现代电力电子技术模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇现代电力电子技术，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

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现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。

1.1整流器时代

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

1.2逆变器时代

七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。

1.3变频器时代

进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

2.电力电子技术的应用

2.1一般工业

工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

2.2交通运输

电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。

2.3电子装置用电源

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

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中图分类号：F062.9 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 17-0000-01

Modern Power Electronics Technology Application and Prospects Analysis

Liu Jianjun

(Information Engineering,Zhengzhou University,Zhengzhou450001,China)

Abstract:Modern power electronics technology is a high-tech knowledge-based knowledge-intensive technology,power electronics and microelectronics technology with technology has become mainstream.Therefore,its production and life will be like as microelectronics technology plays a transformative role.It will revolutionize the power supply and power system changes.

Keywords:Electronic;Technology;Applications;Development

一、现代电力电子技术

将实现高品质与高效率用电作为目标的现代电力电子技术，采用电力半导体器件、电磁技术、计算机（微处理技术）、综合自动控制技术等进行功率处理，达成电能的传输、获取、变化与利用。采用电力电子半导体器件、电磁技术、计算机（微处理技术）、综合自动控制技术等多学科交叉技术的现代电源技术，是现代电力电子技术的具体应用，在保证高可靠性、高效、高质量的电源的供应中发挥着关键作用。以功率IGBT与MOSFET为代表的、集大电流、高压与高频于一体的功率报道提复合器件，将传统的电力电子技术引入了现代电力电子技术时代中。因为MOSFET、IGBT等新型的电力电子器件具有显著的节能和功能驱动作用，具有先进的性能，所以新型的电力电子器件在绿色电源、电动交通工具、新型家电、感应加热、变频调速以及通信与计算机电源等领域均有着广泛的应用前景。

二、现代电力电子技术的应用

（一）高频开关整流器。具有效率高、重量轻、体积小等特点的高频开关整流器从各种仪器仪表、计算机、电视机等小功率的应用上推广到电力工程直流电源系统、通信基础电源、CT机、X光机和照明等特种电源领域。高频开关电源又可以称之为开关型整流器，其通过IGBT或MOSFET的高频工作，一般将开关频率控制子50~200KHZ的范围之内，进而实现小型化和高效率等目标。目前，高频开关整流器的功率容量一直都在增加，单模块容量从几十瓦、上百瓦快速提升到15KW。德国BENNING公司出产的Tebechop15000系列的整流模块的质量只有39KG，然而容量却已经到达了15KW（48V/225A）。TYCO公司出产的GALAXY系列的整流模块的质量只有30KG，容量却达到了12KV（48V/200A）。

（二）直流-直流（DC/DC）变换器。直流-直流变换器能够将固定的直流电压转换成可变的直流电压，广泛地应用与电动车、无轨电车、地铁列车的无级变速与控制领域，能够实现具有快速响应、加速平稳等性能的控制，并同时达到节约电能的目的。用直流斩波器取代变阻器能够节约20%~30%的电能。直流斩波器不但可以进行调压，还能够显著地消除电网侧谐波电流噪声。在通信电源领域的二次电源直流-直流模块已经商品化，采用高频PWM技术等模块具有5~20W/in3的功率密度，500KHZ左右的开关频率。

（三）不间断电源（UPS）。不间断电源普遍采用了功率IGBT、MOSFET等电力电子器件和脉宽调制技术，能够有效地降低电源的噪声，显著地提高可靠性与效率。DSP技术和微处理技术的实现了远程诊断、远程维护以及不间断电源的智能化管理。近年来，不间断电源的最大容量已经高达800KVA，而且能够利用多机并联的方式，获得超大容量的不间断电源系统。

（四）大功率开关型高压直流电源。大功率开关型高压直流电源的电流能够达到0.5A以上，电压能够达到50KV~159KV，电流能够达到100KV。大功率开关型高压直流电源在医用CT机、医用X光机、水质改良和静电除尘等大型设备上有着广泛的应用。国内研制了静电除尘高压直流电源，将市电转化成直流，将直流电压逆变成高频电压，通过高频变压器进行升压，接着整流成直流高压。通常，在电阻负载的情况下，输出直流电流可达15mA，直流电压能够达到55KV，工作频率是25.6KHZ。

（五）高压直流输电系统。适合于大容量输电、远距离输电、跨海输电、大区交流电网互联的直流输电方式是除了交流输电方式外的另一种有效的输电方式。直流输电需要安装换流桥阀和换交流变压器等主要的换流设备，需要在受电端和送电端建设换流站，以解决交流电和直流电之间的转换问题。在送电端换流站安装使用电力电子装置将交流电转换为直流电，使用直流输电线路将直流电输送到受电端换流站。安装使用电力电子装置在受电端换流站将直流电逆变为交流电。

（六）电力有源滤波器。电力有源滤波器能够对幅值与频率变化的谐波进行补偿的电力电子装置，其基本原理为在补偿对象中进行谐波电流检测，再由补偿装置产生一个和谐波电流极性相反、电流大小相等的补偿电流，使电网电流只含有基波分量。电力有源滤波器在补偿时不受电网阻抗的干扰，已经左键在国内推广使用。

（七）静止无功功率补偿装置（SVC）。目前，国内最有效的无功补偿装置是静止无功补偿装置。静止无功补偿装置一般使用晶闸管控制电抗器加固定电容器的方式，能够进行补偿装置无功功率的连续调节。目前，静止无功补偿装置主要运用与轧机、电弧炉等设备的无功补偿当中，容量能够到达±50VA，能够直接用于10KV、35KV等级的电压母线。

三、现代电力电子技术的发展

近年来，电力电子技术的发展具有以下特点：不断地提高原有的各种类型的电力电子器件的额定参数；电力电子技术进一步结合用用微电子技术，电力电子器件不断地朝着智能化、大容量的方向迅速发展，电力电子技术从全控型器件、半控型器件时代迈入了智能型器件时代。与多种学科相互渗透的电力电子技术创新不断渗透到多种相关的工业领域。电力电子技术和国家基础产业的关系也越来越密切，电力电子技术的发展和创新是可持续发展的重要环节。加强现代电力电子技术的不断创新和应用力度，是推动我国工业领域技术创新，形成高科技产业链的必由之路。

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中图分类号：F407文献标识码： A

一、电力电子技术的基本概述

（一）电力电子技术的基本涵义

在当前的社会发展过程中，各领域都在进一步的创新科技，在电力电子技术领域的发展尤为显著。电子电子技术也被称为是功率电子技术，这一技术主要就是研究各种的电力电子器件，和与之所构成的能够高效完成对电能转换以及控制的电路以及装置，这一技术不仅是电子学在高电压以及大电流或者是电工领域的分支，同时也是电工学在弱电或者是电子领域当中的分支，总而言之是强弱电结合的新学科。

（二）电力电子技术的作用分析

首先它能够对电能的使用进行优化，在电力电子技术的处理之下，电能的使用能够达到合理以及高效和节约，从而有效的实现电能使用的最佳化。例如对于电力牵引以及工业窑炉等，应用电力电子技术能够达到有效的节能效果。其次是对于我国的传统产业以及发展机电一体化这些新兴的产业有着改造的作用。再者是电力电子技术的高频化和变频技术的发展能够使得机电设备对于工频传统能够突破，从而向着高频的方向进行发展。最后就是电力电子智能化的进展从很大程度上能够把信息处理以及功率处理得到统一，从而使得微电子技术和电力电子技术得到有效的结合这能够对电子技术的改革起到推动性作用。

二、电力电子技术的发展

（一）整流器时代

60 年代到 70 年代，大功率硅整流管和晶闸管占主导地位，这个时期被称为电力电子技术的整流时代，大功率硅整流管和晶闸管也被称为第一代电力电子器件，它们属于半控型器件。利用大功率硅整流器高效地把工频交流电变为直流电，大功率的工业用电由工频交流发电机提供。

