电力电子行业分析范文
时间：2023-11-02 18:03:49
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篇1
随着电子银行和电子货币业务的不断发展，银行与其客户之间的跨境业务就会增加。此类业务关系会给银行和监管当局带来了各种不同的问题和风险。根据对风险的识别和分析，管理办法有3个主要步骤，即：评估风险，落实控制风险的措施和监控风险。 在目前这个阶段，似乎操作风险、声誉风险、和法律风险，可能是大多数电子银行和电子货币业务中最重要的风险类别。
1、操作风险。
操作风险主要是指由于系统中存在不利于可靠性、稳定性和安全性要求的重大缺陷而导致的损失的可能性。它可能来自于电子银行客户的疏忽大意，也可能来自电子银行安全系统和其产品设计缺陷与操作失误。
2、声誉风险。
声誉风险是公众对银行产生重大负面的看法，从而引发资金来源或客户的重大损失的风险。声誉风险可能源自系统或产品没有达到预期效果，并且在公众中造成广泛的负面影响。声誉风险可能源自客户，即客户没有掌握足够的产品信息和问题解决办法，以致遇到问题而不知所措。声誉风险也可能源自对一家银行的有目标的攻击。例如，一位黑客侵入一家银行的网络，并且故意散布银行或其产品的不准确的信息。
3、法律风险。
法律风险源自违反或违背相关法律、法令、条例或约定的习惯做法，或对一笔交易各方的法律义务和权利模糊不清。从事电子银行和电子货币业务的银行，可能面临来自客户信息披露和隐私保护方面的法律风险。随着电子商务的不断发展，银行希望开展电子身份认证业务，例如通过使用数字证书。身份认证可能使一家银行面临法律风险。如果银行参加新的身份认证系统，但权利和义务在合同协议中没有明确规定，那么银行就可能蒙受法律风险。
4、其它风险。
传统的银行风险，诸如信用风险、流动性风险、利率风险和市场风险，也可以产生于电子银行和电子货币业务，但是它们的实际影响力对于银行和监管当局来说，可能与操作、声誉和法律风险大不相同。
二、建立可操作的风险防范体系
技术创新的日新月异，可能改变银行在电子货币和电子银行中所面临的风险的性质和范围。监管人员希望银行制定一些管理办法，来对付目前存在的风险，同时对新出现的风险也有相应对策。风险管理办法应包括3个基本要素，即：评估风险，控制风险和监控风险，只有这样才能达到银行和监管当局心中预期的目标。
1、安全政策和措施。
安全是系统、应用和内部控制的统一，其作用是保证数据和操作过程的完整性、真实性和保密性。安全的保障取决于银行制定和落实合适的安全政策和安全措施，也取决于银行与外部各方的交流是否安全顺畅。安全政策和措施，可以限制内部和外部的对电子银行和电子货币系统攻击的风险，也可以限制因安全违规而引发的声誉风险。
安全措施是硬件、软件工具和人员管理的统一，这样才能保证系统和操作的安全。这些措施包括很多，例如：密码技术、口令、防火墙、病毒控制和雇员遴选。密码技术是将文本数据转换成密码以防非授权的阅读。口令、口令串、个人身份识别数字、硬件标志和生物测量学都是用来控制进入和识别用户的技术。
防火墙是硬件和软件的结合，用来遴选和限制外部进入与开放型网络（如因特网）相连接的内部系统。防火墙也可以把使用因特网技术的内部网络，分隔成几个小片。防火墙技术，如设计合理且实施得当的话，能够有效地控制进入、保证数据的保密性和完整性。由于该技术设计复杂且成本昂贵，防火墙的强度和性能必须与被保护信息的敏感度相适应。一个好的设计应该包括：整个银行的安全要求，一目了然的操作步骤，职责的分解，选择可靠之人来负责防火墙的设计和操作。
虽然防火墙遴选来自外部的信号，但是并不一定能够完全防止从因特网下载来的已被病毒感染的程序。因此，管理层应该制定防止和检测的控制办法，来减少病毒入侵和数据破坏的机会，特别是对远程银行业务更应如此。缓释病毒感染风险的程序应该包括：网络控制、终端用户政策、用户培训和病毒检测软件。
并非所有安全威胁来自外部。在可能的情况下，电子银行和电子货币系统，应防止现职或已离职的雇员的非授权操作。与现有的银行业务一样，对新雇员、临时雇员、顾问的背景进行审查、内部控制和职责分解，都是保证系统安全的重要预防措施。
对于电子货币，额外的安全措施可以帮助阻止攻击和误用（包括伪造和洗钱）。这些措施包括：与发行者或中央操作者保持热线联系；监控和追踪个人交易；维护中央数据库里的历史记录；在储值卡或商业硬件中植入防止篡改的设施；对储值卡设定最高限额和失效日期。
2、内部交流。
如果管理层和重要职员之间能够进行很好交流的话，那么操作、声誉、法律和其它风险，就能够得到有效管理和合理控制。同时，技术职员应该向管理高层汇报清楚：系统是如何设计的，该系统的长处以及不足所在。这样的一些步骤可以减少：设计缺陷造成的操作风险（包括在同一银行内不同系统之间互不兼容）；数据完整性问题；因系统没有达到预期效果，而客户对银行不满所造成的声誉风险；以及信用和流动性风险。
3、评估和升级。
在产品和服务全面推广之前进行评估，有助于控制操作和声誉风险。对设备和系统要进行测试，以便知道其功能是否正常，并产生预期的结果。试运行或试点有利于开发新的应用系统。如果定期检查现行硬件和软件的功能，则可以减少由于系统速度降低或中断而造成的风险。
4、信息披露和客户教育
信息披露和客户教育，有利于银行限制法律和声誉风险。信息披露和教育项目应该让客户知道：如何使用新产品和服务、对服务和产品所收取的费用、问题和错误如何解决，这样一来，就利于银行遵守客户保护和隐私权方面的法律和条例。
5 应急计划。
通过制定应急计划，银行可以限制因内部程序、服务、产品传送中断而引发的风险，计划可以确保在提供电子银行和电子货币服务中断的情况下，银行有计可施。计划可以包括：数据恢复、可以替换的数据处理设施、紧急员工配备、以及客户服务支持。对备用系统应该定期测试，以保证其连续有效。银行应该确保：其应急操作与正常的生产操作一样安全。
篇2
【关键词】发展 电子 电力 技术
随着高新技术的发展，电力电子技术的发展也为电力行业带来了新鲜血液，为电力行业朝着更高方向发展提供了基础。但它不仅仅只是应用于电力行业，由于时代科技的发展，各学科间的边缘越来越模糊，由此也决定了电力电子技术并不是一个完全独立的学科技术，与它关联的有材料科学、微电子技术及控制理论等，也就是说电力电子技术已经慢慢地渗透进各个工业部门。
1 电力电子技术的发展历程
如果说晶体管的诞生标志着固态电子时代的来临，那么晶闸管的问世就把电子技术带上了飞速发展的轨道。随着高技术的发展，电力电子技术发展速度也越来越快，更多的领域开始应用这一技术，其作用可以从我国经济的发展看出。纵观电力电子技术的发展史，我们可以看出其经历了三个阶段：晶闸管时代、逆变时代、变频时代。接下来，笔者将从这三个阶段分别进行描述。
1.1 晶闸管时代
晶闸管时代也称晶闸管整流时代，晶闸管整流管在20世纪60和70年代得到了长足的发展，当时都是通过50HZ的交流发电机来提供较大功率的工业用电，其中直流形式的电能消费占了百分之二十。在当时，我国很多电厂都需要把交流电转化为直流电，这就催生了大功率硅整流器和晶闸管，它能高效的完成直流电的转变。这也造就了晶闸管整流时代。
1.2 逆变时代
