時間：2023-09-19 18:29:38
序論：在您撰寫電力與電子技術(shù)時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
《電力電子技術(shù)》是自動化及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它的內(nèi)容繁雜抽象，但是實用性強，技工電氣高職班的學(xué)生要很好地學(xué)習(xí)它還不是件易事，這使得教學(xué)工作進行起來比較棘手。經(jīng)過總結(jié)多年的教學(xué)經(jīng)驗，我們摸索出了以項目教學(xué)法為核心，分步驟，對該課程的知識由淺入深，化繁為簡進行教學(xué)，取得較為明顯的教學(xué)效果。
1學(xué)情分析
首先，我們應(yīng)對學(xué)習(xí)該課程的對象進行分析，結(jié)合學(xué)生接受知識的特點，有的放矢，設(shè)計出一套適合學(xué)生特點的教學(xué)方法，這為取得良好的教學(xué)效果打下堅實的基礎(chǔ)。該課程是面對技工高職電氣相關(guān)專業(yè)學(xué)生所設(shè)的，這樣的班級在目前的技工教育中，人數(shù)一般為35～45人之間，其中有1/3的學(xué)生學(xué)習(xí)較為積極主動，1/3的學(xué)生需要在教師和同學(xué)的帶領(lǐng)下被動地學(xué)習(xí)，還有1/3是無心向?qū)W的“差生”。針對這種情況，我們對全班的學(xué)生進行分組，通過以強帶弱，以積極帶被動的學(xué)習(xí)形式，同時培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作意識。技工學(xué)校電氣相關(guān)專業(yè)的學(xué)生還是普遍存在動手能力強，理論分析能力差的情況。針對這樣的學(xué)情，教師在教學(xué)過程中應(yīng)該注意將難懂復(fù)雜的理論知識融入到一個個典型制作電路當中去。另外，因為他們是電氣相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，有一定電工電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識，為接受繁雜的電力電子知識打下一定的基礎(chǔ)。
2制定教學(xué)計劃
通過學(xué)情分析，我們幾位一起任教該門課程的教師進行集體備課，這里要特別感謝陳琨韶老師和陳國榮老師，他們?yōu)槲覀兩虾眠@門課想出了很多好辦法，他們結(jié)合深厚扎實的專業(yè)知識，將整門電力電子課程轉(zhuǎn)化成幾個項目進行教學(xué)。項目教學(xué)方法是將零散難懂的知識融入到每個具有代表性的項目上，這里是尋找合適的典型工作電路，再自制合理的工作頁引導(dǎo)學(xué)生參與學(xué)習(xí)。這樣一來，一向被公認難上的一門課，經(jīng)過我們的努力將其變得更容易教，更容易讓學(xué)生接受和對學(xué)生產(chǎn)生更好教學(xué)效果的一門課。
3確定典型工作電路
該門課程主要使用的工具有:示波器，萬用表，電烙鐵，變壓器等。本課程結(jié)合重點知識、查找相關(guān)資料，設(shè)計出學(xué)生易學(xué)易懂的工作電路，主要用了兩個電路作為實訓(xùn)內(nèi)容。它們分別是調(diào)光燈電路———包含單相整流電路和單結(jié)晶體管觸發(fā)電路兩大部分;555PWM脈寬調(diào)制電路。調(diào)光燈電路。在實訓(xùn)室中為了方便學(xué)生實訓(xùn)并安全完成任務(wù)，我們將該電路的交流電源220V經(jīng)過變壓器把電壓將為16～18V交流電，同時所用燈泡也更換為額定電壓為8V的小燈泡。另外，為了適應(yīng)以上改變，電路中的R1和R4兩個電阻應(yīng)被短接，這樣才能出現(xiàn)既定實訓(xùn)效果。也就是當調(diào)節(jié)電位器Rp時，燈泡的亮度會隨之改變。555PWM脈寬調(diào)制電路，該電路應(yīng)用555芯片驅(qū)動整個電路，以起到控制直流電機速度和燈泡亮度的作用。學(xué)生可以通過示波器檢測555芯片6腳和2腳連接處的波形，如果電路連接正確，檢測出來的波形是鋸齒波。如果不能出現(xiàn)該波形，應(yīng)提醒學(xué)生檢查電路的焊接是否出錯。另外，學(xué)生可以通過檢測NPN三極管的b極，測出正確波形為方波。
4制作有針對性的工作頁
任務(wù)的實施通過了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，我們編寫了幾個典型工作頁，以此來引導(dǎo)學(xué)生“在做中學(xué)，在學(xué)中做”。第一個階段的工作頁是以復(fù)習(xí)電工電子知識為主，新學(xué)的電力電子元件知識為輔。從而引導(dǎo)學(xué)生回憶、鞏固已學(xué)知識，對比、聯(lián)系地來學(xué)新知識。第二個階段的工作頁一共有兩個，是圍繞圖1、2—兩個典型工作電路，展開一系列知識點編制的。該工作頁的主要內(nèi)容是設(shè)計相關(guān)的題目，這些題目主要體現(xiàn)了在學(xué)生制作該電路時所需要的電力電子技術(shù)方面的理論知識。通過工作頁可以讓學(xué)生邊做題邊從課本、網(wǎng)絡(luò)中查找需要的知識。這樣就有效地化被動接受知識為主動查找知識，教師在一旁加以點撥和提醒，協(xié)助學(xué)生完成。教師結(jié)合每次講解的內(nèi)容布置相應(yīng)題目，并作為作業(yè)要求學(xué)生完成。
5項目的實施
項目的實施分為幾大部分，分別是查找資料填寫工作頁、列出元件清單、繪制電路原理圖、繪制電路實物圖、焊接電路和調(diào)試電路。
1)查找資料填寫工作頁。學(xué)生根據(jù)教師提供的工作頁，通過上網(wǎng)查找資料或者課本完成相關(guān)題目，為順利完成該項目奠定理論基礎(chǔ)。
2)繪制電路原理圖。學(xué)生根據(jù)教師提供的原理圖，自己動手繪制出來，一來鍛煉學(xué)生繪圖的能力，二來加強學(xué)生對原理圖的理解。
3)列出元件清單。學(xué)生根據(jù)原理圖和教師分發(fā)的元件實物列出元件清單，該清單包括元件的型號、參數(shù)、圖形符號、文字符號等。
4)繪制電路實物連接圖。學(xué)生以電路原理圖為依據(jù)，根據(jù)元件引腳實際封裝的位置匯出最合理的布線圖，避免元件與元件之間的連接線路錯亂，要求符合電路布線原則。
5)焊接電路，電路的焊接要求學(xué)生掌握熟練的焊接技術(shù)，不能出現(xiàn)虛焊、假焊、空焊和冷焊等。
6)調(diào)試電路。教師要求高職的學(xué)生應(yīng)自己調(diào)試電路板。首先應(yīng)該對照實物接線圖檢查成品電路板的連接有無錯漏，其次利用示波器測試電路板相應(yīng)位置的電路波形以檢測所焊接的電路板是否能出現(xiàn)正確電路的波形圖，如果波形吻合說明電路板制作成功，反之亦然。最后學(xué)生根據(jù)理論知識分析成功電路板出現(xiàn)對應(yīng)波形的原理。
6師生小結(jié)
每制作完成一個典型工作電路后，教師會根據(jù)學(xué)生在該項目學(xué)習(xí)的過程中存在的主要問題進行小結(jié)和解答。學(xué)生則以小組為單位，上講臺匯報他們的學(xué)習(xí)成果以及提出學(xué)習(xí)過程中的疑問。最后教師要求每位學(xué)生應(yīng)自行完成該項目的實訓(xùn)報告，以此作為作業(yè)。
7結(jié)語
