前言：中文期刊网精心挑选了电力电子技术基本概念范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
电力电子技术基本概念范文1
【关键词】工学结合；电力电子；项目课程
Abstract：In this paper，analysis of the current in the power electronic technology teaching are widespread problems，based on the combination of project curriculum development train of thought.Through the adoption of"project lead，task driving"teaching method can motivate students'learning interest and learning initiative，and further improve the quality of the talent cultivation.
Key words：Work-integrated learning；Power electronics；Project course
《电力电子技术》是应用电子技术专业的专业核心课程，本课程是建立在电工技术、电子电路的调试与应用、电子产品的检测与维修等学科基础上的，它横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域，主要研究各种电力电子器件，以及由电力电子器件所构成的各种电路或变流装置，以完成对电能的变换和控制。它运用弱电（电子技术）控制强电（电力技术），是强弱电相结合的新学科。
一、《电力电子技术》的教学现状
目前《电力电子技术》教学过程设计主要包括以下四个部分：第一部分为绪论，主要介绍电力电子技术的基本概念和应用领域；第二部分为常用电力电子器件的结构、工作原理及性能；第三部分为四个典型单元电路，整流、逆变、直流变换和交流变换；第四部分为具体的应用实例，以帮助学生理解和掌握电力电子技术的理论及应用知识。在具体的教学过程中基本沿用以课堂教学为主，验证性实验为辅的教学模式。这种模式不足之处在于，在课堂教学中理论与实践脱节，学生尚未接触过实际电路，难以深入理解所学内容的背景、用途，只能被动地接受知识，难以激发学生学习兴趣；另外验证性实验教学也与真实地实践背景脱离，不利于学生职业能力的培养。
二、《电力电子技术》课程开发与实施
（一）课程开发思路
《国务院关于大力发展职业教育的决定》明确要求“大力推行工学结合、校企合作培养模式”，这说明职业教育的教学内容必须与生产岗位、工作任务相联系，“工学结合”模式应该成为我国高等职业教育基本的人才培养模式，这种模式的目标是对学生的技能培养应满足企业的生产与发展需求。同时这种“工学结合、校企合作培养模式”也为《电力电子技术》课程的项目开发指明了思路。
（二）课程内容选择及课程体系构建
《电力电子技术》是为电气设备的安装、调试与维护这一岗位服务的核心课程。通过对这一岗位的工作任务与职业能力分析，按照基于工作过程项目课程开发的理念重新构建了知识体系。在具体的教学内容选择上，我们选择源于企业，并经过教学化处理的典型项目为载体，同时我们也参照了维修电工、电气设备安装工国家职业标准，并将其内容融入到教学内容中。
在课程内容的设计上，我们精心选择了四个项目为载体，项目的安排是有简单到复杂递进设计，这也符合学生的认知规律。具体项目为：项目一、调光灯安装与调试；项目二、三相变频电源的调试；项目三、中频感应加热电源电路调试；项目四、开关电源电路调试。
（三）教学过程设计
《电力电子技术》课程教学过程中总体上采用“项目引导、任务驱动”的教学方法，实施“教、学、做”一体化的教学模式，以学生为主体，教师主要起组织和引导作用。下面我结合“项目一、调光灯安装与调试”介绍下主要教学过程：
1.项目引入。列举日常生活中常见的调光灯，引入本项目，通常采用案例教学法。
2.任务布置。本项目需要学生完成以下任务：
（1）检测和选择晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和单结晶体管等电力电子器件；
（2）分析调光灯电路的主电路和触发电路；
（3）制作和调试单相半波可控整流电路；
（4）制作单结晶体管触发电路，并用示波器调试各点的波形，与理论分析计算对比。
3.讲解示范。教师带领学生对本项目涉及的相关电路进行拆解、观察、测试、分析。总结引申出要完成本项目需要掌握的理论知识点，教师对一些重点、难点内容进行讲解，从而帮助学生能够尽快开展工作。
4.小组讨论，制定方案。小组间相互讨论、相互协作并根据任务要求拟定技术方案，设计电路，教师巡回指导，了解学生参与情况。
5.任务实施。根据方案制定情况，进行电路设计、制作、安装及调试等。
6.检测与评价。这里的评价包括学生自评、小组互评及教师评价三个部分内容，充分体现了评价主体的多元化。
三、项目课程实施中注意的问题
《电力电子技术》课程改革取得了一定的成果，但在具体实施过程中体现工学结合，教、学、做一体化的教学模式，也遇到了一些问题，针对出现的问题我们也进行了深入的思考。
1.工学结合，教、学、做一体化的教学模式对教师提出了更高的要求。课程改革前教师基本都是以讲授为主，学生都是被动的接受知识并且学生所学知识与企业工作严重脱节。但实施项目式课程教学，教师要深入学习，成为该领域的行家、专家。只有这样才能胜任项目式教学要求。
2.教、学、做一体化实践教学场所的建设。《电力电子技术》项目式课程实施教学场所有特定要求，需具备产品设计、制板与加工等条件。同时还要具备教师讲授的条件，如有投影仪和电脑、黑板等。在实践场所建设中我们尽量参照按照企业实际的生产环境，做到学生情境与工作情境相统一。
3.在考核方法与内容上，从理论考核为主转到以实践技能考核为主，从结果考核为主转到以过程考核为主，从单纯的专业考核，转到专业知识、技能与职业素质综合考核，同时注重加强过程考核等。
四、结束语
《电力电子技术》课程作为应用电子技术专业的核心课程，他的重要性是不言而喻的。通过基于工作过程的项目课程改革对于提高学生的学习兴趣与积极性产生了较大作用，更加有利于学生职业能力、职业素质的培养。同时我们也感到要真正实施好这一改革成果，既需要学校的投入，也需要教师的艰苦努力和无私奉献。我们要积极探索教学内容、教学方法和教学手段的改革，不断提高人才的培养质量。
参考文献
[1]方翔.职业院校《电力电子技术》课程教学初探[J].教学研究，2010（4）.
