立思考問題、解決問題的能力。

通過課程設計的鍛煉，使學生將書本上的理論知識和實踐經驗真正融入了自己的知識鏈，提高了其綜合能力以及自主創新和團隊協作能力。

5.注重網絡教學資源建設，提高自主性學習能力

網絡教學是彌補課堂教學學時局限，開拓課程學習的知識面，引導學生開展自主性學習，提高人才培養質量的重要途徑。課程組以校Blackboard網絡教學平臺為基礎，通過長期投入、持續積累、動態跟蹤的建設方式，建立了課程的網絡輔助教學平臺。

網站的教學材料提供了與課程相關的豐富的資源，內容包括教學資源庫（課程教學大綱、多媒體課件、實驗指導書、數值仿真實驗例程、實驗設備操作視頻等文件）、參考資源庫（經典學術論文、典型芯片和模塊的使用手冊、常用仿真軟件說明、典型應用設計案例、產業趨勢和研究熱點等信息）、復習思考題庫等版面區。

此外，課程組充分利用Blackboard網絡平臺的交互功能，完成諸如教學信息、在線電子試卷測試、遠程答疑和討論等教學工作，提高了教學的效率和效果。

三、結語

通過上述教學改革措施，同學們在課程學習的主動性、系統級的分析設計能力、實踐動手能力以及理論聯系實際的工程應用能力等方面均得到了提高，培養的學生在近年來的挑戰杯、機器人和電子設計大賽等學科競賽中均取得了良好成績。

顯然，基于應用型人才培養的課程改革是一項持續而動態的工作，課程教學中需依據卓越工程師教育培養思想，以實現人才培養需求與區域經濟社會發展需求的無縫對接為導向，明確樹立學生的主體觀，合理安排理論和實踐教學內容，運用合理的教學方法和手段以及科學的評價體系，以切實提高教學效果和人才培養質量。

參考文獻：

[1]陳堅，康勇.電力電子學：電力電子變換和控制技術[M].第三版.北京：高等教育出版社，2011.

篇7

1 前言

隨著人們生活水平的不斷提高，整體經濟水平的不斷發展，電子設備與電力電子在現代電力系統中應用越來越廣泛。但是電力等能源需求也越來越大，隨著引起了能源危機與生活需求的矛盾。電力電子技術在整個能源開發中扮演著十分重要的角色，新型電力能源的研究與開發都離不開電力電子作為基礎。因此，電子技術于電力系統的相互結合，不僅關系到電力能源的革新發展，對于社會的長足未來也都起到了關鍵作用。國內對于電力系統網絡較早就展開了建設研究，至今也取得了斐然的成果與成熟的電力網絡構架。

2 電子技術在現代電力系統中的應用

電力系統本身具有復雜性、專業性與各領域技術結合的綜合性。經過多年的發展與融合，電子技術在各行各業都得到了廣泛運用，也推動了電力能源的快速發展。對電力系統的性能與效率都起到了極大的促進作用。在電力系統中包含發電、配電、輸電等各個關鍵環節，電子技術的深度結合都必不可少。隨著電網的規模性能逐漸壯大高效，對電力電子技術也要求越來越高。通過優化完成電網變網的運行管理，在效率、精度、性能、質量等各方面指標都得到了更好的控制管理，對于電力系統的運營成本與難度都有效降低了。安全穩定的運行，使整個系統容錯性增加，運行更趨于完善。

