第一篇：电力电子技术开关电源的运用
摘要：
现如今全世界的能源消耗逐年递增，而电力能源在所有能源中所占的比例大约是40%，而在电力能源之中，经过电力电子设备转换的电力能源也占有40%，根据现代电力能源的增长速度，电力电子设备的电子能源转换预计达到80%，所以在二十一世纪中电力电子技术所发挥的作用将越来越大。本文主要在电力电子技术的发展基础上，将其应用到开关电源内，分析其原理和发展的趋势。
关键词：
电力电子；开关能力；运用
电力电子技术主要是控制和转换电能的学科，通过电力电子器件的利用来展开相关的电力电子技术运用。电力电子技术主要包括有三个部分：第一部分是电力电子器件，第二部分是变流电路，第三部分是控制电路，而电力电子技术也是电力、电子和控制三大电气工程技术领域的交叉，作为融合三大技术领域的学科，随着社会的进步和科学技术的发展，电子电力技术与现代控制理论之间的联系更加紧密，与材料科学和电机工程以及微电子技术等领域联系密切，因此作为一门综合性的技术学科，能够发挥多门学科共同的作用。
1电力电子技术的广泛应用
电力电子技术作为一门学科，具有高技术性，并且在社会中的应用较为广泛，能够有效地减少社会环境污染，起到节能和改善工作条件的作用，在传统工业中的运用十分普遍，例如电力产业、机械产业和化工产业等。随着社会的进步，电力电子技术在高新技术产业中的运用也十分广泛。以下主要探讨了电力电子技术的运用。
1.1高压直流输电
直流输电的技术性较强，具有许多的优势：①有效实现非同期电网互联，不会出现系统稳定问题；②有效限制了短路电流；③不存在电容充电电流；④线路的功率损耗较小；⑤高压直流输电输送相同的功率的时候，线路造价比较低；⑥拥有较快的调节速度；运行可靠；⑦在海下输电中比较合适。随着不断提高大功率电子器件的开断能力，不断出现新的大功率电力电子器件，并且投入到市场当中使用，逐渐地改善高压直流输电设备的性能，简化设备器件的结构，有效的减少换流站的面积，还能够降低工程造价。例如可关断的和MOS控制的晶闸管，以及绝缘门极、双极性三极管等。
1.2柔性交流输电系统
随着柔性交流输电技术的不断快速发展，电力电子技术和控制理论以及通讯技术的发展已经成为一种趋势，为FACIS的发展创造了条件，因此我们可以利用IGBT等可关断器件组成的FACTS原件，对系统参数进行快速、平滑的调节，改变系统的潮流分布。
1.3电力谐波治理
在电力系统谐波当中，最理想的治理方式是有源滤波，主要是利用可控的功率半导体器件在电网中注入原有谐波电流幅值相等的电流，或是相位相反的电流，使得电源总谐波的电流为0，有利于实现实时补偿谐波电流。而随着电能质量治理工作的不断深入，有源滤波器主要以瞬时无功功率理论作为基础，展开谐波治理的市场将会扩大。
1.4不间断电源
不间断电源可以简称为UPS，主要是保证电力自动化系统的安全可靠运行，能够在计算机和通信系统之中，提供不中断场合的高可靠和高性能的电源。现代的不间断电源主要是采用脉宽调制技术和功率MOSFET和IGBT等现代电力电子器件，能够有效降低电源噪声，从而提高效率和可靠性。
2电力电源技术在开关电源中的运用
开关电源主要是为了维持稳定输出电压，通过现代电力电子技术，控制公路半导体器件的开通和关断时间比率。开关电源与线性稳压电压相比，开关电源具有一定的优势，主要有体积小和效率高以及重量轻等优点，因此在电子设备中得到了广泛的运用。二十世纪末期开关电源在电子和电气设备领域中的运用逐渐增加，在通信、电子检测设备和控制设备电源等领域展开广泛的运用，有利于开关电源技术的快速发展，但是开关电源也有一些缺点，主要有开关电源的电路比较复杂，容易受到射频和电磁干扰。但是随着科学技术的进步，开关电源的缺点正在不断被克服。在开关电源中征集电路可以分为主电路和控制电路两种，而在主电路中，包含三个环节：首先是输入整流滤波；其次是功率转换；最后是输出整流滤波。主电路主要有将电网能力传递给负载的功能。而结构框图除了主电路外为控制电路，主要是为了保护电路正常的工作。