引言：現(xiàn)代電力電子技術(shù)是以高新技術(shù)知識為基礎(chǔ)的一種知識密集型技術(shù)綜合，是強弱電相結(jié)合的新學(xué)科，一方面它是電子學(xué)在高電壓、大電流等強電或電工領(lǐng)域的一個分支，另一方面它也是電工學(xué)在低電壓、大電流等電流弱電或電子領(lǐng)域的一個分支。當前，電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合已成為當今技術(shù)發(fā)展的主流電力電子技術(shù)的應(yīng)用，貫穿在電能的獲取、傳輸、變換和利用的幾乎每個環(huán)節(jié)，使用電效率、節(jié)能效益、供電質(zhì)量大大提高。電力電子技術(shù)的應(yīng)用在電氣自動化中發(fā)揮越來越重要的作用，為電能的產(chǎn)生和利用搭起了橋梁，為電能的輸出、應(yīng)用提供了更好的方式和平臺，從根本上提高了電能的應(yīng)用效率。
一、電力電子技術(shù)的特點
電力電子技術(shù)是以功率和變換為主要對象的現(xiàn)代工業(yè)電子技術(shù)，當代工、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域都離不開電能，離不開表征電能的電壓、電流、頻率、波形和相位等基本參 數(shù)的控制和轉(zhuǎn)換，而電力電子技術(shù)可以對這些參數(shù)進行精確的控制和高效的處理，所以電子技術(shù)是實現(xiàn)電氣工程現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。電力電子技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，國防、工業(yè)、交通運輸、能源、通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)以及家用電器等無不滲透著電力電子技術(shù)的成果。因而，電力電子技術(shù)的發(fā)展是以電力電子器件為核心，并伴隨著變換技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。
二、電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力應(yīng)用電子技術(shù)的發(fā)展方向，是從以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。
1、整流器時代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費的，其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內(nèi)燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。
2、逆變器時代
變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?～100Hz的交流電。隨著變頻調(diào)速裝置的普及，大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出，靜止式無功功率動態(tài)補償?shù)?。這時的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變，但工作頻率較低，僅局限在中低頻范圍內(nèi)。
3、變頻器時代
當前，大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機結(jié)合，出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世，導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展，而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn)，又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標志。據(jù)統(tǒng)計，到1995年底，功率 M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場上已達到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機變頻調(diào)速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展，為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能，實現(xiàn)小型輕量化，機電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
三、電力電子技術(shù)的應(yīng)用
1、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
將電力電子技術(shù)引人電力系統(tǒng)并獲得廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，首推應(yīng)是同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)，這種勵磁系統(tǒng)由于動作迅速，容易設(shè)計出高頂值電壓，并且控制功率小，另一領(lǐng)域是交流電動機的變頻調(diào)速，它的應(yīng)用，節(jié)約了可觀的電能 近年來，國外還研究將電力電子技術(shù)引入抽水蓄能電站，以提高水泵水輪機的效率。并已取得成果在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電環(huán)節(jié)中都離不開電力電子器件和電力電子技術(shù)。電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用極大地改善這些設(shè)備的運行特性。
2、電力電子技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用
在工業(yè)中大量應(yīng)用交直流電動機進行電力拖動，直流電動機有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使交流電機的調(diào)速性能可與直流電機媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
3、在交通運輸上的應(yīng)用
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術(shù)。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術(shù)更是一項關(guān)鍵技術(shù)。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術(shù)。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅(qū)動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅(qū)動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術(shù)。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術(shù)。以前的電梯大都采用直流調(diào)速系統(tǒng)，而近年來交流變頻調(diào)速已成為主流。
4、電力電子技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用
照明在家用電器中有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子之一。電視機、音響設(shè)備、家用計算機等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。電力電子技術(shù)廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
