电力电子技术设计报告

电力电子技术设计报告（精选9篇）

电力电子技术设计报告 第1篇

北京理工大学珠海学院电力电子课程设计报告

北京理工大学珠海学院

机械与车辆学院

电力电子课程设计报告

课程名称：

设计题目：

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

设计时间：

北京理工大学珠海学院电力电子课程设计报告

目录

1、设计方案（双极性还是单极性PWM控制？）

①设计题目；

②主要技木指标和要求；

③方案选择及电路工作原理；

2、主电路设计说明(分模块)

3、控制电路设计说明(分模块)

4、Simulink仿真（选做）

5、实物调试过程及结果分析

调试过程的详细记录及实验结果讨论（说明是否达到设计指标的要求）该部分中应包括对实验结果（如所观测和记录的波形）的分析和解释等详 细内容；

6、收获和体会

7、参考文献

8、谢辞

附录

附录1：元件清单

附录2：Protel 99原理图

附录3：Simulink仿真图（选做）

请注意论文格式：正文宋体、小四字号，1.25倍 行距

电力电子技术设计报告 第2篇

电力电子课程设计报告

学校：哈尔滨理工大学 荣成 院系：电气信息系 专业班级： 学号： 姓名：

指导教师 ：

2010年 月

日 ：采用自关断器件的单相交流调压电路研究

哈尔滨理工大学荣成电力电子技术课程设计报告

目录

第一章：引言...........................................1。.1

简述...........................................1。.2指标内容及要求...........................................1。.3主电路原理及设计...........................................第二章：实验内容........................................2

第三章：实验系统组成及工作原理..........................3

第四章：实验设备和仪器..................................4

第五章：实验方法........................................4

第六章：思考及心得体会..................................6

第一章

引言

一

简述

电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的换和控制的科学，是20世纪50年代诞生，70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术；以节约能源、提高运行可靠性并更好地满足产要求为目的的交流变频调速技术，以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为目的，并可有效节能的灵括（柔性）交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术，以及控制理论的不断进步．电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。二

指标 内容及要求 见第二章

三

主电路的原理及设计 1 交流调压电路

如果在交流电源和负载之间之间用两个晶间管反并联后串联到交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力。这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。在每半个周波内通过对晶间管开通相位的控制，以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。这种电路还用干对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联，这都是十分不经济的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。但这种交流调压电路控制方便，体积小、投资省计制造简单。因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电机调速等场合。

图3．2所示的就是一种采用晶闸管为主开关元件的单相交流调压电路图，这种交流调压电路的主电路仅由一对反并联的晶闸管或一只双向晶闸管构成。2 交流调压电路控制方式

交流调压电路的控制方式有三种：①整周波通断控制；②相位控制：②斩波控制。在 整周波通断控制方式中．晶闸管是作为交流开关使用的，它把负载与电源接通几个周波，再断开几个周波，通过改变通断比来改变负载k的电压有效值。相位控制时，在电源电压 上、下半波的某一相位分别导通VI、VZ晶闸管，改变控制角即可改变负载接通电压的时 间，从而达到调压的目的。斩波控制方式时，晶闸管要带有强迫关断电路或采用IGBT等 可自关断器件，在每个电压周波中，开关元件多次通断，使电压斩波成多个脉冲，改变导 通比即可实现调压。三种控制方式的输出电压波形如图3．l所示、相位控制交流调压又称 相控调压，是交流调压中的基本控制方式，应用最广。

交流调压电路的输出仍是同频率的交流电，原则上可应用于一切需要调压的交流负载，也可通过变压器再调压。交流调压器是通过改变电压波形来实现调压的，因此输出的电压波形不再是完整的正弦波，谐波分量较大。

本实验就是对自关断器件的单相交流调压电路进行研究，目的是是同学们熟悉采用自管段器件的单相交流调压电路的工作原理、特点、波形分析与适用场合，熟悉PWM专用集成电路的组成、功能、工作原理与使用方法，同学们四人一组，分工合作，增加同学们的团

队意识。

第二章

1.PWM专用集成电路性能测试

2.控制电路相序与驱动波形测试

3.带与不带电感时负载与MOS管两端电压波形测试

4.在不同占空比条件下，负载端电压、负载端谐波与输入电流的位移因数测试。

第三章

实验系统组成及工作原理

随着自关断器件的迅速发展，采用晶闸管遗相控制的交流调压设备，已逐步采用自关断器件（GTR、MOSFET、IGBT等）的交流调压斩波所代替，与移相控制相比，斩波调压具有下列优点：

1）谐波幅值小，且最低次谐波频率高，故可采用小容量滤波元件；

2）功率因数高，经滤波后，功率因数接近为1.3）对其他用电设备的干扰小。因此，斩波调压是一种很有发展前途的调压方法，可用于马达调速、调温、调光等设备。本实验系统以调光为例，进行斩波调压研究。

斩波调压的主回路由MOSFET及反并联的二极管组成双向全控电子斩波开关。当MOS管分别由脉宽调制信号控制其通断时，则负载电阻Rl上的电压波形如图5-9b所示（输出端不带滤波环节时），显然，负载上的电压有效值随脉宽信号的占空比而变，当输出环节由滤波环节时的负载端电压波形如图5-9C所示。

脉宽调制信号有专用集成芯片SG3525产生，有关SG3525的内部结构、功能、工作原理与使用方法等可参阅双闭环可逆直流脉宽调速系统实验。控制系统中有变压器T、比较器和或非门等组成同步控制电路以确保交流电源的2端为正时，MOS管VT1导通；而当交流电源的1端为正时，MOS管VT2导通。