2.1开关电源的分类
①可以根据输入和输出的类型，将开关电源分为DC/DC和AC/DC变换器两种。②可以通过驱动方式的不同将开关电源分为自励式和他励式两种。③可以根据控制方式的不同，将开关电源划分为三种：一是脉冲宽度调制式（PWM）；二是脉冲频率调制式（PFM）；三是脉冲宽度调制式和脉冲频率调制式混合。④依据电路组成可以将开关电源分为谐振型和非谐振型。除了以上四种分类，还可以将开关电源分为单端正激式和单端反激式；推免式和降压式、升压式或者升降压式等。
2.2开关电源的发展趋势
开关电源逐渐朝着高频、高可靠、低耗和低噪声等方向发展，不断地提高自身的抗干扰性和模块化性。就现如今市场中的开关电源，主要是利用双极性晶体管制作而成的，需要进一步的提高其频率，并且也要提高开关频率，通过高速开关元器件的运用达成。为了有效保证开关电源的效率，需要不断减少开关的损耗。在提高开关速度之后，电源电路中的电感和电容以及二极管中的储存电荷会受到影响，从而产生浪涌或是噪声。因此为了有效地控制浪涌，需要对不同的情况进行分析，利用R-C或是L-C的缓冲器和非晶态等磁芯制成的磁缓冲器以及谐振式。谐振式开关在进行浪涌控制的时候，能够有利于降低损耗。为了追求开关电源的高频化，可能会导致噪声的增加，因此需要采用谐振转换电路技术，在实现高频化的同时降低噪音，但是还存在实用化方面的问题，因此需要展开不断的研究。
3结语
本文主要分析了电力电子技术在开关电源中的运用，电力电子技术在能源、环保和生命科学以及材料方面都有效的运用，在每一个领域当中都发挥了极其重要的作用。电力电子技术作为重要的科技支撑，在经济的各个领域中都得到了广泛的运用，拥有十分美好的发展前景。
作者：吴重重 单位：中航工业洛阳电光设备研究所
参考文献：
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[3]宋志勇.移相全桥大功率高频开关电源的研究与设计[D].湖北工业大学，2014.
第二篇：高职电力电子技术教学改革
摘要:
当前我国的电子电器行业较为繁荣，市场上需要大量的相关人力资源，虽然高职院校被誉为是技术性人才的摇篮，但是很多高职毕业生在毕业之后很难马上进入工作角色，因为高职毕业生学习的内容与实际存在脱节的情况，而这主要是由高职院校“电力电子技术”教学内容和方法存在不足导致的。对此，本文将简要分析高职电力电子技术教学中存在的问题，从优化教学内容、改进教学方法、创新实践环节3个方面来探究高职电力电子技术教学改革方案，以期对优化高职电力电子技术教学有所裨益。
关键词:
电力电子技术；教学内容；教学方法；课程改革
0引言
高职院校教学的主要目的是教授学生能力，让学生在毕业后即可迅速投入工作，从而为人力市场源源不断地供应技术型的人才。而电力电子工程作为电气工程及其自动化专业的基础课程，不仅适用范围较广，也是相关高素质技能型专门人才必须掌握的一门课程。传统的高职电力电子技术教学大多沿用的是本科的教学形式，没有体现高职教学的特色，也没有达到高职教学应有的目标。
1目前教学中存在的问题
1.1教学内容陈旧
科技的发展导致电力电子相关技术更新较快，是很多高职院校的教材却没有跟上科技发展的脚步，甚至仍以半控型器件晶闸管为核心器件搭建电路，而事实上在工业中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件为主流器件，整个电路的结构都发生了重大的变化。此外，由于教学内容过于偏向本科，在教材中对电子电力器械的内部结构以及运行原理介绍较多，而高职学生更多的是需要对元器件的运用能力。由于电力电子电路的种类繁多，很多教材都难以将其进行系统的归纳，不同章节之间完全没有衔接，这就导致学生在学习这些章节的时候难以对新的知识进行理解。教学内容的陈旧以及科学分类的缺乏使得学生很难成长为高素质高技能型应用人才。
