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序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇電子技術論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
在電子技術中應運中,近似計算貫穿其始終。然而,沒有近似計算是不可想象的。而精確計算在電子技術中往往行不通,也沒有其必要。盡管近似計算會引入一定的誤差,但這個誤差控制得好,不會對分析其它電路產生大的影響。所以關鍵在于我們如何掌握,特別是如何應用近似計算。
在工作點穩定電路中的應用要進行靜態分析,就必須求出三極管的基電壓,必須忽略三極管靜態基極電流。這樣,我們得到三極管的基射電子的相關過程及結論。
二、納米電子技術急需解決的若干關鍵問題
由于納米器件的特征尺寸處于納米量級,因此,其機理和現有的電子元件截然不同,理論方面有許多量子現象和相關問題需要解決,如電子在勢阱中的隧穿過程、非彈性散射效應機理等。盡管如此,納米電子學中急需解決的關鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關的納米電子技術方面,其主要表現在以下幾個方面。
(1)納米Si基量子異質結加工
要繼續把現有的硅基電子器件縮小到納米尺度,最直截了當的方法是采用外延、光刻等技術制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導體結構。其中,不同層通常是由不同勢能的半導體材料制成的,構建成納米尺度的量子勢阱,這種結構稱作“半導體異質結”。
(2)分子晶體管和導線組裝納米器件即使知道如何制造分子晶體管和分子導線,但把這些元件組裝成一個可以運轉的邏輯結構仍是一個非常棘手的難題。一種可能的途徑是利用掃描隧道顯微鏡把分子元件排列在一個平面上;另一種組裝較大電子器件的可能途徑是通過陣列的自組裝。盡管,PurdueUniversity等研究機構在這個方向上取得了可喜的進展,但該技術何時能夠走出實驗室進入實用,仍無法斷言。
(3)超高密度量子效應存儲器
超高密度存儲量子效應的電子“芯片”是未來納米計算機的主要部件,它可以為具備快速存取能力但沒有可動機械部件的計算機信息系統提供海量存儲手段。但是,有了制造納米電子邏輯器件的能力后,如何用這種器件組裝成超高密度存儲的量子效應存儲器陣列或芯片同樣給納米電子學研究者提出了新的挑戰。
(4)納米計算機的“互連問題”
一臺由數萬億的納米電子元件以前所未有的密集度組裝成納米計算機注定需要巧妙的結構及合理整體布局,而整體結構問題中首當其沖需要解決的就是所謂的“互連問題”。換句話說,就是計算結構中信息的輸入、輸出問題。納米計算機要把海量信息存儲在一個很小的空間內,并極快地使用和產生信息,需要有特殊的結構來控制和協調計算機的諸多元件,而納米計算元件之間、計算元件與外部環境之間需要有大量的連接。就現有傳統計算機設計的微型化而言,由于電線之間要相互隔開以避免過熱或“串線”,這樣就有一些幾何學上的考慮和限制,連接的數量不可能無限制地增加。因此,納米計算機導線間的量子隧穿效應和導線與納米電子器件之間的“連接”問題急需解決。
(5)納米/分子電子器件制備、操縱、設計、性能分析模擬環境
當前,分子力學、量子力學、多尺度計算、計算機并行技術、計算機圖形學已取得快速發展,利用這些技術建立一個能夠完成納米電子器件制備、操縱、設計與性能分析的模擬虛擬環境,并使納米技術研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現有計算機的速度、分子力學與量子力學算法的效率等問題,目前建立這種迅速、敏感、精細的量子模擬虛擬環境還存在巨大困難。
三、交互式電子技術手冊
