導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電力電子技術(shù)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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通常情況下，電力電子得理論教學(xué)都是按照教科書的章節(jié)順序進(jìn)行，難免枯燥乏味，高深難懂。電力電子學(xué)科涉及面比較廣，如果將電力電子學(xué)科理論劃分為多個部分會起到更好的效果。比如劃分為四大變換電路部分、器件與控制部分以及電力電子前沿技術(shù)等三部分進(jìn)行教學(xué)，三部分既可以先后進(jìn)行也可以同時穿行。

1.分析電路盡量使用多媒體。

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

2.器件與控制部分應(yīng)注重練習(xí)。

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

3.學(xué)生自主參與新技術(shù)教學(xué)。

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

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)進(jìn)行分類

電力電子技術(shù)是一個應(yīng)用性很強(qiáng)的一門學(xué)科，在理論教學(xué)的同時一定要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來配合和補(bǔ)充，開設(shè)實(shí)驗(yàn)課是對理論課的延伸和補(bǔ)充，更能夠突出應(yīng)用型學(xué)科的特色。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，應(yīng)分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)習(xí)三個部分進(jìn)行教學(xué)。

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

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

2.鼓勵開展探究性試驗(yàn)。

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

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

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

三、總結(jié)

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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、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。

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)?。這時的電力電子技術(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)。

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(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

二、電力電子技術(shù)的應(yīng)用

1、一般工業(yè)

工業(yè)中大量應(yīng)用各種交直流電動機(jī)。直流電動機(jī)有良好的調(diào)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(shù)的迅速發(fā)展，使得交流電機(jī)的調(diào)速性能可與直流電機(jī)相媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。大至數(shù)千kW的各種軋鋼機(jī)，小到幾百W的數(shù)控機(jī)床的伺服電機(jī)，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調(diào)速技術(shù)。一些對調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來也采用了變頻裝置，以達(dá)到節(jié)能的目的。還有些不調(diào)速的電機(jī)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(xué)工業(yè)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(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻、中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。

2、交通運(yùn)輸

電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)。電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中采用整流裝置，交流機(jī)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(shù)更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機(jī)傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。電動汽車的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)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(jī)，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動并控制。飛機(jī)、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(shù)。如果把電梯也算做交通運(yùn)輸，那么它也需要電力電子技術(shù)。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，而近年來交流變頻調(diào)速已成為主流。3、電力系統(tǒng)

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。據(jù)估計(jì)，發(fā)達(dá)國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，電力電子技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一?？梢院敛豢鋸埖卣f，如果離開電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優(yōu)勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發(fā)展起來的柔流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實(shí)現(xiàn)的。無功補(bǔ)償和諧波抑制對電力系統(tǒng)有重要的意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無功補(bǔ)償裝置。近年來出現(xiàn)的靜止無功發(fā)生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優(yōu)越的無功功率和諧波補(bǔ)償?shù)男阅?。在配電網(wǎng)系統(tǒng)，電力電子裝置還可用于防止電網(wǎng)瞬時停電、瞬時電壓跌落、閃變等，以進(jìn)行電能質(zhì)量控制，改善供電質(zhì)量。

在變電所中，給操作系統(tǒng)提供可靠的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。

4、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(shè)備中的程控交換機(jī)所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計(jì)算機(jī)所需的工作電源、微型計(jì)算機(jī)內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因?yàn)楦鞣N信息技術(shù)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(shù)離不開電力電子技術(shù)。

5、家用電器

照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，它正在逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈。變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子。電視機(jī)、音響設(shè)備、家用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外，有些洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。

6、其他

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1.1電力電子技術(shù)的重要性分析

隨著我國的科技不斷進(jìn)步，電力電子技術(shù)的重要性也愈來愈得到了顯著體現(xiàn)，電力電子技術(shù)能夠?qū)﹄娔艿氖褂眉右詢?yōu)化，在其作用下可以將電能的應(yīng)用得以高效節(jié)約，這樣就能夠?qū)﹄娔艿氖褂眠_(dá)到優(yōu)化的目標(biāo)。另外就是對傳統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和機(jī)電一體化發(fā)展有著改造作用，再者就是電力電子技術(shù)的智能化可將信息化和功率處理進(jìn)行統(tǒng)一，進(jìn)而將微電子技術(shù)與之相結(jié)合，推動電子技術(shù)的改革發(fā)展。

1.2電力電子技術(shù)的發(fā)展分析

電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過了幾個重要階段，首先就是在20世紀(jì)50年代末時，第一個晶閘管問世，在這一階段屬于晶閘管整流時代。大功率的工業(yè)用電通過工頻交流發(fā)電機(jī)來提供，在實(shí)際的應(yīng)用過程當(dāng)中，大約有百分之二十電能是通過直流形式進(jìn)行消費(fèi)的，到了60年代及70年代，大功率硅整流管與晶閘管的開發(fā)應(yīng)用比較迅速，這一階段就是電力電子技術(shù)的晶閘管時期。從70年代開始，在自關(guān)斷器件發(fā)展中就是的電力電子技術(shù)進(jìn)入到了逆變時代，在這一時期由于能源危機(jī)就讓交流電機(jī)變頻調(diào)速因節(jié)能效果明顯而有了很大程度上的發(fā)展，雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了逆變以及整流，但在作的頻率方面還不高。到了80年代，集成電路技術(shù)開始從大規(guī)模和超大規(guī)模的方向得到了迅猛發(fā)展，一些以MOSFET和IGBT作為代表的大電流以及高頻和高壓功率的半導(dǎo)體復(fù)合器出現(xiàn)以來，電力電子技術(shù)在這一階段已經(jīng)進(jìn)入到了發(fā)展的重要時期，多樣化的新型器件都已經(jīng)應(yīng)用在了電路技術(shù)當(dāng)中，同時向著復(fù)合化和模塊化的方向進(jìn)行發(fā)展，在性能上更加的完善可靠，為用電的設(shè)備高效節(jié)能等提供了重要基礎(chǔ)。

2電力電子技術(shù)在現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用探究

2.1電力電子技術(shù)在交通運(yùn)輸中的實(shí)際應(yīng)用

在我國的電力電子技術(shù)得到了迅速發(fā)展過程中，已經(jīng)在諸多的領(lǐng)域有了應(yīng)用，其中在電氣化的鐵道交通當(dāng)中就對電力電子技術(shù)有了廣泛應(yīng)用，在電氣機(jī)車當(dāng)中的直流機(jī)車就是對整流裝置進(jìn)行的應(yīng)用，而交流機(jī)車方面就是對變頻裝置進(jìn)行的應(yīng)用。另外，在磁懸浮列車當(dāng)中的電力電子技術(shù)的應(yīng)用比較關(guān)鍵，有著諸多的地方需要電力電子技術(shù)的支持才能夠使得磁懸浮列車得以順利的運(yùn)行，不僅在牽引電機(jī)傳動方面，在各種的輔助電源方面也需要這一技術(shù)的支持。而在電動汽車的電機(jī)方面也是需要電子裝置對電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能夠起到控制驅(qū)動的作用。在船舶以及飛機(jī)等對電源的使用也有著很大的不同，所以在對電力電子技術(shù)的應(yīng)用上也比較的關(guān)鍵。

2.2電力電子技術(shù)在家用電器中的實(shí)際應(yīng)用

電力電子技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械募矣秒娖鞣矫娴膽?yīng)用也比較的廣泛，這對人們的生活提供了很大的方便，其中洗衣機(jī)是生活中常用的家用電器，在電力電子技術(shù)的應(yīng)用下能夠代替人工工作，只需要將衣服放進(jìn)洗衣機(jī)按下按鈕，就能夠通過電力電子技術(shù)的功能支持完成整整個洗衣的過程。還有就是在廚房洗碗機(jī)家用電器的電力電子技術(shù)的應(yīng)用上和洗衣機(jī)的原理類似，在空調(diào)器的電力電子技術(shù)的應(yīng)用上能夠起到節(jié)能作用，實(shí)踐證明能夠節(jié)約30%的電能，而電頻熒光燈在工作效率上要比普通的能的效率高很多。

