導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇現(xiàn)代電力電子技術(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。

篇1

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(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)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(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)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(lái)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(shí)代。

1、整流器時(shí)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(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無(wú)軌電車等)和直流傳動(dòng)(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(kāi)發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)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(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

2、逆變器時(shí)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(shí)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(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)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(shí)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(wèn)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(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)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(chǎng)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(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)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(lái)，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(chǎng)合都廣泛采用電力電子交直流調(diào)速技術(shù)。一些對(duì)調(diào)速性能要求不高的大型鼓風(fēng)機(jī)等近年來(lái)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(dòng)時(shí)的電流沖擊而采用了軟起動(dòng)裝置，這種軟起動(dòng)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(chǎng)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(lái)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(dòng)外，車輛中的各種輔助電源也都離不開(kāi)電力電子技術(shù)。電動(dòng)汽車的電機(jī)靠電力電子裝置進(jìn)行電力變換和驅(qū)動(dòng)控制，其蓄電池的充電也離不開(kāi)電力電子裝置。一臺(tái)高級(jí)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(dòng)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(kāi)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(lái)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(guó)家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經(jīng)過(guò)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(shuō)，如果離開(kāi)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(zhǎng)距離、大容量輸電時(shí)有很大的優(yōu)勢(shì)，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(lái)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(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制對(duì)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(wú)功補(bǔ)償裝置。近年來(lái)出現(xiàn)的靜止無(wú)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(wú)功功率和諧波補(bǔ)償?shù)男阅堋Ｔ谂潆娋W(wǎng)系統(tǒng)，電力電子裝置還可用于防止電網(wǎng)瞬時(shí)停電、瞬時(shí)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(jí)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(shuō)信息電子技術(shù)離不開(kāi)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

篇2

關(guān)鍵詞：電力電子；教學(xué)改革；應(yīng)用人才培養(yǎng)；工程能力

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

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省高?！扒嗨{(lán)工程”基金項(xiàng)目、南通大學(xué)教學(xué)研究基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2011B50、2010B10）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）33-0032-02

近20年來(lái)，電力電子技術(shù)受計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)與材料科學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)的推動(dòng)，得到了快速發(fā)展，其工程應(yīng)用領(lǐng)域得到了迅猛擴(kuò)張。由現(xiàn)代電力電子技術(shù)支撐的新型產(chǎn)業(yè)和對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的技術(shù)改造，如新能源、綠色交通、智能電網(wǎng)、先進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)、極端環(huán)境探索、節(jié)能減排等，都取得了巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，展現(xiàn)出了良好應(yīng)用前景。[1，2]

為了適應(yīng)電氣信息類工程應(yīng)用學(xué)科的發(fā)展，保持教學(xué)內(nèi)容的新穎性，跟蹤電力電子技術(shù)的最新熱點(diǎn)，自2006年以來(lái)，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院開(kāi)設(shè)了“現(xiàn)代電力電子技術(shù)”課程，在傳統(tǒng)“電力電子技術(shù)”課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色和技術(shù)需求，講授現(xiàn)代電力電子技術(shù)高級(jí)原理、新器件與新型工程應(yīng)用，以此提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工作能力，培養(yǎng)市場(chǎng)應(yīng)用型人才。本文從該課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等方面，介紹了課程教研組對(duì)這門課程的教學(xué)改革和實(shí)踐情況。

一、傳統(tǒng)教學(xué)存在的問(wèn)題分析

1.裝置與系統(tǒng)級(jí)的概念不突出

傳統(tǒng)的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)，側(cè)重于器件級(jí)的理論分析，強(qiáng)調(diào)基于電力電子器件的電路拓?fù)浣馑?，即以電力電子器件為核心，在器件基本結(jié)構(gòu)、原理和特性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)典型電力電子拓?fù)湓黼娐?，從電力電子器件的通和斷兩個(gè)狀態(tài)入手，對(duì)電力電子電路換流的物理過(guò)程、波形特性、電參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行分析和計(jì)算。

該教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是概念清楚、體系完備、機(jī)理分析透徹，但也存在諸多弊端。例如，學(xué)生將電力電子學(xué)過(guò)多地關(guān)注在了電力電子器件上，弱化了從裝置級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的角度對(duì)電力電子電路進(jìn)行理解和認(rèn)知；割裂了電力電子功率電路與基于反饋原理的數(shù)模電控制電路、自動(dòng)控制原理、工程實(shí)際應(yīng)用電路之間的關(guān)系；大篇幅的基于晶閘管器件的理論分析和計(jì)算，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；單一和過(guò)少的工程應(yīng)用實(shí)例，減少了學(xué)生對(duì)課程實(shí)用性的認(rèn)同感等等。

2.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱

電力電子技術(shù)作為工程技術(shù)需要有一定量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)才能保障學(xué)習(xí)效果。但在傳統(tǒng)的“電力電子技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，基礎(chǔ)性和簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，不能很好地與當(dāng)前的工程實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，致使許多新技術(shù)、新方法無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)直觀的體驗(yàn)。

而且電力電子實(shí)驗(yàn)設(shè)備的常用形式為基于掛件結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)和實(shí)驗(yàn)箱，基本上與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的重要元器件、電路和系統(tǒng)都被封閉于內(nèi)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生們無(wú)法看到功率元器件、配件及電子儀表的外觀和關(guān)鍵連線。學(xué)生依照原理圖機(jī)械地連接主電路、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形，即使不了解電路的工作原理，也能較順利地完成實(shí)驗(yàn)。因此，無(wú)法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，沒(méi)有探索學(xué)習(xí)的動(dòng)力，鍛煉創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的教學(xué)內(nèi)容和平臺(tái)也不足。

二、課程教學(xué)改革措施

1.以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為導(dǎo)向，確立教改思路和目標(biāo)

作為地方綜合性高校，南通大學(xué)的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的定位是培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)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(dòng)化專業(yè)的主干專業(yè)課程之一，其教學(xué)目標(biāo)的確立需結(jié)合本區(qū)域的產(chǎn)業(yè)分布與發(fā)展特點(diǎn)，同時(shí)又緊緊圍繞本專業(yè)的學(xué)科方向。

形成了以幫助學(xué)生從裝置和系統(tǒng)角度理解和掌握電力電子技術(shù)，培養(yǎng)理論與實(shí)踐能力兼具的創(chuàng)新型電力電子應(yīng)用技術(shù)人才為目的，以新能源、運(yùn)動(dòng)控制、電源技術(shù)、柔流輸配電等應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楸尘?，以講授電力電子技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中所需要處理的相關(guān)問(wèn)題為主要內(nèi)容的課程教學(xué)思路和培養(yǎng)目標(biāo)。

2.整合教學(xué)內(nèi)容，突出應(yīng)用能力培養(yǎng)

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，在學(xué)院學(xué)科特色和現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，對(duì)課程體系和內(nèi)容進(jìn)行了合理調(diào)整。舍棄了傳統(tǒng)的以大篇幅晶閘管半控器件分析為主線的教學(xué)內(nèi)容體系，建立了“以基于全控器件的實(shí)際應(yīng)用為主線，以電力電子主拓?fù)潆娐方Y(jié)合系統(tǒng)級(jí)的自動(dòng)控制原理及其實(shí)現(xiàn)電路分析為主要技術(shù)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生從整體的角度認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)電力電子電路的能力”的課程教學(xué)體系。

整合后的教學(xué)內(nèi)容由三部分組成：功率器件、典型電路、應(yīng)用及其系統(tǒng)。功率器件是基礎(chǔ)，重點(diǎn)講授開(kāi)關(guān)全控器件及其驅(qū)動(dòng)電路；典型電路是主體，重點(diǎn)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(jī)理；應(yīng)用及其系統(tǒng)是提升，重點(diǎn)講授電力電子在新能源發(fā)電、運(yùn)動(dòng)控制、電源和柔流輸配電技術(shù)中的應(yīng)用原理及其典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例。三者層次明晰，但學(xué)時(shí)又有所側(cè)重。即前兩部分作為前續(xù)“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容的回顧與拓展，講授學(xué)時(shí)占總理論學(xué)時(shí)的近一半，第三部分作為工程應(yīng)用與系統(tǒng)提升的重要部分，需著重講授，以逐次勾勒出一個(gè)電力電子技術(shù)及其工程應(yīng)用的整體全貌。

在教學(xué)內(nèi)容的組織與講授中，凝煉理論教學(xué)的內(nèi)容，在原理的講授中注意培養(yǎng)學(xué)生面向工程的意識(shí)和思維，并及時(shí)動(dòng)態(tài)地將教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得的最新科研成果以及科研項(xiàng)目的最新進(jìn)展融合到相關(guān)的課程內(nèi)容中去，讓學(xué)生接受到來(lái)自科研和工程研發(fā)第一線的新知識(shí)、新技術(shù)。

另外，針對(duì)基于電力電子技術(shù)應(yīng)用的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和前沿內(nèi)容，以及課程中被壓縮掉或被取消的專業(yè)知識(shí)，設(shè)置為系列課外專題講座，聘請(qǐng)對(duì)專題內(nèi)容有深入研究和獨(dú)特造詣的教師及企業(yè)的科技人員講授，以開(kāi)拓學(xué)生的知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維及能力。

3.加強(qiáng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)，注重理論聯(lián)系實(shí)際

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和初步設(shè)計(jì)技能，增強(qiáng)解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力的必要教學(xué)一環(huán)。為了突出課程的工程實(shí)用性，采取了優(yōu)選驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)置方法。

注重電路的工作機(jī)理分析與工程實(shí)際問(wèn)題是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選的該類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)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(shí)現(xiàn)電路及特性等。

注重工程實(shí)用性是設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇標(biāo)準(zhǔn)。我們要求學(xué)生們對(duì)該類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目遵循“理論設(shè)計(jì)計(jì)算—>計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證—>硬件實(shí)驗(yàn)電路測(cè)試—>波形數(shù)據(jù)分析總結(jié)”的順序開(kāi)展路線，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，并促進(jìn)學(xué)生形成理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。

增設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：各型升/降壓直直變換器設(shè)計(jì)、有源功率因數(shù)校正器設(shè)計(jì)、諧振軟開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)、三相高頻PWM整流器設(shè)計(jì)，以及他們的復(fù)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置為必修和開(kāi)放式的選修兩類，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)授課學(xué)時(shí)不足的矛盾，同時(shí)采取“案例講解法”、“實(shí)物演示法”等不同的教學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)課上認(rèn)真講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和注意事項(xiàng)，以激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)其積極性。

此外，應(yīng)改革課內(nèi)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定方式，突出對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核，鼓勵(lì)探索性的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。具體措施包括增加課內(nèi)實(shí)驗(yàn)在課程總成績(jī)中的權(quán)重，增加實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作測(cè)評(píng)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程問(wèn)辯三方面的成績(jī)考核項(xiàng)等，通過(guò)確立科學(xué)合理的考核方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，形成務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

4.優(yōu)化課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力

課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，其課時(shí)安排在全部理論課程講授完畢后進(jìn)行。

該實(shí)踐環(huán)節(jié)依托于以現(xiàn)代電力電子技術(shù)與運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室為主體，以工程訓(xùn)練中心、控制電機(jī)、虛擬儀器、風(fēng)力發(fā)電動(dòng)模實(shí)驗(yàn)室等其他專業(yè)實(shí)驗(yàn)室為輔助的課程設(shè)計(jì)開(kāi)放式創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[3，4]課程設(shè)計(jì)內(nèi)容以學(xué)生熟悉并感興趣的熱點(diǎn)工程為背景，從南通大學(xué)電氣工程學(xué)院專業(yè)與學(xué)科特色以及科研項(xiàng)目中，提煉出其中典型的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)出合理的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目?？蛇x的背景包括：風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、精密電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)、電力無(wú)功與諧波控制、磁懸浮控制、特種電源等。其中的典型技術(shù)問(wèn)題包括：整流、正弦逆變、直直變換、Delta逆變、閉環(huán)自動(dòng)控制、檢測(cè)技術(shù)等。

針對(duì)少部分優(yōu)秀學(xué)生采用“導(dǎo)師制”的課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法，通過(guò)細(xì)致的指導(dǎo)，緊密的設(shè)計(jì)過(guò)程跟蹤，來(lái)進(jìn)一步提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，并促進(jìn)這部分學(xué)生研究性論文、專利、小制作等方面成果的形成。