（二）逆变器时代

在 70 年代到 80 年代期间，电力电子技术实现了逆变，这个期间称为逆变器时代。世界能源危机爆发，变频调速装置因为节能在工业领域大受欢迎。巨型功率晶体管（GTR）、门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）、电力场效应管（Power-MOSFET）成为电力电子的主导器件，它们属于全控型器件，通过对门极的控制可使其开通也可使其关断。在开关速度性能上，全控型器件普遍高于晶闸管，可用于开关频率较高的电路。它们属于第二代电力电子器件。

（三）变频器时代

80 年代，功率半导体复合型器件绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）的横空出世，推动了电力电子技术向高频化发展。功率半导体复合型器件集合了驱动功率小、开关速度快、通态压降小、载流能力大的优点，正在向高压、高频和大电流的大规模集成电路技术飞速发展，新型器件的性能也越来越完善，具有了以前难以实现的功能，它们属于第三代电力电子器件，成为电力电子技术发展的里程碑，现代电力电子技术发展的垫基石。

（四）现代电力电子时代

随着工业制造水平的逐步提高，也为了满足人们更高的使用需求，智能功率模块应运而生了。将功率开关器件和驱动电路集成在一起，形成一个整体体积小，重量轻，转化效率高的状态。克服了原来体积庞大的缺点，解决了转化效率低适应负载能力差的难题，提高了供电的灵活性和可控性，而且内部还具有电压、电流和温度保护功能，即使发生负载事故或使用不当，也不会导致智能模块自身受损坏。它们属于第四代电力电子器件。

三、电力电子技术的应用

（一） 一般工业

工业生产中，一般都会使用到各种交流电动机，这些动力设备性能比较好，在，可以提供直流斩波电源，或者提供可控整流电源。但是提供的主体是电力电子装备。众所周知，交流电机变频调速技术是整个电气节能最关键的技术，相对于传统的大型机器而言，使用的是电力电子交流节能技术，将其作为电力驱动电源，可以节能电能达到30%。近年来，随着电力电子技术得以发展，使得交流电性能得以发挥出来，随着社会不断发展，交流调速技术得到广泛应用，逐渐占据市场。

（二）在电力系统中的应用

当电力系统离开了电力电子技术之后，电力现代化建设将很难实现。电力系统建设发展中，得到了电力电子技术支撑，现代化建设目的得以实现。高压输电是基于发电厂借助变压器，将发电机发出的电压将其升压之后再输出的一种全新方式。高压直流输电端位置以及受电端位置，一般都是使用晶闸管变流装置，这可以避免了大容量以及长距离输送导致电力系统出现损耗问题出现，为输电系统使用奠定技术基础，从而为良好输电提供保障。在配电网系统中，电力电子装置还可以被使用于电能质量控制，例如，使用于闪变、瞬间停电以及电压跌落等等电能质量控制中，更好的保障供电质量。

（三）交通运输

电子电力技术交通中被广泛使用，DC ／DC 变换技术被大量使用于地铁、动车以及无轨电车中。在使用中，可以更好的控制无极变速，提升控制质量。在使用中，最常表现在于电气机车中的直流机车选择了整流装置将其作为供电设备。但是，交流机车如果采用了变频装置进行供电，那么需要借助电力电子装置做好电力驱动和和电力控制。例如：直流斩波器被广泛使用于轨道车辆中，常见的磁悬浮列车中电力电子技术使用，这是一项技术要求较好，关键之技术使用案例。其中借助电动汽车将其作为蓄电池，提供能源，需要做好电力驱动控制工作。那么使用蓄电池进行充电，不能离开电源。因此，航海、航空也离不开电子技术。

四、电力电子技术未来的发展

观看技术发展进程中看出，半导体器件使用推动了电子技术得以快速发展。当前晶闸管等电力半导体器件有着重要的角色，尤其是在电力电子技术使用过程中。进入的到79 年代之后，半控型晶闸管使用开始有新的改变。之前从低压的小电流逐渐向高压大电流方向发展，而且还研究出大量的电子产品。这些产品被成为电子器件，随着电子技术不断发展，这些产品被广泛使用。因此，被称为第一代电力电子器件，随着电力电子技术不断发展，该技术使用范围不断扩大，将其使用于电子技术理论研究和半导体制造使用，使得工艺水平逐渐提高。我国随后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE 等等电子器件，这些器件都是全控制型的电子器件，被成为第二代电力电子器件。近年来，随着技术水平不断发展，研究出了绝缘栅双极晶体管(IGBT) 为代表的第三代电力电子器件，逐渐向响应快、高频率方向发展，这是一个质的飞跃，在我国国民经济发展中具有重要作用，它推动了我国经济不断发展，使得我国电子自动化进程迈进一部。进入90 年代之后，电子电力器件发展更快速，逐渐朝复杂化、模块化、智能化、功率集成的方向发展，以此形成了电力电子技术的理论研究、器件开发研制、应用的高新技术领域等，在国际上形成了新的技术热门。目前世界上许多大公司已开发出IPM 智能化功率模块，日本三菱、东芝及美国的国际整流器公司已有成熟的产品推出。我国国产的电力半导体器件研究水平相对于西方国家，我国的电力电子技术水平相对较低，我国应该不断创新技术，不断进行研究，提升科研水平，更好的保障经济建设。我国电力半导体器件如果没有跟上社会发展步伐，将会影响我国经济发展水平。因此，我国的电力半导体产业发展任务艰巨。在未来发展中，应该进一步研究使用新材料，提升器件功率以及温度范围，之间降低器件价格，使得器件被使用的范围更广。系统实现集成化，当获得更好的集成化之后，才更好保障系统可靠性和安全性。

五、结语

电力电子技术作为经济发展的重要基础，在各个行业中被广泛的应用，对经济的发展有着不可忽视的作用。随着科学技术的不断进步相信电力电子技术会取得更大的突破，从而为国家的建设与发展提供有力的保障。

参考文献：

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一、引言

电力电子技术利用无源功率器件和半导体功率器件、大规模集成电路和微处理器、传感与信息处理技术、现代控制理论、计算机仿真与辅助设计技术，以功率变化电路为对象，研究对电能进行变换和控制的规律，以其独特的、不可取代的特殊功能，广泛应用于国民经济的各个领域。

开关电源的高频化是实现电源装置的高性能、高效率、高可靠性，减小体积和重量的重要途径。开关电源的高频化增大了变换器的功率密度和性能价格比，而且极大地提高了瞬时响应速度，抑制了电源所产生的音频噪声。

软开关（softswitching）技术是近年来电力电子学领域中的一个主要研究方向。对软开关理论的深入研究，使软开关技术成为电力电子变换技术的核心内容尤其是能有效地减小电能变换装置引起的环境污染（噪声等）和电磁污染（EMI），为发展无公害电力电子产品提供了有效的方法和途径。

二、谐振软开关的工作原理，种类及特点

谐振软开关是八十年代提出并用于DC-DC变换器中[2]。它利用电路发生谐振时，电流或电压形成周期性地过零点，并使开关器件在在零电流或零电压条件下接通或切断，因此理论上它的开关损耗为零，避免了硬开关由于电压电流波形交叠而产生开通及关断损耗。

软开关包括软关断和软开通。按驱动信号的时序来分又可以分为零电压开通、零电压关断与零电流开通、零电流关断。各种软开关与硬开关的波形比较如下：

图1 软开关和硬开关的波形比较

图中零电流关断信号在t2或t2以后发出，零电压关断信号在t1发出。零电流开通信号在t2或t2以后发出，零电压开通信号在t1发出。

谐振软开关电路中的零电流和零电压条件是由辅助的谐振电路提供的，辅助电路一般由辅助谐振元件L和C和电力电子开关器件S构成。辅助谐振电路中的开关器件S也是在零电流或零电压条件下实现通断。

