现代电力电子论文实用13篇

现代电力电子论文
现代电力电子论文篇1

现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1.1整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

1.2逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

1.3变频器时代

进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

2.现代电力电子的应用领域

2.1计算机高效率绿色电源

高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。

计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高频开关电源

通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。

因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。

2.3直流-直流(DC/DC)变换器

DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。

通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。

2.4不间断电源(UPS)

不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。

现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。

目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。

2.5变频器电源

变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。

国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。

2.6高频逆变式整流焊机电源

高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。

逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。

由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。

国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。

2.7大功率开关型高压直流电源

大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。

自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。

国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。

2.8电力有源滤波器

传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。

电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。

2.9分布式开关电源供电系统

分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。

八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展,各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加,应用领域不断扩大。

分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。

3.高频开关电源的发展趋势

在电力电子技术的应用及各种电源系统中,开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术,通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。

3.1高频化

理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。

3.2模块化

模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。

3.3数字化

在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。

3.4绿色化

电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。

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1.2当前电力电子技术的应用领域

电力电子技术的发展核心控制体系在于电能器件的有效转换,作为一种现代技术,电力电子技术的主要功能不仅包括了逆变、整流、变频等基本方面,除此以外还涉及到斩波和智能开关等方面的内容。通过对电网工频电能的转化来达到不同的使用目的,以此适应现代化生产对电力电子技术的使用需求。具体应用方面,其应用领域主要包括了三大方面:其一,在变频器作用下对微电子技术及控制技术进行有效整合,将固有不变的交流电转变为可换可调的可变式交流电,以此达到无级调速的目的,这对电能资源的节约显然极为有利。其二,在开关电源和供电电源方面现代电力电子技术也有着自身的使用功能,类似变频电源、焊接电源、充电电源、照明电源等都为现代化电力系统的完善提供了切实可行的技术指导。其三,一些发电系统或是交流输电技术也体现出现代电力电子技术的应用意义,水力发电、风力发电、配电与用电系统的完善等都和电子系统的应用之间有着密切联系。

2现代电力电子技术的发展趋势探讨

2.1电力电子技术的发展趋势

电子电子技术归根结底是对电源技术的研究,电源技术不仅是电力电子技术研究的核心,一定程度上开光电源技术的发展也预示着现代电力电子技术今后的发展走向。从发展趋势来看,现代电力电子技术的发展趋势可概括为以下几方面特点:第一,现代电力电子技术的集成化与模块化特征。这一特征主要表现在现代电力电子技术的功率器件和电源单元两个方面,从微小器件组成来实现电子器件的智能化辨别与使用。这样的模块功率不仅有效控制了器件的体积,在设计与制造方面也形成了显著的模块化特征。电力电子技术的模块化发展其核心目的旨在降低器件的电应力,从安全性与可靠性角度提升电力系统的使用性能。第二,现代电力电子技术的高频化特征。从理论分析及实践验证的双重角度不难看出,无论是变压器的电感还是电容体积在供电频率方面都呈现出一定的反比例趋势,因此体积的减小必然会导致电子技术的高频化呈现。从这个角度来看,全控型电子器件的问世已然标志着现代电子与电力技术率先实现了自身的高频化转换。第三,现代电力电子技术的全控化与数字化特征。全控化电力电子技术的革新突破了原有电力电子器件在使用功能方面的限制,降低了关断换流电路可能造成的危险,从根本上保障了电力系统在使用过程中的安全性。数字化特征则主要表现在现代电力电子技术的高频斩波以及谐振变换等方面,从弱电领域拓展了电力电子技术的发展渠道,提前实现了控制技术的集成化。第四,现代电力电子技术的绿色化特征。这里的绿色化特征既包括了环境污染问题的控制,又涉及到必要的电网污染源问题,是当前电力电子技术在发展过程中亟需解决的重要问题。发电容量的控制从根本上减少了发电对环境造成的污染,与此相关的污染过滤器或是电能补偿系统等都是当前电力电子技术向绿色化迈进的有力证据。具体的电力电子技术应用方面,则主要表现为四大革新趋势:其一,太阳能发电技术的应用。太阳能发电技术为普通家庭提供了足够的电能使用空间,成为了可再生资源的有效传播途径之一。其二,燃料电池发电技术。燃料电池的发电装置主要是将其中的化学能转化为可使用的电能,节能省电,鲜少产生环境污染问题。其三,交流输电技术的应用。作为一种新型电力系统出现的交流输电技术实现了对电网资源重新分配与利用,保障了电力系统的稳定性。其四,现代电力电子技术中的储存与质量控制技术。储存技术的使用在于提升电力系统本身的电力储备功能,而质量控制技术则在于从供电质量角度提高电力产品的使用效率。

2.2现代电力电子技术的应用展望

关于现代电力电子技术的应用展望,可从如下几方面得以体现:第一,从节能性角度提升电机系统的使用性能,可从专用电机的设计或是控制设备的完善等方面来提升整体电力系统的使用效率;第二,中高压直流输电系统的运用也是今后电力电子技术发展的必然趋势,这一系统本身就具备了低污染和低能耗的特点;第三,当前社会发展进程中充电站网络的构建或是电动车辆的普及已经逐渐成为现代电力电子技术发展进程中积极完善与改革的内容,以电动汽车为代表的环保电力问题逐渐成为一个时代课题。至于当前城市建设过程中充电网络的配备问题基本尚处于起步阶段,无论是实际应用领域还是理论构建领域都还存在许多值得研究和讨论的问题,但无疑其发展空间是极为广阔的;第四,关于电力系统中电能储备装置的设置与超导线的使用也将成为电力电子技术亟需解决的问题之一,从根本上解决电能储备问题势必将对电力系统的持续发展产生积极而深远的影响。然而面对电能储备过程中存在的诸多问题,电力系统设计者需要从控制技术与存储技术的双重层面来体现储能装置的有效性,对于其中可能存在的不合理问题提出切实有效的解决或改进对策。

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现代电力电子技术的发展经历了几个不同的阶段,整流器时代、逆变器时代和变频器时代,现代电力电子技术属于变频器时代,同时又与微电子技术有效地进行了结合,这不仅使其应用范围十分广泛,而且在国民经济中的地位也变得越来越重要。

1 现代电力电子技术的发展趋势

在当前科学技术快速发展的新形势下,随着电力电子技术的不断革新,其发展达到了一个较高的水平。现代电力电子技术主要是对电源技术进行开发和应用,可以说电源技术的发展是当前电力电子技术发展的主要方向。

1.1 现代电力电子技术向模块化和集成化转变

电源单元和功率器件作为现代电力电子技术的重要组成部分,是电子器件智能化的核心所在,其组成器件具有微小性,因此电力电子器件结构也更为紧凑,体积较小,但其能够与其他不同器件的优点进行有效综合,所以其具有显著的优势。也加快了现代电力电子技术向模块化和集成化转变的进程,为电力系统使用性能的提升奠定了良好的基础。

1.2 现代电力电子技术从低频向高频化转变

变压器供电频率与变压器的电容体积、电感呈现反比的关系,在电力电子器件体积不断缩小的情况下,现代电力电子技术必然会加快向高频化方向转化。可控制关断型电力电子器件的出现即是现代电力电子技术向高频转化的重要标志。而且随着科学技术发展速度的加快,电力电子技术也必然会向着更高频的方向发展。