5、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設(shè)備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關(guān)電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內(nèi)部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關(guān)電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術(shù)裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術(shù)離不開電力電子技術(shù)。
結(jié)語
電力電子技術(shù)正在不斷發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計算機技術(shù)的進步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實際應(yīng)用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，從人類對宇宙和大自然的探索，到同民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，再到我們的衣食住行，到處都能感受到電力電子技術(shù)的存在和巨大魅力。
在1957年，美國生產(chǎn)出了世界上第一個晶閘管，電子技術(shù)才開始逐漸的發(fā)展，電子技術(shù)也進入了晶閘管整流階段。對于工業(yè)用電來說，其功率相對較大，一般采用工頻交流發(fā)電機進行提供。在電能的實際使用過程中，大約1/5的電能都是由直流的形式所消耗的。在以后的10~20年間，較大功率的硅整流管以及晶閘管有了顯著的發(fā)展，其推廣領(lǐng)域也逐漸的擴大，此時電力電子技術(shù)有了長足的發(fā)展與進步。上世紀70年代初期，自管段期間的出現(xiàn)與發(fā)展，標志著電力電子技術(shù)逆變階段的開始。在此階段內(nèi)，世界范圍內(nèi)的能源短缺與危機開始出現(xiàn)，而交流電機變頻調(diào)速的功能，會使電能的利用率明顯提升，因此，交流變頻技術(shù)被逐漸重視而快速的發(fā)展與進步。逆變與整流技術(shù)不斷發(fā)展，但是其工作頻率相對還較低。從上世紀80年代開始，電力電子技術(shù)中的集成電路逐漸的轉(zhuǎn)向了大規(guī)模與超大規(guī)模的發(fā)展方向，很多的大電流、高頻率、高壓以及高功率的半導(dǎo)體元件開始出現(xiàn)與使用，此時電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了關(guān)鍵階段，功能多樣的電子元件開始在電路技術(shù)中使用，并逐漸走向電路的復(fù)合化以及模塊化，使得整體的性能不斷的改進與完善，使得設(shè)備具有更加優(yōu)越的節(jié)能效果。
2電力電子技術(shù)的實際應(yīng)用
現(xiàn)階段，很多的行業(yè)與領(lǐng)域都涉及到了電力電子技術(shù)的應(yīng)用。全球范圍內(nèi)的經(jīng)濟模式都逐漸走向信息化發(fā)展方向，這就需要對傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)模式進行改革，轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽扛咝录夹g(shù)的經(jīng)濟發(fā)展模式，而電力電子技術(shù)在經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)變過程中是重要的技術(shù)保障。電力電子技術(shù)在不斷的應(yīng)用的過程中，也在不斷的得到完善與發(fā)展，很多高性能、多功能的元件被不斷的開發(fā)并使用到電力變流設(shè)備運行中來。高性能元件的發(fā)展與使用，很大程度上推動了電力電子技術(shù)的進步，同時也推進了半導(dǎo)體器件、集成電路、自動化技術(shù)以及信息技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展。所以，電力電子技術(shù)在實際應(yīng)用中展示出了越來越多的優(yōu)勢，并逐漸的被廣泛推廣。
1）電力電子技術(shù)在交通設(shè)施中的應(yīng)用。電力電子技術(shù)隨著自身不斷的改革與進步，其應(yīng)用范圍也越來越廣，而電力電子技術(shù)在交通運輸中的應(yīng)用尤為廣泛。例如鐵道運輸中的電氣機車，其分為直流機車與交流機車兩種，這兩種機車就是分別對整流以及變頻裝置的實際使用。此外，最新開發(fā)的磁懸浮列車，電力電子技術(shù)在其中起著重要的作用，很多的設(shè)備以及元件都需要借助電力電子技術(shù)才可以進行正常運轉(zhuǎn)。例如，在磁懸浮列車的牽引機傳動過程中以及輔助電源運行過程中，都需要利用到電力電子技術(shù)。目前所研發(fā)的綠色節(jié)能汽車，就是依靠電力作為汽車運行的動力。而電力在通過電機轉(zhuǎn)化為動力的過程中，也需要電子裝置將電力轉(zhuǎn)換處理，才可以達到有效控制驅(qū)動的效果。船舶以及飛機等交通工具其電源在使用過程中差異也非常大，也需要采用電力電子技術(shù)進行控制與改進。
2）電力電子技術(shù)在家電中的應(yīng)用。越來越多的家用電器開始應(yīng)用電力電子技術(shù)，以更加方便的為人們的生活服務(wù)，提高人們生活的質(zhì)量。例如，日常中經(jīng)常用到的洗衣機，通過應(yīng)用電力電子技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)洗衣過程的自動化控制，減少了人力工作，我們僅僅把衣服放置到洗衣機中，通過給定制定的操作，就可以借助電力電子技術(shù)的功能實現(xiàn)我們想要的目的。才出現(xiàn)時間不長的洗碗機，其工作原理與洗衣機相似，都是通過電力電子技術(shù)來完成的?？照{(diào)也逐漸的向變頻節(jié)能的功能轉(zhuǎn)變，利用電力電子技術(shù)的變頻功能，可以為我們降低近1/3的電能消耗，不僅節(jié)省了日常開銷，也在很大程度上節(jié)約了資源與能源的消耗。電頻熒光照明燈泡同樣要比白熾燈泡擁有更好的節(jié)能性能，其中也是電力電子技術(shù)所應(yīng)用的效果。
3）電力電子技術(shù)在工業(yè)節(jié)能中的應(yīng)用。隨著我國的社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，工業(yè)對于能源以及資源的消耗也在逐漸的增加，特別是對于電力能源的消耗數(shù)量尤為高。由于電力能源具有性能穩(wěn)定、利用率相對較高的特點，工業(yè)生產(chǎn)中大多都采用電力作為能源的主要來源，使得電力的消耗隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展而大幅增加。就目前工業(yè)發(fā)展的大體狀況上來說，其用電過程中依然出現(xiàn)較多不科學(xué)現(xiàn)象，特別是工業(yè)用電效率普遍偏低，使得電力能源大量的浪費。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深化與改革，電力能源的節(jié)約使用已成為一個重大的社會問題，而電力電子技術(shù)可以在很大程度上降低對于電力能源的消耗。很多的企業(yè)開始逐漸使用電力電子節(jié)能設(shè)備，使得設(shè)備的運行更加優(yōu)化，極大提升了電力能源的使用效率。