对于软开关逆变器来说，有两种拓朴结构：一是谐振发生在直流母线上，通过谐振使直流母线上的电流或电压过零点，提供给逆变桥一个零电流开关（ZCS）或零电压开关（ZVS）条件。二是谐振发生在逆变桥桥臂的每一个有源开关两端，通过谐振使得在每个开关需要切换的时候它两端的电压或电流过零点。

软开关技术实际应用中需要解决的主要关键问题：

谐振电路在谐振时所产生高电流应力和高电压应力；

（2）如果谐振电感处于主功率传输通道上时引起感性损耗；

（3）辅助谐振环节及其辅助器件的引入使得电路变得复杂，增加了电路控制的难度；

（4）将PWM技术和谐振软开关技术结合是一个关键问题。采用谐振过渡技术，即把谐振电感移出主功率通道，通过辅助开关控制谐振的发生和终止，使得逆变主开关在过渡的瞬间由谐振产生一个ZVS或ZCS[2]。

三、几种典型的谐振软开关变换器

利用谐振现象，使电子开关器件上电压或电流按正弦规律变化，以产生零电压关断或零电流开通的条件，采用这种技术以实现开关器件之间的转换的变换器称为谐振变换器。它有三种类型：

1、全谐振变换器：即谐振变换器（Resonant converters），实际上是负载谐振型变换器，按照谐振元件的谐振方式，分为串联谐振变换器（Series resonant converters， SRCs）和并联谐振变换器（Parallel resonant converters，PrcS）两类。

2、准谐振变换器（Quasi-reonant converters，QRCs）：谐振元件参与能量变换的某一个阶段，而不是全程参与。由于正向和反向等电路参数不同，谐振振荡频率和电流幅值也不同，因此振荡不对称。一般情况下正向正弦半波大过负向正弦半波，所以称为准谐振。具有此特点的变换器称为准谐振变换器。准谐振变换器分为零电压开关准谐振变换器（Zero-voltage-switching Quasi-resonant converters，ZVS QRCs）和零电流开关准谐振变换器（Zero-current-switching Quasi-resonant converters，ZCS QRCs）。

3、多谐振变换器（Multi-resonant converters，MRCs）：它和准谐振变换器一样，谐振元件参与能量变换的某一个阶段，而不是全程参与。不同之处是多谐振变换器的谐振回路和参数要均多于两个，因此称为多谐振变换器。

谐振变换器是一个调频系统，这是为了保持输出电压不随输入电压变化而变化，或者不随负载变化而变化，依靠调整谐振变换器开关器件的开关频率来实现。作为一个调频系统，不如PWM开关变换器那样容易控制，导电损耗增加，功率器件所受的电流与电压的应力较大，且随电路的Q值和负载变化而变化。此外变换器的输出靠改变开关器件的开关频率来实现，开关频率大范围变化使得干扰难以抑制，滤波器、变压器设计难以优化，而且当负载变化大时，变换电路不能达到零电压或零电流开关条件。

为了克服调频系统的缺点和充分发挥PWM的优点，出现了零开关—PWM变换器和零转换—PWM变换器等一批新颖的谐振变换器。

四、几种典型的谐振软开关变换器

1、零开关PWM变换器（Zero switching PWM converter）

零开关PWM变换器是在准谐振变换器的基础上，加入一个辅助开关管，来控制谐振元件的谐振过程，实现恒定频率控制，即实现PWM控制。这样，变换器已有电压过零（或电流过零）控制的软开关特点，又有PWM恒频调宽的特点。谐振网络中的电感是与主开关串联的。与准谐振变换器不同的是，谐振元件的谐振工作时间与开关周期相比很短，一般为开关周期的1/10～1/5。

零开关PWM变换器可分为零电压开关PWM变换器（Zero-voltage-switching PWM converters）和零电流开关PWM变换器（Zero-current-switching PWM converters）。

文献[3]提出了一种新颖的混合式全桥PWM变换器，它不但能在不增加导通损耗的情况下实现空载下ZVS条件，而且能使输入输出的滤波波形几乎为理想的，从而减少了输入输出的滤波装置。

2、 零转换PWM变换器（Zero transition converters）

零转换PWM变换器与零开关PWM变换器并无本质差别，不同之处是谐振网络与主电子开关并联。在开关转换期间，并联的谐振网络产生谐振以获得零开关条件。开关转换结束后，电路又恢复到正常的PWM工作方式。因此，零转换PWM变换器综合了硬开关PWM和谐振技术的优点，又克服了它们的缺点：

①采用PWM控制方式，实现恒定频率控制；

②辅助电路与主功率回路相并联，仅在开关管开关时工作，其他时候不工作，不需要处理很大的环流能量，从而减小了辅助电路的损耗；

③辅助电路的工作不会增加主开关管的电压和电流应力。

该类变换器可分为ZVT PWM变换器和ZCT PWM变换器，在中大功率的场合得到广泛应用。

参考文献

1.《软性开关逆变电路及其应用》。王聪 机械工业出版社 1993.

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中图分类号TM1 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0078-02

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术，它对于电力领域有着非常重要的贡献，它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。在现阶段的发展背景下，电力电子技术可以理解为功率强大。它与传统的电子技术相比，改变了以往的发展模式，有着许多的优势和功能：它不仅能够通过功率较大的电流和承受高电压，而且能够在大功率的情况下，很好的解决器件发热、运行效率的问题，对于我国电力事业的发展意义重大。当前，电力电子技术的应用范围已经越来越广，对于人们的生活所产生的影响越来越大。本文主要针对当前电气工程领域的四大热点进行详细分析和探讨，分别为电气节能领域、新能源发电领域、电力牵引领域以及智能电网领域4个方面。

1 电力电子技术的应用

1.1 电气节能的应用

节能是当前社会发展的必然趋势。电气节能主要包括变频调速、电能质量控制、有源滤波等，当前阶段，在电气节能的应用中又以变频调速为主要研究内容。电机变频调速节能是当前工业节能发展的一个主要途径，在未来的发展时期，三大发展因素将会进一步促进电机变频调速行业的快速发展：一是变频器产品日趋成熟，应用范围越来越广，技术越来越新，企业投资产品的成本将会越来越低；二是电机变频调速节能的效果非常明显，具有广泛的社会效益，这样能够更好的调动企业生产的积极性；三是国家对重点耗能企业也会采取一系列措施，发展电气节能能够有效的降低企业能源消耗，减少资源浪费，为社会创造财富。

1.2 新能源发电的应用

当前，社会发展的速度越来越快，人们消耗的资源也越来越多，全球范围内的石油储量、煤炭资源总量逐步在减少。在传统能源逐步减少的同时，生态平衡也受到严重的破坏，环境污染日益严重。因此，新能源在未来的一段时期有很大的发展前景。现在通过新能源发电的方法越来越多，比如通过地面太阳能发电、风电等，其中太阳能光伏发电在上海世博会上被充分利用，这对于新能源的开发有很好的借鉴意义。上海世博会的太阳能发电项目不仅是我国当前规模最大、采用技术最多的项目，同时也是世博会历史上新能源发电技术的最大规模应用，可以说，新能源的世界已经离我们越来越近。新能源发电中的电力电子技术应用特点主要有：新能源在供给过程中能源供给随机性较大，比如风能、太阳能等都会随着天气的变化而变化，并对电网发电的要求比较高，在新兴的能源使用中，可以充分考虑海洋能等随意性不大的资源。

