發(fā)布時(shí)間:2023-03-16 15:57:10
序言:寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的電力電子器件論文樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:電力企業(yè);資金管理;重要性;問題
前言
隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展,企業(yè)內(nèi)部的管理模式、內(nèi)部資金的管理理念、管理手段都面臨著前所未有的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的資金運(yùn)作方式的弊端日漸暴露,企業(yè)尋求提升內(nèi)部資金管理水平的需求也更加迫切,電力企業(yè)是技術(shù)與資金高度密集型的企業(yè),然而現(xiàn)今電力企業(yè)對(duì)與高額資金的管理方式仍較為粗放,對(duì)于資金的收支缺少統(tǒng)一的控制和籌劃。
一、電力企業(yè)資金集中管理的重要性
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈,電力企業(yè)所處的市場(chǎng)環(huán)境更為復(fù)雜,面臨著許多形式的風(fēng)險(xiǎn),其中,在資金方面,存在籌資、投資和經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn),而資金集中管理,對(duì)企業(yè)資金進(jìn)行有效控制,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)資金風(fēng)險(xiǎn),采取適當(dāng)措施來應(yīng)對(duì),有效降低風(fēng)險(xiǎn)。有利于企業(yè)的發(fā)展。在企業(yè)管理當(dāng)中,核心是財(cái)務(wù)管理,而資金管理又是財(cái)務(wù)管理的重點(diǎn)內(nèi)容,在資金集中管理模式下,能夠樹立以資金管理為中心的財(cái)務(wù)管理,加強(qiáng)對(duì)資金的重視,保證資金管理的科學(xué)、合理,避免資金管理混亂問題,促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。
二、電力企業(yè)資金管理存在的問題
1、電力企業(yè)的資金來源較為缺乏,主要的籌資渠道分為內(nèi)部渠道和外部渠道兩部分。資金的內(nèi)部來源主要有電力企業(yè)的稅后收益,企業(yè)提取的折舊,通過有償?shù)剞D(zhuǎn)讓部分電源存量或以資產(chǎn)存量入股等方式盤活國(guó)有資產(chǎn)的存量等。電力企業(yè)的資金外部來源主要是電力建設(shè)基金,如:政府的財(cái)政劃撥、出售用電權(quán)的資金、供電增容的費(fèi)用、電力企業(yè)股票上市、國(guó)家開發(fā)銀行的貸款、電力產(chǎn)業(yè)的投資基金等。
2、監(jiān)控機(jī)制不健全,內(nèi)控體制欠精細(xì)化。監(jiān)控機(jī)制是每一個(gè)企業(yè)必不可少的制度。它貫穿于企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)的始終,是實(shí)現(xiàn)企業(yè)秩序安定、有序的重要保障。如今,許多電力企業(yè)都不同程度地存在監(jiān)控制度不健全或執(zhí)行不到位的問題。
3、賬款回收不及時(shí),造成了資金流動(dòng)性低的局面。賬款回收是每一個(gè)企業(yè)都要認(rèn)真面對(duì)的問題,如果稍有不慎,它將給企業(yè)帶來毀滅性的打擊。
三、電力企業(yè)資金管理問題的應(yīng)對(duì)策略
1、充分認(rèn)識(shí)到企業(yè)財(cái)務(wù)管理、資金管理在企業(yè)管理中的重要作用,認(rèn)識(shí)到資金管理與企業(yè)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的密切相關(guān)性,調(diào)動(dòng)所有員工的主動(dòng)性,將資金管理貫穿于企業(yè)資產(chǎn)的全生命周期,通過系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的完整性,達(dá)到流程優(yōu)化,為提升財(cái)務(wù)管理水平貢獻(xiàn)力量。
2、全面預(yù)算管理的實(shí)施。預(yù)算管理是財(cái)務(wù)管理的核心內(nèi)容之一,也是企業(yè)財(cái)務(wù)管理的重要內(nèi)容和必要條件。工作中首先要提出企業(yè)預(yù)算的總目標(biāo),根據(jù)目標(biāo)制訂各種計(jì)劃,做好所屬企業(yè),所屬部門的供電企業(yè)預(yù)算,加強(qiáng)預(yù)算中的資金管理是提高企業(yè)運(yùn)作資金效益的必由之路。供電企業(yè)在編制預(yù)算時(shí)要協(xié)調(diào)各部門之間的關(guān)系,盡量減少利益沖突。在實(shí)施預(yù)算時(shí),要加強(qiáng)資金預(yù)算管理,提高資金運(yùn)作效益。加強(qiáng)成本預(yù)算,嚴(yán)格控制成本開支,加強(qiáng)監(jiān)督考核,建立獎(jiǎng)懲和激勵(lì)機(jī)制。
3、提升風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避能力,降低電力企業(yè)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。電力企業(yè)投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)資金需求量大,而籌資來源主要是外部借款。因此企業(yè)財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)較大,防范財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)主要有以下幾個(gè)方面措施:提高財(cái)務(wù)人員的素質(zhì),提高核算的質(zhì)量。發(fā)揮財(cái)務(wù)核算的監(jiān)督職能;合理設(shè)置崗位,調(diào)整內(nèi)部制度。明確財(cái)務(wù)人員的責(zé)任和權(quán)力,將財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)降到最低;加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)管理,電力企業(yè)的理財(cái)目標(biāo)并不完全是利潤(rùn)的最大化,而是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供優(yōu)質(zhì)電能的同時(shí),承擔(dān)一定的社會(huì)義務(wù)。電力企業(yè)要提高企業(yè)的現(xiàn)金流量、減低企業(yè)的資金成本,避免債務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。
4、使用高素質(zhì)的資金管理人員。財(cái)務(wù)人員的素質(zhì)決定了電力企業(yè)財(cái)務(wù)管理的質(zhì)量,新形勢(shì)下資金管理除了傳統(tǒng)的現(xiàn)金流管理外,同時(shí)要與國(guó)際先進(jìn)水平的同類企業(yè)接軌,意味著資金管理水平也要提升,因此要擴(kuò)展到資本運(yùn)作范疇的學(xué)習(xí)與研究,了解相關(guān)的國(guó)際業(yè)務(wù)知識(shí)與操作,啟發(fā)思維,在確保資金安全性的前提下,增強(qiáng)企業(yè)資金的流動(dòng)性與效益性。因此企業(yè)要不斷提高企業(yè)資金管理人員的業(yè)務(wù)實(shí)力和素質(zhì)。
5、改進(jìn)財(cái)務(wù)控制制度。改進(jìn)財(cái)務(wù)控制是財(cái)務(wù)管理的需要,也是提高企業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力和經(jīng)營(yíng)效率的必要方式。財(cái)務(wù)控制不僅僅是財(cái)務(wù)管理方法或手段,而是一種管理機(jī)制,規(guī)范著企業(yè)的經(jīng)營(yíng)活動(dòng),能提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效率和抗風(fēng)險(xiǎn)能力。財(cái)務(wù)控制是一項(xiàng)綜合全面的財(cái)務(wù)管理,而不僅僅是財(cái)務(wù)部門一個(gè)部門的事。財(cái)務(wù)控制不只是財(cái)務(wù)部門進(jìn)行控制的主要內(nèi)容,也是確保財(cái)務(wù)管理活動(dòng)運(yùn)行的計(jì)劃。
6、做好財(cái)務(wù)管理信息化建設(shè)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,將信息化技術(shù)引入到供電企業(yè)的財(cái)務(wù)信息化管理中,是目前企業(yè)發(fā)展的重要方法之一。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)財(cái)務(wù)管理進(jìn)行落實(shí),可以更好地貫徹執(zhí)行各項(xiàng)規(guī)章制度。電力企業(yè)建立完善的財(cái)務(wù)管理信息系統(tǒng),是創(chuàng)新財(cái)務(wù)管理體制的必然選擇,是衡量管理水平的重要標(biāo)志,是加強(qiáng)資金管理的有效工具。
總而言之,在電力企業(yè)中實(shí)行資金集中管理,能夠保C資金管理使用效益的最大化,減少企業(yè)面臨的風(fēng)險(xiǎn),保證企業(yè)的健康發(fā)展。在電力企業(yè)資金集中管理中,還存在方方面面的問題,來保證資金集中管理的有效實(shí)施,使企業(yè)資金調(diào)配、控制處于最佳狀態(tài),提高電力企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)利用資本市場(chǎng)的潛力并沒有得到充分挖掘,融資和投資缺乏統(tǒng)一性,通過選擇各種投融資工具進(jìn)行資金運(yùn)作的程度不高,這就難以最大限度地實(shí)現(xiàn)資金集中管理的規(guī)模效益。
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論文摘要:介紹了電力電子器件和變頻技術(shù)的發(fā)展過程,以及變頻技術(shù)在家用電器的應(yīng)用,分析了變頻技術(shù)的應(yīng)用也帶來了諧波、電磁干擾和電源系統(tǒng)功率因數(shù)下降等問題。提出了相關(guān)的諧波抑制方法及提高電源系統(tǒng)功率因數(shù)的措施。
引言