到七十年代以后，自关断器件登上了历史舞台，随之也带来了电力电子技术逆变时代。所谓“逆变”即是将直流电转换成交流电。世界范围内的能源危机，普遍提高了人们的节能意识，大众普遍使用交流电机，因为更加节能。所以电力器件包括GTO、GTR，还有就是大功率的逆变晶闸管。
1.3 变频器时代
上述的逆变时代，虽然完成了逆变和整流的功能，但是其工作频率相对来说比较低，满足不了人们逐渐扩大的需求。所以，到80年代后期出现了集成电路。这种大规模的集成电路主要特点是将高压大电流技术和精细加工技术融为一体，标志着现代电力电子变频器时代的到来，标志着传统电力电子技术的升级。这时期的电力电子器件走复合化的道路，各器件的结构也越来越紧密，因为结合了各类器件的优点，显得功能也越来越强大。纵观世界现状，电力电子技术的发展方向将是高频化。
2 电力电子技术在现实社会中的运用
我国正在由 “工业经济”模式向“信息经济”模式转变过程中，在转变中电子技术的发展将起到了基石的作用。因为高新技术的发展需要电子技术。它将传统产业和信息产业结合起来，促进了信息业的飞速前进。如今，很多高性能的电力变流装置已经被人们接纳，并且广泛的投入使用。这不仅促进电子行业的发展，而且还有利于促进其他相关行业发展，比如前面所讲的自动控制技术，就能够为其发展提供便利。未来的电力电子技术的应用领域还会拓宽，并将在经济发展中占据不可忽视的地位。下面，笔者将从五个方面分析电力电子技术在现实社会中的应用。
2.1 传统改造业
在传统产业的环境中，有很多不利于人体健康的因素，人们往往要在恶劣的环境中进行高强度的工作。电力电子技术的出现大大的改善了这一状况，它能把电能转化成劳动力，把智能工作室带进工厂，减轻工人们的工作负担。像化石燃料电站类的行业，工人们通常都是在危险的环境中作业，电力电子行业的出现，给此类行业的工作带来了极大的便利。
2.2 家用电器
电力电子技术也逐渐的普及到各家各户中，如变频空调、荧光灯等等。这些家用电器为家庭生活带来极大的便利的同时也相对的节约了家庭开支。比如，变频空调能够节约百分之三十的电量。除了这些之外，居民家中的电器，比如冰箱等都需要电力电子技术。电力电子技术为人人们带来更多的空余时间去享受生活。
2.3 交通运输
交通运输系统很庞大，我们享受到的便利交通正是电力电子技术的支持，比如交通中采用直流机，采用变频装置的交流机车，就能够为交通运输带来与传统交通所不同的优势。除了机车外，还有飞机轮船等也需要通过电力电子技术的支持。就算是如今各大高楼林立中的电梯也都采用交流变频调速。在交通运输界，电力电子技术已经毫不意外的成了一颗众家热捧的“新星”。
2.4 一般工业
现代化的工厂中随处可见自动化的机器设备，这就需要强大的电力系统，所以各工厂几乎都采用交直流电动机供电，尤其是交流电机，已经逐渐占据各工厂的主导地位了。不管是多大的电都可以使用电力电子调速技术，一些低技术的设备比如大型鼓风机，也可通过采用变频装置来提高性能和效率。
2.5 电力系统
电力系统的发展能够推动国家的发展，电力系统也需要电力电子技术，所以，当前的电力系统广泛采用该技术。配电系统的不稳定为我们带来很大的烦恼，电力电子装置可以在发生意外的情况下有效的控制电能质量，达到改善电力系统供电质量的目的。
3 结语
总而言之，电力电子技术是一个有着极大发展潜力的朝阳产业，自上世纪以来经历了五十多年的发展历程，在其理论研究及现实应用领域已经取得了一定的效果，也具有了一定的生产规模。以“变频技术”的为核心电力电子技术的广泛运用为人们带来了极大的便利，极大限度的拉动了国民经济的增长。可想而知的是，在不久的将来，电力电子技术将如太阳一样普照世界。
参考文献
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作者简介
刘娜（1976-），女，河南省镇平县人，本科学历，工程师，研究方向为技术监督专业。
篇3
关键词：电工电子技术；发展历程；发展趋势；实际应用
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）19-019-01
一、引言
电力电子技术主要研究力电子原件的组装构成对电能进行控制操作的装置。电力电工技术既包括了电工学也包括了电子学领域，广泛应用于我国各个领域，对电力电工技术的发展历程未来发展趋势和应用进行研究有着重要的现实意义。
二、电力电子技术的发展历程
1948年第一只晶体管的问世引发了第三次科技革命，也推动了电子技术的发展，随后在1957年晶闸管的研制成功，标志着电力电工技术的诞生。
1、晶闸管时代
功率器件的发展推动了电力电子技术的发展，在20世纪60.70年代，通过电力电工技术将交流电转变为直流电应用到硅整流管和品闸管中，这一时期称为晶闸管时代。
2、逆变时代
20世纪70年代以后，随着电力电工技术逐渐应用在变频调速装置大功率逆变用品闸管和GTR中，实现了低频整流和逆变，标志着电子电力技术的发展迈人了逆变时代。
3、现代电力电子时代
90年代初期至今，随着科技的快速发展，电子电力技术的发展也进入了一个新时代，对电力电子技术的要求也越来越高。电力电子技术也从低频技术向高频技术进军。
新时期，各种大规模集成电路的集成化，模块化发展标志着电力电子技术进入了现代电力电子时代。另外在这个时期，电力电子技术开始涉足其他领域的应用，称为人工智能等领域中很重要的一种技术手段。
三、电力电子技术的应用
科技的不断发展推动了电子技术的发展，随着人民生活水平的提高，电力电子技术的实际应用也越来越广泛。在当今科技作为第一生产力，强调科技兴国的时代，电力电子技术作为各个领域相联系的纽带，扮演的角色越来越重要。
1、电力电子技术在节能减排十的应用
今年来，环境问题成为人民最关注的话题之一。电力以其清洁、高效、稳定的优点越来越受到人们的关注，深入到了全国各个领域的应用中。
以目前的车辆发展状况为例，目前的大中小型车辆虽然还是以化学动力为主，但是随着电动自行车和电动汽车的推广，我国的汽车行业也开始通过借助电力电子技术的发展进行产业的绿色转型。
因此，面对当今时代煤、石油等资源短缺的现状，电子电力技术的发展对我国乃至世界的科技和经济发展起着至关重要的作用。
2、电力电子技术在交通运输中的应用
中国作为世界人口大国，无论是在人口运输还是在物资运输方面都面临着诸多考验。但近年来在电力电子技术的推动下，通过变频调速技术的应用，我国磁悬浮列车的发展和应用取得了可喜可贺的成功。
3、电力电子技术在机械工业中的应用
时代的要求使机械工业向大型化、规模化发展，所以单纯的人力已经不能够满足当今的机械工业的发展，所以电力电工技术迈上了机械工业发展的舞台。 数控机床、风机水泵、矿井提升车等技术的应用很大程度上解决了人力的局限性和丁业高要求的矛盾，而作为机械工业技术中很重要的一部分，电力电子技术是其发展的基础。
4、电力电子技术在诵信行业中的应用
第三次科技革命以后，世界迈人了信息时代。信息时代最显著的特征是高效、迅速、便洁。而通信技术也在电子信息、电子仪表、工业自动化甚至于航空航天和国防中担任着重要角色。
而通信行业的发展离不开电力电子技术的支持，通过开发新型电力电子模块和器件、应用软件开关和电源性能改进等方面的研究契合通信时代高质量、高效率和高可靠的要求。