針對(duì)大部分學(xué)生采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”的課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法。學(xué)生以小組為單位，在選題庫(kù)中自由選題，利用書(shū)刊、網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料，自主形成完成項(xiàng)目的各種設(shè)計(jì)思路，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

通過(guò)課程設(shè)計(jì)的鍛煉，使學(xué)生將書(shū)本上的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)真正融入了自己的知識(shí)鏈，提高了其綜合能力以及自主創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5.注重網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)，提高自主性學(xué)習(xí)能力

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是彌補(bǔ)課堂教學(xué)學(xué)時(shí)局限，開(kāi)拓課程學(xué)習(xí)的知識(shí)面，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主性學(xué)習(xí)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。課程組以校Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)長(zhǎng)期投入、持續(xù)積累、動(dòng)態(tài)跟蹤的建設(shè)方式，建立了課程的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)。

網(wǎng)站的教學(xué)材料提供了與課程相關(guān)的豐富的資源，內(nèi)容包括教學(xué)資源庫(kù)（課程教學(xué)大綱、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)例程、實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作視頻等文件）、參考資源庫(kù)（經(jīng)典學(xué)術(shù)論文、典型芯片和模塊的使用手冊(cè)、常用仿真軟件說(shuō)明、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)案例、產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)等信息）、復(fù)習(xí)思考題庫(kù)等版面區(qū)。

此外，課程組充分利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的交互功能，完成諸如教學(xué)信息、在線電子試卷測(cè)試、遠(yuǎn)程答疑和討論等教學(xué)工作，提高了教學(xué)的效率和效果。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述教學(xué)改革措施，同學(xué)們?cè)谡n程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、系統(tǒng)級(jí)的分析設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的工程應(yīng)用能力等方面均得到了提高，培養(yǎng)的學(xué)生在近年來(lái)的挑戰(zhàn)杯、機(jī)器人和電子設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽中均取得了良好成績(jī)。

顯然，基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程改革是一項(xiàng)持續(xù)而動(dòng)態(tài)的工作，課程教學(xué)中需依據(jù)卓越工程師教育培養(yǎng)思想，以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)需求與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的無(wú)縫對(duì)接為導(dǎo)向，明確樹(shù)立學(xué)生的主體觀，合理安排理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用合理的教學(xué)方法和手段以及科學(xué)的評(píng)價(jià)體系，以切實(shí)提高教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]劉晉，牛印鎖，文俊.國(guó)內(nèi)外“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)研究[J].中國(guó)電力教育，2012，（6）：64-65.

篇3

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) 智能電網(wǎng) 電力系統(tǒng) 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置 高壓直流輸電 有源電力濾波 電能質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TM711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2012）10-0097-02

電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，是電力、電子和控制三大領(lǐng)域的邊緣學(xué)科，以電力變換為主要研究?jī)?nèi)容。對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的目的是為了更方便、更為有效的使用電能，使電能更好的為人們服務(wù)。

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)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能經(jīng)過(guò)一次以上電力電子變流裝置的處理。離開(kāi)電力電子技術(shù)，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化是不可想象的。直流輸電在長(zhǎng)距離、大容量輸電時(shí)有很大優(yōu)勢(shì)，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。柔流輸電亦依靠電力電子裝置才得以實(shí)現(xiàn)。無(wú)功補(bǔ)償和諧波抑制對(duì)電力系統(tǒng)有重要意義，晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無(wú)功補(bǔ)償裝置。靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）、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(wú)功補(bǔ)償和諧波補(bǔ)償?shù)男阅?。直流電源和不間斷電源（UPS）還用作發(fā)電廠和變電所的保護(hù)電源、事故電源和備用電源。電力電子裝置在電力系統(tǒng)中隨處可見(jiàn)。

1、電力電子技術(shù)的發(fā)展

電力電子技術(shù)分為器件的制造技術(shù)和電力電子電路的應(yīng)用電路（變流技術(shù)）。電力電子器件經(jīng)歷了半控型（第一代電力電子器件）、全控型（第二代電力電子器件）和復(fù)合型（第三代電力電子器件）的發(fā)展過(guò)程，把驅(qū)動(dòng)、控制、保護(hù)電路和功率器件集成在一起，構(gòu)成功率集成電路（PIC），目前其功率較小，但其代表了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

整流電路在電力電子電路中應(yīng)用最廣，20世紀(jì)80年代后逆變電路的應(yīng)用日益廣泛，但整流電路仍占重要地位。隨著自關(guān)斷器件的普遍應(yīng)用，電力電子電路向高頻化反向發(fā)展，一些新的電路拓?fù)湫问奖热缰C振型逆變電路、矩陣式逆變電路等不斷涌現(xiàn)。PWM控制對(duì)推動(dòng)電力電子技術(shù)的發(fā)展起了歷史性作用，其它控制方式比如應(yīng)用靜止/旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換的矢量控制、瞬時(shí)無(wú)功功率控制、自適應(yīng)控制、采用狀態(tài)觀測(cè)器的控制、模糊控制、神經(jīng)元控制等，這使得電力電子系統(tǒng)的控制技術(shù)發(fā)展到一個(gè)嶄新的階段。目前應(yīng)用越來(lái)越廣的基于微處理器的數(shù)字控制技術(shù)在很多方面取代了模擬控制，是控制技術(shù)的一個(gè)新的發(fā)展方向。

2、靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置

靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置廣泛應(yīng)用于提高輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、改善電能質(zhì)量、對(duì)沖擊性負(fù)荷的無(wú)功補(bǔ)償和閃變抑制等領(lǐng)域。FACTS技術(shù)（靈活交流輸電系統(tǒng)）從根本上改變了交流電網(wǎng)過(guò)去基本上只依靠緩慢、間接以及不精確設(shè)備進(jìn)行機(jī)械控制的局面，對(duì)提高輸電系統(tǒng)的輸送功率和潮流控制能力以及改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、控制系統(tǒng)振蕩等具有明顯作用。常見(jiàn)的FACTS裝置包括靜止無(wú)功補(bǔ)償器（SVC）、靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）、可控串聯(lián)補(bǔ)償器（TCSC）、晶閘管控制移相器（TCPST）、統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）、動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR）、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)（SMES）、不間斷電源（UPS）、統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器（UPQC）等。

無(wú)功功率補(bǔ)償可提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗，穩(wěn)定受電端和電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量，在電氣化鐵道中平衡三相的有功及無(wú)功負(fù)載。靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置包括晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）、可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置（TCSC）等。SVC可作為系統(tǒng)補(bǔ)償和負(fù)荷補(bǔ)償，還廣泛應(yīng)用于高壓直流輸電換流站的無(wú)功補(bǔ)償和抑制電弧爐等大型沖擊負(fù)荷造成的電壓閃變和電壓波動(dòng)。

TCR的單相基本結(jié)構(gòu)是兩個(gè)反并聯(lián)的晶閘管與一個(gè)電抗器相串聯(lián)，通過(guò)改變晶閘管的觸發(fā)延遲角，可以改變電抗器電流的大小，即可以達(dá)到連續(xù)調(diào)整電抗器的基波無(wú)功功率的目的。TCR通常采用支路控制三角形聯(lián)結(jié)三相交流調(diào)壓電路的形式，如圖1.所示

TSC具有無(wú)機(jī)磨損、響應(yīng)速度快、平滑投切以及良好的綜合補(bǔ)償效果等優(yōu)點(diǎn)。圖2.為其單相結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，其中的小電感用來(lái)抑制電容器投入電網(wǎng)時(shí)可能造成的沖擊電流。

靜止同步補(bǔ)償器專指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置，與SVC相比，其調(diào)節(jié)速度更快，運(yùn)行范圍寬，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)償電流中諧波的含量。其基本原理是將自換相橋式電路通過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的相位和幅值，使該電路吸收或發(fā)出滿足要求的無(wú)功電流，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。圖3.是其電路基本結(jié)構(gòu)。

可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置（TCSC）由電容器與晶閘管控制的電抗器并聯(lián)組成。調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角可以改變通過(guò)電抗器的電流，使補(bǔ)償裝置的基頻等效電抗在一定范圍內(nèi)聯(lián)系變化。其不僅可以進(jìn)行參數(shù)補(bǔ)償，控制系統(tǒng)還引入附加阻尼控制環(huán)節(jié)，改善系統(tǒng)的阻尼狀況，有利于抑制低頻振蕩，提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性。

3、高壓直流輸電技術(shù)

高壓直流輸電是將發(fā)電廠發(fā)出的交流電通過(guò)換流器整流為直流電，通過(guò)輸電線路把直流電送入受電端，再把直流電逆變?yōu)榻涣麟姽┯脩羰褂?。高壓直流輸電具有傳輸功率大、線路造價(jià)低、控制性能好等優(yōu)點(diǎn)，是目前解決高電壓大容量、長(zhǎng)距離輸電和異步聯(lián)網(wǎng)的重要手段。直流輸電架空線路的造價(jià)低、損耗小，不存在交流輸電的穩(wěn)定性問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)額定頻率不同的電網(wǎng)的互聯(lián)，易于實(shí)現(xiàn)地下或海底電纜輸電，易于進(jìn)行潮流控制，便于分級(jí)分期建設(shè)和增容擴(kuò)建。

直流輸電工程按照直流聯(lián)絡(luò)線可分為單級(jí)聯(lián)絡(luò)線、雙極聯(lián)絡(luò)線、同極聯(lián)絡(luò)線和背靠背直流輸電系統(tǒng)。雙極HVDC系統(tǒng)圖如圖4所示。

換流器完成交—直或直—交轉(zhuǎn)換，由閥橋和帶載抽頭切換器的整流變壓器構(gòu)成，閥橋?yàn)楦邏洪y構(gòu)成的6脈波或12脈波的整流器或逆變器。濾波器用于濾除換流器產(chǎn)生的諧波。平波電抗器可以降低直流線路中的諧波電壓和電流，限制直流線路短路期間的峰值電流，防止逆變器換相失敗和負(fù)荷電流不連續(xù)。換流閥是換流器的基本單元設(shè)備，目前絕大多數(shù)直流輸電采用晶閘管閥，此外還有GTO閥、IGBT閥等。換流器有6脈動(dòng)和12脈動(dòng)兩種。

4、在電機(jī)中的應(yīng)用

水力發(fā)電機(jī)所能發(fā)出的電量取決于水力壓力和流量，所以機(jī)組的發(fā)電量將會(huì)發(fā)生很大變化；風(fēng)力發(fā)電機(jī)所能發(fā)出的電量與風(fēng)速的三次方成正比。因此機(jī)組是變速運(yùn)行的，如果調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定，就能夠獲得最大有效功率。電力電子裝置在水力、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁中起到了非常重要的作用。

采用半導(dǎo)體晶閘管整流和并勵(lì)性能構(gòu)成的靜止勵(lì)磁系統(tǒng)，具有技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、穩(wěn)定性高及材料價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)，在電力系統(tǒng)中已廣泛應(yīng)用。其省略了勵(lì)磁機(jī)的中間慣性環(huán)節(jié)，可達(dá)到快速調(diào)節(jié)。

5、有源電力濾波器

有源電力濾波器的基本思想是從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流等分量，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該分量大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流分量，抵消諧波電流分量從而是流入電網(wǎng)的電流只含基波分量，其理論基礎(chǔ)是瞬時(shí)無(wú)功功率理論。具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、補(bǔ)償功能多樣化、補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗影響等特點(diǎn)，是抑制諧波的一個(gè)重要發(fā)展方向。圖5.為其構(gòu)成原理。

有源電力濾波器包含指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路兩個(gè)部分，前者用來(lái)檢測(cè)出補(bǔ)償對(duì)象中的諧波和無(wú)功電流等分量，后者根據(jù)檢測(cè)電路所得出的補(bǔ)償電流指令信號(hào)，產(chǎn)生實(shí)際的補(bǔ)償電流。

其電路形式主要采用PWM變流器，圖6為三相電壓型PWM變流器。

6、結(jié)語(yǔ)

電力電子技術(shù)可用來(lái)調(diào)節(jié)輸配電網(wǎng)的潮流分配，保證可再生能源發(fā)電的大規(guī)模、分布式接入和遠(yuǎn)距離送出，治理電網(wǎng)電能質(zhì)量等，是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和手段。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電力電子技術(shù)也將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，從而為電網(wǎng)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]石新春，楊京燕，.電力電子技術(shù).北京：中國(guó)電力出版社，2010年7月：128-191.

[2]張文亮，湯廣福，查鯤鵬，賀之淵.先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，30（4）：1-7.