1.3 现代电力电子技术向全控化和数字化转变

传统的电力电子器件在使用过程中存在着一些限制,而且关断电器时还会产生一些危险,自关断的全控型器件在市场上出现后,有效地弥补了这些限制和避免了危险的发生,这也是现代电力电子技术变革的重要体现,表明现代电力电子技术加快了数字化发展的进程。

1.4 现代电力电子技术向绿色化转变

现代电力电子技术向绿色化转变主要表现在节能和电子产品两个方面。相比于传统的电力电子技术来讲,现代电力电子技术的节能性更好,这也实现了发电容量的有效节约,对环境保护带来了较好的效果。一直以来一些电子设备会将严重的高次谐波电流入到电网中,给电网带来较大的污染,导致电网总功率质量下降,电网电压出现不同程序的畸变。到了上世纪末期,各种有源滤波器和补偿器的面世,实现了对功率参数的修正,从而为现代电力电子技术的绿色化发展奠定了良好的基础。

2 现代电力电子技术的应用

现代电力电子技术的功能具有多样性的特点,其在多个领域都有着广泛的应用,这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中占据非常重要的地位,有着不可替代的作用。

2.1 电源方面

(1)一般电源。现代电力电子技术在开关电源和供电电源方面都取得了较大的进展,交流电直接由整流器转变为直流电,这部分直流电一部分由逆变器转换为交流,然后经由转换开关到达负载,而另一部分则直接对蓄电池组进行充电。一旦逆变器发生故障,蓄电池组则作为备用电源开始直接向负载提供能量。在现在的电力电子器件中普遍采用MOSFET和IGBT作为电源,不仅具有较好的降噪性,而且电源的效率和可靠性也能够得到有效的保障。

(2)专用电源。高频逆变式焊机电源和大功率开关型高压直流电源是比较典型的两种应用现代电力电子技术的专用电源。高频逆变式焊机电源是一种高性能的电源,由于大容量模块IGBT的普遍使用,使得这种电源有着更加广阔的应用前景,逆变式焊机电源基本采用的都是交流-直流-交流-直流的转换方法,由于焊机工作的环境条件恶劣,所以燃弧、短路等就成为了司空见惯的问题,而采用IGBT组成的PWM相关控制器,能够提取和分析参数和信息,进而预先对系统做出处理和调整。大功率开关型高压直流电源主要应用CT机、静电除尘等比较大型的设备上,因为这类设备电压比较高,甚至达到了50 ~ 159kV,将市电经过整流器整流变为直流,然后与谐振逆变电路串联,逆变为高频电压,再升压,最后整流成为直流高压。

2.2 传动控制及牵引

这主要应用在无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制等等方面,通过将一个固定的直流电压转换为一个可以变化的直流电压,这样就能够使控制更加的平稳和快速,而且还可以节能。

2.3 在电力系统中的应用

在发电系统中现代电力电子技术的应用更是广泛,比如说水力风力发电、用电系统、配电、输电等等都和现代电力电子技术有着密切的联系。目前的风力电力机组已经结合了机械制造、空气动力学、计算机控制技术、电力电子技术等等,而现代电力电子技术就是发电系统中不可或缺的重要技术,它对于电能的转换、机组的控制和改善电能质量等都很重要。

2.4 在节能和改造传统行业中的应用

现代工作的开展离不开电能的支持,电能是现代工业的重要动力和能量源头。随着我国工业用电量不断增加,用电的不合理及浪费现象也日益显现出来。这就需要有效地降低能源的消耗,提高电能的利用效率,以便于能够对当前能源紧缺的局面起到一定的缓解作用。因此需要充分的发挥现代电力电子技术的性能优势,有效地提高现代电力电子技术的效率,应用现代电力电子技术,通过工业控制有效地将电能转换为劳动力,建成现代化的智能车库,从而降低工人的劳动强度,实现人力资源的节约,确保劳动生产力的提高,以便于推动传统行业的改造进程。

2.5 在家用电器方面的应用

现代电力电子技术在我们日常生活中应用也较为广泛,当前家用电器普遍应用现代电力电子技术,给我们的日常生活带来了较大的便利。许多电器都只需要按下按钮就能进行工作,而不需要人们亲自动手。

3 应用展望

在今后现代电力电子技术应用过程中,需要重视以下几个方面的问题:首先,需要对节能和环保给予充分的重视,通过完善控制设备和设计专用的电机来有效地提高电机系统的使用性能和效率;其次,为了实现节能和环保,则需要使用中高压直流转电系统,使其实现低能耗及低污染;最后,需要加快解决电力系统中储电装置的设置问题,需要电力系统设计者从控制技术等方面来制定切实可行的解决方案,从而对电能储备中存在问题进行有效解决,更好地推动电力系统的持续、稳定发展。

4 结语

现代电力电子技术在多个领域都得到了广泛的应用,特别是对电网的控制和转换上发挥着非常重要的作用。通过现代电力电子技术的应用,使大功率电能成为其他高新技术的重要基础,这也决定了现代电力电子技术在国民经济发展中的重要地位具有不可替代性,对推动经济和社会的发展发挥着非常重要的作用。

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现代电力电子论文篇4

2000多年前的物理学,中国、古希腊都有研究,但是真正意义上的精确科学,也就是说用数学、微积分这样的精确科学,实际上是在中世纪即在15世纪16世纪的时候,也就是牛顿、伽利略的时代,开创了物理学精确科学的先河,此后物理学得到了很大发展,后来的热学、电磁学、声学、连续介质动力学等问题也在十七、十八、十九三个世纪取得了很大发展。现在就从牛顿、伽利略时代起谈谈物理学的发展与人类的文明进步的关系。

一、工业革命前的人类文明

工业革命前的物理学虽然在漫长的历史进程中不断发展,但是并没有给人类带来生产力上的巨大改变,人类还处于刀耕火种的农业时代,那是的生产力很低下,人们的生活水平上千年来没有真正的突破。

二、人类的机械化时代

牛顿力学的建立和热力学的发展导致了第一次工业革命

1665年夏,年仅23的牛顿因英国爆发瘟疫而避居乡下,他一生最重要的成果,几乎所有的重要数学物理思想多诞生与不这个时期。在他45岁时,划时代的伟大巨著《自然哲学之数学原理》出版,奠定了整个经典物理学的基础,并对其他自然科学的发展产生了不可磨灭的推动和影响。

三、人类的电气化时代

经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质。人们很早就接触到电和磁的现象,并知道磁棒有南北两极。在18世纪,发现电荷有两种:正电荷和负电荷。不论是电荷还是磁极都是同性相斥,异性相吸,作用力的方向在电荷之间或磁极之间的连接线上,力的大小和它们之间的距离的平方成反比。在这两点上和万有引力很相似。18世纪末发现电荷能够流动,这就是电流。但长期没有发现电和磁之间的联系。

19世纪前期,奥斯特发现电流可以使小磁针偏转。而后安培发现作用力的方向和电流的方向,以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。不久之后,法拉第又发现,当磁棒插入导线圈时,导线圈中就产生电流。这些实验表明,在电和磁之间存在着密切的联系。法拉第用过的线圈

电和磁之间的联系被发现后,人们认识到电磁力的性质在一些方面同万有引力相似。为此法拉第引进了力线的概念,认为电流产生围绕着导线的磁力线,电荷向各个方向产生电力线,并在此基础上产生了电磁场的概念。