[2]邵仕泉.《电力电子技术》逆向教学思路初探[J].西南民族大学学报，2010（9）.
[3]陶俊珍.“电力电子技术”教学内容更新例析[J].中国电力教育，2011（9）.
[4]白敬彩，吴君晓.高等职业教育电力电子技术课程教改探讨[J].河南机电高等专科学校学报，2011（1）.
[5]唐杰，林立，刘家芳等.电力电子技术课程研究性教学的探索与实践[J].中国现代教育装备，2011（3）.
电力电子技术基本概念范文2
【关键词】 教学设计；电力电子技术； 教学效果
【中国分类号】G640【文献标识码】B
作者简介：刘福鑫（1979-），男，南京航空航天大学自动化学院副教授，主要从事电力电子、电气工程方面的教学和科研工作。
1 引言
电力电子技术是一门横跨电子、电力和控制三个领域的新型工程技术学科，对培养高水平应用型电气工程和自动化专业人才起着非常重要的作用。本文将结合我校电力电子技术课程的教学研究与实践，对于研究性大学中本科阶段的电力电子技术课程进行系统的教学设计。
针对教学设计的概念，归纳起来主要有以下几种观点。以美国加涅为代表的学者提出教学设计过程说[1]，他认为教学设计就是规划教学系统的过程，该过程包括分析教学目标、寻求优良的教学方法、合理配置教学资源、精心设计教学规程以及评价学生学习结果等若干内容。一部分学者认为教学设计是研究教学目标、制定决策计划的教育技术学科[2]。还有部分学者采用程序的概念来解释教学设计过程，他们提出教学设计是在研究教学问题和需求的基础上，确立解决教学的方法和步骤，并对教学结果做出评价的整个过程及程序规则[3]。
在总结上述学者对教学设计分析、归纳和概括的基础上，结合作者多年电力电子教学经验，本文根据教学设计概念和具体电力电子教学特点，深入探讨良好的教学设计对教学效果的作用和影响。
2 教学设计主要作用
1） 教学设计可以帮助教师系统化地设计教学要素
教学设计中所涉及的教学要素主要包括教学内容、教学媒体、教师和学生等，这些要素之间的关系如图1所示，即教学设计中的教师和学生是两个中心点，教学最终目的是将教师头脑中的知识传授给学生，而教学设计则是为了提高这种教学传授的效果所进行的课程教学设计和课堂教学设计过程。针对电力电子教学特点，作者对教学设计的4个主要要素进行了相关设计，主要内容如下：
a. 教师
建设青年教师为主、中年教师为辅的课程教学团队，充分发挥教授的示范带头作用，重点加强青年教师培养，努力提高青年教师的业务水平，特别是对教龄1-4年的青年教师，制订详尽的成长方案和发展计划，使优秀的青年教师能脱颖而出，尽快成为教学业务中的骨干。
图1 教学要素间的关系
b. 教学媒体
多种教学媒体综合运用。在设计教学课件时可尽量引入实时动画以模拟各种电力电子变换电路的工作原理，课件要做到直观性强，表现手法简单明了，图文并茂。同时采用视频、仿真软件等辅助媒体工具开展教学，对性能各异的教学媒体进行优化组合，使其在教学过程中交互应用，扬长避短。
c. 教学内容
根据电力电子教学特点，作者设计了如图2所示的教学内容。其中将基础知识和最新进展结合起来对电力电子技术进行延续性的介绍。在讲授电力电子基础知识时结合点、面广泛却又不乏侧重点地讲解电气技术专业知识。在全面介绍电力变换技术的基础上，重点讲解不同电力半导体器件所构成的各种典型功率变换电路，让学生熟练掌握各种电路的构成和工作原理，计算元器件参数并合理选择元器件，并最终达到运用课堂所学知识进行相关设计目的。
图2 电力电子技术教学内容组成
d. 学生
在教学设计中加入以班级或者项目小组为单位的群体学习内容。给群体一个题目，以群体的形式布置任务、查找资料、讨论问题，通过群体的协作讨论出解决方案。
2） 良好的教学设计可以提高课堂教学质量
良好的教学设计通过分析、设计、组织和优化课堂教学内容从而达到最大限度发挥课堂教学效果的目的。精心设计的教学过程不仅可以将更多更好的教学内容展现给学生，培养学生的学习兴趣和学习能力，而且有助于节省学生的学习时间，减轻学生的学习负担，达到更好的学习效果。课堂教学实践证明，经过教学设计后的教学效果明显优于未经过教学设计前，学生能够快速了解该课程需要学习的相关内容以及本节课需要解决的重点问题，不仅可以提高教师“教”的教学质量，也能明显地提高学生“学”的质量。
3） 良好的教学设计可以更好地调动学生的学习积极性
良好的教学设计可以帮助教师充分地发挥其角色作用，从而更好地调动学生学习积极性。作者在电力电子教学中以“学”为中心，以成就动机为驱动进行引导学生自主学习的教学设计。将教学内容与生活实际紧密结合，让学生发现电力电子技术在日常生活中的广泛应用，并指导学生采用课堂知识解释日常应用中的现象，引导学生主动思考并探索电力电子技术的发展，达到激发学生学习兴趣和积极性的目的。
3 教学设计对教学过程的影响
教学设计的目的是为了达到更好的“教”与“学”的双重效果而合理配置教学资源、精心设计教学程序等的过程，其内容可以概括为确定教学目标、选择教学策略和教学方法、评价教学效果等方面。这些内容对课堂教学过程会产生一定的影响，而一个良好的教学设计应该影响到课堂教学的以下几个方面。
1） 引起学生注意并激活原有知识
在进行教学设计时，教师除了应该对教学相关要素进行分析外，还要注意一些教学关键环节的设计，这些关键环节包括导入阶段、授课过程中课堂氛围的控制等。作者在电力电子教学中采用在课堂开始阶段提问的方式让学生回忆已经学习的知识，或者是引出这堂课需要讲解的内容。例如向学生询问他们认为电力电子技术在我们的日常生活中的体现，使学生了解电力电子技术的发展现状及电力电子技术在国民经济中的重要作用，这样不仅能扩大学生的视野，而且进一步增加他们对电力电子技术的理解。
2） 帮助学生学习新内容
作者采用互动教学法与问题教学法相结合来帮助学生学习新的内容。在课堂上，教师不能仅仅以一个讲授者的身份出现，而是应该以知识引领者的身份出现。这就要求在教学过程中互动不仅体现在学生与学生之间，或者是教师与学生之间，而且应该体现在教学参与者与实际行动上的接触与交往。具体而言，即在教师的指导下，让学生积极地参与资料查找、材料分析与调查研究，并在此基础上自己尝试从中温习旧的知识，学习新的知识。
3） 帮助学生练习所学知识
为了在教学课时有限的情况下达到满意的教学效果，作者采用了多种手段来帮助学生练习在课堂上所学到的电力电子知识。经常采用的方式之一是将习题和例题的讲解穿课堂中。通常作者会在每一基本概念知识点后插入一两道典型例题，在每章结束后插入综合应用题或者实际工程问题，通过这样的方式来促进学生即刻思考和复习所学的知识。有些时候作者还会采用通过问题解决进行知识练习的方式，即针对某些概念进行探索研究活动，这种情况下需要学生围绕问题情境进行一系列的知识练习过程。