四、电力电子技术的未来发展趋势
1、大功率化
随着科技的发展，我国的加工的不断精进，使得各类电子器件的容量的不断增大，电力电子技术将向大功率化方向发展。例如当前交通系统中的电动出租车、电动公交车和磁悬浮列车在全国部分城市的推广正好验证了大功率化的发展方向。
2、高频化
全控型器件的全面发展使电力电工技术向高频化发展。这也将使相关的元件向小尺寸，轻质量发展.利于装置的小型化。
3、集成化
在人们对于科技产品多功能、轻质量、易携带等方面的要求推动下，模块化也是电力电T技术未来发展的一大方向。模块化主要是指在电力电工技术的支持下，将各种元件联成多单元，装在衬底上，完成相关功能的完成。典型的代表就是计算机的更新发展。
集成化将使产品具有使用简便、质量轻、结构紧凑等优点，满足人们的需要。
4、智能化
上面已经提到了集成化，在集成化的基础上，未来的发展方向很重要的一个就是智能化。工业中的远程控制、电脑操作和自动化的发展就是智能化的具体体现，相信随着电力电工技术的不断发展，智能化的发展将是不可逆转的潮流。
篇4
随着电力行业不断发展，对于大功率电力电子技术可靠供电系统进行研究，是电力行业发展中的重要内容。电网的运行规模越来越大，电力用户的需求逐年增加，提升电力系统的可靠性是电力企业所面临的重要任务。在科技发展背景下，大量的电力电子装置被应用到电力系统中，为电力系统可靠性提升带来诸多帮助。基于此，本文就大功率的电力电子技术进行分析，研究该技术下的可靠供电系统。
【关键词】
大功率；电力电子技术；可靠供电系统；研究
1前言
大功率电力电子技术在电力系统中发挥着重要的作用，主要涉及到了电力系统的发电、输电、配电以及用电等方面。实现大功率电力电子技术供电可靠性，在本文中从两方面进行分析，第一，提升大功率电力电子技术的供电可靠性，可以通过提高工业敏感负荷的供电可靠性来实现；第二，将大功率的电子技术应用于发电机励磁系统中，以提升发电机的阻尼转矩，来实现系统的动态可靠性提升。
2大功率电力系统可靠性供电概述
从敏感负荷角度对电力系统供电可靠性进行分析。实现供电的可靠性不仅要求电力系统中不能长时间断电，还需要对电力供电系统的动态电压质量提出更高的要求。对系统中的电压跌落以及电压短时中断的时间进行限定，在实际供电中，不同的电压跌落中，其敏感负荷所能够承受的电压跌落时间存在着差异性。在一般规律下，跌落幅度越大，其敏感负荷所能够才承受的时间越短。传统的供电可靠性统计统计，只能以停电时间超过1分钟或者5分钟实际依据。在我国，对于自动重合闸成功或者备用电源投入成功的现象不能视为用户停电，而此时敏感负荷用户有可能遭受到一定的电力损失。那么在实际的电力系统供电中，提升供电的可靠性，需要从电网方面进行综合考虑，以优化的配电网结构，改善动态带电压质量[1]。
3大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用
3.1转换开关转换开关电源供电中发挥着重要的作用，在实际电力系统电源供电中，包含两路或者多路的电源供电，转换开关应用其中，能够实现多路电源之间的相互切换。在本文中以两路电源供电为例进行分析，当有一个电源电路在正常供电时，则另外一个线路中的电源供电就会处于备用状态。一旦线路中出现线常用电源供电异常的情况时，转换开关开始发挥作用，自动切换到被用电源线路中。以转换开关的形式，实现线路正常供电，其开关投入使用成本较低，应用广泛[2]。
3.2动态电压恢复器动态电压恢复器简称DVR，DVR通过线路中的变压器串联在线路电源与敏感负荷之间。当线路正常输电时，线路中在没有产生电压跌落的情况，DVR完全不发挥作用，其在线路中所输出的电压补偿为0。当线路中出现了较大的电压跌落时，此时，DVR就会发挥其真正的作用，DVR通过自身输出与跌落电压值相同的电压补偿值，来实现线路中的电压补偿。线路中所补偿的线路电压为额定电压。从DVR的工作原理上进行分析，其实际的作用就是对提供线路中电压补偿，避免线路由于电压跌落出现故障[3]。
3.3不间断供电电源不间断的供电电源，简称为UPS。目前，随着科技不断发展，UPS已经逐渐趋向于市场化，其主要有三种类型：在线型、离线型以及在线互动型。在实现的UPS中，需要具有储能单元，其中最为常见的储能单元为的电池储能。在线型的UPS在逆变器支持下实现负荷供电，实际供电与电源无关，因此在电压质量获得上比较高。
3.4发电机励磁大功率的电力电子技术在发电机励磁中的应用，作用突出。首先需要对发电机的励磁系统进行分析，发电机的励磁系统能够实现机端电压的维持，合理分配多台电发电机之间的无功功率，继而提升电力系统的稳定性。目前，在电力系统中，半导体励磁是其最为主要的励磁方式，在实际电力系统运行中，可以按照电源的不同，将半导体励磁分为他励和自励。现行在电力企业中比较实用的就是基于励磁电力电子装置的三相晶闸管全桥整流器，在该整流器中采用时间常数比较小的一阶惯性环节。
4微网可靠性供电
4.1交流微网结构与特点典型的交流微网组成有：光伏发电、储能电源、风电机组以及柴油发电机组等。在以上的组成部件中，风电以及储能等电源，在电力电子变换器的转换下，实现了对额定电压频率交流电的转换，并在静态开关的转换下连接在微网母线上。交流微网的特点比较突出，主要表现在以下方面。第一，微网的电压等级比较低，在实际线路中与配电网相连，在大功率电力系统的尾端；第二，容量比较小，在10KV等级的微网容量为数百千瓦到十兆瓦之间；第三，电流实现双向流动，在微网结构中为分布式的电源网状，基于微网这样的特点，其能够实现的功能比较多。一方面能够实现对大电网的功率输送，另一方面，也能够从大功率电网中吸收功率；第四，微网具有多种工作模式，其中比较突出的就是并网和离网两种形式。并网工作形式帮助微网能够在大功率电网中正常运行，而离网是指，当大电网出现故障时，微网能够迅速的脱离大功率电网，而实现独立运行。
4.2微网分布式电源电流保护微网分布式电源主要包含两大类的电源，第一，逆变器接口电源。例如光伏发电、风力发电以及储能电源等。第二，传统发电机接口电源。例如柴油发电机、燃汽轮机等。当微网分布式电源线路中出现故障时，以上两种电源类型所能够提供的短路电流存在着较大的差异。对于逆变器接口电源来说，电源线路在线路中容易受到电力电子器件等耐流能力的影响与限制，其电源所能够提供的短路电流值不超过线路中额定电流的1.5倍。在这样的线路背景下，该种电源类型不能够实现有力的电流保护。而对于另外一种分布式电源进行分析，当线路中发生短路时能够利用串联等效电抗的形式，实现较大短路电流的供应，因此该种电源类型与逆变器接口分布式电源相比，具有明显的优势，能够实现电流保护。
5结论
随着电力系统不断发展，电力系统的供电可靠性逐渐受到社会所关注。因此，在本文中对大功率电力电子技术进行分析，研究大功率电力电子技术提高供电可靠性的应用，并对微网可靠性供电进行详细研究。在电力电力技术可靠性供电中的应用研究中，分别对转换开关、动态电压恢复器、不间断供电电源以及发电机励磁等方面进行详细研究，针对这些供电系统的作用论述，希望能够为电力供电系统发展带来帮助。
参考文献：
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篇5