隨著電力電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,交流調(diào)速取代直流調(diào)速已成為發(fā)展趨勢(shì)。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和啟、制動(dòng)性能被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為是最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。變頻技術(shù)是交流調(diào)速的核心技術(shù),電力電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)又是變頻技術(shù)的核心,而電力電子器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)。電力電子技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展的一種高新技術(shù),廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化、電機(jī)傳動(dòng)、航空航天等領(lǐng)域,現(xiàn)已成為各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一種高新技術(shù)。專家預(yù)言,在21世紀(jì)高度發(fā)展的自動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi),計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力電子技術(shù)是兩項(xiàng)最重要的技術(shù)。
一、電力電子器件的發(fā)展過程
上世紀(jì)50年代末晶閘管在美國(guó)問世,標(biāo)志著電力電子技術(shù)就此誕生。第一代電力電子器件主要是可控硅整流器(SCR),我國(guó)70年代將其列為節(jié)能技術(shù)在全國(guó)推廣。然而,SCR畢竟是一種只能控制其導(dǎo)通而不能控制關(guān)斷的半控型開關(guān)器件,在交流傳動(dòng)和變頻電源的應(yīng)用中受到限制。70年代以后陸續(xù)發(fā)明的功率晶體管(GTR)、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管(PowerMOSFET)、絕緣柵晶體管(IGBT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)和靜電感應(yīng)晶閘管(SITH)等,它們的共同特點(diǎn)是既控制其導(dǎo)通,又能控制其關(guān)斷,是全控型開關(guān)器件,由于不需要換流電路,故體積、重量較之SCR有大幅度下降。當(dāng)前,IGBT以其優(yōu)異的特性已成為主流器件,容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。
許多國(guó)家都在努力開發(fā)大容量器件,國(guó)外已生產(chǎn)6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一種將IGBT和GTO的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的新型器件,已有1000A/4500V的樣品問世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基礎(chǔ)上采用緩沖層和透明發(fā)射極,它開通時(shí)相當(dāng)于晶閘管,關(guān)斷時(shí)相當(dāng)于晶體管,從而有效地協(xié)調(diào)了通態(tài)電壓和阻斷電壓的矛盾,工作頻率可達(dá)幾千赫茲[2][3]。瑞士ABB公司已經(jīng)推出的IGCT可達(dá)4500一6000V,3000一3500A。MCT因進(jìn)展不大而引退而IGCT的發(fā)展使其在電力電子器件的新格局中占有重要的地位。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)在器件制造方面比在應(yīng)用方面有更大的差距。高功率溝柵結(jié)構(gòu)IGBT模塊、IEGT、MOS門控晶閘管、高壓砷化稼高頻整流二極管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在國(guó)外有了最新發(fā)展??梢韵嘈牛捎肎aAs、SiC等新型半導(dǎo)體材料制成功率器件,實(shí)現(xiàn)人們對(duì)“理想器件”的追求,將是21世紀(jì)電力電子器件發(fā)展的主要趨勢(shì)。
高可靠性的電力電子積木(PEBB)和集成電力電子模塊(IPEM)是近期美國(guó)電力電子技術(shù)發(fā)展新熱點(diǎn)。GTO和IGCT,IGCT和高壓IGBT等電力電子新器件之間的激烈競(jìng)爭(zhēng),必將為21世紀(jì)世界電力電子新技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展帶來更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
二、變頻技術(shù)的發(fā)展過程
變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。電力電子器件的更新促使電力變換
技術(shù)的不斷發(fā)展。起初,變頻技術(shù)只局限于變頻不能變壓。20世紀(jì)70年代開始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWM-VVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。20世紀(jì)80年代,作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣,并得出諸多優(yōu)化模式,如:調(diào)制波縱向分割法、同相位載波PWM技術(shù)、移相載波PWM技術(shù)、載波調(diào)制波同時(shí)移相PWM技術(shù)等。
VVVF變頻器的控制相對(duì)簡(jiǎn)單,機(jī)械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是,這種控制方式在低頻時(shí),由于輸出電壓較小,受定子電阻壓降的影響比較顯著,故造成輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。
矢量控制變頻調(diào)速的做法是:將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過三相——二相變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Iml、Itl,然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。
直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)化成等效直流電動(dòng)機(jī),因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算;它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,也不需要為解耦而簡(jiǎn)化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低,諧波電流大,直流回路需要大的儲(chǔ)能電容,再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此,矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。
三、變頻技術(shù)與家用電器
20世紀(jì)70年代,家用電器開始逐步變頻化,出現(xiàn)了電磁烹任器、變頻照明器具、變頻空調(diào)、變頻微波爐、變頻電冰箱、IH(感應(yīng)加熱)飯堡、變頻洗衣機(jī)等[4]。
20世紀(jì)末期期,家用電器則依托變頻技術(shù),主要瞄準(zhǔn)高功能和省電。
首先是電冰箱,由于它處于全天工作,采用變頻制冷后,壓縮機(jī)始終處在低速運(yùn)行狀態(tài),可以徹底消除因壓縮機(jī)起動(dòng)引的噪聲,節(jié)能效果更加明顯。其次,空調(diào)器使用變頻后,擴(kuò)大了壓縮機(jī)的工作范圍,不需要壓縮機(jī)在斷續(xù)狀態(tài)下運(yùn)行就可實(shí)現(xiàn)冷、暖控制,達(dá)到降低電力消耗,消除由于溫度變動(dòng)而引起的不適感。近年來,新式的變頻冷藏庫(kù)不但耗電量減少、實(shí)現(xiàn)靜音化,而且利用高速運(yùn)行能實(shí)現(xiàn)快速冷凍。
在洗衣機(jī)方面,過去使用變頻實(shí)現(xiàn)可變速控制,提高洗凈性能,新流行的洗衣機(jī)除了節(jié)能和靜音化外,還在確保衣物柔和洗滌等方面推出新的控制內(nèi)容;電磁烹任器利用高頻感應(yīng)加熱使鍋?zhàn)又苯影l(fā)熱,沒有燃?xì)夂碗娂訜岬臒霟岵糠?因此不但安全,還大幅度提高加熱效率,其工作頻率高于聽覺之上,從而消除了飯鍋振動(dòng)引起的噪聲。
四、電力電子裝置帶來的危害及對(duì)策
電力電子裝置中的相控整流和不可控二極管整流使輸入電流波形發(fā)生嚴(yán)重畸變,不但大大降低了系統(tǒng)的功率因數(shù),還引起了嚴(yán)重的諧波污染。
另外,硬件電路中電壓和電流的急劇變化,使得電力電子器件承受很大的電應(yīng)力,并給周圍的電氣設(shè)備及電波造成嚴(yán)重的電磁干擾(EM1),而且情況日趨嚴(yán)重。許多國(guó)家都已制定了限制諧波的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)、國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)和國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)紛紛推出了自己的諧波標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)政府也制定了限制諧波的有關(guān)規(guī)定[5]。
(一)諧波與電磁干擾的對(duì)策
1、諧波抑制
為了抑制電力電子裝置產(chǎn)生的諧波,一種方法是進(jìn)行諧波補(bǔ)償,即設(shè)置諧波補(bǔ)償裝置,使輸入電流成為正弦波[3]。
傳統(tǒng)的諧波補(bǔ)償裝置是采用IC調(diào)諧濾波器,它既可補(bǔ)償諧波,又可補(bǔ)償無功功率。其缺點(diǎn)是,補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響,易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振,導(dǎo)致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。此外,它只能補(bǔ)償固定頻率的諧波,效果也不夠理想。
