电力电子技术概述精选(九篇)

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第1篇：电力电子技术概述范文

关键词：电力电子技术；例证法；仿真

引言

电力电子技术简言之就是应用于电力领域的电子技术，包括信息电子技术和电力电子技术两个主要分支，涵盖了电子学、电力学和控制技术三个学科。电力电子技术是电气工程及其自动化专业的专业基础课程，主要体系包括：电力电子器件、电力变换、控制技术三部分主要内容。电力电子器件从1957年美国通用公司发明第一个晶闸管开始，经过数十年的发展，从半控型到全控型，从小容量到大容量，从中低频到高频、超高频的发展历程。电力变换也称之为“变流技术”，实现了交直流的电力变换，具体包括：AC－DC、DC－AC、DC－DC、AC－AC，从而使电力电子技术得到广泛应用，是电力电子技术的核心部分。控制技术主要指电力电子装置采用的控制方式方法，最为常见的是相位控制、通断控制及软开关控制技术等。

1理论和实践教学现状

随着高校教学改革的深入，电力电子技术学时逐渐减少，理论教学通常停留在课堂教师讲解，学生被动接受的情况，很难唤起学生的学习热情和学习兴趣。实践教学通常停留在验证性实验为主的层面，主要完成对所学知识的验证，学生按部就班的按照指导书完成实验操作，而忽略了实验的原理、电路的工作原理，当实验环境稍有改动，则无所适从，达不到解决实际问题和提高专业技术水平的教学目的。如整流电路公式、输出波形的验证等，内容和形式单一。实体实验设备电压等级高，电流较大，而且极易损坏，很难达到实践教学的效果，因此迫切需要对理论和实践教学进行改革。

2理论教学改革

课程的知识体系如图1所示，采用预习仿真、例证等方法完成相应理论知识的讲解。

2．1例证法的应用

电力电子技术知识繁复，学生应熟练掌握电路的工作原理、波形分析、数量关系等知识，只枯燥的讲解理论，难以把学生的注意力凝聚起来，采用例证法是很有效的已知办法。以单相整流的基础电路半波整器为例，首先从简单的手机充电器入手，手机充电器是从城市电网（墙壁电源）当中获得交流电，通过整流器将交流电转化成直流电给手机电池充电的设备，再研究电路不同负载时的工作原理、波形分析、数量关系等知识点，讲解也就更显通俗易懂，从而完成靶向性教学。随着学习的深入就可以进一步研究如何缩短各种充电器的充电时间等。所谓的“充电5分，通话2小时”“快速充电”“护眼灯”“无线充电”等等也就不再神奇。从充电器到充电宝就引申出逆变和组合电路，为后续知识的讲解做出了形象的铺垫。

2．2仿真在理论教学中的应用

因为电力电子技术课程中有很多的波形分析内容，手工绘出的波形缺乏灵活性，所以在电力电子技术理论教学中，仿真的作用就尤为重要。利用仿真软件分析对电气工程及其自动化专业学生理解电路的工作原理及工作过程分析，定量计算等均有莫大的帮助。现今主要应用于电子电路的仿真软件有：通用软件MAT-LAB、通用仿真软件PSpice、通用仿真软件Saber、专业仿真软件PSIM等。如图2、图3所示单相半波整流电路的仿真。建议学生在课前完成电路的仿真，从而使学生掌握了电路的组成，了解电路的工作情况及相应的特性，从而为相应知识的学习打下坚实的感性基础。

3实践教学改革

电力电子技术的主要特征就是实践性很强，体现了实践教学体系与理论教学体系相互衔接和验证。

3．1实验项目的设置

实践教学分阶段、分层次设置，由简入繁，如整流电流设置单相和三相电路实验，其中单相为选做内容，三相整流电路（含触发电路）为必做内容；单相交流调压电路实验是基础为必做内容，而三相交流调压为设计性实验；斩波器只需完成简单的升降压斩波电路的实验等。增大设计性实验如灯光亮度调节装置、软启动器、直流电机调速系统、开关电源、功率因数校正等装置的设计与制作，提高了学生动手能力和专业素养。对于危险性比较大的实验，设置高端演示实验，如逆变实验，利用中频炉演示完成。

3．2模拟仿真实验

在实践教学中引入了MATLAB仿真软件，充分利用软件的功能，对电路的不同特性进行仿真。如PWM控制系统、交交变频调速系统等复杂的系统实验等。利用仿真软件的强大功能实现系统的优化和极端控制，有效地掌握系统的动静态特性，参数设计，达到控制要求，满足系统的性能指标。

3．3项目驱动等

根据电力电子技术课程特点及教学目标的要求，充分利用教师的科研项目、大学生科技竞赛、企业参观实习、运动控制系统课程设计等环节，实现对电力电子技术实践环节有益的补充。

4结语

电力电子技术课程通过在电气工程及其自动化专业几年的教学改革与实践，明确了教师指导，学生的主体地位，让学生自己结合实际应用，扩大视野，拓展思维，激发进一步探究的兴趣，促使学生主动掌握理论知识，应用理论知识，有效地提高了分析问题、解决问题的能力，达到了教学的目的和效果。

参考文献

1王兆安．电力电子技术［M］．北京：机械工业出版社，2013

2黄信兵．“项目驱动教学法”在电力电子技术课程改革中的应用与探索［J］．大学教育，2013（11）

3孙晓明．“电力电子与电机调速技术应用”课程教学改革与探索［J］．教育与教学研究，2016（1）

4陈宏．基于Matlab的电力电子技术课程的教学探索［J］．实验室科学，2013（1）

第2篇：电力电子技术概述范文

关键词：电力电子技术；虚实结合；考核方式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）30-0211-02

一、引言

“电力电子技术”是多学科交叉而形成的一门新兴技术，在工程实践中，该技术高速发展，不断有新的器件、新的电路拓扑结构与新的控制方法问世。“电力电子技术”课程是电气工程及其自动化与自动化专业的重要专业基础课，也是实用性、工程性和综合性很强的课程。该课程的特点是内容多，课时少，在新形势下，如何在有限学时内获得最好的教学效果，使学生在有限的课堂时间内较好地掌握课程内容，培养学生的工程实践能力和创新能力，是一个亟待解决的问题。经过长期的“电力电子技术”课程的教学摸索，笔者从理论教学内容与方法、实践教学和考核方式三个方面对课程进行了教学改革的尝试。

