前言:中文期刊网精心挑选了对电力电子技术的认识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。
对电力电子技术的认识范文1
关键词: 《电力电子技术》 教学改革 慕课 翻转课堂
1.引言
电力电子作为一项新兴技术,因为其变换和传输电能的功能,在生产生活的各个领域受到越来越多的关注。全球性的能源危机使人们的目光开始转向环保型能源,如太阳能、风能,不同形式的能量之间的转换必须依赖电力电子技术。以上海为核心的长江三角地区经济的快速发展,必然会带动电力电子技术的大力发展与应用,同时电力电子技术的发展也相应推动长三角地区经济的迅速发展。
目前国内外高等教育部门均已认识到加强电力电子技术专业教育的重要性。通观全球的电力电子技术教育现状,“改革”的观念渗透到从课堂教育、仿真、实验到专业论文的方方面面。近十年,当高职完成规模建设的过程后,必然实现走内涵发展的道路,实现人才培养目标。我院人才培养目标定位:立足不断探索创新人才培养模式,培养高素质的技术技能型人才。因此,无论从该课程对国计民生的重要性还是从教学务实的角度讲,对于该课程的建设和教学改革都具有重要的实际意义。
2.教学现状
(1)学生方面。对于高职学生,本门课程一般在大二开设,已有电学的基础知识,但是本门课程涉及的电学知识,被遗忘和不扎实现象特别严重,在讲授过程中因为没有掌握基础知识,所以学习这门课程很吃力,以致厌学。
(2)教学方面。近十年来电力电子技术得到飞速发展,新器件和新的控制方法不断出现,《电力电子技术》教学内容必须随自身技术的发展及时更新,但实际授课教材大纲往往内容滞后,与电力电子技术的发展不协调,造成课堂教学与工程实践相脱节;基本沿用传统的以课堂教学为主、验证性实验为辅的教学模式,与先进的现代教学方法和教学手段不相适应,不利于学生对本课程的深入理解;目前课时越来越少,给高职学生的学习和教师教学带来难度。
3.教学方法改革
利用新的教学方法提高学生对电力电子课程的兴趣,被视为电力电子教学改革的重要手段。迅速发展的信息技术和网络技术不仅被应用于实验室建设,而且被广泛作为课程教学的新方法。国内外许多大学都已开发出电力电子的网上授课内容,并以多媒体的形式呈现,其中以瑞士的iPES最著名。
通观国内外高校电力电子教学现状,有很多值得我们学习和借鉴的新方式、新方法,在我国电力电子教学改革中,以下几方面值得注意。
(1)建立系统的观念。在教材编写与课程内容组织的过程中,从电力电子系统的观点出发,将相关知识有机融合,避免将各种电力电子器件、各种结构功能的电路作孤立讲解,因为电力电子电路通常都是几种电路组合在一起构成一个系统实现一定的功能的,仅仅孤立地讲解其中的一个意义不大。
(2)注重电力电子电路的设计,培养学生的电路设计思想和能力。从电路设计的角度出发组织电力电子技术的教学内容,是一种很好的教学方式。哪怕是最简单的电力电子电路的设计,也是一个很好的开端。
(3)课堂教学、仿真、实验并重。在课堂教学中引入各种先进的教学手段,在实验室中引入先进的仿真软件,如MATLAB、PSPICE等,同时下大力气建立电力电子技术实验室。通过各种实验电路搭建完整的电力电子系统,应是实验室的基本功能,而不仅仅是对各种功能电路的验证。
(4)在教学中,为了跟上电力电子技术快速发展的步伐,仅仅讲授教材中的内容是不够的,还应采取调研、讨论、讲座、专题报告等各种形式,使学生对电力电子技术的前沿技术有所把握,为学生未来的科研与工作打好基础。
(5)积极开展电力电子及相关课程的网上教学,用动画、多媒体等先进手段展示电力电子的课程内容,提高学生的学习兴趣。通过交互式网页设计使学生主动参与学习,增强教学效果,如“慕课”(MOOC,大规模在线开放课程)。
4.MOOC+翻转课堂
近年兴起的“慕课”已在全球高等教育界引发热潮,我国北大、清华、复旦等高校相继加入“慕课”平台。同时,国内高校认识到,应借势“慕课”冲击,努力提高教学质量,还能用较低的成本进一步均衡国内高等教育优质资源。建设“中国式慕课”很快由理念变为行动。
翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间,教师不再占用课堂的时间讲授信息,这些信息需要学生通过看视频讲座、听播客、网络阅读等形式课后自行学习。教师更多地利用课堂时间对学生进行一对一的互动和指导。
把基于MOOC的翻转课堂法融入《电力电子技术》的教学实践活动中,使师生共同走进课程,体验、思考,成为课程的创造者和主体,这种教学改革在全国范围的课程改革中尚属前沿。
参考文献:
[1]陶生桂,胡兵.长三角地区电力电子技术发展及应用[J].变流技术与电力牵引,2007,1:38.