19世纪下半叶,麦克斯韦总结宏观电磁现象的规律,并引进位移电流的概念。这个概念的核心思想是:变化着的电场能产生磁场;变化着的磁场也能产生电场。在此基础上他提出了一组偏微分方程来表达电磁现象的基本规律。这套方程称为麦克斯韦方程组,磁学的基本方程。麦克斯韦的电磁理论预言了电磁波的存在,其传播速度等于光速。于是人们认识到麦克斯韦的电磁理论正确地反映了宏观电磁现象的规律,肯定了光也是一种电磁波。该理论实现了物理学的第三次综合,即电、磁、光的综合。

四、人类的高科技时代

人类社会发展到今天,已进入信息时代、核能时代、新材料时代和太空时代,也就是说进入了高科技时代。而这一切的基础是20世纪物理学革命的产物――相对论和量子力学。

19世纪,经典物理学的成就到达了顶峰。可是,世纪末的迈克尔逊-莫雷实验和黑体辐射实验形成了物理学万里晴空中的“两朵乌云”;而电子、X射线和放射性等新发现,使经典物理学遇到了极大的困难。有的物理学家呼唤:“我们仍然在期待着第二个牛顿。”需要巨人的时代造就了巨人。这第二个牛顿便是爱因斯坦。

1905年,爱因斯坦以“同时”的相对性为突破口,提出了“光速不变原理”和物理规律在惯性系中不变的“相对性原理”,导出了洛仑兹变换,从而驱散了第一朵“乌云”。这就是狭义相对论。在此基础上,他又得到的质能相当的推论E=mc2,预示了原子能利用的可能。

1913~1916年,爱因斯坦从引力场中一切物体具有相同的加速度得到启发,提出了“加速参照系与引力场等效”和物理规律在非惯性系中不变的“相对性原理”,从而得到了引力场方程。这就是广义相对论。他预言,光线从太阳旁边通边时会发生弯曲。1919年,英国天文学家爱丁顿以全日蚀观测证实了这一预言,从而开创了现代天文学的新纪元。爱因斯坦也因此名噪全球。

1900年,普朗克为驱散第二朵“乌云”,提出了“能量子”假设,量子论诞生了。1905年,爱因斯坦在此基础上提出“光量子”假说,用光的波粒二象性成功地解释了“光电效变”。同年,他把量子概念用点阵振动来解释固体比热。1912年,爱因斯坦又由量子概念提出了光化学当量定律。1916年,他由玻尔的原子理论提出了自发发射和受激发射的概念,孕育了激光技术。此后,对量子力学的建立作出重要贡献的著名物理学家还有:1923年提出实物粒子也具有波粒二象性的德布罗意,1925年建立量子力学的矩阵力学体系的玻恩和海森伯等,1926年建立量子力学的波动方程的薛定谔。同年,玻恩给出了波函数的统计诠释,海森伯提出反映微观世界特性的“不确定度关系”。量子力学揭示了微观世界的基本规律,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学的发展奠定了理论基础。它是20世纪物理学革命的高潮。

五、小结

纵观物理学的发展和人类科技进步的历史,物理学的发展在整个自然科学的发展中处于领先发展并对其他自然科学的发展产生深远影响,为人类进入机械化、电气化、高科技时代奠定了理论基础准备了技术方法,对人类社会生产力的飞跃发展和经济结构的调整起着直接的推动作用,物理学的新成就更是为现代科学技术提供了直接的动力。有过辉煌历史的物理学对人类科学技术发展的影响将更加壮丽!

参考文献:

现代电力电子论文篇5

前言:作为信息技术发展的产物,电子技术在过去几年主要被用于电控装置、电气自动化系统等方面,而伴随较多传感测控、接口技术以及微电子技术等先进技术的融入,使电子技术的应用范围得以拓展,包括电力、交通以及工业等。然而较多行业在应用现代电子技术中,并未完全将其发展特点凸显出来,一定程度上影响现代电子技术作用的发挥。因此,本文对现代电子技术的具体应用研究,具有十分重要的意义。

一、现代电子技术的发展研究

(一)现代电子技术智能化发展

现代电子技术本身以控制理论作为依托,将较多现代化理论与学科融入其中,如生理学、心理学、模糊数学、计算机科学、运筹学以及人工智能等,同时将所有功能依托于计算机系统实现,智能化特点极为明显。从现行较多领域中现代电子技术的应用情况看,其利用计算机智能技术对人类智能进行模拟,具有自主决策、推理判断以及逻辑思维等能力,以较多行业中的电子产品为例,完全满足现代精密机械、计算技术以及自控技术等要求。由此可见,现代电子技术发展中,智能化特征极为明显[1]。

(二)现代电子技术模块化发展

当前电子技术在较多领域应用时,多以集成系统形式呈现出来,该系统又可细化为应用系统、电子子系统方面,尽管该系统研发中需投入较大成本,但能够使用户需求得以满足。而对于其中的集成,主要将企业管理集成、加工技术集成以及其他现代技术集成融入其中,具有一定的模块化特点。加上集成系统设计中引入较多标准芯片,有利于使电子产品向系列化、标准化等方向发展。另外,模块化特点下的系统,也有利于系统各部分结构得以优化,使系统综合性能进一步提升。

(三)现代电子技术人性化发展

现代电子技术的的不断发展,无论技术的应用或产品的发展,都以人作为对象,确保产品使用者给予电子技术最大的认可,这样才可使电子技术得以发展,并发挥其优势。现代许多电子设备投入使用后,为满足用户需求,多注重在产品自动化程度上不断提高,且电子设备精度也需得到保障。以家用电子产品为例,实际设计中往往从其舒适度、造型以及色彩等各方面着手,使产品整体得到用户的认可,与用户个性化需求相适应。因此,现代电子技术在实际应用中,更应注重体现出人性化特点。

(四)现代电子技术网络化发展

互联网时代的到来为现代电子技术的应用注入新鲜的活力,较多电子技术产品在设计过程中,融入较多监控技术、远程控制技术等,而这些技术实现的关键在于有互联网技术作为依托。尤其现行较多企业、家庭更注重计算机系统的运用,利用计算机集成系统对所有家用设备或企业生产设备等进行连接,可取得的控制效果极为明显。因此,互联网技术在电子技术中的体现,实质可为群众生产生活带来更多便利,所有的电子产品在未来发展中都将被赋予明显的网络化特征。

(五)现代电子技术绿色化发展

近年来国内经济发展步伐较快,特别城市中的工业化发展,都为社会创造较多价值,然而在工业化发展道路上,存在的环境污染问题也极为明显。以电子技术产品为例,其本身可能将较多有害物质融入其中,很大程度上制约电子技术产品的进一步推广。在此背景下,便要求电子技术发展中应体现出绿色化特点,包括产品设计、生产、应用以及销毁等,都需避免对环境带来威胁。这种环境下,电子技术未来发展中,势必会强调最大程度的利用所有资源,减少对环境的危害,绿色化特征较为明显。除此之外,现代电子技术发展中也逐步趋于微型化,原因在于较多智能技术如纳米技术、模糊控制等逐渐引入其中,这样以往大、重、厚等特点的电子元件将表现为短、小与轻薄。加上电子产品设计中较多如镁合金、钛合金等材料的应用,更易使产品在体积上不断减小[2]。