2.1 發電環節應用

現代電力系統作為一個復雜的綜合系統，其發電環節技術成分含量較高，多個發電組與設備相結合，并且設備本身結構十分復雜。因此，相關的操作技術人員需要有過硬的專業技能知識，這樣才能更好的完成電力設備中相關設計管理，運行維護等系列工作。發電環節中與電子技術的相互結合，對于發電系統整體的效率都能有很大的提升。勵磁控制作為目前發電機控制的主流控制方法，主要通過品閘管整流電路完成設備的連接。具有較高的可靠性，并且系統整體控制結構簡單，性價比較高，造價與系統性能均較為合理。靜止勵磁控制在對原有勵磁機完成優化后，消除了慣性環節，系統穩定性與高效性能變得更為完備。對于系統的運行規律變換，一般結合電子變頻設備，控制調節發電中機組的運用速度。使得電力功效得到提高，自身變化率也完成自動化控制，結合勵磁控制，整體變得更加穩定高效，而且自身系統功率耗費也降低到了最低。其他電力領域也均有廣泛參考，如風力水力發展等。由于發電設備電量使用不可轉移改變，并耗電比較大，例如在風力發電中，為了消除不同風速變化導致的頻差，其功率消耗高達整個用電的65%，電子變頻器的出現很好的緩解了這一問題，通過有效地控制調節，能源消耗更低，大大降低了成本輸入。

2.2 輸電環節應用

電子電力技術的不斷發展與提高，在電力系統中應用越來越廣泛。電子元件的大量生產與應用，為現展提供更多的技術硬件支持與廣闊的平臺。在系統中的輸電環節，電子器件的結合運用，一方面電力電網運用的可靠性得到了保證，電網穩定性也得到了相應提高，安全可靠的發展都展現電子技術在電力系統中的關鍵作用。在當前輸電環節中，一般采用直流與輕型直流這兩種較為常見輸電模式，不僅能夠增加輸電的容量大小，并且能夠更加靈活方便的控制調整。整個輸出過程穩定可靠。這對于遠距離的傳輸電力實現了較好的支持供應。其中，直流輸電最大的優勢還在于能夠滿足不同的電力輸出要求，采取針對性的不同輸電方式。隨著技術的不斷發展，柔流輸電技術被研發并最近應用。這種融合了微電子、未處理、電力電子技術、自動化控制、通信交互等多種融合的技術平臺，能夠完成交流輸電的適時控制，使整個電網達到長時的穩定狀態，同時輸電環節的輸出成本也相應降低。柔流輸電技術為電力系統提供了無功功率和感應，提高了輸電質量與傳輸效率。

2.3 配電環節應用

在輸電環節中，保證電能質量有效控制調節十分重要。在配電過程中，對頻率、諧波、電壓等指標有效控制，以此到達電能質量的標準，并且還需要考慮到干擾與瞬態波動的影響。在目前的電子應用中，一般是基于DFACTS電能質量調節裝置進行控制。完成對電能質量的約束規范。由于柔流輸出系統日趨成熟。作為簡約版本的FACTS設備技術，DFACTS自身的工作原理、性能結構、功能指標均大同小異。由于電力電子期間的飛速發展，目前電氣設備出現了供過于求的市場狀態。DFACTS自身應用前景廣闊，市場需求大，并且自身技術并不復雜，造價成本較低，更加容易被市場所接納，整個設備產品將進入高速發展地勢態。

目前一般采用電力通信技術為微波、無線擴頻、電力載波、光纖通信等。除了數據語音、電信業務、自動化控制等，還有相應的業務保護，安全控制數據等。而電力通信的自動化與電力系統自動化相照應。現在大多已經滿足了穩定、可靠、高效的優化通信。目前一般光纖采用OPGW與ADSS類型技術，能夠與電力系統本身的線路資源相結合，避免產生頻率資源、路由協調、兼容性之間的矛盾與沖突，自身具有較強的主動權，控制靈活。

3 結束語

由于技術的不斷發展進步，對應的電子技術、電子設備、電子材料等，都在飛速發展。在電力系統建設中，作為主要組成的電力電子器件，也得到了相應的完善與優化。不斷滿足高要求的新型電子技術也不斷呈現研發。同時，現代電力系統構建態勢也呈現多元化，綜合性。可以預測，基于目前的發展，未來較長一段時間中，電子技術在電力系統中依然扮演著重要作用，滿足大規模電網改進建設。不斷研究新技術，并加以改進應用。完善促進現代電力系統的健康發展育穩定高效建設，爭取取得更大的科技進步。

參考文獻

[1]張娜.電力電子技術的發展及應用探究[J].電子技術與軟件工程 ，2015（03）.