关键词:功率半导体器件 混合型器件 IGBT
中图分类号:TN31 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0044-01
20世纪80年代以来,微电子技术与电力电子技术在各自发展的基础上相结合而产生了一代高频化、全控型的电力集成器件,带来了电力电子技术的新时代,实现了由传统的电力电子技术向现代电力电子技术的转变。
1 现代电力电子器件
现代电力电子器件是指全控型的电力半导体器件,分为三大类[1]:双极型器件、单极型器件和混合型器件。
1.1 双极型器件,是指在器件内部电子和空穴两种载流子都参与导电过程的半导体器件
这类器件具有通态压降低、阻断电压高和电流容量大的特点。适合中大容量的变流装置。其中,我们常见的交流装备有:门极关断(GTO)晶闸管、电力晶体管(GTR)、静电感应晶闸管(SITH)。
1.2 单极型器件,是指器件内只有一种载流子(多数载流子)参与导电过程的半导体器件
具有代表性的产品有电力场控晶体管(电力MOSFET)和静电感应晶体管(SIT)。单极型器件开关的时间较短,一般多在几十纳秒以下,这是因为大部分的载流子导电,无少子存储效应。
1.3 混合型器件,是指双极型器件与单极型器件的集成混合
其主导器件为GTR、GTO晶闸管和SCR,将MOSFET用来做控制器件混合集成之后产生的器件。这种器件不仅具有GTR、GTO晶闸管和SCR等双极型器件电流密度高、导通压降低的优点,又具备MOSFET等单极型器件输入阻抗高、响应速度快的优点。因此,人们开始高度重视这种新型混合器件。IGBT被人们公认为最有发展潜力的复合器件之一。
2 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
2.1 IGBT的地位及作用
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),中文我们称之为“绝缘栅双极晶体管”,是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件。它是电力电子技术的核心技术,且是电机控制和功率变换器的首选器件。广泛用于轨道交通、航空航天等战略性行业,具有高频率、高电压、大电流,易于开关等优良性能,被业界誉为功率变流装置的“CPU”。
它是电力电子领域非常理想的开关器件,其频率特性介于MOSFET和功率晶体管之间,可正常工作在几十Hz的频率范围内,故在较高频率的大、中频率应用中占主要地位[2]。
2.2 IGBT的工作原理(如图1)
IGBT和电力MOSFET有很大的渊源,可以说IGBT是根据电力MOSFET的原理发展出来的,在结构上面,两者有很大的相似之处。但是,IGBT具有很强的电流控制能力。原因归结于两者间结果的不同之处,即:IGBT多一个P层发射级。在IGBT导通时,这个p层发射级可由P+注入区向N基区发射载流子(空穴),以调制漂移区的电导率。
IGBT的开通和关断是由门极电压来控制的。门极是以正向栅极电压时,MOSFET内形成沟道并未PNP晶体管提供基极电流,从而使IGBT导通。在门极施以负电压时,MOSFET内的沟道消失,PNP晶体管的基极电流被切断,IGBT关断。
3 IGBT的应用领域
IGBT作为电机控制和功率半导体器件首选器件,在轨道交通、航空航天、船舶驱动、新能源电动汽车、风力发电、太阳能发电、高压变频、工业传动及电力传输等多个重要行业和领域广泛运用。目前,在轨道交通高速动车组、大功率电力机车、城轨车辆几乎普遍采用IGBT;在节能环保领域,IGBT成为节能设备最核心的部件;在电力传输领域,IGBT在柔性输电等技术中发挥越来越大的作用。同时,大功率IGBT也是谐波治理中最理想的开关器件。因此,IGBT具有良好的市场前景。在未来很长一段时间内,为适应全球降低CO2排放的战略需要,IGBT将更加广泛地应用于可再生能源发电、智能配电与控制、分布式发电、电力牵引等领域,成为节能技术和低碳经济的主要支撑。
4 IGBT的发展现状
IGBT是电力电子时代的新宠。它是一种很优秀的电力电子器件,已逐渐替代了晶闸管,成为电力电子技术平台性的器件。虽然国外的IGBT产业取得了很大进展,但令人叹惋的是,我们国家目前并未形成自己的IGBT产业,目前我们使用的IGBT管子全部是进口购买的。我国只能进口国外IGBT芯片,自己进行少量封装。因此对于我们这样一个拥有13亿人口的大国,像IGBT这样的基础元件及其相关技术,必须拥有自己的IGBT产业。随着国家对电力电子技术发展的重视,相信很快就会用上自己生产出的IGBT。
5 IGBT的发展方向
IGBT的发展趋势有两个方向:超大功率模块和超快速IGBT。其中,超大功率模块IGBT有望取代GTO,并将其在电力系统、高压直流输电、机车牵引等方面扩宽应用领域。超快速IGBT则将在高频开关电源等方面扩大其应用领域。总之,超大功率、超快速、模块化、智能化是IGBT发展的方向。
参考文献
篇6
关键词：电力电子技术；教材；工程实践
作者简介：田海（1968-），男，北京人，内蒙古科技大学信息工程学院，副教授；崔桂梅（1963-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学信息工程学院，教授。（内蒙古 包头 014010）
基金项目：本文系2011年内蒙古科技大学教材建设基金（项目编号：2011-2）资助的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0079-02
内蒙古科技大学的前身（包头钢铁学院）是隶属原冶金工业部的部属高等院校，随着国家行政管理体制的调整，1998年原冶金工业部的所属院校改为由中央和地方共建，逐步过渡到地方管理，2003年本校更名为内蒙古科技大学，成为地方建设的高等院校。由于历史的原因，本校许多专业目前还具有较明显的行业背景特征，绝大多数毕业生要到冶金系统的相关企业从事生产、管理和设计等具体的技术工作。因此，在本校新版的自动化专业学生培养方案中，将学生定位于培养成“工程实施型人才”，要求毕业生能够很快适应和胜任工作岗位，具有较强的工程实施能力。[1]经过多年的不懈努力，本校自动化专业建设取得了骄人的成绩，于2008年被评为“国家特色专业”、2012被评为教育部“卓越工程师教育培养计划”实施专业、2005被评为“品牌专业”，自动化专业教师团队2010年被评为“优秀教师团队”，本校2012年被评为15个国家级就业先进高校之一，尤其是自动化专业毕业生一次就业率连续十年保持在95％以上，受到用人单位的普遍欢迎。
一、教材改革的背景