[2]关晓菡,赵徐森,张卫平,刘元超.电力电子技术实验教学改革探讨[J].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集,2005:543.
对电力电子技术的认识范文2
一、掌握重点、难点
1.课程的重点
各类电力电子器件的通断控制特性、四类基本电力电子开关电路拓扑结构、实现电力电子变换和电力电子补偿控制的原理、电力电子变换的过程中运行参数的变化及实时控制特性、输入输出电流电压波形分析。
2.课程的难点
电力电子电路种类繁多,当电路中含多个开关器件时电路的运行模态较多,且理解电力电子电路特性时常常要从s级、ms级和us级等不同时间尺度人手,因此学生学习时容易被本门课程表面的繁杂所迷惑,甚至感到无所适从。而且本门课程实践性很强,学生在课程学习时难以将所学知识与实践相结合。
二、整合教学内容
1.优化课程内容
晶闸管是半控型器件的代表,在20世纪90年代前期,应用范围相当广泛。但从20世纪80年代初,以P-MOS-FET和IGBT为代表的全控型器件发展迅速,目前已经成为电力电子领域的核心器件,这影响到主电路拓扑结构、控制方法,也同样影响电力电子技术课程的教学。在教学过程中,将半控型器件的相关内容删减,介绍全控型器件的特性,由全控型器件组成的斩波器、逆变器、变频器。压缩和删减一些已过时或在实际工程中应用较少的器件和电路。例如在整流电路章节中晶闸管直流电动机系统,原来它是可控整流装置的主要用途之一,但目前已由全控型器件构成的PWM脉宽调制电路所取代,因此在授课时就简单介绍。在删减晶闸管教学的同时,必须强化全控型器件及电路、控制方法的教学。
在课程内容上,将电力电子技术的内容分为有机的几个部分,提出了新的课程内容设置思路,即以电力电子开关器件为核心、以四类基本变换器和两种控制方法为基础、以四类应用为目标,兼顾当前技术发展,这种内容设置方法有利于学生掌握课程核心内容。
在器件学习中,就着重指出全控型尤其是电压型全控器件的优点,让学生知道全控器件制造工艺的发展决定电力电子的发展。在讲授斩波电路和逆变电路时,要以全控器件为基础。对脉宽调制PWM控制技术这一章要重点讲解,指出正是采用了全控器件才得以使这一技术得到大量应用,成为电力电子的核心技术,是电力电子技术的一场革命。另外结合应用,要加强交直交变频和直流开关电源的教学。
2.适当增加最新技术的教学
由于电力半导体器件和微电子半导体器件日新月异的发展,电力电子技术每隔不久便有一个新飞跃,其应用领域也在不断扩大。要及时传授该学科的前沿知识、介绍其发展趋势,使学生对该学科有一个清晰的认识。如对当前电力电子最新应用:矩阵式交一交变换器、电网谐波抑制技术、功率因数提升技术等内容作较为详细的介绍。另外,应加强理论联系实际,介绍一些和生活息息相关的应用,如电子镇流器,增加学生的见识,提高他们的学习兴趣。
三、改进方法和手段
1.培养学生的主动性,提高学习兴趣
从第一节课开始,通过大量的图片,演示了电力电子的多种应用,包括工业生产、交通运输、电力系统、家用电器、航天飞行器等。通过这些生动的实例,使学生明白电力电子其实就在身边。这门课的内容不是空洞的理论,而是与实际紧密结合的。在讲授DC-DC变换器时,与直流开关电源结合起来,并制作了小功率Buck变换器样机。演示时调节占空比,观察输出电压,学生印象深刻。此外,还向学生推荐阅读相关的期刊,并精选了几篇文章让学生仔细阅读。这些文章从理论分析、电路设计、控制系统设计到仿真和实验验证都比较完整,内容具备典型性,让学生初步了解电力电子科研和最新发展的动态。这些措施改变了以往学生被动接受的状态,学生对这门课的兴趣大大提高,学习有了主动性。