4）電力電子技術(shù)在發(fā)電站的應(yīng)用。世界能源的短缺促使了人們加快開發(fā)新能源的步伐，我國也逐漸的重視風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電的工程建設(shè)，在這些電力設(shè)施建設(shè)與運行的過程中，發(fā)電機電流頻率的轉(zhuǎn)換是非常關(guān)鍵與重要的技術(shù)。對于水力發(fā)電來說，發(fā)電的功率大小跟水壓頭的大小以及水流量的大小有直接關(guān)系，也在很大程度上影響著發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速改變，為了獲得發(fā)電機組的最佳運轉(zhuǎn)功率，就要借助電力電子技術(shù)來改變電流的頻率，以達到改變發(fā)電機組轉(zhuǎn)速的目的。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；教學(xué)改革；應(yīng)用型人才培養(yǎng)
作者簡介：侯麗華（1966-），女，滿族，吉林伊通人，長春工程學(xué)院教師發(fā)展中心主任兼教務(wù)處副處長，教授；杜波（1976-），女，吉林長春人，長春工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院，副教授。（吉林 長春 130012）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0072-02
“電力電子技術(shù)”課程是自動化專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門工程應(yīng)用性很強的課程。該課程具有教學(xué)內(nèi)容多、課時少、更新快的特點。如何在有限學(xué)時內(nèi)使學(xué)生較好地掌握課程知識，提高工程實踐能力和創(chuàng)新能力，增強學(xué)習(xí)興趣，是教學(xué)改革要解決的主要問題。長春工程學(xué)院（以下簡稱“我校”）“電力電子技術(shù)”課程組根據(jù)學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標，在明確了自動化專業(yè)面向基礎(chǔ)工業(yè)基層一線應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標、基本規(guī)格、專業(yè)核心能力以及知識體系等方面基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合工業(yè)企業(yè)現(xiàn)場實際和電力電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，以先進的教育思想為指導(dǎo)，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，不斷整合教學(xué)內(nèi)容，完善實驗教學(xué)條件，開發(fā)綜合性和設(shè)計性實驗項目，增加實踐環(huán)節(jié)，改進教學(xué)方法與手段，改革考試方式，在教學(xué)實踐中取得了較好的效果。
一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建以應(yīng)用能力培養(yǎng)為核心的課程體系
1.課程建設(shè)與改革思路
教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系的改革是“電力電子技術(shù)”課程改革中最重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量的提高，關(guān)系到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。我校按照電力電子器件―電力電子變換電路―電力電子電路的微機控制技術(shù)―電力電子技術(shù)應(yīng)用的思路，以電力電子器件為電路服務(wù)，電路為電力電子系統(tǒng)服務(wù)，系統(tǒng)為電力電子應(yīng)用服務(wù)的理念作為教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的主導(dǎo)思想，以應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心，精選理論內(nèi)容，強化技術(shù)應(yīng)用，及時而恰當?shù)匾腚娏﹄娮蛹夹g(shù)的新知識、新技術(shù)、新工藝。
2.調(diào)整教學(xué)內(nèi)容
在教學(xué)設(shè)計上理論與實踐相結(jié)合，知識傳授與應(yīng)用能力培養(yǎng)相結(jié)合，課內(nèi)與課外相結(jié)合，講授與研討相結(jié)合。將電力電子器件、變換電路作為傳統(tǒng)內(nèi)容，將電力電子技術(shù)應(yīng)用作為實用內(nèi)容，將最先進的自動控制生產(chǎn)線作為新技術(shù)，對典型電力電子及電氣傳動系統(tǒng)分析作為討論內(nèi)容，將科研課題引入課堂作為啟發(fā)內(nèi)容，通過典型案例分析，將理論與實際結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，并通過滲透行業(yè)規(guī)范、安全操作規(guī)程、文明生產(chǎn)等知識培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數(shù)、選擇、驅(qū)動與保護電路為基礎(chǔ)，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形分析和參數(shù)計算及電路設(shè)計為核心，以微機控制的脈寬調(diào)制技術(shù)（PWM）和各種軟開關(guān)技術(shù)作為新的控制方法和新技術(shù)，把電力電子學(xué)科的發(fā)展方向引入課堂。以電力電子器件的應(yīng)用電路為教學(xué)的重點，解決實際工程問題，使學(xué)生能充分認識現(xiàn)代電力電子技術(shù)對交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續(xù)課程“運動控制系統(tǒng)”深入學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)。
二、強化實踐教學(xué)，提高學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力
1.完善實踐教學(xué)條件
“電力電子技術(shù)”課程具有很強的工程性和實用性，而實驗是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際、動手能力、嚴謹?shù)膽B(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段。因此，以營造真實的、先進的工程環(huán)境為目標，緊密結(jié)合工程實際應(yīng)用，投入100多萬元建設(shè)和完善了電力電子技術(shù)實驗室?，F(xiàn)實驗室擁有實驗設(shè)備24臺套，開發(fā)了電力電子技術(shù)仿真研究平臺，構(gòu)建了電力電子技術(shù)實踐教學(xué)體系（包括課內(nèi)實驗、課外實驗、課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等），編制相關(guān)的教學(xué)文件。實驗室向?qū)W生全面開放，學(xué)生以團隊的形式開展自主性實驗和學(xué)科競賽培訓(xùn)，并為學(xué)生提供實際工程技術(shù)資料、仿真實訓(xùn)教學(xué)軟件，培養(yǎng)工程實踐應(yīng)用能力。