電力電子器件普及應(yīng)用之后,運(yùn)用有源電力濾波器進(jìn)行諧波補(bǔ)償成為重要方向。其原理是,從補(bǔ)償對(duì)象中檢測(cè)出諧波電流,然后產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等極性相反的補(bǔ)償電流,從而使電網(wǎng)電流只含有基波分量。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。
大容量變流器減少諧波的主要方法是采用多重化技術(shù):將多個(gè)方波疊加以消除次數(shù)較低的諧波,從而得到接近正弦的階梯波。重?cái)?shù)越多,波形越接近正弦,但電路結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。小容量變流器為了實(shí)現(xiàn)低諧波和高功率因數(shù),一般采用二極管整流加PWM斬波,常稱之為功率因數(shù)校正(PEC)。典型的電路有升壓型、降壓型、升降壓型等。
2、電磁干擾抑制
解決EMI的措施是克服開關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)出現(xiàn)過大的電流上升率di/dt和電壓上升率du/dt,目前比較引入注目的是零電流開關(guān)(ZCS)和零電壓開關(guān)(ZVS)電路。方法是:
(1)開關(guān)器件上串聯(lián)電感,這樣可抑制開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)的di/dt,使器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了正關(guān)損耗;
(2)開關(guān)器件上并聯(lián)電容,當(dāng)器件關(guān)斷后抑制du/dt上升,器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了開關(guān)損耗;
(3)器件上反并聯(lián)二極管,在二極管導(dǎo)通期間,開關(guān)器件呈零電壓、零電流狀態(tài),此時(shí)驅(qū)動(dòng)器件導(dǎo)通或關(guān)斷能實(shí)現(xiàn)ZVS、ZCS動(dòng)作。
目前較常用的軟件開關(guān)技術(shù)有部分諧振PWM和無損耗緩沖電路。
(二)功率因數(shù)補(bǔ)償
早期的方法是采用同步調(diào)相機(jī),它是專門用來產(chǎn)生無功功率的同步電機(jī),利用過勵(lì)磁和欠勵(lì)磁分別發(fā)出不同大小的容性或感性無功功率。然而,由于它是旋轉(zhuǎn)電機(jī),噪聲和損耗都較大,運(yùn)行維護(hù)也復(fù)雜,響應(yīng)速度慢。因此,在很多情況下已無法適應(yīng)快速無功功率補(bǔ)償?shù)囊蟆?/p>
另一種方法是采用飽和電抗器的靜止無功補(bǔ)償裝置。它具有靜止型和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),但由于其鐵心需磁化到飽和狀態(tài),損耗和噪聲都很大,而且存在非線性電路的一些特殊問題,又不能分相調(diào)節(jié)以補(bǔ)償負(fù)載的不平衡,所以未能占據(jù)靜止無功補(bǔ)償裝置的主流。
隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,使用SCR、GTO和IGBT等的靜止無功補(bǔ)償裝置得到了長(zhǎng)足發(fā)展,其中以靜止無功發(fā)生器最為優(yōu)越。它具有調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且在采取多重化、多電平或PWM技術(shù)等措施后,可大大減少補(bǔ)償電流中諧波含量。更重要的是,靜止無功發(fā)生器使用的抗器和電容元件小,大大縮小裝置的體積和成本。靜止無功發(fā)生器代表著動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的發(fā)展方向。
五、結(jié)束語
我們相信,電力電子技術(shù)將成為21世紀(jì)重要的支柱技術(shù)之一,變頻技術(shù)在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中占有重要的地位,近年來在中壓變頻調(diào)速和電力牽引領(lǐng)域中的發(fā)展引人注目。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化及我國(guó)加人世界貿(mào)易組織,我國(guó)電力電子技術(shù)及變頻技術(shù)產(chǎn)業(yè)將出現(xiàn)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
參考文獻(xiàn):
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[3]王兆安黃俊.電力電子技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003.
摘要:電力行業(yè)想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地,人力資源管理成為最有效的方法,實(shí)際上企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)是人力資源的競(jìng)爭(zhēng),不斷完善電力企業(yè)人力資源管理,有效整合企業(yè),需要堅(jiān)持以人為本,通過人才競(jìng)爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)占有率、促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。人才管理對(duì)于電力行業(yè)整體發(fā)展十分重要,通過有效的人力資源管理,提高企業(yè)自身競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo),提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、擴(kuò)大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)份額,使企業(yè)可以快速發(fā)展。
關(guān)鍵詞:電力企業(yè);人力資源管理;問題及對(duì)策
電力行業(yè)發(fā)展速度不斷加快,智能化的發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新,使行業(yè)對(duì)于人才的要求越來越高,知識(shí)密集型行業(yè)人才是創(chuàng)新技術(shù)的源泉,帶動(dòng)行業(yè)發(fā)展,此時(shí),更加需要高效能的人才培養(yǎng),對(duì)于電力企業(yè)來說十分重要。滿足市場(chǎng)需求,做好人力資源管理,確保企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展,才可以使企業(yè)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中得到一席之地,因此,人力資源管理對(duì)對(duì)于電力企業(yè)具有深遠(yuǎn)的意義。
一、電力企業(yè)人力資源管理及意義
(一)企業(yè)人力資源管理
企業(yè)人力資源管理是一項(xiàng)十分廣泛的學(xué)科,其自身的發(fā)展需要借助人才,通過各種科學(xué)、有效的管理方法,對(duì)企業(yè)的人員進(jìn)行專業(yè)技術(shù)培訓(xùn),積極發(fā)現(xiàn)自身存在的潛能,提高企業(yè)人才的綜合素質(zhì),通過培訓(xùn)提高其工作能力,使企業(yè)可以充分發(fā)揮出競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益與社會(huì)利益相結(jié)合。人力資源作為稀缺資源,具有可塑性,可以以充分調(diào)動(dòng)企業(yè)其他資源,只有良好的人力資源管理,才可以使企業(yè)得到更大的收益與市場(chǎng)占有率。
(二)電力企業(yè)人力資源管理的意義
電力企業(yè)對(duì)于人才的需求,是企業(yè)發(fā)展過程中最重要的部分,它是企業(yè)人力資源管理的重要組成部分,通過資源管理可以使企業(yè)人才更加適合企業(yè)發(fā)展,做到人盡其用,電力企業(yè)人力資源管理水平的高低,直接影響企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力及市場(chǎng)占用率,良好的人力資源管理對(duì)于電力企業(yè)來說十分重要,企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、安全發(fā)展都與人力資源有效管理緊密相連,沒有有效的管理這些都無從談起。當(dāng)前,我國(guó)電力企業(yè)面臨內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng),如何作好人力資源管理值得思考。
1.人力資源管理可以提高電力企業(yè)的市場(chǎng)占有率,通過人力資源管理,將企業(yè)的人員合理調(diào)配,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理,將合適的人才設(shè)置在最合適的位置上,有效發(fā)揮自身的潛能;
2.電力企業(yè)通過人力資源管理,實(shí)現(xiàn)以人為本的發(fā)展理念,實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)過程中以人為中心,有效發(fā)揮人才的主觀能動(dòng)性及創(chuàng)造性,為企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益;
3.通過人力資源管理,優(yōu)化電力企業(yè)的人員結(jié)構(gòu),確保企業(yè)人才結(jié)構(gòu)最優(yōu)化,企業(yè)在任何時(shí)間都以充足的人力資源,做為企業(yè)運(yùn)營(yíng)的保障,避免人才斷層的情況出現(xiàn)。
二、電力企業(yè)人力資源管理存在的問題
(一)電力企業(yè)缺少人力資源管理人才