二、理论教学内容与方法

“电力电子技术”是以电力电子开关器件为基础，以四类基本变换器和两种控制方法为核心，以四类应用为目标的一门科学。随着电力电子技术的飞速发展，新器件和新的控制方法不断出现，因此“电力电子技术”的教学内容必须根据自身的发展及时更新。目前全控型器件已逐步取代晶闸管而成为电力电子技术的核心。因此，教学内容中适度压缩和删减了半控型器件及控制电路的学习，强化全控型器件及控制电路的教学。

教学方式有传统板书与多媒体教学两种方式。板书方式可以使学生对知识理解的更深刻，但是较死板。为了更好地提高教学质量，增强学生的学习兴趣，充分利用多媒体教学形象、直观、信息量大的优点，激发学生的学习兴趣。课程组开发了集PPT、Flas为一体的课件，通过直观、形象和交互性的演示，使得电力电子技术当中难懂的电路拓扑结构变换和波形变得简单易懂。另一方面，注重与工程相结合，与其前修课“电机与电力拖动基础”课程相结合提出问题，调动学生学习兴趣，主动去思考问题，解决问题。如图1所示，在讲解直流降压斩波电路之前，以直流电机调速在课堂上演示给学生看，激发学生的兴趣。接下来就进一步提出问题，怎么调速？以增强学生的求知欲望。然后再和学生一起学习相关知识，在讲解过程中，始终紧扣相关问题，增加其对电力电子技术的理解。

三、实验教学的措施

随着高等教育规模的不断扩大，原有教学仪器设备资源相对短缺，无法满足实验教学的需要；仪器设备陈旧老化，不能适应新的教学要求；大部分院校都仅用挂件结构或实验箱来完成实验，几乎所有的电路和系统都是封闭式的。教学采用课堂教学加验证性实验的教学模式。实验过程，学生几乎是在老师或实验指导书的指导下机械式连线、读取实验数据，记录实验数据和波形，对原理不求甚解，缺乏独立分析解决问题能力。为了弥补传统教学方式的不足，提高学生分析问题、解决问题的能力，在传统教学方式的基础上，开展了“电力电子技术”的计算机仿真辅助教学。虽然目前能够进行电力电子仿真的专业软件很多，如Matlab/Simulink、Pspice等，需要专门开设相关的课程才能够应用。为了使学生既能进行仿真实验，不用花费更多精力学习新的软件，为此专门开发了电力电子技术仿真实验系统，其界面如图2、图3所示。通过该实验软件，学生利用课下时间，在充分理解电路工作原理的基础上，自己搭建实验电路，进行参数设置，即可得到直观的动态效果。实践证明，实验软件的应用，课本上大篇幅的过程描述与复杂的运行曲线用仿真波形表现出来，能够变抽象为具体，变枯燥为生动，形象直观地进行教学，有助于激发学生学习兴趣，提高教学质量。并且节省了实验箱上操作的时间。

在实验教学内容方面，以验证性实验为基础，通过该类实验可以使教材上的基本理论得到充分的验证，加深学生对理论教学中各个知识点的理解，使学生对实验仪器的使用及注意事项有比较清楚的了解，同时也可以培养学生的基本操作、数据处理和计算技能。在此基础上增加了综合性实验，例如与“电机与电力拖动基础”课程相结合的“直流电动机可逆调速系统设计”，该综合性实验项目专业实践性很强且与生产紧密联系，培养学生把专业理论知识综合运用于工程实践的能力，提高学生的综合素质水平。还可以与“单片机原理与应用”课程相结合的“基于单片机的交流恒流源设计”，是利用单片机控制全控型器件，实现斩控式交流电路的要求，教师提出实验要求，学生自己设计并进行实验调试。通过这些实验的设置使学生能充分理解相关课程之间的关系与其应用，而且培养学生解决实际问题的工作能力，提高其综合素质，为今后的设计或工作积累经验。

四、考核方式的探索

传统采用闭卷考试的方式，考核学生对知识的理解和记忆具有效果，但是这种方式使学生机械式学习，不利于激发学生的创造性和探索新知识的主动性。因此，探索合理的考核方式对提高学生学习积极性和主动性有很大意义。为此，采取了理论与实践相结合的考核方式，以其能够更加公平、真实地反应学生的学习水平。理论考核成绩占70%与实践考核成绩占20%，平时成绩占10%。理论考核重点考察学生对相关知识的理解和记忆能力。实践考核以实际电路实验，考察学生的创造性和动手能力。平时成绩反应学生学习该课程时所表现的状态，包括探索新知识的主动性、查阅资料的广泛性等。实践证明，通过这种多元化的考核方式，提高教学质量。这样一来，就能改变课程结束时“一考定成绩”的做法，防止考前突击的行为。学生反映良好，教学效果甚佳。

五、结束语

本文从理论教学内容与方法、实践教学和考核方式三个方面对该门课程的教学改革进行的探讨。随着电力电子技术的不断发展，为了适应人才创新能力培养的需要，不断调整、更新教学内容，及时补充该学科的前沿知识，如软开关技术、电网谐波抑制技术等内容，以增强对学生的吸引力。将继续不断地改进教学方法加强实践训练，充分发挥学生在学习中的主动性和创造性，以适应培养应用型本科人才的需要。

参考文献：

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]高玉峰，刘亚龙，王治国.《电力电子技术》课程教学改革实践[J].科技教育创新，2008，（1）.

第3篇：电力电子技术概述范文

关键词：电力电子技术；教学改革；应用型人才培养

作者简介：侯丽华（1966-），女，满族，吉林伊通人，长春工程学院教师发展中心主任兼教务处副处长，教授；杜波（1976-），女，吉林长春人，长春工程学院电气与信息工程学院，副教授。（吉林 长春 130012）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0072-02

“电力电子技术”课程是自动化专业重要的专业基础课，是一门工程应用性很强的课程。该课程具有教学内容多、课时少、更新快的特点。如何在有限学时内使学生较好地掌握课程知识，提高工程实践能力和创新能力，增强学习兴趣，是教学改革要解决的主要问题。长春工程学院（以下简称“我校”）“电力电子技术”课程组根据学校办学定位和人才培养目标，在明确了自动化专业面向基础工业基层一线应用型人才培养目标、基本规格、专业核心能力以及知识体系等方面基础上，紧密结合工业企业现场实际和电力电子技术发展现状，以先进的教育思想为指导，以应用能力和工程素质培养为核心，不断整合教学内容，完善实验教学条件，开发综合性和设计性实验项目，增加实践环节，改进教学方法与手段，改革考试方式，在教学实践中取得了较好的效果。