4 评估教学效果的作用
教学的最后一个环节就是评价，即对教师教学的验收阶段。在进行教学设计时同样应重视这一环节。教师做好教学评价设计，既是检验自己教学水平的表现，也是对学生负责任的表现。
1） 通过评估了解学生的学习结果
本文采用的了解学生学习结果的评估方式是，在重要的课题内容阶段性结束后进行课题口头提问式的考核，或者是随堂抽查若干个同学观察他们的知识吸收情况，有时候还布置一些课后题目，或者通过专门的答疑时间和练习课发现学生学习中存在的问题。这样可以随时把握学生的动态，也了解自己的教学还有哪些疏漏，继续保持良好的教学方法和内容，及时修正有欠缺的部分。
2） 通过评估强化教师职责
作者所在的高校采用的教学评价是从学生的角度出发，让学生参与评教。通过给任课老师各方面的数量化评价来反馈学生对教师的意见。同时从学校管理部门来说，教学院长经常督促每位老师的教学，并且教学督导组也定期抽查老师的课堂效果。这样通过双重的检验来增强教师的教学责任感，并促进教学的发展。
5 结语
良好的教学设计是提高教学质量、改善教学效果的有力保证。本文结合电力电子技术课程特点和作者多年教学经验，详细阐述了教学设计对电力电子教学效果的作用和影响，研究结果和评估结果表明，经过系统化的教学设计，可有效激发学生的学习兴趣，强化相关知识的理解和掌握，达到更好的“教”与“学”的双重效果。
参考文献
[1] 盛群力，李志强. 现代教学设计论[M]. 杭州：浙江教育出版社，1998.
电力电子技术基本概念范文3
一、高级维修电工知识技能特点
分析新的高级维修电工鉴定考核大纲，我们可以发现，其相对中级维修电工增加了电力半导体、特种电机、自动控制原理、微机原理、可编程控制器（PLC）、变频器、数字机床控制系统、电梯控制系统及部分新的机械知识。这些新增的知识都是最近几年迅速发展并且已经得到广泛应用的技术，满足和适应了当前企业维修电工的实际需要，代表了我们今后维修电工培养的方向。
从新增的知识看，主要集中在先进控制技术方面，这些知识技能具有以下特点：属于新技术；更新速度快，每月可能都有新的技术得到应用；多学科综合应用，每种产品/系统、技能都可能涉及多种新技术；电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论等得到了广泛应用。
二、高级维修电工知识技能结构分析
虽然高级维修电工新增知识给我们带来了挑战，迫使我们补课――进行多种先进控制技术学习，但是高级维修电工新增知识并非杂乱无章。它是电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论的结合和应用：
第一，可编程控制器（PLC）的核心是微机控制技术，就是运用微机加上电路设计制造的一个简单易用的、用户可二次编程开发的电器产品。而数控系统、电梯控制系统则是以可编程控制器为核心实现的、适用相应场合的控制系统。
第二，变频器的核心也是微机控制技术，就是运用微机+电力半导体器件+脉宽调制控制理论设计制造的一个简单易用的调速电器。此外，数控系统中的伺服控制器同样是用微机+电力半导体器件+脉宽调制控制+闭环控制理论设计制造的一个简单易用的调速控制电器，与变频器知识是相通的，一些厂家的部分变频器就具有伺服控制器的一些功能。可以说，新的调速产品、调速系统，与变频器、伺服控制器一样，都是电力电子技术的具体应用。
第三，高级维修电工新增知识中的变频器、伺服控制器、可编程控制器、调速系统等都需要开环、闭环控制理论的指导，如果没有自动控制理论的指导，不仅设计不出，而且面对变频器五十个以上、伺服控制器一百五十个以上的产品参数将无从下手，面对数控系统、电梯控制系统更是无所适从。
此外，电机原理也是电机控制系统的基础。
因此，高级维修电工新增知识的理论基础就是电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学。具体关系可以用图1表示。
三、高级维修电工知识技能的学习
正确认识了高级维修电工新增知识的理论基础和相互关系，有助于我们对高级维修电工新增知识技能的学习和把握。
在高级维修电工教学中必须强化电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学基础知识的地位，但是以上课程理论知识普遍较难学，因此除了采用一体化教学外，还应积极地探索有效的教学教法，如多媒体教学和行为导向法等。
要注重电力电子技术、微机控制技术、自动控制理论、电机学课程的综合应用， 变频器、伺服控制器、可编程控制器、调速系统等均是以上技术的综合应用，为了理解他们，我们在学习这些基础课程时，一定要偏重于以上技术的联系和综合应用，把握基本概念、典型电路，主要掌握问题是如何提出的、如何解决的、又是如何应用的，不能割裂地讲述单科知识。
从图1看出PLC是控制器中的代表、变频器是调速中的代表，因此，在高级维修电工教学中必须强化PLC、变频器原理的学习，强化PLC、变频器典型电路的技能的训练。相信，只要PLC、变频器学透，就不难理解其他先进控制技术和系统。
总之，相对中级维修电工来说，高级维修电工新增的知识主要集中在先进控制技术方面，这就要求学校教师要主动加强自我学习，熟悉和跟踪先进控制技术的发展。
电力电子技术基本概念范文4
Abstract： In recent years， semiconductor equipment， materials and related key technologies have made great development， which makes the power electronic system improved on the performance， structure and cost. As the requirement of industrial production of power electronic systems is higher， intelligent power electronic module gradually become a research focus. This paper makes a systematic analysis and research on the intelligent Power Electronic Module Building Block （PEBB）. And the communication protocol of the system is given.