隨著時(shí)代的發(fā)展,技術(shù)的創(chuàng)新,信息化的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)正在與國(guó)際接軌,對(duì)于電力企業(yè)來說,擁有足夠的人才是其在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取勝的關(guān)鍵,而人才短缺也是影響其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的首要障礙,當(dāng)前企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)是人才的競(jìng)爭(zhēng),電力行業(yè)更不可忽視。鑒于電力行業(yè)是技術(shù)密集型企業(yè),對(duì)于專業(yè)技術(shù)人員的要求更高,行業(yè)特殊性要求技術(shù)人員懂得新穎的技術(shù),同時(shí),更加需要關(guān)注安全,因此,大量的專業(yè)性人才成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)、管理的關(guān)鍵。從當(dāng)前我國(guó)電力企業(yè)工作人員的統(tǒng)計(jì)來說,人力資源管理人員的專業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)層次與工作要求相距甚遠(yuǎn),足夠了解電力行業(yè)的人員匱乏,管理上缺少前瞻性,專業(yè)素質(zhì)薄弱。傳統(tǒng)觀念對(duì)于企業(yè)管理存在重大影響,實(shí)際管理工作中一直沿用傳統(tǒng)人力資源管理理念,根本沒有將以人為本的管理理念融入企業(yè)人力資源管理中,缺少對(duì)人才知識(shí)更新的培訓(xùn)、缺少必備的管理技能,企業(yè)發(fā)展過程沒有明確的戰(zhàn)略目標(biāo),致使我國(guó)電力企業(yè)人力資源管理跟不上企業(yè)發(fā)展的腳步,從而阻礙了電力企業(yè)的發(fā)展。
(二)電力企業(yè)人力資源管理機(jī)制不夠完善
受外來知識(shí)抵觸現(xiàn)象的影響,電力企業(yè)長(zhǎng)期處于壟斷地位,與其他行業(yè)不同,其存在健全的管理體制,但是由于傳統(tǒng)模式的影響,人力資源管理在電力企業(yè)的運(yùn)行中很不靈活,不能滿足社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)的需求。電力企業(yè)的人事部門并不能合理運(yùn)用科學(xué)的人力資源管理,使企業(yè)運(yùn)用過程中,部門間的分工不明、責(zé)任不清,部門之間的協(xié)調(diào)并不是很順暢,企業(yè)的信息不能有效的在各部門間共享,并且許多電力企業(yè)的人事部門還身兼數(shù)職,影響人力資源的細(xì)化工作,影響電力企業(yè)人力資源管理的全面實(shí)施及實(shí)施效果。
(三)人力資源管理的激勵(lì)機(jī)制不完善
電力企業(yè)缺乏有效的績(jī)效激勵(lì)機(jī)制,企業(yè)員工的績(jī)效考核并沒有與員工的工資、薪金掛鉤,許多電力企業(yè)還停留在獎(jiǎng)勵(lì)證書、發(fā)放稱號(hào)等傳統(tǒng)獎(jiǎng)勵(lì)層面上,根本不能調(diào)動(dòng)員工的積極性、主動(dòng)性,更難發(fā)掘其自身的潛能。另外,電力企業(yè)員工沒有晉升機(jī)會(huì),缺少必要的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)會(huì),致使工作中出現(xiàn)工作業(yè)績(jī)與職位不相稱的情況,使員工沒有工作熱情;另外,電力企業(yè)沒有評(píng)估機(jī)制,企業(yè)管理者對(duì)于人力資源狀況并不了解,難以對(duì)企業(yè)人力資源合理規(guī)劃,企業(yè)運(yùn)營(yíng)過程不能有效實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化資源配置,使企業(yè)不能發(fā)揮最佳的經(jīng)濟(jì)效益。
三、電力企業(yè)人力資源管理問題的解決措施
(一)拓展人員招聘渠道
適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境需要,廣泛招納各種人才,使其在電力企業(yè)大顯神通,根據(jù)自身的需求,吸引更高素質(zhì)的人才,不斷拓展用人渠道,使人才成為企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展的方式。拓展形式如:在企業(yè)內(nèi)部招賢納士,合理任用電力企業(yè)內(nèi)部有能力、有經(jīng)驗(yàn)的人才,調(diào)動(dòng)人才的積極性,即實(shí)現(xiàn)了資源有效利用,又為企業(yè)拓展了招聘渠道,同時(shí)也為企業(yè)節(jié)約了培訓(xùn)費(fèi)用,內(nèi)部員工通過聘用制實(shí)現(xiàn)了自身的價(jià)值,避免了不必要的資源外流;在校園內(nèi)招聘也是電力企業(yè)擴(kuò)展用人渠道之一,大量的專業(yè)人才進(jìn)入企業(yè),降低了社會(huì)的就業(yè)壓力,同時(shí)企業(yè)也得到了潛在的專業(yè)人員;電力企業(yè)還可以利用網(wǎng)絡(luò)信息,宣傳企業(yè)職位信息,層層篩選,選中精通業(yè)務(wù)的人才。
(二)實(shí)現(xiàn)彈性人才資源管理
電力企業(yè)的人才管理模式受到壟斷企業(yè)思維影響,存在一定的缺陷,隨著社會(huì)進(jìn)步,電力企業(yè)為了滿足社會(huì)發(fā)展需求,需要接受新的思維方式,更好的激發(fā)人才的主觀創(chuàng)造性,打破員工心中鐵飯碗的思想,增加員工的危機(jī)意識(shí),使管理者、員工都可以充分發(fā)揮出自身的潛能,為企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值;對(duì)于企業(yè)內(nèi)部存在消極怠工的員工,給予批評(píng)與教育,確保正能量在電力企業(yè)運(yùn)行,促進(jìn)企業(yè)可以健康有序的發(fā)展。
(三)完善電力企業(yè)人力資源激勵(lì)機(jī)制
在電力企業(yè)建立長(zhǎng)效激勵(lì)機(jī)制,使企業(yè)員工的工資、薪金與企業(yè)員工的利益緊密相連,除傳統(tǒng)的精神獎(jiǎng)勵(lì)外,還需要設(shè)置相應(yīng)的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì),帶動(dòng)企業(yè)員工的積極性、主動(dòng)性及創(chuàng)造性;堅(jiān)持競(jìng)爭(zhēng)上崗制,實(shí)現(xiàn)獎(jiǎng)優(yōu)罰劣,構(gòu)建完善的晉升途徑,保證電力企業(yè)員工的工作業(yè)績(jī)與其所在職位相對(duì)應(yīng),使員工工作在公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中;完善人力資源評(píng)估制度,定期對(duì)企業(yè)人力資源現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)定,對(duì)出現(xiàn)的問題及時(shí)調(diào)整,保證其發(fā)揮出應(yīng)有的效果。
綜上所述,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,人力資源管理成為專業(yè)性、系統(tǒng)性及強(qiáng)的工作,它使電力企業(yè)從內(nèi)部發(fā)展,向管理理念改變,這種形式下,傳統(tǒng)人力資源管理已經(jīng)不能滿足電力企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展需求,需要從實(shí)際出發(fā),適時(shí)調(diào)整管理模式,對(duì)管理中存在的不足及時(shí)糾正,根據(jù)新時(shí)期發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),組建合理的人力資源管理模式,瞄準(zhǔn)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來定位企業(yè)員工的職業(yè)發(fā)展規(guī)劃,努力提高企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,使企業(yè)充分發(fā)揮人力優(yōu)勢(shì),不斷完善激勵(lì)機(jī)制,使人才發(fā)揮最佳的效益,推動(dòng)電力企業(yè)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。(作者單位:遼寧省電力有限公司北辰新匯酒店分公司)
參考文獻(xiàn):
1.器件與控制部分應(yīng)注重練習(xí)。
電力電子器件及控制部分具有覆蓋面大、定性與定量相結(jié)合的特點(diǎn),學(xué)好這一部分,就必須將概念的理解與相關(guān)的計(jì)算進(jìn)行練習(xí),在習(xí)題式的教學(xué)中,不斷提高分析問題和解決問題的能力。研究生階段,各高校幾乎很少帶領(lǐng)學(xué)生做與課程相關(guān)的習(xí)題,多數(shù)學(xué)生也只有在考試的時(shí)候才有機(jī)會(huì)在試卷中解答一些問題,雖說現(xiàn)在不提倡傳統(tǒng)針對(duì)考試的題海戰(zhàn)術(shù),但是平時(shí)適當(dāng)做一些典型的練習(xí)還是有必要的,電力電子器件種類多、特點(diǎn)各不相同,而控制方法也有很多,甚至與自動(dòng)控制原理等其他學(xué)科相關(guān)聯(lián),在教學(xué)中適當(dāng)找一些典型例題進(jìn)行講解,可以讓同學(xué)們?cè)诜彪s的知識(shí)中抓住重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行突破,最終掌握這部分知識(shí)要點(diǎn)。
2.學(xué)生自主參與新技術(shù)教學(xué)。
電力電子技術(shù)具有發(fā)展速度快的特點(diǎn),新的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn),加強(qiáng)電力電子新技術(shù)的教學(xué)可以擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面,掌握電力電子技術(shù)發(fā)展新方向。這一部分的特點(diǎn)是沒有定量計(jì)算、難度不大、但對(duì)于資料的收集工作量比較大,根據(jù)這些特點(diǎn),在教學(xué)中,可以將這部分安排給每個(gè)學(xué)生進(jìn)行講解,在講解前每個(gè)同學(xué)查找相關(guān)資料,然后對(duì)資料進(jìn)行分類總結(jié),加入自己的理解,在講解過程中既可以使用多媒體也可使用板書的形式,講解后學(xué)生之間可以相互提出問題,相互討論,形成良好的研究氛圍。在這種學(xué)生自主教學(xué)的過程中,既提高了學(xué)生查找資料的能力,也能提高學(xué)生的概括的創(chuàng)新能力,還為研究生畢業(yè)學(xué)術(shù)論文的撰寫提供了相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)進(jìn)行分類
電力電子技術(shù)是一個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的一門學(xué)科,在理論教學(xué)的同時(shí)一定要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)來配合和補(bǔ)充,開設(shè)實(shí)驗(yàn)課是對(duì)理論課的延伸和補(bǔ)充,更能夠突出應(yīng)用型學(xué)科的特色。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,應(yīng)分為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)、拓展實(shí)習(xí)三個(gè)部分進(jìn)行教學(xué)。