[3]王兆安，楊君，劉進(jìn)軍.諧波抑制和無(wú)功功率補(bǔ)償.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[4]賈正春，馬志源.電力電子學(xué).北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[5]劉志剛.電力電子學(xué).北京：清華大學(xué)出版社；北京交通大學(xué)出版社，2004.

[6]周洪亮.有源電力濾波控制技術(shù)的研究及應(yīng)用.浙江大學(xué)博士學(xué)位論文，2002.

[7]趙賀.電力電子學(xué)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用——靈活交流輸電系統(tǒng).北京：中國(guó)電力出版社，2001.

篇4

科研團(tuán)隊(duì)：瞄準(zhǔn)前沿，勇于超越

“大功率電力電子技術(shù)”課題組依托于武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院，主要從事配電系統(tǒng)內(nèi)適用于節(jié)能和電能質(zhì)量控制的大功率電力電子裝置的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究。該課題組在查曉明教授的帶領(lǐng)下，幾年如一日地在大功率電力電子技術(shù)領(lǐng)域辛勤耕耘，至今已發(fā)展成為一個(gè)擁有1名副教授、3名講師、1名在站博士后、10名博士研究生、10名碩士研究生的優(yōu)秀科研團(tuán)隊(duì)。

課題組成立以來(lái)始終堅(jiān)守“基礎(chǔ)理論研究與工程應(yīng)用實(shí)踐并重”的原則，行走在電力科技領(lǐng)域的前沿，充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)，依靠武漢大學(xué)豐富的科研與教學(xué)資源，與國(guó)內(nèi)多家企業(yè)以及電力公司保持良好和持久的合作往來(lái)，在大功率電力電子變換裝置及其應(yīng)用系統(tǒng)等領(lǐng)域取得了良好的成績(jī)。在大功率電力電子系統(tǒng)的控制理論上，他們建立了以多電平PWM電力電子變流器功率變換器控制為基礎(chǔ)的大功率電力電子系統(tǒng)控制理論和方法。該方法把電力電子技術(shù)中的功率變換控制特點(diǎn)與系統(tǒng)應(yīng)用要求進(jìn)行有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了大功率電力電子系統(tǒng)的并網(wǎng)有功和無(wú)功電流控制、電能質(zhì)量控制以及并聯(lián)或串聯(lián)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的直流側(cè)電壓的穩(wěn)壓和均衡控制，并成功地在有源電力濾波器、STATCOM等裝置中得到應(yīng)用。而從該系統(tǒng)的控制技術(shù)角度出發(fā)，他們又建立了以DSP與FPGA相結(jié)合的數(shù)字控制硬件平臺(tái)，開(kāi)展了各種電力電子系統(tǒng)的數(shù)字控制算法的應(yīng)用研究，并在該硬件平臺(tái)上充分利用了FPGA近似布線邏輯的并行計(jì)算和高可靠性的特點(diǎn)，克服了單獨(dú)DSP系統(tǒng)程序控制易受干擾中斷問(wèn)題，進(jìn)而將兩者結(jié)合并對(duì)有關(guān)控制算法進(jìn)行分解，實(shí)現(xiàn)了串行和并行計(jì)算的結(jié)合，形成了一種具有高可靠性的控制算法實(shí)現(xiàn)方法。目前，基于該硬件平臺(tái)的有源濾波器控制算法、STATCOM控制算法、逆變電源控制算法以及高壓變頻器的V／f控制算法均可在其中實(shí)現(xiàn)。

其次，就大功率電力電子器件IGBT的驅(qū)動(dòng)技術(shù)而言，課題組以M57962模塊為核心，自行研制的高電磁兼容能力的輔助開(kāi)關(guān)電源為IGBT驅(qū)動(dòng)電源，不僅實(shí)現(xiàn)了可靠和完善的過(guò)流保護(hù)、可靠的IGBT通斷檢測(cè)功能，而且還可以輔助抗瞬態(tài)電壓沖擊電路，具有可編程功能，提供了有效的光纖接口。此外在大功率電力電子裝置的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)技術(shù)上課題組有其專攻之道，基于頻域能量變換模型的電力電子設(shè)計(jì)理論和方法也正在發(fā)展之中，逆變器專用高頻大電流電抗器設(shè)計(jì)與制作、電力電子系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真等方面都有其獨(dú)到之處。

通過(guò)對(duì)大功率電力電子電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究，課題組完成了基于功率單元級(jí)聯(lián)的多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其在STATCOM和高壓變頻器中的應(yīng)用，并在混合式有源電力濾波器、多臺(tái)逆變器并聯(lián)的有源電力濾波器、四象限運(yùn)行的PWM變流器、程控交流調(diào)壓電源逆變器以及具有綜合節(jié)能特點(diǎn)的工業(yè)企業(yè)新型配電電源系統(tǒng)中形成了獨(dú)具特色的理論研究。“基于α－β坐標(biāo)變換的有源電力濾波器和STATCOM技術(shù)”、“低能耗的逆變器試驗(yàn)平臺(tái)”、“通用電力電子試驗(yàn)平臺(tái)及試驗(yàn)方法”等已獲專利授權(quán)，“先進(jìn)的電能質(zhì)量試驗(yàn)電源技術(shù)”也正在專利申請(qǐng)之中。

在實(shí)踐的過(guò)程中，他們不僅積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，而且形成了一套獨(dú)特的科研方法和理念。談及自己的課題組，查曉明教授頗為自豪地介紹“多年來(lái)，我們主要在大功率電力電子系統(tǒng)的控制理論和技術(shù)研究、大功率電力電子器件IGBT的驅(qū)動(dòng)技術(shù)、大功率電力電子電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究以及大功率電力電子裝置的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)技術(shù)上做了一系列的工作，較好地解決了復(fù)雜大功率電力電子系統(tǒng)及其應(yīng)用的可靠性和性能方面存在的問(wèn)題。這些成果都取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)聲譽(yù)。目前，高壓變頻器已經(jīng)成功產(chǎn)業(yè)化，直接產(chǎn)生了數(shù)億元的經(jīng)濟(jì)效益，有源電力濾波器，STATCOM等產(chǎn)品逐步在工業(yè)電力系統(tǒng)中得到推廣應(yīng)用?！?/p>

學(xué)術(shù)靈魂：拓新求真，攜手并進(jìn)

作為“大功率電力電子技術(shù)”課題組的“靈魂人物”，查曉明教授有著豐富的求學(xué)經(jīng)歷：他分別于1989年，1992年，2001年取得武漢大學(xué)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)工學(xué)學(xué)士、電力電子技術(shù)專業(yè)碩士，電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)博士學(xué)位：2001年10月至2003年6月，他遠(yuǎn)赴加拿大的University of Alberta做博士后研究。一直以來(lái)，他主要從事電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)科的教學(xué)與科研工作，主要研究方向?yàn)殡娏﹄娮酉到y(tǒng)的分析與綜合理論，大功率電力電子裝置及其在電能質(zhì)量控制，高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)、柔性輸電、新能源及微電網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用，并取得了驕人的成績(jī)。如今，年僅42歲的他，身上已是圍繞著多重的“光環(huán)”――武漢大學(xué)電氣工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，電力電子技術(shù)研究所所長(zhǎng)，IEEE會(huì)員，武漢電源學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，從教學(xué)到科研、從行政到學(xué)術(shù)，無(wú)不顯示出他的忙碌與充實(shí)。在科研上，他碩果累累，先后在國(guó)內(nèi)外重要會(huì)議和期刊上40多篇，其中三大檢索收錄20篇：他主持和參加了國(guó)防“973”項(xiàng)目專題、武漢市科技攻關(guān)項(xiàng)目、國(guó)家電力公司青年科技促進(jìn)費(fèi)項(xiàng)目，武漢市青年晨光計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金以及多項(xiàng)企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，在電能質(zhì)量控制、新能源并網(wǎng)控制以及電氣節(jié)能等方面取得多項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)品與成果，并獲發(fā)明專利4項(xiàng)、實(shí)用新型專利3項(xiàng)。

查曉明教授無(wú)疑是成功的，然而他并不滿足于個(gè)人的榮譽(yù)和成就，而是更注重整個(gè)課題組的前進(jìn)與發(fā)展。他總是這樣告誡課題組內(nèi)的每一個(gè)年輕教師，博士和碩士研究生，科學(xué)研究需要的是鍥而不舍的精神，工程應(yīng)用需要的是嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神，理論研究和實(shí)踐應(yīng)用總是相伴而生、相輔相成的。無(wú)論是物理學(xué)中的力學(xué)、電磁學(xué)還是數(shù)學(xué)分析方法，無(wú)論是電機(jī)、電力系統(tǒng)還是系統(tǒng)分析與控制理論，對(duì)每一個(gè)求學(xué)的研究生來(lái)說(shuō)，都是必須具備的知識(shí)。只有這樣，才能在工程應(yīng)用中把握住每一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)，從中提煉出真正的科學(xué)問(wèn)題，從而開(kāi)展真正的科學(xué)研究工作。也基于此，查曉明教授的書(shū)桌上總是堆滿了經(jīng)典力學(xué)，電動(dòng)力學(xué)、微分幾何等書(shū)籍，并且常常向很多前輩請(qǐng)教學(xué)術(shù)問(wèn)題，甚至經(jīng)常性地和研究生們一起探討電力電子裝置能量轉(zhuǎn)換的物理過(guò)程。

篇5

畢業(yè)論文

一、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢(shì)

自電子技術(shù)一問(wèn)世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開(kāi)始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程

1.數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世,寫(xiě)下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁(yè);

2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''''''''帶來(lái)勃勃生機(jī);

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ);

4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢(shì)

1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì).

2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來(lái)的機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。

3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡(jiǎn)單的“從上到下”的形勢(shì)而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?lái)，機(jī)電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長(zhǎng)的道路要走。

5.微型機(jī)電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中的蝕刻技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

三、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad／cam系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。

四、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢(shì)和任務(wù)

機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步提高一步；二是開(kāi)發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì)

1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)電泵、生產(chǎn)過(guò)程的任務(wù)還未完成需要量的一半。

(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)一步改造。

(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進(jìn)行改造；且610座已改造過(guò)的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)行二次改造的必要。

(4)北京工業(yè)系統(tǒng)cad應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計(jì)，cad應(yīng)用率僅17%(而美、日等國(guó)已超過(guò)85%；國(guó)內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過(guò)了30%)；cad的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國(guó)cad應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，按國(guó)務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦，尚49萬(wàn)多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。

(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個(gè)能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬(wàn)元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。

2.北京用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬(wàn)種，每年約開(kāi)發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長(zhǎng)。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場(chǎng)變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬(wàn)元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國(guó)外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。

3.北京用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來(lái)北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問(wèn)題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問(wèn)題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問(wèn)題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機(jī)電一體化，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng)需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程做必要的調(diào)整、改革，而無(wú)須改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來(lái)新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。

另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國(guó)研制、開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的歷史不長(zhǎng)，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。

(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)

北京在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代?？偟哪康氖谴龠M(jìn)機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。

1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)

(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)階

國(guó)內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計(jì)算機(jī)和pid技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。

(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機(jī)床高備改造要達(dá)新水平

對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機(jī)電泵改造要攀新高度

風(fēng)機(jī)、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點(diǎn)來(lái)抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。

(4)優(yōu)先應(yīng)用cad／cam技術(shù)，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)

北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)cad的應(yīng)用率為17%，cad的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭(zhēng)分別達(dá)到55%和45%。

2.北京機(jī)電一體化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的奮斗目標(biāo)

(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。

(2)單項(xiàng)目標(biāo)：

·機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費(fèi)用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·plc的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開(kāi)發(fā)能力要穩(wěn)居全國(guó)首位；“九五”北京要成為全國(guó)主要的plc生產(chǎn)基地之一。

·“電力電子”開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開(kāi)發(fā)技術(shù)?！熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開(kāi)關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個(gè)具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開(kāi)發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

·模糊控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國(guó)模糊技術(shù)控制器的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)基地，開(kāi)發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來(lái)；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機(jī)、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。

·其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)要穩(wěn)居全國(guó)第一；電子醫(yī)療儀器的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)爭(zhēng)取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國(guó)領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬(wàn)千瓦汽輪發(fā)電機(jī)組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來(lái)；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動(dòng)化裝置要上品種、上批量……

總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開(kāi)啟北京機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機(jī)電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會(huì)形成一個(gè)銷售額超過(guò)200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機(jī)電一體化裝備銷售額可超過(guò)150億元；“電力電子”的銷售額可超過(guò)20億元；plc模糊控制器等銷售額可超過(guò)15億元；汽車電子化、自動(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過(guò)25億元。機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機(jī)電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。

五、北京發(fā)展“機(jī)電一體化”的對(duì)策

(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃

目前，北京地區(qū)從事“機(jī)電一體化”研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計(jì)是。同時(shí)，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計(jì)劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問(wèn)題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化”研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開(kāi)發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!