2.利用现代化教学手段,改善教学效果
近年来,多媒体教学逐渐代替了板书成为主流课堂教学手段,那么这种静态的演示文稿却还不能吸引学生。如何有效地利用多媒体手段,将枯燥的分析变得生动,也是该课程教学中一个棘手的问题。具体对于电力电子技术课程,方法是使图形、波形动起来。采用了相对易用的软件Matlab/Simulink。软件中有完善的电力电子工具包SimPow-ersystem,其中有各种器件、电源、负载、测量和波形显示元件等,可以搭建教材中的各种电路。在课堂上演示给学生,且可以方便地修改电路的参数。为了使演示界面更友好,我们在课下制作flash课件,可进一步丰富教学资源。采用这些方法后,大大改善了课堂讲授效果。
四、加强实践能力
在学校的大力支持下,近年来实验教学从教学思想、实验教学管理和教学条件上都有了很大改进,正在由演示性、验证性实验向设计性和创新性实验发展,由封闭实验室管理向开放管理发展,由单一的电力电子实验向综合性实验发展,由教师主导进行实验向发挥学生自主性发展。
调整实验的内容,保证实验的先进性、代表性和方向性实验内容,首先要考虑理论教学的进度及其知识的难点和重点,以利于学生对基本理论、基本原理的掌握;其次要对原有的实验内容进行筛选、补充、综合,减少验证性实验,多开一些综合性、设计性实验。对电力电子技术实验,保留原有的晶闸管整流、逆变的验证性实验,使学生对本课程的应用有初步认识,对直流斩波、交一交变换以及PWM控制技术部分的实验,则可开出设计型实验,由教师给出电路参数,由学生自行设计主电路,选择器件及其驱动电路、保护电路,进而完成实验,培养学生分析问题,解决问题的能力。
五、探索改革方向
电力电子技术课程的教学也是一门艺术,要上好这门课是不容易的。除了开发多媒体动态课件外,下一步的工作是开发出仿真实验平台,提供更多的虚拟实验项目,为学生的自主学习提供一个宽松的环境。
对电力电子技术的认识范文3
随着功率变换技术的不断完善,电力电子技术在电气工程中的应用更加广泛,形成了现代电气工程及其自动化的专业技术基础。电力电子技术在电能的生产、储存等各个环节中都有着非常广泛的应用。本文通过对静止无功补偿装置、有源电力滤波等几个方面的应用进行了阐述,分析了电力电子技术的作用。电力电子技术在电气工程中并将获得长远的发展。
【关键词】电力电子技术 电气工程
电力电子技术是利用电子器件及技术实现电能变化与控制的技术,涉及到电力、电子与控制三个领域,实现了利用弱电子控制强电力,在工业、农业、交通、能源、国防等众多领域中得到了广泛的应用。电力电子技术在电气工程中的应用也比较广泛,例如电动机、发电机中的应用提高了电能生产与利用、转换方面的效率,有着节约能源与提高生产率的显著作用;电力系统中的应用增强了系统的稳定性与安全性,使电力系统实现了灵活可控,提高了运行的稳定性与安全性。因此,要在学习电力电子技术的前提之下,了解电力电子技术在电气工程及其自动化中的应用,提高对电力电子技术的认识与利用。
1 电力电子技术的发展
电力电子技术包括两个方面,一方面是器件制造技术,另一方面是电力电子电路的应用电路,即变流技术。电力电子器件经历了三代的发展,第一代电力电子器件是半控型,第二代是全控型,第三代是复合型。通过不断的发展实现了包含驱动、控制、保护电路、功率器件为一体的功率集成电力,虽然当前功率较小,但是代表了电力电子技术未来重要的发展方向。
2 静止无功补偿装置