一、优化教学内容，构建以应用能力培养为核心的课程体系

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

电力电子技术随着社会科学技术的发展而不断地更新，其应用范围越来越广泛，不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力、通信、计算机、新能源系统等。“电力电子技术”课程教学应紧跟时代变化的步伐，不断更新和充实教学内容，改进教学方法与手段，完善实践教学条件建设，创新实验内容，将电力电子技术理论知识与实践紧密联系，培养学生的工程意识，提高实践能力和创新能力。

参考文献：

第4篇：电力电子技术概述范文

【关键词】学生自评；学生互评；老师评价

教学评价要以促进学生的全面发展为目标，把结果评价与过程评价、多样化评价、发展性评价相结合，以实现从量到质，从知识、技能到习惯、态度、情感和价值观的全方位评价，增强教育评价的科学性和客观性，更好地发挥评价在学生全方面发展的职能与效能。下面以中等职业学校机电一体化专业《电子技术基础》这门课程为切入点，对课程评价改革的实际操作进行阐述。

《电子技术基础》这门课程的教学结合中等职业学校机电一体化专业二年级第一学期的"维修电工中级工"的考工进行综合授课，为考工打下基础。而这门课程的考核具体操作如下。

1、上课表现、学生职业素养（含6S）评价（15%）

评价内容：学习态度、学习习惯、上课纪律、出勤、特别是实验实训6S规范。

评价方式：老师评价等综合评定进一步说明:

学生自评、互评指的是在学期结束前发全班的人员名单表,每个学生除了给自己的上课表现、学生职业素养（含6S）打分数以外还要给其他同学打分。在这里学生自评、互评占这个项目的50%。

老师评价占这个项目的50%。具体操作形式如下：

每次课堂上，由课代表先以下表进行纪录。在这里每个同学的基础分为70分，上不封顶，下可以扣到0分，甚至是负分。对于点名发言情况良好的给予这个项目加1分；举手积极发言情况良好的给予这个项目加2分；为了鼓励大家发挥团队精神对于一些实训项目，我将选一些优秀小组，被评为优秀小组的组员每人这在老师评价分数里面加3分。在上课前、上课时、上课后能积极主动的帮助教师进行教学准备工作、善后工作的将予以1-5分的加分。

减分项目：上课铃声分预备领和正式上课铃，在正式上课铃声响后再进入教室属于迟到。前三次迟到每次扣1分，以后每次扣3分。上课时不得随意讲话、吃东西和做学习无关的事务，如有则根据情况扣1-3分。对于教师最终分好的学习小组、实训室卫生值日表等常规要求不执行，则根据情况扣1-5分。如有更严重的情况则参照学生手册的规章制度执行。

在每次课程结束后教师再根据实际情况对下表填写的内容进行微调。

2、"理实一体化项目"学习情况（40%）

评价内容：平时"理实一体化项目"学习情况

评价方式：学生自评、学生互评、老师评价等综合评定

进一步说明: 评价方式主要按照下表进行，当然项目内容可能有所不同。小组互评主要是学习小组内同学给自己打的分数，师评则由教师打分数。

3、期末测试（20%）

评价内容：期末考试（应知部分）

评价方式：做试卷，老师评价

4、平时作业成绩（10%）

评价内容：平时作业次数、作业质量及是否准时上交

评价方式：老师评价进一步说明: 原则上学生应该在教师布置作业后的第二天下午上课之前上交作业，在成绩评定上按照学校要求打优、良、中、差。课代表负责把这些折算成分数并纪录。对应的折算方法如下：优+ 好100分 优+ 95分 优90分

优- 85分良+ 80分 良75分

良- 70分中+ 65分 中60分

再往下则为重做，这不记分，由重做成绩情况而定。下表举例。

5、平时理论测试成绩（10%）

评价内容：理论考试

评价方式：做试卷，老师评价

6、学习资料检查（5%）

评价内容：作业本、理论试卷、教科书、练习册、项目讲义、项目产品是否整理齐全。

评价方式：老师评价

进一步说明：老师在期末时把上述学习资料收缴后根据实际情况进行打分。

第5篇：电力电子技术概述范文

关键词：应用技术主导型； 电力电子； 教学改革

1 引言

《电力电子技术》课程是高等工科院校自动化类专业的一门重要的专业基础课，又是本专业核心课程，其主要任务是使学生全面了解和掌握各种变流装置的组成及其电磁过程、工作原理、控制方式、设计计算和技术指标等内容，为学生学习后续课程及今后从事自动控制方面的工作打下基础。

应用型本科作为高等教育的一个层次，必然有其自身的培养目标和教学特点。人才培养的目标定位不同，教学思路、教学方法以及对专业的知识的要求就会有差异。专业教学的目的就是要求学生通过在校学习相关的专业知识和应用技术，成为应用型专业人才。为了实现这一培养目标，积极开展教学改革，探索一种既符合《电力电子技术》课程特点，又适合应用型人才培养要求的教学规律和教学方法，对提高教学质量、全面推进综合素质教学，培养合格的应用型人才都有积极意义。

2 课程特点

电力电子技术是电力、电子及控制技术领域间的交叉学科。课程有以下几个特点：一是教材内容丰富，具体表现为概念多、公式多、波形多。随着新型电力电子器件的出现及控制技术的发展，课程内容将不断更新，教学内容将进一步扩展；二是课程综合性强。它是《高等数学》、《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电机拖动基础》、《计算机控制技术》等课程知识的综合应用，要求学生较好掌握前授课程的知识，在学习本课程基础上，既能作定量的应用计算，又会作定性的波形分析；三是课程实践性强。学生在掌握原理、熟悉计算的基础上，还应具有较强实际动手能力，能完成电力电子装置组装、集成、调试、运行、检测及诊断等实际操作。

近年来，结合课程特点，有步骤地对课程的教学方法作了改革，着重对课堂理论教学、课程设计与实验教学等环节进行了综合分析与研究，努力探索一种较为科学的教学方法，现作简要介绍。

3 课程教学改革与探讨

3.1 理论教学坚持贯彻“知行合一”原则

根据应用型人才培养目标，课堂理论教学采用精讲多练，深入浅出的教学方法。为了使学生刚接触本课程时，就有一个较深的认识，授课时通过图1简述课程所涉及的知识结构，即整流、逆变、斩波、调压、变频等变换方式，结合实例分析电力电子技术在各领域中的应用，让学生对课程涉及知识有了基本认识，同时激发他们学习的兴趣。

