電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術,就是使用電力電子器件(如晶閘管,GTO,IGBT等)對電能進行變換和控制的技術。接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀的電力電子技術論文。
引言
電力電子技術簡言之就是應用于電力領域的電子技術,包括信息電子技術和電力電子技術兩個主要分支,涵蓋了電子學、電力學和控制技術三個學科。電力電子技術是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課程,主要體系包括:電力電子器件、電力變換、控制技術三部分主要內容。電力電子器件從1957年美國通用公司發(fā)明第一個晶閘管開始,經過數十年的發(fā)展,從半控型到全控型,從小容量到大容量,從中低頻到高頻、超高頻的發(fā)展歷程。電力變換也稱之為“變流技術”,實現了交直流的電力變換,具體包括:AC-DC、DC-AC、DC-DC、AC-AC,從而使電力電子技術得到廣泛應用,是電力電子技術的核心部分?刂萍夹g主要指電力電子裝置采用的控制方式方法,最為常見的是相位控制、通斷控制及軟開關控制技術等。
1理論和實踐教學現狀
隨著高校教學改革的深入,電力電子技術學時逐漸減少,理論教學通常停留在課堂教師講解,學生被動接受的情況,很難喚起學生的學習熱情和學習興趣。實踐教學通常停留在驗證性實驗為主的層面,主要完成對所學知識的驗證,學生按部就班的按照指導書完成實驗操作,而忽略了實驗的原理、電路的工作原理,當實驗環(huán)境稍有改動,則無所適從,達不到解決實際問題和提高專業(yè)技術水平的教學目的。如整流電路公式、輸出波形的驗證等,內容和形式單一。實體實驗設備電壓等級高,電流較大,而且極易損壞,很難達到實踐教學的效果,因此迫切需要對理論和實踐教學進行改革。
2理論教學改革
課程的知識體系如圖1所示,采用預習仿真、例證等方法完成相應理論知識的講解。
2.1例證法的應用
電力電子技術知識繁復,學生應熟練掌握電路的工作原理、波形分析、數量關系等知識,只枯燥的講解理論,難以把學生的注意力凝聚起來,采用例證法是很有效的已知辦法。以單相整流的基礎電路半波整器為例,首先從簡單的手機充電器入手,手機充電器是從城市電網(墻壁電源)當中獲得交流電,通過整流器將交流電轉化成直流電給手機電池充電的設備,再研究電路不同負載時的工作原理、波形分析、數量關系等知識點,講解也就更顯通俗易懂,從而完成靶向性教學。隨著學習的深入就可以進一步研究如何縮短各種充電器的充電時間等。所謂的“充電5分,通話2小時”“快速充電”“護眼燈”“無線充電”等等也就不再神奇。從充電器到充電寶就引申出逆變和組合電路,為后續(xù)知識的講解做出了形象的鋪墊。
2.2仿真在理論教學中的應用
因為電力電子技術課程中有很多的波形分析內容,手工繪出的波形缺乏靈活性,所以在電力電子技術理論教學中,仿真的作用就尤為重要。利用仿真軟件分析對電氣工程及其自動化專業(yè)學生理解電路的工作原理及工作過程分析,定量計算等均有莫大的幫助。現今主要應用于電子電路的仿真軟件有:通用軟件MAT-LAB、通用仿真軟件PSpice、通用仿真軟件Saber、專業(yè)仿真軟件PSIM等。如圖2、圖3所示單相半波整流電路的仿真。建議學生在課前完成電路的仿真,從而使學生掌握了電路的組成,了解電路的工作情況及相應的特性,從而為相應知識的學習打下堅實的感性基礎。
3實踐教學改革
電力電子技術的主要特征就是實踐性很強,體現了實踐教學體系與理論教學體系相互銜接和驗證。
3.1實驗項目的設置
實踐教學分階段、分層次設置,由簡入繁,如整流電流設置單相和三相電路實驗,其中單相為選做內容,三相整流電路(含觸發(fā)電路)為必做內容;單相交流調壓電路實驗是基礎為必做內容,而三相交流調壓為設計性實驗;斬波器只需完成簡單的升降壓斬波電路的實驗等。增大設計性實驗如燈光亮度調節(jié)裝置、軟啟動器、直流電機調速系統(tǒng)、開關電源、功率因數校正等裝置的設計與制作,提高了學生動手能力和專業(yè)素養(yǎng)。對于危險性比較大的實驗,設置高端演示實驗,如逆變實驗,利用中頻爐演示完成。
3.2模擬仿真實驗
在實踐教學中引入了MATLAB仿真軟件,充分利用軟件的功能,對電路的不同特性進行仿真。如PWM控制系統(tǒng)、交交變頻調速系統(tǒng)等復雜的系統(tǒng)實驗等。利用仿真軟件的強大功能實現系統(tǒng)的優(yōu)化和極端控制,有效地掌握系統(tǒng)的動靜態(tài)特性,參數設計,達到控制要求,滿足系統(tǒng)的性能指標。
3.3項目驅動等
根據電力電子技術課程特點及教學目標的要求,充分利用教師的科研項目、大學生科技競賽、企業(yè)參觀實習、運動控制系統(tǒng)課程設計等環(huán)節(jié),實現對電力電子技術實踐環(huán)節(jié)有益的補充。
4結語
電力電子技術課程通過在電氣工程及其自動化專業(yè)幾年的教學改革與實踐,明確了教師指導,學生的主體地位,讓學生自己結合實際應用,擴大視野,拓展思維,激發(fā)進一步探究的興趣,促使學生主動掌握理論知識,應用理論知識,有效地提高了分析問題、解決問題的能力,達到了教學的目的和效果。
參考文獻
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閱讀期刊:電力電子技術
《電力電子技術》(月刊)創(chuàng)刊于1967年,由西安電力電子技術研究所主辦。以電力電子技術為主體,探討和報道電力電子行業(yè)中新器件、新技術、新應用的學術論文及成果;提供國內外最新的電力電子技術和發(fā)展動態(tài)及產品市場信息;為企業(yè)的新產品、新技術、新成果在行業(yè)內的推廣架起一座金橋。
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