随着工业生产过程的不断发展,电网中的功率要求的变化也更加频繁,尤其是一些冲击性的负荷不断增加,给电网的稳定造成了不良的影响。静止型动态无功补偿装置能够通过对冲击性负荷的无功补偿来提高电力系统的稳定性,提高电能的质量。
无功率补偿能够提高电力系统及负载的功率因数,减少系统中功率的损耗,能够对电压进行稳定,从而提高供电方面的质量。静止无功补偿装置包括:晶匣管控制电抗器(TCR)、晶匣管投切电容器(TSC)、静止同步补偿器、可控串联补偿装置(TCSC)等。
晶匣管控制电抗器(TCR)中包括两个反并联的晶匣管、一个电抗器,这些器件之间是串联的关系,通过晶匣管触发延迟角的改变就能够控制电抗器电流的大小,从而实现对电抗器的基波无功功率的连续调节。晶匣管控制电抗器中的三相交流调压电流通常采用的是支路控制三角形的方式进行联结。
晶匣管投切电容器(TSC)是属于单相结构的,其中的小电感的作用是对电容器投入电网是可能出现的冲击电流进行抑制。晶匣管投切电容器的优点为无机磨损、响应快速、平滑投切、综合补偿效果高等。
静止同步补偿器指的是利用电力半导体桥式变流器实现动态无功补偿的装置,该装置调节的速度较快、运行的范围较广。静止同步补偿器中的多重化、PWM技术等能够使补偿电流中的谐波的含量降低。静止同步补偿器的原理为通过并联的形式将自换相桥式电流联结在电网上,通过对输出电压的调节实现对无功电流的吸收或者发出,从而实现动态无功补偿。
可控串联补偿装置(TCSC)中电控器是有晶匣管来控制的,主要的联结方式就是实现电容器与电控器之间的并联。通过晶匣管的导通角的调节来实现电抗器电流的改变,实现补偿装置基频等效电抗的变化。可控串联补偿装置不仅能够实现参数的补偿,还能够通过阻尼控制环境的加入来实现系统阻尼状况的改善,从而实现对低频振荡的有效抑制,使系统的静态稳定性与暂态稳定性提高。
3 有源电力滤波器
有源电力滤波器的原理是对补偿对象进行检测,从而得到谐波电流的等分量,通过补偿装置来产生一个与谐波电流分量相等但是极性相反的补偿电流分量,通过对谐波电流的抵消来实现进入电网的电流是包含基波电流而没有谐波电流。有源电力滤波器谐波电流抵消的理论基础就是瞬时无功功率理论。有源电力滤波器的动态响应速度非常快,而且补偿功能多样化,在补偿的过程中补偿的特性不会受到电网阻抗的影响,因此是谐波电流抑制的一个重要的发展方向。
有源电力滤波器中包含两部分,一部分是指令电流运算电路,另一部分是补偿电流发生电路。指令电流运算电路的作用是对补偿电流进行检测,从而得到其中谐波与无功电流的等分量,补偿电流发生电路使根据前者的检测结果产生实际的补偿电流。
4 高压直流输电技术
高压直流输电主要的功能就是将发电厂输出的交流点经过换流器的作用之后转变为直流电,然后在将得到的直流电通过输电线路输送到受电端,达到受电端之后再将直流电逆变为交流电,之后再输送给用户使用。
高压直流输电能够传输的功率较大,而且传输过程中所需线路的造价也较低,较为容易控制,因此在当前是高电压大容量、长距离输电、异步联网等输电过程中的重要手段。直流输电架空线路的成本非常小,而且损耗也较小,利用直流输电方法能够确保输电的稳定性,还能够将额定频率不同的电网进行互相联网。直流输电工程按照直流联络线可分为单级联络线、双极联络线、同极联络线和背靠背直流输电系统。
5 总结
电力电子当前最大的应用领域就是电力系统与机电能量转换装备。对电气工程及其自动化领域中的电力电子技术的应用情况进行深入的了解,才能够更好地掌握电力电子技术,明确电力电子技术对电气工程专业发展的促进作用。
参考文献
[1]吴俊勇."智能电网综述"技术讲座(第四讲):电力电子技术在智能电网中的应用[J].电力电子,2010,04:67-70.