[2]于闖.淺析電力電子技術在電力系統中的應用[J].科技經濟市場 ，2015（07）.

[3]張文亮，湯廣福，查鯤鵬，賀之淵.先進電力電子技術在智能電網中的應用[J].中國電機工程學報，2010（04）.

作者簡介

篇8

隨著汽車工業與電子工業的不斷發展，在現代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車電子化的程度也越來越高。汽車技術與電子技術相結合催生出汽車電子技術概念。電子技術在現代汽車工業中的廣泛應用加快了電子汽車的發展趨勢，推動了汽車功能的多元化和便捷化。

一、汽車電子技術

現代電子技術與汽車工業的結合促成了電子汽車概念的誕生和實現，概括地來說當前的汽車電子技術主要包括：智能化集成傳感器：提供用于模擬和處理的信號，而且還能對信號作坊大處理。同時，他還能自動進行時漂、溫漂和非線性的自動校正，具有較強的抵抗外部電磁干擾的能力，保證傳感器信號的質量不受影響；嵌入式微處理機已廣泛地應用與安全、環保、發動機、傳動系、速度控制和故障診斷中。軟件技術：隨著汽車電子技術應用的增加，對有關控制軟件的需求也相應增加，并可能要求進一步計算機聯網。因此，要求使用多種語言，并開發出通用的高水平軟件，以滿足多種硬件的要求。轎車上多通道傳輸網絡將大大地依賴于軟件；多通道傳輸技術，多通道傳輸技術的采用，對電子控制集成化的實現是十分必要和有效的。采用這種技術后，使各個數據線成為一個網絡，以便分享汽車中心計算機的信息。汽車車載電子網絡：汽車電子設備發展的一個重要趨勢是大量使用微處理機來改善汽車的性能。隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。為了進一步提高行使的經濟性，溫度及車速等信息必須在不同控制單元間交換。由此，以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是很有必要的。集成化技術：汽車電子技術的一個發展趨向是功能集成化，從而實現更經濟、更有效以及可診斷的數據中心。光導纖維：汽車電子技術的進步，已使各系統控制走向集中，形成整車控制系統。這一系統除了中心電腦外，甚至包括多達23個微處理器及大量傳感器和執行部件，組成一個龐大而復雜的信息交換與控制系統等。

二、國內汽車電子技術發展

電子技術在汽車工業中的應用加快了汽車技術的升級和突破，自20世紀80年代以來，汽車工業的長足發展，也是以電子技術（特別是計算機、集成電路技術）為動力而實現的。采用電子技術是解決汽車所面臨的諸多技術問題的最佳方案。因此一國電子產業的發展水平及其在汽車工業領域的應用情況決定了其在未來軌跡汽車行業競爭中的地位和影響力。目前，國產汽車的電子技術應用多數還處于初級階段。只有少數廠家，主要集中在一些中外合資和國內較為先進的汽車生產廠家，開始將電子控制裝置應用在汽車工業中。國內現在采用的電子裝置主要包括發動機的燃油噴射、電子點火控制、汽車安全性方面的安全氣囊，ABS等領域，而且多數為直接引進國外產品組裝，國內科研院所目前有關汽車電子技術應用的研究也主要集中在發動機控制、電控懸架、ABS系統等幾個方面，在汽車的電子網絡化技術、GPRS導航及智能交通系統的研究等方面與國外還有一定差距。