交互式電子技術手冊經歷了5個發展階段,根據美國國防部的定義:加注索引的掃描頁圖、滾動文檔式電子技術手冊、線性結構電子技術手冊、基于數據庫的電子技術手冊和集成電子技術手冊。目前真正意義上的集成了人工智能、故障診斷的第5類集成電子技術手冊并不存在,大多數電子技術手冊基本上位于第4類及其以下的水平。需要聲明的是,各類電子技術手冊雖然代表不同的發展階段,但是各有優點,較低級別的電子技術手冊目前仍然有著各自的應用價值。由于類以上的電子技術手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優點。
簡單的說,電子技術手冊就是技術手冊的數字化。為了獲取信息的方便,數字化后的數據需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式,電子技術手冊的發展就是圍繞這一過程來進行的。
四、電子技術在時間與頻率標準中的應用
時間和頻率是描述同一周期現象的兩個參數,可由時間標準導出頻率標準,兩者可共用的一個基準。
1952年國際天文協會定義的時間標準是基于地球自轉周期和公轉周期而建立的,分別稱為世界時(UT)和歷書時(ET)。這種基于天文方面的宏觀計時標準,設備龐大,操作麻煩,精度僅達10-9。隨著電子技術與微波光譜學的發展,產生了量子電子學、激光等新技術,由此出現了一種新穎的頻率標準——量子頻率標準。這種頻率標準是利用原子能級躍遷時所輻射的電磁波頻率作為頻率標準。目前世界各國相繼作成各種量子頻率標準,如(133Cs)頻標、銣原子頻標、氫原子作成的氫脈澤頻標、甲烷飽和以及吸收氦氖激光頻標等等。這樣做后,將過去基于宏觀的天體運動的計時標準,改變成微觀的原子本身結構運動的時間基準。這一方面使設備大為簡化,體積、重量大減??;另一方面使頻率標準的穩定度大為提高(可達10-12—10-14量級,即30萬年——300萬年差1秒)。1967年第13屆國際計量大會正式通過決議,規定:“一秒等于133Cs原子基態兩超精細能級躍遷的9192631770個周期所持續的時間”。該時間基準,發展了高精度的測頻技術,大大有助于宇宙航行和空間探索,加速了現代微波技術和雷達、激光技術等的發展。而激光技術和電子技術的發展又為長度計量提供了新的測試手段。
總之,在探討了近似計算在靜態分析中的應用問題、納米電子技術急需解決的若干關鍵問題和交互式電子技術應用手冊后,廣大科技工作者對電子技術在時間與頻率標準中的應用知識的初步了解和認識。在當代高科技產業日漸繁榮,尖端信息普遍進入我們生活之中的同時,國家經濟建設和和諧社會的構建離不開我們科技工作者對新理論的學習和新技術的應用,因此說,本文具有深刻的理論意義和廣泛的實際應用價值是不足為虛的。
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加深理解在教學過程中,如果可以恰到好處地類比以前的舊知識,可以使學員既復習了舊知識,又了解了知識間的內在聯系,更容易將新知識納入已有的知識結構中。在教學中采取類比和對比的方式,可以使學員記憶深刻。電力電子器件一章涉及很多新概念,學生在理解上有困難,下面就以PowerMOSFET作為教學實例來闡述如何在教學實踐中運用類比和對比的教學策略。
1用類比講解PowerMOSFET的結構
PowerMOSFET的中文名稱是電力場效應晶體管,在電力電子中通常指N溝道絕緣柵型MOSFET。對于MOSFET學員并不陌生,在模電課程中已經學習過,但是卻很少有學員知道它的英文全稱MetalOxideSemiconductorField-EffectTransistor的真正含義,其實這與MOSFET的結構息息相關。Metal代表金屬鋁電極,OxideSemiconductor代表二氧化硅絕緣層,當柵源極間電壓UGS>0時,金屬門極G通過二氧化硅絕緣層與P型半導體形成電場,遂使得P型半導體的上表面反型成N型,與源極和漏極的N型半導體一起形成導電N溝道。在講解過程中通過解釋英文全稱讓學員回憶MOSFET結構的效果很好。
2用對比講解PowerMOSFET的結構
(1)小功率MOSFET采用橫向導電結構,耐壓和耐電流能力不夠,為了增大導電溝道的截面積,提升器件的耐受功率,PowerMOSFET采用垂直導電結構,此時放上兩種結構圖對比,區別不言而喻。
(2)PowerMOSFET采用了多元集成設計,與小功率MOSFET相比,大大縮短了溝道的長度,溝道電阻小,更有利于溝道的建立,同時承受di/dt能力更強(此處可以類比GTO的多元集成設計)。