第四章

实验设备和仪器

1.NMCL-K1实验挂箱

2.万用表（自备）

3.双踪示波器（自备）

第五章

实验方法

1.SG3525性能测试

先按下开关s1.(1)输出最大与最小占空比测量。PWM波形发生器的“1”和地。

2.控制电路相序与驱动波形测试

将“PWM”波形发生器的1端与暂控式交流调压电路的14端相连。将电位器RP左旋到底，用双踪示波器观察并记录下列各点波形：

（1）控制电路11、12与地间波形，应仔细测量该波形是否对称互补；

（2）控制电路的13、15与地端间波形；

（3）主电路的4与5及6与5端间波形；

3.不带电感时负载与MOS管两端电压波形测试

将主电路的3与4短接，将UPW的电位器RP右旋到大致中间的位置，测试并记录负载与MOS管两端电压波形

4.带电感时负载与MOS管两端电压波形测试

将主电路的3与4不短接，将UPW的电位器RP右旋到大致中间位置，测试并记录负载与MOS管两端电压波形

5.不同占空比D时的负载端电压测试

实验中，将电位器RP从左至右旋转4-5个位置，分别观察并记录SG3525的输出端2端脉冲的占空比、负载端电压大小与波形

6.不同占空比D时的负载端谐波大小的测试

分别观察并记录RP左旋与右旋到底时的负载端波形，从而判断出占空比D大小对负载端谐波大小的影响。

7.输入电流的位移因数测试

（1）将主电路的3、4两端用导线端接，及不接入电感

（2）在不同占空比条件下，用双踪示波器同时观察并记录有2与1端和2与6端间波形。

第六章

思考题

1当主电路接纯电阻负载（即将电感短路）时，可见负载电压波形存在死区，其产生的原因是什么？

答：PWM的上下桥臂的三极管是不能同时导通的。如果同时导通就会是电源两端短路。所以，两路触发信号要在一段时间内都是使三极管断开的。因此电压波形存在死区！

2.当主电路接电感性负载时，在电压的过零点会出现一尖峰脉冲，其幅值随占空比的增大而增大。试分析其产生的原因以及控制方法。

答：根据占空比越大电网的通断时间越长，冲击电流越大谐波分量越大，脉冲越强。

谐波电流对电网危害甚大，必须加以抑制。抑制和消除谐波有两种基本途径，一种是改进电力电子装置，减少注入电网的谐波，另一种是在电力电子装置的侧并联LC无源滤波器，为谐波电流提供频域谐波补偿，或者用电力有源滤波器进行时域谐波补偿。下面就介绍相应的谐波抑制对策：波形叠加法，LC无源滤波器，增加整流相数法，静止无功补偿法，有源电力滤波器补偿法。

心得体会

1．态度 性格决定命运，气度影响格局，态度决定高度，细节决定成败。对于参加课程设计的队员，估计感受颇深。只有我们有丰富的经验，丰富的知识，才能百分百的在到场上赢得胜利。从培训到竞赛是一个漫长的过程，期间心态很重要，会遇到很多问题：训练师不懂的知识，软硬将调不出来，队员之间的矛盾，外界的压力等。其中，最重要的是处理好队员之间的矛盾和心态:不懂的知识可以去学习；波形调不出来，只要有耐心，认真分析就能找出原因；阻碍我们法杖的往往是自己的心胸，心胸开阔，善于接受意见和容忍别人的错误，才能在培训中和设计中有所收获。

2.积累课程设计要求较强的动手能力，讲理论转换为实际的操作时竞赛的必备条件。做课题时要合理分工，发挥各自的特长，严格按要求完成任务。学会看电路图，我们找到很多的资料是电路分析的，就得自己看资料学习。尤其是做原理分析的，资料很多而且较复杂，资料以基本原理居多，可以借助一些综合知识。

3.交流 包括和本组队员之间，其他组之间，指导教师之间以及同爱好者之间。这里着重讲教师及爱好者。教师有着丰富的理论知识和经验，可以为

我们提供丰富的资料；网络上更有丰富的资源，要做的东西网上均能找到相关内容，这也是一个学习的过程，特别是在一些论坛里有着丰富的资源。

最后，向全体参与电力电子课程设计培训的老师说一声：您辛苦了！，感谢你们

电力电子技术设计报告 第3篇

专题学习网站是一个基于网络资源的专题研究、协作式学习系统。它通过构建专题学习网站, 向学习者提供大量的专题学习资源和协作学习交流工具, 让学习者自己选择和确定学习的内容或进行研究项目设计, 自己收集、分析并选择信息资料, 应用知识, 去解决实际问题[1,2]。它强调通过学习者主体性的探索、研究、协作来求得问题解决, 从而让学习者体验和了解科学探索过程, 提高学习者获取信息、分析信息、加工信息的实践能力和培养良好的创新意识与信息素养。

1、专题学习网站的建设目标

1.1 专题学习网站的研究意义

建立教学网站可以使因为某些原因需要通过网络获取知识的学习者, 能在网络上获得相关的知识培训, 也可以使正在按传统方式参加课堂学习的学习者通过网络拓宽自己的知识面。同时, 学习者之间还可以进行互相交流, 互相借鉴, 从而更好地满足不同层次学习者的需要。教学网站的建设极大地拓宽了知识传授的辐射范围, 充分体现了"有教无类"和"三人行, 必有我师"的教学理念。

1.2 专题学习网站重点解决的问题

电力电子专题学习网站要从三个方面着重把握, 教育性:学科专题网站是为教学服务的, 要符合学习对象的特点, 内容有一定的教育意义, 突出学习中的重点, 注意启发, 促进思维, 培养能力。科学性:网站内容正确、逻辑严谨, 层次清楚, 扩展资源内容健康、合情合理, 突出学科特征。整合性:专题不只是单个知识点, 它是具有相关知识特征的知识点的集合与延伸, 所以选题要在专题范围内自成体系, 各相关知识点要围绕专题设立, 不仅仅局限于书本内容, 允许在该学科涉及的范围内涵盖相关学科, 体现了学科的整合。