三、現代電子技術促進汽車智能管理的發展

隨著經濟的快速發展和人民群眾對汽車工業要求的逐步提高，當前的電子技術在汽車工業領域里得到了很好較快較好的應用。汽車智能管理系統就是這一應用的重要體現。車輛智能管理儀（以下簡稱管理儀）硬件構成主要由CPU，數據存儲器擴展電路、IC卡接口電路、GPS接收電路、光電隔離的輸入、輸出電路、數碼相機控制電路、指示燈、蜂鳴器及電源部分組成。采用GPS接收機接收衛星的信號，經過計算后可得出車輛所處的經緯度、行駛速度、行駛方向等參數。管理儀還能夠采集與司機操作有關的數據，如剎車、遠光燈、近光燈、左右轉向燈、喇叭、霧燈、制動氣壓、車門開關等參數。管理儀根據預先設定的時間間隔和特殊事件的觸發，將有關數據保存入IC（Intelligent Card）卡中。根據這些數據，車輛管理部門就可以對車輛的歷史運行狀況進行檢查、管理，以確定車輛是否按照規定的要求運行。管理儀還能夠對最近15次停車前，每次停車前50秒的所有信息進行詳細記錄，GPS數據的采集速度受GPS系統的限制，每秒鐘記錄1次，其他參數每隔0.2秒記錄一次。管理儀還具有數碼照相機的控制接口，可以根據外部觸發信號，對車內的情景拍照。 轉貼于

汽車工業是高科技工業，汽車性能的每一步提升都伴隨著新技術、新工藝的運用。電子技術是21世紀推動經濟發展和社會變革的重要技術之一，電子技術的發展及其在汽車工業領域的廣泛應用將有效提升汽車工業的發展水平。

參考文獻

[1]高艷青：《現代電力電子及電源技術的發展趨勢》，載《電腦與電信》2007，1.

[2]張慶湘：《淺析電子技術在現代汽車工業中的發展與應用》，載《企業技術開發》2007，6.

[3]李衛東：《淺談電子技術在現代汽車工業領域中的應用》，載《中國職工教育》2005，9.

篇9

關鍵詞:電子技術；現狀；電力應用

中圖分類號：F406文獻標識碼： A

一、前言

電子技術應用于電力系統，是把電力變換當成研究對象，并對電能進行控制的科學技術。電子技術在電力系統的應用，能夠使得電能更好地為人們提供服務。

二、電子技術發展概述

1、和能源相結合的電子電力技術

“科學發展觀”的提出使得人們愈加關注經濟的可持續發展，通過運用電子電力技術來實現對風能、誰能、太陽能等自然能源向電能的轉化，不僅大大提高了能源的利用效率還有效改善了我國資源短缺的窘境，通過這些能源發電將在今后成為電子電力技術的主要發展趨勢。電力節能技術的研究和發展大幅度提高了我國的能源節約效率，國家也一直關注和支持著這方面技術的研究和應用

2、機電一體化的不斷發展和應用

通過電子電力技術來實現對電能的科學控制和管理已成為當前主流的研究方向，相關資料研究顯示在將來全國幾乎全部的電能都需要通過電子電力技術的進一步處理后才能夠投入使用。近些年來，我國機電一體化的進程也在不斷加快，這為電子技術的深入發展和應用打造了良好的基礎。

3、智能技術的推廣

電子計算機、人工智能等理論和技術的研究的不斷深入為實現電力控制系統的智能化創造了有利條件。通過智能技術的應用，使設備或者系統具備一定的自適應、自控制能力，對工作過程中的相關操作或者出現的一些故障能夠做出準確的判斷、分析和處理將能夠全面提升電力行業的管理水平和服務質量，這也將成為電子電力技術的一個重要的研究方向之一。

三、電力技術的應用對于電力系統產生的意義

電力技術是最近幾年發展起來的應用于電力行業的一種新型技術，這種技術通過計算機技術、半導體元件、電子信息技術等來完成對電力系統及設備的控制。研究電力技術的主要目的是為了實現有效利用電力資源以及提升電力行業服務的質量。盡管電力技術的發展歷程還很短暫但它的發展速度卻是十分的迅速，當前已經擁有了一套比較系統、完整的體系。電力技術應用于電力系統產生的重要意義包括以下幾點：

增強電力行業的經濟效益

電力技術的廣泛應用能夠有效改善系統和設備的工作效率，提高利用資源的效率，降低管理成本和人力成本。此外，它還可以不斷促進完善系統和系統的功能，從而使電力行業朝著更加低能耗、高效率的發展方向前進。