2.精心設(shè)計實驗內(nèi)容
課程組精心設(shè)計了實驗教學(xué)項目和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從問題出發(fā)，逐步由基礎(chǔ)實驗走向設(shè)計性和綜合性實驗，再過渡到創(chuàng)新性實驗。開設(shè)了晶閘管整流、逆變的驗證性實驗，使學(xué)生對本課程的應(yīng)用有初步認識；對直流斬波、交交變換以及PWM控制技術(shù)部分的實驗，則由教師給出電路參數(shù)要求，由學(xué)生自行設(shè)計主電路、驅(qū)動電路等，完成設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力；軟開關(guān)技術(shù)的實現(xiàn)等具有較高實用價值的實驗項目，密切聯(lián)系著當今電力電子技術(shù)發(fā)展的最前沿技術(shù)，并且在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著重要作用。通過實驗學(xué)生了解了電力電子新技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，同時對本課程的應(yīng)用領(lǐng)域、可以解決的問題有了更直觀感性的認識。實驗項目與科研、工程、社會應(yīng)用實踐密切聯(lián)系，形成良性互動，實現(xiàn)基礎(chǔ)與前沿、經(jīng)典與現(xiàn)代的有機結(jié)合，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和自主訓(xùn)練。
3.增設(shè)課程設(shè)計與調(diào)試環(huán)節(jié)
開設(shè)了1周“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計與調(diào)試實踐環(huán)節(jié)，以完整的電力電子系統(tǒng)為載體，將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅(qū)動電路、保護電路、檢測電路、控制電路等內(nèi)容有機地結(jié)合起來，使學(xué)生通過設(shè)計、組裝、實驗和調(diào)試“四位一體”的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。同時，在教學(xué)中使用計算機仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路，且可方便地調(diào)整電路的參數(shù)進行仿真，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計算機處理復(fù)雜電力電子電路的能力，也為日后從事工程設(shè)計和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。
三、改進教學(xué)方法與手段，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性
在實際教學(xué)實踐中，筆者始終堅持以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)、能力為主線的教育理念，根據(jù)課程內(nèi)容合理采用不同的教學(xué)方法組織課堂教學(xué)，將“理論+實踐+應(yīng)用能力”的教學(xué)模式貫穿在整個教學(xué)活動中，由傳統(tǒng)的教師滿堂灌唱獨角戲變成了教師學(xué)生共同參與的互動學(xué)習(xí)，教與學(xué)融為一體。教師有所教，學(xué)生有所學(xué)，極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加深了學(xué)生的理解，加快了學(xué)習(xí)步伐。通過啟發(fā)教學(xué)法、案例教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)方法等，增強學(xué)生主觀能動性，活躍課堂氣氛，挖掘?qū)W生潛力，增強專業(yè)素養(yǎng)，逐漸讓學(xué)生由“學(xué)會”變成“會學(xué)”，由被動變主動汲取知識。
為了分析電力電子器件和電路的工作狀態(tài)，使學(xué)生弄清電路中能量的變換和傳遞，筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學(xué)課件。利用多媒體技術(shù)將實際應(yīng)用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上，結(jié)合典型工程實例，并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實到教學(xué)課件中，提高學(xué)生的感性認識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，不斷提高教學(xué)效果及教學(xué)質(zhì)量。同時，建設(shè)了本課程的教學(xué)網(wǎng)站，網(wǎng)站資料豐富，包括教學(xué)資料和典型工程實例等，學(xué)生可以在網(wǎng)上學(xué)習(xí)，教師可以在網(wǎng)上進行答疑，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，提高了教學(xué)效果。
四、改革考核方式，提高學(xué)生對知識的綜合運用能力
1.考試過程全程化
教師根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程性質(zhì)和不同階段的教學(xué)要求，通過課堂提問、討論、平時作業(yè)、單元測驗、實際操作、撰寫報告或論文等方式加強形成性考試評價，并安排階段性考試以強化學(xué)生平時對課程教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)和掌握，弱化期末終結(jié)性考核。
2.考核內(nèi)容能力化
考核內(nèi)容圍繞應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為核心這個目標設(shè)置，結(jié)合新的“電力電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容體系，加大電力電子器件特性分析、實際電路分析、應(yīng)用案例分析、實踐技能的比例，側(cè)重考查學(xué)生對知識的綜合運用、解決問題的能力。
3.考核方式多元化
根據(jù)不同階段的教學(xué)要求，考核采取口試、筆試（開卷、閉卷）、開發(fā)設(shè)計相結(jié)合的形式，變單一形式的考核為多種形式的考核。
五、組織課外科技創(chuàng)新活動，探索課內(nèi)與課外培養(yǎng)的有效機制