(3)PowerMOSFET比小功率MOSFET多了一個N-漂移區(以下簡稱N-區),即低摻雜濃度N型半導體區,增加N-區是為了進一步提高耐壓能力,N-區越厚耐壓能力越強。然而此時也必須提醒學生注意N-區的厚度并不是越大越好,因為PowerMOSFET與二極管不同:二極管屬于雙極型器件,可以通過電導調制效應減小通態電壓和損耗,而PowerMOSFET屬于單極性多子導電器件,沒有電導調制效應,N-區越厚通態損耗越大,所以N-區不可以做得太厚,盡管PowerMOSFET的耐壓性大大高于小功率MOSFET,但比起GTR仍然較低,只能用于1000V以下的場合。通過類比和對比的教學方法,學員不僅鞏固了小功率MOSFET、SR、GTO、GTR的結構和優缺點,還加深了對PowerMOSFET結構的理解,知道了PowerMOSFET是什么,為什么要這樣設計器件。
二對重點、難點內容進行啟發并加以討論
在重點、難點內容的教學中,采取“吃透內容、分化內容、破解內容”的三步法,啟發學員自己找尋破解問題的“點金術”,通過討論分析,把學習重點、難點內容變成一種享受。PowerMOSFET在開關電源、電機控制等許多電力設備中得到了廣泛的應用,已經成為近年來發展最快的全控型器件,無論從實際意義還是理論地位出發,它的工作特性都是一個重點內容。然而稍有經驗的教員都知道,PowerMOSFET在開關過程中,由于器件本身的內部構造和相關參數(CGD、CGS、CDS)在開關過程的不同階段都會發生不同程度的變化,外部工作參數與內部結構參數相互影響、互為因果,講解PowerMOSFET的動態工作特性是相當困難的,這是教學中的一個難點問題,甚至連許多電力電子工程師也沒有十分清楚地理解整個開關過程,特別是米勒平臺的形成原因。下面筆者以米勒平臺的形成原因為教學實例闡述如何引導學員破解難點。教材中對米勒平臺的形成原因只有一句話:給米勒電容反向充電時的柵極電壓維持在米勒平臺不變。學員自然會問:“什么是米勒電容?為什么給它充電會造成柵極電壓不變呢?”這應該配合PowerMOSFET的靜態輸出特性進行啟發和討論:開通前,MOSFET起始工作點位于右下角A點,UGS逐漸升高,ID為0,當UGS增加到UGS(th)時,ID從0開始逐漸增大。A-B就是UGS從UGS(th)增加到UGSp的過程。當ID達到負載的最大允許電流時,ID恒定,柵極UGS也恒定不變,此時MOSFET處于相對穩定的飽和區,工作于放大狀態,這段工作過程就是米勒平臺。學員還會問:“驅動電路仍然對柵極提供驅動電流,仍然對柵極電容充電,為什么柵極的電壓不上升?”這時可以這樣解釋:開通前,UGD的電壓為UGSUDS,為負壓,進入米勒平臺,UGD的負壓絕對值不斷下降,過0后轉為正電壓。驅動電路的電流絕大部分流過CGD,以掃除米勒電容CGD的電荷,因此柵極的電壓基本維持不變。當UDS降低到很低后,CGD電荷基本上被掃除,即圖2的C點,于是UGS在驅動電流的充電下又開始升高,使其進一步完全導通。
三結語
當前,電子商務的發展受到了越來越多的重視,它引發經濟結構和經濟增長等方面的革新,對傳統的經濟理論也進行了極大的挑戰。在商務界的革新的要求下,整個企業的生產活動和商務的活動方式等方面,都需要不斷地改革,由此引發了從生產者到消費者,包括商貿投資者在內的所有人員的商務活動的基本觀念的轉變,因此,大力發展電子商務對于促進我國的產業結構調整,不斷優化產業結構,大力推動經濟增長方式的轉型,對于促進經濟大發展、大繁榮有著重要的意義。然而,電子商務發展到今天,仍然是有一定的局限性的。主要表現為電子商務發展地域不平衡,這主要就是在技術方面的要求,就國際市場而言,歐美、韓國等比較發達的地區,電子商務發展迅速,而大多數的發展中國家就相對較差;就國內市場而言,主要經濟區即東部地區發展明顯,而中西部地區就較為艱難。另外,參與的行業也是不平衡的,一般來說,與IT相關的行業,在電子商務方面發展較快,而一些建材、服裝等行業,因為個性化比較突出,而對售后服務的要求又很高,因此電子商務在類似的行業領域發展較為緩慢。當然,我們也看到,電子商務畢竟還是新發展起來,并沒有完全的步入常態,因此,大部分的交易還是企業和企業之間的買賣,而企業和消費者之間的交易相對于前者而言,概率很低,這也是當前電子商貿發展不平衡的表現。