在自动化专业“电力电子技术”课程建设过程中，随着教学改革不断向纵深方向推进，通过课题组深入分析和研究后发现，目前国内采用主流的“电力电子技术”教材及多年来本校采用的“电力电子技术”教材已不能满足新版自动化专业人才培养方案的培养要求。课程建设是专业建设的基础，教材建设又是课程建设的核心。结合本校办学定位和目标，重新编写适合培养“工程实施型人才”的“电力电子技术”教材十分必要，对于提高学生的实践能力和创新精神具有重要的意义。此时正值国家教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会组织编写“十二五”国家级规划教材。根据高等教育改革和国家建设的需要，当前国内大部分普通高等院校将人才培养方案定位于培养工程应用型人才，教育部有关专家普遍认为目前“电力电子技术”教材已不能适应当前的需要，组织编写出版一本针对培养“工程实施型人才”的“电力电子技术”教材十分迫切。本校“电力电子技术”教材编写组凭借对该教材的深入研究积累，以及对编写教材的特色、定位及创新点等方面的综合优势分析，通过与国内多所大学激烈的竞争和教育部相关专家组织的严格评审，最终获得了该国家级“十二五”规划教材的编写任务。
二、目前国内“电力电子技术”教材的对比分析
通过本校组织的“电力电子技术”教材编写组成员前期深入调研后发现，目前国内本科院校自动化专业主要采用的同类教材有二十余种，主流教材的情况汇总如下：
由机械工业出版社出版的王兆安主编的《电力电子技术》（2000年已出第4版）。该教材的特点：结构科学、合理，体系较完整，系统性强，理论分析较为全面，体现了当时电力电子技术的概貌，适合于课堂教学。该教材成为国家“九五”重点教材，是国内工科本科院校的“电力电子技术”经典范例教材，目前国内仍有百余所高校采用该教材。该教材的不足之处是由于技术自身发展的原因，部分内容在当前显得较为陈旧，电力电子新技术的内容不全面，再有，关于培养学生实践能力和创新精神的内容严重不足。
由高等教育出版社出版的陈坚主编的《电力电子学》（2004年已出2版），该教材的特点：层次分明，结构科学合理，主要内容地推证和分析比较详细和全面，便于读者进行自学，成为普通高等教育国家级“十五”规划教材，受到相关专业研究生和国内重点大学相关本科专业学生的欢迎。该教材的缺点是理论分析过于深化，与实践工程应用有些脱节，不适用于工科相关本科专业的教学，更不适用于“工程实施型人才”的培养。
丁道宏主编的《电力电子技术》（航空工业出版社，1999年），以及赵良炳主编的《现代电力电子技术基础》（清华大学出版社，1996年），也是经典教材，也受到众多高校的欢迎。另外贺益康、潘再平主编的《电力电子技术》（科学出版社，2004年）和莫正康主编的《电力电子应用技术》（机械工业出版社，2003年第3版），还有徐德鸿主编的《电力电子应用技术》（科学出版社，2006年第1版），上述教材的特色是尽量照顾到行业特点和实用性，但新技术应用的案例显得不足，与实践教学环节的联系不够紧密，关于培养学生实践能力和创新精神的内容偏少。
三、目前“电力电子技术”教材存在的主要问题
以本校自动化专业培养“工程实施型人才”为目标，结合多年课程实践教学的经验积累，对目前国内院校主要采用的“电力电子技术”教材进行深入的研究，主要存在的问题概括为以下几点：
以往教材内容与现行的实践教学环节脱节严重，存在实践教学与理论教学联系不够紧密的现象。严重偏离本校自动化专业制定的“工程实施型人才”的总体培养目标，有关培养学生提高实践能力和创新素养的内容偏少或严重不足。
“电力电子技术”是一门仍在不断更新和成长中的实用技术课程。由于电力电子技术自身发展较快，编写教材时，当时技术发展的水平有限，上述教材中新知识点介绍严重不足，不能全面介绍电力电子技术当前发展的先进水平。
以往的教材与相关课程的内容衔接不紧密，使自动化专业整体教学的系统性和连续性较差。尤其与运动控制系统课程的教学内容有重叠、断点的现象。重复的内容加重了学生的学习负担，浪费了宝贵的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。[2]
目前，电力电子技术与其相关技术呈现出相互交叉和相互融合发展的新局面，产生了许多新技术应用领域。由于当时新技术的实际应用不够成熟和广泛，以往的教材中有关新技术工程应用内容不足，缺少新技术工程应用实例，尤其是电力电子技术在绿色环保、节能等方面的应用案例严重不足。过多的理论教学不结合先进的实际应用，使学生在学习过程中感觉不到该门课程的价值，不能很好地激发学生的学习热情。
四、本教材的特色及创新点
本校在借鉴以往该类教材优点的基础上，紧密结合本校自动化专业的人才培养方案，将毕业生培养目标定位于“工程实施型人才”。本教材在保证知识先进性和系统性的同时，将着重培养和提高学生的工程实践能力和创新能力的理念贯穿于整个教材内容中。
1.对教材内容进行整合和优化
结合培养目标，在每一章内容编写上都要认真地贯彻优化理论教学内容的理念，坚持以实践教学内容为主导思想。针对工程实施型人才需要掌握知识的特点，在保持理论知识系统性和完整性的前提下，对过于深入的理论教学内容进行弱化整合，对于偏离当前电力电子技术主流技术的理论进行适当的删减。教材内容加强了与实践教学环节的联系，对原有实验内容进行筛选、综合和补充，减少验证性实验，开出综合性和设计性实验，在此基础上，开出一些有助于培养学生工程实践能力和创新素养的实训项目。[3]
2.加强教材的先进性和工程应用性，激发学生的学习热情
为突出工程应用，本教材以“器件-电路-工程应用”为主线，在补充和完善新知识的同时，重点增加介绍新技术工程应用的内容。在各章中都增加了与该部分理论紧密相关的工程应用案例，尤其增加电力电子新技术在节能、绿色环保等方面的成功应用案例。让学生深切体会到该项技术的有用性。兴趣是最好的老师，学生实际能看到该门课程有价值的工程应用案例和广阔的前景，在加深对理论知识理解的同时，必将激发对该门课程的学习热情和主动性。
3.解决与相关课程的内容衔接不好的问题，完善整体专业教学内容的连续性
重复的教学内容加重了师生的负担，浪费了课堂的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。本教材较好地解决了与相关课程的衔接，尤其解决了以往教材与运动控制系统相关课程在内容上存在重复和断点的情况，使整体自动化专业的教学在教材内容上形成一个连续、完整的体系。
4.写作风格通俗易懂，可读性好
一般的专业教材习惯于大量的深奥理论的堆砌和抽象的长篇论述，容易使读者产生为难和反感的情绪，不利于知识的吸收和消化。为此在全书的写作风格上力求浅显易懂。例如，在阐述一个抽象基本原理之前，首先从该原理在日常生活中的小应用或大家熟知的工程应用讲起，引起读者的兴趣，文字描述贴近人们的日常生活，迅速拉近与学生的距离，消除隔阂和为难情绪，然后再逐层深入触及原理核心内容。由浅入深、通俗易懂的写作风格在学生学习过程中会起到引人入胜的奇特效果。[4]
五、结束语
该教材在保证知识先进性和系统性的同时，着重将提高学生的工程实践能力和创新能力的理念贯穿于整个教材。在内容安排上，合理地对理论教学内容进行弱化整定，增加实践性的教学内容，突出工程应用性和实用性，增加对新技术在新领域中的工程应用的介绍。目前，该教材已通过了教育部委托专家的审阅，正在样书的校对过程中，近期由高等教育出版社出版。
参考文献：
[1]崔桂梅，贾玉瑛.自动化专业应用型人才培养模式的改革和实践[J].实验室研究与探索，2009，28（11）.
[2]孙根年.课程体系优化的系统观及系统方法[J].系统工程理论与实践，2002，（6）：139-144.