1.3 电力牵引的应用

电力牵引（electric traction）是利用电能为动力的轨道运输牵引动力形式。它是以电力系统或发电厂为电源，通过牵引变电所使电力系统受电，经过降压、变频成交流电源，由接触网向电力机车、动车组供电。比如电力机车或动车的牵引电动机将电能充分转换为机械能，驱动铁路列车运行，这给人们的生活提供了极大的方便。但电力牵引也存在一些不足，主要表现在增加了供电系统装置，使其一次性投资比其他牵引动力形式要高些，同时，电力机车在运行时，会产生高次谐波和负序电流，谐波的存在和高压接触网及其回流网的不对称，对沿线不平行接近的电信线路将产生干扰电压，对电力系统的安全、经济运行有一定的影响，对通信质量和人身安全也存在一定的影响。因此，需要采取有效措施进行防护和限制，要在以后的发展过程中不断改进技术，通过新技术来改进电力牵引的缺点，使其达到合理，为社会发展贡献力量。

1.4 智能电网的应用

智能电网，就是将电网进行智能化改造，它是建立在集成的高速双向通信网络的基础之上的，在运行的过程中，通过先进的传感和测量技术、控制技术以及先进的决策管理体系的应用，实现电网的可靠运输、实现经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从更高的层次来讲，当前社会发展的电网变得比以往更大、更安全及更高能效，但其智能化程度仍旧较低，因此，其在未来的发展过程中有很好的发展前景。智能电网的核心就是智能电表。通过借助智能电表，电力事业机构能够知道用户在任意时间所使用的电能，便于他们根据用户的个性化需求提供针对性的服务，不断的满足社会的需求。

2 电力电子技术的未来发展前景

当前，电力电子技术的发展已经进入到各个领域，它在人们的生活中扮演着非常重要的角色，有着非常大的发展前景，这主要体现在以下几个方面：

1）新的材料进一步更新。随着社会经济的发展，人们生活水平越来越高，对于新材料的需求也会越来越高。同样，电力电子技术也会进一步加快研究步伐，将会扩大器件的频率研究、功率等级研究，会有效的降低器件的温度，减少器件体积，同时，成本将会大幅度下降，可以大大改进系统性能，扩大应用范围，使越来越多的领域受益；

2）改进器件和装置封装形式。在未来的发展前景中，电力电子技术将会对电力电子器件和装置形式不断进行改进，实现系统集成，减小各项生产成本，同时，通过新技术的运用使其获得更高的集成化和可靠性；

3）使用无需吸收电路并且关断延时小的集成门极换流晶闸管，这样可以有更多的器件来选择应用，特别是在一些大功率应用场合的器件选择时，选择的范围将会越来越广，给人们社会生活带来方便；

4）发展新型的全半导体变流系统。随着社会经济发展的迅速，社会在选择上越来越倾向于体积小、应用广的电子器件。因此，电力电子技术的发展将会在体积小、重量轻、损耗小、无功率的全半导体变流系统上做文章，不断加大设计力度和创新手法，满意日益增长的物质文化需要；

5）发明新型家用电器产品。随着低碳经济的提倡，人们在生活中越来越追求低碳的概念，低碳对于人们的生活有着非常重要的意义，现阶段，各种低碳产品已经逐步进入人们的视线和生活之中，新型汽车、新型电动车等低碳产品供不应求。因此，未来的电子器件的发展趋势将会进一步向家用电器延伸。

参考文献

[1]赵金亮.我国电力电子技术的现状及应用[J].北方经贸，2010(7).

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作者简介：茅靖峰（1976-），男，浙江宁波人，南通大学电气工程学院，副教授；顾菊平（1971-），女，江苏南通人，南通大学电气工程学院，教授。（江苏　南通　226019）

基金项目：本文系江苏省高校“青蓝工程”基金项目、南通大学教学研究基金项目（项目编号：2011B50、2010B10）的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0032-02

近20年来，电力电子技术受计算机技术、控制技术与材料科学等关键技术的推动，得到了快速发展，其工程应用领域得到了迅猛扩张。由现代电力电子技术支撑的新型产业和对传统行业的技术改造，如新能源、绿色交通、智能电网、先进伺服驱动、极端环境探索、节能减排等，都取得了巨大的技术经济效益与社会效益，展现出了良好应用前景。[1，2]

为了适应电气信息类工程应用学科的发展，保持教学内容的新颖性，跟踪电力电子技术的最新热点，自2006年以来，南通大学电气工程学院开设了“现代电力电子技术”课程，在传统“电力电子技术”课程学习的基础上，结合地方经济发展特色和技术需求，讲授现代电力电子技术高级原理、新器件与新型工程应用，以此提高学生理论联系实际的工作能力，培养市场应用型人才。本文从该课程的教学目标、教学内容、实践教学和网络教学等方面，介绍了课程教研组对这门课程的教学改革和实践情况。

一、传统教学存在的问题分析

1.装置与系统级的概念不突出

传统的“电力电子技术”课程教学，侧重于器件级的理论分析，强调基于电力电子器件的电路拓扑解算，即以电力电子器件为核心，在器件基本结构、原理和特性学习的基础上，针对典型电力电子拓扑原理电路，从电力电子器件的通和断两个状态入手，对电力电子电路换流的物理过程、波形特性、电参数之间的数量关系进行分析和计算。

该教学结构的优点是概念清楚、体系完备、机理分析透彻，但也存在诸多弊端。例如，学生将电力电子学过多地关注在了电力电子器件上，弱化了从装置级和系统级的角度对电力电子电路进行理解和认知；割裂了电力电子功率电路与基于反馈原理的数模电控制电路、自动控制原理、工程实际应用电路之间的关系；大篇幅的基于晶闸管器件的理论分析和计算，降低了学生学习的兴趣；单一和过少的工程应用实例，减少了学生对课程实用性的认同感等等。

2.实践教学环节薄弱

电力电子技术作为工程技术需要有一定量的实验和实践环节才能保障学习效果。但在传统的“电力电子技术”课程实验项目中，基础性和简单验证性实验较多，不能很好地与当前的工程实际应用相联系，致使许多新技术、新方法无法通过实验来直观的体验。

而且电力电子实验设备的常用形式为基于挂件结构的实验台和实验箱，基本上与实验内容相关的重要元器件、电路和系统都被封闭于内。实验过程中，学生们无法看到功率元器件、配件及电子仪表的外观和关键连线。学生依照原理图机械地连接主电路、记录实验数据和波形，即使不了解电路的工作原理，也能较顺利地完成实验。因此，无法发挥学生的主观能动性，没有探索学习的动力，锻炼创新思维和动手能力的教学内容和平台也不足。

二、课程教学改革措施

1.以服务地方经济发展为导向，确立教改思路和目标

作为地方综合性高校，南通大学的电气工程及其自动化专业的定位是培养应用型工程技术人才，为区域经济发展提供智力支撑和人才支持。因此，本课程作为电气工程及其自动化专业的主干专业课程之一，其教学目标的确立需结合本区域的产业分布与发展特点，同时又紧紧围绕本专业的学科方向。

形成了以帮助学生从装置和系统角度理解和掌握电力电子技术，培养理论与实践能力兼具的创新型电力电子应用技术人才为目的，以新能源、运动控制、电源技术、柔流输配电等应用领域为背景，以讲授电力电子技术在实际工程应用中所需要处理的相关问题为主要内容的课程教学思路和培养目标。

2.整合教学内容，突出应用能力培养

根据培养目标，在学院学科特色和现有教学资源的基础上，对课程体系和内容进行了合理调整。舍弃了传统的以大篇幅晶闸管半控器件分析为主线的教学内容体系，建立了“以基于全控器件的实际应用为主线，以电力电子主拓扑电路结合系统级的自动控制原理及其实现电路分析为主要技术内容，培养学生从整体的角度认识和设计电力电子电路的能力”的课程教学体系。