二、促進電子商務發展的建議
2.1構建和完善電子商務平臺
電子商務的蓬勃發展需要有一個良好的平臺作為基礎,而電子商務平臺的實質就是簡單的電子商務貿易經過一系列的有機整合,最終形成的具有一定規模的規范化的商務貿易平臺。簡單地說,就是電子商務平臺的每一個部分同企業相對應,而每一個企業的任務就是不斷去完善屬于自己的部分,展示自己企業產品的具有吸引力的、全面的信息,在這個平臺上,通過資源共享、信息交流為購買者提供準確的信息,讓他們任意挑選。可見,電子商務平臺在電子商務的發展中十分重要,這個平臺一旦不能正常運行,那么,極有可能導致客戶不能及時搜索到企業的相關信息,不能達成交易,對于企業而言是一大損失。因此,要想促進企業的電子商務不斷發展,就需要在構建電子商務平臺上多下功夫,促使這一平臺不斷完善。而在構建平臺的過程中,要注意對于賣家和買家的信息要盡量詳細、正確,而最重要也是雙方最在意的就是安全性,因此,平臺的構建是需要具有高素質的專業人才的。
2.2完善制度,加強監督管理
對比傳統的銷售方式來說,電子商務的一個缺陷就是關于售后服務方面的滯后性,它不像傳統的銷售有著極為快捷、方便而且十分可靠的售后服務,而電子商務在這一塊就明顯的存在著劣勢,由于相關的法律法規對這一方面的關注還沒有提升到一定的程度上,很容易出現買賣雙方的矛盾,在監管方面,電子商務極大的算短了時間和空間的差距,但也為監管帶了難度。因此,大力發展電子商務,需要不斷地完善規章制度,嚴格進行監督管理,通過相關規定保證買賣雙方的利益,另外,也需要大力宣傳,引導客戶進行正確的交易,選擇收保護的、有信用度高的賣家,從而減少買賣雙方因質量、售后以及一系列買賣中遇到的問題而發生矛盾。
2.3引入技術,選用專業人才保障電子商務發展
電子商務本身就是一個虛擬的存在于電子網絡世界的經營模式,因此,需要在網絡技術方面加大投入,主要包括電子商務平臺的維護,需要有一些高素質的專門的人才來操作,首先可以保障平臺的正常運營,其次就是保證買賣雙方的客戶信息不被泄露,當今時代,隨著經濟的大發展,信息泄露的危害越來越明顯,專業技術不到位,專業人士素質不夠高,都會影響著企業和個人的信息安全。另一方面,只有專業的人才才能更好的開發電子商務系統,為雙方提供更多的優質服務,電子商務不是一成不變的,是要隨著經濟社會的不斷發展而發展的,在不斷地應用中,電子商務系統就需要不斷地更新,而這些,必須有熟練的專業人員才可以做到。技術的投入、人才的投入本身就可以定義為提升核心競爭力,因此,加強技術投入,不斷創新,培養專業人才實質上是促進電子商務繁榮發展的關鍵。
三、結語
【摘要】分析我院在電氣工程訓練實踐教學中存在的不足,提出一項教學改進措施,即對原有的實踐教學內容進行提煉和整合,增加有關電子產品制作方面的內容,加強電工電子技術在訓練中的應用,推進實踐教學和現代生產實踐的緊密結合。
【關鍵詞】電工電子技術實踐教學生產實踐
1引言
電氣工程訓練是我院面向工科非電專業及大文科專業開設的一門公共實踐課程,學習的主要內容就是安全用電常識和基本的電工電子技術知識及實踐操作技能。
2實踐教學的現狀和改進措施
(1)實踐課程簡介
根據專業的不同,電氣工程訓練有兩個教學模式。對于工科非電專業,開設電氣工程訓練A,共40學時;圍繞三相籠型異步電動機的控制,訓練工科學生一些簡單的電氣控制方法、控制手段,使之理解電氣控制方面的基本知識和操作技能,了解電氣控制在工程中的應用。對于大文科專業,開設電氣工程訓練B,共40學時;通過室內照明電路的設計、安裝、調試與檢修實踐,讓學生懂得安全用電,學習常用電工工具和儀表的使用,掌握最基本的電工技能。
(2)實踐教學存在的不足之處
從近三年的教學實踐過程看,存在的不足之處有兩點:
第一,教學內容不夠充實,學生做起來前緊后松。為期一周的電工訓練,前三天的實踐內容是理論教學和基礎實踐;后兩天的內容是創新設計,占用時間偏長。