1.3 专题学习网站的预期结果

专题要小而精。定位要小, 内容要精, 选择的题材涉及面要很广, 不局限于学校的学科教学, 但也要有所侧重, 以实用为主。有独特性, 新颖性, 要做出自己的特色来, 才会有生命力。

2、专题学习网站的研究方法

专题学习网站的研究方法很多, 诸如文献研究法、问卷调查法、网站开发的实现技术方法等。文献研究法是根据一定的研究目的或课题, 通过调查文献来获得资料, 从而全面地、准确地了解所要研究的问题的一种方法[3]。所谓问卷调查是设计一组与研究目标直接相关的问题, 通过调查对象的回答, 从中了解情况, 获得所需要的信息资料。本研究主要采用问卷调查法来了解学生的学习兴趣, 以及学生对专题学习网站使用的情况, 通过所得到的调查数据进行分析得出相关研究结果[4]。

动态网页技术是指客户端与服务器端的一种交互技术。这种技术使得用户在网页中输入信息并提交以后, 可以得到网站的及时反馈信息。该网站采用了ASP即ActiveServerPages技术, 它是微软开发的一种类似HTML (超文本标识语言) 、Script (脚本与CGI (公用网关接口) 的结合体, 它没有提供自己专门的编程语言, 而是允许用户使用许多己有的脚本语言编写ASP的应用程序。ASP的程序编制比HTML更方便且更有灵活性。它是在Web服务器端运行, 运行后再将运行结果以HTML格式传送至客户端的浏览器。因此ASP与一般的脚本语言相比, 要安全得多。

3、电力电子教学网站的主要内容

第一阶段, 开展对专题学习网站构建的前期调研工作, 包括以下几方面: (1) 分析以往学生学习《电力电子技术》课程时的各方面不良状况及其原因。 (2) 分析在当今信息时代, 网络对学生的影响。 (3) 分析《电力电子技术》课程的特性。第二阶段, 构建专题学习网站。 (l) 建立《电力电子技术》课程学习网站的构成要素。 (2确定电力电子专题学习网站的建设方向、功能结构以及网站的初步系统结构图。 (3) 根据专题学习网站的初步系统结构图, 开发建设基于ASP技术的专题学习网站, 为教学研究搭建教学平台。第三阶段, 以电子电力技术学习网站仿真学习环境为依托, 培养学生网络教学的兴趣, 进而培养学生的自主学习、合作学习与探究性学习的能力。

4、教学网站设计的新颖性

专题学习网站作为网络环境下教学资源组织的一种有效方式, 己成为推进信息技术与课程整合的有效途径。它是一个基于网络资源的专题研究、协作式学习系统。它通过构建专题学习网站, 向学习者提供大量的专题学习资源和协作学习交流工具, 让学习者自己选择和确定学习的内容或进行研究项目设计, 自己收集、分析并选择信息资料, 应用知识, 去解决实际问题。它强调通过学习者主体性的探索、研究、协作来求得问题解决, 从而让学习者体验和了解科学探索过程, 提高学习者获取信息、分析信息、加工信息的实践能力和培养良好的创新意识与信息素养。

5、结束语

专题学习网站的出现丰富了网络教学资源, 也拓展了学生学习的空间, 并且良好的界面, 优秀的导航能力, 详实实用的资料收集, 方便的协作学习平台都为培养学生的学习能力、创新能力培养提供有力的支持, 有助于我国信息化的建设以及素质教育的深入开展。

摘要：随着高等教育课程改革的不断深入, 在具体的教学中发现网络教学资源散落在Internet的各个角落里, 为开展网络环境下的教学带来了一定的难度。本文结合《电力电子技术》课程教学网站的设计, 对专题网站建设的意义、设计策略以及专题学习网站的开发进行探讨。

关键词：教学网站,信息技术,电子电力技术

参考文献

[1].丘辉麒, 言晓娟.教学网站建设的几点思考[J].电化教育研究, 2005, (11) :50-51

[2].高中义.网络教育技术的特点与发展对策[J].中南民族大学学报 (自然科学版) , 2002, 21 (1) :91-92

[3].黄娟, 李克东.开发专题学习网站及进行相关研究性学习的思路及方法[J].中国电化教育2003, (5) :25-28

电力电子技术设计报告 第4篇

关键词： 半导体；结电容；势垒区；电导调制效应；

【分类号】TM1-4

基金项目：电动车用轮毂无刷电机驱动系统关键基础问题研究，项目编号：ZDK2201401.

1、电力二极管的物理结构和工作原理

（a） 物理结构 （b）正偏等效电路 （c）反偏等效电路 （d） 伏安特性曲线

图1 电力二极管的物理结构

电力二极管的基本结构仍然是基于 结，但是如图1所示与信息电子电路中的二极管的根本区别是多了一层 半导体，可以通过改变其参杂浓度，来改变二极管的耐压和反向恢复时间，从而形成具有不同性能的电力二极管。结合其物理结构来分析其工作原理是正确理解电力二极管导通和关断的关键，很多文献对其导通过程有叙述，这里不再赘述。

2、电力二极管的电容效应

如图1所示，空间电荷区内缺少导电的载流子，其电导率很低，相当于介质，而空间电荷区两侧的P区、N区的电导率高，相当于金属导体，且PN结的电荷量随外加电压而变化，呈现电容效应，从这一结构来看，PN结等效于一个电容器，该电容称为结电容。结电容按其产生机制和作用的差别分为势垒电容 和扩散电容 。

2.1 势垒电容

当PN结正偏时，空间电荷区电荷量减少，相当于电容“放电”，当PN结反偏时，空间电荷区电荷量增多，相当于电容“充电”。这种现象可以用一个电容来模拟，该电容称为势垒电容。势垒电容的是非线性电容，其电容量并非常数，而是与外加电压有关。当外加反向电压增大时，势垒电容减小；反向电压减小时，势垒电容增大。