[2]方舒燕.电力电子技术及在电力系统中的应用现状及前景[J].高电压技术,2011(05):64-66.
[3]刘莉宏.现代电力电子技术的发展及其应用[J].北京工业职业技术学院学报,2012(03):1-4+7.
作者简介
樊清山(1992-),女,青海省西宁市人。2015年毕业于沈阳工程学院,电气工程及其自动化专业。
对电力电子技术的认识范文4
关键词:电力电子技术;电力系统;应用研究
电对保障居民生活及工业生产具有重要作用,而基于实际情况,目前我国电力系统还存在一定不足,供电设施设备容易出现故障,不易维修,且出现故障后诊断存在一定困难,影响电力的有效供应。电力电子技术对电力系统的发展具有极大的保证作用。对于此,充分利用电力电子技术,加大其在电力系统中的应用对保证电力系统供电正常具有促进作用。
1当前电力系统运行所存在问题分析
电力系统的有效运行对保证居民生活及工业生产具有较大的作用,而基于目前实际情况,在现有工业化生产及居民用电中,常由于供电异常问题导致巨大的损失,影响颇为严重。具体来讲,目前电力系统供应中所主要存在的问题集中于以下几个方面:
1.1电力管理运行用电缺乏安全管理
电力作业属于运行用电作业属于特种作业,必须具有相关资质的人员上岗作业,并实施监护。但目前电力系统管理中,由于缺乏专业电气人员,电力工作人员由于缺乏专业水平,贸然作业必然引起违章作业,临时用电造成极大隐患。另,电力系统在运行管理中,对于出现的异常问题,相关人员不能及时对其处理并采取有效措施应对是主要问题,常导致引起较大的损失。
1.2接零保护重视度不足
目前,企业为减低成本及提高工作效率,对电力系统用电装置大多均未配置TN-S系统;且大多施工人员对用电安全认知程度不足,缺乏对接零保护的认识,常导致用电安全事故的发生。对于该类故障,其主要原因在于相关单位对电气安全保护不到位及缺乏有效防护措施的投资使用造成,实际应用中应引起主要及重视。
1.3不重视电气设备材料选型及质量
电力系统管理中不重视电气设备材料选型及质量,如各类电气元件选型不恰当及质量不合格,比如各类企业为节约成本及提高企业利润,忽视质量要求,对于部分产品,恶意降低规格及标准,常导致施工质量无法达标,无法满足实际使用要求。在这种情况下,一单生产过程中电流、电压及功率出现过载情况,容易导致电路发热等情况,激发电火花等,引发电气故障发生,造成生命及财产安全。
1.4临时用电管理不规范,存在任意搭接情况,存在安全隐患
在一些企业在实际生产中,临时搭接用电,不规范用电,常导致用电过程容易对电路造成过载等危险,影响电路系统运行正常及对企业造成由于电气故障所导致的经济损失。
2电力电子技术发展趋势分析
我国电力电子技术在这些年取得了较好的发展,且技术也有了显著提升。而对于其发展趋势,首先来讲,模块化及集成化是主要趋势,如对于电力电子技术,电源单元及功率器是主要组成部分,也是其核心所在,模块化及集成化的发展使得电气元件更加的紧凑,体积更小及能够与不同功能的器件实现有效配合,为电力系统的发展起到乐极大的技术支持。同时,现代电子电力技术朝低频向高频发展是必然趋势,以变压器来讲,其供应频率与变压器的容积、电感反应具有反比关系,而在电力器件体积逐渐减小的情况下,加速有低频向高频发展是必然的趋势,如可控制关断型电力电子器件的出现很好的反应了现代电子技术发展的趋势,也是主要方向。另外,电力电子技术朝全控化及数字化发展。如目前应用的关断型电器使用还存在一些风险,但电力电气技术的发展对该电器设备进行了有效改革,如自关断的全控性器件使用,有效弥补和避免了危险的发生,使得电力电子技术变革得以很好体现,表示这电力技术发展逐渐智能化及数字化,为该行业的发展带来了极大的前景。此外,电力电子技术的发展朝绿色化转变是主要趋势,如节能一直是我国所倡导并要求在实际生产中必须使用的技术,同时,也能为各使用单位带来显著的经济效益。而一直以来,电子设备以严重高次谐波额形式流入电网中,对电网造成了极大的污染,其结果将导致电网功率严重下降。而这些年,各电网滤波器等各电器元件的使用为电网有效运行带来了可能,极大推动了电网的有效运行。