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关键词：电力电子技术；应用；自动化；智能化
中图分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2013）10-0002-01
1.电力电子技术的发展
1.1电力电子技术的发展阶段。电力电子器件的发展分为两个阶段，一是传统电力电子器件，它是以电力二极管和晶闸管（SCR）为代表的第一代电力电子器件，自 1957 年生产第一只晶闸管以来，它以其体积小、功率低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代了老式的汞弧整流器，并衍生出快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、不对称晶闸管等多种品种。它立足于分立元件结构，工作频率难以提高，大大限制了它的应用范围，但是因为它价格低廉，所以在大电流、高电压的发展空间依旧很多，目前以晶闸管为核心的设备在许多场合仍然被广泛使用。二是现代电力电子器件，它是将微电子技术和电力电子技术相结合，研制出的一种全新的高频、全控型器件。现代电力电子器件的主要产品有功率晶闸管、可关断晶闸管、功率场控晶体管、绝缘栅双极晶体管、MOS 门极晶闸管等。这些产品当中，由于绝缘栅双极晶体管和 MOS 门极晶闸管两个为场控复合器件，所以也成为了最有发展前途的两种[2]。
1.2电力电子技术的发展方向。未来电力电子器件可能在以下几个方面发展 ：（1）大容量化。利用微电子技术，提高单个器件的电压、电流容量，从而达到满足高压大电流的需要 ；（2）易驱动。由电流驱动发展为电压驱动，大力发展复合器件，还可专门研制专用集成模块，以便更适合中小功率的控制 ；（3）模块化。采用新技术和新工艺，将几个电力电子器件集中到一起，不仅缩小其体积减少连线，同时还可减低企业的生产成本 ；（4）功率集成化。充分利用集成电路工艺，将集成电路的功能与电力电子器件集成于一块芯片，实现集成电路功率化和功率器件集成化，并逐步向智能化方向发展 ；（5）降低导通压降。研制出比二极管压降还低的器件来提高交流效率、节省电能。
2.电力电子技术的应用
2.1工业领域中的应用。工业领域中，交直流电动机的应用十分普遍，如大型鼓风机、数控机床伺服电机等。当前，在大量冶金工业中，电力电子技术也被广泛应用于直流电弧炉电源、淬火电源、中高频感应加热电源中。同时，在水电厂的蓄能机组中，应用现代电力电子技术科对大型机组工作状态、调速作出改变。此外，工业领域的有很多高温场合，而在高温环境下，电力电子装置的应用有着十分严格的散热要求。然而随着电力电子器件频率不断提高、容量不断增加，器件发热问题就凸显出来，尤其是在一些高温应用场合，如散热措施不适当，就很有可能造成器件温度超过所允许的最高温[1]。结合高工作温度、大容量的应用场合，提出了液态冷却，其相比于气体冷却和油冷，可提高两个数量级的导热系数。通过实践表明，该水冷装置的故障率很低，且具有体积小、冷却效率高、无污染等显著优势。可以说，该装置在工业领域的应用推广，为电力电子技术的应用提供了基础保障，从而使器件潜力得到充分发挥。
2.2电力电子技术在电力系统中的应用。电力电子技术在电力系统通向现代化进程的道路上有着不可磨灭的功劳，我们都知道，在高电压输电的工程中，由电厂发出电之后，把电流通过变压器进行变电之后再输送，这样做的目的是因为在电流一定的情况下，电压越高电流也就越小，在输送的过程中损耗也就越小，可以节省大量的电流，因为电力电子技术的变流特性，尤其是在特高压的输送技术发展中，利用电力电子技术，将直流输送电端的整流和受端电流都应用了晶闸管变流装置，这就在一定程度上解决了长距离、大容量的输送电流导致的电流损耗过大的问题，这一举措为中国的电力行业做出了极大的贡献，使中国电力系统迈出了至关重要的一步。同时在同步发电机励磁系统和交流电动机的变频调速以及新能源发电和智能电网的应用等方面也得到了广泛应用。
2.3电气节能的应用。节能已经成为了当前社会发展的必然趋势，因为电在人们日常生活中的重要作用，因此电气节能也就显得尤为重要。电气节能目前主要包括变频节能、电能质量控制、有源滤波等三个方面，在当前阶段，变频节能在这三个方面中又是重要的一点，人们所熟知的变频冰箱、变频空调等，它们已经开始为人们的生活提供服务。在未来的发展时期中，电机变频调速行业还要进行快速的发展，这主要是因为它的以下三个重要发展因素 ：一是因为变频器产品越来越成熟，而且应用广泛，现代电器产品都开始进入变频时代，又由于它的技术越来越新，企业投资产品的成本也越来越低，这就更为变频器产品的发展和应用提供了绝好的机会。二是因为变频调速节能非常明显的效果，为社会提供了广泛的效益，也为企业提供了较高的利益，所以越来越多的企业对变频调速节能产生了兴趣。三是国家也开始在这方面出台一些措施，对重点耗能企业进行严格控制，鼓励督促他们发展电气节能，不仅可以降低企业能源的消耗，同时也减少了资源浪费，为社会创造了巨大财富。
2.4交通运输中的应用。电力电子技术在电气化铁道中有着广泛应用，整流装置被应用于直流机车中，交流机中应用变频装置。同时，铁道车辆中，直流斩波器的应用也十分广泛，在磁悬浮列车的未来发展中，电力电子技术扮演者重要角色。除电机的牵引转动外，各种车辆辅助电源同电力电子技术也密不可分，电动汽车电机的驱动与交换就是凭借电力电子装置来实现的，且在蓄电池充电过程，也需要电力电子装置的参与来完成。船舶、飞机均需要很多电源，且有着不同要求，故它们同电力电子技术难以分割。而如果将电梯也视作交通运输的话，且也需要电力电子技术的参与，以往，直流调速系统在电梯中普遍应用，而近年来，电梯中应用方式也主要集中在交流变频调速[3]。
2.5电力电子技术在家用电器中的应用。电力电子技术在家用电器中的应用我们都深有感触，如日常生活中应用到的"节能灯"，就是电力电子技术发展的直接产物，它以其体积小、发光率高等的绝对优势已经取代传统的白炽灯和日光灯。同时变频空调、变频冰箱、电视机、音响设备、计算机等电子设备也是利用电力电子产品，它们已经进入到了我们的日常生活中，并为我们生活质量的提高做出了巨大的贡献。
3.总结
电力电子器件从开始的单一功率整流管与晶闸管发展到现今的现代电力电子器件，尤其是绝缘栅双极晶体管（IGBI）与 MOS 门极晶闸管（MCT）的出现，摆脱了传统电力电子器件的一些弊端，使电力电子技术进入了一个全新的发展时代，在未来的发展过程中，人们对电子产品要求越来越高的明天，电力电子器件还会得到进一步的发展，电力电子技术也将会给人们的生活带来越来越无法想象的精彩。且我们有理由相信，在不远的将来，电力电子技术必将取得更好地发展和应用，促使电源技术更加实用、经济、成熟，从而实现高品质、高效率的用电。
参考文献
[1]刘永军。 浅谈电力电子技术在电力系统中的应用[J]。 黑龙江科技信息，2013，（16）。
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1.课程建设与改革思路
教学内容和教学体系的改革是“电力电子技术”课程改革中最重要的环节，直接关系到教学质量的提高，关系到应用型人才培养的要求。我校按照电力电子器件—电力电子变换电路—电力电子电路的微机控制技术—电力电子技术应用的思路，以电力电子器件为电路服务，电路为电力电子系统服务，系统为电力电子应用服务的理念作为教学内容设置的主导思想，以应用能力和工程素质培养为核心，精选理论内容，强化技术应用，及时而恰当地引入电力电子技术的新知识、新技术、新工艺。
2.调整教学内容
在教学设计上理论与实践相结合，知识传授与应用能力培养相结合，课内与课外相结合，讲授与研讨相结合。将电力电子器件、变换电路作为传统内容，将电力电子技术应用作为实用内容，将最先进的自动控制生产线作为新技术，对典型电力电子及电气传动系统分析作为讨论内容，将科研课题引入课堂作为启发内容，通过典型案例分析，将理论与实际结合，培养学生解决实际问题的能力，并通过渗透行业规范、安全操作规程、文明生产等知识培养学生的工程素质。课程的讲授以电力电子器件的工作原理、特性、参数、选择、驱动与保护电路为基础，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC变换电路结构、工作原理、波形分析和参数计算及电路设计为核心，以微机控制的脉宽调制技术（PWM）和各种软开关技术作为新的控制方法和新技术，把电力电子学科的发展方向引入课堂。以电力电子器件的应用电路为教学的重点，解决实际工程问题，使学生能充分认识现代电力电子技术对交、直流电路的控制和变换能力，并掌握各种变换原理和方法，为后续课程“运动控制系统”深入学习及毕业设计打下坚实的基础。
二、强化实践教学，提高学生实践能力和创新能力
1.完善实践教学条件
“电力电子技术”课程具有很强的工程性和实用性，而实验是培养学生理论联系实际、动手能力、严谨的态度和科学研究方法的重要手段。因此，以营造真实的、先进的工程环境为目标，紧密结合工程实际应用，投入100多万元建设和完善了电力电子技术实验室。现实验室拥有实验设备24台套，开发了电力电子技术仿真研究平台，构建了电力电子技术实践教学体系（包括课内实验、课外实验、课程设计、生产实习和毕业设计等），编制相关的教学文件。实验室向学生全面开放，学生以团队的形式开展自主性实验和学科竞赛培训，并为学生提供实际工程技术资料、仿真实训教学软件，培养工程实践应用能力。
2.精心设计实验内容