(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用

目前，北京“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國(guó)家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。

“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書(shū)處的建設(shè)；要通過(guò)其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……

(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度

優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過(guò)宣傳群眾，造成一種社會(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機(jī)電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開(kāi)綠燈；盡力為開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。

增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)未采用機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對(duì)有關(guān)機(jī)電一體化技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對(duì)有關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用項(xiàng)目?jī)?yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對(duì)在技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。

在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開(kāi)發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。

(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”

機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們?cè)谧C(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個(gè)層次上的工作。第一個(gè)層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來(lái)進(jìn)行考慮，使“機(jī)械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來(lái)的新產(chǎn)品起碼正做到機(jī)電一體化。

我們認(rèn)為，北京“機(jī)電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：

抓緊開(kāi)發(fā)生產(chǎn)gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；

抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開(kāi)發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；

篇6

論文關(guān)鍵詞：實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)　管理體制　措施　體會(huì)

論文摘 要：以電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)基地建設(shè)及管理為案例，從實(shí)訓(xùn)基地運(yùn)行模式、管理體制和校企合作三個(gè)方面闡述了電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)基地建設(shè)探究與體會(huì)。同時(shí)對(duì)實(shí)訓(xùn)基地的外在因素做了概要，管理規(guī)范所須力量，建設(shè)好實(shí)訓(xùn)基地不是一朝兩夕的事。

實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)中等職業(yè)教育目標(biāo)的重要條件之一，是專業(yè)建設(shè)的重要保障。電工電子專業(yè)實(shí)訓(xùn)課是中職電類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和職業(yè)技能中起著基礎(chǔ)的作用。下面結(jié)合我校電工電子實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)（以下簡(jiǎn)稱“實(shí)訓(xùn)基地”）與管理的具體案例，談?wù)剮c(diǎn)體會(huì)。

我校建立了良好的教學(xué)環(huán)境是為了適應(yīng)當(dāng)前實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有綜合性、現(xiàn)場(chǎng)性、開(kāi)放性和雙主體性四個(gè)主要特征，最終能實(shí)現(xiàn)基本技能、專業(yè)技能、技術(shù)應(yīng)用或綜合技能三大實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，為體現(xiàn)柔性教學(xué)的靈活性，往往在實(shí)訓(xùn)模塊的設(shè)計(jì)上，充分考慮到中職學(xué)生的知識(shí)背景和接受能力，設(shè)計(jì)了基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)（驗(yàn)證性）、提高型實(shí)訓(xùn)（綜合性實(shí)訓(xùn)、應(yīng)用性實(shí)訓(xùn)）和創(chuàng)新型實(shí)訓(xùn)等三種類型的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，以全面培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力和綜合職業(yè)能力。

我校實(shí)訓(xùn)基地承擔(dān)近十門專業(yè)基礎(chǔ)課的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。從培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代電子制造業(yè)高技術(shù)應(yīng)用型人才的目標(biāo)出發(fā)，按照基本技能、專業(yè)技能、綜合技能三個(gè)層次的特點(diǎn)，把電工基礎(chǔ)、電子組裝工藝、電子測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)定位為“驗(yàn)證性實(shí)訓(xùn)+電子專業(yè)基本技能培養(yǎng)”；把“模電、數(shù)電、PLC技術(shù)”實(shí)訓(xùn)目標(biāo)定位在“驗(yàn)證性實(shí)訓(xùn)+技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)”；把“電子創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)、電力電子技術(shù)”實(shí)訓(xùn)功能定位為在“綜合應(yīng)用+創(chuàng)新能力培養(yǎng)”。

實(shí)訓(xùn)課程具體主要是這樣安排的：電工基礎(chǔ)、模擬電子、數(shù)字電子、電子創(chuàng)新都在電工電子基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)室完成；電力拖動(dòng)控制、電機(jī)與變壓器在電機(jī)控制線路實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行；PLC技術(shù)、變頻器與觸摸屏技術(shù)在PLC自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)室完成；電力電子技術(shù)與傳感器技術(shù)在現(xiàn)代控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)室完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，單片機(jī)技術(shù)在單片機(jī)調(diào)試實(shí)訓(xùn)室配套相應(yīng)的軟件完成教學(xué)。由于實(shí)訓(xùn)課程的多變，留有機(jī)動(dòng)調(diào)整的余地。

為了加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)和管理，保障學(xué)院的實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量和科學(xué)研究水平，提高辦學(xué)效益。提高實(shí)訓(xùn)基地的課程開(kāi)出率及改善實(shí)訓(xùn)有序開(kāi)展的工作條件，在“引領(lǐng)技術(shù)，成就未來(lái)”的辦學(xué)理念中，在管理體制方面主要體現(xiàn)于以下幾個(gè)方面：

1 實(shí)訓(xùn)基地及相關(guān)設(shè)備設(shè)施

以專業(yè)工種為基本單位，設(shè)立基地負(fù)責(zé)人制度，專門負(fù)責(zé)建設(shè)和場(chǎng)地管理。人選從具體從事專業(yè)實(shí)訓(xùn)工作的教師中產(chǎn)生，要求有較強(qiáng)專業(yè)技能，了解專業(yè)發(fā)展方向，有一定的組織管理經(jīng)驗(yàn)和教科研水平。（亦可從學(xué)部理論教師中產(chǎn)生兼任實(shí)訓(xùn)基地專業(yè)管理人員）

2 耗材及易損件采購(gòu)及管理

采購(gòu)由專業(yè)工種負(fù)責(zé)人上報(bào)需購(gòu)清單于實(shí)訓(xùn)開(kāi)放中心，統(tǒng)一由專業(yè)負(fù)責(zé)人協(xié)助資產(chǎn)管理中心進(jìn)行采購(gòu)。有關(guān)材料的管理設(shè)一總的管理員，所有的賬目，鑰匙統(tǒng)一保管，出庫(kù)入庫(kù)完整記錄。中心通過(guò)基地項(xiàng)目負(fù)責(zé)人完成場(chǎng)地調(diào)整，資產(chǎn)清理、登帳等工作。

3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理

由實(shí)訓(xùn)中心統(tǒng)一管理，主要是日常場(chǎng)地設(shè)備安排，對(duì)與實(shí)訓(xùn)相關(guān)人員，由中心制定相應(yīng)管理制度進(jìn)行約束。教學(xué)人員理論實(shí)訓(xùn)交叉的，須遵守實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地使用管理規(guī)定，全部或大部分課在實(shí)訓(xùn)室的，由實(shí)訓(xùn)中心負(fù)責(zé)管理。中心對(duì)項(xiàng)目發(fā)展建設(shè)把握思路，提出建設(shè)性建議。

4 基地負(fù)責(zé)人職責(zé)

a.根據(jù)學(xué)校教學(xué)大綱的規(guī)定，承擔(dān)實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。各項(xiàng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)必須要有實(shí)訓(xùn)教材、實(shí)訓(xùn)教學(xué)大綱、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目記錄，保證完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。b.實(shí)訓(xùn)室應(yīng)積極承擔(dān)科研任務(wù)，努力提高實(shí)訓(xùn)技術(shù)水平。c.負(fù)責(zé)儀器設(shè)備的管理、維護(hù)、檢修等工作，并按規(guī)定進(jìn)行定期校驗(yàn)，使儀器設(shè)備經(jīng)常處于完好狀態(tài)，提高儀器設(shè)備的利用率和完好率。d.組織各類與實(shí)訓(xùn)相關(guān)的活動(dòng)5.其他：考慮到實(shí)訓(xùn)工作較為繁重，為明確各工種功能職責(zé)給予一定的補(bǔ)貼待遇。

為全方位地行使實(shí)驗(yàn)基地的各項(xiàng)職能，我們采取了幾點(diǎn)措施：

校企共建實(shí)訓(xùn)基地——我校電子電工類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)浙江工業(yè)及周邊地區(qū)先進(jìn)電子制造業(yè)的高技術(shù)應(yīng)用型人才。要達(dá)到培訓(xùn)目標(biāo)就必須保證實(shí)驗(yàn)室設(shè)備配備先進(jìn)合理，而靠學(xué)校投入是很難實(shí)現(xiàn)的，如我校實(shí)驗(yàn)基地電子組裝工藝實(shí)驗(yàn)室是由日東電纜衢州公司共建而成。我們主要從“定向班培養(yǎng)”模式方面實(shí)現(xiàn)共建。

日常事物管理——集成化管理理念就是體現(xiàn)節(jié)約、高效、實(shí)用的管理。節(jié)約是實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)中的一條主線，我們采用人力資源合理的日常管理模式，由實(shí)訓(xùn)中心主任、實(shí)訓(xùn)室負(fù)責(zé)人和優(yōu)秀學(xué)生構(gòu)成管理團(tuán)隊(duì)，各專業(yè)課程負(fù)責(zé)教師擔(dān)任實(shí)訓(xùn)室負(fù)責(zé)人，要求教師具有“雙師”資格，這樣能做到及時(shí)維護(hù)設(shè)備和及時(shí)修改實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)高效、實(shí)用的管理。全員參與教學(xué)管理實(shí)踐教學(xué)是實(shí)訓(xùn)基地管理工作的重中之重。具體的做法：①實(shí)訓(xùn)基地按學(xué)期由實(shí)訓(xùn)中心主任召集各專業(yè)負(fù)責(zé)人對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)，并制定改進(jìn)和完善計(jì)劃；②各專業(yè)課程負(fù)責(zé)教師完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)并鼓勵(lì)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新方法和手段的研究，并負(fù)責(zé)教學(xué)的監(jiān)督和考核。

中職實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)目前仍處于發(fā)展階段，筆者認(rèn)為不能將基地建設(shè)單純看作是設(shè)備的建設(shè)，更不能單純看作是本校學(xué)生實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)。組織專業(yè)教師針對(duì)性培訓(xùn)，提高技術(shù)力量，盡量爭(zhēng)取各類基地經(jīng)費(fèi)的劃撥，盡快適應(yīng)及熟練運(yùn)用所配置的培訓(xùn)設(shè)備，以保證基地各項(xiàng)任務(wù)的順利完成及實(shí)訓(xùn)質(zhì)量的不斷提高。

綜上所述，中職實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)不是一朝兩夕的事情，需要更多的人力、物力、財(cái)力。要管理好實(shí)訓(xùn)基地，必須要有一套科學(xué)的實(shí)訓(xùn)基地管理方案，要全體使用基地人員和諧構(gòu)建。筆者也是借助學(xué)校的現(xiàn)狀，與實(shí)訓(xùn)室建設(shè)與管理人員資源共享，以便交流。

參考文獻(xiàn)

[1]職業(yè)學(xué)校實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的探索與思考，中國(guó)期刊網(wǎng)

[2]何新鳳、曾柳娟、韋永森、黃平、王艷玲.電工電子與自動(dòng)化技術(shù)高職實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)研究，《桂林師范高等專科學(xué)校學(xué)報(bào)》，2011年02期

篇7

關(guān)鍵詞：TCA785，調(diào)壓調(diào)功，感性元件，感應(yīng)釬焊

 

1 引言

在感應(yīng)釬焊過(guò)程中，為了適應(yīng)負(fù)載隨溫度變化和加熱工藝的需要，電源應(yīng)能對(duì)負(fù)載功率調(diào)節(jié)。其中調(diào)功方式主要有以下幾種：直流調(diào)壓調(diào)功、移相調(diào)功、掃頻調(diào)功和脈沖密度調(diào)功等。其中直流調(diào)壓調(diào)功有以下特點(diǎn)：逆變器輸出電壓波形與負(fù)載無(wú)關(guān)，均為交變方波。在串聯(lián)諧振負(fù)載下，利用鎖相電路實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流頻率跟蹤使負(fù)載始終工作在諧振狀態(tài)，輸出功率因數(shù)較高；逆變器中各個(gè)功率器件均在零電流方式下開(kāi)通和關(guān)斷，器件的開(kāi)關(guān)損耗和應(yīng)力都很小。其中調(diào)壓調(diào)功電路采用晶閘管作為開(kāi)關(guān)器件，利用相控方式調(diào)節(jié)輸出電壓。這種方式具有控制方便，價(jià)格便宜等特點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用。