二、现代电子技术的具体应用研究

(一)电力系统中现代电子技术的应用

电力系统中电子技术的应用的极为常见,如当前电动机变频调速、发电机励磁系统等,实质都是电子技术的应用表现。以抽水蓄电站为例,将电子技术引入其中,可保证水泵水轮机的可靠运行,整个电力系统运行包括发电、输电与配电都有电子技术作为支撑。再如较多电子装备在电子系统中的应用,其能够使电网瞬间断电问题得以解决,保证整个电力机组可靠运行。

(二)工业领域中的电子技术的应用

以往工业行业中的电子技术运用,多表现在直流电动机供电方面,较多电力电子装置都充当直流斩波电源、可控整流电源。而现代电子技术在使用中,更侧重于变频技术的应用,其可提升交流电机整体调速性能。此外,在电化学领域中,要求将大容量整流电源提供给电解食盐水、电解铝等,而该电源功能的实现便需依托于电力电子技术。再以制造工业为例,电子技术的应用也极为广泛,如电子开关电路在数控机床、轧钢机中的体现。除此之外,由于电子技术融入较多模糊控制、互联网技术等,其也被引入到其他领域中,如气象通信领域中的电子技术可满足收集、传输与处理气象信息的需求,或医疗事业中的较多检测仪器,这些都能充分说明电子技术应用极为广泛[3]。

结论:

电子技术的快速发展为现代较多行业领域如工业领域、电力系统等方面提供坚实的技术保障。从现代电子技术发展特征看,多表现在智能化、人性化、网络化、模块化以及绿色化等特征,实际应用中应保证将电子技术的优势凸显出来,赋予现代电子技术产品智能化以及网络化等特征,以此推动电子技术在各行业领域中的应用。

参考文献:

现代电力电子论文篇6

在教育发展的道路上,以学科知识传授为基础,理论脱离实际是传统教学突出的特点。随着大数据时代的到来,传统教学模式已经无法满足电子商务专业的发展需求。以至于在各个高校中,电子商务专业教学的现状并不乐观,存在一系列问题。针对这种情况,需要站在教育发展的客观角度,建立全新的电子商务教育模式,培养出经济信息时代下需要的“高素质、高技能”的电子商务专业人才。很显然,从高校电子商务教学的现状出发,对大数据时代下电子商务教育模式予以分析是非常必要的。

一、大数据概述

简单来说,大数据是指在一定时间范围内,不能运用传统数据软件工具进行处理的数据集合。“大数据”概念最早是由全球知名的咨询公司麦肯锡提出的。它是对数据进行分析的前沿技术,可以分为多个不同领域。比如,大数据工程、大数据科学。对于大数据来说,它具有多样化的特点。一是:具有巨大的数据量,数据的类型丰富多彩。二是:大数据具有实时快速的特点。比如,在网络格局中,每秒有五百万笔交易进行,每天将会有五亿个童话记录产生。三是:大数据具有较高的商业价值。比如,在大数据中,只有那些准确而真实的数据才能使数据管控体现出它应有的价值。

二、高校电子商务教学存在的问题

在信息经济时代下,想要使高校电子商务教学能够顺应教学改革的潮流,需要先站在客观的角度,对高校电子商务教学存在的问题进行分析。很显然,高校电子商务教学存在的问题呈并不是单一的。因此,本文作者对其中的一些予以了相关的探讨。

第一、电子商务专业课程设置不合理。一是:电子商务课程设置的内容落后,单一化。教师没有尊重学生的个性差异,选择适合当下学生能力的教材,不利于培养高校学生的实践能力,改变学生的固定思维模式,培养创造性思维。二是:电子商务课程内容的设置脱离了实践运行轨道。在课堂教学中,“重理论、轻实践”是普遍存在的现象。换句话说,在课程设置方面,实践课程与理论课程所占比例不协调。三是:电子商务课程的设置不符合新时代下人才培养的宗旨。高校没有以当下人才市场为导向,而是以教学大纲为准,严重违背了知识经济时代对电子商务人才的需求。第二、教师不具备综合素质。对于电子商务专业,学校没有安排专业的教师进行教学。这些教师只是懂得电子商务专业方面的一些基础理论知识。他们并不具备专业技能,也没有丰富的实践经验。在这种状况下,电子商务课堂教学质量受到严重的阻碍,不利于对专业人才的培养。第三、在电子商务教学中,已有的教学模式脱离实际。在高校中,传统电子商务教学模式是以学生的理论知识学习为中心,没有对专业理论知识应用、技能操作等方面引起重视,使学生所掌握的理论知识无法与实践相融合。

三、大数据时代下电子商务教育模式的完善

随着大数据时代的到来,各个高校电子商务教育模式已迎来一场全新的革命。为了能够培养更多社会需要的综合型电子商务人才,完善教育模式已是各个高校得以发展的必然选择。因此,本文作者以大数据时代为媒介,对电子商务教育模式改革策略中的一些予以了分析。

1.师资培养

在高校电子商务专业方面,师资是教育模式得以完善的重要前提条件。第一、电子商务专业教师聘请方面。高校需要以企业为纽带,从中高新聘请一些专业的电子商务人员作为电子商务专业教师队伍中的重要支撑力量。这些电子商务人员不仅要具有专业的技能,掌握丰富的理论知识,还要具有丰富的实践经验。此外,高校还可以定期举办一些“专业认知实习”课程的讲座,邀请一些知名电子商务企业的管理者讲学。第二、关于教师队伍建设方面。高校需要定期对电子商务教师进行在岗培训,提高他们的专业技能。同时,高校需要制定一些合理的激励措施,不断鼓励教师参加不同专业教学会议,具有技术性质的学术会议,把其中有用的知识和技能融入到电子商务教学中,完善自身已有的知识结构体系,提高专业技能。

2.学校和企业合作办学

在高校电子商务专业方面,需要引入产学研模式。对于产学研模式来说,它是一种全新的人才教育模式,在开发学生创新思维、提高创新能力的同时,能够强化学生的专业技能,使学生在应用专业知识方面的能力得以提高。以产学研模式为基础,各个高校需要和知名企业强强联手,增加与国内外知名企业沟通交流的机会,为高校电子商务专业的学生提供更好的学习环境。这种学校和企业办学的模式能够使理论与实践有机地融合。以实际工作岗位为纽带,以电子商务理论知识为基础,提高学生各方面能力,成为新时代下社会需要的综合型人才。

3.合理设置课程内容,丰富教学资源,采用多样化教学方法

一是:关于课程内容设置方面。从某种角度来说,电子商务教学需要以案例为基础,对学生进行教学。在大数据时代下,教师需要以多媒体为导向,以互联网为基点,对电子商务中出现的新理念、新思维加以研究。在此基础上,以“互联网加思维”的方式,对电子商务课程予以合理设置,提高教学质量。二是:丰富教学资源,创新已有的教学方法。在电子商务教学中,教师要以互联网为基础,收集各类信息资源,合理设计教学课堂活动。采用多样化的教学方法,提高学生的学习兴趣,能够积极自主进行学习。同时,使学生能够更好地掌握钉子商务专业的理论知识,并应用到实践中。

总之,在大数据时代下,电子商务教育模式的完善有着非常深远的意义。它可以提高高校课堂教学质量,使理论与实践相融合,促进学生的全面发展,成为信息经济时代中需要的复合型人才。同时,电子商务教育模式的完善是对时展规律的顺应,能够不断推动教学改革前行,促使我国教育事业走上长远的发展道路。

参考文献:

[1]童婧."互联网+"时代高职电子商务专业教学模式研究[J].科技展望,2015,14:211.