1.2教学方法单一
电力电子技术中很多内容都是比较抽象的，如晶闸管整流及其逆变电路、交流调压电路等，这些内容仅仅依靠传统的口述加板书是无法加以展现的，如果学生理解能力有限，教师再怎么去努力也是徒劳的。虽然有的学校可能会进行多媒体的教学，但是学生对电力电子电路的实际构建过程和工作过程缺少形象直观的了解，仅仅依靠教学是达不到这个要求的。学生想要掌握实际应用电力电子产品的能力，就必须进行工程实际体验，而实践教学恰恰是高职电力电子技术教学的薄弱之处。
1.3实践环节薄弱
对于技术型人才来讲，实践教学的价值远比理论教学来得重要。但是在相当多的高职院校中，电力电子技术教学都是以理论教学为主，实践教学占的课时很少，可能学生能够运用一些基础的电力电子电路，但是真正要想对相关电气元件进行灵活的运用，学生远达不到这个要求。这就导致有的高职院校虽然具备了功能强大的实验设备，但是却没有发挥应有的作用。当前电力电子产品的更迭比较快，而学校的实训基地的资源又是有限的，因此高职院校更多的应该考虑的是加强校企合作，以此来增强学生的实践能力。
2课程改革的探索和思考
2.1整合和更新教学内容
教学内容和课程体系的改革是教学改革的重难点，特别是在当前电子电力技术不断发展的当下，教学内容的更新速度很难跟得上各种新型电力电子设备的推广速度，因而当前高职电力电子技术教学对教师知识面的要求更高，需要教师不断的整合和更新教学内容，做到与时俱进的教学。高职的目的是培养学生的能力，因此在教学的过程中一定要把握课程的核心，对于电子电力器件复杂的内部解构以及工作原理都可以一笔带过，这些复杂的公式推导过程对高职学生来讲，并没有什么意义，而对于电子电器元件的参数特性以及使用方法都要详细叙述，首先让学生在理论上掌握电子电气元件如何去使用。其次教学的内容要紧跟当前时代，自动化是当前工业发展的主流，在介绍这些电力电子元器件时应该选用能够代表当前实际应用水平的电路，如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模块IPM进行讲述，这样才不至于让学生毕业后产生与社会脱节的现象。
2.2改革教学方法和手段
传统的本科式的讲授方法，对高职学生来讲并没有太大的作用，很少有学生能够凭借自己的能力来分析电力电子电路及其系统结构，因为三相交流电所带来的电路输出波形异常复杂，讲述如何去手动计算也没有太大的意义。而如果能够使用现代计算机仿真技术来进行电力电子电路的分析，则可以在短时间内就帮助学生理解整个知识架构，可以作为高职电力电子技术教学的重要手段。高职电力电子技术的仿真教学可以参见本科院校的课程，本科院校很多都是使用的基于MATLAB软件的电力电子电路仿真，从实践效果来看也相当的理想，因而不妨借鉴本科院校的教学方法和手段，让学生利用仿真电路来理解整个电子电路的架构和运行规律，或许能够在帮助学生理解的同时增强学生的学习兴趣。在技能培养上要采用层次化的方式，首先让学生通过基础实验来了解电子元器件的基本原理，然后利用综合实践来掌握电子电气电路的各部分电路功能和特征，再用综合实训来进一步加强学生的技能锻炼，能够独立完成电路的分析、制作、焊接和调试工作，最后使用现场教学来落实学生的实践能力，提前适应工作岗位的需求。
2.3扩充和创新实践环节