2.3電力節(jié)能中的電力電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在我國的經(jīng)濟(jì)得到迅速發(fā)展的過程中，也在能源的消耗上付出了很大的代價，尤其是在電力能源的消耗上比較嚴(yán)重。當(dāng)前的工業(yè)和電力的結(jié)合已經(jīng)成了發(fā)展的必需條件，所以在電力能源的消耗上逐漸的增加，主要就是由于電力能源而對穩(wěn)定以及利用率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。從我國整體的工業(yè)發(fā)展情況來看，在工業(yè)的用電方面還存在著一些不合理的情況，尤其是在用電的效率上得不到有效提高，從而造成了嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象，在當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展理念深化背景下節(jié)約電力能源是可持續(xù)發(fā)展理念實(shí)踐的一個內(nèi)容，通過對電力電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能夠有效的將電源的消耗程度有效的降低，在電力電子技術(shù)的作用下，能夠?qū)﹄娏υO(shè)備得到性能上的優(yōu)化以及節(jié)約原材料的使用，這樣就能夠最大化的對電力能源進(jìn)行節(jié)約。

2.4電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的實(shí)際應(yīng)用

隨著我國對新能源的開發(fā)利用，例如風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電等，這其中就涉及到發(fā)電機(jī)的電流頻率的變換，水力發(fā)電功率要取決于水頭壓力以及流量，而這對機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變化也會產(chǎn)生影響，為能夠?qū)⒆畲蟮挠行Чβ实靡詫?shí)現(xiàn)，就需要通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流頻率促進(jìn)機(jī)組的變速運(yùn)行。另外在大型的發(fā)電機(jī)相對靜止勵磁控制方面正是采用的晶閘管整流自并勵的方式，省去了勵磁機(jī)中間的慣性環(huán)節(jié)。

3結(jié)語

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結(jié)合幾年教學(xué)實(shí)踐和CDIO工程教育的特點(diǎn)，對原有的教學(xué)模式進(jìn)行了改革，將授課內(nèi)容中規(guī)律和特點(diǎn)并加以靈活利用，引導(dǎo)學(xué)生采用發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和掌握學(xué)習(xí)等創(chuàng)造性學(xué)習(xí)方法、加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際;從系統(tǒng)角度、實(shí)踐角度出發(fā)建立了一套適合于“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的教學(xué)體系。

教學(xué)思路

在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，首先，教師一定要意識到，興趣是最好的老師，興趣是學(xué)習(xí)的動力和源泉。只要通過有效的興趣培養(yǎng)和教學(xué)方式，就可以讓這些學(xué)生達(dá)到甚至超過自己的水平。以科研的態(tài)度和精神貫穿于教學(xué)之中，讓學(xué)生在“學(xué)生做”和“做中學(xué)”激發(fā)課程學(xué)習(xí)熱情。鼓勵學(xué)生走上講臺，敢于大膽走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室;敢于向老師發(fā)難，以“我”為中心，全然不顧“名家顏面。

其次在教學(xué)理念上，以發(fā)展學(xué)生思考能力為本，結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)和教師現(xiàn)有的課題進(jìn)行實(shí)踐，建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，通過對主電路和控制電路、保護(hù)電路、檢測電路同時分組進(jìn)行設(shè)計(jì)。CDIO強(qiáng)調(diào)以熟悉產(chǎn)品研發(fā)的生命周期為工程背景的

“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式，這不是對教師主導(dǎo)作用的弱化，相反對教師在整個教學(xué)活動過程中的掌控能力、自身的知識水平提出了更高的高求?！敖處煛奔鏋椤皩?dǎo)師”，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在知識獲取過程中的地位由“被動”到“主動”的角色轉(zhuǎn)變:學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極、主動地參與實(shí)踐，從獨(dú)立學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向合作學(xué)習(xí);從深層次角度講，就是大學(xué)中“物質(zhì)教育”與“自由教育”的轉(zhuǎn)變。在探索、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用中行動上給與相當(dāng)?shù)撵`活性，這樣可以喚起學(xué)生的好奇心，使其熱切地尋求有助于解決問題的知識，同時又具備相當(dāng)?shù)膶?shí)行工具。學(xué)生所具有的創(chuàng)造性的和富有想象力的遠(yuǎn)見都將發(fā)揮作用，并能控制其沖動和習(xí)慣。他自己的目的就能指導(dǎo)他的行動。

再次，就教學(xué)方法而言，堅(jiān)持把工程科學(xué)基礎(chǔ)和工程專業(yè)知識緊密地揉合在一起進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生仍然需要堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。在講述定理、結(jié)論時，要注意理論基礎(chǔ)與專業(yè)知識的結(jié)合。除了應(yīng)用高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理分析內(nèi)容的機(jī)理之外，還要講定理、結(jié)論的提出背景、前提條件以及應(yīng)用情況和近展?fàn)顩r等等。在教學(xué)手段上注意應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如多媒體動畫和系統(tǒng)仿真技術(shù)。熟練的、精心的準(zhǔn)備過的課堂講授仍然是最有效的學(xué)習(xí)和教授經(jīng)驗(yàn)。

最后，在重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)模式上，采用項(xiàng)目或者案例教學(xué)模式，基于問題解決模式的模式;教師引導(dǎo)學(xué)生效仿教師、專家學(xué)者做項(xiàng)目的方法，如專題研討、方案和技術(shù)設(shè)計(jì)、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)操作等，探索并解決課程內(nèi)容相關(guān)工程應(yīng)用中的現(xiàn)實(shí)問題;培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與綜合分析問題的能力。因此恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)題目是項(xiàng)目教學(xué)法運(yùn)用成功的保證，既不能太難，讓學(xué)生望而卻步，又不能太簡單，沒有挑戰(zhàn)性。這要求教師平時有一定知識積累?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”實(shí)力較強(qiáng)的幾個院校的積極嘗試為我們提供了較好的參考。浙江大學(xué)將“功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)”等部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列為創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。哈爾濱工業(yè)大學(xué)以直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。南京航空航天大學(xué)開發(fā)了“軟開關(guān)逆變電源實(shí)驗(yàn)裝置”課程設(shè)計(jì)教學(xué)平臺，以此設(shè)計(jì)若干個課程設(shè)計(jì)題目。中國石油大學(xué)選擇反激式開關(guān)電源為課程設(shè)計(jì)題目。這些題目既緊密聯(lián)系書本知識，又有創(chuàng)新的空間，值得借鑒。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在方式上注重啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的同時;在時間和內(nèi)容安排上注意了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的循序漸進(jìn)。在實(shí)踐平臺裝置的設(shè)計(jì)上，注意

“先進(jìn)性、實(shí)用性、開放性、安全性”的特點(diǎn)，滿足基礎(chǔ)型和綜合設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐活動的要求。使學(xué)生既動手又動腦，豐富工程實(shí)踐知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時學(xué)生小組成員之間密切協(xié)作和互相配合，鍛煉學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)作、互助的團(tuán)隊(duì)精神。