3电力电子技术在电力系统中的应用分析
对于电力电子技术在电力系统中的应用,具体内容如下:电力电子技术在电源方面具有一定的应用价值。分别对一般电源及专用电源分别说明;一般电源在电力电子技术的应用下取得了一定的效果。如通过整流器转变,可使交流电转化为直流电。如现在电力技术中,利用电气电力元件,能够通过蓄电池作为备用电源对负载实现供能,不仅具有较好的降噪性,同时也使得电源有效性及可靠性得以充分保证。对于专用电源,高频逆变器的使用满足了高性能、大容量的要求,具有广阔的使用前景。现代电力电子技术在我们日常生活中应用也较为广泛,当前家用电器普遍应用现代电力电子技术,给我们的日常生活带来了较大的便利。许多电器都只需要按下按钮就能进行工作,而不需要人们亲自动手。同时,利用电子电力技术,结合数字化计算机技术,能够有效实现预约与在线监测的功能,对于提高用户使用质量具有促进效果。
4结束语
综上所述,电力系统安全有效运行关系企业的发展与生存,是企业高度重视及思考的话题,也是企业在日常利用中重点把控及解决的主要问题,加强用电安全管理及做好设备的运行与维护,对于保证电力企业利用安全具有重要的意义。对于电力系统运行来讲,电力电子技术的应用对保证电力设备供电正常具有积极促进作用。笔者结合实际情况,就电力系统中电力电子技术的应用情况进行了说明,以供参考。
参考文献
[1]席李岩.变频调速在工业电气自动化控制中的运行思路探究[J].江西建材,2014(20).
[2]张帅.变频调速技术在工业电气自动化控制中的运用探究[J].建筑工程技术与设计,2015(22).
[3]杨渭建.变频调速技术及其在工业电气自动化控制中的应用探析[J].科技风,2014(05).
[4]刘永强.浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J].黑龙江科技信息,2011(02).
[5]付明鑫.电气自动化在工业生产中的重要性与发展方向的研究[J].电子技术与软件工程,2014(03).
对电力电子技术的认识范文5
【关键词】电力电子技术;PWM;SPWM;PSIM
【Abstract】With the continuous development of power electronics technology and mature, As the importance of power electronics technology and simulation applications. PWM and SPWM technology and PSIM software will certainly be with the power electronics technology development is recognized by more and more people. This paper simply introduces the technology of the most basic concepts, with PSIM software to deepen the understanding of them, Let us in the future life and work have a basic understanding of and cognition, also make a foundation for future learning.