从上述分析可知，反向偏置时势垒电容起主要作用，比如变容二极管，就是利用PN结电容随外加电压变化的特性制成的。

2.2 扩散电容

PN结正向偏置时，N区的电子向P区扩散，在P区积累了电子，即存贮了一定数量的负电荷；同样，在N区也积累了空穴，即存贮了一定数即正电荷。当正向电压加大时，扩散增强，这时由N区扩散到P区的电子数和由P区扩散到N区的空穴数将增多，致使在两个区域内形成了电荷堆积，相当于电容器的充电。相反，当正向电压减小时，扩散减弱，即由N区扩散到P区的电子数和由P区扩散到N區的空穴数减少，造成两个区域内电荷的减少，、这相当于电容器放电，该现象可以用一个电容来模拟，称为扩散电容。

从上述分析可知，正向偏置时扩散电容起主要作用。二极管呈现出两种电容，它的总电容 相当于两者的并联，即 。

2.3 结电容对频率的影响

二极管是一个单向导通器件，通电后结电容会充电，充满后会反向放电，该电容的特性就是通高频组低频，若结电容过大，相当于在其两端并联一个较大的电容，由于电容的旁路作用，将降低二极管的高频响应和影响其单向导电性。如果结电容小，有利于单向导通，其工作频率会提高。

2.4 二极管的等效电路

二极管是一个非线性器件，为了使电路分析简化，用线性电路来模拟二极管，使线性电路的电压、电路关系和二极管外特性近似一致，这个线性电路就称为二极管的等效电路。在直流电源激励时，如果考虑到二极管的电阻和门槛电压的影响，实际二极管可以用图1（b）、图1（c）来进行等效，可以根据正偏时的等效电路进一步得到二极管在高频和低频时的等效电路，有利于分析含有二极管的功率电子电路的情况。

3、几个重要概念的理解

1） 与 、 与

表示在 半导体中进行参杂，从而改变 结的耐压和反向恢复时间， 表示高参杂浓度， 表示低参杂浓度。

表示在 半导体中进行参杂，从而改变 结的耐压和反向恢复时间， 表示高参杂浓度， 表示低参杂浓度。

参杂浓度越低，有利于提高二极管的耐压和反向恢复时间，参杂浓度越高，但是造成其通态压降升高，参杂浓度越高，其导通电阻低，但是二极管的耐压低和反向恢复时间长。

2） 势垒区

在 型半导体和 型半导体结合面附近，由于载流子浓度的差异，载流子浓度高的一侧向载流子浓度低的一侧进行扩散，同时存在少子的漂移运动，这样在结合面附近，每个原子的价和电子平衡，不能任意移动，形成不导电的 结，这个区域称之为势垒区。

由于势垒区不导电，因此当二极管施加正向电压时，要使得二极管导通，必须克服势垒区的影响，即外加电压大于某一数值时才开始导通，这个电压称之为门槛电压。

3） 电导调制效应

电导调制效应：在二极管完全导通之前， 区电阻率大，当正向偏置电压升高时，随着正向电流的增大， 区的电子浓度逐渐升高，此时 区电阻率开始下降，其导通电阻开始减小，使得电流增大时二极管的导通压降基本维持不变，由图1（d）可知，正向偏置时，当二极管的正向电流急剧增大时，二极管的导通压降基本维持不变。

双极性器件发生电导调制效应，电导调制效应使得整个导电过程其等效电阻随着其导通电流的增大而减小，一般来说具有电导调制效应的器件其导通压降较小。

4、电力二极管的特性

1） 静态特性

主要指其伏安特性，即二极管阳极和阴极两端电压与其中流过电流之间的关系曲线。

2） 动态特性

二极管的电压-电流特性随时间变化的，主要考虑在开通和关断过程中，二极管两端的电压和其中流过的电流随时间的变化规律。这部分内容详见邢岩编著的《电力电子技术基础》内容。

5、电力二极管的参数

二极管的参数是我们在实际系统设计中选型的重要依据，电力二极管我们主要需要计算如下参数：反向重复峰值电压 、正向压降 、正向平均电流 、浪涌电流 、反向恢复时间 以及最高工作结温 。参数的详细定义以及计算详见邢岩等编著的《电力电子技术基础》内容。

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，2001.

[2] 邢岩等.电力电子技术基础[M].北京：机械工业出版社，2009.

《电力电子技术》读书报告 第5篇

通过阅读《电力电子技术》我认识到，电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。具体地说，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。而电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。其中电力电子器件的制造技术是电力电子技术的基础，而变流技术则是电力电子技术的核心。

电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。而电力电子技术的不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛。

电力电子器件的发展史

1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管为电力电子技术的诞生奠定了基础。晶闸管自诞生以来，电力电子器件已经走过了五十多年的概念更新、性能换代的发展历程。

第一代电力电子器件

以电力二极管和晶闸管(SCR)为代表的第一代电力电子器件，以其体积小、功耗低等优势首先在大功率整流电路中迅速取代老式的汞弧整流器，取得了明显的节能效果，并奠定了现代电力电子技术的基础。晶闸管诞生后，其结构的改进和工艺的改革，为新器件的不断出现提供了条件。

第二代电力电子器件

自20世纪70 年代中期起，电力晶体管(GTR)、可关断晶闸管(GTO)、电力场控晶体管(功率MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、MOS 控制晶闸管(MCT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等通断两态双可控器件相继问世，电力电子器件日趋成熟。一般将这类具有自关断能力的器件称为第二代电力电子器件。

第三代电力电子器件世纪90 年代以后，为使电力电子装置的结构紧凑、体积减少，常把若干个电力电子器件及必要的辅助元件做成模块的形式，这给应用带来了很大的方便。后来，又把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC），也就是说，电力电子器件的研究和开发已进入高频化、标准模块化、集成化和智能化时代。