课程组精心设计了实验教学项目和内容，引导学生从问题出发，逐步由基础实验走向设计性和综合性实验，再过渡到创新性实验。开设了晶闸管整流、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、交交变换以及PWM控制技术部分的实验，则由教师给出电路参数要求，由学生自行设计主电路、驱动电路等，完成设计性实验，培养学生分析问题，解决问题的能力；软开关技术的实现等具有较高实用价值的实验项目，密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术，并且在国民经济发展中起着重要作用。通过实验学生了解了电力电子新技术的发展动态，同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观感性的认识。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系，形成良性互动，实现基础与前沿、经典与现代的有机结合，有利于学生创新能力的培养和自主训练。3.增设课程设计与调试环节开设了1周“电力电子技术”课程设计与调试实践环节，以完整的电力电子系统为载体，将电力电子器件选择以及电力电子主电路、驱动电路、保护电路、检测电路、控制电路等内容有机地结合起来，使学生通过设计、组装、实验和调试“四位一体”的训练，培养学生的实践能力和创新能力。同时，在教学中使用计算机仿真软件Matlab/Simulink搭建各种常用电力电子电路，且可方便地调整电路的参数进行仿真，培养学生应用计算机处理复杂电力电子电路的能力，也为日后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。
三、改进教学方法与手段，调动学生学习主动性和积极性
在实际教学实践中，笔者始终坚持以学生为主体、教师为主导、能力为主线的教育理念，根据课程内容合理采用不同的教学方法组织课堂教学，将“理论+实践+应用能力”的教学模式贯穿在整个教学活动中，由传统的教师满堂灌唱独角戏变成了教师学生共同参与的互动学习，教与学融为一体。教师有所教，学生有所学，极大地调动了学生的学习积极性，加深了学生的理解，加快了学习步伐。通过启发教学法、案例教学法、任务驱动教学方法等，增强学生主观能动性，活跃课堂气氛，挖掘学生潜力，增强专业素养，逐渐让学生由“学会”变成“会学”，由被动变主动汲取知识。为了分析电力电子器件和电路的工作状态，使学生弄清电路中能量的变换和传递，笔者制作了本课程比较完善的多媒体教学课件。利用多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上，结合典型工程实例，并把电力电子前沿的研究状况、最新的研究成果以图表、图片等方式充实到教学课件中，提高学生的感性认识，激发学生学习的兴趣，不断提高教学效果及教学质量。同时，建设了本课程的教学网站，网站资料丰富，包括教学资料和典型工程实例等，学生可以在网上学习，教师可以在网上进行答疑，激发了学生学习的兴趣，提高了教学效果。
四、改革考核方式，提高学生对知识的综合运用能力
1.考试过程全程化
教师根据“电力电子技术”课程性质和不同阶段的教学要求，通过课堂提问、讨论、平时作业、单元测验、实际操作、撰写报告或论文等方式加强形成性考试评价，并安排阶段性考试以强化学生平时对课程教学内容的学习和掌握，弱化期末终结性考核。
2.考核内容能力化
考核内容围绕应用能力和工程素质培养为核心这个目标设置，结合新的“电力电子技术”教学内容体系，加大电力电子器件特性分析、实际电路分析、应用案例分析、实践技能的比例，侧重考查学生对知识的综合运用、解决问题的能力。
3.考核方式多元化
根据不同阶段的教学要求，考核采取口试、笔试（开卷、闭卷）、开发设计相结合的形式，变单一形式的考核为多种形式的考核。
五、组织课外科技创新活动，探索课内与课外培养的有效机制
按照课内培养与课外培养相结合的原则，把培养学生实践创新能力固化在教学任务中，成立了课外科技活动小组，注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动。依托电力电子实验室的硬件设施，积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛和“挑战杯”竞赛，以培养和提高学生的自学能力、实践能力和创新意识。在运行中，加强课外实践活动的组织和管理，制订《大学生课外科技创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》，对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定，形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。
六、加强青年教师培养，提高课程组教师整体水平
师资队伍建设是课程建设的关键，课程组教师的理论教学水平、工程实践能力、科研水平直接关乎“电力电子技术”课程建设水平。按照校内培养与校外培养相结合、教学培养和科研培养相结合的原则，通过建立青年教师“导师制”、定期开展教学研讨和教学观摩、实行青年教师实验室坐班制、深入工业企业生产实际、选派教师参加新技术培训等措施，不断提高青年教师教学水平、学术水平和实践能力。
七、结语
篇9
关键词：电力电子技术；控制电路；控制理论
1引言
电力电子技术是一门由电子技术、电力技术以及控制技术交叉而来的新兴学科，是自动化专业、电气工程等专业的专业基础课程，在整个专业体系中具有重要的作用。电力电子技术具体地说就是指利用电力电子元器件来构造不同的转换电路从而实现对电能的一系列变换，是一种利用弱电来控制强电的技术。同时电力电子技术的应用范围十分广泛，从工业、交通运输、通信到新能源系统等各方面都有应用，甚至已经渗透到我们的生活中，比如现在家用电器中很流行的“变频”技术就是电力电子技术的一个小应用。
2教学体系结构及要求
电力电子技术的教学内容主要分成三部分：元器件、控制电路和控制技术。我们学校给这门课一共安排了80学时，如果这三个部分都要详细介绍的话，时间上是不够的，所以主要介绍前面两块内容。电力电子元器件是本门课程的基础，包括半控元件、全控元件和不可控元件。控制电路主要包括四大基本电路：整流电路、逆变电路、直流到直流变流电路以及交流到交流的变流电路。控制技术部分主要介绍SPWM脉宽调制技术和软开关技术。元器件部分要求学生首先要能分清楚各种元器件所属的类别，其次要求能理解各自的工作原理，最后要求能够按照电路要求自主选择元件；控制电路部分要求学生能够理解电路的工作过程，能够分析并画出电路的输出波形图，能计算电路的一些参数来选择元器件；最后控制技术部分要求能够掌握SPWM的原理即可。
3理论教学
（1）兴趣的培养
电力电子技术是自动化、电气工程专业很重要的专业基础课程，但也的确是一门比较枯燥的学科，要引起学生的重视、激发他们的兴趣是比较困难的。所以如何吸引学生的注意力，让他们从心理上重视这门课就尤为重要。笔者认为上好第一堂课对该课程后续的展开有很重要的作用。在第一堂课上要多多的展示一些电力电子应用方面的图片和视频，让学生亲身体会到电力电子技术就在我们身边，来培养他们的学习兴趣[1]；同时可以给他们展示一下对口的公司在招聘信息上对该课程的要求来引起他们的重视。然后后期可以通过实验教学来慢慢引导他们对本门课程的学习。
（2）教学思路的把握
教学的顺序是先介绍元器件，然后介绍各种转换电路，最后介绍控制技术。在介绍元器件时，要讲清楚半控、全控和不可控指的是对电路“开”与“关”的控制。在控制电路中元器件是作为开关使用的，输出波形的转换也是因为电路“开关”的切换实现的[2]；在介绍各种转换电路时，首先要介绍各种电路实现的功能，然后可以让学生试着自己分析下如何用电路实现这些变化，最后提出典型的变换电路进行讲解。在课堂内容上应以元器件的工作原理为基础，以整流电路和有源逆变电路的原理、搭载各种不同负载时的波形分析为重点，特别是在介绍感性负载和纯电阻负载时波形的变化是很重要的。无源逆变和直流到直流变流电路可以简单介绍一下。由于目前变频技术在家电行业应用广泛，所以交流到交流变流中的变频技术也可以进行详细介绍。
（3）教学方法的改变
近年来，多媒体教学以绝对的优势替代了传统板书成为教学的主要手段。电力电子技术这门学科在教学时涉及很多复杂电路、波形的绘制，采用多媒体教学能提前将这些波形准备好，节约了大量教师课上板书的时间，同时多媒体教学还可以采用FLASH动画来吸引眼球，能更直观的仿真出电路通断的过程，更好的帮助学生理解和记忆。所以多媒体教学这一手段对于电力电子技术这门课程是非常重要的。此外，我们还可以利用Matlab中的simulink自带的工具包搭建各种电路来仿真，通过软件仿真出对应的图形。这样通过计算机算出图形，要比直接把图形显示给学生看更让他们记忆深刻，也更让他们信服。
4实验教学
实验教学在任何一门课程中都应该占有很重要的地位，通过实验可以加深对已学知识的理解，验证理论的正确性同时也能帮助他们记忆。而电力电子技术本身就是一门实践性很强的课程，新型的电力电子器件、新技术、新的使用方法，都需要通过实验来验证其可用性。电力电子技术这门课配备的实验还是比较多的，比如四种控制电路以及控制技术都有对应的实验，那么在实验教学中可以从中选择一些有较高实验价值的项目进行。例如整流电路是教学时的重点内容，那么这一方面的实验就可以做一些。可以让学生搭建桥式整流电路，然后搭配纯电阻负载、感性负载和反电动势负载，通过观察波形变化来加强对学习知识的理解和掌握；在讲直流斩波电路时，可以让学生在六种典型斩波电路中选择一到两个电路进行测试，深入理解理论课上学习的原理。在实际的教学过程中，由于学校设备有限不能做到每人一台设备，一般都是几人一台，这样就会出现有些同学整个过程游离在状态之外的情况。所以在实验过程中，可以将一组学生进行任务的分工，分成设计电路的、搭建电路的和验证实验结果的，这样每个人都分配有任务，就不会出现上述的情况了。
5小结
本文从课程体系、教学要求和实际教学三个方面分别阐述笔者从事该课程教学的体会。对一门课程的处理方式，不同的教师有不同的方式，但都希望能以较为恰当的教学方式把最需要最重要的知识传授给学生。
参考文献：
[1]刘广忱.电力电子技术教学探讨[J].内蒙古科技与经济,2003(12).