现代电力电子论文篇7

Analysis of Modern Power Electronics Teaching

KAN Xiu, LI Yuanyuan, LIANG Jianru, LUO Xiao, CHEN Xiaolong

(College of Electronic and Electrical Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620)

Abstract Modern power electronics is an effective bridge between 'force electricity' and 'weak electricity '. According to the construction of automation and automotive electronics and other majors' requirements, Modern power electronics has become the required course. Firstly, the common problems have been analyzed in the teaching process of modern power electronics. Then, the improved methods have also been discussed for modern power electronics teaching.

Key words modern power electronics; teaching; experiment

1 目前教学中存在的问题

1.1 任务重课时少

以我校自动化专业为例,现代电力电子学作为专业基础必修课一般安排48学时(包括课内实验4学时),教学重点包括电力电子器件和四大变换电路,如何在并不充裕的教学时间内完成教学内容并兼顾教学艺术与专业发展,已然成为摆在大多数授课教师面前的现实课题。

1.2 内容多信息大

由于教学任务繁重,且很多老师本身并不熟悉现代电力电子学在所授专业中定位与应用,造成授课过程中很难抓住专业要求合理安排教学内容,而是采用多媒体通篇教学的方法,课堂信息量过大、知识点零散,学生往往抓不住重点、不堪负重也就很难跟上授课教师的节奏,学习效果大打折扣,教学质量可想而知。

1.3 基础弱兴趣低

现代电力电子学的先修课程包括微积分、电路、数电和模电等,而这些课程(包括现代电力电子)所涉及的均为枯燥繁琐的理论知识,加之学时的限制,学生往往对这些先修知识的掌握程度达不到现代电力电子学学习的要求,这也无形中增加了学生对课程学习的抵触情绪,为课程的教学增加了很多难度。

1.4 强灌输少动脑

由于种种条件的限制,目前大多数高校采用多媒体大班式授课,教学方式生硬且单一,学生多被动接受知识,很少会积极主动学习。另外,课内实验本是检验学生对所学知识掌握的关键,也因为学生在实验时只是按照“过于详尽”的实验指导书,简单连线加上抄写数据与波形而顺利完成,使得实验的目的与意义尽失。

2 教学方式方法的探讨

2.1 立足专业完善方案

现代电力电子学虽被大多数工科专业选作修读课程,但是每个专业都有自己的方向需求,做到根据专业所需、参考企业所求、摸清未来发展,将专业、行业与学业有机结合起来,制订适应学科发展、行业需求的合理教学方案,做到把知识、技术与能力培养有效整合,建立起学生对学习内容和行业发展的直观认识,调动学生的主观能动性,使其挖掘自身所长,从自身兴趣出发完成课程的认识和学习,同时掌握理论知识和应用技术,才能成为真正的专业人才。

2.2 条理清晰提高效率

教师要根据教学方案合理安排授课内容,注意条理性并突出重难点,明确各内容板块的教学顺序,以便学生能相对轻松地跟上教师的授课节奏,清楚地理解并掌握所学知识。教学过程中时刻注意学生的反应,尽量做到换位思考,多从学生的角度去分析教学过程,在问题释义难点分析时,注意给学生尽量创造一个可自由发挥和想象的空间,充分提高课堂教学的效率。并注意在每节课中将上节课的典型问题、作业难点和学生建议反馈给课堂,解决问题的同时也加深了学生的理解。

2.3 加强实践培养创新

对于以培养技术型人才的工科院校来讲,在教学过程中完成对学生实践能力和创新能力的培养成为其重要任务之一。实验教学正是提高学生动手实践与动脑创新的主要途径,而课内实验由于其自身的特点,要求学生在掌握必要的基础知识的同时,理解实验目的、实验原理、实验方法和实验步骤,正确完成实验仪器使用、实验数据分析和实验报告撰写等一系列工作,让学生们在实验过程中理解书本知识验证所学内容。鼓励学生在实验过程中提出问题解决问题,激发学生内在的学习欲望,全面锻炼学生的学习能力、创新能力和实践能力,促进学生的多方面协调发展。

2.4 优化方法灵活教学 (下转第96页)(上接第94页)

在现代电力电子的教学过程中,大多数教师沿用了理论教学的传统教学方式,即板书为主和PPT播放辅助,而我们知道现代电力电子其实是一门应用性很强的学科,教学过程中不宜只重视理论推导,而忽略实际应用。教师应多从实际情境出发,引出教学内容的同时,激起学生的兴趣,更能形象地说明所学知识的应用背景。且在授课过程中注意板书强调重点的同时,也可以穿插图片、动画和视频等教学手段,以便学生对难点知识能够更为生动直观地理解和接受。注意师生互动,提问学生的同时也允许学生提问,加强学生的课堂参与性,时时掌控课堂气氛。

2.5 加强交流突出团队

一门课程的教学想要得到真正的发展,单靠授课教师个人的力量是很难走远的,只有发挥团队的力量,协作分工群策群力才能做到真正的不断向前。团队内教师互相交流、互相听课和互相帮助,从教学方案、教学内容、教学方法和教学分析几个方面共同探讨,以期发挥每个教师的潜力,促进课程教学水平的提高,并应特别注重对青年教师的教学指导,利用现有资源帮助他们快速走上讲台,为学科的快速发展打牢每一步基础。并根据专业特点和学科发展需要,利用团队优势打造符合自身特质的精品课程。

3 结束语

现代电力电子学是电力、电子和控制技术的融合,更是理论知识与工程实践相结合的典范。通过现代电力电子学的学习,可以使学生能够理解控制电路结构与原理,清楚电力电子器件及其性能,掌握电能转换的原理与技术,为学生完成后续的课程学习和未来发展打下坚实的基础。

本文首先简要分析了现代电力电子学在教学过程中存在的问题,然后,根据自身情况对现代电力电子学的教学进行尝试性的探讨。总体来讲,现代电力电子学是强电和弱电相结合的有力桥梁,在工程技术特别是自动化与电气工程领域具有不可限量的发展前景,因此,从专业的角度加强对现代电力电子学教学的研究与探讨具有特殊的专业意义,同时也将成为授课教师不断成长的丈量计。

项目支持:本文受“基于CAN/LIN混合协议的汽车电气控制总线技术研究”项目资助,受“自动化汽车电子技术课程群教学团队”项目资助

参考文献

[1] 余莉.浅谈电力电子技术教学方法改进[J].中国电力教育,2009(13):57-58.

[2] 陈新,王慧贞,龚春英,肖岚.浅析“电力电子技术”专业课程教学[J].电气电子教学学报,2010(32):48-52.

[3] 王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2009.