教學(xué)案例

以“電力電子技術(shù)”內(nèi)容直流一直流變流技術(shù)為例。首先，教師備課時要把自己想象成學(xué)生，想象二下學(xué)生的已知與未知，研究學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的需求，要想到學(xué)生在課堂教學(xué)過程中可能有的變化，從而使備課活動不再是琢磨怎么講能講得清楚、透徹、到位，讓學(xué)生聽得懂、記得牢，要注重的是課堂上學(xué)生怎么學(xué)、怎么動以及為了實(shí)踐活動的有效開展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何點(diǎn)起學(xué)生創(chuàng)新的火花，促使學(xué)生生動活潑地參與，使課堂教學(xué)豐富多樣，把課堂真正還給學(xué)生。引言部分如講到buck變換器時，先介紹變換器的背景。授課時，按照“識電路”“畫波形”“會計(jì)算”“輸出（電壓或電流）控制”四部曲進(jìn)行。顯然，第四部曲是壓軸大戲。buck變換器的電路原理圖如圖1所示，先講每一個功率器件的工作原理。再從有源開關(guān)V導(dǎo)通，到無源開關(guān)VD因反偏而截止，再到輸出濾波電感儲能（或勵磁），并向負(fù)載提供能量；反過來從有源開關(guān)V截止，到電感電流不能突變。故使無源開關(guān)VD正偏而導(dǎo)通，此時電感電流經(jīng)二極管續(xù)流，其儲存的能量繼續(xù)供向負(fù)載，并由輸出電壓對其進(jìn)行去磁。輸出濾波電容作用：主要用來限制輸出電壓上的開關(guān)頻率紋波分量，使之遠(yuǎn)小于穩(wěn)態(tài)的直流輸出電壓。內(nèi)容強(qiáng)調(diào)講穩(wěn)態(tài)關(guān)系和特征。buck變換器的特征公式如式1所示，讓學(xué)生對比以前學(xué)過的理想變壓器的特征公式，說明為什么buck也叫“直流變壓器”。第二部曲是利用多媒體動畫技術(shù)演示功率器件開通和關(guān)斷時電路的電流流經(jīng)路徑和主要物理量的波形變化情況。采用MATLAB仿真時所得的波形與課本的波形進(jìn)行對比，反映了理論知識的現(xiàn)實(shí)性。同時對比圖1（b）、（c）圖，對電流下降及上升的原因及“斷續(xù)”和“連續(xù)”概念結(jié)合高等數(shù)學(xué)中“連續(xù)”的概念不一樣的地方進(jìn)行辨析。當(dāng)改變參數(shù)使得仿真結(jié)果變化時，也能通過理論分析與仿真調(diào)試，使輸出達(dá)到理想狀態(tài)。第三部曲講授在已知輸入電壓范圍、負(fù)載電流范圍和給定的輸出電壓下，利用獲得的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，可以方便計(jì)算buck變換器的開關(guān)占空比范圍，從而來計(jì)算buck變換器中的元器件電壓穩(wěn)態(tài)應(yīng)力、電流峰值、電流平均值和電流有效值。在講第四部曲即“輸出（電壓或電流）控制”時，學(xué)生不易明白也看不到。有些內(nèi)容理解不夠具體，如何控制實(shí)現(xiàn)的疑問產(chǎn)生。此時重要的是培養(yǎng)學(xué)生有精細(xì)、認(rèn)真、窮追不舍的態(tài)度和敢于提出問題、勇于解決問題的創(chuàng)新精神。學(xué)生參與設(shè)計(jì)教師的100V/600A大功率開關(guān)斬波恒流源科研項(xiàng)目，共分四組，每一組完成一個功能設(shè)計(jì)調(diào)試或仿真。第一組學(xué)生設(shè)計(jì)不控整流部分的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，具體參數(shù)：濾波電抗為1200A/0.71mH，整流二極管600A/1600V，鋁電解電容0.3F/400V。第二組學(xué)生參與斬波電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的斬波電路圖如圖3所示。通過計(jì)算得出電抗器1200A/300μH，C2電容大小190μF/400V。阻容吸收單元選擇電容C3為80μF/450V，選取電阻R1為10Ω。IGBT模塊2MBI1200U4G-120，驅(qū)動模塊在教師的指導(dǎo)下選用瑞士CONCEPT公司的IGBT驅(qū)動模塊2SD315A，該驅(qū)動模塊集成智能驅(qū)動、自檢、狀態(tài)反饋、隔離等功能于一身，能夠驅(qū)動1200A/1200V的IGBT。有的學(xué)生還畫了驅(qū)動電路圖。第三組學(xué)生設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335DSP作為控制回路的核心的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器。學(xué)生在CCS集成開發(fā)環(huán)境下編寫的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器，在軟仿真下可以明顯看到給定變化引起PWM脈寬的變化。第四組學(xué)生負(fù)責(zé)基于MATLAB下仿真。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，學(xué)生體會到了控制環(huán)節(jié)如何閉環(huán)、控制量如何檢測，控制算法如何實(shí)現(xiàn)，控制信號如何發(fā)出，能量流動必須要有電動勢以及流經(jīng)通路等等。學(xué)生們主動、積極利用老師的科研項(xiàng)目，構(gòu)思、設(shè)計(jì)、調(diào)試以及實(shí)驗(yàn)。教師注意發(fā)揮激勵和導(dǎo)向作用，注重肯定、贊賞學(xué)生的點(diǎn)滴進(jìn)步，讓學(xué)生感受到成功的歡樂，心中喚起自豪感和自尊感。當(dāng)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)受到目的的指引，進(jìn)行時還有措施和方法時，試驗(yàn)就變成合理的了。此外注意事實(shí)的分析和重組是增進(jìn)知識、增長解釋能力和正確分類的能力所不可缺少的?？傊?，“CDIOInitiative”是一個資源開放、寬松自由、包容性強(qiáng)的改革計(jì)劃。

篇5

上世紀(jì)50年代末晶閘管在美國問世，標(biāo)志著電力電子技術(shù)就此誕生。第一代電力電子器件主要是可控硅整流器(SCR)，我國70年代將其列為節(jié)能技術(shù)在全國推廣。然而，SCR畢竟是一種只能控制其導(dǎo)通而不能控制關(guān)斷的半控型開關(guān)器件，在交流傳動和變頻電源的應(yīng)用中受到限制。70年代以后陸續(xù)發(fā)明的功率晶體管(GTR)、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率MOS場效應(yīng)管(PowerMOSFET)、絕緣柵晶體管(IGBT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)和靜電感應(yīng)晶閘管(SITH)等，它們的共同特點(diǎn)是既控制其導(dǎo)通，又能控制其關(guān)斷，是全控型開關(guān)器件，由于不需要換流電路，故體積、重量較之SCR有大幅度下降。當(dāng)前，IGBT以其優(yōu)異的特性已成為主流器件，容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。

許多國家都在努力開發(fā)大容量器件，國外已生產(chǎn)6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一種將IGBT和GTO的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的新型器件，已有1000A/4500V的樣品問世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基礎(chǔ)上采用緩沖層和透明發(fā)射極，它開通時相當(dāng)于晶閘管，關(guān)斷時相當(dāng)于晶體管，從而有效地協(xié)調(diào)了通態(tài)電壓和阻斷電壓的矛盾，工作頻率可達(dá)幾千赫茲[2][3]。瑞士ABB公司已經(jīng)推出的IGCT可達(dá)4500一6000V，3000一3500A。MCT因進(jìn)展不大而引退而IGCT的發(fā)展使其在電力電子器件的新格局中占有重要的地位。與發(fā)達(dá)國家相比，我國在器件制造方面比在應(yīng)用方面有更大的差距。高功率溝柵結(jié)構(gòu)IGBT模塊、IEGT、MOS門控晶閘管、高壓砷化稼高頻整流二極管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在國外有了最新發(fā)展?？梢韵嘈?，采用GaAs、SiC等新型半導(dǎo)體材料制成功率器件，實(shí)現(xiàn)人們對“理想器件”的追求，將是21世紀(jì)電力電子器件發(fā)展的主要趨勢。

高可靠性的電力電子積木(PEBB)和集成電力電子模塊(IPEM)是近期美國電力電子技術(shù)發(fā)展新熱點(diǎn)。GTO和IGCT，IGCT和高壓IGBT等電力電子新器件之間的激烈競爭，必將為21世紀(jì)世界電力電子新技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

二、變頻技術(shù)的發(fā)展過程

變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無級調(diào)速的需要而誕生的。電力電子器件的更新促使電力變換

技術(shù)的不斷發(fā)展。起初,變頻技術(shù)只局限于變頻不能變壓。20世紀(jì)70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。20世紀(jì)80年代,作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣,并得出諸多優(yōu)化模式,如:調(diào)制波縱向分割法、同相位載波PWM技術(shù)、移相載波PWM技術(shù)、載波調(diào)制波同時移相PWM技術(shù)等。

VVVF變頻器的控制相對簡單,機(jī)械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時,由于輸出電壓較小,受定子電阻壓降的影響比較顯著,故造成輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。

矢量控制變頻調(diào)速的做法是:將異步電動機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過三相——二相變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Iml、Itl,然后模仿直流電動機(jī)的控制方法,求得直流電動機(jī)的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對異步電動機(jī)的控制。

直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型,控制電動機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動機(jī)化成等效直流電動機(jī),因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算;它不需要模仿直流電動機(jī)的控制,也不需要為解耦而簡化交流電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型。

VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低,諧波電流大,直流回路需要大的儲能電容,再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此,矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。