【Key words】Power electronic technology; PWM; SPWM; PSIM
0 引言
PWM与SPWM技术作为电力电子技术的重要技术,在逆变电路中应用最为广泛,而且近年来在整流电路中也得到了长足的发展,并显示了突出的优越性。而PSIM是电力电子领域仿真软件,有着许多强大、不可替代的功能。可以说想要深入学习电力电子技术,就必须要对PWM与SPWM技术做一个了解,并要学会熟练的使用PSIM软件。
1 理论介绍
PWM(Pulse Width Modulation)控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术:即通过一系列脉冲的宽度进行调制,来等效的获得所需要的波形。再通俗一点就是将所需要的波形先分成若干个部分,然后把它们用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替,使矩形脉冲的中点和对应波的中点重合,且使矩形脉冲和对应的部分冲量相等,得到的脉冲序列就是PWM波。PWM又分为等幅和不等幅两种或者电压型和电流型两种,这里就不一一介绍了。
PWM控制技术主要应用在电力电子技术行业,具体讲,包括风力发电、电机调速、直流供电等领域.具有广泛的发展空间。
SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)是一种比较成熟的,目前使用较广泛的PWM。就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式,脉冲宽度时间占空比按正弦规率排列,这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦波输出。
SPWM广泛地用于直流交流逆变器等,比如高级一些的UPS就是一个例子。三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出,在变频器领域被广泛的采用。
提到PWM与SPWM技术,就不得不提到面积等效原理,即冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节时,其效果基本相同。它是PWM控制技术的重要理论基础。
PSIM(Power Simulation)是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。它将半导体功率器件等效为理想开关,能够进行快速的仿真,对于初学者来说更容易掌握。是专门针对电力电子及电机拖动开发的专用仿真软件,在欧美和日本广为使用。具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能,为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。
综上,使用PSIM 来模拟PWM和SPWM的产生,不仅能熟悉PSIM的基本应用,而且还能加深对PWM和SPWM的认识。
图1 PWM波的产生与滤波
2 软件仿真
2.1 PWM波的产生和滤波
原理图如图1所示。
图2 PWM波形图
首先将时钟设置为8ms, VDC1产生+5V的直流调制信号,VTRI1产生一个频率为10k占空比为0.5的三角波。通过比较器之后即在V1处得到PWM波形。如图2所示(为便于观察,以放大)。
图3 近似直流波形
图4 放大后的直流波形
然后通过设置RC的阻值设计二阶低通滤波器。由于三角波频率为10k,故由截止频率f=1/2ΠRC,设置电阻为3K,电容为0.1u,设置一阶低通滤波器截止频率将近500Hz。将两个一阶的无源低通滤波器直接串联就是二阶的低通滤波器,从而得到40db的衰减。通过滤波,在V2处得到近似直流电压信号的波形。如图3所示。
最后将V2处波形再通过一个负反馈放大电路构成有源滤波电路,并设置放大倍数为(1+R4/R3)(此处设为2)。最终(下转第144页)(上接第97页)得到的波形如图4所示。
2.2 SPWM波的产生和滤波
SPWM波的仿真跟上面类似,仿真电路如图5所示。为便于观察正弦波型,我们将时间设置为0.4s,在V3产生50Hz的正弦交流调制信号,VTRI1产生一个频率为2K占空比为1/2的三角波。通过运放之后在V1处得到SPWM波形,如图6所示。