现代电力电子论文篇8

    开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET。

    SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用, GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。在本论文中选用的开关器件为功率MOSFET管。

    开关电源的三个条件:

    1. 开关:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态;

    2. 高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频;

    3. 直流:开关电源输出的是直流而不是交流。

    根据上面所述,本文的大体结构如下:

    第一章,为整个论文的概述,大致介绍电力电子技术及器件的发展,简单说明直流电源的基本情况,介绍国内外开关电源的发展现状和研究方向,阐述本论文工作的重点;

    第二章,主要从理论上讨论开关电源的工作原理及电路拓扑结构;

    第三章,主要将介绍系统主电路的设计;

现代电力电子论文篇9

变革者:1980年代中国电影批评中的知识分子

新中国成立之后,电影批评在很长时间内沦为政治的附庸,知识分子的独立意识长时期置于政治话语的藩篱之中。在这种语境中,早期中国电影批评中知识分子的指正与引导者的身份变为被引导与被驯化者。进入新时期后,长期受压制的独立意识得以解放,知识分子通过电影理论与批评纷纷表达对中国电影发展状况的见解与主张,在电影批评中呈现出变革的力量。知识分子的变革力量主要体现推动电影观念的变革及与电影创作者的互动两个方面。进入新时期,随着思想解放的不断深入,“知识分子重新进入社会的精神层面,扮演其社会良知的角色,并担当起文化和精神启蒙的责任。”⑦面对笼罩中国电影界十余年的“三突出”电影创作观念,知识分子在电影理论批评界高举电影观念变革的大旗,对电影语言现代化问题、电影与戏剧的关系、电影与文学的关系、蒙太奇与长镜头以及电影的民族化等相关问题进行深入持久的讨论。将电影观念的变革应用于电影创作中的典型范例来自张暖忻与李陀。二人同时具有电影理论批评者与电影创作者的双重身份。早在1979年,张暖忻与李陀就发表了题为《谈电影语言的现代化》一文,作者首先指出当时中国影片的语言非常陈旧,然后回顾了世界电影史上几次重大的电影语言变革,并指出“世界电影艺术在现展的一个趋势,是电影语言的叙述方式上,越来越摆脱戏剧化的影响,而从各种途径走向更加电影化”。在这种趋势下,中国的电影语言必须走向现代化,当然“强调电影语言的现代化,绝不是主张对国外电影语言生硬地套搬与模仿。”⑧此文在中国电影理论批评界引起广泛的争议,相继出现了邵牧君的《现代化与现代派》、郑雪来的《电影美学问题论辩》、徐昭的《从西方电影史看电影语言的演进》等一系列文章,对电影语言的现代化问题进行了回应。电影语言的现代化很快在李陀编剧、张暖忻导演的影片《沙鸥》中得到体现。对于此影片,有批评者认为:影片在结构上着重于叙说含义的艺术追求,加上实景拍摄、采用自然光、启用非职业演员,特别是探索使用长镜头,使它在一定程度上具有了“纪录派”影片的风味。⑨由此可见知识分子对电影观念的变革与电影创作之间形成了较为良性的互动。在1980年代,知识分子的电影批评与电影创作者之间互动的一个重要形式即为创作研讨会的召开。在这一时期,有针对某位导演电影创作的研讨,如1985年由中国电影家协会、北京电影学院、北京电影制片厂、中国电影艺术研究中心联合在北京召开的“成荫电影创作研究讨论会”;有对电影技术的研讨,如1987年中国电影剪辑学会在北京召开的“全国电影电视剪辑学术研讨会”;有对中国类型电影的研讨,如1988年由《当代电影》编辑部主持召开的“中国当代娱乐片研讨会”;还有对新时期中国女性电影关注的研讨会,如1986年由中国电影艺术研究中心和《当代电影》编辑部联合主持召开的“中国新时期女导演创作回顾研讨会”等。对中国电影来说,1980年代娱乐片的兴起与高涨无疑为后来中国电影的转型奠定了基础。知识分子对这一时期的娱乐片风潮表现了相当的敏锐性。1987年《当代电影》曾连续三期刊登题为《对话:娱乐片》的文章,参与对话的既有理论家与批评家,还有编剧和导演。1988年由《当代电影》编辑部主持召开的“中国当代娱乐片研讨会”可以看作是这三次对话的延续。共有包括电影厂领导、电影创作者、电影理论家、评论家在内的五十余人参加了此次研讨会。时任《当代电影》主编的陈昊苏提出要确立娱乐片的主体地位,⑩对娱乐片的创作与批评形成巨大的影响。此次研讨会围绕娱乐片热的背景与意义、娱乐片的概念与功能、中美娱乐片的对比以及如何提高娱乐片的质量等几个重要议题展开研讨,虽然涉及的议题仍较为宏大,但将娱乐片的功能与意义提高到了相应的高度,表达出知识分子改变中国电影纯艺术的单向维度、娱乐片与探索片共存的变革理想。

自我言说者:新世纪中国电影批评中的知识分子

现代电力电子论文篇10

    自我言说者:新世纪中国电影批评中的知识分子

现代电力电子论文篇11

21世纪是一个信息技术快速更新变化和发展的时代,电子信息技术受到了社会各界极为广泛的关注和重视。毫无疑义,电子信息工程的发展受到人们广泛关注和热议的主要原因在于:我国不断加强科研方面的投资力度,科学技术蒸蒸日上,取得了前所未有的突破性进展和成效。从目前看来,相当一部分行业领域对各自的电子信息技术进行了深化改革和完善,最大限度地提升了我国社会的生产力水平,十分有效地促使我国社会经济水平大幅度攀升。在信息技术中,电子信息工程是其十分重要的组成部分之一,对科学技术的进步和社会长远发展起到至关重要的推动和促进作用。

1 电子信息工程的概念及内容概述

一般来说,采用一定的先进技术,科学、合理地控制和处理电子信息的学科被称为电子信息工程。资料显示,电子信息工程研究涉及的范围十分广泛。从某种程度上说,信息系统和电子设备的集成、涉及和开发是信息工程研究内容十分重要的组成部分。随着当今时代的迅猛发展和变化,与传统的电子工程研究内容相比,现有的电子信息工程的范围越来越广,涉及的研究内容越来越丰富。值得肯定的是,相当一部分电子信息工程内容与电子信息工程现代化技术有着十分密切的联系。这些电子信息工程内容包括:信息数据传递、手机声音、网络数据传递、电话信号处理和图像传递等等。实践表明,只有注重和强调在新产品的研发上投入十足的精力、人力、物力,才能十分有力地促使我们更好地掌握的了解这些电子信息工程内容。

2 电子信息工程的发展现状

对电子信息工程的概念及内容概述进行了较为系统地了解和阐述之后,接下来,我们全面、深入地探讨电子信息工程的发展现状,希望能够对电子信息工程的现代化技术刍议的实践工作起到一定的启示和帮助作用。

从目前看来,电子信息工程已经渗透到各个领域。在相当一部分领域中,电子信息技术取得了较为广泛的应用和认可,一定程度上加快推动了社会现代化的发展进程。这些领域包括:第三产业、农业和工业等等。随着当前经济水平的大幅度攀升,相当一部分新产品和新技术顺利将行业之间的界限打破和割裂,促使新技术业务的产业链取得了前所未有的突破性进展和成功。从某种程度上说,相关方面只有对大行业管理模式进行较为深入、细致地探讨和了解,才能最大限度地促使行业间的合作更加和谐,共同谋求利润的最大化。实践证明,我国政府在充分尊重市场调节的基础上,科学、合理地制定和完善相应的货币政策和财政政策,十分有利于大大增强电子信息化工程的实用性和科学性,有利于为信息化工程的健康、稳定、长久发展创造比较良好的外部环境。不可否认的是,电子信息工程现代化技术进行深入研究具有一定的必要性和重要性。在实践中,我们不难发现,电子信息工程现代化技术应用的过程中,存在着不少问题和难点,有待我们进一步分析解决和妥善处理。这里需要明确的是,产品市场环境恶劣和国家政策支持力度不够是最为主要的难点问题,应该引起有关方面的关注。