关键词： 电力电子模块；硬件管理器；应用管理器
Key words： power electronic module；hardware manager；application manager
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）35-0064-02
0 引言
随着工业水平的不断提高，电力能源的消耗已经逐渐引起人们的重视。现如今各种类型的电力电子设备已经应用于电力系统的方方面面，通过电力电子技术来控制电能的传输与使用，尽可能的减少电能浪费是当前一个非常重要的研究课题。PEBB实际上是一个集成电源处理部件或者模块的电力电子组块，通过其内部的通讯模块来测量接入模块的具体单元，再通过其内部的功率模块输出相应的控制信号。所以本文既需要对集成系统进行研究，同时对系统的通讯体系进行相应的分析。
1 电力电子集成系统基本概念
1.1 基于PEBB的分布式电源系统 PEBB分布式电源系统为分布式结构设计，由发电机、EMI滤波器、各种交直流电源等部件构成。系统的直流母线功率主要是由发电机、EMI滤波器、PWM整流器所提供，各种类型负载如交流电动机、电阻等均需要经直流母线过滤后馈电。电力电子组块PEBB内部包含有集成功率半导体器件、传感器、保护电路等，并具备两种连接方式端口——功率/通讯端口，这就表示该模块能够接受两种信息——数据/功率。通用性是PEBB模块最重要的一个特性之一，这对于集成了PEBB模块的电路而言，在拓扑和系统结构方面都有很大的优势，只需要非常小的电力电子组合配置或者拓扑，就能够实现较大功率范围应用。在实际工作中，PEBB的性能主要是由体积、重量以及工作中产生的热量等来决定的，对于不同的功率范围，PEBB所表现出来的性能也不同。
1.2 电力电子集成系统通讯体系 中央集成控制是当前中高功率变流器的主要控制体系，利用集成控制器能够完成各种控制和监控功能。但当前这种控制方式还存在着一些不足之处，对于系统的可靠运行以及灵活多变性有着比较大的影响，而且过多的点点连接，使得结构上过于复杂。但随着工业生产规模和工艺的不断发展，模块化、扩展性已经成为未来工业制造过程的方向，连贯控制以及分布式控制将是生产制造商应用最为广泛的生产模式。标准通讯协议是这一切实现的基础，必须对由主板控制的不同PEBB模块制定一个标准通讯协议，以实现可靠、灵活系统体系。由于通信线在结构上设置在电磁噪声源附近，所以对于分布系统噪声的控制提出了更高的要求。系统要根据协议所支持的节点数来设置其在应用场合中的分布情况，以保证通讯容量与变化器开关频率成正比例关系。现在实际应用中，对于噪声的控制主要采用的方法就是光纤连接的拓扑。只有根据电力电子的特点，来设计体系中软件、硬件内容，设计系统总线结构，才能够对当前的电力电子结构体系有根本性的改革。
2 分布式控制设计
分布式数字控制系统的结构大致可以用图1来表示。
硬件管理器在系统中所起的主要作用就是控制并实时监控通信接口以及功率模块的运行情况，实现信息以及功率两种信号的成功传输。为了能够进一步的提高硬件管理器的适用性及其性能，本文硬件管理器的设计是基于相臂原理进行的。基于相臂的硬件管理器与应用管理器之间实时通信所传递的控制变量信息是：占空比、同步信号、状态信号、相臂电压及电流，二者通讯时所需要的带宽可以通过公式CB=Kd*fSW*NX*NHM，其中Kd是采样周期与传输时间的比率，fSW是采样频率，Nx是传输数据的表示位数，NHM是系统中硬件管理器的个数。
3 基于相臂的硬件管理器设计
基于相臂设计硬件管理器的主要考虑因素就是既要保证系统运行过程中的灵活性，同时也要使得系统进行控制与通信的过程更为简化。本文所设计基于相臂的硬件管理器其结构组成为：1个双向的光线通信接口，主要是接受应用管理器的驱动信息，同时向上层反馈运行状态；可以测量电压以及电流的传感器；4个被隔离开的IGBT门级驱动，主要对主功率管驱动，还可以辅助功率管；2个用于转换传感器模拟信号的A/D转换器，把这些信号转换成系统可以识别的数字信号。
干扰是电路设计过程中非常重要的研究内容，我们不仅仅要研究干扰是如何形成的，还要研究干扰的影响途径是什么。对于PEBB模块而言，最容易受到干扰的部分就是控制芯片，也就是DSP与PLD。实际设计印刷电路板时，一定要将最易受干扰的控制芯片尽可能的远离主要干扰源，如变压器、开关管等。同时控制芯片的供电电路一定要配置去耦电容，保证所有与芯片直接联系的控制信号均与去耦电容共用一个地，只有这样设计才能够尽可能的实现去耦目标。