按照課內(nèi)培養(yǎng)與課外培養(yǎng)相結(jié)合的原則，把培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力固化在教學(xué)任務(wù)中，成立了課外科技活動小組，注意引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生積極參加各種科技競賽活動。依托電力電子實驗室的硬件設(shè)施，積極組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽和“挑戰(zhàn)杯”競賽，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力、實踐能力和創(chuàng)新意識。在運行中，加強課外實踐活動的組織和管理，制訂《大學(xué)生課外科技創(chuàng)新實踐活動運行管理辦法》和《實驗室開放運行管理辦法》，對大學(xué)生第二課堂教育的條件保障、激勵政策、管理辦法、評價辦法等做了明確規(guī)定，形成了有效的大學(xué)生科技創(chuàng)新實踐活動保障體系。
六、加強青年教師培養(yǎng)，提高課程組教師整體水平
師資隊伍建設(shè)是課程建設(shè)的關(guān)鍵，課程組教師的理論教學(xué)水平、工程實踐能力、科研水平直接關(guān)乎“電力電子技術(shù)”課程建設(shè)水平。按照校內(nèi)培養(yǎng)與校外培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)培養(yǎng)和科研培養(yǎng)相結(jié)合的原則，通過建立青年教師“導(dǎo)師制”、定期開展教學(xué)研討和教學(xué)觀摩、實行青年教師實驗室坐班制、深入工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)實際、選派教師參加新技術(shù)培訓(xùn)等措施，不斷提高青年教師教學(xué)水平、學(xué)術(shù)水平和實踐能力。
七、結(jié)語
電力電子技術(shù)隨著社會科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷地更新，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，不僅用于一般工業(yè)，也廣泛用于交通運輸、電力、通信、計算機、新能源系統(tǒng)等。“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)應(yīng)緊跟時代變化的步伐，不斷更新和充實教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法與手段，完善實踐教學(xué)條件建設(shè)，創(chuàng)新實驗內(nèi)容，將電力電子技術(shù)理論知識與實踐緊密聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識，提高實踐能力和創(chuàng)新能力。
參考文獻：
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) 工業(yè) 節(jié)能 變頻
中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)010-042-02
1、引言
電力電子技術(shù)是一個新興的領(lǐng)域，它將電子技術(shù)應(yīng)用到電力領(lǐng)域，將強電和弱電結(jié)合控制。從電力電子技術(shù)問世至今，在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，尤其在工業(yè)上發(fā)揮著重要的作用。在工業(yè)方面，電力電子技術(shù)主要應(yīng)用在電力牽引、電機驅(qū)動和先進裝備制造業(yè)等。在電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的大功率變流器及其控制系統(tǒng)，大功率高精度可程控交、直流電源系統(tǒng)，高精度數(shù)控機床的驅(qū)動和控制系統(tǒng)，這些技術(shù)不但提高了工業(yè)制造精度和效率。更重要的是有效地降低了能耗，實現(xiàn)綠色工業(yè)。
2、電力電子技術(shù)的發(fā)展歷史
從1958年美國通用公司研制出世界第一個工業(yè)用普通晶閘管開始，電能的變換和控制就開始了從旋轉(zhuǎn)的變流機組和靜止的離子變流器進入由功率半導(dǎo)體器件構(gòu)成的變流器時代。雖然早在20世紀初就已經(jīng)出現(xiàn)在了可以控制電流的真空管和水銀整流器，但電力電子技術(shù)真正得到飛速發(fā)展并被廣泛應(yīng)用，還是在硅整流器件誕生之后。硅整流器件包括從半控型晶閘管(SCR)到全控型的門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、電力雙極型晶體管(BJT)和電力場效應(yīng)晶體管(Power-MOS．FET)?隨著硅整流器件的發(fā)展，電力電子器件的控制能力和開關(guān)速度得到了提高，而電力電子技術(shù)的發(fā)展也相應(yīng)先后經(jīng)歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代。
3、電力電子節(jié)能技術(shù)的典型應(yīng)用
3.1變頻調(diào)速系統(tǒng) 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流／過壓／過載保護等功能。變頻器的功能很多，比如其優(yōu)化電機運行，全世界中用電量有60％左右是通過電動機來消耗的，因此變頻器在提高電動機的電能利用率上有很大的作用。根據(jù)全球著名變頻器生產(chǎn)企業(yè)ABB的測算，單單該集團全球范圍內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)并安裝的變頻器每年就能夠節(jié)省1150億千瓦時電力，相應(yīng)減少9700萬噸二氧化碳排放，這已經(jīng)超過芬蘭一年的二氧化碳排放量?！≡谝话愕墓I(yè)領(lǐng)域，通常場合下的電機調(diào)速均采用電力電子技術(shù)與電力傳動技術(shù)，目前該技術(shù)已經(jīng)比較成熟。在異步電動機運行時，需要同步進行調(diào)壓和調(diào)頻使電機在獲得良好的運行性能，同時保持控制的靈活性。目前主要通過交-直-交變頻調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)這一目標。包括可控整流調(diào)壓、方波(六脈波)逆變調(diào)頻和不控整流器整流、脈寬調(diào)制逆變器同時調(diào)壓調(diào)頻兩種主要結(jié)構(gòu)形式。但一些高壓大功率應(yīng)用(電力牽引，中高壓高性能電機驅(qū)動等)場合，依然是這一領(lǐng)域的技術(shù)制高點，仍在進行不斷的研究。 據(jù)最新資料統(tǒng)計。在美國大約有8％的發(fā)電量消耗與照明負載有關(guān)，約50％－60％的發(fā)電量用于電動機的驅(qū)動。近年來，由于美國應(yīng)用高度發(fā)展的電力電子變頻技術(shù)對白熾燈和各種電機進行改造，使電能節(jié)約15％－25％左右，在日本，由于廣泛使用變頻技術(shù)，使得目前單位國民總值平均能耗居世界最低的情況下，又再把全國發(fā)電量的10％節(jié)約下來。
3.2高頻開關(guān)電源技術(shù) 電氣產(chǎn)品的體積、重量與供電頻率的平方根成反比，所以當我們把頻率從50Hz提升到200Hz時，用電設(shè)備的體積重量大體下降至原來的5％-10％，基于這個原理，對傳統(tǒng)行業(yè)的電鍍、電加工、充電等各種電源進行改造，不僅其主要材料可以節(jié)約90％或者更高，還可節(jié)電30％或者更多?！∧壳?，高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流，傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源已逐步被高頻開關(guān)電源所取代，高頻開關(guān)電源通過MOSFET或IGBT在高頻下工作，其開關(guān)頻率一般在50Hz-100Hz之間，以實現(xiàn)高效率的小型化。