2 直流調(diào)壓調(diào)功電路的設(shè)計(jì)研究

目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研制生產(chǎn)出多種用于晶閘管電路的集成觸發(fā)器。其中TCA785集成觸發(fā)器是由德國(guó)西門子公司研制生產(chǎn)的。它內(nèi)部集成有同步檢波、移相脈沖、過(guò)流過(guò)壓保護(hù)等電路，是一種鋸齒波移相觸發(fā)器。與其它集成觸發(fā)器相比，由它構(gòu)成的晶閘管觸發(fā)電路具有功耗小、功能強(qiáng)、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬、外部器件少、單一電源工作、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。論文參考網(wǎng)。本文所設(shè)計(jì)的直流調(diào)壓調(diào)功具體電路如圖1。

圖1 直流調(diào)壓調(diào)功電路圖

圖1中，220V交流電經(jīng)過(guò)變壓器T1、二極管D2、電容C1以及穩(wěn)壓管7815轉(zhuǎn)變?yōu)?15V直流電，給該調(diào)壓電路提供電源。TCA785的1和16端分別接地和+15V電源。5端是同步信號(hào)的輸入端，該信號(hào)取自R6兩端交流電壓，同步信號(hào)經(jīng)同步過(guò)零電路送至同步寄存齒波信號(hào)發(fā)生器，在每個(gè)正弦信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)矩齒波發(fā)生器迅速放電并從0初始值開(kāi)始充電，從而產(chǎn)生和同步交流信號(hào)一致的三角波，如圖2。9端外接固定電阻R7和可變電阻RW1，10端外接電容C5，通過(guò)調(diào)節(jié)RW1可以調(diào)節(jié)鋸齒波的斜率。6腳為脈沖封鎖控制端，當(dāng)檢測(cè)負(fù)載電流過(guò)大時(shí)，通過(guò)控制輔助電路，使6端有由高電平變?yōu)榈碗娖剑怄i脈沖的輸出，從而切斷主電路，它是為系統(tǒng)過(guò)流過(guò)壓或進(jìn)行其它控制而設(shè)置的控制端。11腳外接控制電壓，改變?cè)摽刂齐妷嚎梢钥刂朴|發(fā)脈沖的觸發(fā)角在0-180°范圍內(nèi)移相，該控制電壓可以有手工給定，也可以由PLC系統(tǒng)自動(dòng)給出。論文參考網(wǎng)。12腳外接電容C4，可以控制觸發(fā)脈沖的寬度。

圖2同步交流信號(hào)和三角波

在一個(gè)周期內(nèi)，TCA785的14和15端分別是正、負(fù)半周對(duì)應(yīng)的脈沖輸出端，如圖3，圖中“1”為觸發(fā)脈沖，“2”為干擾信號(hào)。為保證在一個(gè)周期內(nèi)正負(fù)半周均有輸出，利用CD4017的或門邏輯電路，將14和15端輸出脈沖或邏輯運(yùn)算后，得到頻率增加一倍的觸發(fā)脈沖信號(hào)，如圖4所示。再將該信號(hào)送到MC1413進(jìn)行功率放大，以提供足夠的功率觸發(fā)脈沖來(lái)驅(qū)動(dòng)整流模塊，如圖5，該信號(hào)電壓為7.5V左右，持續(xù)時(shí)間約為75μs，可以滿足整流模塊的觸發(fā)功率要求。

圖314端對(duì)應(yīng)的觸發(fā)脈沖

圖4或邏輯運(yùn)算并功率放大后的觸發(fā)脈沖

圖5示波器時(shí)間軸調(diào)整后的觸發(fā)脈沖

根據(jù)感應(yīng)釬焊的使用要求，控制觸發(fā)脈沖觸發(fā)角的電壓分手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式提供。手動(dòng)控制方式的電壓源來(lái)自于7810提供的+10V電壓，調(diào)節(jié)RW3就得到所需的11腳控制電壓。而自動(dòng)控制方式時(shí)的控制電壓源來(lái)自于PLC相關(guān)模擬端口的輸出電壓，該電壓大小通過(guò)PLC的給定電壓與所采集的負(fù)載電壓大小的比較后得到的。脈沖變壓器T2起到電氣隔離的作用。

其中檢測(cè)系統(tǒng)主要檢測(cè)主電路電流，將檢測(cè)電流轉(zhuǎn)換為電壓后，一方面給PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)提供采集電壓，另方面給保護(hù)系統(tǒng)提供保護(hù)依據(jù)，當(dāng)該電壓大于設(shè)定保護(hù)電壓時(shí)，就停止觸發(fā)脈沖的輸出，進(jìn)而切斷整個(gè)主電路。

3 直流調(diào)壓調(diào)功電路使用中存在的問(wèn)題

在該電路調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)晶閘管后邊電路不存在濾波電感等感性元件時(shí)，整流后所得電壓從零到最大值能夠可靠調(diào)節(jié)。

而負(fù)載要求很平穩(wěn)的直流電壓，則需要在晶閘管后采用濾波環(huán)節(jié)，即電路中有較大電感。這時(shí)當(dāng)電壓調(diào)節(jié)到一定值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)輸出電壓突然跳變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，使負(fù)載運(yùn)行出現(xiàn)異常。如果該現(xiàn)象出現(xiàn)在感應(yīng)釬焊電源中，則可能在釬焊尚未完成就停止加熱，造成釬料熔化不完全，工件焊接質(zhì)量不合格。

解決的辦法是：首先測(cè)量出電壓突變時(shí)TCA785的6端的電壓U6，然后采取相應(yīng)措施，比如串接分壓電阻，使U6為6端電壓的一端極限值，從而可以避免電壓突變現(xiàn)象。論文參考網(wǎng)。

4 在感應(yīng)釬焊電源中的應(yīng)用

感應(yīng)釬焊電源整體結(jié)構(gòu)如圖6。主要包括整流、濾波部分，逆變器部分，變壓器部分，感應(yīng)圈，調(diào)壓部分以及控制部分等。主電路采取串聯(lián)諧振電路，逆變部分采用半橋結(jié)構(gòu)，逆變?cè)捎靡粋€(gè)IGBT模塊，整流部分采用的是半控晶閘管整流器件，觸發(fā)脈沖通過(guò)控制其導(dǎo)通角的大小可以得到幅值大小變化的直流電壓并供給其后的逆變環(huán)節(jié)，從而改變逆變器輸出功率。

圖6 感應(yīng)釬焊機(jī)整體結(jié)構(gòu)框圖

圖中直流調(diào)壓調(diào)功方框內(nèi)就是前面所設(shè)計(jì)電路，要想檢測(cè)其功能是否正常，可以通過(guò)測(cè)量主電路中變壓器原邊電壓或者副邊電壓波形加以判斷。調(diào)節(jié)圖1中TCA785的6端電壓，測(cè)得其中兩組對(duì)應(yīng)的波形分別如圖7和圖8。圖7中電壓為50V且很平穩(wěn)，電流較小，而圖8中電壓為100V左右且較平穩(wěn)，電流較大。根據(jù)電流波形可以看出，兩種電壓下電路都可以起振并正常工作。所以所設(shè)計(jì)的直流調(diào)壓調(diào)功電路可以進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)且所得電壓比較平穩(wěn)，感應(yīng)釬焊電路能夠可靠起振，滿足了對(duì)不同負(fù)載進(jìn)行感應(yīng)釬焊的要求。

圖7 電壓為50伏的電壓和電流波形圖

圖8 電壓為115伏的電壓和電流波形圖

5 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種直流調(diào)壓調(diào)功電路，可以使所得電壓從零到最大值之間連續(xù)穩(wěn)定變化，不僅滿足手動(dòng)調(diào)節(jié)模式，也可以和PLC系統(tǒng)配合進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，并具有可靠的保護(hù)功能和相關(guān)的控制功能。通過(guò)試驗(yàn)，該電路已成功應(yīng)用于感應(yīng)釬焊電源之中，使其可以穩(wěn)定起振，對(duì)于不同負(fù)載進(jìn)行功率調(diào)節(jié)，可靠保證了逆變部分的IGBT元件，具有一定的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘天明.現(xiàn)代感應(yīng)加熱裝置[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1996，1-135

[2] 林渭勛.現(xiàn)代電力電子電路[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2002，34-35

[3] 張智娟，侯立群. 電力電子技術(shù)在感應(yīng)加熱電源中的應(yīng)用[J]．應(yīng)用能源技術(shù).2000，(5)：41-43

[4] 龍飛，李曉帆，蔡志開(kāi)等. TCA785移相控制芯片應(yīng)用方法的改進(jìn)[J]. 國(guó)外電子元器件. 2004，（3）：25-28

篇8

【關(guān)鍵詞】智能電器 低壓配電自動(dòng)化 智能電器應(yīng)用 低壓配電電器 應(yīng)用

中圖分類號(hào)： TM642+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一．引言。

所謂的智能電器，就是將電力電子、數(shù)字信號(hào)處理、電磁兼容、數(shù)控制造、傳感器、現(xiàn)場(chǎng)的總線局域網(wǎng)、計(jì)算機(jī)及動(dòng)態(tài)模擬仿真，加入新材料和新工藝，和現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的新一代具有智能化的電器。隨著我國(guó)微電子技術(shù)的快速發(fā)展，各種微處理芯片和各類通訊協(xié)議芯片、電流傳感器、電壓及功率電子器件等技術(shù)得到迅速提升，通過(guò)各種組合，將智能電器嵌入到低壓電器中，而成為網(wǎng)絡(luò)化、智能化和小型化的具有穩(wěn)定可靠，節(jié)能環(huán)保，安全有效的新時(shí)代電器。

二.智能電器的發(fā)展及應(yīng)用

我國(guó)智能電器的發(fā)展已有20多年的歷史，從開(kāi)始的引進(jìn)、仿制和消化吸收到自主創(chuàng)新，其控制器的性能和斷路器的極限分?jǐn)嗄芰σ雅c國(guó)外的品牌產(chǎn)品一樣，有些指標(biāo)已超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品。1000V以下的低壓電器智能化程度較高，3kV、6kV、10kV、24kV和35kV中壓電器智能化速度較慢。而110kV、220kV、330kV、500kV、750kV和1000kV高壓電器由于傳感器技術(shù)、電磁兼容和可靠性等方面因素，智能化水平更低一些。本文所述的智能電器主要是指1000V以下（含AC230V、400V和690V）低壓電器。

目前國(guó)內(nèi)低壓配電柜中使用較多的智能電器主要有：智能框架斷路器（簡(jiǎn)稱ACB）、智能塑料外殼式斷路器（簡(jiǎn)稱MCCB）、智能漏電斷路器（簡(jiǎn)稱RCCB，又稱剩余電流斷路器、零序電流斷路器）、智能雙電源自動(dòng)切換裝置（簡(jiǎn)稱ATSE）、智能無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器（簡(jiǎn)稱JKG、JKF、JKL和JKW）、智能數(shù)字儀表系列、智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器、智能軟起動(dòng)器、變頻調(diào)速器、智能型接觸器、智能型CPS、智能型微型斷路器和智能型防爆電器等。

智能框架斷路器（簡(jiǎn)稱ACB）。ACB是低壓配電柜中的主開(kāi)關(guān)或分支開(kāi)關(guān)，我國(guó)年用量約65萬(wàn)臺(tái)，全部是智能型的。它具有過(guò)載長(zhǎng)延時(shí)反時(shí)限保護(hù)，短路短延時(shí)、短路瞬時(shí)保護(hù)，單相金屬性對(duì)地短路保護(hù)，中性極保護(hù)，負(fù)載監(jiān)控保護(hù)，區(qū)域聯(lián)鎖選擇性保護(hù)，MCR（合閘短路開(kāi)斷保護(hù)），缺相及三相電流不平衡保護(hù)，過(guò)電壓、欠電壓、失電壓和三相電壓不平衡保護(hù)，需量電流、需量功率保護(hù)，過(guò)頻、欠頻及逆功率保護(hù)等。