图1. 电力电子技术框图

在课程的理论教学改革中，着重抓两个重点：

（1）将知识课堂转变为能力课堂。理论教学的质量主要取决于课堂讲授的效果，而精选教学内容又是提高讲授效果的前提。因此，通过教学实践的总结，确定将“整流”、“逆变”和“器件与触发电路”列为重点内容，其他则有所涉及。在“整流”、“逆变”部分内容学懂理解后，学生再学习其他变换电路也就比较容易了。

为了便于学生系统掌握课程内容，将教材内容分为五个知识板块，即元件与保护、整流电路、逆变电路、触发电路和其他变换电路等，而且对五个知识板块的内容提出不同的要求，便利学生消化课程内容，有系统有重点进行学习，整个教学过程中始终突出知识的应用和能力的培养，坚持贯彻“知行合一”原则。

（2）确定科学的讲授体系，综合应用各种教学方法，全面提升教学效果。根据应用型本科规划教材特点及近年来教学实践体会，将课程确定为：电力电子元器件整流电路触发电路逆变电路其他变频电路，这样一个讲授体系，能将各章内容合理衔接，又使重点难点内容相对分散。授课中，结合概念，对重点内容集中时间进行深入透彻分析，使学生形成深刻印象；结合实例，对难点内容进行分析对比，帮助学生加深理解，实际效果比较理想。

3.2 结合工程实际组织课程设计

应用型本科培养的是应用型人才，为了巩固课程理论知识，同时注重培养学生应用能力，不仅在课堂授课时要结合工程实际内容，而且还要有目的地组织学生进行课程设计，进行工程应用实践。

如何选择设计课题和内容是搞好课程设计的关键，所以在提出设计方案前，指导教师应先行一步，在大量收集文献资料的基础上，做方案比较，进行完整的计算及实验调试，再确定设计内容，设计步骤及实验调试要求，编制完整的设计任务书，然后再去指导学生进行课程设计。

课程设计的目的很明确，有三点：一是结合教材有关“整流电路”、“元件选择与保护”、“触发电路”内容讲授，要求学生利用所学知识，立竿见影地用于工程实际设计中去，让学生对设计产生较大兴趣；二是把设计与工程实际紧密联系起来，要求学生根据设计任务要求，独立完成电路设计、线路形式选择及主要参数计算，保护电路设计及元件参数选择，确定移相范围及触发电路等，以提高学生理论联系实际的能力；三是通过设计加强应用能力训练，要求学生应用所学的计算机CAD绘图技术完成电路图的绘制，应用综合实验教学平台进行实验调试等，有目的地加强学生的实际操作能力的培养。

这样的要求既有一定的难度，也有相当广度，但确实可行。学生通过这个环节的实践，增强了独立思考能力，开阔了视野。不少学生运用所学知识完成单元电路设计；也有学生利用所学知识对触发电路进行了改进设计；还有学生对保护电路提出了不同见解。总之，学生间相互探讨，相互启发，活跃了学习气氛，提高了应用能力，为从事专业工作打下了基础。

3.3 依托实验教学平台加强实验教学注重能力培养

应用型工科培养的人才除了具有一定的理论知识，还应具备专业技术的应用能力。这种能力的形式，不能简单依靠知识注入来获得，必须经过长期的培养、系统的训练，不断的积累，而逐步形成的。在这种能力形成过程中，实验教学具有独特作用。在实验教学环节中具体完成以下几项工作：

（1）科学系统地编制实验指导书，精心选择实验项目，使每个实验都能起到“工程训练”的目的。

（2）强调人人动手、独立完成实验。对实验确实存在困难的学生，指导教师要耐心启发学生，帮助分析实验要领，但决不包办代替。

（3）注重参数的定量分析和波形定性分析。变流装置在运行中有大量的参数和波形，需要检测和分析。例如：检测元件的端电压，就能判别元件的工作状态；检测输出电压，就能推断装置的运行状况。又例如，在三相全控桥式电路中，测试输出波形时，发现波幅不一致，缺波头等现象时，也能分析出装置出现的问题等。因此，要求学生重视参数定量分析和波形定性分析，就是要让学生通过实际操作，来提高分析问题、解决问题的能力。

总之，通过课程实验教学，将封闭的教学转变为开放的教学，确实起到既巩固基础理论知识，又能使学生获得比较系统的实际操作训练，对提高课程教学效果有较大推动作用。

4 结束语

课程教学改革必须从学生的培养目标出发，把课堂上的理论讲授、设计室里的分析计算以及实验室中的实际操作等多个教学环节有机结合起来，实现各教学环节的衔接、交差和融合，充分发挥综合教学优势，达到在有限时间内获取最佳教学效果。通过《电力电子技术》课程教学的改革与探索，深深感到要使课程教学满足培养目标，需要不断地科学探索、不断地认真总结，以适应现代教学的要求。

参考文献

[1] 王兆安、刘进军. 电力电子技术[M]. 北京：机械工业出版社，2010.7

第6篇：电力电子技术概述范文

关键词：汽车电工电子技术；创新能力；教学改革；

中图分类号：F407文献标识码： A

引言

“汽车电工电子技术” 是汽车专业重要的专业基础课程。通过本课程的学习，可以使学生掌握电工及电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能；掌握这些知识及技能在汽车电控技术方面的应用；培养学生的电子电路分析、制作和调试能力；并为学习后续课程和今后的实际工作奠定基础。

1、明确教学目标，认识学习“汽车电工电子技术”的作用。

我校的汽车电子专业起步较晚,是随着汽车产业的发展对这方面人才的急剧增加而逐步建立起来的，2013年，我校招收了汽车电子专业第一个专科班。同时“汽车电工电子技术”这门课程被安排在第一学期，通过该门课程的讲授我深刻体会到：除了要求学生要有一定的理论知识水平外, 还要相当注意学生的动手操作能力的培养。显然, 原来传统的重理论、轻实践的教学方法不利于培养的学生实际动手能力。这就要求我们充分发挥“理实一体化”教学理念的巨大作用，改进和完善教学方式、方法, 使培养的学生能更好地适应社会和市场变化的需求。而正是由于新专业新课程，我们在这方面还存在着很大的不足。