整合后的教学内容由三部分组成：功率器件、典型电路、应用及其系统。功率器件是基础，重点讲授开关全控器件及其驱动电路；典型电路是主体，重点讲授基于全控器件的直直、逆变和整流三种变换电路及其控制机理；应用及其系统是提升，重点讲授电力电子在新能源发电、运动控制、电源和柔流输配电技术中的应用原理及其典型系统设计案例。三者层次明晰，但学时又有所侧重。即前两部分作为前续“电力电子技术”课程内容的回顾与拓展，讲授学时占总理论学时的近一半，第三部分作为工程应用与系统提升的重要部分，需着重讲授，以逐次勾勒出一个电力电子技术及其工程应用的整体全貌。

在教学内容的组织与讲授中，凝炼理论教学的内容，在原理的讲授中注意培养学生面向工程的意识和思维，并及时动态地将教学团队获得的最新科研成果以及科研项目的最新进展融合到相关的课程内容中去，让学生接受到来自科研和工程研发第一线的新知识、新技术。

另外，针对基于电力电子技术应用的电气工程及其自动化专业发展的趋势和前沿内容，以及课程中被压缩掉或被取消的专业知识，设置为系列课外专题讲座，聘请对专题内容有深入研究和独特造诣的教师及企业的科技人员讲授，以开拓学生的知识面、培养学生理论联系实际的思维及能力。

3.加强课内实验环节教学，注重理论联系实际

课内实验是在课堂教学的基础上，巩固理论知识，培养动手能力和初步设计技能，增强解决问题和分析问题的能力的必要教学一环。为了突出课程的工程实用性，采取了优选验证性实验，增加了设计型和综合型实验项目的课内实验设置方法。

注重电路的工作机理分析与工程实际问题是验证性实验项目的选择标准。优选的该类实验项目包括：常用PWM控制器件及特性、不控整流的谐波与抑制、SPWM/SVPWM/方波PWM逆变策略的实现电路及特性等。

注重工程实用性是设计型和综合型实验项目的选择标准。我们要求学生们对该类型的实验项目遵循“理论设计计算—>计算机仿真验证—>硬件实验电路测试—>波形数据分析总结”的顺序开展路线，以强化学生对知识点的掌握和实验内容的理解，并促进学生形成理论联系实际的科学实验作风。

增设的实验项目包括：各型升/降压直直变换器设计、有源功率因数校正器设计、谐振软开关设计、三相高频PWM整流器设计，以及他们的复合系统设计等。

课内实验项目设置为必修和开放式的选修两类，以弥补实验授课学时不足的矛盾，同时采取“案例讲解法”、“实物演示法”等不同的教学方法，在实验课上认真讲解实验内容、步骤和注意事项，以激发学生兴趣，调动其积极性。

此外，应改革课内实验成绩的评定方式，突出对实验过程的考核，鼓励探索性的设计型实验。具体措施包括增加课内实验在课程总成绩中的权重，增加实验预习报告、实验操作测评、实验过程问辩三方面的成绩考核项等，通过确立科学合理的考核方法，调动学生自主学习的积极性，形成务实的学习风气。

4.优化课程设计环节，培养工程设计能力

课程设计是对学生工程设计和应用能力、创新意识和创新精神培养的重要环节，其课时安排在全部理论课程讲授完毕后进行。

该实践环节依托于以现代电力电子技术与运动控制实验室为主体，以工程训练中心、控制电机、虚拟仪器、风力发电动模实验室等其他专业实验室为辅助的课程设计开放式创新训练实验平台。[3，4]课程设计内容以学生熟悉并感兴趣的热点工程为背景，从南通大学电气工程学院专业与学科特色以及科研项目中，提炼出其中典型的技术问题，设计出合理的课程设计项目。可选的背景包括：风力发电、光伏发电、精密电机伺服驱动、电力无功与谐波控制、磁悬浮控制、特种电源等。其中的典型技术问题包括：整流、正弦逆变、直直变换、Delta逆变、闭环自动控制、检测技术等。

针对少部分优秀学生采用“导师制”的课程设计教学方法，通过细致的指导，紧密的设计过程跟踪，来进一步提高课程设计质量，并促进这部分学生研究性论文、专利、小制作等方面成果的形成。

针对大部分学生采用“项目驱动教学法”的课程设计教学方法。学生以小组为单位，在选题库中自由选题，利用书刊、网络查找相关资料，自主形成完成项目的各种设计思路，以培养学生独立思考问题、解决问题的能力。

通过课程设计的锻炼，使学生将书本上的理论知识和实践经验真正融入了自己的知识链，提高了其综合能力以及自主创新和团队协作能力。

5.注重网络教学资源建设，提高自主性学习能力

网络教学是弥补课堂教学学时局限，开拓课程学习的知识面，引导学生开展自主性学习，提高人才培养质量的重要途径。课程组以校Blackboard网络教学平台为基础，通过长期投入、持续积累、动态跟踪的建设方式，建立了课程的网络辅助教学平台。

网站的教学材料提供了与课程相关的丰富的资源，内容包括教学资源库（课程教学大纲、多媒体课件、实验指导书、数值仿真实验例程、实验设备操作视频等文件）、参考资源库（经典学术论文、典型芯片和模块的使用手册、常用仿真软件说明、典型应用设计案例、产业趋势和研究热点等信息）、复习思考题库等版面区。

此外，课程组充分利用Blackboard网络平台的交互功能，完成诸如教学信息、在线电子试卷测试、远程答疑和讨论等教学工作，提高了教学的效率和效果。

三、结语

通过上述教学改革措施，同学们在课程学习的主动性、系统级的分析设计能力、实践动手能力以及理论联系实际的工程应用能力等方面均得到了提高，培养的学生在近年来的挑战杯、机器人和电子设计大赛等学科竞赛中均取得了良好成绩。

显然，基于应用型人才培养的课程改革是一项持续而动态的工作，课程教学中需依据卓越工程师教育培养思想，以实现人才培养需求与区域经济社会发展需求的无缝对接为导向，明确树立学生的主体观，合理安排理论和实践教学内容，运用合理的教学方法和手段以及科学的评价体系，以切实提高教学效果和人才培养质量。

参考文献：

[1]陈坚，康勇.电力电子学：电力电子变换和控制技术[M].第三版.北京：高等教育出版社，2011.

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1 前言

随着人们生活水平的不断提高，整体经济水平的不断发展，电子设备与电力电子在现代电力系统中应用越来越广泛。但是电力等能源需求也越来越大，随着引起了能源危机与生活需求的矛盾。电力电子技术在整个能源开发中扮演着十分重要的角色，新型电力能源的研究与开发都离不开电力电子作为基础。因此，电子技术于电力系统的相互结合，不仅关系到电力能源的革新发展，对于社会的长足未来也都起到了关键作用。国内对于电力系统网络较早就展开了建设研究，至今也取得了斐然的成果与成熟的电力网络构架。

2 电子技术在现代电力系统中的应用

电力系统本身具有复杂性、专业性与各领域技术结合的综合性。经过多年的发展与融合，电子技术在各行各业都得到了广泛运用，也推动了电力能源的快速发展。对电力系统的性能与效率都起到了极大的促进作用。在电力系统中包含发电、配电、输电等各个关键环节，电子技术的深度结合都必不可少。随着电网的规模性能逐渐壮大高效，对电力电子技术也要求越来越高。通过优化完成电网变网的运行管理，在效率、精度、性能、质量等各方面指标都得到了更好的控制管理，对于电力系统的运营成本与难度都有效降低了。安全稳定的运行，使整个系统容错性增加，运行更趋于完善。