3 推动电子信息工程现代化技术发展的措施

对电子信息工程的概念及内容概述进行了较为系统地了解和阐述之后,我们全面、深入地探讨电子信息工程的发展现状,提出了推动电子信息工程现代化技术发展的两点有效措施,希望能够加快推动电子信息工程的现代化技术研究的发展进程。

3.1 加强国家政策扶持力度,优化电子信息资源环境

为了加快推动电子信息工程现代化技术发展,为了有效地对电子信息资源环境进行优化和改善,为了进一步确保电子信息产业的长久、稳定发展,中央和地方政府应该最大限度地加强政策方面的支持力度,设立相应的电子信息工程基金,进一步打开融资和投资渠道。从某种程度上说,中央和地方政府只有系统、全面地引导相关工程,并且对这些工程进行科学、合理地适度开发,才能进一步促使技术改造项目和产业自主创新能够顺利进行。这些工程包括:软件信息服务、电子通信产业、数字电视、电影推广和互联网应用等等。

3.2 加强现代化技术投资力度,培养创新思维的专业人才

实践表明,只有大力培养电子信息工程的现代化技术创新型人才,才能进一步促使我国电子信息工程更好、更快、更稳地发展。对于广大企业来说,通过不断优化和改善现有的企业环境,不断加强现代化技术投资力度,这在一定程度上给企业的整体印象和实力加分,为相当一部分高素质人才打造了一个充分展示自我,发挥自己才智的平台,从而更好地吸引相关方面的高素质人才积极投身到企业的建设中。更进一步说,企业不断加强现代化技术投资力度,注重培养具有创新思维的技术型人才,能够十分有效地为我国的电子信息工程技术研发注入一定的催化剂,能够促使这些电子信息工程的创新型人才更好地掌握和了解先进的科学知识和前沿理论,能够最大限度地拓宽我们电子信息技术知识面。这里需要明确指出的是,加强电子信息知识产权保护力度,提升产品的服务意识不容忽视。

4 结语

毫无疑问,计算机应用具有一定的优势和特点,它作为一种全新的信息传播方法,能够十分有力地推动整个社会经济向制度化、规范化、信息化发展。值得肯定的是,拥有比较强的计算能力是计算机应用的主要优势之一。本文较为系统、全面地阐述了电子信息工程的概念及内容概述,对电子信息工程的发展现状进行了细致地论述,接着,提出了一系列推动电子信息工程现代化技术发展的措施,希望能够进一步实现电子信息工程的现代化技术刍议的预期效果。

【参考文献】

[1]陈鸿.关于实现电子信息工程的现代化技术的探究[J].电子制作,2013(02).

现代电力电子论文篇12

临床上的原电池现象比较常见,例如当对合牙有金属冠,而该牙需要做银汞合金修复时,往往修复后上下牙不敢咬牙合,咬牙合快接触时患者会感到电击样剧痛,这就是两种金属的电动势不同,在唾液作用下形成原电池,产生原电电流(Galvanic Current)发生电刺激的结果。刘鼎新[3]、黄力子[4]、郭清学等[5]早从20世纪50年代起陆续报道这一问题。现代电化学已经确定不仅是金属,而且包括金属化合物(如牙硬组织)也可作为电极看待,它们之间有不同的Eh,即氧化还原电位,不同电极的不同Eh之间可构成电位差,形成微弱的电子流动,影响牙齿表面产生生物电化学变化。他们用“牙齿表面电位测试仪”测试了140例患者,得出结果如表1。表1 不同牙面间的电位差比较从表1可见龋坏牙面与健康牙面显著不同,龋坏牙面负电位极显著大于健康牙面(P

2 龋病的发生发展过程中总伴随着大量的自由基的变化

自由基是指能独立存在的,含有一个或一个以上不配对电子的任何原子或原子团。不配对电子的存在使自由基具有高度电活性,使所在部位较易释出电子而Eh呈负电位。常见的自由基有超氧化物自由基(Superoxide Radical,O2-)和羟自由基(Hydroxy radical, ·OH)。他们用化学发光法间接检测了菌斑内和唾液内,龋匀浆和唾液内自由基的含量,发现菌斑内比唾液内自由基的含量高出81倍,龋匀浆内比唾液内自由基含量高出92倍,且P

由此可见,龋病发生发展过程中的生物电化学的原电池现象,其物质基础正是自由基。那么,自由基是从那里来的呢?这让他们不得不进行龋病致病菌--变形链球菌与自由基关系的研究。

3 致龋菌(变形链球菌)在生长代谢过程中可产生大量自由基,自由基可视为其外毒素

他们使用目前唯一能直接检测自由基含量的电子自旋共振波谱仪(ESR德国产),对七种血清型变形链球菌培养液内自由基含量进行测定,所得波谱如图1,数据如表3。

本实验证明,变形链球菌代谢过程中确实产生了自由基,菌斑中变形链球菌产生的自由基导致菌斑环境氧化还原电位降低,与健康牙面比较,就会出现氧化还原电位差,构成原电池,其中菌斑相对为负电位,健康牙面相对为正电位。因此,在健康但有菌斑的牙釉质上就会发生氧化腐蚀作用,导致龋病发生。这种电化学腐蚀致龋作用已经被唐林和李振钢的电化学人工龋模型所证实。虽然构成原电池的电位差可能很小,根据闫鹏、樊明文等报道,成熟菌斑的Eh仅为-100~-150mV,但是这种电位差长时间,持续作用,最终将导致龋病发生。并且,由菌斑和健康牙面Eh构成的原电池,并不像普通原电池(商品电池)那样是由两个固定电极构成,最终会由于两电极的电极电位差减小,甚至消失,导致电池不能工作,而菌斑中由于变形链球菌生物氧化作用加强,使得这种电位差反而变大,氧化腐蚀作用加强。因而龋病能随着时间因素加大而不断发展。这就是四联因素论比三联因素论有所进步的原因。因此,可以说变形链球菌所以能致龋,并不是能酵解糖产酸,酸只能产生牙齿酸蚀症。早在1953年中华口腔科杂志首创卷上,郭殿丞教授[6]就发表了《某硫酸工厂牙齿酸蚀症的初步调查报告》,有关龋与酸蚀症的鉴别诊断十分清楚,最主要是酸蚀症不成洞。成洞不成洞也成为龋病研究的重要问题。酸脱矿论把酸当作龋病发生的唯一动力源,其主要实验根据之一是20世纪60~70年代有学者研究的“化学人工龋模型”,但它只是在酸局部作用下,牙釉质呈现的白垩色斑点和显微镜下的少量表层下脱矿及表层带,根本不能形成与临床类似的龋洞。近年有学者证明:将其他渗透性固体(天然或合成的磷灰石)浸入pH=4的所谓的人工致龋液中,这些固体也会出现所谓早期龋的特点。近10多年来,已经很难找到这样的有价值的文献。用酸至今还没有人能制造出人工龋洞。黄力子教授及其学生不仅在理论上证实了龋病发病机制的生物电化学理论,而且用电化学方法(如图2)在国际上首次制造出了电化学人工龋洞(如图3)。关于应用前景本文不贅述,请见参考文献[1,7,8]。

参考文献

1 黄力子, 龋病与生物电和自由基. 西安:第四军医大学出版社,2003.