设置电阻R1为5K,电容为1u,使其一阶低通滤波器的截止频率将近50Hz,串联后可得到二阶的低通滤波器。这样在V2处得到近似正弦交流波波形。同样将V2通过一个放大倍数为2的有源滤波器,可得到放大后的波形V3。V2、V3的波形分别如图7所示。
图5 SPWM波的产生与滤波
图6 SPWM波形图
图7 V2、V3处的波形图
3 结束语
由于PWM,特别是SPWM在电力电子方面的应用越来越广泛,这两种技术肯定会随着电子电子技术的发展而得到应用。对于现代的科技人才,无论你是否涉及电子领域,认识并了解PWM必然会成为一种趋势,而作为电力电子方面的应用软件PSIM的使用也会也来越普及。本文本文仅仅涉及到了其中最基础的一部分,供大家了解,具体的相关知识还请翻阅特定的书籍。
对电力电子技术的认识范文6
1该技术应用在电网中的现状
作为一项新兴的电工技术,电力电子将强弱两种电技术结合在一起成为新技术的一种,不仅在应用上占据一定的份额,并且在国民经济上发挥着自身巨大的作用。除此之外,还会对输电系统的前景造成巨大的影响,使得其出现革命性的变革,推动其不断向前发展。现有的电力电子技术在生活中应用十分广泛,涉及到如下方面:生产电能的过程中会用到它、输配送电能的过程中会用到它、存储电能的时候会用到它、还有其他的领域也需要他。这项技术基本上应用在了电力系统全部的环节中。
(1)生产电能的过程中会用到它。在这个方面的应用主要是发电系统,通过提高类似于发电机这类发电设备的工作效率来控制和调节设备功率。我们显而易见的就是大型发电机的应用上了,其控制方向是静止励磁控制。
(2)输配送电能的过程中会用到它。在这个方面的应用换言之就是输电系统。这个过程中,我们会引进一个新的技术称之为交流输电,它是将现代出现的叫做控制技术的一种技术和电力电子技术紧密的结合在一起形成的。这一项柔流输电技术通过控制技术,针对电力系统,然后不间断的调节系统的各项指标(包括参数、功率和电压等等)。这样的处理尽可能的减少了输配送电能的过程中将会存在的能源损耗问题,也会提高其过程的稳定性。关于这个输配送电的过程,目前技术上比较关心的是高压直流电的输送。距离的远近也是一个重要因素,我们知道的是关于高压直流,其距离越远的输送越发能处理输送过程产生的诸多问题。在其他方面的参数控制相同的情景之下,高压直流的输电远距离会相对交流有很大幅度的损耗减小。因为如果电流保持稳定不变,那便不会出现电抗压降,这样会减少输电整体的压降。那么我们可以以低成本投入的线路获得我们意想不到的线路高稳定性,甚至可以保证基本上不会出现由于稳定性不够而产生各种各样的线路问题。
2相关器件的发展过程的描述
上个世纪的50年代后期,世界上出现了晶闸管,这是世界上出现的第一只,这个晶闸管的出现意味着电力电子技术发生了来势汹汹让人触不及防的一次大变革,它标志着人们不再在电气传动领域一如既往的坚持过去的运作方式,这样的格局已经进步了,发生了翻天覆地的变化。电能的转换已经发生了革新,已经不会再沿用过去古老的办法,而选择采取最新出现的技术,电力电子技术中的各种器件出现和构成,这一领域将我们带入了变流器的时代。走到这个时期,电力电子技术就算是历经千辛万苦才迎来了春天,但始终没有阻挡它进入这一个新的时代。据此经过40多年的发展之后,我们到了新的世纪,我们口中的电力电子技术已经变得非常的成熟,它的每一个方面都取得了非常惊人的成绩。这40多年的经过,是世界上各个技术人员最为紧张,竞争最为残酷的一段时期。传统的电网模式所采取的信息传递方式为点对点,即信息的交互和传递仅能在有限的局部范围进行,因此较为保守和安全。电力电子技术的兴起掀起了智能化电力系统的诞生。智能化电力系统所具有的性能包括实现信息的共享化,有利于各级对变电站的运行进行相关管理。在纵向发展的角度,由二极管带头的第一代器件最后发展至第二第三代,最终将各个电子元件结合在一起,形成了集成电路,也作为最新出现的第三代电力器件在世界上立足。我们如果想要在生活必不可少的网络上,得到系统最为贴心的服务,便不得不将电力电子技术应用起来,这是一项高科技技术。我们实事求是的说一句:电子系统出现如今的盛事,变得如此的现代化,是离不开电力电子技术的,没有这项技术,我们现在享受的网络系统根本就无法如此现代化。
3结语