[2]张波,丁金林.电力电子技术的教学体会与思考[J].科技信息,2008(19).
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关键词：电力电子技术 智能电网 应用
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0090-01
近年来受到能源、环境、经济和政治等因素的因素，我国电力系统正在进行一场深刻的变革，如何构建可靠、安全、环保和灵活的电力系统已经成为研究热点。为了解决这一难题，我国开始大力推进智能电网的研究和发展，此时研究电力电子技术在智能电网中的应用，对于不断完善目前的电网功能并逐步向智能电网趋近，有着十分重要的现实意义。
1 电力电子技术的研究内容
1.1 功率半导体器件
功率半导体器件又称为电力电子器件，是用于电能变换和电能控制电路中的大功率电子器件，可分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件。其中，半控型器件的晶闸管为半控器件，承受电压和电流容量在所有器件中是最高的；全控型器件又可分为电流驱动型器件和电压驱动型器件；不可控型器件的电力二极管为不可控器件，其工作原理和结构都比较简单，可靠性较高。
1.2 电力电子电路的控制
作为利用功率半导体器件来变换和控制工业电能的大功率电子电路，电力电子电路的控制对象是工业电能，旨在最大限度的降低能量损耗。功率半导器件的工作需要处于开关状态来降低电路内耗，故电力电子电力实质上是一种大功率的开关电路，利用微弱信号来对电能进行控制。
1.3 电力电子变换器的主电路
以功率半导体器件为核心，电力电子变换器的主电路采用不同的电路拓扑结构和控制方式来实现对电能的变换和控制。变换器主电路拓扑结构实质就是将有源和无源功率半导体器件按照一定规律排列而成的电路，拓扑优化就是在变换器的设计中，通过合理选择和确定网络中各元件的位置，来实现高频化、高频率、高功率因数和低变换损耗。
2 我国智能电网的优势分析
智能电网的优势体现在以下方面：向用户提供实时的电价信息，利用多种方案的定时定价政策来引导用户形成良好的用电习惯，确保电价的优化运行；兼容所有的发电和储能方式，极大地提高了对可再生能源的利用效率；促进电力市场交易主体向多元化方向发展，从而促进电能产品的多元化和服务水平的提高；能够及时对故障进行查找和检修，提高对自然灾害和突然袭击的反应能力；提高电能质量，可以让用户对多种质量/价格方式进行选择；使用先进的控制、信息和测量技术，能够优化资产并降低线损。
3 电力电子技术在智能电网中的应用
3.1 高压直流输电技术在智能电网中的应用
在现代直流输电系统中，只有输电环节是直流电，发电系统和用电系统仍然是交流电。交流电在输电线路的送端经换流变压器送到整流器，将其变为高压直流电后送上直流输电线路，直流电通过输电线路送到受端换流站的逆变器，将高压直流电又转变回交流电，在经过环流变压器将电能输送到交流系统。
高压直流输电技术对于远距离输电具有独特的优势，发生故障时对电网产生的影响较小，因此特别适合用于长距离点对点的大功率输电。将高压直流输电技术应用于智能电网，能够满足智能电网远距离和大容量输电的要求，并且有助于解决清洁能源上网稳定性问题。
3.2 柔流输电技术在智能电网中的应用
柔流输电技术是实现新能源和清洁能源大规模并网的关键性技术，其综合了现代微电子技术、电力电子技术、控制技术和通信技术，实现对交流输电的灵活快速控制，能够极大地提高电力系统的可靠性和反应速度，提高电网的输送能力。
我国的智能电网以特高压输电为基础，因此需要对新能源和清洁能源的隔离和接入进行综合考虑，这使得柔流输电技术近年来受到了越来越多的关注和重视。通过将现代控制技术和柔流输电技术相融合，智能电网能联系调节控制各种电力系统参数，极大地降低线损，确保安全和稳定的输送电能。
3.3 智能开关技术在智能电网中的应用
智能开关技术是在电流或电压的指定相位断开或闭合电路。智能开关包括壳体、总电源开关和多个分开关，其中总电源开关具有过压和总过流保护作用，多个分开关为整体结合式，具有过流和防触漏电保护功能，能够充分保证用电的安全和可靠，保护家用电器及用电仪器和设备不受损坏。随着智能电网建设的推进，高品质和高性能开关设备也随着信息传感技术、计算机技术和微电子技术等的发展日益智能化。
3.4 高压变频技术在智能电网中的应用
高压变频技术最大的优势就是节电率一般可达到30%，缺陷是成本较高且容易产生高次谐波污染，将其应用于电力系统，节能效果特别明显，是工业用户实现节能减排的主要手段。国内高压变频器生产厂商多采用功率单元串联多电平技术，其他一些结构形式的高压变频器也在发展之中，如混合结构技术和中压三电平技术，它们具有工艺密度高、结构紧凑、控制灵活和四象限运行的优势，是未来高压变频技术的发展方向。
3.5 需求侧技术在智能电网中的应用
需求侧技术又称为用户电力技术，是指以用户对电力可靠性和电能质量要求为依据，将大功率电力电子技术和配电自动化技术综合起来，为用户提供其特定要求的电力供应技术。
近年来电力负荷与日俱增，电力行业必须在满足经济和社会对大量能源需求的基础上，满足越来越高的环保要求。需求侧技术和大功率电力电子技术，能源确保清洁能源并网和解决故障限流保护问题，为解决上述问题提供了新的思路和方法。
4 结语
智能电网的建设有着积极的经济效益和社会效益，有助于对环境和资源的保护，有助于我国可持续发展战略的实施，然而目前我国智能电力建设的过程中仍然存在不少问题，这就需要我们对电力电子技术和信息管理技术等进行深入探讨，确保智能电网建设的顺利开展。
参考文献
[1]常泳.智能电网涉及的关键技术分析[J].价值工程，2010，29（9）.