隨著建筑電氣的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建設(shè),擁有智能化功能的低壓電器越來(lái)越受住宅配電系統(tǒng)供應(yīng)商重視。,在南京舉辦的第二屆中國(guó)國(guó)際電工電器裝備博覽會(huì)上,就有很多智能化的低壓電器產(chǎn)品亮相。法泰電器(江蘇)有限公司展出的FTB1帶選擇性保護(hù)小型斷路器.就是智能低壓電器的典型代表。FTB1由法泰電器、上海電器科學(xué)研究所等聯(lián)合開(kāi)發(fā).具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。該產(chǎn)品屬于第四代低壓電器.填補(bǔ)了我國(guó)低壓終端配電系統(tǒng)在選擇性保護(hù)領(lǐng)域的空白.不僅分?jǐn)嗄芰Ω?、產(chǎn)品體積小.而且具有選擇性保護(hù)、智能化通信功能.能滿足智能樓宇和智能終端配電回路系統(tǒng)的使用需求。同樣具有智能化功能的還有百利特精電氣股份有限公司研制的VW60新一代智能低壓框架斷路器。VW60萬(wàn)能式低壓斷路器產(chǎn)品具有體積小、短路性能強(qiáng)、操作機(jī)構(gòu)新穎和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)水平高等特點(diǎn)。該產(chǎn)品的成功開(kāi)發(fā).可促進(jìn)智能化低壓配電與電控成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的發(fā)展，從而推動(dòng)配網(wǎng)智能。

四.智能電器在低壓配電自動(dòng)化中的應(yīng)用。

1.低壓電器。

傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電器無(wú)法滿足現(xiàn)代化控制與配電系統(tǒng)的需求，限制了現(xiàn)代化控制與配電系統(tǒng)的發(fā)展。隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷提高，對(duì)開(kāi)關(guān)電器提出了高性能、高可靠性、小型化、多功能、組合化、模塊化、智能化的要求。

電器智能化技術(shù)幾乎是與微機(jī)技術(shù)(特別是單片微機(jī)控制技術(shù))、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信技術(shù)同步發(fā)展的。早在20世紀(jì)70年代末和80年代初，從世界上第一片8位單片機(jī)問(wèn)世起，西歐、日本和美國(guó)就開(kāi)始研究通過(guò)超大規(guī)模集 成電路技術(shù)，把單片機(jī)及其所需電路芯片制成可與電動(dòng)機(jī)供電電器相結(jié)合的專用集成電路IC (Integrated Circuit)芯片，替代體積龐大的繼電器控制電路，完成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、控制和多種保護(hù)功能。日本和美國(guó)在20世紀(jì)80年代中期將這種產(chǎn)品成功推向市場(chǎng)，開(kāi)發(fā)出第一代智能電器產(chǎn)品—單片機(jī)化電動(dòng)機(jī)多功能保護(hù)裝置。

在智能電器發(fā)展初期，對(duì)智能電器的定義曾有過(guò)一個(gè)很不確切的認(rèn)識(shí)，即“微機(jī)控制+開(kāi)關(guān)電器”就是智能電器。從大多數(shù)智能電器元件和成套設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)看，它們確實(shí)主要包含這兩部分。把這類產(chǎn)品稱為智能電器的實(shí)質(zhì)是因?yàn)槲C(jī)控制和現(xiàn)場(chǎng)各類參量的數(shù)字處理技術(shù)的應(yīng)用，使這類產(chǎn)品具有了自動(dòng)識(shí)別有無(wú)故障及故障類別的能力，并能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況控制開(kāi)關(guān)電器的操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行不同的操作。

2.智能低壓電器的優(yōu)點(diǎn)。

智能低壓電器具有五大優(yōu)點(diǎn)：

一.普通配電電器會(huì)使配電系統(tǒng)產(chǎn)生高次諧波，而智能配電電器能夠消除輸入信號(hào)中的高次諧波，從而避免高次諧波造成的誤操作。

二.智能過(guò)載保護(hù)電器可以保護(hù)多種起動(dòng)條件的電動(dòng)機(jī)，具有很高的動(dòng)作可靠性，如電動(dòng)機(jī)過(guò)載與斷相保護(hù)、接地保護(hù)、三相不平衡保護(hù)以及反相或低電流保護(hù)等。

三.智能保護(hù)繼電器具有監(jiān)控、保護(hù)和通信功能。

四.智能電器可實(shí)現(xiàn)中央計(jì)算機(jī)集中控制，提高了配電系統(tǒng)自動(dòng)化程度，使配電、控制系統(tǒng)調(diào)度和維護(hù)達(dá)到新水平。

五.智能電器采用數(shù)字化新型監(jiān)控元件，使配電系統(tǒng)和控制中心提供的信息最大幅度增加，且接線簡(jiǎn)單、便于安裝，提高了工作可靠性。

3.應(yīng)用。

（1）低壓電器基本智能化技術(shù)。

目前,智能化低壓電器基本含義主要包括以下功能,保護(hù)與控制功能齊全,兼有電參數(shù)測(cè)量,外部故障檢測(cè)、報(bào)警和開(kāi)關(guān)內(nèi)部故障自診斷與報(bào)警,系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控,電能使用管理等功能(或其中一部分功能)。

(2)智能配電系統(tǒng)過(guò)電流保護(hù)新技術(shù)。

當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生非正常過(guò)電流時(shí)，低壓電器應(yīng)及時(shí)斷開(kāi)。為了使故障停電限制在最小范圍，低壓電器應(yīng)有選擇性斷開(kāi)。即故障級(jí)保護(hù)電器迅速切除故障電路上級(jí)保護(hù)電器不跳閘，這對(duì)智能電網(wǎng)尤為重要。

（3）智能電網(wǎng)過(guò)電壓保護(hù)技術(shù)。

由于智能電網(wǎng)中大量采用網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，這些設(shè)備中含有大量電子器件，相當(dāng)一部分設(shè)備本身就是電子化的。它們?nèi)菀资芾纂姾拖到y(tǒng)中其他開(kāi)關(guān)設(shè)備操作過(guò)電壓傷害。另外智能電網(wǎng)中必然包括分布式新能源系統(tǒng)，這些系統(tǒng)無(wú)論是發(fā)電設(shè)備還是控制設(shè)備同樣易受過(guò)電壓傷害，因此智能電網(wǎng)過(guò)電壓保護(hù)尤為重要。

五．結(jié)束語(yǔ)。

目前，我國(guó)國(guó)產(chǎn)的低壓智能電器還存在許多問(wèn)題亟待解決，通過(guò)繼續(xù)研發(fā)新產(chǎn)品，深入技術(shù)研究，拓展低壓電器領(lǐng)域，利用新型能源技術(shù)，積極開(kāi)發(fā)新能源配套的電器和控制系統(tǒng)，在保證產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)上，逐步完善產(chǎn)品功用，實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方祥 王成多 陳棟智能電器在低壓配電自動(dòng)化中的應(yīng)用 [期刊論文] 《建筑電氣》 -2011年8期

[2]翟成亮 智能電器在低壓配電自動(dòng)化中的應(yīng)用 [期刊論文] 《城市建設(shè)理論研究（電子版）》 -2013年10期

[3]魏方興 閔忠海 WEI FangxingMIN Zhonghai 現(xiàn)場(chǎng)總線在智能建筑配電自動(dòng)化子系統(tǒng)中的應(yīng)用 [期刊論文] 《低壓電器》 ISTIC PKU -2008年22期

[4]鄧健 智能配變監(jiān)控終端的設(shè)計(jì) [學(xué)位論文]2009 - 華中師范大學(xué)：電路與系統(tǒng)

[5]劉虎民 CAN總線在低壓配電系統(tǒng)中的應(yīng)用 [期刊論文] 《低壓電器》 ISTIC PKU -2002年3期

篇9

論文關(guān)鍵詞：配電系統(tǒng)；動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置

中圖分類號(hào)： U224.3+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、配電系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置

無(wú)功功率補(bǔ)償，簡(jiǎn)稱無(wú)功補(bǔ)償，在電力供電系統(tǒng)中起到提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)供電質(zhì)量提高。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)的電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多不利于電網(wǎng)安全運(yùn)行的因素。無(wú)功補(bǔ)償分動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩種方式。靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償是根據(jù)負(fù)載情況安裝固定容量的補(bǔ)償電容或補(bǔ)償電感，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償是根據(jù)負(fù)載的感性或容性變化隨時(shí)的切換補(bǔ)償電容容量或電感量進(jìn)行補(bǔ)償。一般的補(bǔ)償是有級(jí)的,也就是常用的補(bǔ)償裝置如電容,是按組來(lái)進(jìn)行投切的,也就是用電系統(tǒng)里產(chǎn)生的無(wú)功不會(huì)是你補(bǔ)償?shù)囊粯佣?但是由于這種補(bǔ)償已經(jīng)將功率因數(shù)達(dá)到了例如0.95,已經(jīng)很好了。但是有的負(fù)載,其工作時(shí)無(wú)功的變化量非常大,且速度非?？?可以達(dá)到毫秒級(jí)，如電焊機(jī)，一個(gè)工作周期才0.2秒左右，其間還有幾十秒的半負(fù)荷及幾十秒的停頓，而無(wú)功在工作時(shí)也是不規(guī)則的快速改變著。象這樣的負(fù)載采用常用的無(wú)功補(bǔ)償裝置是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，只能用“動(dòng)態(tài)”補(bǔ)償。

所謂“動(dòng)態(tài)”即快速性、實(shí)時(shí)性，一是補(bǔ)償速度一定要快；二是用電負(fù)載需要多少無(wú)功，補(bǔ)償裝置就補(bǔ)償多少無(wú)功。這是動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬蓚€(gè)基本特征。但不是非得兩個(gè)都具備才是動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，有的負(fù)載雖然無(wú)功變化快，但是無(wú)功量的改變是固定的，此時(shí)用速度快的無(wú)功補(bǔ)償也可以辦到，也就是說(shuō)這個(gè)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償強(qiáng)調(diào)的單單是迅速。

動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置由高壓開(kāi)關(guān)柜(包括高壓熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)、電流互感器、繼電保護(hù)、測(cè)量和指示部分等)、并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器、放電線圈(或者電壓互感器)、氧化鋅避雷器、支柱絕緣子、框架等構(gòu)成。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置根據(jù)改善和提高功率因數(shù)，降低線路損耗，充分發(fā)揮發(fā)電、供電設(shè)備的效率功能強(qiáng)大，液晶字段顯示，性能可靠穩(wěn)定，抗干擾能力極強(qiáng)?？繜o(wú)功控制器根據(jù)線路力率情況自動(dòng)投、切補(bǔ)償量，以確保功率因數(shù)基本恒定于某一設(shè)定值附近；后者表示手動(dòng)投入固定值補(bǔ)償量，不隨線路力率情況改變補(bǔ)償量，此類方式除非補(bǔ)償量剛好合當(dāng)，功率因數(shù)才會(huì)達(dá)標(biāo)。

無(wú)功功率補(bǔ)償控制器有三種采樣方式，功率因數(shù)型、無(wú)功功率型、無(wú)功電流型。功率因數(shù)型這種控制方式也是很傳統(tǒng)的方式，采樣、控制也都較容易實(shí)現(xiàn)。無(wú)功功率（無(wú)功電流）型的控制器較完善的解決了功率因數(shù)型的缺陷，有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，能兼顧線路的穩(wěn)定性及檢測(cè)及補(bǔ)償效果。用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破饕缶透吡?，一般是與觸發(fā)脈沖形成電路一并考慮的，要求控制器抗干擾能力強(qiáng)，運(yùn)算速度快，更重要的是有很好的完成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。

二、動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置最優(yōu)利用方法與原理功能

配電線路無(wú)功補(bǔ)償即通過(guò)在線路桿塔上安裝電容器實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償。線路補(bǔ)償點(diǎn)不宜過(guò)多，一般不采用分組投切控制；補(bǔ)償容量也不宜過(guò)大，避免出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象；保護(hù)措施也要一切從簡(jiǎn)，可采用熔斷器或者避雷器作為過(guò)流和過(guò)壓保護(hù)。線路補(bǔ)償方式這種方式具有投資小、回收快、便于管理和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于功率因數(shù)低、負(fù)荷重的長(zhǎng)線路。

在低壓三相四線制的城市居民和農(nóng)網(wǎng)供電系統(tǒng)中：由于用電戶多為單相負(fù)荷或單相和三相負(fù)荷混用，并且負(fù)荷大小不同和用電時(shí)間的不同。所以，電網(wǎng)中三相間的不平衡電流是客觀存在的，并且這種用電不平衡狀況無(wú)規(guī)律性，也無(wú)法事先預(yù)知。導(dǎo)致了低壓供電系統(tǒng)三相負(fù)載的長(zhǎng)期性不平衡。對(duì)于三相不平衡電流，電力部門除了盡量合理地分配負(fù)荷之外幾乎沒(méi)有什么行之有效的解決辦法。電網(wǎng)中的不平衡電流會(huì)增加線路及變壓器的銅損，還會(huì)增加變壓器的鐵損，降低變壓器的出力甚至?xí)绊懽儔浩鞯陌踩\(yùn)行，最終會(huì)造成三相電壓的不平衡。