电力电子技术对于实践能力的要求较高，针对当前高职电力电子技术教学缺乏实践环节的情况，必须有效扩充和创新实践环节，利用实践来让学生所学到的理论知识得到验证，从而对电子电路知识有更深的了解。当前很多院校在电力电子技术实践环节上都只安排了基本的实验，对于高职学生来讲这些实验都过于简单，既没有起到提高学生相关能力的作用，又没有充分发挥现有实验设备的功能。高职院校可以保留基本的电力电子电路验证性实验，但是更多的是要基于现有的教学实验设备来开发设计综合性的设计实验项目，以此来增强学生对于电子电路的综合运用能力，在实践中巩固自身的知识，发展实际动手能力。而对于创新实践环节的考核上，高职电力电子技术教学也存在诸多的弊端，考核大多基于卷面分数，考核的结果也凸显不了学生的实际操作能力，这就很可能出现动手操作能力强的学生没有较好的卷面分数，而动手能力不强的学生依靠死记硬背却能够通过考核。在实践阶段的考核要根据学生的学习态度、作业情况、实践报告、实践操作考试等多方面来综合评定，这样才能够客观地评价学生的成绩，确保每个经过创新实践环节的学生都能够有良好的动手操作能力。而在电子电气技术不断更新的当下，仅仅依靠学校的实践基地是无法满足教学的需求的，学校应该加强与校外企业的联合建设，在教学过程中可以聘请校外企业的专业人员到课堂来讲授电气元件的操作和运行。也可以让学生到企业中去亲手实践和见证电力电子装置的运行情况，从而加深学生对课程的理解和印象。而对于表现优异的学生可以直接选择进入企业就业，无意进入企业就业的学生也拥有了较强的动手操作能力，有工作的资本。
3结语
当前我国的电子电力行业正处在飞速的发展中，需要大量的高素质技术性人才。虽然高职教学的目的就是为人力市场提供技术型人才，但是很多高职的电力电子技术教学都存在理论与现实脱节的情况，导致毕业的学生不能马上适应工作条件。对此高职院校有必要更新电力电子技术教学的内容，丰富教学方法，创新实践教学环节，从而让学生从书本上学习到的理论知识能够实际运用于生产之中。
作者：陈杰金 霍览宇 单位：湖南机电职业技术学院电气工程学院
参考文献：
[1]许纯昕,曹京生,贾君瑞等.CBE理念在高职电力电子技术课程教学改革中的应用[J].南通职业大学学报,2014(03):73-75.
[2]何薇薇,熊宇,徐园等.高职《电力电子技术》课程教学改革与实践[J].广东教育:职教,2011(07):71.
[3]莫丽薇.高职《电力电子技术》课程项目化教学改革探索[J].电子设计技术,2013(11):120.
第三篇：智能电网电力电子技术应用
【摘要】
近年来我国经济发展迅速，在这个过程中我国电力行业迎来了难得的发展机遇，同时为了满足更大的用电需求，电力企业必须提升供电水平和输电水平，这对电网中相应技术应用提出了更高要求。我国电网未来发展的核心方向就是智能电网，智能电网中应用电力电子技术对于提升智能电网输电效率、安全性、稳定性都具有重要意义，所以相关部门和企业应当强化对智能电网中先进电力电子技术应用的研究。
【关键词】
电力电子技术；智能电网；应用
笔者将分析智能电网中电力电子技术的作用，并在此基础上对智能电网发展问题进行探索，最终对电力电子技术的有效应用进行研究，以期为我国智能电网发展提供助力。
1先进电力电子技术在智能电网中的作用
1.1稳定电网，促进电网优化
互动性强是智能电网区别于传统电网的重要特点，所以对其适应变化能力、应对环境变更能力、应对用户需求能力提出更高要求。智能电网在应用电力电子技术后，其反应速度能够获得大幅提升，相应的输电能力也得到了强化，通过应能电力电子技术能够有效提升电能质量、提升大电网安全水平。根据电网近年来发展趋势可以判定，电网未来发展方向必然是大电网互联。先进电力电子技术能够实现系统的有效调控，它不仅能够强化网架结构，还能够对电网故障传播进行抑制，最终为大电网安全提供保障。
1.2提升可再生资源利用效率
当前影响经济发展的重要问题就是能源，虽然太阳能、风能发电已经在我国西北、华北、东北地区开始实现，但是全国范围内也普遍存在可再生资源利用效率不高的问题，进而对电网安全稳定运行造成影响。电力电子技术的应用能够有效提升可再生资源利用效率，推动可再生资源的大规模发电、远距离送出和分布式接入的实现。
1.3提升电网电能质量