3.3新型靜止無功發(fā)生器(ASVG) 變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設(shè)備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此無功電源與有功電源一樣，是保證電能不可缺少的部分。隨著電力電子技術(shù)的進一步發(fā)展，逐步出現(xiàn)在了應(yīng)用變流技術(shù)進行動態(tài)無功補償?shù)撵o止補償器。它是通過將自換相橋梁式電路直接并聯(lián)到電網(wǎng)上或者通過電抗器并聯(lián)到電網(wǎng)上。ASVG根據(jù)直流側(cè)采用電容和電感兩種不同的儲能元件，可以分為電壓型和電流型兩種，圖1所示的原理圖為電壓型補償器，如果將直流側(cè)的電容器用電抗器代替，交流側(cè)的串聯(lián)電感用并聯(lián)電容代替，則為電流型的ASVG。交流側(cè)所接的電感L和電容C的作用分別為阻止高次諧波進入電網(wǎng)和吸收換相時產(chǎn)生的過電壓。當逆變器脈沖寬度恒定時，調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓及系統(tǒng)電壓之間的夾角，就可以調(diào)節(jié)無功功率及逆變器直流側(cè)電容電壓Uc，同時調(diào)節(jié)夾角和逆變器脈寬，既可以保持Uc恒定的情況下，發(fā)出或吸改所需的無功功率。
4、我國電力電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)節(jié)能情況
我國電力電子行業(yè)起步較早，1957年美國發(fā)明了晶閘管，1962年我國就研制出自己的晶閘管，電力電子節(jié)能技術(shù)遍布工業(yè)制造、交通運輸、電力系統(tǒng)、電子裝置等各個領(lǐng)域，包括一大批軋機、無軌電車、電焊機、電鍍和電解電源以及風(fēng)機和水泵等機電設(shè)備，由于采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)進行改造，其效率大大提高。電力電子技術(shù)已經(jīng)滲透到日常生活的各個角落：上班乘坐的交流調(diào)速地鐵；上下樓用的交流調(diào)速電梯；室內(nèi)用的變頻調(diào)速空調(diào)；照明用的高頻振蕩熒光燈；計算機用的開關(guān)電源和UPS．家用電炊具中的電磁爐等。這些新型設(shè)備大大提高了效率，降低了能耗。
5、結(jié)論
通過以上分析，可以看出電力電子技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)上高效節(jié)能的目的，具有非常高的實用性，應(yīng)用范圍也相當廣泛，在工業(yè)中很多領(lǐng)域已經(jīng)開始發(fā)揮出重要的節(jié)能作用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，其必將為綠色工業(yè)提供更好的指導(dǎo)和更強的動力，為節(jié)能減排創(chuàng)造更廣闊的發(fā)展空間，從而造福全人類。
注釋：
①唐政．淺談電力電子技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用[J]中國科技博覽,2010,30： 635．
②李澤元．21世紀的電力電子技術(shù)[J]電信技術(shù)．1999,11：1．3．
③林輝．異步電動機的軟起動技術(shù)[J]I電機技術(shù)．2010,3：32-34．
④劉冬巖，韓直．電力電子技術(shù)與節(jié)能[J]．中國能源，1997,10： 43-44．
關(guān)鍵詞 諧波抑制電力電子技術(shù)諧波治理
中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）041-163-02
1 諧波的產(chǎn)生和影響
1.1 諧波與無功功率的產(chǎn)生
在用電負載中，阻感負載占了很大一部分，阻感負載要正常的工作就要吸收無功功率。而這些裝置中交流側(cè)的電流會因為使用了相控方式而滯后于電壓，也就產(chǎn)生了大量的諧波電流。即使一些交流側(cè)電壓電流基本相同的裝置，但是電流波形的畸變，也會產(chǎn)生諧波電流，導(dǎo)致無功功率被消耗。
純正弦交流電路中，定義了三種功率，它們的表達式為（P是有功功率，Q是無功功率，S是視在功率）：
P=UIcosφ
Q= UIsinφ
S=UI
三種功率滿足關(guān)系式：
S2=P2+Q2
有功功率P的表示交流平均功率；視在功率S在工程上表示為電氣設(shè)備功率中設(shè)計的極限值，它當中的額定電流由銅耗和導(dǎo)線的截面積決定；無功功率表示的則是含有儲能元件的電路中的一種功率互換的幅度，單相電路與三相電路之間又有一些不同。
在非正弦交流電路中，有功功率和視在功率可以分別表示成：
其中，Un和In分別代表基波和諧波中電壓、電流的分別的有效值。
按照純正弦電路的模式，可以給非正弦電路的無功功率做一個定義：
在這里，Q雖然反應(yīng)能量的流動交換，但卻不體現(xiàn)其的消耗情況。公用電網(wǎng)的電壓，波形穩(wěn)定，畸變很小，而電流的畸變可能卻很大，所以在研究過程中，可以將各個功率可以用以下公式表示：
其中，Qf和D分別表示基波電流和諧波電流產(chǎn)生的無功功率。功率因素可以表示成：
在這個式子中，u=I1/I是叫波形畸變因數(shù)，cosφ1則被稱為位移因數(shù)或功率因數(shù)。
可以看出，功率因數(shù)在非正弦電流電路中除了與基波電流相關(guān)，還與諧波大小有關(guān)系。所以，電路中的諧波，會使得無功功率增大，從而使功率因數(shù)變低，導(dǎo)致電氣容量的可利用率下滑，從而損害電網(wǎng)。
1.2 諧波對電網(wǎng)的影響
1）諧波的產(chǎn)生，會使電網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生附加的損耗，從而降低供配電以及用電設(shè)備的功率。
2）諧波引起的過電壓、過電流將會使變壓器產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，這樣一來，設(shè)備容易老化，使用壽命縮短而且還會損壞。
3）諧波會到這繼電保護裝置的誤操作，是一些測量儀表失效或測量不準確。
4）諧波會在公用電網(wǎng)中引發(fā)并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，極易造成安全隱患。
5）諧波的產(chǎn)生，對近處的通信裝置產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致通信質(zhì)量下降，造成一些額外損失。
2 對諧波抑制技術(shù)的研究
各國在電力技術(shù)方面都制定了一些法規(guī)或措施來將諧波抑制控制在允許范圍，對諧波和諧波電流的合成方法進行了明確說明，為了滿足這些要求，要采用一些方法來抑制諧波以及對無功功率進行補償。
2.1 安裝諧波補償裝置
2.1.1 無源濾波器
無源電力濾波器（PPF）在諧波抑制中有很大優(yōu)勢，初期投資比較小，運行效率高，它主要利用電子元件的諧振特性，使得電感或電容在阻抗分流回路中形成低阻抗，但體積大，材料消耗多等，也是它的缺點。
2.1.2 有源濾波器
有源濾波器（APF）與無源濾波器（PPF）相比而言，它能在補償各次諧波的同時，還能調(diào)節(jié)三相不平衡電壓和抑制閃變；并且它能夠?qū)討B(tài)的諧波進行跟蹤補償，達到自適應(yīng)的效果；濾波特性也不受頻率與阻抗影響。