三、變頻技術(shù)與家用電器

20世紀(jì)70年代,家用電器開始逐步變頻化,出現(xiàn)了電磁烹任器、變頻照明器具、變頻空調(diào)、變頻微波爐、變頻電冰箱、IH(感應(yīng)加熱)飯堡、變頻洗衣機(jī)等[4]。

20世紀(jì)末期期,家用電器則依托變頻技術(shù),主要瞄準(zhǔn)高功能和省電。

首先是電冰箱,由于它處于全天工作,采用變頻制冷后,壓縮機(jī)始終處在低速運(yùn)行狀態(tài),可以徹底消除因壓縮機(jī)起動引的噪聲,節(jié)能效果更加明顯。其次,空調(diào)器使用變頻后,擴(kuò)大了壓縮機(jī)的工作范圍,不需要壓縮機(jī)在斷續(xù)狀態(tài)下運(yùn)行就可實(shí)現(xiàn)冷、暖控制,達(dá)到降低電力消耗,消除由于溫度變動而引起的不適感。近年來,新式的變頻冷藏庫不但耗電量減少、實(shí)現(xiàn)靜音化,而且利用高速運(yùn)行能實(shí)現(xiàn)快速冷凍。

在洗衣機(jī)方面,過去使用變頻實(shí)現(xiàn)可變速控制,提高洗凈性能,新流行的洗衣機(jī)除了節(jié)能和靜音化外,還在確保衣物柔和洗滌等方面推出新的控制內(nèi)容;電磁烹任器利用高頻感應(yīng)加熱使鍋?zhàn)又苯影l(fā)熱,沒有燃?xì)夂碗娂訜岬臒霟岵糠?因此不但安全,還大幅度提高加熱效率,其工作頻率高于聽覺之上,從而消除了飯鍋振動引起的噪聲。

四、電力電子裝置帶來的危害及對策

電力電子裝置中的相控整流和不可控二極管整流使輸入電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變,不但大大降低了系統(tǒng)的功率因數(shù),還引起了嚴(yán)重的諧波污染。

另外,硬件電路中電壓和電流的急劇變化,使得電力電子器件承受很大的電應(yīng)力,并給周圍的電氣設(shè)備及電波造成嚴(yán)重的電磁干擾(EM1),而且情況日趨嚴(yán)重。許多國家都已制定了限制諧波的國家標(biāo)準(zhǔn),國際電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)、國際電工委員會(IEC)和國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)紛紛推出了自己的諧波標(biāo)準(zhǔn)。我國政府也制定了限制諧波的有關(guān)規(guī)定[5]。

（一）諧波與電磁干擾的對策

1、諧波抑制

為了抑制電力電子裝置產(chǎn)生的諧波,一種方法是進(jìn)行諧波補(bǔ)償,即設(shè)置諧波補(bǔ)償裝置,使輸入電流成為正弦波[3]。

傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置是采用IC調(diào)諧濾波器,它既可補(bǔ)償諧波,又可補(bǔ)償無功功率。其缺點(diǎn)是,補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響,易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振,導(dǎo)致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。此外,它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波,效果也不夠理想。

電力電子器件普及應(yīng)用之后,運(yùn)用有源電力濾波器進(jìn)行諧波補(bǔ)償成為重要方向。其原理是,從補(bǔ)償對象中檢測出諧波電流,然后產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等極性相反的補(bǔ)償電流,從而使電網(wǎng)電流只含有基波分量。這種濾波器能對頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。

大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術(shù):將多個方波疊加以消除次數(shù)較低的諧波,從而得到接近正弦的階梯波。重?cái)?shù)越多,波形越接近正弦,但電路結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。小容量變流器為了實(shí)現(xiàn)低諧波和高功率因數(shù),一般采用二極管整流加PWM斬波,常稱之為功率因數(shù)校正(PEC)。典型的電路有升壓型、降壓型、升降壓型等。

2、電磁干擾抑制

解決EMI的措施是克服開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷時出現(xiàn)過大的電流上升率di/dt和電壓上升率du/dt,目前比較引入注目的是零電流開關(guān)(ZCS)和零電壓開關(guān)(ZVS)電路。方法是:

(1)開關(guān)器件上串聯(lián)電感,這樣可抑制開關(guān)器件導(dǎo)通時的di/dt,使器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了正關(guān)損耗;

(2)開關(guān)器件上并聯(lián)電容,當(dāng)器件關(guān)斷后抑制du/dt上升,器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了開關(guān)損耗;

(3)器件上反并聯(lián)二極管,在二極管導(dǎo)通期間,開關(guān)器件呈零電壓、零電流狀態(tài),此時驅(qū)動器件導(dǎo)通或關(guān)斷能實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS動作。

目前較常用的軟件開關(guān)技術(shù)有部分諧振PWM和無損耗緩沖電路。

（二）功率因數(shù)補(bǔ)償

早期的方法是采用同步調(diào)相機(jī),它是專門用來產(chǎn)生無功功率的同步電機(jī),利用過勵磁和欠勵磁分別發(fā)出不同大小的容性或感性無功功率。然而,由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī),噪聲和損耗都較大,運(yùn)行維護(hù)也復(fù)雜,響應(yīng)速度慢。因此,在很多情況下已無法適應(yīng)快速無功功率補(bǔ)償?shù)囊蟆?/p>

另一種方法是采用飽和電抗器的靜止無功補(bǔ)償裝置。它具有靜止型和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),但由于其鐵心需磁化到飽和狀態(tài),損耗和噪聲都很大,而且存在非線性電路的一些特殊問題,又不能分相調(diào)節(jié)以補(bǔ)償負(fù)載的不平衡,所以未能占據(jù)靜止無功補(bǔ)償裝置的主流。

隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,使用SCR、GTO和IGBT等的靜止無功補(bǔ)償裝置得到了長足發(fā)展,其中以靜止無功發(fā)生器最為優(yōu)越。它具有調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且在采取多重化、多電平或PWM技術(shù)等措施后,可大大減少補(bǔ)償電流中諧波含量。更重要的是,靜止無功發(fā)生器使用的抗器和電容元件小,大大縮小裝置的體積和成本。靜止無功發(fā)生器代表著動態(tài)無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。

五、結(jié)束語

我們相信，電力電子技術(shù)將成為21世紀(jì)重要的支柱技術(shù)之一，變頻技術(shù)在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位，近年來在中壓變頻調(diào)速和電力牽引領(lǐng)域中的發(fā)展引人注目。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化及我國加人世界貿(mào)易組織，我國電力電子技術(shù)及變頻技術(shù)產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。

參考文獻(xiàn):

[1]周明寶.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)制工業(yè)出版社,1985.

[2]陳堅(jiān).電力電子學(xué)－電力電子變換和控制技術(shù).北京：高等教育出版社,2002.

[3]王兆安黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.

[4]陳國呈,周勤利.變頻技術(shù)研究[J].上海大學(xué)自動化學(xué)院學(xué)報(bào),1995(6):23-26.