美国的麻省理工大学、德国的亚琛工业大学、日本的北海道大学等知名大学都设有汽车电子专业，并且在该专业都把“汽车电工电子技术”列为必修的专业基础课程之一，可见该门课程在本专业中的重要意义。在该课程的教学研究方面, 针对不同的教学对象, 即不同层次的学生, 有很多教学方法应运而生, 如项目教学法、案例教学法等等。而且随着电子技术的飞速发展, 现代汽车的新结构、新性能日益更新，如何充分利用我校现有的教学、实践条件, 使学生能够在有限时间内既能接受如此大的知识量又能培养学生动手能力成为该课程教学的难点。

2、加强教学改革，促进理实一体化建设

2.1理论教学的改革

采用多媒体教学, 提高教学质量。很多学生在学习理论知识时, 不愿意听, 这就要求教师在上课时要加强理论基础和上课技巧, 多引入形象生动的图片、视频、仿真等, 提高上课质量。要充分调动和激发学生学习的积极性和主动性, 提高学生的动手能力, 锻炼其独立操作、独立思考、独立分析问题及解决问题的本领, 提高他们的综合素质。

2.2实验教学的改革

改进实验内容。实验设置8个情境，涉及汽车传感器、点火线圈、交流发电机、直流电动机、车窗升降控制、照明电路，充电电路、仪表等内容，并在每个情境中根据需要设置1到多个任务，让学生感觉到每完成一个实验就相当于完成一个工作任务，那么，完成这个任务必须要掌握哪些理论知识（必知），需要哪些技能（必会），同时，在完成实验的过程中需要注意哪些事项(如安全作业与环保)，又有哪些经验可以参考。实践证明, 汽车电子技术专业的学生只有在实验中才能更好的掌握课堂所学知识。

完善实验设备建设。还是如上面所提到的，目前汽车电子专业为我校新开设专业，还没有自己“汽车电工电子技术”实验室，这就更需要加强实验室的管理和建设, 提高实验指导教师自身的素质, 要求加大对实验员的培养力度, 利用假期时间自己动手制作一些实验器材。同时还要加强和其他院校的沟通与合作，利用其他院校的硬件条件来完善自己的实验室建设。

2.3 教学改革的关键

按照教学计划的要求，“汽车电工电子技术”为一年的教学时间。目前也是刚刚开始第一轮（上半部分）的讲解，在这样的前提下，编写自己的教材还不成熟。所以，如何选择一本好的教材就成为了当前的关键问题。

目前，我校还没有自己的“汽车电工电子技术”实验室，所以如何快速完善实验室的建设也是当前的关键问题。新专业新课程，相关的多媒体课件，综合教学所用到的图片、动画、视频，文本等和电子教学讲义，都是理实一体化教学的关键问题。

3、“汽车电工电子技术”教学中培养学生创新能力

3.1 组建“汽车电工电子”特色团队小组

对学生的教学，主要以兴趣培养和基础入门为主。开展“汽车电工电子”特色教学，以创新学分为杠杆，围绕汽车电子、汽车电器设备、等汽车行业重点研究方向，设置课题研究小组。每个课题组均由教授或副教授担任负责人，配备2～3位中级职称的教师和实验室教师，形成结构合理、交叉互补的学术团队，确保创新方向的正确性和合理性。

3.2 项目教学法

项目教学法在调动学习积极性和主动性方面有较好的效果。关于项目教学法, 很多文献中都有介绍,此处不在赘述。现代汽车的电子技术日新月异, 所以在该课程中应用项目教学法是比较合适的,而项目教学法在让学生掌握现有知识的同时, 能够根据新技术、新要求不断在教学内容上与时俱进, 使学生素质与汽车技术的发展尽可能地保持同步。

3.3 教师自我提高

教师在实施创新能力培养的过程中负有重要使命，其教学质量直接影响到学生的学习兴趣和创新能力的培养，拥有高素质的师资队伍是教学改革的关键。汽车电子专业的教学改革，要求教师能够将电子信息与车辆控制结合在一起，为了充实教学队伍，可以聘请汽车行业有经验的技术人员作为兼职教师。同时，支持和鼓励教师深入企业和相关单位，从行业发展的视野和方式进行自我提高。

结论

通过“汽车电工电子技术”课程建设、管理及实践教学改革，笔者认为：

1）我校要突出实践教学的地位，首先要认识它的主体教学作用，要有明确的定位．要加大专业实践教学基地建设力度，体现教育特色，构建产学研培导“五位一体”的实践教学平台．

2）实训基地建设软、硬都要抓．在构建产学研培导“五位一体”的实践教学平台的同时，还要和打造“产学创用”的立体实践教学体系，通过实训室环境、标准流程、教师言行，实施全方位的全人教育，使学生高高兴兴地学习技能，不知不觉地养成习惯，潜移默化地提高素质．通过学生创新工程、技师检修队等各项课外活动激发学生的学习积极性和自信心，培养学生独立思考、勇于创新的精神．通过源自企业真实的案例贯穿于实践教学的每个环节，配合贴近真实的实训场景及设备，体现工学结合的教学特色．

3）在设备、师资、项目和环境建设中，要突出素质教育，尤其是职业素质的训导．利用“5S 管理”，进行实训室的现场管理，使得场地得到充分利用、设备得到良好维护、环境得到很好美化、制度得到贯彻执行等．制订实训室课程教学职业素质训导流程，强化学生的学习、工作习惯：在校内实训时要求学生统一着装、打卡进出实训室、严守实训室规程和规章、严格操作规范、浓郁的现代企业氛围熏陶及结合教学内容进行的职业素质训导等．

主要参考文献：

1.《汽车电子技术课程教学方法探讨》作者 李迎。

2.《汽车构造原理与维修应用教学的实践》作者 徐衡

3.《TRIZ理论在汽车电子技术课程教学中的应用》作者 江帆

第7篇：电力电子技术概述范文

摘要：文章分析了变电所自动化改造的几个关键技术。

关键词：变电所自动化改造

1变电所改造的主要内容

常规变电所改造为无人值班变电所运行，首先要对一、二次设备进行改造，使之适应无人值班运行要求。

1.1一次设备主要改造及技术要求

1.1.1断路器的改造：主要要求是能实现遥控操作功能，并提供可靠的断路器位置信号。对使用年久且性能不能满足电网运行要求的6～35kV油断路器动作要求，应以性能好、可靠性高、维护量小的无油设备(如真空断路器或SF6断路器)来代替。断路器辅助触点改造为双辅助触点接线以防信号误发。