2 姜元川. 牙病预防学. 北京:人民卫生出版社,1958.

3 刘鼎新. 口腔中的流电作用. 中华口腔科杂志,1956,2(2):94-96.

4 黄力子,王光华. 口腔内不同金属的电刺激作用. 中华医学杂志,1962,(3):170-171.

5 郭清学,黄力子,邢惠周. 口腔内直接测试不同金属修复体的流电电流. 中华口腔医学杂志,1987, 22(5):308-310.

现代电力电子论文篇13

【文章编号】0450-9889(2017)01C-0147-02

电力电子技术是学习电气自动化专业的学生必须掌握的一门课程。高职院校的学生想要学习好电气自动化,就必须重视电力电子技术的作用。但是在现在的许多高职院校中,对电力电子技术课程的设置出现诸多问题,导致学生在进入企业工作时,发现在学校学习的知识和技能运用不上,或者运用得非常少。出现这样的问题,需要学校、教师进行自我反省,在设置课程时,应充分重视学生以后的发展。

一、电力电子技术课程教学存在的问题

(一)课程内容设计滞后。一方面,电力电子技术发展日新月异,但是高职院校的教学内容相对滞后,无法适应社会以及企业的工程需要。另一方面,在实用性能方面,电力电子技术的要求很高。如何让学生成为一个高素质的应用人才,是当前高职院校需要解决的一个重大问题。在课程设计上,过多的理论公式推导、大量的电路图及波形分析使学生一定程度上感觉乏味。在教学内容组织上,高职院校教师没有按照科学的方法进行分类,只是将各种电力电子电路单纯地罗列出来,有关电力电子应用装置的具体介绍也只是一笔带过,内容组织在一定程度上不合理。

另一方面,课程内容没有职业教育特色。由于历史原因,电力电子技术课程内容过于偏向本科,课程内容对电子电力器械的内部结构以及运行原理介绍较多,而高职学生更多的是需要对元器件的运用能力,课程内容没有真正体现高职教育特色、反映教改新成果。

(二)课程教学方式单一。目前高职院校的教学方式大都采用讲授法,以教师的讲述、学生听课记笔记为主,再结合板书和多媒体视频、PPT等教学方式为辅。对于晶闸管整流电路、交流调压电路以及逆变电路,其电流和电压波形的分析较复杂,即使采用讲授以及展示PPT的方法,也很难引起学生的学习热情。此外,课程学习相对于学生来说难度系数大,学生较难理解理论知识,单一的讲授方式和PPT的展示不能很好地让学生将所学的课程内容有效运用到实际的电力电子产品中,对电力电子装置不理解、难理解,使得学生出现一定程度的厌学。

(三)实训环节薄弱。实训对学习电力电子技术来说是掌握知识的一个重要方法;高职院校的实训是培养学生成才必经的环节。但是目前大多高职电力电子技术课程还是用基本的演示性和验证性项目进行实训教学。在这种实训里,学生的自主学习能力没有充分体现,学生的实践兴趣几乎为零,同时学校的实验设备功能利用率非常低。另外,电子产品更新换代的周期短,校内实验室的实验实训设备不能跟上日益更新的电力电子技术。

二、解决电力电子技术课程教学存在问题的对策

(一)优化教学内容。随着现代社会科学技术的飞速发展,电力电子技术不断更新换代,它的应用范围不断扩大。因此,要对课程内容进行优化和合理安排,并在课程中适当添加电力电子技术飞速发展出现的新动态、新技术和新概念,尽量使课程内容贴近时代的变化。如在介绍电力电子元器件时要选用能够代表当前实际应用水平的电路进行讲述,这样才能贴近现今的需求,不至于让学生在毕业后感觉学校教学内容与社会断层。

在化的过程中查漏补缺,要以培养学生能力为本位,将提高学生技术应用能力作为重要目标,突出教学培养的核心内容,使教学内容详略得当,并且难易度适中,而对于比较复杂繁琐的数学公式推导过程,对高职学生没有什么现实的意义,对他们以后的工作没有什么作用。对电子电器元件的参数特性和使用方法要详细叙述,要让学生掌握电子电气元件的理论知识,明白如何使用这些元件,在头脑里生成一个印象。课程设计还要注意循序渐进,引导学生系统全面地掌握课程的核心内容和技术,并转化成为熟悉运用的能力,从而满足今后工作岗位所需的技术能力要求。

(二)促进教学方式多元化。在传授知识给学生时,应注重对学生的启发互动,让学生在教学活动过程中得到启发。启发互动式的教学,是在教师讲授理论知识的前提下,在教师的指导下运用理论与实践交融渐进式的教学方式。在这钟教学方式下产生的学习环境,可以使学生有自由发挥、勇于创新的空间。一方面,学生立足教材,自我阅读、自我探索、自我感悟并按照已有的知识动手操作、归纳总结、探索规律,从而掌握本专业的职业能力;另一方面,教师立足于任务的引导,由简单到复杂、逐步深入、环环紧扣、教授技巧方法、示范技能,培养学生良好的职业能力。

当然,除了启发互动式的教学方法之外,电力电子电路仿真―― MATLAB 软件是一种对高职院校很有帮助的教学辅助,能形象生动地演示电路的搭建和输出电压、电流变化的整个过程,这大大提高学生的学习积极性和学习兴趣。拥有成熟完善的电力电子工具包的MATLAB软件,在教学中使用简易,可模拟搭建课程中的各种复杂电路,电路的运行过程尽显在学生眼前。

(三)以学生为主体,优化实训环节。实训是电力电子技术课程的重中之重。高职院校尽量使现有的实验实训装置营造出一个真实的工作环境,让学生体验到类似真实工作环境的生产氛围,使学生在模拟环境中理解和掌握课程要求的操作能力,进而使学生培养专业的操作能力与理论素养。

此外,电力电子技术实训教学基地是高职院校培养学生实训能力的场所。伴随着新能源发电和节能环保理念的深入,许多新兴的行业发展起来,随之出现的全新电力电子装置也被广泛应用到现实生活中。高校要随时与时俱进,带领学生走向校外的实训教学基地,聘请有经验的技术人员在模拟环境中进行讲解,这种直观的实训教学环节能使学生在学习课本知识的同时接触到社会时代变迁带来的成果,运用自己所学知识结合参观学习的收获,使知识融会贯通。

在进行实训时,不应仅仅教授实训环节的内容,在讲解单元电路的过程中,应穿插理论课的知识要点在其中,使学生在实训实验中获得丰富的知识,在动手进行实训操作的同时,能逐渐加深对电力电子技术理论知识与实训知识的融合,进而牢固掌握理论知识和实训知识。

【参考文献】

[1]罗海霞,万烂军.“循环互辅”实践教学方法在高职电力电子技术课程中的研究与实践[J].电脑知识与技术,2014(35)

[2]曹海红.高职《电力电子技术》课程建设探索与实践[J].电子制作,2015(10)

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