电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。

该技术的实际应用作用有很多：

(1)优化电能使用。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。

(2)改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。

(3)电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号、实现无噪音且具有全新的功能和用途。

电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。

电力电子技术的发展是从低频技术处理问题为主的传统电力电子技术向以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。目前，电力电子技术电力电子技术作为节能、环保、自动化、智能化、机电一体化的基础，正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。

电力电子技术的主要应用方向：

1、变频器是集微电子、电力电子和控制技术于一体，通过将固定频率的交流电源转换成电压可调、频率可调的交流电，实现对交流电机的无级调速。在节约电能，改善生产工艺、提高生产自动化水平等方面，具有突出的作用。

2、电子电源主要包括分为开关电源和不间断供电电源，此外还有许多其他种类，如变频电源、电解电镀电源、焊接电源、感应加热电源、充电电源、霓虹灯和照明电源等。种类繁多，分布广泛。为现代通信、计算、照明等行业提供电力支持。

3、电力系统中的应用包括：

1)发电系统，大型发电机的静止励磁控制装置，水力、风力发电机的变速恒频，发电厂风机、水泵的变频调速，太阳能发电控制系统；2)输电系统，柔性交流输电技术(FACTS)，高压直流输电技术(HVDC)，静止无功补偿器(SVC)；3)配电系统；4)用电系统。

总之，电子技术的应用范围十分广泛。从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电子技术的存在和巨大魅力。这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。

如今，现代电力电子技术的应用领域已经深入到社会生活生产的各个方面，在全球能源紧张的当下，电力电子技术研究的面临的问题是如何更好的利用电能提高电能的应用效率，这就需要考虑电力变换损耗，电力输送损耗，电力应用损耗以及新能源的应用等各个方面。所以，电力电子器件高压高频化、谐波抑制、电磁兼容、灵活交流输电、软开关技术、变频技术、控制与驱动等方面性技术的改进成为现阶段最大的技术难点和研究热点。

现代电力电子技术将往下面几个方面发展：

1、电力电子器件向高电压、大电流、高速化方向发展、并出现专用的电力半导体器件。

2、不断提高应用可靠性，抑制电应力是关键。由于电应力可以引起很多灾难性后果。因此，分析研究电应力的出现原因，采取各种抑制电应力的措施，也是提高电力电子应用可靠性的关键。

3、全面控制电气参数的变换，向波形重组前进。现在的典型应用有：

a、脉宽调制（PWM），b、交－交矩阵式变频器，c、有源无功功率补偿－谐波滤波装置。

4、现代电力电子技术新应用领域展望：

a、电机系统节能；b、电动车辆及充电站网络；c、中高压直流输配电系统；d、电能储存装置；e、高性能逆变器在太阳能发电技术中的应用；f、未来新型led的照明的供电系统设计。

电力电子技术调查报告 第6篇

随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。电力电子技术作为一门高技术学科，由于其在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用，现在已广泛的应用于传统工业和高新技术产业。在高压直流输电（HVDC）方面，柔性交流输电系统（FACTS），电力谐波治理方面，不间断电源（UPS）中有广泛的应用。

二． 电力电子器件的发展水平及参考价格

电力电子器件是电力电子技术的重要基础，也是电力电子技术发展的“龙头”。近年来，电力电子器件正朝着复合化、模块化及功率集成的方向发展，如IGBT、MCT、HVIC等就是这种发展的产物。

普通晶闸管及其派生器件

普通晶闸管广泛应用于交直流调速、调光、调温等低频（400Hz以下）领域，它构成的电路可对电网进行控制和变换。目前水平为12kV/1kA和6500V/4000A。

双向晶闸管可视为一对反并联的普通晶闸管的集成，常用于交流调压和调功电路中。其控制电路比较简单。其水平已超过2000V/500A。

光控晶闸管应用于高压直流输电（HVDC）、静止无功功率补偿（SVC）等领域。其研制水平大约为8000V/3600A。

逆变晶闸管主要用于中频感应加热。其最大容量介于2500V/1600A/1kHz和800V/50A/20kHz的范围之内。

非对称晶闸管主要用于逆变器和整流器中。目前，国内有厂家生产3000V/900A的非对称晶闸管。

全控型电力电子器件

GTO有对称、非对称和逆导三种类型。与对称GTO相比，非对称GTO通态压降小、抗浪涌电流能力强、易于提高耐压能力（3000Ｖ以上）。逆导型GTO是在同一芯片上将GTO与整流二极管反并联制成的集成器件，不能承受反向电压，主要用于中等容量的牵引驱动中。大功率晶体管（GTR）

GTR是一种电流控制的双极双结电力电子器件，其额定值已达1800V/800A/2kHz、1400v/600A/5kHz、600V/3A/100kHz。由它所组成的电路灵活、成熟、开关损耗小、开关时间短，在电源、电机控制、通用逆变器等中等容量、中等频率的电路中应用广泛。功率MOSFET

功率MOSFET应用于开关电源、高频感应加热等高频场合；没有二次击穿问题，安全工作区广，耐破坏性强。目前制造水平大概是1kV/2A/2MHz和60V/200A/2MHz。复合型电力电子器件

绝缘门极双极型晶体管（IGBT）

IGBT可视为双极型大功率晶体管与功率场效应晶体管的复合。IGBT通态压降小、载流密度大、耐压高，驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好。IGBT的开关速度

低于功率MOSFET，却明显高于GTR；IGBT的通态压降同GTR相近，但比功率MOSFET低得多；IGBT的电流、电压等级与GTR接近，而比功率MOSFET高。目前，其研制水平已达4500V/1000A。

MOS控制晶闸管（MCT）

MCT由MOSFET与晶闸管复合。MCT既具备功率MOSFET输入阻抗高、驱动功率小、开关速度快的特性，又兼有晶闸管高电压、大电流、低压降的优点。其工作结温高达150～200℃。现已研制出阻断电压达4000V的MCT，75A/1000VMCT已应用于串联谐振变换器。