第二,教學實踐內容和現代生產實踐結合度不夠,電工電子技術含量偏低。電氣工程訓練A的實踐內容是交流電動機的交流接觸器控制線路;電氣工程訓練B的實踐內容是照明電路的安裝實踐,在電路中用的是電感式鎮流器。在科技發展日新月異的今天,這些電路已不是最常用的電路了。
(3)實踐教學改進措施
針對在電氣工程訓練中存在的現狀,對原有的實踐教學內容進行提煉和整合,在電氣工程訓練中增加電子產品制作的內容。對于非電專業的學生,可以選擇制作一些和已有的實踐項目相關且簡單實用的電氣產品。參加電氣工程訓練A的學生,可以選作PLC控制器;參加電氣工程訓練B的同學,可以選作電子鎮流器。學生在電工實踐過程中,通過對電氣產品的研制、組裝和調試的親身體驗,了解電工電子技術的應用,探知最前沿的科學技術,推進實踐教學和現代生產實踐的緊密結合。
3實踐教學改進后的實施方案
(1)實踐教學內容
電氣工程訓練實踐經過改進后的教學內容可概括為四個教學環節、六大教學模塊。四個教學環節包括理論教學、基礎實踐、創新設計和產品制作;六大教學模塊包括元器件認識、工具儀表使用、電路原理和電路設計、線路板制作、組裝和配線、調試和檢修。
在教學實踐過程中,六大教學模塊的實施是滲透在四個教學環節中完成的??梢钥闯?和電氣工程訓練B相比,電氣工程訓練A的電工電子技術信息含量大、實踐操作難度高。
(2)教學實施方案
教學內容的難易程度以及時間安排不是一成不變的,在教學過程中需要把握三點:
第一,理論與實踐相結合。理論教師在理論教學環節主要講解安全用電常識、元器件認識與檢測、電氣原理圖識圖、實踐操作技能四方面知識。脫離實踐操作的理論知識不用講,和實踐操作聯系不大的理論知識要少講。通過理論教學,學生可以運用掌握的理論知識指導自己的電氣工程實踐,這才是理論教學的真正目的。
第二,因材施教。專業不同,采用的教學方法和教學手段就不同,講授的教學內容也不同;專業相同基礎不同,教學內容的側重點就不同,對三表學生要突出應用能力和實踐技能的[培養,對素質高、學習能力強的學生要進行精英培養。
第三,課內教學與課外活動相結合。對于參加電氣工程訓練興趣高、產品制作有獨到見解的學生,教師要積極引導,把課內教學內容和學生課外科研活動、素質教育活動有機結合起來,并給予必要的指導。
(3)激發學生興趣的方法
為了更好地完成教學任務,實現預期的教學目標,要充分調動學生參與實踐的主觀能動性,激發學生的興趣和培養創新意識。
第一,確定靈活、直觀的教學方法。在理論和實踐教學過程中,結合板書、多媒體課件及實物展示等教學手段,采用演示教學和漸進式啟發教學相結合的教學方式,在激發學生興趣、培養自學和獨立思考能力等方面下功夫,使教學效果不斷提升。對于基礎實踐項目,主要以演示教學為主,通過演示教學,學生把容易理解和接受的感性知識上升為可以指導自己實踐操作的理性知識。對于創新實踐項目,主要以漸進式啟發教學為主。通過啟發教學,開闊學生的思路,培養同學們獨立完成實踐項目的能力。
第二,采用不同的考核標準。在教學過程中,要根據不同專業、不同基礎的學生,調整實踐項目在量和質上的要求,制定相應的考核標準,讓每個學生都能體驗到完成實踐項目的成就感,激發學生的學習興趣。學生有了興趣,教學目的就容易達到了。
第三,實行多方位的獎勵制度。在基礎實踐環節,可以把一個班級分成幾組,組和組之間比賽,哪個組完成的又快又好,哪個組就有額外加分,并把名次寫在黑板上。這樣就能激發學生之間團結合作、協同作戰的意識和動力。在產品制作實踐環節,可以把課內教學和課外的素質教育活動相結合,給成績優異者頒發獲獎證書和獎金,鼓勵學生參加科研活動。