篇6

應(yīng)用最近幾年，我國經(jīng)濟(jì)水平的提高促使電力系統(tǒng)獲得了較快的發(fā)展。電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，能夠?yàn)槠涮峁└嗟耐苿恿Αｋ姽る娮蛹夹g(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)電中的應(yīng)用能夠保證發(fā)電系統(tǒng)為其提供穩(wěn)定、功率適用的電源。

1.1電工電子技術(shù)對靜止勵磁的控制

電力系統(tǒng)中的發(fā)電部分對電工電子技術(shù)的應(yīng)用最主要是體現(xiàn)在大型發(fā)電機(jī)的靜止勵磁的控制。對靜止勵磁的有效控制，能夠促使發(fā)電輸送穩(wěn)定的電源。如，在非火力發(fā)電中，通過對變頻電源轉(zhuǎn)自勵磁的頻率進(jìn)行調(diào)整，促使發(fā)電系統(tǒng)的最大功率在一定范圍內(nèi)。這樣就可以保證發(fā)電系統(tǒng)具備較強(qiáng)的控制能力。同時，在傳統(tǒng)的火力發(fā)電系統(tǒng)中，應(yīng)用電工電子技術(shù)針對風(fēng)機(jī)水泵耗電量大的問題采用變頻調(diào)速裝置進(jìn)行調(diào)整，提高發(fā)電的效率。

1.2電工電子技術(shù)對發(fā)電頻率的控制

在輸送電能的過程中，如果電力公司應(yīng)用水力進(jìn)行發(fā)電，其中水流速度以及水源頭的壓力都是影響發(fā)電頻率的重要因素。并且這些因素都是人為所不能控制的。但是在電力系統(tǒng)輸送電能的過程中需要保持穩(wěn)定的發(fā)電頻率。在尚未應(yīng)用電工電子技術(shù)之前，這始終是困擾電力公司有效輸送電能的一個難題。但是應(yīng)用電工電子技術(shù)就能夠有效解決此項(xiàng)問題。應(yīng)用電工電子技術(shù)就可以運(yùn)用一些其他的非火力發(fā)電。如，可以采用風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電。電工電子技術(shù)是電力系統(tǒng)應(yīng)用新能源進(jìn)行發(fā)電的主要技術(shù)。

1.3能源轉(zhuǎn)換對電工電子技術(shù)的應(yīng)用

太陽能、風(fēng)能的使用與發(fā)展，促使我國電力資源進(jìn)一步擴(kuò)充。同時，新能源都屬于清潔型的能源。無論是太陽能還是風(fēng)能在電力資源發(fā)展中具有較廣闊的發(fā)展前景。但是，新能源在使用的過程中，應(yīng)用電工電子技術(shù)就能夠解決新能源在發(fā)電系統(tǒng)中能源轉(zhuǎn)換的問題。太陽能和風(fēng)能轉(zhuǎn)化需要較大的功率。通過電工電子技術(shù)就能夠?qū)L(fēng)能和太陽穩(wěn)定、有效的輸出去。

2.電工電子技術(shù)在電力系統(tǒng)輸電中的應(yīng)用

輸電過程中運(yùn)用電工電子技術(shù)能夠體現(xiàn)出其重要的作用。電工電子技術(shù)在輸電中的應(yīng)用能夠有效保證電能運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性。電工電子技術(shù)在輸電中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在這么幾點(diǎn)。

2.1高壓直流電中電工電子技術(shù)的應(yīng)用

直流輸電技術(shù)能夠獲得廣泛的應(yīng)用，與晶閘管換流閥在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用具有緊密的聯(lián)系。同時這也在一定程度上充分體現(xiàn)電力系統(tǒng)的快速發(fā)展。當(dāng)前，全國各地電力系統(tǒng)將晶閘管進(jìn)行廣泛的應(yīng)用，可以說是電力系統(tǒng)快速發(fā)展的一種體現(xiàn)。與此同時，電力輸電系統(tǒng)正朝著易操作、易控制的方向不斷發(fā)展。將電工電子技術(shù)應(yīng)用于其中，使得該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)充。這樣不僅有效的減少了直流轉(zhuǎn)換變壓器在輸電中的使用，有效降低成本，同時還使得電流轉(zhuǎn)換設(shè)備具有更強(qiáng)的移動性，設(shè)備使用的靈活性進(jìn)一步增強(qiáng)。

2.2靜止無功補(bǔ)償中電工電子技術(shù)的應(yīng)用

電工電子技術(shù)在輸電系統(tǒng)中的重要應(yīng)用表現(xiàn)在靜止無功補(bǔ)償方面。即使當(dāng)前我國大多數(shù)電力系統(tǒng)并未采用這種輸變電系統(tǒng)，但是有部分國家已經(jīng)開始應(yīng)用。將這種技術(shù)應(yīng)用于其中有效的改變了傳統(tǒng)電氣開關(guān)，利用晶閘管作為全新的開關(guān)設(shè)備。有效準(zhǔn)確、迅速的控制設(shè)備，提高電力輸送的控制效果。這也充分體現(xiàn)電工電子技術(shù)在輸電系統(tǒng)中的重要作用。

3.電子電子技術(shù)在變負(fù)荷電動機(jī)中的應(yīng)用

在世界能源使用情況不允樂觀的情況下，節(jié)能已經(jīng)成為一項(xiàng)世界性的活動。針對此種情況，電力公司在輸送電能的過程中應(yīng)當(dāng)更多的節(jié)約電能。如果電力公司要想更好、更多的節(jié)約電能，就應(yīng)當(dāng)從發(fā)電環(huán)節(jié)就開始節(jié)能。電力公司在為人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活提供穩(wěn)定電能的過程中，電力系統(tǒng)自身也會消耗一定的能量。無論采用何種新型的發(fā)電模式，都是將其自身的能量轉(zhuǎn)化為電能。電力系統(tǒng)在輸送電能的過程中，可以通過這兩方面進(jìn)行考量。一方面是減少其他能源的消耗，促使能量最大限度的轉(zhuǎn)化為電能；而另一方面則是電力系統(tǒng)在發(fā)電的過程中盡可能減少對自身造成的損害。節(jié)約能源無論從哪方面著手，就應(yīng)當(dāng)在負(fù)荷方面對轉(zhuǎn)動的速度進(jìn)行調(diào)整。這項(xiàng)技術(shù)要想使用的更為精準(zhǔn)，其中就必須應(yīng)用到電工電子技術(shù)。電工電子技術(shù)的應(yīng)用能夠取到良好的節(jié)能效果。

4.結(jié)語

篇7

1.1單片集成

單片集成是指在一片硅片內(nèi),使用統(tǒng)一的加工技能將所有需要集成的元器件進(jìn)行集成。現(xiàn)今制造類工藝、隔離及散熱技術(shù)的不成熟、不完善,致使單片集成技術(shù)一般只適用于集成一些較小功率的電力電子電路。當(dāng)然不可否認(rèn)的是,電力電子集成技術(shù)的發(fā)展在今后極有可能以單片集成為主。

1.2混合集成

混合集成的方法能夠有效幫助解決電路之間由于工藝差異所造成的高電壓隔離問題,混合集成的集成程度偏高。但是混合集成也存在著部分難度偏高的技術(shù)性弊端、問題,如分布參數(shù)、傳熱等,且成本無法降到最低。因此,與單片集成不同的是,混合集成一般應(yīng)用于中等功率的電力電子電路,未來可能會向大功率電路方面發(fā)展?；旌霞勺鳛楫?dāng)前電力電子集成技術(shù)的重要方式,其現(xiàn)實(shí)意義偏強(qiáng)。

1.3系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成是指將已有的元器件及部件進(jìn)行集合拼裝,組成一個整體的系統(tǒng)。系統(tǒng)集成屬于功能集成,難度性與集成度都相對偏低,在當(dāng)今工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是系統(tǒng)集成的集成度偏低,無法較好地使其體積及重量減小、降低,且構(gòu)造復(fù)雜,集成優(yōu)勢無法明確體現(xiàn)。系統(tǒng)集成常用于大功率及結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電力系統(tǒng)。

2主要研究內(nèi)容及現(xiàn)狀

2.1MCM封裝技術(shù)

MCM主要有三種類型:采用片狀多層基板的稱為MCM一L;采用多層陶瓷基板的稱為MCM一C;采用薄膜技術(shù)的稱為MCM一D。MCM的三種類型在應(yīng)用中各有自身的優(yōu)缺點(diǎn)。MCM封裝能夠有效幫助增強(qiáng)系統(tǒng)的EMC、減小投資風(fēng)險等。

2.2倒裝芯片技術(shù)

倒裝芯片技術(shù)是一種封裝技術(shù),主要是指將晶片與基板直接接觸進(jìn)行粘接。與傳統(tǒng)技術(shù)相比較,倒裝芯片技術(shù)的引腳位置將不再受局限,能夠隨意放置在位于晶粒正下方的所有位置,而不像以往一般,只能排列在晶粒下方的四周位置。倒裝芯片技術(shù)有利于大大縮短信號傳輸所用時間、弱化所受串?dāng)_,使電性能得到提高。倒裝芯片技術(shù)能夠使芯片尺寸封裝CPS得到實(shí)現(xiàn)。