1.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)應(yīng)緊密結(jié)合課本。
驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是對(duì)已經(jīng)有的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,與學(xué)生的理論教學(xué)緊密銜接,通過書上的理論來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的操作,同時(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果又可以加深學(xué)生對(duì)于書本理論的深度理解。在理論課程之后,應(yīng)當(dāng)有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程相跟進(jìn),在實(shí)驗(yàn)開始前,老師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)課本知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行回顧,確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟,同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)要求完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作,并能夠運(yùn)用書本上的知識(shí)來解釋實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象,最后通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式進(jìn)行總結(jié),得出驗(yàn)證性的結(jié)論。
2.鼓勵(lì)開展探究性試驗(yàn)。
電力電子技術(shù)是一門正在快速發(fā)展的學(xué)科,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究,通過對(duì)已有知識(shí)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生們充分發(fā)揮想象力,制作一些相關(guān)的小制作、小發(fā)明,在探究性試驗(yàn)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生根據(jù)自己掌握的知識(shí),結(jié)合當(dāng)今電力電子發(fā)展的前沿技術(shù),加上自己的想象力和創(chuàng)造力,獨(dú)立設(shè)計(jì)出屬于自己的電子作品,而在探究的過程中難免會(huì)遇到一些問題,這時(shí)老師應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)指導(dǎo),給出一些方案,讓學(xué)生自主解決實(shí)際問題。平時(shí)盡可能地開放實(shí)驗(yàn)室,使學(xué)生增加動(dòng)手操作機(jī)會(huì)。此外還應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)學(xué)生參加“挑戰(zhàn)杯”等科技比賽,增加在創(chuàng)新方面的交流合作,從而學(xué)會(huì)更多解決問題的新方法。
3.拓展實(shí)習(xí)應(yīng)突出實(shí)際應(yīng)用。
在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)節(jié)之外,對(duì)于電力電子技術(shù)這種應(yīng)用型很強(qiáng)的學(xué)科,應(yīng)適當(dāng)組織學(xué)生到某個(gè)單位進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的目的是為了應(yīng)用,當(dāng)今電力電子技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了許多領(lǐng)域之中,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以聯(lián)系某個(gè)具體單位進(jìn)行參觀,在實(shí)際的生產(chǎn)過程中,讓學(xué)生們更加具體地了解電力電子技術(shù)的應(yīng)用。除了參觀之外,也可由老師或者學(xué)生找一些與電力電子技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的視頻資料,分享給大家進(jìn)行觀看,也可以起到非常好的效果。實(shí)習(xí)結(jié)束之后,學(xué)生以報(bào)告的形式寫出自己學(xué)到了什么或者是心得體會(huì)。這樣,理論聯(lián)系實(shí)際,對(duì)于理工科的教學(xué)是有很大幫助的。
三、總結(jié)
關(guān)鍵詞:IEET工程認(rèn)證;電力電子;項(xiàng)目教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2016)04(c)-0000-00
1前言
中華IEET工程認(rèn)證學(xué)會(huì)簡(jiǎn)稱IEET,評(píng)估受認(rèn)證的課程或機(jī)構(gòu)是否符合認(rèn)證機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)或?qū)I(yè)標(biāo)準(zhǔn),通過認(rèn)證的大學(xué)院系畢業(yè)生,代表其已具備執(zhí)行工程專業(yè)所需之基礎(chǔ)教育,且國(guó)內(nèi)學(xué)歷將為各會(huì)員國(guó)所承認(rèn),擴(kuò)大國(guó)內(nèi)畢業(yè)生的學(xué)歷適用地區(qū)。
電力電子技術(shù)這門課程在“機(jī)械電子工程專業(yè)人才需求”企業(yè)調(diào)研活動(dòng)中,84.66%的畢業(yè)生主要從事與電力電子技術(shù)課程相關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)工作,一般從事機(jī)械工業(yè)及維修、電子傳動(dòng)、汽車、車床、電路設(shè)計(jì)、售后服務(wù),產(chǎn)品檢修與分析、產(chǎn)品測(cè)試以及產(chǎn)品研發(fā)等行業(yè),說明了這門課程的工程認(rèn)證的必要性。
2教學(xué)現(xiàn)狀
電力電子技術(shù)是一門橫跨電力、電子、自動(dòng)控制三門課程的交叉邊緣學(xué)科,是利用大功率半導(dǎo)體器件對(duì)電能進(jìn)行變換與控制的專業(yè)基礎(chǔ)課程。
基于種種原因,以往電力電子技術(shù)理論學(xué)習(xí)難較大,課堂教學(xué)將學(xué)生置于一種被動(dòng)地位,不利于學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行知識(shí)建構(gòu),所以急需一種新的教學(xué)模式,以此來吸引學(xué)生的關(guān)注,加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與工程實(shí)例的結(jié)合應(yīng)用,結(jié)合電力電子領(lǐng)域的新技術(shù)和工程應(yīng)用技術(shù),為專業(yè)模塊化課程“機(jī)電傳動(dòng)控制”、“機(jī)電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)”、“工業(yè)機(jī)器人”、“機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)”,以及復(fù)合型課程“電動(dòng)汽車”、“汽車電器與電子技術(shù)”、“電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)”、“智能裝置設(shè)計(jì)”、“智能家居”做知識(shí)儲(chǔ)備。
隨著各高校教學(xué)改革的深入,電力電子技術(shù)課程的課時(shí)量越來越少,實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)也不斷壓縮,同時(shí)實(shí)體的實(shí)驗(yàn)設(shè)備極易損壞,軟件仿真又不能讓學(xué)生完全的理解概念。只是仿真,見不到實(shí)物,對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊沒有研究,對(duì)課程的學(xué)習(xí)效果大打折扣。例如:簡(jiǎn)單的整流橋電路,仿真只要選擇模塊即可,學(xué)生根本不知道做實(shí)物整流橋用電力電子器件應(yīng)該如何搭建,若是選集成的芯片也不知道應(yīng)該選擇哪一個(gè),是半控芯片還是全控芯片,控制引腳該如何連接,芯片需要不需要驅(qū)動(dòng)?這些問題都是軟件仿真無法解決的,不是單純改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)就可以解決的,因此需要一種工程認(rèn)證的思路來進(jìn)行教學(xué)改革,讓學(xué)生學(xué)有所得。
3 教學(xué)改革
3.1IEET理念下教師角色的轉(zhuǎn)變