因為優(yōu)勢明顯，APF技術(shù)也是治理電網(wǎng)污染中的一項關(guān)鍵技術(shù)，對它的研究比較廣泛。根據(jù)使用場合分，可分為有源直流和有源交流兩類；根據(jù)逆變電路儲能元件來分，分為電流型與電壓型濾波裝置，如圖1所示：a）為電壓型。b）為電流型。
電壓型效率高，可任意并聯(lián)擴容，適用于電網(wǎng)級的諧波補償，且技術(shù)相對成熟，目前使用廣泛；電流型結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，不適用大容量系統(tǒng)。
通過接入電網(wǎng)的方式來分，還可分為串聯(lián)型與并聯(lián)型。并聯(lián)型的APF，主要功能是消除負載引起的諧波電流，優(yōu)勢是可以多臺并聯(lián)使用，適用于多種容量場合；串聯(lián)型APF，是通過向電網(wǎng)中加入或減去一個瞬時電壓，使負載側(cè)電壓維持一個純正弦波，這種方式使串聯(lián)型在電壓敏感性負載中非常適合，但它負載電流過大，體積較大，沒有并聯(lián)型使用廣泛。
有源濾波器的控制策略是濾波技術(shù)中最重要的部分，包括直流側(cè)電容電壓控制、輸出電流跟蹤控制，一般來說又可分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制，目前主要采用閉環(huán)控制技術(shù)，它補償效果較好。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；虛擬實驗平臺；研究與實現(xiàn)
虛擬實驗室這一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一個通過計算機網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的虛擬實驗環(huán)境，它是一個不同于信息化網(wǎng)絡(luò)的綜合集成環(huán)境，因此其可以更為有效的為用戶提供各種數(shù)據(jù)信息和人力設(shè)備等資源。
1 電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺的總體設(shè)計
1.1 虛擬實驗室設(shè)計目標
在現(xiàn)實實驗室中，我們進行實驗教學(xué)時，需要先令學(xué)生們閱讀實驗指導(dǎo)書，然后按照要求選擇適當?shù)脑?，并將其按照電路的原理進行連接，之后再對各部分電路進行檢查確認，確認無誤后便可以打開電源進行實驗了。試驗中要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄，最后完成實驗報告。
通過上述流程，我們可以確定虛擬實驗平臺的基本構(gòu)成要素包括：實驗幫助、實驗所需元器件、電路圖形連接、計算機仿真電路、結(jié)果顯示。根據(jù)虛擬實驗室的構(gòu)成要素，我們可以基本確定虛擬實驗室的設(shè)計目標為“控制（輸入）部分”、“計算機仿真電路部分”、“實驗結(jié)果顯示（輸出部分）”。
1.2 控制（輸入）部分
對于控制部分的設(shè)計，首先需要對電路元件的相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置，如“獨立直流電源電壓”、“獨立直流電源電流”等；然后對其進行觸發(fā)脈沖信號相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，如“觸發(fā)脈沖信號周期”、“觸發(fā)脈沖信號占空比”等；最后是對電路的產(chǎn)生進行設(shè)置，這部分設(shè)置需要對元器件的圖片模型進行事先布置，然后通過鼠標進行電路連接，檢查無誤后點擊“確認”或“連接完成”。
1.3 計算機仿真電路部分
計算機仿真電路事實上就是通過計算機程序的自動求解，來根據(jù)相應(yīng)程序建立的一個電路方程。在整個電路方程程序的設(shè)計過程中，由數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定編程的思路，而如何進行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇，則完全取決于實現(xiàn)實驗平臺的軟件選擇。然而只要建立了實驗方程，那么就可以通過數(shù)值方法來進行編程的求解了。
1.4 實驗結(jié)果顯示（輸出部分）
關(guān)于實驗結(jié)果的顯示，通過有兩種形式，一種是隨著實驗的進行，直接顯示出實驗當時的實驗數(shù)值；而另外一種顯示方式，則是將整個實驗的某一段時間內(nèi)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)計算出來，并將其存儲起來，在某些特殊情況下還需要經(jīng)過數(shù)據(jù)的二次處理，然后才能輸出相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)結(jié)果。
1.5 平臺軟件的選擇
在進行虛擬實驗的設(shè)計時，我們需要一個“放置”虛擬實驗的平臺，因此這個平臺軟件的選擇，將對整個虛擬實驗的設(shè)計起到不可忽視的承載作用。而在平臺軟件的選擇上，我們通常將“減少開發(fā)工作的工作量”、“減少低級以及重復(fù)工作的開發(fā)”、“軟件本身的運行效率”等因素放在首位?，F(xiàn)今我們所使用的軟件，通常都是將若干軟件通過取長補短的方式組合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混編、“VB”和“MATLAB”混編等。
2 電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺的實現(xiàn)
虛擬實驗平臺的實現(xiàn)，首先采用了VB和MATLAB混編的方法進行編程，然后再通過對VB中MatrixVB的矩陣函數(shù)與繪圖函數(shù)進行調(diào)用，最終將復(fù)雜的計算與圖形描繪變?yōu)楹唵蔚木幊獭?/p>
首先在計算機上安裝MatrixVB，建立Visual Basic的新項目，添加MatrixVB庫，待系統(tǒng)對MMatrix.DLL文件加載完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函數(shù)了。
然后將Visual Basic的數(shù)組當做矩陣來對待，生產(chǎn)矩陣，來豐富MatrixVB的功能函數(shù)，將更多處理問題的先進技術(shù)融入到VB編程中去。然后利用括號、實部rN、虛部iN等方式來對矩陣元素進行定位操作，從而精確的對相關(guān)矩陣數(shù)據(jù)進行快速定位，利用simple函數(shù)將矩陣轉(zhuǎn)化成為最簡單的形式。
最后利用軟件Psim對這種方法的可行性進行驗證，通過實驗的結(jié)果確認了這種方法在某些問題范圍內(nèi)，對含有開關(guān)器的非線性器件可以被視為理想開關(guān)，與獨立電源的電力電子形成電路時，這種方法具有有效的可行性。
3 結(jié)束語
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及教育事業(yè)規(guī)模的不斷壯大，師資力量薄弱成為了制約教學(xué)開展的重要問題。特別是硬件資源的缺失，伴隨著信息技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，成為了促進電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺出現(xiàn)的重要因素。而電力電子技術(shù)虛擬實驗平臺的實現(xiàn)，切實有效的緩解了師資資源匱乏這一難題。
【參考文獻】
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