(1)全控化。隨著電子信息技術的高速發展,電力電子器件也獲得了很大的完善,其功能越來越強大,不同類型的自關斷功率器件逐漸取代了傳統的半控型器件。全新的大容量電力自關斷功率器件具有全控化的作用,電路更加簡單。(2)集成化。從分立形式的角度來看,原有電子器件同集成化器件具有很大的差異,單元器能夠對大量的全控型器件進行整合,使之于基片中形成整體。(3)高頻化。在電子器件集成化程度逐漸提高的過程中,高頻化發展方向使工作效率大大提升,能夠在短時間內快速完成相應的處理工作,GTR、IGBT及功率MOSFET對應的工作頻率分別為10、幾十和百千赫茲。(4)高效率化。大容量電力電子應用系統中的變換技術、器件是高效率化特征的主要表現,因為逐漸變小的器件導通壓降,導致產生的導通損耗也明顯降低,再加上器件控制元件的切斷和連接速度較快,使得開關器件的消耗大大變小。在正常工作過程中,充分發揮了變換器軟開關技術的優勢,電力電子器件的工作效率大大提升。(5)變換器小型化。變換器規模及體積逐漸變小也是大容量電力電子技術的關鍵特點之一,控制元件及濾波電路由于器件工作頻率的不斷提高,電路也逐漸向著微小化、集成化的方向發展,致使其占有的空間變小,主電路體積越來越小型化。變換器因為現代先進技術別的應用和其他集成化器件的應用,體積也更小。
2電力電子技術的應用
2.1電氣節能介紹
有源濾波、電能質量及變頻調速等內容都屬于電氣節能的范疇,其中電機節能最為重要,主要是采用變頻調整方式,改善風機、泵類電機系統,而電氣節能方面中的變頻調速系統的電力來源主要是變頻器,在社會經濟發展和科學技術不斷進步的過程中,變頻調速方面的相關技術獲得了很大的完善,具有非常廣闊的應用,相關設備的更新頻率大大降低。如果我們使用變頻技術,使電機根據我們需要的速度進行運行,對原有的系統進么智能改造和控制,僅電機這一項消費我國一天就可以節約大約30%的電能,工業領域的節能效果更大。由此可見,這是我們不容忽視的一個重要作用,關系到了國民經濟高效的發展。
2.2風力、太陽能等新能源發電
目前世界范圍內應用頻率較高的可在利用新型能源主要包括:生物質能、太陽能、風能及地熱能等,但這些新型能源的利用都必須要借助大容量電力電子系統來實現。電力電子技術在利用新能源進行電力生產的過程中,具有較大的供應不確定性,必須要根據天氣的變化進行調整,必須要滿足電網電力、并網發電方面較高的要求,可以保障供應電能的質量,不存在較大的功率變化情況。由于我國的科學技術發展水平較低,依靠引進國外網格轉換器的方式來進行電力生產,需要進行進一步的研究和探索,從根本上提高設備的穩定程度,優化設備性能,并應用統一、規范、系統的標準對應用設備進行管理和控制。
2.3電力牽引
隨著交通流量的增大,交通事業的進步成為各個國家關注的重點,應用電力牽引方式,對電動汽車、地鐵、高速鐵路及輕軌等交通設施進行改造成為主流化趨勢。例如:高鐵的機頭。目前,高鐵已覆蓋了我國的等多數地區,已經將利用電力牽引的汽車在一些地區進行應用測試。這些混合性電力動力汽車所需的變換器的來源是國外技術發達的國家,我國要加大對電力牽引方面的研發力度,如:開發集成技術和冷卻技術來提高電力電子變換器的效率和功率密度;
2.4智能電網
智能電網是一個新概念,一般認為電力電子技術為智能電網的實施提供了堅實的技術保障,能夠提供更大的動力,還涉及到電網控制技術、傳感技術等多種先進的技術。其中,傳感技術、儲能技術、輸電技術及控制技術等都涵蓋于電力電子技術的范圍內,能夠使電網發電形式轉變為新型能源開發,大大提高電網的工作效率,變得更加安全可靠。我國電力體制改革和建設工作實施過程中,對特高壓輸電內容的研究充分運用了智能電網技術,并在一些城市建造成功,能夠對高達800kv的電壓進行輸送。根據我國對電網建設方面的設計規劃工作,預期在2020年投資將近一億元人民幣進行特高壓輸電建設;并2030年真正建成具有自愈能力的智能電網。
3主要關鍵技術
(1)硬件和電力半導體器件的發展分析。系統的性能和可靠性往往由設備的好壞決定,而大容量電力電子應用系統對高功率半導體器件要求更高。目前,寬帶隙的新型半導體的開發,如碳化硅材料,被人們越來發揮重視,還有對氮化鎵(GaN)設備的發展也引起了人們的關注。(2)拓撲的研究。在對多電平變換器拓撲關系及結構方面的探索處于低級階段,預測在未來的發展過程中會向著混合式結構形式的方向發展。(3)應用PWM控制方法。大容量多電平轉換電路是脈沖寬度調制的主要應用領域,但由于拓撲結果形式及特征各不相同,必須要滿足相應的功能要求。
4存在的關鍵問題分析
(1)半導體開關器件的特性沒有完全足夠掌握。(2)主電路的設計未能與實際緊密結合,協調配合有所欠缺。(3)對不清楚的裝置、設備的電磁瞬態過程進行描述。(4)缺乏對設備的失效作用分析。目前仍需要處理的任務為:(1)提高設備模型的適應能力。(2)定義對可靠運行區域。(3)理解不同時間尺度過程。(4)能源控制問題。