3.1 门级驱动设计 门级驱动电路对于控制系统干扰非常关键，因为该部分是系统传导和辐射电磁干扰的主要传播源。把干扰的传播途径切断是较为有效也较为简便的一种措施，光电耦合器能够在数字控制电路与门级驱动电路之间形成一道屏障，利用光耦的隔离作用以及输入输出电容来选取合适的光耦型号，最大限度的降低干扰信号的传播。本设计门级驱动部分使用的是MC33153模块，它实际上是一种高功率应用的IGBT芯片。设计使用TAXI芯片作为接受与发送两者之间的转换芯片，构成系统光电发送与接收接口，系统在接收到光脉冲时，既可以通过光电二极管的作用将其转化为几百纳安的电流脉冲信号。最终利用AM7969将这些信号转化为数字序列，输送至PLD进行下一步操作。通常情况下，系统中的TAXI接收器等，开关电流只有几百微安，这种小的干扰信号对于系统中的大多数传输信号而言，影响不大，但对于那些更加弱小的脉冲数据而言，损害就非常大。所以，在实际操作中，一定要保证光纤电源与其他电路电源直接的隔离措施，保证高频噪声不会对系统中信号造成过多的干扰，通常情况下是采用铁氧体磁珠来做隔离。
3.2 硬件管理器逻辑器件设计 对于硬件管理器而言，管理逻辑功能主要是通过可编程逻辑器件PLD来实现的，串行通讯的控制与协调是硬件管理器在整个系统中所要承担的主要任务。本文设计系统所使用逻辑器件是FLEX10K系列，所以在可配置I/O管角上有很大的选择空间，而且能够给系统提供更快的信号处理速度。IGBT所需要的PWM脉冲主要是由PLD脉冲控制器所提供的，在数据寄存器中的数值可以形成双重缓冲的效果，只要有同步命令指令，而且CRC校验无错误，那么寄存器就可以直接导入数据，系统的这种功能可以帮助实现系统各模块的同步运行。此外，系统利用外部同步信号来触发A/D控制器，之所以这样设计，是为了能够保证系统中反馈信号的同步。经过初始化数据之后，A/D控制器就可以通过控制信号来作用于系统，一旦数据被转化之后，模块RD端口即跳为高电平，触发控制器读取反馈信号，并将这些信号直接储存至输出缓冲寄存器中。
4 应用管理器设计
硬件管理器的操作对象是系统底层硬件，而应用管理器在系统中主要承担的是控制算法以及控制逻辑。本文设计的应用管理器结构上主要由三部分组成：DSP芯片，PLD逻辑器件以及光线网络通讯接口。其中使用的DSP芯片是ADSP21062，之所以使用这种芯片，是为了提高应用管理器的计算量。在EPLD中使用MAXPLUSII来实现通讯管理器的设计。在实际任务执行中，应用管理器的运行流程是：
实现应用管理器DSP对硬件管理器的控制是通过中断服务程序来执行的，一旦测量到SYNC中信号量变大，那么DSP就开始执行中断操作。当中断服务程序开始执行时，DSP就会通过16位的数据总线DB[15..0]来读取PLD的输入寄存器，并使用相应的控制算法进行运算，最后将得到的计算结构转换为控制程序，再输入至PLD的输出寄存器中。
5 分布式系统上层网络设计
对于分布式电力电子系统而言，DC/DC、DC/AC、AC/AC变流器普遍并行分布于大规模自动控制系统的直流母线中，这些变流器相互配合执行一系列操作任务。为了进一步提高系统运行稳定性，实现变流器之间的顺畅通信，必须在系统最上层构建完善的通讯网络，以将系统中的变流器连接在系统级的分布式控制体系中，以太网技术为这种通讯网络提供了解决方案。具体通讯网络协议如下：
①数据包字节长度可变。不定长度的数据包与固定长度的数据包之间最大的区别就在于地址域的不同。长度可变数据包的地址域被分为两部分，目标地址与源地址，这种设计可以将已有系统扩展成多系统。此外，长度可变数据包中的数据域也是可以调节的。②带有令牌的多主结构。在控制算法的约束下实现不同节点之间的数据传输。主节点执行传输数据操作，需要事先接收到数据时序传输的令牌，当一段数据传输完成之后，这个令牌自动传递至下一节点。同时还要对主节点控制令牌时限进行设置，以保证数据传输过程的有效性以及时序性。
上述对智能电力电子的硬件管理器以及应用管理器设计进行了简单的论述，同时给出了系统网络通讯设计方案。该论文所设计的集成系统已经通过实践验证，接下来的主要工作方向就是进一步的提高系统容错能力，以提高系统运行稳定性。同时，系统的通用性以及系统运算速度也是今后工作的主要研究内容。智能电力电子集成系统所涉及的学科领域非常之广，相关辅助学科也需要在今后的工作中不断完善。
参考文献：
[1]P.LG.MalaPelle， G.Torri， R.Moruzzi， and A.Oliva， “A New， Modular， Programmable， High Speed Digital Control for Large Drives，” IEEE IECON 20th International Conference on Industrial Electronics， Control and Instrumentation， 1994；vol.1， pp.210-214.