IEET強(qiáng)調(diào)七大核心能力:具備資訊工程相關(guān)知識(shí)的能力,具備設(shè)計(jì)與執(zhí)行實(shí)驗(yàn)及分析解釋數(shù)據(jù)的能力,具備工程實(shí)務(wù)流程規(guī)劃及資訊軟硬體系統(tǒng)整合的能力,具備協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)及溝通、整合的能力,具備適應(yīng)職場(chǎng)變化的能力及持續(xù)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣,具備第二外語溝通與表達(dá)的能力,具備工程倫理與善盡社會(huì)責(zé)任的能力。這些不是對(duì)教師主導(dǎo)作用的弱化,而是對(duì)教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的掌控能力、自身的知識(shí)水平提出了更高的要求,老師的角色要求既不能一味的灌輸知識(shí)也不能完全的不干涉,而是要作為一名引路人,為學(xué)生設(shè)計(jì)短期或是長(zhǎng)期的學(xué)習(xí)目標(biāo),激勵(lì)學(xué)生尋找到達(dá)目標(biāo)的路徑和方法,這就要求理論知識(shí)的掌握不僅要有廣度還要有深度,并且具備解決問題的能力。例如講解“電力電子器件”時(shí),應(yīng)當(dāng)重視各種器件的外部特性的講解,從使用角度讓學(xué)生了解其應(yīng)用的場(chǎng)合,參數(shù)的含義,設(shè)置這幾個(gè)參數(shù)的意義。而內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的詳細(xì)分析可以讓學(xué)生自行查閱資料深入了解。介紹國(guó)內(nèi)一些大型企業(yè)(“株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司”)的最新電力電子器件―脈沖功率組件、集成門極換流晶閘管,然后讓學(xué)生自己查資料了解這些器件的具體應(yīng)用范圍,擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面。在講每一種電量變換電路之前,應(yīng)當(dāng)把學(xué)生引導(dǎo)到某一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景下,這時(shí)學(xué)生會(huì)主動(dòng)思考在這種情境下電量要如何變換才能滿足應(yīng)用需求。例如,在講解整流電路之前,可以先引出大家日常會(huì)用到的“手機(jī)充電器”的場(chǎng)景。手機(jī)充電器是從城市電網(wǎng)當(dāng)中獲得交流電,在充電器內(nèi)部通過整流電流轉(zhuǎn)化成直流電給手機(jī)充電的設(shè)備,目前手機(jī)充電器的充電時(shí)間如何縮短?各種不同型號(hào)的手機(jī)充電器是否可以通用?又有怎樣的缺陷?野外如何充電?沒有充電線的情況下又是怎樣的充電結(jié)構(gòu)?針對(duì)這結(jié)問題學(xué)生會(huì)積極的思考,并且和復(fù)合型的課程緊密結(jié)合在一起,知識(shí)點(diǎn)的講解也就更顯通俗易懂。
3.2運(yùn)用項(xiàng)目
項(xiàng)目教學(xué)法是將傳統(tǒng)的學(xué)科體系中的章節(jié)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,圍繞項(xiàng)目組織和展開教學(xué),使學(xué)生直接參與項(xiàng)目全過程的一種教學(xué)方法。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐的過程中,理解知識(shí)點(diǎn)的要求,掌握知識(shí)點(diǎn)的技能,體驗(yàn)項(xiàng)目建立和實(shí)現(xiàn)的艱難與樂趣,培養(yǎng)分析問題與解決問題的能力,建立團(tuán)隊(duì)意識(shí)和組織協(xié)調(diào)能力,這正是IEET工程認(rèn)證理念的完整體現(xiàn)。
恰當(dāng)設(shè)置項(xiàng)目的題目:巧妙的設(shè)計(jì)題目是項(xiàng)目教學(xué)法運(yùn)用成功的保證,這要求教師平時(shí)的知識(shí)更新以及積累,才能既涵蓋知識(shí)點(diǎn),又符合社會(huì)實(shí)際需求,所以項(xiàng)目的題目類型要從―跨學(xué)科理論驗(yàn)證、校企結(jié)合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面入手,題目層次要分明--包括易、適中、難幾個(gè)難度。例如:A.每一章節(jié)可以首先給學(xué)生提出一個(gè)設(shè)計(jì)要求,比如在學(xué)習(xí)逆變電路時(shí),要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于SPWM的三相電壓型逆變電路,給出具體性能指標(biāo),把問題拋給學(xué)生,等課堂知識(shí)點(diǎn)講完之后,學(xué)生已經(jīng)有了大體的調(diào)劑思路,完成主電路的設(shè)計(jì)。B.全部課程上完之后的課程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目會(huì)與企業(yè)需求相結(jié)合,完成時(shí)間周期長(zhǎng),如“直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)”。C.此外,項(xiàng)目的題目可以跨學(xué)科綜合,如“模糊控制下家電產(chǎn)品的電子設(shè)計(jì)”。
項(xiàng)目完成的考核方法:IEET工程認(rèn)證模式,更關(guān)心的是項(xiàng)目完成的過程而不是結(jié)果,所以可以以小組討論的形式來完成考核。教師從項(xiàng)目組織情況、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)文檔、技術(shù)指標(biāo)、創(chuàng)新性、項(xiàng)目完成情況等各方面來給學(xué)生打分,并且可以在小組討論時(shí),評(píng)出組織者、設(shè)計(jì)能力者、文檔編撰者等有不同優(yōu)勢(shì)的同學(xué),檢測(cè)學(xué)生技術(shù)層面和團(tuán)隊(duì)協(xié)作層面的差異。
Matlab、Simplorer等仿真軟件的應(yīng)用:隨著新技術(shù)的發(fā)展,目前高校實(shí)驗(yàn)室條件跟不上新技術(shù)發(fā)展的步伐,學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)少,許多理論需要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證,除了項(xiàng)目教學(xué)法的運(yùn)用,采用軟件對(duì)電力電子進(jìn)行仿真可以解決這些矛盾。這兩個(gè)軟件強(qiáng)大的協(xié)同仿真功能,建模更容易,和實(shí)際電路模型極為相似,易為學(xué)生所接受
3.3擬解決的關(guān)鍵問題
按照上述設(shè)想,本課程擬解決的主要問題如下:
(1)鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)同合作的能力,為各級(jí)比賽提供一批有電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的學(xué)生;
(2)設(shè)置電力電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié);
(3)調(diào)整教學(xué)大綱;
(4) 通過項(xiàng)目,培養(yǎng)較強(qiáng)的項(xiàng)目開發(fā)、設(shè)計(jì)和建造的能力;
(5)組織興趣小組進(jìn)行實(shí)際工程項(xiàng)目作業(yè),理論聯(lián)系實(shí)際,加強(qiáng)對(duì)理論內(nèi)容的理解。以社會(huì)需求為教學(xué)依據(jù),讓學(xué)生學(xué)有所需,學(xué)能所用。
3.4實(shí)施計(jì)劃及可行性分析
電力電子技術(shù)課程為專業(yè)限選課,一般機(jī)電專業(yè)學(xué)生必選,學(xué)生數(shù)約100人,擬打算在每年的電力電子技術(shù)課程中,分別按照教學(xué)改革思路進(jìn)行對(duì)照教學(xué),觀察其教學(xué)效果,具體實(shí)施計(jì)劃如下:
1)去同類獨(dú)立院校調(diào)研,學(xué)習(xí)他們電力電子技術(shù)類課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn);
2)調(diào)研本專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況;以畢業(yè)生就業(yè)行業(yè)分布,就業(yè)難易程度等情況為依據(jù)討論電力電子技術(shù)課程建設(shè),并對(duì)教學(xué)大綱做相應(yīng)修正;
3)以企業(yè)用人需求情況統(tǒng)計(jì)表的統(tǒng)計(jì)情況,來設(shè)置課程項(xiàng)目的題目,決定以下三個(gè)方向的題目“電子電工產(chǎn)品生產(chǎn)與加工”、“機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計(jì)”以及“企業(yè)工程項(xiàng)目管理工作”的側(cè)重點(diǎn)和比例。
4)通過教學(xué)日歷的完成情況和就業(yè)趨勢(shì)對(duì)項(xiàng)目的題目進(jìn)行微調(diào),令學(xué)生自行組織項(xiàng)目合作小組,通過做電力電子技術(shù)項(xiàng)目的形式,把課堂理論直接與實(shí)踐相結(jié)合,通過結(jié)合實(shí)踐課程增加學(xué)生動(dòng)手能力、協(xié)同合作能力、提高專業(yè)素養(yǎng)。
5)對(duì)整個(gè)教改過程進(jìn)行總結(jié)分析,整合課程項(xiàng)目的題目,根據(jù)學(xué)生的反饋改進(jìn)教學(xué)方式,為本課程深入教改做準(zhǔn)備。
6)作品展示:進(jìn)行電力電子技術(shù)課程的項(xiàng)目實(shí)物展示活動(dòng),從電力電子的課程項(xiàng)目成品當(dāng)中,選擇具有創(chuàng)新性和實(shí)用性的作品進(jìn)行公開答辯和實(shí)物展示,為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目提供作品,豐富畢業(yè)設(shè)計(jì)作品的內(nèi)容,也提升了本專業(yè)在學(xué)校的影響力。
4創(chuàng)新點(diǎn)
特色與創(chuàng)新:
1)電力電子技術(shù)是一門理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程,為了解決理論知識(shí)學(xué)習(xí)難度大的問題,設(shè)立項(xiàng)目教學(xué)環(huán)節(jié)。針對(duì)理論學(xué)科性質(zhì)拓展了課堂教學(xué)的問答環(huán)節(jié)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的軟件仿真環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目研發(fā)等環(huán)節(jié),使該課程教學(xué)過程更加生動(dòng),使學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí),加強(qiáng)基礎(chǔ)理論與工程實(shí)例的結(jié)合應(yīng)用,拓寬學(xué)生知識(shí)面寬,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力,從實(shí)踐過程中通過項(xiàng)目學(xué)習(xí)來獲取工程能力;
2)形成了校內(nèi)首個(gè)將電力電子技術(shù)課程IEET工程模式下的理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式;