5總結
先進的電力電子技術對智能電網有著諸多的優勢作用,首先它促進了改善電網電能質量以及電力市場的發展,將電力電子技術以及裝置用在改善智力電網電能的質量,能夠實現高效和優質電網供應。其次就是能夠對電網的安全得到有力的保障并可起到優化電網的作用,FACTS等相關的產業當中,電子技術手段以其多樣化的自主創新形式作為培育點,將智能電網而對輸配電能力得到了有效提升,對故障損失率得到了降低。先進電力電子技術的應用使得智能電網可以安全穩定的運行,起到了重要優化作用。再者就是先進電力電子技術對資源的優化配置起到了重要作用,從而促進了可持續發展,對可再生能源提高了適應性以及容納性。
2智能電網優勢分析及先進電力電子技術應用探究
2.1智能電網的主要優勢分析智能電網在當下貫穿電力系統的各個環節,它是實現信息流以及電力流和業務流的一體化現代智能電網,自身有著顯著的優勢,它能夠把各種發電以及儲蓄能源方式得以兼容,將可再生能源的利用率得到有效提高,從而達到多樣化的電力市場交易主體和電能產品。其用戶能夠在智能電網作用下對實時電價信息得到及時掌握,從而形成良好用電習慣。并能夠有效的將用戶用電質量多樣式和電能質量多樣式的選擇得以實現,智能電網在故障的檢修以及查找的靈敏度比較高,可在有限時間內找到故障,這對危險性有了很好的預防效果。
2.2智能電網中先進電力電子技術的實際應用智能電網中SVC技術的應用是比較典型的一種應用技術,這一技術主要是依靠著靈活交流輸電裝置,從而實現電壓而對穩定以及調節系統電壓和對無功潮流的控制等作用,這一技術是解決我國電網輸電瓶頸的重要技術手段,SVC技術有著無功補償以及潮流優化的功能,可對電網電能輸送效率得到優化,并保障其安全穩定的運行。
另外電力電子技術在智能電網輸電環節中的應用,其輸電環節主要是柔性直流輸電以及交流輸電和高壓直流輸電這幾種類型,直流輸電有著穩性高和量大的特點,柔流輸電是當前電力電子技術和電力系統結合的產物,可靈活適時控制電力系統主要參數,把控制技術和電力以及電子技術得到有機的結合,在高壓輸變電當中能夠完成能源隔離增強電網穩定性,對輸送電能力也能夠得到有效提升。
智能電網中應用高壓變頻技術能夠對智能電網的運行得到優化,它能夠對電量得到節約三成以上的水平,將其技術應用到智能電網當中在整個運行操作過程中的節能效果能夠比較突出,這也是用戶實現節能減排的首選,功率單元串聯多電協調操作方式在實際生活當中運用的較為廣泛,其中的中亞三電平技術以及混合結構技術有著靈活的控制能力,這對智能電網的發展能夠起到重要的促進作用。智能電網中高壓直流輸電技術的應用也能將智能電網的運行得到優化,智能電網運行的過程中輸電采取的是直流電,發電以及用電采取的是交流電,這一技術主要是將直流和交流的轉換進行實現的。交流電先變為高巖直流電主要是在輸電線路換流變壓器以及整流器的作用下進行實現的,而直流電主要是在輸電線路逆變器的作用下進行實現的。遠距離輸電當中通過對高壓直流輸電技術的應用,能夠將智能電網的故障率得到有效降低,并能夠實現智能電網輸電距離以及輸電量較大的要求。
我國的智能電網發展還處在一個初級的階段,對先進電力電子技術的應用能夠推動其快速的發展,在這些技術當中,對超導電力技術的應用將會成為將來發展的一個重要趨勢。高溫超高電力技術是新興的技術,能夠在輸電電纜以及變壓器和電動機等諸多方面得到應用,實現這一電力技術并將其和智能電網得到有機的結合,能推動我國電網的發展。由于智能電網自身有著自愈能力,但實現雙向流動就需要更為先進的技術設備,超導電力裝備有著獨特之處,它能夠快速的調解電力系統增強其可控性。
3結語
到二十世紀下半葉,電工電子技術在新材料、新理論、新技術的發展中也得到了快速的發展。電工電子技術不僅在傳統的電工制造領域的應用促使電力生產、電工制造、以及交通運輸業等領域的技術更新換代,同時又跟其他學科如生物、環境、醫學、食品等學科產生了“交叉滲透”,不斷融合而產生了更多的學科。在電工電子技術的發展中也存在著很多缺陷,技術比較落后、設備更新速度慢、管理水平有限,以及電工電子技術人員的素質相對較低等等,這些因素都制約著電工電子技術的發展和改革,尤其是環保、節能、靈活、小巧的新技術的電子設備的缺乏更是阻礙了電工電子技術的發展。