电力电子技术基本概念范文5
关键词：机械类；电工学；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0042-03
一、引言
随着科学技术的发展，机械行业的电气化和自动化程度不断提高，要求机械行业的技术人员掌握越来越多的电工技术和电子技术知识与技能；同时，温州大学瓯江学院作为一所独立学院，提出了应用型人才的培养模式，注重学生实践、创新能力的培养，因此，为了使学生能真正掌握这门技术，在以后的岗位上能够更好地发展，本文结合温州大学瓯江学院机械工程及自动化专业学生的实际情况对课程的教学内容和方法进行改革。
二、机械专业学生学习电工学的实际情况
（一）课程定位模糊，重视程度低
电工学是面向非电类专业学生开设的一门电类基础课程。这就会出现这样的疑问：“我们为什么要学？”“跟本专业有什么联系？”“学了有什么作用？”等，这使本课程在机械工程及自动化专业的定位不清晰，同时，部分学生觉得将来肯定不会跟电打交道的，就对这门课程不够重视。
（二）原理知识枯燥，教学手段单一
本课程的教学目的是适应新世纪对人才素质要求和相关学科的发展，使学生获得电工技术和电子技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工技术和电子技术的应用及发展概况，为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下宽广的基础。由于课程本身涉及的内容以基本概念、原理和基本分析方法表现出来，因此，只以对原理知识的分析为教学手段存在不足，无法调动学生的积极性。
（三）理论与实践脱节
作为技术基础课，它非常强调基本概念、基本原理和基本分析方法，为将来在工作中应用电工、电子技术解决实际问题打下牢固的基础；内容更接近工程实际。其次，《电工学》是一门发展十分迅速的学科，课程内容不断更新，新的器件和应用电路层出不穷，因此，在本课程的学习中既要抓住基本又要注意能力的培养，所以电子电工技术的实践性很强，实践环节和动手能力的培养在本课程中占有重要的地位。但是，目前本课程的实践环节只是12个学时的实验教学，且时间的安排跨度很多，不能及时地跟理论课程相对应。同时，本课程没有相应的课程设计，所以学到的知识不是很深刻。
针对这些问题，本文提出改革教学方法的方案，使学生清晰快速理解原理知识的同时，能够看见原理知识在实际的电路中的体现。
三、教学改革的内容和目标
（一）改革目标
1.使教学内容更符合培养目标，更贴近生产实际。
2.以更形象的形式展示教学内容，提高教学效果。
3.提高学生学习的主动性和积极性。
4.使学生的操作技能得到锻炼，提高实践动手能力。
（二）改革内容
1.明确课程在机械专业的地位及要求。电工与电子学包括电工和电子技术两部分，它是研究电磁现象和电子技术在工程技术领域中应用的一门学科，是一切工程技术人员在处理实际生产技术问题所必须具备的基础知识，是一门理论性和实践性较强的课程，是所有工科类非电专业学生必修的技术基础课。同时，与后继课程《测试技术》、《机床数控技术》、《机电传动与控制》有紧密联系，有后继课程所需的模拟电路和数字电路的内容，所以其深、广度以“必须”、“够用”为度，突出其应用性。通过本课程的学习，应达到初步具有设计简单电力、电子线路的能力，初步具有解决电力、电子线路常见故障能力。
2.教学方法和实验方法的改革。本课程在教学过程中比较突出的特点是：原理知识枯燥，教学手段单一，且经常遇到一些内容比较抽象难以理解，且用语言也不易描述的内容，使得学生在课堂上面无法掌握和理解。根据机械类专业对电工学的主要要求：突出应用性；初步具有设计能力。对电工学课程的教学进行以下的改革：
第一，降低对工作原理的要求，由掌握变为了解，突出讲解应用性。传统的教学在芯片的内部工作原理或者某一功能电路的所有器件的作用和工作原理等方面花费了大量的课时，但经过实践证明，对于独立学院的学生而言，效果非常差，只有小部分学生能够跟得上。但是，从应用性角度出发的话，课程内所讲授的器件和功能电路已经非常成熟，没必要去深究内部工作原理，只要知道根据需求，能把这些成熟的电路拿过来用就可以了。以基本放大电路为例，教学大纲中规定理解基本放大电路的组成，掌握放大电路的静态分析，直流通路估算法、图解法，掌握放大电路的动态分析――微变等效电路法估算等等，而动态分析因其分析过程枯燥，实际应用性差，所以降低动态分析要求，注重讲解如何调整放大电路的三个指标：放大倍数、输入电阻和输出电阻。因此，不详细讲授工作原理，可以采取制作原理知识的动画，以直观的方式解释原理，重点讲授器件引脚和电路功能及怎么样调整电路满足所需。
第二，利用EDA技术，选择形象直观的Electronics Workbench软件，将EDA方法引入教学过程中。课程内的大部分电路都可以通过EWB来形象地展现在学生面前，以基本放大电路为例，如何把基本放大电路的实际应用的三个指标：放大倍数、输入电阻和输出电阻讲清楚呢？通过把具体的电路，将电路中元器件的参数调整后对三个指标产生的影响形象直观地呈现在学生面前是最好的一种方式之一，同时为了不影响课时，选用计算机仿真的方式，利用EWB搭建课本上的放大电路，通过软件可以很方便地修改元器件的参数值，达到想要的目的。