調整產業結構

電力技術的應用與發展使得電力行業加入到了新興產業的行列中來。加快機電一體化進程還可以促使電力行業積極的引入電子技術，從而提升電力企業的整體實力。

四、電子技術在電力系統中的應用

1、電子技術在發電環節的使用現狀

發電環節作為電力系統中最為核心的部分，其涉及到龐雜、多樣的機器設備，一旦沒有進行有效管理將會直接影響到電力系統的正常運行。電子技術在發電環節的運用，主要變體現在對不同設備運行特性的有效控制、改善上。

（1）運用靜止勵磁實現對大型發電機的控制。由于采用結構簡易、穩定性好、成本較低的晶閘管整流自并勵方式，該控制方法被電力系統的大部分企業積極采用。勵磁機環節的有效省略，為快速地進行發電過程調節，提供了十分高效的技術保障。

（2）運用變速恒頻勵磁完成對風力、水力發電機的有效控制。眾所周知，風力發電機的發電效率直接與風速的三次方成正相關的關系，在風車發電過程中，其捕捉到的最大風能因風速的不同而相應變化，為了實現有效功率的最大化，可以通過對轉子勵磁電流的有效調整，達到機組運行能夠與轉子轉速疊加后維持在恒定的輸出頻率，完成預定目標。同樣，水電發電有效率直接受到水頭壓力以及水流量大小的影響，為使機組的轉速能夠與水頭的變化幅度以及流量的起伏狀態契合一致，通過變速電源的控制，一樣能夠十分準確地完成輸出頻率恒定的預定目標，實現有效功率最大化的目的。

（3）對發電廠風機水泵的變頻調速進行有效干預。據相關資料顯示，發電廠的內部電率的均值為8%，風機水泵的耗電量占到火電設備耗電量總數的63%左右。運作效率不高是廣大發電企業面臨的一大難題，低壓以及高壓變頻器的出現很好地解決了這一歷史性難題，通過運用風機水泵的變頻以及調速，可以十分有效地達到節能的目標。由于技術水平尚處于起步階段，高壓大容量變頻器的生產、設計尚處在較為稀缺的狀態，學校與企業聯合開發研究的方式正在被積極推廣。

2、電子控速技術的推廣使用

在工況相對惡劣的作業環境下運用該技術，能夠實現電動工具的串激電機額定負載轉速與空載轉速保持基本一致或者完全統一的效果，這就為廣大施工人員在進行作業時，有效降低噪音和震動，實現工作效率的提高并且延長工具的使用期限提供了十分必要的技術支持。

3、電子減速技術的運用推廣

施工人員在進行螺釘以及螺栓拆卸過程中，由于工具需要在低轉速、大扭矩的條件下進行運作，傳統的串激電機扳手或者螺絲刀，難以實現轉速、扭矩雙雙降低的情況下完成螺釘與螺栓的順利卸載，尤其是生銹現象出現時，卸載就更加不易。通過使用電子減速器，可以實現串激電機負載減壓的同時自動將電壓進行增大，實現奠基的大扭矩，方便工人進行螺栓以及螺釘卸載。

4、電子扭矩控制技術的有效運用

由于高功率、大扭矩的客觀條件，操作人員在用螺絲刀或者把手進行大螺釘、大螺栓的擰緊作業時，往往會出現因扭矩控制不當而出現鉆頭、螺釘、螺栓斷裂的情況，電子扭矩控制技術的出現十分巧妙地解決了這些問題，通過使用電子扭矩控制器，可以對螺絲刀的扭矩值以及無極調節扳手進行有效控制，與此同時，將扭矩的最大值控制在一定的范圍內，也是保障流水作業時，操作人員實現裝配螺釘、螺栓擰緊程度一致性的重要手段。

5、電子調速技術在電動工具中的推廣使用

電子調速技術是電力系統中電動工具領域使用最廣泛，也是最早的電子技術。目前基本上所有的品種都采用了該項技術，通過對電動工具的運行速度進行有效設定，可以實現其在不同轉速，尤其是低轉速水平上的靈活、精準作業，為改善工作質量、提高工作效率創造了十分便利的條件。