2.3嵌人式封裝

嵌人式封裝是指將功率芯片放置在陶瓷框架被刻蝕出的空洞內(nèi),接著再利用光刻、絲網(wǎng)漏印等技術(shù)使涂覆的金屬膜圖形化,最后將集成模塊的大小主要部件粘附在功率芯片最表面。嵌人式封裝可以通過縮小模塊體積,將模塊功率密度有效地提高。

2.4新型的互連方式

2.4.1原有的互聯(lián)工藝方式

原有的互聯(lián)工藝方式主要分為鍵合與壓接兩種。壓接方式對零件的平整度要求較高,如若零件的平整度達(dá)不到要求,則會極易出現(xiàn)造成芯片損傷甚至碎裂的情況;而引線鍵合技術(shù)則存在著高頻電磁應(yīng)力及局部寄生電感偏大等問題,嚴(yán)重影響鍵合壽命。因此,現(xiàn)人們已提出新的互聯(lián)技術(shù)方式。

2.4.2以焊接技術(shù)為基礎(chǔ)的互連工藝

以焊接技術(shù)為基礎(chǔ)的互連工藝采用層疊型三維封裝結(jié)構(gòu)。三維封裝結(jié)構(gòu)的工藝簡單,成本偏低,能夠有效解決層次間的垂直互連問題。焊接互連工藝分為焊料凸點(diǎn)互連技術(shù)和金屬柱互連平行板結(jié)構(gòu)。焊料凸點(diǎn)互連技術(shù)能夠?qū)⒁€之間的間距有效縮短。焊料凸點(diǎn)互連技術(shù)的接觸面積偏大、封裝密度偏高;金屬柱互連平行板結(jié)構(gòu)是指通過金屬柱實(shí)現(xiàn)硅片之間的互連。

2.4.3以沉積金屬膜為基礎(chǔ)的互連工藝

以沉積金屬膜為基礎(chǔ)的互連工藝所采用的三維封裝結(jié)構(gòu)為埋置型,能夠有效減少焊點(diǎn)及寄生參數(shù)。

3電力電子集成技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著現(xiàn)今的加工工藝及半導(dǎo)體材料的不斷改善及發(fā)展,單片集成及混合集成依舊具有一定的前景。將電力電子集成模塊的技術(shù)方面進(jìn)行改善,能夠有效提高電路性能,減小其損耗。未來的電力電子集成技術(shù)一定會朝著將功率元件、電路元件、控制器以及動作開關(guān)等有效集成,形成系列完整、智能的電力電子標(biāo)準(zhǔn)模塊的方向發(fā)展。電力電子元件內(nèi)部的集成度將會越來越高且成本逐步降低,且能滿足其生產(chǎn)各方面的需求?，F(xiàn)今,電力電子集成技術(shù)在電氣設(shè)備的集成上已廣泛得到應(yīng)用,系統(tǒng)集成技術(shù)已有較為穩(wěn)固的基礎(chǔ),能夠有效幫助綜合電力系統(tǒng)不斷地穩(wěn)健發(fā)展。

4結(jié)語

篇8

論文摘要:本文從現(xiàn)有存儲式電子壓力計(jì)的技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā)，分析了在井下高溫、高壓、遠(yuǎn)距離條件下，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度數(shù)據(jù)實(shí)時可靠采集、傳輸、分析的壓力計(jì)——直讀式電子壓力計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸方案和實(shí)施，并從技術(shù)需求分析、通訊方案選擇、單芯遠(yuǎn)距離傳輸、曼徹斯特碼編解碼的軟硬件設(shè)計(jì)等方面，對直讀式電子壓力計(jì)數(shù)據(jù)傳輸方案進(jìn)行了深入研究。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，本文研究結(jié)果解決了直讀式電子壓力計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)了電子壓力計(jì)在油田測井領(lǐng)域的市場競爭力。

一、引言

目前存儲式電子壓力計(jì)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)各大油田高溫井下壓力和溫度的測量。存儲式電子壓力計(jì)在工作過程中，儀器內(nèi)的單片機(jī)系統(tǒng)和各種傳感器共同完成井下壓力和溫度的采集，并以數(shù)字量形式存儲于電可改寫型存儲器中，待測試過程完成后，再將壓力計(jì)返回地面，用專門配套研制的數(shù)據(jù)回放儀與壓力計(jì)連接，通過軟件和硬件接口通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收、回放和處理，使用很不方便，影響生產(chǎn)。

因此，為克服存儲式電子壓力計(jì)的上述缺點(diǎn)，提高油田生產(chǎn)效率，提升電子壓力計(jì)在油田測井領(lǐng)域的市場競爭力，必須研制在井下高溫、高壓、遠(yuǎn)距離條件下，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度數(shù)據(jù)實(shí)時可靠采集、傳輸、分析的壓力計(jì)——直讀式電子壓力計(jì)。

二、直讀式電子壓力計(jì)技術(shù)需求分析

（一）功能及主要技術(shù)指標(biāo)要求

直讀式電子壓力計(jì)實(shí)現(xiàn)井下壓力和溫度參數(shù)的測量，并將測量結(jié)果通過單芯鎧裝電纜實(shí)時傳送至地面解碼控制儀，主要技術(shù)指標(biāo)要求如下所示。

a)壓力測量范圍：（0～30、45、60、80）MPa；壓力測量誤差：0.04%F.S；

b)溫度測量范圍：（-20～+150）℃,測量誤差：±1℃；

c)傳輸距離不小于6000m；通訊誤碼率1.0×10-7。

（二）基本方案及工作原理

直讀式電子壓力計(jì)由井下電子壓力計(jì)和地面解碼控制儀兩部分組成，其中井下電子壓力計(jì)由壓力傳感器、溫度傳感器、信號放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)系統(tǒng)、編碼電路、數(shù)字通訊接口電路和裝載于單片機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)工作軟件組成，解碼控制儀由解碼電路、通訊接口電路、通用計(jì)算機(jī)(油田配置)和相關(guān)工作軟件組成。

工作過程中，井下電子壓力計(jì)由地面解碼控制儀通過單芯鎧裝電纜提供能源，溫度和壓力傳感器分別將環(huán)境壓力和溫度轉(zhuǎn)換為電信號輸出，該電信號經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時采集和處理，然后按一定周期經(jīng)數(shù)字通訊口輸出。井下電子壓力計(jì)和井上解碼控制儀之間通過單芯鎧裝電纜連接，解碼控制儀中通訊接口電路接收井下電子壓力計(jì)輸出的壓力和溫度數(shù)據(jù)，并經(jīng)解碼后輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行實(shí)時分析和處理。

三、數(shù)據(jù)傳輸方案選擇

設(shè)備之間數(shù)據(jù)通訊通常有并行通訊和串行通訊兩種方案，并行通訊的缺點(diǎn)是傳輸距離短，通訊信道所占點(diǎn)號多，而串行通訊與之相反。根據(jù)井下電子壓力計(jì)與井上解碼控制儀的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，需選擇串行數(shù)據(jù)傳輸方式。

在曼徹斯特編碼中，用電壓跳變的相位不同來區(qū)分邏輯1和邏輯0，即用正的電壓跳變表示邏輯0，用負(fù)的電壓跳變表示邏輯1。

在油田測井中，井下電子壓力計(jì)在井下采集大量信息，并傳送給地面解碼控制儀；但井下電子壓力計(jì)到地面解碼控制儀這段信道的傳輸距離較長且環(huán)境惡劣，常用的NRZ碼不適合在這樣的信道里傳輸，而且NRZ碼含有豐富的直流分量，容易引起滾筒的磁化。曼徹斯特編碼方式使得信號以串行脈沖碼的調(diào)制方式在數(shù)據(jù)線上傳輸，和最常用的NRZ碼相比，消除了NRZ碼的直流成分，具有時鐘恢復(fù)和更好的抗干擾性能，這使它更適合于從井下到井上的信道傳輸，因而在井下電子壓力計(jì)和地面解碼控制儀之間選用曼徹斯特編碼使數(shù)據(jù)傳輸可靠性更高、傳輸距離更遠(yuǎn)。

四、曼徹斯特碼編碼軟硬件設(shè)計(jì)