2.1 发电环节应用

现代电力系统作为一个复杂的综合系统，其发电环节技术成分含量较高，多个发电组与设备相结合，并且设备本身结构十分复杂。因此，相关的操作技术人员需要有过硬的专业技能知识，这样才能更好的完成电力设备中相关设计管理，运行维护等系列工作。发电环节中与电子技术的相互结合，对于发电系统整体的效率都能有很大的提升。励磁控制作为目前发电机控制的主流控制方法，主要通过品闸管整流电路完成设备的连接。具有较高的可靠性，并且系统整体控制结构简单，性价比较高，造价与系统性能均较为合理。静止励磁控制在对原有励磁机完成优化后，消除了惯性环节，系统稳定性与高效性能变得更为完备。对于系统的运行规律变换，一般结合电子变频设备，控制调节发电中机组的运用速度。使得电力功效得到提高，自身变化率也完成自动化控制，结合励磁控制，整体变得更加稳定高效，而且自身系统功率耗费也降低到了最低。其他电力领域也均有广泛参考，如风力水力发展等。由于发电设备电量使用不可转移改变，并耗电比较大，例如在风力发电中，为了消除不同风速变化导致的频差，其功率消耗高达整个用电的65%，电子变频器的出现很好的缓解了这一问题，通过有效地控制调节，能源消耗更低，大大降低了成本输入。

2.2 输电环节应用

电子电力技术的不断发展与提高，在电力系统中应用越来越广泛。电子元件的大量生产与应用，为现展提供更多的技术硬件支持与广阔的平台。在系统中的输电环节，电子器件的结合运用，一方面电力电网运用的可靠性得到了保证，电网稳定性也得到了相应提高，安全可靠的发展都展现电子技术在电力系统中的关键作用。在当前输电环节中，一般采用直流与轻型直流这两种较为常见输电模式，不仅能够增加输电的容量大小，并且能够更加灵活方便的控制调整。整个输出过程稳定可靠。这对于远距离的传输电力实现了较好的支持供应。其中，直流输电最大的优势还在于能够满足不同的电力输出要求，采取针对性的不同输电方式。随着技术的不断发展，柔流输电技术被研发并最近应用。这种融合了微电子、未处理、电力电子技术、自动化控制、通信交互等多种融合的技术平台，能够完成交流输电的适时控制，使整个电网达到长时的稳定状态，同时输电环节的输出成本也相应降低。柔流输电技术为电力系统提供了无功功率和感应，提高了输电质量与传输效率。

2.3 配电环节应用

在输电环节中，保证电能质量有效控制调节十分重要。在配电过程中，对频率、谐波、电压等指标有效控制，以此到达电能质量的标准，并且还需要考虑到干扰与瞬态波动的影响。在目前的电子应用中，一般是基于DFACTS电能质量调节装置进行控制。完成对电能质量的约束规范。由于柔流输出系统日趋成熟。作为简约版本的FACTS设备技术，DFACTS自身的工作原理、性能结构、功能指标均大同小异。由于电力电子期间的飞速发展，目前电气设备出现了供过于求的市场状态。DFACTS自身应用前景广阔，市场需求大，并且自身技术并不复杂，造价成本较低，更加容易被市场所接纳，整个设备产品将进入高速发展地势态。

目前一般采用电力通信技术为微波、无线扩频、电力载波、光纤通信等。除了数据语音、电信业务、自动化控制等，还有相应的业务保护，安全控制数据等。而电力通信的自动化与电力系统自动化相照应。现在大多已经满足了稳定、可靠、高效的优化通信。目前一般光纤采用OPGW与ADSS类型技术，能够与电力系统本身的线路资源相结合，避免产生频率资源、路由协调、兼容性之间的矛盾与冲突，自身具有较强的主动权，控制灵活。

3 结束语

由于技术的不断发展进步，对应的电子技术、电子设备、电子材料等，都在飞速发展。在电力系统建设中，作为主要组成的电力电子器件，也得到了相应的完善与优化。不断满足高要求的新型电子技术也不断呈现研发。同时，现代电力系统构建态势也呈现多元化，综合性。可以预测，基于目前的发展，未来较长一段时间中，电子技术在电力系统中依然扮演着重要作用，满足大规模电网改进建设。不断研究新技术，并加以改进应用。完善促进现代电力系统的健康发展育稳定高效建设，争取取得更大的科技进步。

参考文献

[1]张娜.电力电子技术的发展及应用探究[J].电子技术与软件工程 ，2015（03）.

[2]于闯.浅析电力电子技术在电力系统中的应用[J].科技经济市场 ，2015（07）.

[3]张文亮，汤广福，查鲲鹏，贺之渊.先进电力电子技术在智能电网中的应用[J].中国电机工程学报，2010（04）.

作者简介

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随着汽车工业与电子工业的不断发展，在现代汽车上，电子技术的应用越来越广泛，汽车电子化的程度也越来越高。汽车技术与电子技术相结合催生出汽车电子技术概念。电子技术在现代汽车工业中的广泛应用加快了电子汽车的发展趋势，推动了汽车功能的多元化和便捷化。

一、汽车电子技术

现代电子技术与汽车工业的结合促成了电子汽车概念的诞生和实现，概括地来说当前的汽车电子技术主要包括：智能化集成传感器：提供用于模拟和处理的信号，而且还能对信号作坊大处理。同时，他还能自动进行时漂、温漂和非线性的自动校正，具有较强的抵抗外部电磁干扰的能力，保证传感器信号的质量不受影响；嵌入式微处理机已广泛地应用与安全、环保、发动机、传动系、速度控制和故障诊断中。软件技术：随着汽车电子技术应用的增加，对有关控制软件的需求也相应增加，并可能要求进一步计算机联网。因此，要求使用多种语言，并开发出通用的高水平软件，以满足多种硬件的要求。轿车上多通道传输网络将大大地依赖于软件；多通道传输技术，多通道传输技术的采用，对电子控制集成化的实现是十分必要和有效的。采用这种技术后，使各个数据线成为一个网络，以便分享汽车中心计算机的信息。汽车车载电子网络：汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用，车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行使的经济性，温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。由此，以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是很有必要的。集成化技术：汽车电子技术的一个发展趋向是功能集成化，从而实现更经济、更有效以及可诊断的数据中心。光导纤维：汽车电子技术的进步，已使各系统控制走向集中，形成整车控制系统。这一系统除了中心电脑外，甚至包括多达23个微处理器及大量传感器和执行部件，组成一个庞大而复杂的信息交换与控制系统等。

二、国内汽车电子技术发展

电子技术在汽车工业中的应用加快了汽车技术的升级和突破，自20世纪80年代以来，汽车工业的长足发展，也是以电子技术（特别是计算机、集成电路技术）为动力而实现的。采用电子技术是解决汽车所面临的诸多技术问题的最佳方案。因此一国电子产业的发展水平及其在汽车工业领域的应用情况决定了其在未来轨迹汽车行业竞争中的地位和影响力。目前，国产汽车的电子技术应用多数还处于初级阶段。只有少数厂家，主要集中在一些中外合资和国内较为先进的汽车生产厂家，开始将电子控制装置应用在汽车工业中。国内现在采用的电子装置主要包括发动机的燃油喷射、电子点火控制、汽车安全性方面的安全气囊，ABS等领域，而且多数为直接引进国外产品组装，国内科研院所目前有关汽车电子技术应用的研究也主要集中在发动机控制、电控悬架、ABS系统等几个方面，在汽车的电子网络化技术、GPRS导航及智能交通系统的研究等方面与国外还有一定差距。