3)本課程所設(shè)的項(xiàng)目為“畢業(yè)設(shè)計(jì)選題”、“大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的項(xiàng)目”以及“校、企合作的項(xiàng)目”提供了豐富的題目資源,豐富畢業(yè)設(shè)計(jì)作品的內(nèi)容,也提升了本專業(yè)在學(xué)校的影響力。
5總結(jié)
本論文旨在通過IEET工程認(rèn)證模式的培養(yǎng)和鍛煉,以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。從資訊工程相關(guān)知識(shí)的能力,設(shè)計(jì)與執(zhí)行實(shí)驗(yàn)及分析解釋數(shù)據(jù)的能力,工程實(shí)務(wù)流程規(guī)劃及資訊軟硬體系統(tǒng)整合的能力,協(xié)調(diào)、領(lǐng)導(dǎo)及溝通、整合的能力,適應(yīng)職場(chǎng)變化的能力及持續(xù)終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣,第二外語溝通與表達(dá)的能力,工程倫理與善盡社會(huì)責(zé)任的能力等七個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。學(xué)生可以直接參與本專業(yè)的最新應(yīng)用與工程項(xiàng)目,培養(yǎng)出的學(xué)生得到企業(yè)的認(rèn)同,該成果可在獨(dú)立學(xué)院相近專業(yè)推廣,對(duì)本校其它專業(yè)也有一定的參考意義。
參考文獻(xiàn):
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當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來,電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。
1.電力電子技術(shù)的發(fā)展
現(xiàn)代電力電子技術(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)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。
1.1整流器時(shí)代
大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)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(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無軌電車等)和直流傳動(dòng)(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?因此在六十年代和七十年代,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。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。
1.2逆變器時(shí)代
七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。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。在七十年代到八十年代,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(dāng)時(shí)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)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)。
1.3變頻器時(shí)代
進(jìn)入八十年代,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(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)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(jī)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(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)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(jī)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(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源
高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品,綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日“能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關(guān)電源
通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。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。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。
因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。
國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源
高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。
逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。
由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問題成為最關(guān)鍵的問題,也是用戶最關(guān)心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關(guān)型高壓直流電源
大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。
國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。
2.9分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)
分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)??刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。
八十年代初期,對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展,各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。
3.高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)
在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中,開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開開關(guān)電源技術(shù),通過開關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。
3.1高頻化
理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)“整流行業(yè)”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為“開關(guān)變換類電源”,其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于“標(biāo)準(zhǔn)”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。另外,大功率的開關(guān)電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個(gè)獨(dú)立的模塊單元并聯(lián)工作,采用均流技術(shù),所有模塊共同分擔(dān)負(fù)載電流,一旦其中某個(gè)模塊失效,其它模塊再平均分擔(dān)負(fù)載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。
3.3數(shù)字化
在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)完全是建立在模擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說,模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開了。
3.4綠色化
電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。這些為2l世紀(jì)批量生產(chǎn)各種綠色開關(guān)電源產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。
Sun Hui
(Guangdong Technical College of Water Conservancy and Electric Engineering,Guangzhou 510635,China)
摘要:本文敘述了供電系統(tǒng)的傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置及其控制,介紹了用半導(dǎo)體開關(guān)器件控制、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。隨著電力電子器件與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償器SVC正朝著高電壓和大容量方向發(fā)展。
Abstract: This paper describes the traditional reactive power compensation device of in power supply system and its control, introduces characteristics of fast response when controlled by semiconductor switching device. With the development of power electronic devices and computer control technology, dynamic reactive power compensator SVC is developing to the direction of the high voltage and high-capacity.