第三，实验课方式的改变。传统的实验课都是通过实验平台，按照实验指导书的规定，通过导线连接，然后读取、记录数据，就完毕了。这样的实验对于电工学课程来讲，所有的器件都被藏起来，无法给学生很直观的感受。所以本次改革要求实验脱离实验平台，所有的电路全部由学生自己完成焊接，然后测试，读取、记录数据。如果数据结果错误，分析原因。例如二极管电路实现限幅功能，不同的学生在电路搭建的过程中没有认识到二极管器件的阳极和阴极，输入相同的波形，可能会得到不同的输出波形。这样，就可以让学生们一起来分析一下原因，马上能够掌握二极管的内容。经过对学生的调查，普遍认为这种方式非常好，都认同这种方法。同时这种实验方法已经推广了，其他教师也采用这种方法。
第四，开放式实验室，引入学科竞赛。电工学的内容如果不通过实际电路的搭建，只是纸上谈兵，过了一段时间就基本忘记。只有长时间不断地去实践才能巩固知识、发现问题、解决问题、创新知识。通过下面两种措施来拓展课堂的知识：
A.在计算机仿真和实验课的基础上，布置课程设计类型的题目，在期末成绩中占有一定比例，要求学生利用课堂所学知识，设计实现一定功能的原理图，激发积极性。针对模电的基础电路――放大电路，可采用对传感器输出信号的放大；针对数电的门电路以及芯片，可采用跟单片机结合，让学生掌握芯片如何应用以及其原理。B.引入学科竞赛提高兴趣。兴趣是最好的老师，能否调动学生的学习兴趣，关系到教学的成功与否。虽然独立学院学生学习基础相对比较弱，学习态度欠端正，但对于感兴趣的学习内容，学生学习的主动性、学习的能力都能得到很大程度的发挥，学习的效果也能得到很好的体现，而学科竞赛就是能有效激发学生的学习兴趣的方式之一。同时，学科竞赛的内容也有助于激发学生的创新潜力。
因此，改革以“飞思卡尔”全国大学生智能车比赛为平台，电磁组智能车中的电感获取赛道信息时，由于信号太弱，无法识别赛道的路线，这时就可以利用电工学所学的由三极管、电阻等分离元器件构成的放大电路进行信号的放大。通过这样的一种实际的需求，学生能够马上学以致用，同时非常直观地看到书本上的电路是如何应用到实际中的。
四、结束语
总之，经过一个学期的教学改革尝试，取得了比较好的教学效果，独立学院机械专业学生对于电工学的学习效果有显著提高，为学生将来在机械领域或其他相关领域的发展奠定了基础。今后的电工学课程就按照这个教改模式下去，同时吸收其他学校的优秀经验，深化改革。
参考文献：
[1]谭琦耀.职业院校电子技术课程教学改革的研究与实践[J].继续教育研究，2012，（8）：160-162.
[2]曾松伟，郑红平.农林类院校电工学课程教学改革初探[J].中国电力教育，2011，（3）：178-179.
[3]首珩.高职机械类专业《电工学》课程教学改革的研究与实践[J].长沙民政职业技术学院学报，2002，（10）：54-55.
电力电子技术基本概念范文6
关键词： 微型电网；关键技术；应用前景
中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：
0 引言
如今， 电力系统联网规模越来越大，发电设备也越来越相对集中，可随着电网规模的不断扩大，超大规模电力系统的弊端也日益凸显。近年来这些在我国连续大范围内发生的大停电事故将大规模电网系统供电的缺陷暴露无遗。大规模电网运行调度不灵活等因素既难以保障经济社会对电网越来越高的安全性、可靠性要求；同时也不能满足用户越来越多样化的供电需求。由此，人们开始关注分布式发电[1]。分布式发电也称分散式供能，它一般是指将相对小型的发电装置分散布置在用户附近的供能方式，具有电源位置灵活的特点，适应分散电力需求和资源分布；分布式电源与大电网相结合，也被广泛认为是高效利用能源、提高电力系统可靠性和灵活性的主要方式。尽管分布式电源优点突出,但其本身也存在许多问题，如分布式电源单机接入成本高，控制困难等[2]。它相对大电网来说还是一个不可控源。为协调大电网与分布式电源间的矛盾 , 尽量减少其对大电网的冲击，充分挖掘其价值和效益,微型电网的概念随之应运而生。
1 微型电网概况
1.1微型电网基本概念
微型电网，简称微电网，也称微网。国际上目前对微型电网的定义不尽相同。一个相对较为经典的概念是美国电力可靠性技术解决方案协会于2002年首次从结构、控制、经济等方面系统全面提出的：微网是一种由负荷和微型电源共同组成的系统，它可同时提供电能和热量；微网内部的电源主要是由电力电子装置负责能量转换，并提供必须的控制；微网相对外部大电网表现为单一的可控单元，同时满足用户对电能质量和供电可靠性、安全性的要求。
整个微网对外是一个整体，通过断路器和公共连接点PCC与公用大电网相联。微网系统内一般含有多个用电负荷，它们既可以从大电网中获取电能也可以直接由微网自身的微源提供电能。此外，微网微电源中的一些微型燃气轮机发电系统等还可通过热电联产或是冷热电联产的形式向用户供热、制冷，提高能源多级利用效率。
1.2 微网的两种运行方式
微网可以运行于孤岛和并网两种状态。所谓孤岛运行是指在电网故障或需要与公用大电网（主网）断开时，其自身微电源和储能装置对相应的负荷设备提供能量而单独运行。微网处于孤岛运行时由于自身提供的能量一般较小不足以满足网内所有负荷的电能需求，因此对网内负荷的重要程度不同而进行分级供电以保证重要负荷的供电可靠性。并网运行就是微网与公用大电网相连，和大电网进行电能交换。
2 国外微网的研究概况和进展
2.1 美国的微网研究
美国在1999年首次提出微网的概念，并于2002底完整提出。CERTS被认为是世界上微电网研究机构中最权威的一个。目前，美国微电网理论研究成果已经在实验室平台上得到了成功检验，并在美国北部建立了第一个微电网示范性工程。美国微网未来研究的重点主要集中在满足多种电能质量的要求、提高供电的可靠性、降低成本和实现智能化等方面。
2.2 欧盟的微网研究