每一周期井下電子壓力計(jì)需將采集到的壓力和溫度兩個參數(shù)分別進(jìn)行曼徹斯特編碼方式輸出，井下電子壓力計(jì)與地面解碼控制儀之間按如下通訊協(xié)議進(jìn)行。

a)壓力與溫度均以字為單位進(jìn)行傳送，先發(fā)送壓力字，后發(fā)送溫度字，一個壓力字和一個溫度字的組合稱為一個消息；

b)每一個字由20位組成，第1～3位為3個起始位，第4～19位為16個數(shù)據(jù)位，第20位為奇偶校驗(yàn)位；

c)壓力字3個起始位電平為先高后低，溫度字起始位為先低后高，高低電平均各占一位半，壓力字與溫度字校驗(yàn)位均采用奇校驗(yàn)；

d)傳輸?shù)牟ㄌ芈剩?.7292kbps（175μs/位），傳輸一個消息共耗時3.5ms。為保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性，井下電子壓力計(jì)同一消息在一個采樣周期內(nèi)重復(fù)發(fā)送兩次，地面解碼控制儀根據(jù)校驗(yàn)位判斷每個字的正確性。

由單片機(jī)編程輸出兩路I/O控制信號，經(jīng)過濾波電路、運(yùn)放電路、整型電路后，產(chǎn)生曼徹斯特編碼雙相電平信號，并經(jīng)單芯鎧裝電纜送至地面解碼控制儀。為滿足曼徹斯特編碼格式及井下電子壓力計(jì)與地面解碼控制儀之間的通訊協(xié)議，井下電子壓力計(jì)軟件采用如下的編程方式輸出波形。

a）壓力字同步頭為262.5μs高電平后跟隨262.5μs低電平，溫度字同步頭為262.5μs低電平后跟隨262.5μs高電平；

b）若數(shù)據(jù)位為邏輯0，則在87.5μs低電平后跟隨87.5μs高電平；

c）若數(shù)據(jù)位為邏輯1，則在87.5μs高電平后跟隨87.5μs低電平；

d）校驗(yàn)位的波形產(chǎn)生方式與數(shù)據(jù)位相同。

五、曼徹斯特碼解碼軟硬件設(shè)計(jì)

地面解碼控制儀需將井下電子壓力計(jì)輸出的曼徹斯特碼進(jìn)行解碼，并按通訊協(xié)議用軟件將接收到的曼徹斯特碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為井下電子壓力計(jì)測得的壓力和溫度數(shù)據(jù)，即地面解碼控制儀中的解碼過程為井下電子壓力計(jì)編碼過程的逆過程。曼徹斯特碼解碼過程可分為如下三部分：

a)同步字頭檢測，并辨別其為溫度數(shù)據(jù)還是壓力數(shù)據(jù)。

b)對曼碼形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，從曼徹斯特碼波形中分離出同步時鐘，并將時鐘和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理使曼碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為非歸零二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

c)將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。

經(jīng)過幾千米鎧裝電纜傳輸上來的數(shù)據(jù)，幅度衰減到毫伏級，因此井上需要精密的解碼電路，才能保證數(shù)據(jù)傳輸無誤碼率。井下傳輸上來的數(shù)據(jù)經(jīng)過濾波電路、精密運(yùn)算放大器、雙D觸發(fā)器輸出曼碼波形給單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的程序轉(zhuǎn)化為井下的壓力與溫度數(shù)字量。

六、試驗(yàn)結(jié)果

直讀式電子壓力計(jì)首臺產(chǎn)品完成廠內(nèi)試驗(yàn)后，到油田用8000m的鎧裝電纜連接井下電子壓力計(jì)和地面解碼控制儀，將電子壓力計(jì)下放到井下6500m的深度，在溫度高達(dá)150℃、壓力為30～60MPa的油井中測試壓力和溫度。在三次連續(xù)5個小時的測試過程中，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確可靠，沒有出現(xiàn)丟點(diǎn)現(xiàn)象，誤碼率為零。

七、結(jié)束語

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，本文研究結(jié)果解決了直讀式電子壓力計(jì)通訊方案、通訊協(xié)議、單芯遠(yuǎn)距離傳輸、曼徹斯特碼編解碼軟硬件設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)了電子壓力計(jì)在油田測井領(lǐng)域的市場競爭力。

參考文獻(xiàn)：

篇9

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化技術(shù)；安全管理

電力系統(tǒng)自動化主要包括地區(qū)調(diào)度實(shí)時監(jiān)控、變電站自動化和負(fù)荷控制等三個方面，隨著我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展完善，關(guān)于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)安全管理也越來越被人們所重視。

1當(dāng)前我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)存在的問題

（1）設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)不合理是目前我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)存在的主要問題之一。首先，我國面積廣大、幅員遼闊，這就導(dǎo)致了我國的電網(wǎng)建設(shè)的覆蓋面相較于大部分國家來說都比較大，如此龐大的電網(wǎng)建設(shè)中難免存在著一些設(shè)計(jì)不合理的現(xiàn)象，這就導(dǎo)致不同地區(qū)的電網(wǎng)建設(shè)沒有得到統(tǒng)一，而且用于電網(wǎng)建設(shè)的設(shè)備的型號和功能也各不相同，這就給國家電網(wǎng)的管理工作帶來了較大的困難，也給電力系統(tǒng)的安全帶來不穩(wěn)定的因素。其次，我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)設(shè)計(jì)也存在不合理的現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)過程中沒有充分考慮到各種因素，這樣就會使電力系統(tǒng)自動化技術(shù)設(shè)計(jì)達(dá)不到相應(yīng)的安全、穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)，這樣在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的運(yùn)行過程中，很容易會發(fā)生一些安全問題。（2）技術(shù)水平低。對比西方發(fā)達(dá)國家，就會發(fā)現(xiàn)我國的電力事業(yè)發(fā)展還存在著一些問題沒有解決。首先，我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)起步較晚，而且我國與其他西方國家之間的差距，導(dǎo)致我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)沒有西方國家那樣發(fā)展迅速，這就使得我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)越來越落后，逐漸造成了現(xiàn)在技術(shù)水平的狀況。其次，近年來我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)雖然也在不斷發(fā)展，但是由于社會發(fā)展和人民生活的需要，我國電力系統(tǒng)的運(yùn)作負(fù)荷較高，為我國的電力系統(tǒng)自動化的正常運(yùn)行增添了不安全的因素。然后，由于我國的一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)比較落后，有些地區(qū)的自然、社會環(huán)境也相對比較惡劣，使得這些地區(qū)的技術(shù)水平相對比較落后，這就嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的建設(shè)和發(fā)展，有時還會影響電力資源的正常輸送，甚至導(dǎo)致安全事件的發(fā)生。（3）設(shè)備問題。在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的運(yùn)行過程中，相關(guān)的電力設(shè)備起著至關(guān)重要的做用，但從我國的目前情況來看，相關(guān)的電力設(shè)備的問題也是影響我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)發(fā)展和電力系統(tǒng)自動化技術(shù)安全管理的一個重要因素。由于我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)長時間處于高負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下，相關(guān)的電力設(shè)備的老化、損壞等問題時常發(fā)生，不僅影響著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的正常運(yùn)行，而且嚴(yán)重的時候還會導(dǎo)致安全事件的發(fā)生。此外，在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)安全管理過程中，相關(guān)技術(shù)人員的維護(hù)和修理不及時，還會導(dǎo)致事件問題的加重。而且在我國還存在著相應(yīng)的技術(shù)人員的技術(shù)水平低的問題，對于一些故障不能做到及時有效的解決，這也會影響到電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的運(yùn)行和安全管理。