1.1.2高压开关柜的改造：完善机械防止误操作措施；完善柜间距离，要求隔离物起绝缘支撑作用，要具有良好的阻燃性能；加强母线导体间、相对地间绝缘水平；改造高压开关柜中的电流互感器，使之达到高压开关柜使用工况绝缘水平、峰值和短时耐受电流、短时持续时间的要求。

1.1.3过电压保护设备的改造：如对变电所6～35kV中性点加装自动跟踪、自动调谐的消弧线圈；为减少变电所的运行维护工作量，降低残压，防止避雷器的爆炸，变电所6～35kV避雷器宜更换为无间隙金属氧化物避雷器(MOA)。

1.1.4主变压器有关辅助元件的改造：改造中性点隔离开关及其操作机构，能实现遥控操作；对有载调压分接开关实现当地和远方遥调操作；实现主变温度远方测量等。

1.2二次设备改造内容及要求控制回路的改造要能适应无人值班需要，主要有以下要求：①断路器控制回路改造后，要简单、可靠、无迂回接线。②断路器控制回路断线、失去控制电源时应实现远方报警，并保留控制回路故障信号。③保护回路单独设有熔断器的变电所，保护回路直流消失后，能远方报警。④重合闸装置要实现自动投退，在遥控和当地操作合闸后，重合闸电源应自动投入，重合闸放电回路自动断开。在遥控和当地操作跳闸后，自动退出重合闸电源，同时重合闸装置自动放电。根据需要实现重合闸后加速和一次重合闸。⑤低频减负荷装置或其它系统稳定措施装置动作跳闸时，应自动闭锁重合闸。⑥取消断路器位置信号灯的不对应闪光功能，信号灯具改为发光二极管等节能型灯具。⑦加装遥控与就地跳、合闸闭锁回路。⑧中央信号装置有关回路作相应改造。

2改造方案的选择

对常规变电所进行无人值班改造，总的指导思想是“安全、可靠、实用、经济”。二次设备改造任务重，改造难度大，需要对一些关键技术进行探讨，寻找恰当的解决方法。下面介绍几种典型的二次设备改造方案。

2.1断路器的控制与继电保护合一的改造方案

改造时保留有全部保护设备，取消控制屏(集中控制台，集中控制柜)，将断路器控制回路、控制设备安装到保护屏适当备用位置。这种方案将会取消控制屏上的全部光字牌信号、测量仪表和音响信号。为满足当地操作及改造过渡期内变电所运行操作人员对设备状态的监视要求，增设一套RTU当地工作站及显示设备。在显示器上显示有关一次接线图，测量信息，事故及预告信息。采用这种改造方案，可以简化二次回路接线，减少大量控制电缆，减少回路中的触点，提高二次设备的运行可靠性。这种改造方案适合于由弱电控制，集控台、集控柜等多台设备组合的控制回路改造。

变电所改造一般采用常规的RTU装置。变电所无RTU装置的可采用性能较好的分布式分散安装的RTU遥测交流采样，各RTU之间通信连接。变电所已有RTU装置的，在原装置中扩大功能，增加RTU容量以满足无人值班改造信息量的要求。

2.2只改造二次回路接线方案这种改造方案保护设备、控制设备全部利用。在改造中根据无人值班变电所的技术要求，改造二次回路中的部分接线，如断路器控制接线改接，重合闸接线改接，以及信号改接等；增加和更换部分继电器，使其具备无人值班变电所的技术要求。这种方案，改造量最少，二次回路变动量小，是采用电磁式继电器保护变电所的最方便、最经济的改造方案。变电所的RTU装置采用常规远动设备。

2.3二次保护设备全部更新的改造方案对于运行年限较长的变电所，在方案设计时可根据无人值班改造的技术要求，全部更新变电所二次及保护设备，采用目前国内较先进的综合自动化装置。这种改造方案投资较大，一般只适用于变电所相对陈旧，原有的二次回路已达不到安全要求的情况。

3如何进行远方监控

3.1继电器的更新根据传统变电所无人值班改造的实际情况，也为确保“四遥”功能的实现，改造中要将保护及自动装置中的电流、电压、时间、信号、重合闸等电磁型继电器全部更新为静态继电器。由集成电路构成的静态继电器与原电磁型继电器相比具有整定直观、功耗低、动作迅速、精度高等优点，而且电流、电压继电器增加了直流辅助电源，可以通过电源监视灯对继电器的正常运行进行监视，从而大大提高了保护的可靠性与速动性。特别是信号继电器既有电保持，又有磁保持，信号记忆可靠，还增加了多组动合触点和电动复归圈。保证了“遥信”功能及信号继电器遥控复归的实现。

3.2远控和就地操作转换变电所实现无人值班，要方便设备检修和事故现场的紧急处理，就必须要实现远控及就地控制两种方式操作，因此要拆除原有的KK控制开关，在回路中增加具备“远控”和“就地”转换功能的QK切换开关，在正常情况下，无人值班变电所所有运行或备用状态的断路器，必须置于“远控”位置，由监控中心值班员进行远控。

4线路的监视

大家知道，红绿信号等除反映断路器的实际位置以外，还担负着监视跳合闸回路是否正常的任务，虽然变电所内可以通过红绿灯来实现跳合闸回路的监视，但却无法从远方进行监视，为此在控制回路中加装了跳闸位置继电器TWJ和合闸位置继电器HWJ，只要HWJ及TWJ的两副常闭触点同时闭合，就说明跳闸回路有问题，需要到现场检修。

5遥信的实现

常规变电所要进行无人值班改造，则原理通过中央信号及光子牌反应的各类预告信号就必须要具备遥信功能。同时，继电器动作以后，必须能够在监控中心进行遥控复归。因此，信号继电器的遥信问题以及信号继电器的复归问题也就成为突出的关键问题，在改造中应当加以重视。

5.1遥信的实现变电所原中央信号解除以后，为正确反映所内所有异常及事故信号，就必须将上述信号通过继电器触点提供给远动遥信装置以实现遥信功能。按照无人值班的要求在反映具体保护动作事件的同时，变电所任何一套保护装置动作及异常都要启动变电所的遥信事故总信号，以提醒监控人员及时处理。针对这一要求，将信号继电器全部更换为带有电动复归线圈及多组动合触点的静态集成继电器。每只信号继电器单独提供一对空触点以反映具体保护动作事件，另外每只继电器都提供一对空触点并将这些空触点并联在一起以反映事故总信号。断路器的实际运行位置采用开关的辅助触点来反映。