調(diào)整不平衡電流無(wú)功補(bǔ)償裝置，有效地解決了這個(gè)難題，該裝置具有在補(bǔ)償線路無(wú)功的同時(shí)調(diào)整不平衡有功電流的作用。其理論結(jié)果可使三相功率因數(shù)均補(bǔ)償至1，三相電流調(diào)整至平衡。實(shí)際應(yīng)用表明，可使三相功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95以上，使不平衡電流調(diào)整到變壓器額定電流的10%以內(nèi)。

工作原理：無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置由控制器、過(guò)零觸發(fā)模塊、晶閘管、并聯(lián)電容器、電抗器、放電保護(hù)器件等組成。裝置實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)量負(fù)荷的電壓、電流、無(wú)功功率等，通過(guò)微機(jī)進(jìn)行分析，然后計(jì)算出無(wú)功功率并與預(yù)先設(shè)定的數(shù)值進(jìn)行比較，自動(dòng)選擇能達(dá)到最佳補(bǔ)償效果的補(bǔ)償容量并發(fā)出指令，由過(guò)零觸發(fā)模塊判斷雙向可控硅的導(dǎo)通時(shí)刻，實(shí)現(xiàn)快速、無(wú)沖擊地投入并聯(lián)電容器組。

目前，國(guó)內(nèi)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)目刂破骱蛧?guó)外的同類產(chǎn)品相比還要有很大的差距，一方面是補(bǔ)償功率不能一步到位，沖擊電流過(guò)大，系統(tǒng)特性容易漂移，維護(hù)成本高；另一方面是在動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間上較慢，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間重復(fù)性不好。另外，相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也還沒(méi)有達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，這方面落后于發(fā)展。但是運(yùn)算速度快，抗干擾能力強(qiáng)，最重要的是有很好的完成動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)方式：把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無(wú)功功率可由容性負(fù)荷輸出的無(wú)功功率補(bǔ)償。

動(dòng)態(tài)無(wú)功率補(bǔ)償裝置的主要功能：1、提高線路輸電穩(wěn)定性；2、維持受電端電壓，加強(qiáng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性；3、補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功功率，提高功率因數(shù)，降低線損，節(jié)能損耗；4、抑制電壓波動(dòng)和閃變；5、抑制三相不平衡。

動(dòng)態(tài)無(wú)功率補(bǔ)償裝置的主要問(wèn)題：1、電容器損壞頻繁。2、電容器外熔斷器在投切電容器組及運(yùn)行中常發(fā)生熔斷。3、電容器組經(jīng)常投入使用率低。

三、在配電系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償與靜態(tài)補(bǔ)償區(qū)別

（一）前者表示靠無(wú)功控制器根據(jù)線路力率情況自動(dòng)投、切補(bǔ)償量，以確保功率因數(shù)基本恒定于某一設(shè)定值附近；后者表示手動(dòng)投入固定值補(bǔ)償量，不隨線路力率情況改變補(bǔ)償量，此類方式除非補(bǔ)償量剛好合當(dāng)，功率因數(shù)才會(huì)達(dá)標(biāo)，否則，不論補(bǔ)償量過(guò)小或過(guò)大，功率因數(shù)均偏小。

（二）動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)亩x是這種響應(yīng)動(dòng)作時(shí)間小于1S，一般是通過(guò)可控硅投切電容組TSC、可控電抗器調(diào)節(jié)無(wú)功TCR型SVC或利用IGBT器件調(diào)節(jié)的靜止性無(wú)功發(fā)生裝置SVG等來(lái)實(shí)現(xiàn)。靜態(tài)補(bǔ)償可以是固定的通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)或熔斷器斷電后進(jìn)行人工調(diào)節(jié)的裝置，也指響應(yīng)時(shí)間大于1S的自動(dòng)投切裝置，如接觸器投切電容組的方式。

四、應(yīng)用

（一）SLTF型低壓無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置：適用于交流50Hz、額定電壓在660V以下，負(fù)載功率變化較大，對(duì)電壓波動(dòng)和功率因數(shù)有較高要求的電力、汽車、石油、化工、冶金、鐵路、港口、煤礦、油田等行業(yè)。安裝環(huán)境：周圍介質(zhì)無(wú)爆炸及易燃危險(xiǎn)、無(wú)足以損壞絕緣及腐蝕金屬的氣體、無(wú)導(dǎo)電塵埃。無(wú)劇烈震動(dòng)和顛簸，安裝傾斜度

（二）SHFC型高壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置：適用于6kV~10kV變電站，可在I段和II段母線上任意配置1~4組電容器，適應(yīng)變電站的各種運(yùn)行方式。技術(shù)特征：電壓優(yōu)先，按電壓質(zhì)量要求自動(dòng)投切電容器，使母線電壓始終處于規(guī)定范圍。

篇10

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新人才；電氣工程；課程改革；教學(xué)改革

作者簡(jiǎn)介：李俊峰（1978-），男，河南南陽(yáng)人，浙江理工大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院，副教授；潘海鵬（1965-），男，河南濮陽(yáng)人，浙江理工大學(xué)機(jī)械與自動(dòng)控制學(xué)院，教授。（浙江 杭州 310018）

基金項(xiàng)目：本文系2009年浙江理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化新專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：xzy200905）、2012年浙江理工大學(xué)電氣工程系列課程建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：XLKC1203）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）05-0059-03

隨著社會(huì)的發(fā)展，其對(duì)學(xué)生的能力、素質(zhì)要求越來(lái)越高，《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》又一次明確要求學(xué)校在人才培養(yǎng)上堅(jiān)持“德育為先，能力為重，全面發(fā)展”。[1]目前，我國(guó)高等教育長(zhǎng)期形成的以傳承知識(shí)為中心的觀念使教師注重傳授知識(shí)，忽視工程能力，使學(xué)生滿足于對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和記憶，注重模仿和重復(fù)以應(yīng)付考試，缺乏解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。社會(huì)更看重的是學(xué)生的工程應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，而對(duì)學(xué)生能力素質(zhì)的培養(yǎng)需要相適應(yīng)的培養(yǎng)方案、課程體系。[2-4]

浙江理工大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“本?！保╇姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化專業(yè)2009年經(jīng)教育部批準(zhǔn)開(kāi)始招生，本校的電氣專業(yè)主要有兩個(gè)培養(yǎng)方向：電機(jī)與電器和電力系統(tǒng)自動(dòng)化。由于是新專業(yè)，這兩個(gè)方向并沒(méi)有嚴(yán)格分開(kāi)，也就是說(shuō)，這兩個(gè)方向的課程學(xué)生都要學(xué)習(xí)。與國(guó)內(nèi)清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)及東南大學(xué)等高校的電氣專業(yè)相比，本校的電氣專業(yè)剛起步，辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，專業(yè)建設(shè)更處于較低水平。為了避免電氣專業(yè)學(xué)生在起步階段與其他名校學(xué)生拉開(kāi)差距，本校汲取其他高校在電氣專業(yè)辦學(xué)上的經(jīng)驗(yàn)和長(zhǎng)處，結(jié)合該專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及培養(yǎng)特色，開(kāi)展面向工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的“電氣工程”系列課程建設(shè)，這對(duì)電氣新專業(yè)的建設(shè)將起到舉足輕重的作用。

一、建立教授為首的系列課程

本校以實(shí)際工程為背景，以工程素質(zhì)和工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目的，構(gòu)建電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的知識(shí)體系和課程體系。電氣工程系列課程主要包括電力電子與電氣傳動(dòng)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、嵌入式系統(tǒng)及自動(dòng)控制四個(gè)系列課程。電力電子與電氣傳動(dòng)系列課程包含的課程有“電機(jī)及電力拖動(dòng)基礎(chǔ)”、“電力電子技術(shù)”、“電機(jī)設(shè)計(jì)”、“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”、“MATLAB與系統(tǒng)仿真”及“電氣傳動(dòng)大型綜合設(shè)計(jì)”；電力系統(tǒng)自動(dòng)化系列課程包含的課程有“電力系統(tǒng)分析”、“繼電保護(hù)技術(shù)”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”、“高電壓工程”、“供變電技術(shù)”及“建筑電氣與自動(dòng)化”；嵌入式系統(tǒng)系列課程包含的課程有“單片機(jī)原理與應(yīng)用”、“電源技術(shù)”、“ARM嵌入式系統(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用”、“現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)”、“DSP技術(shù)及應(yīng)用”及“單片機(jī)原理與應(yīng)用”課程設(shè)計(jì)；自動(dòng)控制系列課程包含的課程有“自動(dòng)控制原理”、“現(xiàn)代控制理論”、“智能控制導(dǎo)論”、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”、“紡織電氣控制”及“控制系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)”。

以本校電力系統(tǒng)自動(dòng)化系列課程建設(shè)為例，探討一下電力系統(tǒng)自動(dòng)化系列課程的改革情況以及建設(shè)特色、建設(shè)成效。

二、系列課程建設(shè)改革

1.加強(qiáng)教學(xué)隊(duì)伍的建設(shè)

為了建設(shè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化系列課程，保證教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)水平，不斷深化教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容的改革，本校建立了一個(gè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。該教學(xué)團(tuán)隊(duì)共有教師9人，其中教授2人（博士生導(dǎo)師1名），副教授5人，講師2人；具有博士學(xué)位6人，在讀博士1人；45周歲以上2人，其余均為35周歲以下的青年教師。成員學(xué)歷與職稱層次高，年齡、知識(shí)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理，團(tuán)隊(duì)意識(shí)強(qiáng)，合作出色，另外，還聘請(qǐng)了5名相關(guān)專業(yè)指導(dǎo)教師。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化系列課程建設(shè)組的職責(zé)、功能、任務(wù)是：制定課程體系；整合課程內(nèi)容；修訂教學(xué)大綱；相互隨課堂聽(tīng)課；開(kāi)展教改和教學(xué)法研究；規(guī)劃和編寫(xiě)教材建設(shè)；教學(xué)與檢查實(shí)驗(yàn)；培養(yǎng)青年教師。

2.教學(xué)內(nèi)容與課程體系改革

（1）課程體系科學(xué)化。以電力系統(tǒng)分析精品課程的建設(shè)為龍頭，按照整體優(yōu)化、突出特色的原則，圍繞本校紡織電氣特色，形成一整套科學(xué)的、具有鮮明特色的專業(yè)課程體系和建立一套適應(yīng)性更強(qiáng)的“421”全方位教學(xué)新體系，即通過(guò)理論教學(xué)、CAI技術(shù)、實(shí)踐教學(xué)、參與科研等環(huán)節(jié)，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和教師學(xué)術(shù)水平的提高，最終促進(jìn)學(xué)科建設(shè)的發(fā)展。而學(xué)科建設(shè)的發(fā)展是否達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，還要和預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果改進(jìn)教學(xué)方法與手段保證目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，根據(jù)各課程之間的內(nèi)容銜接完善現(xiàn)有教學(xué)計(jì)劃，從時(shí)間上順序相連，從內(nèi)容上環(huán)環(huán)相扣，使課程體系科學(xué)化。

（2）教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化。根據(jù)本校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)和特色，修訂面向21世紀(jì)、科學(xué)合理、嚴(yán)格規(guī)范的電氣工程系列課程教學(xué)大綱和教學(xué)方案，更新教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化；選用面向21世紀(jì)課程教材、“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材或國(guó)家級(jí)優(yōu)秀教材等，注重教材的先進(jìn)性與前瞻性；講課時(shí)引入教師科研中運(yùn)用的新技術(shù)、新方法、新設(shè)備等，使學(xué)生不僅能夠掌握基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用，而且能夠關(guān)注學(xué)科前沿。

3.實(shí)驗(yàn)（實(shí)踐）教學(xué)的改革與建設(shè)

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是工科專業(yè)，培養(yǎng)的是工程人才，必須以工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，以實(shí)踐作為立足的根本。[5]目前，本校電氣工程專業(yè)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生只要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地操作就可完成實(shí)驗(yàn)。但是，電力安全生產(chǎn)具有一定的特殊性和重要性，對(duì)于電氣設(shè)備的操作、電氣設(shè)備事故和異常情況分析處理等電力生產(chǎn)運(yùn)行的主要內(nèi)容，需要學(xué)生動(dòng)手操作，要求學(xué)生有工程實(shí)踐體驗(yàn)，不能只紙上談兵?；谝陨系恼J(rèn)識(shí)，本校在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革和建設(shè)：