三、现代电子技术促进汽车智能管理的发展

随着经济的快速发展和人民群众对汽车工业要求的逐步提高，当前的电子技术在汽车工业领域里得到了很好较快较好的应用。汽车智能管理系统就是这一应用的重要体现。车辆智能管理仪（以下简称管理仪）硬件构成主要由CPU，数据存储器扩展电路、IC卡接口电路、GPS接收电路、光电隔离的输入、输出电路、数码相机控制电路、指示灯、蜂鸣器及电源部分组成。采用GPS接收机接收卫星的信号，经过计算后可得出车辆所处的经纬度、行驶速度、行驶方向等参数。管理仪还能够采集与司机操作有关的数据，如刹车、远光灯、近光灯、左右转向灯、喇叭、雾灯、制动气压、车门开关等参数。管理仪根据预先设定的时间间隔和特殊事件的触发，将有关数据保存入IC（Intelligent Card）卡中。根据这些数据，车辆管理部门就可以对车辆的历史运行状况进行检查、管理，以确定车辆是否按照规定的要求运行。管理仪还能够对最近15次停车前，每次停车前50秒的所有信息进行详细记录，GPS数据的采集速度受GPS系统的限制，每秒钟记录1次，其他参数每隔0.2秒记录一次。管理仪还具有数码照相机的控制接口，可以根据外部触发信号，对车内的情景拍照。 转贴于

汽车工业是高科技工业，汽车性能的每一步提升都伴随着新技术、新工艺的运用。电子技术是21世纪推动经济发展和社会变革的重要技术之一，电子技术的发展及其在汽车工业领域的广泛应用将有效提升汽车工业的发展水平。

参考文献

[1]高艳青：《现代电力电子及电源技术的发展趋势》，载《电脑与电信》2007，1.

[2]张庆湘：《浅析电子技术在现代汽车工业中的发展与应用》，载《企业技术开发》2007，6.

[3]李卫东：《浅谈电子技术在现代汽车工业领域中的应用》，载《中国职工教育》2005，9.

篇9

关键词:电子技术；现状；电力应用

中图分类号：F406文献标识码： A

一、前言

电子技术应用于电力系统，是把电力变换当成研究对象，并对电能进行控制的科学技术。电子技术在电力系统的应用，能够使得电能更好地为人们提供服务。

二、电子技术发展概述

1、和能源相结合的电子电力技术

“科学发展观”的提出使得人们愈加关注经济的可持续发展，通过运用电子电力技术来实现对风能、谁能、太阳能等自然能源向电能的转化，不仅大大提高了能源的利用效率还有效改善了我国资源短缺的窘境，通过这些能源发电将在今后成为电子电力技术的主要发展趋势。电力节能技术的研究和发展大幅度提高了我国的能源节约效率，国家也一直关注和支持着这方面技术的研究和应用

2、机电一体化的不断发展和应用

通过电子电力技术来实现对电能的科学控制和管理已成为当前主流的研究方向，相关资料研究显示在将来全国几乎全部的电能都需要通过电子电力技术的进一步处理后才能够投入使用。近些年来，我国机电一体化的进程也在不断加快，这为电子技术的深入发展和应用打造了良好的基础。

3、智能技术的推广

电子计算机、人工智能等理论和技术的研究的不断深入为实现电力控制系统的智能化创造了有利条件。通过智能技术的应用，使设备或者系统具备一定的自适应、自控制能力，对工作过程中的相关操作或者出现的一些故障能够做出准确的判断、分析和处理将能够全面提升电力行业的管理水平和服务质量，这也将成为电子电力技术的一个重要的研究方向之一。

三、电力技术的应用对于电力系统产生的意义

电力技术是最近几年发展起来的应用于电力行业的一种新型技术，这种技术通过计算机技术、半导体元件、电子信息技术等来完成对电力系统及设备的控制。研究电力技术的主要目的是为了实现有效利用电力资源以及提升电力行业服务的质量。尽管电力技术的发展历程还很短暂但它的发展速度却是十分的迅速，当前已经拥有了一套比较系统、完整的体系。电力技术应用于电力系统产生的重要意义包括以下几点：

增强电力行业的经济效益

电力技术的广泛应用能够有效改善系统和设备的工作效率，提高利用资源的效率，降低管理成本和人力成本。此外，它还可以不断促进完善系统和系统的功能，从而使电力行业朝着更加低能耗、高效率的发展方向前进。

调整产业结构

电力技术的应用与发展使得电力行业加入到了新兴产业的行列中来。加快机电一体化进程还可以促使电力行业积极的引入电子技术，从而提升电力企业的整体实力。

四、电子技术在电力系统中的应用

1、电子技术在发电环节的使用现状

发电环节作为电力系统中最为核心的部分，其涉及到庞杂、多样的机器设备，一旦没有进行有效管理将会直接影响到电力系统的正常运行。电子技术在发电环节的运用，主要变体现在对不同设备运行特性的有效控制、改善上。

（1）运用静止励磁实现对大型发电机的控制。由于采用结构简易、稳定性好、成本较低的晶闸管整流自并励方式，该控制方法被电力系统的大部分企业积极采用。励磁机环节的有效省略，为快速地进行发电过程调节，提供了十分高效的技术保障。

（2）运用变速恒频励磁完成对风力、水力发电机的有效控制。众所周知，风力发电机的发电效率直接与风速的三次方成正相关的关系，在风车发电过程中，其捕捉到的最大风能因风速的不同而相应变化，为了实现有效功率的最大化，可以通过对转子励磁电流的有效调整，达到机组运行能够与转子转速叠加后维持在恒定的输出频率，完成预定目标。同样，水电发电有效率直接受到水头压力以及水流量大小的影响，为使机组的转速能够与水头的变化幅度以及流量的起伏状态契合一致，通过变速电源的控制，一样能够十分准确地完成输出频率恒定的预定目标，实现有效功率最大化的目的。

（3）对发电厂风机水泵的变频调速进行有效干预。据相关资料显示，发电厂的内部电率的均值为8%，风机水泵的耗电量占到火电设备耗电量总数的63%左右。运作效率不高是广大发电企业面临的一大难题，低压以及高压变频器的出现很好地解决了这一历史性难题，通过运用风机水泵的变频以及调速，可以十分有效地达到节能的目标。由于技术水平尚处于起步阶段，高压大容量变频器的生产、设计尚处在较为稀缺的状态，学校与企业联合开发研究的方式正在被积极推广。

2、电子控速技术的推广使用

在工况相对恶劣的作业环境下运用该技术，能够实现电动工具的串激电机额定负载转速与空载转速保持基本一致或者完全统一的效果，这就为广大施工人员在进行作业时，有效降低噪音和震动，实现工作效率的提高并且延长工具的使用期限提供了十分必要的技术支持。

3、电子减速技术的运用推广

施工人员在进行螺钉以及螺栓拆卸过程中，由于工具需要在低转速、大扭矩的条件下进行运作，传统的串激电机扳手或者螺丝刀，难以实现转速、扭矩双双降低的情况下完成螺钉与螺栓的顺利卸载，尤其是生锈现象出现时，卸载就更加不易。通过使用电子减速器，可以实现串激电机负载减压的同时自动将电压进行增大，实现奠基的大扭矩，方便工人进行螺栓以及螺钉卸载。

4、电子扭矩控制技术的有效运用

由于高功率、大扭矩的客观条件，操作人员在用螺丝刀或者把手进行大螺钉、大螺栓的拧紧作业时，往往会出现因扭矩控制不当而出现钻头、螺钉、螺栓断裂的情况，电子扭矩控制技术的出现十分巧妙地解决了这些问题，通过使用电子扭矩控制器，可以对螺丝刀的扭矩值以及无极调节扳手进行有效控制，与此同时，将扭矩的最大值控制在一定的范围内，也是保障流水作业时，操作人员实现装配螺钉、螺栓拧紧程度一致性的重要手段。

5、电子调速技术在电动工具中的推广使用

电子调速技术是电力系统中电动工具领域使用最广泛，也是最早的电子技术。目前基本上所有的品种都采用了该项技术，通过对电动工具的运行速度进行有效设定，可以实现其在不同转速，尤其是低转速水平上的灵活、精准作业，为改善工作质量、提高工作效率创造了十分便利的条件。