5.2信号继电器的复归信号继电器更换为静态继电器以后，其内部带有电动复归线圈。这样既可以通过信号继电器上的复归按钮就地复归，又可以通过将所有信号继电器的电压复归线圈并联后与监控屏遥控执行屏上信号复归继电器的常开触点串联起来，实现全站信号的遥控总复归。使得无人值班变电所的信号复归问题得以解决。

第8篇：电力电子技术概述范文

关键词：移动机器人；电力线巡检；飞行机器人；爬行机器人

供配电中断将导致电力生产者、销售者及消费者的巨大损失，最小化电力线故障具有重要意义。为了尽早检出缺陷并高效维护，配电网络需要定期巡检。在过去二十年中，电力线自主巡检领域开展了大量卓有成效的研究。本文阐述了直升机辅助巡检、飞行机器人巡检、爬行机器人巡检等电力线巡检技g的发展概况及关键技术，对需要解决的问题做了总结，并对巡检机器人的发展前景做出展望。

1 电力线缺陷

电力线缺陷发生在导线、绝缘子、电线塔杆及其它电力线设备中。钢芯铝制电缆上的两种常见缺陷是铝线腐蚀和机械损伤。导线表面铝线断裂可由视觉检出，腐蚀问题只能用特殊设备检测或通过测量导线升温而得知。导线的机械损伤通常是由风致振动，断线靠近夹子及其它配件。由于断线锋利，断线表面的电场强度很高，触发了电晕效应，这种效应可通过紫外（ultraviolet，UV）相机有效检测。

绝缘子缺陷根据绝缘子类型有所不同。玻璃绝缘子缺陷通常可通过视觉检测。陶瓷绝缘子缺陷大多是因为腐蚀，相对较难检测。检测有缺陷的复合绝缘子也具挑战性。视觉检测是最常用的检测技术，其它检测方法是热成像仪、UV相机。

塔杆、塔线设备（隔离器、夹具、阻尼器、灭弧角等）及周围植被都需要定期检查。塔杆和塔线设备会老化或被人为破坏，植被也可能成为大问题，因为通常树木每年长高约50cm，有些树甚至每年可长高400cm。因此，植被与输电线之间的距离需要定期检查。

2 自动直升机辅助巡检

直升机巡检采用陀螺稳定吊舱、红外热成像仪和可见光成像仪等先进设备进行超高压输电线路的巡检操作，具有巡检灵活机动的特点，能在第一时间为电网调度和开展设备状态检修提供真实全面的现场资料，大大提高了巡检效率。

直升机辅助巡检须实现自主电力线追踪、针对电力线的视觉缺陷检测和测量的安全距离。该距离及直升机振动和运动都会对高质量图像的获取产生影响。巡检中更常用到小型直升机，因为它更敏捷、能耗更少、可实现空中悬停。若要执行长距离巡检，直升机必须有足够高的能效。直升机辅助巡检的关键技术是位置控制、电力线自动跟踪、避障、通信、图像采集、自动故障检测、测量安全距离、充电续航。

3 无人机巡检

无人机巡检和自动直升机巡检在一些方面有相似之处，这两种方法都有一些共同的问题，包括相机稳定性、线杆追踪和自主检测故障等。无人机巡检的评估报告显示，无人机巡检比徒步巡检更快，又与昂贵的直升机巡检精确度相同甚至比直升机巡检更精确。无人机巡检在技术上是可行的。

由D.I.Jones领导的研究小组开发了一种视觉导航的配电网络巡检无人机。该无人机转子叶片不暴露，悬停和低速飞行非常有效。无人机装配陀螺稳定相机、导航和定位系统、处理图像和其它传感器数据的计算机、通信系统和充电系统。主要研究目标是无人机位置和姿态控制、协助无人机飞越障碍物和飞近电力线的导航系统设计、以及充电系统设计。

4 爬行机器人巡检

电力线巡检的另一种方法是沿导线爬行、可跨越各种障碍物的爬行机器人。该方法的主要优势是可实现近距离全线高精度巡检，巡检不受天气及空域管制等影响，巡检成本低。近距离检测和低振动水平大大提高了图像采集的质量。爬行机器人悬挂在导线上前进，并可沿输电线路跨越障碍，因此需要较复杂的机器人机构。机器人功能主要包括沿导线自主运动、自动视觉巡检、至少半自主的障碍穿越（也即自主跨越已知或可预测的障碍）。

4.1 机器人机构和越障

武汉大学的吴功平教授团队提出了由2个小臂操作手机构、1个公共的变长大臂机构、2个小臂与变长大臂间各分别有1个绕铅垂轴和水平轴旋转的关节组成的双臂协调移动的机器人机构模型。实现了机器人在一根相线全程线路上的自主行驶运动（滚动、爬行和跨越/避让障碍物）。该机器人目前已在湖南、吉林等省示范运行。

4.2 机器人控制系统

机器人控制系统的主要目标是在机器人越障时提供导航。根据有关障碍物的传感数据，控制系统应能引导机器人跨越障碍。另一个重要问题是消除机器人振动。在风和其它扰动的影响下，电力线和爬行机器人都必然发生振动。振动引起图像及机器人手臂的运动模糊，这些都会减小导线定位精度。

4.3 机器人传感器

爬行机器人所用传感器主要用于机器人控制、电力线巡检和重要参数的监测（供电电压、机器人内部温度等）。最重要的一个传感器问题是导线上的障碍物检测和位置估计，这通常由距离传感器完成。该方法虽易实现，但通常不能提供足够信息以实现障碍物跨越。为自主跨越障碍，障碍物类型必须已知。

4.4 供电

电力线有望为巡检机器人运动供电。有文献提出经由电力线磁场提取能量，具体方法是将磁性铁芯安置在导线周围，电力线中电流越大，转移到次级线圈中的电能越多。

5 结束语

不同类型的巡检机器人各有利弊，在关键技术难点上有一些共通之处，在应用领域呈互补关系。将来我们可能会看到集多种功能为一体的自主电力线巡检机器人。

参考文献

[1]徐显金.高压线路沿地线穿越越障巡检机器人的关键技术研究

[D].武汉：武汉大学，2011.

[2]吴功平，肖晓晖，，等.架空高压输电线路巡线机器人样机研制[J].电力系统自动化，2006，30（13）：90-93+107.