6、電子啟動電流限制技術在電力系統中的運用

電動工具的啟動速度經由限制啟動電流控制，這一手段的運用為功率較大的電動工具進行征程作業創造了十分高效的前提條件。繼電器與限流電阻各一只組成的電子啟動電流限制器，在工具機體內通過對其啟動過程中電樞、磁力線的控制，實現工具啟動，電流不會出現立刻增大的現象，為其正常、安全運用奠定了極其重要的保證。

7、微機控制技術的應用

在進行微機控制過程中，電動工具機器內部只需要安裝空間占用小、價格相對較低的單片機，便可以進行作業。使用該項技術最大的優勢，便在于其能夠對操作和控制進行自動選擇，通過控制屏上的按鈕進行工具運作控制，不僅實現了高效作業，更加實現了這一過程中工具完好度的保護。

五、結束語

綜上所述，電子技術是實現智能電網的基礎和技術保證。隨著電網的不斷深化發展，電子技術必將獲得長足發展，得到更廣泛的應用。

篇10

1、電力自動化技術概述

電力系統中的自動化指的是一種綜合概念，其本質就是監測和控制電力生產、電力傳輸以及電力使用的全過程，從而促使電力系統更加的安全和可靠。電力系統的自動化技術主要有如下要求：一是利用自動化技術要對傳統電網技術進行改善，以此來降低損耗，實時監控可以降低事故發生的頻率，又可以及時有效的處理故障；二是要收集電網運行各個環節的數據，從而有效的進行研究和分析；三是要遵循經濟性原則，促進電力企業的可持續發展。

2、電力自動化技術的主要運用領域

隨著經濟社會的快速發展，居民及客戶的用電需求和要求越來越高；電力企業要想跟上經濟社會發展步伐，就需要不斷提高電力系統運行效率，建設現代化智能電網勢在必行。這就迫切需要加大電力自動化技術應用，提升電網自動化水平。電力系統的自動化技術主要應用在如下三個領域：

電力發電廠系統：發電廠自動化的對象主要是水電發電廠和火電發電廠。在水電發電廠方面，自動化主要可以實現三個方面的功能，分別是水庫的調度、監測大壩的狀態以及管理發電廠的運行。通過自動化系統中的自動化水文監測，可以采集和分析水文信息以及降雨量等數據，依據分析的結果來制定相關的調度計劃。大壩監控系統則可以實時監控大壩的運行狀態，如果在監控的過程中出現了問題，會及時的進行預警；發電機的監控系統則是監測發電站機組的運行狀態，保證可以控制發電機的運行，有效管理發電廠。在火力發電廠方面，主要是安全檢測電廠內的各個設備儀器，利用計算機技術來控制發電過程，自動增減有功負荷和母線無功功率，并且電壓進行控制，從而保證發電廠運行的安全性和穩定性。

電網運行系統：電網自動化與電網管理系統密切相關，其總體結構主要包括變電站自動化、饋電線路自動化、負荷管理。第一，變電站自動化是通過計算機信息技術，代替以往的人工監測操作，對變電站實行自動數據采集、計算、處理，自動監視，自動操作開關及閉鎖，自動信息交換與通信等功能的自動化系統。第二，饋電線路自動化的主要功能在于對饋電線路的監控、故障隔離、網絡重構等。第三，負荷管理是包括負荷控制、用電及發電管理等在內的供需雙方共同參與的供用電管理，主要應用于大用戶，提供充分將電網運行安全性和經濟性考慮在內的負荷控制方案。

電網調度系統：在調度系統中通過計算機的軟硬件功能將監測系統和控制系統有效連接起來，利用對象數據庫來分析銜接數據，比如狀態控制或者故障處理等等，從而實現電力調度“遙控、遙測、遙信、遙調”的“四遙”功能。