2電工電子技術的現狀
電工電子技術開始于19世紀30年代,經歷了100多年的風雨歷程,到今天為止,電工電子技術已經滲透到人們生活中的各個方面,在人類的生產、生活中發揮著不可替代的作用。雖然我國跟外國相比,電工電子技術仍然存在一定的距離,但是,自改革開放以來,我國的電工電子技術也取得了很大的成績,尤其是中小型電機、變頻器和PLC等新型的技術在自動化生產線以及生產設備上被廣泛使用,促進了我國電工電子技術的不斷發展。信息化時代下電工電子技術的發展文/潘高榮隨著科學技術的發展,對于電工電子技術的要求也越來越高,以往的電工電子技術已經滿足不了當前人民的生活需要,因此,電工電子技術的改革勢在必行。本文主要闡述了電工電子技術的發展和現狀,以及電工電子技術的改革創新舉措。摘要
3電工電子技術的改革創新舉措
電工電子技術的改革是歷史發展的必然趨勢,落后的技術和設備已經滿足不了當前人們生活的需求,因此,只有合理的應用新理論、新材料、新技術才能不斷創新出新的電工電子技術,更好地為社會經濟服務。
3.1電工電子技術人員自身素質的提高隨著社會的進步,無論是科學技術還是教育體系都在逐步完善,因此,培育更高素質的電工電子技術人員是電工電子技術改革的重要一面,很多高、精、尖產品被廣泛的應用,這就要求電工電子技術人員能夠有較高的技術水平才能解決問題。要想順應社會發展,電工電子技術人員就必須具有現代化專業知識和扎實的技術本領,同時還要具備橫向思維能力和超前的思維能力,多吸取、借鑒他人的經驗,提高自身的專業素質。當然,社會在不斷向前發展,電工電子技術人員也要有與時俱進的精神,不斷去探索、去發現電工電子技術的奧秘。只有這樣,電工電子技術人員才能不被社會所淘汰,才能更好地服務于社會,創造更多更好的電工電子技術。
3.2可再生能源的發電技術可再生能源是指那些自我更新快,恢復能力強的可持續利用的資源,一般情況是相對非可再生資源而言的。最普遍的可再生資源包括:太陽能、風能、水能、地熱能、潮汐能等,而非可再生資源如石油、礦產等資源近年來逐漸衰竭,為了保證人們生活和生產的需要,開發并制造新型能源是當前的必要任務。而電工電子技術較好地解決了能源枯竭的問題,水力發電、潮汐發電、以及核電,這些都跟電工電子技術息息相關。不僅充分的利用了資源,同時還在很大程度上緩解了我國人口多,工農業用電量大的問題。例如,我國最大的水電站——三峽水電站就是電工電子技術在能源利用的問題上最好的體現,國家還建立了許多小型水電站,利用當地的水能資源和風能資源,給百姓創造了很多福祉。
3.3電工電子技術在驅動領域的改革電工電子技術在驅動領域的改革也是比較突出的,尤其是在交通驅動上的體現,蒸汽機和內燃機發明之后,被人類快速應用于驅動領域。而隨著不可再生資源的日漸枯竭,對驅動提出了新的要求,在這種情況下,電能驅動應運而生。目前與電有關的交通工具,如電力火車、電動車,以及應用最好最先進的磁懸浮列車等,都是電工電子技術在驅動領域中較好的體現。
3.4電工電子技術在醫療領域的改革科學技術是第一生產力,這句話體現的真理是把科學技術轉變成生產力,所以在新社會的形勢下,如何快速、有效的把科學技術轉變成生產力是擺在電工電子技術人員面前的一項艱巨的任務。當前,電工電子技術在醫療領域中運用比較廣泛,比如最火的超聲生成圖像技術,有了這項技術,醫院的工作人員就可以通過使用超聲波把人體的肌肉組織穿透,對于患有結石病人更好地進行手術治療。
4電工電子技術與人類生活
電工電子技術與人類生活息息相關,目前,人們使用的電燈、電話、電腦等電子產品都是電工電子技術在人們生活中的具體體現,它給人類社會帶來了巨大的生產力,但是凡事有利有弊,雖然電工電子技術給我們帶來了方便、快捷的生活方式,但是長期接觸電器設備會對身體造成一定的損害。研究表示,長期從事高壓電工工作和高強度磁場工作的人會導致體內細胞的病變,像目前的白血病和畸形胎兒的出現,都是電工電子技術帶來的負面影響。因此,我們應正確、合理利用電工電子技術,遠離危害。