第9篇：电力电子技术概述范文

关键词：微油点火；等离子点火；微油等离子复合点火；点火方式；锅炉稳定性；节约成本

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.146

1 目前某火电厂锅炉运行概况

某大型火电厂装机容量为2100MW，配备一台300MW发电机组与三台600MW发电机组，为实现节省锅炉点火耗油量，对3号与4号锅炉进行了等离子点火系统改造。在运行初期，为保障锅炉点火顺利投运，使用了较好的烟煤，在机组启动过程中实现了零油耗，降低了锅炉每次启动时的运行成本。然而随着专用点火用煤供应不稳定，点火煤质出现了较大变化，特别煤质灰分增多、发热量低等问题突出，无法保证采用等离子点火启动锅炉。降低锅炉运行成本，进行锅炉点火技术改造，成为了锅炉运行研究的主要问题。

2 火电厂锅炉等离子点火技术与微油点火技术分析

等离子点火技术属于一种无油点火技术，其通过小能量等离子电弧直接点燃煤粉气流，煤粉燃烧取代了传统油点火方式，为启动锅炉节省了可观的运行成本，提高了锅炉启动的稳定性，在一定程度上保障了锅炉启动的全性和低负荷稳燃性。等离子点火技术研究始于上世纪六十年代，经过研究与实践，等离子点火技术逐渐成熟并获得推广应用。在该火电厂锅炉运行中采取等离子点火技术，实现了可观的经济价值。

微油点火技术是在等离子点火技术基础上发展而来，其点火原理类似等离子分级点燃与逐级放大原理，通过设置特殊结构微油枪装置，用极少量油，通过雾化燃烧实现油火焰取代等离子电弧，从而实现了煤粉气流点燃与稳燃的功能。在火电厂锅炉运行中采取微油点火技术，其设备结构简单，操作维护方便，应用成本较低，逐渐发展成了主要的锅炉点火方式。一般而言，微油点火技术其微油枪装置功率多设计为465.2KW，明显优于等离子发生器的100KW功率。此外，应用微油枪装置，其热功率通过技术优化还可以增加。因其热功率较高，从而打破了煤种限制。微油点火在应用中能够有效提高煤粉燃烧效率，在点火初期，煤粉燃尽率则达80%以上，燃烧稳定，运行安全。

3 火电厂锅炉微油等离子复合点火技术改造方案

考虑到电厂3号和4号锅炉应用了等离子点火方式，通过现有煤质进行点火其稳定性不足，进行微油点火技术改造成为了电厂所面临的实际问题。对于锅炉点火方式改造，技术研究提出两种方案，第一种方案为对下层燃烧器直接进行微油点火技术改造，其方案可以实现锅炉顺利点火目标，但其进行全部改造，其整体改造成本相对较高。第二种技术方案要求进行等离子发生器拆除，通过应用等离子燃烧器并安装微油点火装置。拆除等离子发生器后要求在调峰与停炉时进行投油作业，导致一定燃油消耗。综合考虑技术方案，决定在等离子燃烧器基础上进行微油点火改造，保留等离子发生器，采取微油等离子复合点火方式。

针对4号锅炉采取微油等离子复合点火技术改造，在改造过程中针对燃烧器本体、压缩空气系统、助燃风系统与燃油系统等进行了小范围改造，并对其装置及系统逻辑进行变更。改造重点在于等离子发生器与微油点火装置复合逻辑实现。其改造思路为：当锅炉两台微油枪灭火时磨煤机停止运行，避免出现炉膛爆炸事故。然而依据实践经验分析，在确保两台微油枪在同一时间灭火的基础上，等离子发生器处于投运状态，则可以确保燃烧稳定性，此时进行投油助燃操作，可以确保炉膛燃烧保持较高稳定性。

为确保改造后点火效果，在操作过程中采取水分高、热值低的煤质进行实验。在点火操作时，等离子发生器暂时处于备用状态，投入4台微油枪进行点火，进行炉膛压力波动值测试，发现其波动超出±300Pa，火焰呈现出棕红色，说明仅仅采取微油枪点火方式，其功率难以确保煤粉稳定燃烧。此后，投入四台等离子发生器，测试炉压力波动，结果显示炉膛压力波动值±200Pa，火焰颜色表现为亮色，说明复合点火方式产生了一定作用。此后，运行人员在分析炉膛出口温度与炉内燃烧状态的基础上，逐渐停止微油枪运行，最后仅保持两台微油枪与四台等离子发生器进行助燃操作，机组顺利启并网，锅炉升温升压过程稳定性良好，满足了设计要求。采取复合点火方式，整套机组启动花费14.05h，共计耗油量为11.4t，相对等离子伴大油枪点火方式节约了大约46吨油。

4号锅炉实现微油等离子复合点火技术改造后，效果良好且达到了设计要求，进行3号锅炉改造作业。3号锅炉改造初期进行微油枪出力参数设定，设计为150kg/h，选择常规煤质进行点火作业。试验发现改造后其锅炉点火燃烧不够充分，采取技术改造进行雾化片改造，微油枪出力参数达到220kg/h，点火操作实现了机组平稳启动并网。

在完成锅炉微油等离子复合点火技术改造后，为进一步提高节油效果，在机组低负荷助燃与停机操作过程中，运行人员在操作过程中尽量应用等离子发生器，在一定程度上降低了微油点火耗油量，改造后机组在长时间运行中为电厂节约了大量燃油。

4 结论

火电厂锅炉点火方式直接关系着锅炉启动并网的稳定性与安全性，应用传统点火方式耗油量较大，为切实降低机组启动耗油量，提高火电厂锅炉运行综合效益，对火电厂锅炉新型点火技术需要不断的探索。简单应用等离子点火方式已难以满足点火燃烧的设计要求，结合案例，提出微油等离子复合点火技术改造，并对改造思路和改造方案进行了详细研究与分析，实践证明，通过微油等离子复合点火技术改造，电厂锅炉运行能耗大幅度降低，点火启动稳定性与安全性良好，综合效益显著。

参考文献：

[1]孙超凡，王公林，刘庆鑫，于文波，叶向前，陈东，郭斌等.离子点火煤粉燃烧器技术原理及其应用研究[J].广东电力，2005（01）.

[2]王爱生，唐宏，王公林，马双.采用等离子体直接引燃煤粉技术的研究及应用[J].中国电力，2002（01）.