现阶段我国仍是发展中国家，工业仍处在大发展状态中，工业生产需要电能的支撑，并且提出越来越高的电能质量要求。但实际中电能质量会受到可再生资源发电的影响，通过电力电子技术的应用能够推动电网配电效率的提升，让用户获得更加高效、优质的电力供应。
2智能电网面临的主要问题
首先，优化资源配置问题。我国虽然自然资源储备量大，但是人均占有量远远落后于其他国家，并且这些资源分布极不平衡，主要分布于落后地区包括西南、北部、西部等，而主要消耗电能的工业却集中于中部和东部。所以我国电力传送具有距离远、规模大的弊端，同时当前发展需求无法从技术上得到满足，进而产生大型网络流失、电力利用率不高的现象。所以优化资源配置是智能电网面对的首要问题，必须实现能源结构的不断优化，推动能源利用效率提升，特别是在利用可再生资源方面。其次，电力网安全问题。近年来我国用电需求快速增加，为了使用电需求得到满足，全国范围内正在进行电压水平最高、规模最大的混合网建设，其主作用在于提升智能电网稳定性和安全性。
3智能电网中电力电子技术的应用
电网未来发展核心方向就是智能电网，其有序运行的关键在于电网工作状态、电能质量，而实际当中电力电子技术主要影响这些指标，现阶段应用于智能电网中电力电子技术包括：
3.1柔性交流输电技术
该项技术的应用是建立在电力电子设备的基础之上，通过有机结合现代控制技术，实现对交流输电系统和网络结构的快速灵活控制，这种情况下不仅系统可靠性和稳定性能够得到强化，线路输送水平也获得大幅提升。我国智能电网建立在特高压输变电基础之上，分布式能源隔离和新能源接入是实现该基础应当考虑的主要问题，这样才能够产生更加稳定的电力系统，进而有效降低输电过程中电损耗。在该项技术中可控电网设备是由高性能、大功率的电力电子元件构成，这样原始无法控制的电网就能够被控制，充分实现了智能电网的灵活性和安全稳定性。
3.2高压直流输电技术
在该项技术中只有输电过程涉及直流电，其他环节都是交流电。直流输电线路输送经转换站转换得到的直流电，然后逆变器将达到终端的直流电转化成交流电。由于应用高压直流输电技术能够提升电容点和输电距离，所以在应用该技术的情况下能够大大减小输电走廊，同时高压直流输电电路具有更小的电阻，这样系统就不会产生过大损耗。通过高压输电系统的应用，我国能源分布不平衡的问题能够得到有效解决，进而达到优化配置资源的目的。当前我国已经广泛应用了高压直流输电技术，超高压的直流输电工程已经建设多个，未来高压直流输电工程还会引入到煤炭发电和水利发展基地当中。
3.3电能质量技术
电能质量技术在我国工业中应用较广，日本、美国、印度是当前该技术水平最为领先的国家，他们主要运用动态电压调节器等设备提升电能质量。当前我国也开展了提升电能质量技术的研究，但是还没有真正解决主要技术问题。实际中要想智能电网中有效应用电能质量技术，一方面要对等级划分体系和评估方式进行优化，另一方面需要健全的法律法规和科学的经济评估分析，电能质量技术是构建经济优质智能电网的关键所在。实现电能质量技术过程中一项非常重要的内容就是统一电能质量控制器，这样确保户用电质量，同时调节用电低谷期和高峰期的电力系统，最终达到提升经济效益的目的。
4结语
通过以上内容可知，电力电子技术在智能电网中的应用对于智能电网发展具有重要的意义和作用，实际当中相关部门和企业应当强化对电力电子技术的研究，将其科学的应用于智能电网当中，有效解决智能电网发展中的技术问题，为我国电力行业的发展提供保障。本文分析了智能电网中电力电子技术的应用，但仍存在一定局限，希望行业人员能够加强重视，通过科学有效的应用电力电子技术推动我国智能电网的发展。
作者：黄实批 单位：广西经济职业学院
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,(10):67-70.
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