功率集成电路（PIC）

PIC是电力电子器件技术与微电子技术相结合的产物，是机电一体化的关键接口元件。HVIC由多个高压器件与低压模拟器件或逻辑电路在单片上集成，它的功率器件是横向的、电流容量较小，而控制电路的电流密度较大，已有110V/13A和550V/0.5A、80V/2A/200kHz以及500V/600mA的HVIC分别用于上述装置。

SPIC是由一个或几个纵型结构的功率器件与控制和保护电路集成而成，电流容量大而耐压能力差，适合作为电机驱动、汽车功率开关及调压器等。

IPM除了集成功率器件和驱动电路以外，还集成了过压、过流、过热等故障监测电路，并可将监测信号传送至CPU，以保证IPM自身在任何情况下不受损坏。IPM主要用于交流电机控制、家用电器等。已有400V/55kW/20kHzIPM面市。

三． 本专业最近的有价值的就业招聘信息

电气工程师(弱电)

长江航运科学研究所

公司行业：学术/科研交通/运输/物流

公司性质：国企

公司规模：50-150人

职位信息

发布日期：2011-11-10工作地点：武汉招聘人数：若干

工作年限：二年以上语言要求：英语 一般学历：本科

职位标签:电气 自动化 机电 一体化 工程师

职位职能:科研人员电气工程师/技术员

职位描述:本岗位主要从事大型机电设备的配套电气设计工作。

主要职责：

1.在项目经理带领下，负责电气系统的设计；

2.参与项目机械部分需求分析,进行方案的设计；

3.编写相应的技术文档，根据需要不断修改完善设计；

4.编制项目文档，记录质量文件，配合完成必要的测试；

5.根据顾客对设备的需求，制定设备系统的维修保养计划

6.负责用户交流、建议方案的设计以及投标书的撰写等售前阶段的技术性支持工作；

7.熟悉电气设计相关的规范和验收标准；

8.善于学习，时刻跟踪最新技术信息，积极参加单位组织的培训或其他活动。电气开发测试工程师

东芝电梯（中国）有限公司

公司规模：1000人以上

公司性质：中外合营(合资．合作)

公司行业：机械制造·机电·重工

职位信息：

职位性质：全职发布日期：2011-11-09工作经验：不限

学历要求：本科以上招聘人数：1人语言能力：不限

简历语言：中文工作地点：上海

职位描述：

工作内容：

电梯控制中心的电气开发相关的测试工作。

职位要求：

1、电子相关专业本科以上学历；

2、应届生、经验者均欢迎。

四． 本专业的考研方向和院校，用人单位对所聘用人才的评价及期望

电气工程及其自动化专业的考研方向：

1.电机与电器；

2.电力系统及其自动化；

3.电力电子与电力传动；

4.高电压与绝缘技术；

5.电工理论与新技术。

全国电气工程及其自动化专业学校排名：

1.清华大学

2.西安交通大学

3.华中科技大学

4.浙江大学

5.重庆大学

6.天津大学

7.哈尔滨工业大学

8.上海交通大学

9.华北电力大学

10.东南大学

11.西南交通大学

12.沈阳工业大学

13.中国矿业大学

14.华南理工大学

15.南京航空航天大学

16.北京交通大学

17.武汉大学

18.哈尔滨理工大学

19.四川大学

20.河海大学

21.哈尔滨工程大学

22.郑州大学

23.广西大学

24.陕西科技大学

用人单位对所聘用人才的评价：

1． 吃苦耐劳是敬业精神的首选；

2． 动手能力较强；

3． 业务能力较强，专业基础扎实；

4． 集体观念强，有较好的人际关系和团队精神

5． 创业精神，6． 心理素质良好，人际关系和谐。

用人单位对所聘用人才的期望：

1．掌握较扎实的数学、物理、化学等自然科学的基础知识，具有较好的人文社会科学和管理科学基础和外语综合能力；

2．系统地掌握本专业领域必需的较宽的技术基础理论知识，主要包括电工理论、电子技术、信息处理、控制理论、计算机软硬件基本原理与应用等；

3．获得较好的工程实践训练，具有较熟练的计算机应用能力；

4．具有本专业领域内1--2个专业方向的专业知识与技能，了解本专业学科前沿的发展趋势；

5．具有较强的工作适应能力，具备一定的科学研究、科技开发和组织管理的实际工作能力

五． 与电力电子技术有关的方面，研究课题

电力电子技术可以达到高效节能的目的，具有非常高的实用性，应用范围非常的广，每个用电产品几乎都可以牵涉到电力电子技术。现在的用电设备的供电很多都没有考虑到节能，主要是成本以及人们观念的原因，如果这些用电设备都使用电力电子技术来实现高效节能的目的，那么可想而知，电力电子的发展空间有多大！因此在一个相当长的时期内，我国国民经济的发展和巨大的用户市场对电力电子与电力传动应用技术具有巨大的、持久的需求，这就意味着我国电力电子产业面临着良好的发展机遇和前景。

电力电子实习报告 第7篇

题 目：指导教师：班 级：学 号：姓 名：日 期：可控硅单结晶体管触发

电路的装接与调试

电力电子技术设计报告 第8篇

电力通信技术的高速发展, 对电力系统的安全与稳定提出了更高的要求。电路调度虽然仍是电力调度的主流, 但是由电路调度向软交换调度技术过渡是技术发展的趋势和方向[1]。