微网在欧洲被认为是未来电网的有效支撑， 欧洲各国近几年来就微型电网的研究和建设彼此之间开展了许多合作和研讨。2005 年，欧洲提出“Smart Power Networks”计划[3]，实现充分利用分布式能源、智能技术、先进电力电子技术等实现集中供电与分布式发电的高效紧密结合。目前，欧洲已初步形成了微电网的运行、控制、保护、安全及通信等理论；并在实验室微电网平台上对这些理论进行了验证。欧洲已建立的微电网示范工程主要有希腊基斯诺斯岛微电网、德国曼海姆Wallstadt 居民区示范工程、西班牙LABEIN 项目、葡萄牙EDP 项目、葡萄牙Continuon 项目、丹麦ELTRA 项目等[4]。
2.3 日本的微网研究
日本在微网的研究应用上也一直在加速地进行着。目前日本微电网示范工程建设处于世界领先地位，专门成立了新能源与工业技术发展组织。它负责统一协调国内高校、企业与国家重点实验室对新能源应用的研究。2003 年在青森县、爱知县和京都3 个微电网的试点，名古屋市附近的中部机场微网项目也已于2007 年初开始运行。日本对可再生能源的重视程度高于其他国家，在微电网方面的研究更加强调控制与电能存储。
3微网中的关键技术和问题
3.1微网的控制
由微网的结构可知, 要实现灵活的运行方式和高质量的供电服务, 肯定离不开完善的控制系统。控制问题也正是微网研究中的一个难点问题。由于微网中微电源数目太多, 很难像大电网统一调度那样做到在一个调度中心点对整个系统故障和异常做出相应的控制。因此, 微电网控制的核心任务是做到能够基于本地信息对电网中的事件做出自主反应。微电网控制应当保证如下几点：任一微电源的接人不对系统造成影响；平滑地与电网并列、分离；对有功、无功进行独立控制；具有校正电压跌落和系统不平衡的能力。目前, 已有基于电力电子技术的“ 即插即用”型微电网控制思想。微网控制系统的研究方向是在独立和并网种运行方式下已有的频率电压控制方法在微电网中的适用性校验；不同类型微电源可控和间歇的运行和控制以及其它先进智能的控制策略。
3.2微网的保护
微网的保护与传统保护有着很大的不同。如文章前面所述，微网存在孤岛和并网两种运行方式，因此, 如何在孤岛和并网两种运行状况下均能对微电网内部故障做出响应以及在并网情况下快速感知大电网故障, 并同时保证保护的选择性、快速性、灵敏性与可靠性, 是微电网保护的关键, 也是微电网保护的难点。传统的电流保护无法满足微网保护的特殊要求，主要缘由在于一、微电网潮流存在双向流通；二、微电网在并网运行与独立运行情况下, 短路电流大小不同且差异很大。
3.3微网接入主网的标准和条件
微网接入大电网的条件和标准也是值得重点关注的问题。由于微网中分布式电源具有很大的分散和不稳定性使得微网接入大电网的标准很难快速实现统一。目前已有新的分布式电源的入网标准，新标准对分布式独立电力系统的设计、运行及接人系统导则赶今进行了详细规定。目前，虽然燃料电池、光伏发电、储能系统等在发挥微电网节能降耗及环保效益方面具有极大潜力, 但目前这些新型电源的成本仍然较高。再者，微网发展还有许多管理和政策上的障碍。综上条件，灵活协调微网内部的能量交换与管理, 建立高效、公正、安全的市场机制, 加紧制定相应的管理政策和法规等是当前及今后一段时期的努力方向。
4 微网在我国的应用前景
微电网的发展在我国尚处于起始阶段，但微电网的特点适应我国电力发展的需求和方向，并且有着广阔的发展前景。具体来讲有以下两点：
（1）微型电网是我国缓解能源紧张，发展可再生能源的有效形式。国家“十二五”规划已将积极推动和鼓励可再生能源的发展作为中国重点发展战略之一。一方面，充分利用可再生能源发电对调整能源结构、保护环境、开发西部、解决农村及边远地区用电、进行生态建设等均具有重要意义；另一方面，中国可再生能源的发展潜力巨大，我国政府制定的2020 年可再生能源发展目标将可再生能源发电的装机容量定位为100GW，由此可见发展潜力巨大。我国用电高峰期较为集中，微网与大电网间灵活的并列运行方式可以使微电网起到削峰填谷的作用， 从而使整个电网的发电设备得以充分利用，实现经济运行。
（2）微型电网对中国发展热电联产具有极大地指导意义。我国是一个热能消耗大国，尽管目前已建立了许多供热项目，但很多项目的供热集合程度以及综合效率发挥的并非很好。微网研究中的热电联产经济优化思想和成果非常值得借鉴。如何就近将合适容量的热力用户与电力用户组成微网，以获取最佳技术结合，对中国提高能源利用效率，优化能源结构、减少环境污染等具有深远意义。
5结束语
微型电网的出现将从根本上改变传统大电网对负荷供电方式，其在降低能耗、提高电力系统可靠性、灵活性等方面具有巨大潜力。世界上很多国家都已参与到微型电网的研究中，建立了很多微型电网示范工程和测试平台，并且取得了一定的理论和应用成果。但是诸如微电网的运行与控制，微电网相关电能质量，微电网保护以及微电网的接入标准等方面都存在很多问题。微网的发展在我国尚处在起始阶段，但鉴于我国实情，可以预知微电网在我国有着巨大的应用潜力和发展前景。
参考文献：
[1] 黄伟，孙昶辉，吴子平，张建华等。含分布式发电系统的微网技术研究综述[J].电网技术2009.5.
[2] Funabashi T,Yokoyama R.Microgrid field testexperiences in Japan [C],IEEE Power Engineering Society General Meeting, Montreal, 2006.4
[3] 盛，孔力，齐智平，等.新型电网―――微电网（Microgrid）研究综述[J].继电器，2007，35（12）：75-80.