（1）根據(jù)電氣工程行業(yè)特點(diǎn)結(jié)合本校的實(shí)際情況，通過(guò)軟、硬件開(kāi)發(fā)改造實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程接近于實(shí)際的工作環(huán)境，為課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)生科技創(chuàng)新提供一個(gè)良好的實(shí)踐場(chǎng)所。

（2）開(kāi)發(fā)電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容并修訂實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，增加創(chuàng)新性、綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。綜合性實(shí)驗(yàn)要體現(xiàn)專業(yè)課程間的整體性和連貫性，打破單個(gè)課程進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的界限，實(shí)現(xiàn)一體化實(shí)踐教學(xué)體系。例如在“微機(jī)保護(hù)”實(shí)踐教學(xué)中，可以綜合“單片機(jī)原理”、“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化”、“電力系統(tǒng)仿真”等多門課程知識(shí)。此外，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和設(shè)備開(kāi)發(fā)，綜合訓(xùn)練學(xué)生的自學(xué)能力、獨(dú)立思考能力、實(shí)踐動(dòng)手能力及對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力等，提高學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

（3）選擇教師科研過(guò)程中的生產(chǎn)實(shí)踐問(wèn)題作為教學(xué)案例，使學(xué)生將實(shí)踐教學(xué)與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合，從而鍛煉學(xué)生解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)可以為生產(chǎn)企業(yè)提供技術(shù)支持。

（4）編寫(xiě)電氣工程大型課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，課程設(shè)計(jì)來(lái)自教師的工程設(shè)計(jì)課題，與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。例如35kV或110kV變電站的設(shè)計(jì)等，讓學(xué)生通過(guò)大型課程設(shè)計(jì)，熟練掌握變電所設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)流程，把電氣工程系列課程知識(shí)串在一起，形成系統(tǒng)化，使學(xué)生得到一次綜合性應(yīng)用鍛煉，有利于他們對(duì)知識(shí)的掌握、鞏固、以及對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用。同時(shí)將課程實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)計(jì)、科研實(shí)訓(xùn)多個(gè)環(huán)節(jié)相結(jié)合，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容和提高教學(xué)效果及本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（5）對(duì)學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展預(yù)約實(shí)驗(yàn)、興趣實(shí)驗(yàn)，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)。這個(gè)開(kāi)放包括兩個(gè)方面：一是實(shí)驗(yàn)時(shí)間開(kāi)放，實(shí)驗(yàn)室安排一個(gè)時(shí)段完成某一個(gè)或某一類實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自己來(lái)預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；二是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開(kāi)放，即實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)只提出實(shí)驗(yàn)的基本要求，由學(xué)生自己來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容、步驟和實(shí)驗(yàn)線路。

（6）利用MATLAB電力系統(tǒng)仿真工具箱開(kāi)發(fā)潮流計(jì)算軟件、負(fù)荷計(jì)算軟件、短路電流計(jì)算軟件、微機(jī)保護(hù)算法等，搭建電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)，進(jìn)行電力系統(tǒng)各種短路、變壓器勵(lì)磁涌流、變壓器保護(hù)、線路保護(hù)等各種仿真研究。并將開(kāi)發(fā)的各種軟件移植到電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)裝置中，檢驗(yàn)這些軟件和算法的實(shí)用性。

4.教學(xué)方法與手段的改進(jìn)

（1）提問(wèn)式教學(xué)與啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合。在課堂教學(xué)中，應(yīng)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體。學(xué)生可以自由發(fā)表意見(jiàn)，對(duì)有見(jiàn)地的學(xué)生發(fā)言要充分肯定，鼓勵(lì)創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展。對(duì)理解有失偏頗甚至理解錯(cuò)誤的學(xué)生，不要挫傷他們的學(xué)習(xí)積極性，要給以鼓勵(lì)，給予正確引導(dǎo)。教師要潛心研究、精心備課，做好課堂教學(xué)策劃，營(yíng)造一個(gè)和諧寬松的課堂氛圍，讓學(xué)生懷著輕松愉快的心情參與學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性；教師結(jié)合課題進(jìn)行案例分析，把研究性學(xué)習(xí)的方法貫穿在專業(yè)課程的教學(xué)中。

（2）互動(dòng)式教學(xué)與討論式教學(xué)相結(jié)合。在課堂教學(xué)中，教師充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生“參與”的興趣，引導(dǎo)學(xué)生積極思考并提出問(wèn)題和解決問(wèn)題，與學(xué)生形成互動(dòng)。此外，在教學(xué)結(jié)束時(shí)，教師可以給學(xué)生提出一些問(wèn)題，讓學(xué)生在課外準(zhǔn)備，留作下次課進(jìn)行討論。學(xué)生為了準(zhǔn)備這些問(wèn)題，事先必須對(duì)本章節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)，查閱相關(guān)資料。這種方法促使學(xué)生積極地思考，提高學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識(shí)。

（3）多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合。多媒體教學(xué)具有信息量大、速度快、圖文并茂、聲形相應(yīng)、生動(dòng)逼真等特點(diǎn)，可以使教學(xué)過(guò)程更加生動(dòng)、直觀，使學(xué)生全方位地接受信息。例如，繼電保護(hù)的動(dòng)作過(guò)程、控制回路的動(dòng)作過(guò)程、高壓電器的工作原理等內(nèi)容都可以開(kāi)發(fā)和制作成FLASH動(dòng)畫(huà)，教師在講課過(guò)程中反復(fù)操作，既可以吸引學(xué)生又使該內(nèi)容容易被學(xué)生接受。但是，多媒體教學(xué)也有不足之處，例如會(huì)使學(xué)生來(lái)不及記筆記，或?yàn)橛浌P記而不注意聽(tīng)課。課堂上全部采用多媒體教學(xué)，效果往往也不理想。因此，可以將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的理論教學(xué)結(jié)合起來(lái)，一方面通過(guò)多媒體讓學(xué)生了解更多的知識(shí)，擴(kuò)大信息量；另一方面，學(xué)生也可向教師直接提問(wèn)，形成互動(dòng)以解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

（4）充分利用網(wǎng)絡(luò)。目前，本校已經(jīng)開(kāi)通了無(wú)線上網(wǎng)功能，學(xué)生可以非常方便地通過(guò)手機(jī)等在校園和生活區(qū)上網(wǎng)，這為加強(qiáng)教師與學(xué)生的互動(dòng)提供了條件。學(xué)生有問(wèn)題時(shí)可以利用網(wǎng)絡(luò)將問(wèn)題發(fā)往郵箱，教師通過(guò)回復(fù)郵件來(lái)解答學(xué)生的問(wèn)題；此外本校建立了4A網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，“電力系統(tǒng)分析”、“供變電技術(shù)”等已經(jīng)申請(qǐng)了網(wǎng)絡(luò)課程，學(xué)生可以在課程網(wǎng)站直接下載許多學(xué)習(xí)資源。教師也可以通過(guò)“網(wǎng)上答疑”系統(tǒng)與學(xué)生在線交流，解答學(xué)生的疑問(wèn)，探討共同關(guān)心的問(wèn)題，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)和其他方面的動(dòng)態(tài)，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和進(jìn)度。

（5）教學(xué)與科研互動(dòng)。本校提倡“雙師制”教學(xué)模式，將理論講解和工程實(shí)踐相結(jié)合。以教學(xué)帶科研，以科研促教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)科研雙贏。

（6）采用案例教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)手段不僅使教學(xué)內(nèi)容形象化而且可以加大教學(xué)信息量，使學(xué)生能以工程為背景，理論聯(lián)系實(shí)際，加探對(duì)知識(shí)的掌握，做到學(xué)以致用。

（7）數(shù)字虛擬實(shí)驗(yàn)。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)有的純物理的動(dòng)模實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求；而且，本校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是新專業(yè)，實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量不足，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限。數(shù)字虛擬實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生在計(jì)算機(jī)上仿真電力系統(tǒng)的各種穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)過(guò)程，例如利用LabVIEW中的Prony分析工具對(duì)三相短路電流進(jìn)行分析，得到各個(gè)模態(tài)的信息。此外，出于安全性的要求，很難將純物理的實(shí)驗(yàn)做到開(kāi)放性和設(shè)計(jì)性，數(shù)字虛擬實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性和設(shè)計(jì)性，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力大有裨益。

5.考試改革

學(xué)校應(yīng)注重對(duì)學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)狀況與效果的考查，將其按適當(dāng)比例計(jì)入期末總成績(jī)，其中卷面考查占50%，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占20%，平時(shí)成績(jī)占10%，案例分析占10%，機(jī)動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)分（、參與項(xiàng)目）占10%。逐步實(shí)現(xiàn)教、考、評(píng)分離，使考試更加科學(xué)、規(guī)范、公平?？己朔绞讲捎枚嘣C合考查法，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生參與教師的項(xiàng)目，發(fā)表研究論文。

6.教材建設(shè)

教材編寫(xiě)必須整體考慮系統(tǒng)性和學(xué)習(xí)的漸進(jìn)性。教材與課程以及與課程體系乃至知識(shí)體系密不可分，因此在編寫(xiě)教材時(shí)必須要注重教材與課程、課程與課程體系、課程體系與知識(shí)體系的銜接。本校相關(guān)課程組針對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和特色，結(jié)合電氣工程系列課程建設(shè)情況，編寫(xiě)了《電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)原理與指導(dǎo)》實(shí)驗(yàn)教材一部。內(nèi)容涵蓋“電力系統(tǒng)分析”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”、“電力系統(tǒng)分析”“供變電技術(shù)”、“建筑電氣與自動(dòng)化”等課程的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，增加設(shè)計(jì)性、綜合性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并計(jì)劃出版一本符合本校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)特點(diǎn)與定位的《電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化》教材。

7.教學(xué)文件的制訂與完善

這一環(huán)節(jié)由相關(guān)部門輔助完成，主要包括：修訂教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱，突出實(shí)踐性環(huán)節(jié)；制定實(shí)踐教學(xué)的各項(xiàng)規(guī)章制度，對(duì)教學(xué)過(guò)程實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)控，建立實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，定期由教師和學(xué)生填寫(xiě)，對(duì)檢查的結(jié)果進(jìn)行分析和綜合并形成反饋，再根據(jù)反饋的信息調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，以此形成良性循環(huán)；將教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)日歷等相關(guān)教學(xué)文件裝訂成冊(cè)，規(guī)范管理。

三、結(jié)束語(yǔ)

本系列課程的建設(shè)通過(guò)“優(yōu)化理論課程、強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)”，形成一系列頗具特色的教學(xué)理念、內(nèi)容、方法和手段。主要課程教學(xué)特色如下：進(jìn)行了理論課程的優(yōu)化重組，形成了課內(nèi)研究型授課方法、課外自選研究專題、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、研究型實(shí)驗(yàn)等系列研究性教學(xué)方法?？偨Y(jié)和補(bǔ)充國(guó)內(nèi)外科研重大成果和學(xué)科前沿；加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的作用，通過(guò)建設(shè)可由以前單一的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ桨l(fā)展為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)及綜合開(kāi)發(fā)型實(shí)驗(yàn)，并對(duì)綜合設(shè)計(jì)型、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)實(shí)行開(kāi)放式教學(xué)；綜合運(yùn)用多媒體課件、Flas、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)新技術(shù)等多種現(xiàn)代化教學(xué)手段。突出網(wǎng)絡(luò)教學(xué)特色，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上課件演示、習(xí)題提交解答、制定網(wǎng)上學(xué)習(xí)活動(dòng)等，對(duì)加強(qiáng)教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，將起到積極的促進(jìn)作用；建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，推進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式；將教師的最新的科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的電力系統(tǒng)動(dòng)模數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)教學(xué)研究也可以帶動(dòng)科學(xué)研究，促進(jìn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]張立新，紀(jì)文剛，戴波，等.面向能力素質(zhì)培養(yǎng)的自動(dòng)化專業(yè)系列課程建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（10）：351-353.

[2]趙舵，馮曉云.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)及課程改革的研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（S1）：88-89.

[3]李娟，王秀云，蔡國(guó)偉.電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系改革探討[J].中國(guó)電力教育，2008，116（7）：107-109.