6、电子启动电流限制技术在电力系统中的运用

电动工具的启动速度经由限制启动电流控制，这一手段的运用为功率较大的电动工具进行征程作业创造了十分高效的前提条件。继电器与限流电阻各一只组成的电子启动电流限制器，在工具机体内通过对其启动过程中电枢、磁力线的控制，实现工具启动，电流不会出现立刻增大的现象，为其正常、安全运用奠定了极其重要的保证。

7、微机控制技术的应用

在进行微机控制过程中，电动工具机器内部只需要安装空间占用小、价格相对较低的单片机，便可以进行作业。使用该项技术最大的优势，便在于其能够对操作和控制进行自动选择，通过控制屏上的按钮进行工具运作控制，不仅实现了高效作业，更加实现了这一过程中工具完好度的保护。

五、结束语

综上所述，电子技术是实现智能电网的基础和技术保证。随着电网的不断深化发展，电子技术必将获得长足发展，得到更广泛的应用。

篇10

1、电力自动化技术概述

电力系统中的自动化指的是一种综合概念，其本质就是监测和控制电力生产、电力传输以及电力使用的全过程，从而促使电力系统更加的安全和可靠。电力系统的自动化技术主要有如下要求：一是利用自动化技术要对传统电网技术进行改善，以此来降低损耗，实时监控可以降低事故发生的频率，又可以及时有效的处理故障；二是要收集电网运行各个环节的数据，从而有效的进行研究和分析；三是要遵循经济性原则，促进电力企业的可持续发展。

2、电力自动化技术的主要运用领域

随着经济社会的快速发展，居民及客户的用电需求和要求越来越高；电力企业要想跟上经济社会发展步伐，就需要不断提高电力系统运行效率，建设现代化智能电网势在必行。这就迫切需要加大电力自动化技术应用，提升电网自动化水平。电力系统的自动化技术主要应用在如下三个领域：

电力发电厂系统：发电厂自动化的对象主要是水电发电厂和火电发电厂。在水电发电厂方面，自动化主要可以实现三个方面的功能，分别是水库的调度、监测大坝的状态以及管理发电厂的运行。通过自动化系统中的自动化水文监测，可以采集和分析水文信息以及降雨量等数据，依据分析的结果来制定相关的调度计划。大坝监控系统则可以实时监控大坝的运行状态，如果在监控的过程中出现了问题，会及时的进行预警；发电机的监控系统则是监测发电站机组的运行状态，保证可以控制发电机的运行，有效管理发电厂。在火力发电厂方面，主要是安全检测电厂内的各个设备仪器，利用计算机技术来控制发电过程，自动增减有功负荷和母线无功功率，并且电压进行控制，从而保证发电厂运行的安全性和稳定性。

电网运行系统：电网自动化与电网管理系统密切相关，其总体结构主要包括变电站自动化、馈电线路自动化、负荷管理。第一，变电站自动化是通过计算机信息技术，代替以往的人工监测操作，对变电站实行自动数据采集、计算、处理，自动监视，自动操作开关及闭锁，自动信息交换与通信等功能的自动化系统。第二，馈电线路自动化的主要功能在于对馈电线路的监控、故障隔离、网络重构等。第三，负荷管理是包括负荷控制、用电及发电管理等在内的供需双方共同参与的供用电管理，主要应用于大用户，提供充分将电网运行安全性和经济性考虑在内的负荷控制方案。

电网调度系统：在调度系统中通过计算机的软硬件功能将监测系统和控制系统有效连接起来，利用对象数据库来分析衔接数据，比如状态控制或者故障处理等等，从而实现电力调度“遥控、遥测、遥信、遥调”的“四遥”功能。

3、电力自动化技术的在智能电网中的具体技术及应用

随着科学技术的不断进步，电网的智能化发展方向已成为必然趋势，自动化技术也随之扮演着越来越重要的角色。归纳当前在智能电网中所使用的自动化技术，主要有以下六种：

光纤通信技术：电力系统要想实现自动传输的功能，光纤通信技术是基础，利用光纤通信技术可以有效的实现调度控制中心与其他方面，比如发电厂、用户等进行双向的信息传递。通常情况下，可以将自动传输系统分为两个组成部分，分别是运动通道和运动装置，运动装置又可以分为遥控、遥测等等，而运动通道也可以分为很多种形式，比如逛到、微波等等。信息通信技术因为具有双向、实时以及高速的特点，可以有效的监测电网的运行状态，将一系列有用的数据提供出来，依据这些监测结果，来不断的修正和调整电网，从而提高电力能源的利用率，促使供电运行更加的安全和可靠。供电企业利用信息通信技术还可以有效的沟通用户，这样就可以更加的具有针对性。信息通信技术还可以监视和控制电网损耗和故障。

主动数据库技术：目前在电力系统中已经开始广泛应用数据库技术，用来支持对象标准，相较于一般的关系数据库，主动对象数据库主要是对技术支持，以及主动功能的技术支持。具体来讲，主动数据库技术利用系统的监视功能来有效的利用对象函数，实践研究表明，数据传输的时间得到了大大的节省。

现场总布线技术：现场总布线技术从实质上来讲，是一种连接技术，将其应用于电力自动化技术中，可以有效地连接传感系统、控制系统以及计算机控制系统等等，从而构建一个多向的数字化信息网络。目前，现场总线技术被广泛的应用于电力工程之中，通过现场总线技术可以有效的收集变送器所控制的总用电量，然后在主控计算机上集中这些控制之后的信号，最终向控制设备上发送这些指令，这样就实现了电力自动化技术的应用。通过分散电力工程中的控制功能，并且配备相应的计算机来处理被控设备的信息，连接信息和计算机，就不需要控制电力工程的现场，只需要调度信息即可。

自动化电力调度软件技术：要想实现电网电力调度的自动化，离不开硬件设备，更离不开管理软件。通常实践研究表明，在电网运行中合理的应用调度自动化系统，可以更加的安全和可靠。我国调度系统近些年来经过了大力的发展，已经从原来的单一监视项发展为目前的综合动态监视项，由目前的分布式系统取代了原来的单机式系统，原来没有标准，现在也已经有了统一的标准。

光互联技术：光互联技术主要是应用于电力工程中的继电以及自动控制系统中，光互联技术在电力工程中的应用，主要有这些表现：探测器功能进行扇出数的限制，实践应电容许的负载以及平面也不会对其产生限制作用，还可以有效的提升系统的集成度，对于系统监控也有很大的帮助。根据相关的实践研究表明，利用电子传输以及电子交换技术可以有效的拓展互联网，并且重组编程的结构，这样就会增强电力工程中电力系统的的灵活性。光互连技术有着较好的抗磁干扰性，那么就可以对处理器的干涉能力适当加大，这样数据通信就可以变得更加方便，让电力工程系统更加的可靠和安全。

智能传感和控制技术：智能电网远程监测和控制的基础就是智能传感和控制技术。它由智能电表、在线设备监测以及广域测量系统这三个重要部分。智能电表指的是监测用户的实时电价以及用电情况，并且自动抄表功能也可以实现；电网设备在线监测系统的功能主要是监测电力设备的各项运行情况，这个系统的基础是一个传感器，具有十分高的敏度。广域测量系统是在通信系统和全球定位系统的基础上发展起来的，可以动态测量电网的运行状态，然后控制中心来分析通信系统传输过来的数据，采取预防措施和控制手段。

4、结语

我们可以清晰的看到，未来自动化技术在电力系统中应用的广度和深度将不断扩大。在电力系统的发展中，许多问题和弊端都能通过自动化系统弥补。在进行智能电网建设的过程中，自动化技术将成为不可或缺不可替代的重要支柱。

参考文献：