3、電力自動化技術的在智能電網中的具體技術及應用

隨著科學技術的不斷進步，電網的智能化發展方向已成為必然趨勢，自動化技術也隨之扮演著越來越重要的角色。歸納當前在智能電網中所使用的自動化技術，主要有以下六種：

光纖通信技術：電力系統要想實現自動傳輸的功能，光纖通信技術是基礎，利用光纖通信技術可以有效的實現調度控制中心與其他方面，比如發電廠、用戶等進行雙向的信息傳遞。通常情況下，可以將自動傳輸系統分為兩個組成部分，分別是運動通道和運動裝置，運動裝置又可以分為遙控、遙測等等，而運動通道也可以分為很多種形式，比如逛到、微波等等。信息通信技術因為具有雙向、實時以及高速的特點，可以有效的監測電網的運行狀態，將一系列有用的數據提供出來，依據這些監測結果，來不斷的修正和調整電網，從而提高電力能源的利用率，促使供電運行更加的安全和可靠。供電企業利用信息通信技術還可以有效的溝通用戶，這樣就可以更加的具有針對性。信息通信技術還可以監視和控制電網損耗和故障。

主動數據庫技術：目前在電力系統中已經開始廣泛應用數據庫技術，用來支持對象標準，相較于一般的關系數據庫，主動對象數據庫主要是對技術支持，以及主動功能的技術支持。具體來講，主動數據庫技術利用系統的監視功能來有效的利用對象函數，實踐研究表明，數據傳輸的時間得到了大大的節省。

現場總布線技術：現場總布線技術從實質上來講，是一種連接技術，將其應用于電力自動化技術中，可以有效地連接傳感系統、控制系統以及計算機控制系統等等，從而構建一個多向的數字化信息網絡。目前，現場總線技術被廣泛的應用于電力工程之中，通過現場總線技術可以有效的收集變送器所控制的總用電量，然后在主控計算機上集中這些控制之后的信號，最終向控制設備上發送這些指令，這樣就實現了電力自動化技術的應用。通過分散電力工程中的控制功能，并且配備相應的計算機來處理被控設備的信息，連接信息和計算機，就不需要控制電力工程的現場，只需要調度信息即可。

自動化電力調度軟件技術：要想實現電網電力調度的自動化，離不開硬件設備，更離不開管理軟件。通常實踐研究表明，在電網運行中合理的應用調度自動化系統，可以更加的安全和可靠。我國調度系統近些年來經過了大力的發展，已經從原來的單一監視項發展為目前的綜合動態監視項，由目前的分布式系統取代了原來的單機式系統，原來沒有標準，現在也已經有了統一的標準。

光互聯技術：光互聯技術主要是應用于電力工程中的繼電以及自動控制系統中，光互聯技術在電力工程中的應用，主要有這些表現：探測器功能進行扇出數的限制，實踐應電容許的負載以及平面也不會對其產生限制作用，還可以有效的提升系統的集成度，對于系統監控也有很大的幫助。根據相關的實踐研究表明，利用電子傳輸以及電子交換技術可以有效的拓展互聯網，并且重組編程的結構，這樣就會增強電力工程中電力系統的的靈活性。光互連技術有著較好的抗磁干擾性，那么就可以對處理器的干涉能力適當加大，這樣數據通信就可以變得更加方便，讓電力工程系統更加的可靠和安全。

智能傳感和控制技術：智能電網遠程監測和控制的基礎就是智能傳感和控制技術。它由智能電表、在線設備監測以及廣域測量系統這三個重要部分。智能電表指的是監測用戶的實時電價以及用電情況，并且自動抄表功能也可以實現；電網設備在線監測系統的功能主要是監測電力設備的各項運行情況，這個系統的基礎是一個傳感器，具有十分高的敏度。廣域測量系統是在通信系統和全球定位系統的基礎上發展起來的，可以動態測量電網的運行狀態，然后控制中心來分析通信系統傳輸過來的數據，采取預防措施和控制手段。

4、結語

我們可以清晰的看到，未來自動化技術在電力系統中應用的廣度和深度將不斷擴大。在電力系統的發展中，許多問題和弊端都能通過自動化系統彌補。在進行智能電網建設的過程中，自動化技術將成為不可或缺不可替代的重要支柱。

參考文獻：