2電力系統(tǒng)自動化技術(shù)安全管理

（1）合理設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)。針對當(dāng)前我國電力系統(tǒng)自動化技術(shù)運(yùn)行和管理中存在的問題，面對我國當(dāng)前設(shè)計(jì)不合理、設(shè)計(jì)水平低的狀況，我們首先要做到就是要加強(qiáng)電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的合理設(shè)計(jì)。首先，要在當(dāng)前我國現(xiàn)有的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的基礎(chǔ)上對電力系統(tǒng)自動化技術(shù)運(yùn)行和管理進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。要充分考慮到電力系統(tǒng)自動化技術(shù)運(yùn)行和管理過程中的各種因素，盡最大可能的保證電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的運(yùn)行安全、穩(wěn)定。在這一過程中，可以將電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的不同部分拆分開來進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)，這樣就減少了設(shè)計(jì)過程中的不利因素的干擾。其次，可以加強(qiáng)我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的創(chuàng)新和開發(fā)。在引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對我國的電網(wǎng)建設(shè)的基本情況對相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)、創(chuàng)新，以此來改變我國技術(shù)落后的局面，縮小與其他發(fā)達(dá)國家之間的差距，有技術(shù)的改革、創(chuàng)新來推動電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的合理設(shè)計(jì)。從而加強(qiáng)我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的運(yùn)行和安全管理。（2）建立健全安全管理體系。要想強(qiáng)化電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的安全管理，相應(yīng)的電力單位就要建立健全安全管理體系，充分發(fā)揮出每一個人都職能作用，來保障電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的安全運(yùn)行。首先，可以健全管理制度。各個電力單位可以任用專業(yè)的管理人員來進(jìn)行或指導(dǎo)相關(guān)的安全管理工作，而且隨著信息時代的到來，各個電力單位也可以采用智能化的管理方式。這種管理方式依托于先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，更加科學(xué)、高效，在運(yùn)行過程中可以及時的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，有利于保障電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的安全運(yùn)行。其次，可以強(qiáng)化電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的智能化水平。將自動化的信息技術(shù)融入到電力系統(tǒng)自動化技術(shù)當(dāng)中去，這樣就可以利用智能化的信息技術(shù)來完成電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的日常維護(hù)和管理的工作。通過這樣的方式來健全安全管理體系，保障電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的正常、平穩(wěn)、安全的運(yùn)行。（3）提高技術(shù)人員的專業(yè)水平。各個電力單位要加強(qiáng)對相關(guān)的技術(shù)人員的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。一方面要加強(qiáng)對這些工作人員的技術(shù)培訓(xùn)，提高他們的專業(yè)技術(shù)水平，這就使他們在日常的檢查維護(hù)工作中可以及時的發(fā)現(xiàn)問題，消除不安全因素，能在很大程度上夠保證大部分的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的安全運(yùn)行。另一方面，還要加強(qiáng)對他們的安全教育，提高他們的安全意識，避免在設(shè)備維護(hù)、修理過程中的一些不安全操作，從而保證他們的人身安全和電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的安全運(yùn)行。

3結(jié)束語

在電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的運(yùn)行過程中，加強(qiáng)對電力系統(tǒng)自動化技術(shù)安全管理必不可少，針對我國目前電力系統(tǒng)自動化技術(shù)管理現(xiàn)狀，各個單位要積極尋找相應(yīng)的措施，來加強(qiáng)自身的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)安全管理，為我國的電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造一個良好的環(huán)境，為社會的人民提供更穩(wěn)定、更安全的電力資源，為我國的電力事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

作者:彭東濤 單位:尋烏縣天光新能源開發(fā)有限公司

參考文獻(xiàn)：

篇10

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力企業(yè)運(yùn)用新的信息技術(shù)，提高電力工程的自動化水平，促進(jìn)了電氣自動化的迅猛發(fā)展。電氣自動化技術(shù)就是運(yùn)用了具有自動檢測功能與自動控制功能的電氣裝置，可以實(shí)時對電力系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)、控制、及監(jiān)控。在信息化技術(shù)大力發(fā)展的同時，通過信息監(jiān)測技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對電力工程的遠(yuǎn)程控制與管理。電氣自動化技術(shù)需要自動化的電網(wǎng)配置、配電網(wǎng)技術(shù)協(xié)同工作。在電氣自動化技術(shù)中，要充分利用網(wǎng)絡(luò)對電力工程的各項(xiàng)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、收集、分析從而加強(qiáng)電電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。減輕了以往電力工作人員的工作強(qiáng)度，充分利用電力工程中的自動化設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督，在面臨突發(fā)狀況時，能夠及時采取信息處理技術(shù)對電力系統(tǒng)進(jìn)行有效地處理。而配電網(wǎng)技術(shù)可以配合電氣自動化技術(shù)改善城鄉(xiāng)配電網(wǎng)，加強(qiáng)城鄉(xiāng)電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行工作，完善電氣自動化技術(shù)在城鄉(xiāng)電網(wǎng)中的運(yùn)用。電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，從電氣開關(guān)到電力工程都有電氣自動化技術(shù)的身影。電氣自動化技術(shù)的不斷提高也促進(jìn)了電力工程的不斷發(fā)展。

2電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1變電站及配電自動化的應(yīng)用

變電站自動化技術(shù)是采用現(xiàn)代通信技術(shù)、先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及信息處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對變電站的二次設(shè)備的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而減少了人力資源的浪費(fèi)，減低了變電站及配電站工作人員的工作強(qiáng)度，提高變電站及配電站人員的安全性及整個系統(tǒng)運(yùn)行的有效性。不僅如此，變電站自動化技術(shù)還可以多層次、全方位地對多種電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行安全檢測以達(dá)到高效控制的目標(biāo)。在實(shí)際的應(yīng)用中，主要通過新型的設(shè)備代替以往的電磁式裝置從而使得現(xiàn)場的監(jiān)視操作更加智能化、可視化。變電站自動化除了滿足變電站運(yùn)行操作任務(wù)外還作為電網(wǎng)調(diào)度自動化不可分割的重要組成部分，是電力生產(chǎn)現(xiàn)代化的一個重要環(huán)節(jié)。隨著對科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用以及監(jiān)控設(shè)備的更新，種綜合性的自動化監(jiān)測系統(tǒng)能夠提高變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低運(yùn)行維護(hù)的成本，高質(zhì)量輸電過程，經(jīng)濟(jì)效益提高很多。

2.2在電網(wǎng)調(diào)度自動化中的應(yīng)用

在電力工程中，電網(wǎng)的總調(diào)度能夠通過大屏幕顯示器、計(jì)算機(jī)服務(wù)等自動化系統(tǒng)對電網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。根據(jù)電力工程中電網(wǎng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，監(jiān)控電網(wǎng)的實(shí)時狀態(tài)。通過各個分系統(tǒng)傳送的電力工程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、控制發(fā)電的數(shù)據(jù)，對電力工程整個系統(tǒng)進(jìn)行評估、調(diào)配和預(yù)測，從而減少了電網(wǎng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的電力故障及異常情況，通過電氣自動化技術(shù)能夠及時作出判斷，檢測更加及時。從而減少了電力工程中危及人身安全和設(shè)備安全的事故。另外，通過電氣自動化技術(shù)還能對整個電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析，調(diào)度從大屏幕上可以清晰的采集信息，找出電氣事故的發(fā)生地并提出應(yīng)對措施，防止事故的擴(kuò)散，減低影響。

2.3分散測控系統(tǒng)自動化的應(yīng)用

在電力工程的發(fā)電廠分散測控系統(tǒng)中，通過太網(wǎng)、過程控制單元、工程師工作站、高速數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)等對分層對電廠的生產(chǎn)狀況進(jìn)行測試和控制。經(jīng)過過程控制單元可以在生產(chǎn)運(yùn)行的過程中通過接受熱電阻、熱電偶、電氣量等信號，處理運(yùn)算的結(jié)果、參數(shù)等，通過這種方式對電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控，從而提高電氣自動化在電力工程中的檢測、保護(hù)和控制功能。

2.4計(jì)算機(jī)自動化的應(yīng)用

電氣自動化技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用主要是引入了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)，通過微型計(jì)算機(jī)讓整個電力系統(tǒng)自動記錄、反饋電氣設(shè)施的實(shí)際工作情況。同時，對反饋信息進(jìn)行的誤差判定。加強(qiáng)軟件的查找、分析、測算的應(yīng)用，從而在電力工程中實(shí)現(xiàn)操作技術(shù)的使用性，更加便于電力工程的管理。在電氣自動化技術(shù)中還要注意對監(jiān)控方式、現(xiàn)場總線監(jiān)控進(jìn)行設(shè)計(jì)。只有全面加強(qiáng)電氣設(shè)備的監(jiān)控信息及監(jiān)控方式，才能提高監(jiān)控系統(tǒng)的效率以及整個系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性。

2.5電力自動化技術(shù)的發(fā)展趨勢