软交换技术 (Soft-Switch Technology) 以IP网络作为通信平台, 是语音通信技术的发展方向, 它克服了PSTN电话的缺点, 可以实现语音、视频和数据的融合。软交换作为一种功能实体, 为具有实时性要求的业务提供呼叫控制和连接控制功能, 是下一代网络 (NGN) 的呼叫与控制核心。基于软交换技术的多媒体调度系统是利用软交换的交换控制能力, 结合调度业务的特点, 提供基于软交换的控制, IP网络承载, 语音、视频、数据等多媒体业务并存的新型调度通信业务系统[2,3,4]。利用此系统, 可以让原来只使用语音调度功能的调度人员, 充分地使用视频通信、视频会议、实时消息通信、文件共享、网页推送、远程同步浏览、电子白板等基于IP网络才能够实现的业务, 大大提高调度通信的便利性, 减轻调度人员的工作负担。

本文基于濮阳电力调度交换网的现有结构, 对将来过渡成为软交换调度网络时的整体方案进行了初步的设想和分析。

1 ET融合型调度台功能与技术特点

1.1 主要功能与技术参数

ET融合型调度台应采用全新的硬件架构设计, 如图一所示, 全面提升整机性能, 平台更稳定可靠, 同时具备良好的扩展性。强大的视频处理能力, 选配视频卡支持D1分辨率的H.264视频编解码功能。ET融合型调度台配合H20-20系统及G2S平台, 提供完整的语音、视频、会议等业务, 能够满足多种指挥调度场合的应用。调度台2B+D U接口和RJ45网口可同时注册到H20-20系统及G2S平台, 双模接口冗余热备, 任何传输通道、调度接口故障均可自动切换至正常通道和接口, 保障通话的可靠性。ET融合型调度台应具有独特的“双模+应急话机”模式, 右手柄可以作为独立应急话机, 当调度台出现故障断电后, 右手柄依然能够进行语音通话。

ET系列融合型调度台的主要规格参数如表一所示[5]。

1.2 技术特点

ET系列融合型调度台的主要技术特点如下:

(1) 人机工程学的外观:全新屏幕主机一体化造型, 采用15”/19”/22”触摸屏;屏幕仰角可调, 满足不同调度座席需求。

(2) 更灵活的视频接入:屏幕内置500W像素摄像头。

(3) 专业的音频接口:主机上前面板可直接插MIC (选配, 可作为调度演习时使用) , 同时主机上内置扬声器, 在满足业务需要的同时减少了外接设备, 使桌面整洁有序。同时也提供标准的MIC、扬声器接口, 也可选择外接MIC、扬声器, 满足更高要求。

(4) 紧急话机备用:双手柄设计, 右手柄既可作为调度台手柄, 也可作为一部模拟话机, 作为行政呼叫、应急话机、溢出话机时使用, 提升了指挥调度系统在异常情况下的应急能力。

(5) 可靠的双模接口:电路交换侧的2B+D_U接口与软交换侧网路接口热备运行。支持同时注册到H20-20系统及G2S平台支持注册服务器双归属。

(6) 热键数量自定义:调度台每屏的热键数量根据用户要求进行修改, 满足定制要求, 更贴合用户。

(7) 录音查询回放:支持本地录音和远程录音查询回放, 满足调度员确认调度指令的要求。

2 基于软交换的电力调度交换系统整体设计

2.1 系统功能框图设计

本文所提出的基于软交换技术的电力调度交换系统如图二所示, 其设计理念是借助软交换的技术特点, 将软交换基本设计原理运用到电力调度交换系统中, 实现了电力调度交换系统的双机备份运行, 借助软交换技术的特点和优势, 将现有基本调度语音业务进一步扩展到IP语音业务, 实现现有语音业务的灵活高效运行;通过在系统设计中增加信息存储与共享功能模块, 实现在安全保证前提下调度信息的信息共享, 提高电力调度运行的效率。

2.2 组网功能设计

濮阳供电公司现有调度交换机是广哈通信生产的LH1344型调度交换机, 两套调度交换机A/B互为主备, 分别与国网河南省电力公司广哈调度交换机A/B机进行组网。本文着眼濮阳供电公司新大楼电力调度通信的建设和发展规划, 对广哈通信生产的调度台进行了研究和探讨, 对调度台的功能设计和组网提出以下设想:

(1) 电路交换机与软交换通过内置中继网关板实现互联互通。

(2) 原来濮阳供电公司电路交换机下挂电路调度台。

(3) 新上软交换平台可以挂双模调度台、ET融合型调度台及软交换PT调度台。

(4) 融合型ET调度台可以注册到电路交换机上, 同时也可以注册到新上的软交换平台。

(5) 三类型的调度台可以实现跨网的同组, 即电路调度台、双模调度台的两种注册方式、软交换调度台都可以设置为同一个调度组, 当打出时, 对外显示是一个组号, 而呼进时, 组内的所有成员都会振铃。

(6) 当电路交换机出现故障时, 则电路调度台无法使用, 双模调度台的电路模式无法使用, 但软交换平台是正常的。也就是说在这个调度组内, 软交换调度台是正常使用, 双模调度台的软交换模式也是正常的, 从而保证调度组的正常指挥调度。

(7) 当软交换平台出现故障时, 则软交换调度台无法使用, 双模调度台的软交换模式无法使用, 但电路交换机是正常的, 也就是说这个调度组内, 电路调度台是正常使用的, 双模调度台的电路模式也是正常使用的。

(8) 对于双模调度台, 无论从电路侧呼进, 还是软交换侧呼进, 双模调度台都会振铃。而外呼时, 则可以设置电路模式主用还是软交换模式是主用。

3 结束语

本文提出并设计了一种基于软交换技术的电力调度交换系统, 将软交换技术特点与电力调度业务特点相结合, 在支持现有电力调度基本业务的同时, 进一步实现IP调度语音业务和调度信息共享功能, 对电力调度交换系统发展和软交换技术在电力调度中的应用具有一定的参考意义。

参考文献

[1]殷天峰.下一代网络 (NGN) 与软交换[J].电力系统通信, 2005, 26 (03) :38-39.

[2]周澍, 张聚明.华中电力调度交换网软交换方案[J].电力系统通信, 2008, 29 (04) :10-13.

[3]李峻.市级电力调度交换网的组建方案[J].电力系统通信, 2007, 28 (B06) :20-23.

[4]贺琪.基于软交换技术的电力调度交换系统设计研究[J].中国电力教育, 2010, (B12) :285-287.

电力电子技术设计报告 第9篇

能够建立电力库房内设计智能搬运机器人进行自主搬取物品，如：绝缘绳、绝缘垫、绝缘毯、绝缘衣裤、绝缘手套、安全帽、绝缘杆、金属件等。

系统能够实现如下设计目标：

（1）机器人能够接收已有的上位机软件搬取物品的指令进行准确响应和搬运。

（2）通过无线传输控制指令对机器人进行控制和数据传输。

（3）机器人能够在导航系统的指引下自主行走。

（4）机器人能够自主识别上位机软件指令所指的搬运物品；并将物品顺利的搬运到指定的库房目的地。

（5）机器人通过充电电池供电，持续工作时间6小时。

（6）机器人具有自主爬坡能力和跨越台阶能力，爬坡角度不小于15度。

（7）机器人具有语音播报能力和故障报警能力。

（8）机器人能够平稳运行，对每一种物品进行单个存取。

（9）机器人具有适应多种物品不同形状、尺寸、重量的手爪抓取能力。

（10）机器人有较好的操控性，体积重量适应现有库房的空间要求。

2.系统整体设计描述

2.1库房改造部分

库房的内部布局和货架位置及物品工用具的具体摆放模式是整个机器人开发的重要组成部分，只有将合理的布局和物品摆放模式，将物品归类，才能够实现机器人手爪的正确准确抓取识别和搬运，才能更方便导航和机器人避障，同时通过具体工用具（绝缘垫、绝缘毯、绝缘衣、绝缘手套、安全帽、绝缘杆、金属件等）归类和测量给出机械手爪的具体设计参数依据，系统库房物品摆放分布图如下：

2.2机器人结构设计部分

由于机器人主要用于室内环境，所以工作环境对自主移动平台的驱动机构影响不大，工作环境主要影响自主移动平台的自动导引装置。机器人根据具体库房的台阶实现爬坡功能，同时保证爬坡的平稳性，以及手爪抓持物品工用具的牢固性。主要包括以下几部分：

2.2.1机器人运动车体结构设计实现

（图片仅供参考）

机器人车体是整个搬运工作的载体，必须保证车体的动力、平稳、爬坡和相关运行的手爪负载能力，即保证不同电力工用具的有效成功抓取和有效运载。由于库房的基本布局已定，需要车体有一定的爬坡能力，尤其是较重的工用具的成功搬运能力。车体结构设计主要包括：

*链条结构车底盘设计。

*车体三连杆机架设计。

*差动动力系统设计。

*车体电机载荷设计。

2.2.2机器人多自由度机械手爪设计实现

机械手爪是整个电力库房智能搬运机器人的关键组成部分之一，只有有效的多自由度手爪才能实现抓取物品工用具的成功搬运。而整个机器人的手爪设计要根据库房内工用具物品的种类、外形形状、结构尺寸参数、重量参数和摆放货架的层数及归类情况来设计实现，要保证手爪能够适应大多数种类的物品工用具，主要包括以下几部分内容：

*多自由度手爪机构选择。

*手爪与车体交接口设计。

*手爪外形设计。

*手爪夹持力设计计算。

*手爪防滑设计。

*手爪多自由度运动空间尺寸设计计算。

*手爪各自由度运动载荷计算。

2.2.3机器人爬坡结构动力设计实现

由于机器人的工作环境中有台阶，经过改造后要求机器人车体要具备一定的爬坡能力，这里爬坡过程中不仅能保证机器人车体能够带载爬坡，具有足够的爬坡动力，同时能够保证机器人车体的坡底和坡顶不卡死和不侧仰。主要包括以下几部分：

*三连杆活动支架设计。

*爬坡车体动力测算。

*爬坡电机动力测算。 （下转第236页）

（上接第225页）*坡顶坡底的动力学模拟计算。

2.2.4机器人车体平衡设计平稳运行设计实现

整个机器人在搬运过程中无论带载还是空载，都能保证机器人平稳运行，平稳运行是机器人搬运过程中的重要一环，由于库房内部的构造和货架的高度，导致了机器人手爪和车体的异型构造，也为机器人的平稳性带来困难，具体要解决以下几部分问题：

*手爪、车体、抓取物的动态稳定性分析。

*载荷重量结构尺寸分析。

*手爪车体外形平稳性分析。

2.3控制系统设计部分

整个机器人的控制系统比较复杂，包括整个控制算法的设计实现，其中的多电机多传感器系统，以及机器人的自主导航实现算法，物品工用具的识别及准确抓取方法，均要求有较为系统的控制方案，主要包括以下几部分：

*多电机传感器控制算法设计实现。

*物品的识别与准确抓取设计实现。

*控制导航系统设计实现。

*无线系统设计实现。

2.4上位机软件接口设计实现

由于机器人需要与上位机软件进行接口，通过上位机软件控制指令，通过无线传输通路发送给机器人实现物品工用具的抓取，因此，需要已经开发的上位机软件预留接口，实现与机器人的无缝衔接，从而保证控制指令的准确发送，主要包括以下几部分：

*软件协议对接。

*上位机软件与无线接口对接。

*上位机软件物品分类与机器人内部分类的对接。

3.系统各项技术指标

3.1时间响应指标

搬运响应时间：小于150s。

3.2抓持物品重量

抓持物品重量：≤3kg。

3.3可靠性指标

现有库房物品工用具搬运率不小于80%。

机器人出错概率不大于10%。

3.4工作环境

电力库房现有工作环境。

温度：0-45℃。

相对湿度：5%-95%（不凝结）。

周围无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃，无严重霉菌，无剧烈振动冲击源。

4.成果应用情况及效果，推广应用措施和前景