關(guān)健詞:傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn) 動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償分析
Key words: the characteristics of traditional reactive power compensation;analysis of dynamic reactive power compensation
中圖分類號(hào):TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2011)15-0054-01
0引言
在供電系統(tǒng)中,系統(tǒng)的構(gòu)成有發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線及用戶的負(fù)荷。工業(yè)用戶負(fù)荷中、除電阻爐是電阻負(fù)荷外,其他常用的負(fù)截如電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)加熱設(shè)備、整流裝置等是感性負(fù)截,從電路的角度看,均可等效為電阻與電感的串聯(lián)或并聯(lián)。而輸電線路除個(gè)別高壓系統(tǒng)由于輸電線的分布電容較大,使線路可等效為容性外,其他供電線路,特別是低壓系統(tǒng),都可將供電線路等效為集中參數(shù)的線路電阻與電感中聯(lián)。
1傳統(tǒng)的無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>
根據(jù)調(diào)節(jié)同步電機(jī)可以調(diào)節(jié)其無功電流和功率因數(shù)的特點(diǎn),它是專門制造用來改善電網(wǎng)功率因數(shù)、不帶任何機(jī)械負(fù)載的同步電機(jī),即同步補(bǔ)償機(jī),它實(shí)屬是空載的同步電動(dòng)機(jī),它的勵(lì)磁電流It與電樞電流lm的V形曲線如圖1所示。
將同步補(bǔ)償機(jī)工作在過勵(lì)狀態(tài),Im的為超前電網(wǎng)電壓的容性電流,用它可以補(bǔ)償負(fù)載的感性無功電流。為保持在各種情況時(shí),負(fù)載端電壓比較穩(wěn)定和電網(wǎng)的功率因數(shù)在某一范圍內(nèi),將同步補(bǔ)償機(jī)與負(fù)載并聯(lián)接入電網(wǎng)。同步補(bǔ)償機(jī)的勵(lì)磁置用U2大小cosφ2大小進(jìn)行自動(dòng)控制,以自己改變勵(lì)磁電流大小,從而使電網(wǎng)具有較好的質(zhì)量。同步補(bǔ)償機(jī)調(diào)節(jié)范圍寬,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,起動(dòng)和控制也麻煩,運(yùn)行費(fèi)用較高,所以一般在大容量系統(tǒng)中用。在過勵(lì)運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)也能向電網(wǎng)供給超前的無功,所以對(duì)不調(diào)速的大容量機(jī)械,應(yīng)盡量采用同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),以得到改善電網(wǎng)功率因數(shù)的效益。
并聯(lián)電容器
一般廠用電多用并聯(lián)電容器的方法進(jìn)行功率因數(shù)的改善。若將電容直接接在感性負(fù)載如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)端,則補(bǔ)償效果就可直接改善廠內(nèi)的功率因數(shù)。為集中管理,多數(shù)還是將補(bǔ)償電器設(shè)置在變電所內(nèi),可以在高壓側(cè)補(bǔ)償,、也可在低壓側(cè)補(bǔ)償。
并聯(lián)電容補(bǔ)償無功提高功率因數(shù)是分組投切的,所以不能很好地保證cosφ和U2的調(diào)節(jié),且其響應(yīng)速度慢,所以對(duì)于要求響應(yīng)較快的無功補(bǔ)償系統(tǒng)來說,就應(yīng)采用靜止無功補(bǔ)償裝置(SVC),由于SVC動(dòng)態(tài)性能好,所以又叫它們?yōu)閯?dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。
2靜止無功功率補(bǔ)償裝置(Svc)
對(duì)無功功率變化急劇的情況,如電弧爐,大容量變流器等設(shè)備的無功功率補(bǔ)償,常用靜止無功功率補(bǔ)償裝置(SVC)。它的響應(yīng)速度快,動(dòng)態(tài)性能好,可以克服電容切換的分段控制,可以進(jìn)行cosφ的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,它是現(xiàn)在電力電子裝置在供電系中容量非常大的設(shè)備。常用的有用晶閘管或積極可關(guān)斷晶閘管(GTO)控制的固定電容調(diào)電感式無功補(bǔ)償裝置(TCR),也可用固定電感調(diào)電容式的無功補(bǔ)償裝置。
3采用PWM控制方式的整流器是提高有整流器功率因數(shù)的最好方法
對(duì)大容量的整流器,由于晶閘管的導(dǎo)通角要根據(jù)負(fù)載要求進(jìn)行調(diào)節(jié),在導(dǎo)通角改變的一般情況下,其功率因數(shù)只有0.4-0.6,導(dǎo)通角小時(shí)cosφ更低。所以若將晶閘管相控制整流,改為PWM脈寬調(diào)制式整流,就可提高電網(wǎng)的功率因數(shù),用GTO的PWM式整流器電路如圖2(a)所示,圖2(b)畫出整流輸出的問題波形。
由于PWM頻率比工頻高得多,所以濾波器流參數(shù)和尺寸就比工頻帶的小得多。改變脈沖的占空比即可方便調(diào)整輸出的直流電壓動(dòng)態(tài)的無功功率補(bǔ)償裝置由于用半導(dǎo)體開關(guān)器件控制,有很好的動(dòng)態(tài)特性,雖現(xiàn)在它們的造價(jià)比起并聯(lián)電容器的傳統(tǒng)方法貴得多,但對(duì)無功負(fù)荷變化迅速的重要負(fù)載來說,采用靜止無功補(bǔ)償裝置的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益還是十分顯著的,隨著電力電子器件與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償器SVC正朝著高電壓和大容量方向發(fā)展。所以它應(yīng)是今后的發(fā)展和推廣應(yīng)用的方向。
參考文獻(xiàn):
[1]晶閘管串聯(lián)調(diào)壓電容無功的方法(論文期刊,李民族,吳曉楠).
這次煙機(jī)設(shè)備維修電工技師鑒定是國(guó)家實(shí)行技師資格鑒定后昆明卷煙廠第一次組織的通用工種類技師鑒定,鑒定工作由云南省第155國(guó)家職業(yè)技能鑒定所負(fù)責(zé)實(shí)施。參加鑒定人員自愿申報(bào),然后由部門推薦經(jīng)昆明卷煙廠技師(高級(jí)技師)資格審查推薦領(lǐng)導(dǎo)小組嚴(yán)格按照申報(bào)條件進(jìn)行審核??忌冉?jīng)過集中培訓(xùn),然后由云南省第155國(guó)家職業(yè)技能鑒定所根據(jù)維修電工技師國(guó)家職業(yè)技能鑒定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)考生分別進(jìn)行基礎(chǔ)理論、模擬電子電路、電路故障排除、變頻調(diào)速、plc編程、教案編寫及授課技能、論文寫作與答辯等項(xiàng)目的考核,全部考核項(xiàng)目都及格者,才能取得煙機(jī)設(shè)備維修電工技師職業(yè)資格證書。
現(xiàn)就維修電工職業(yè)技師資格鑒定的申報(bào)條件、鑒定程序和鑒定內(nèi)容摘抄如下:
鑒定對(duì)象和申報(bào)條件:
從事維修電工職業(yè)的專業(yè)人員,經(jīng)過規(guī)定學(xué)時(shí)技師資格培訓(xùn)合格,并具有下列條件之一者可申報(bào)維修電工技師資格鑒定:
1.取得本職業(yè)三級(jí)(高級(jí))資格證書后在本職業(yè)連續(xù)工作4年以上;
2.高級(jí)技工學(xué)校畢業(yè),并取得本職業(yè)三級(jí)(高級(jí))資格證書后,在本職業(yè)連續(xù)工作2年以上;
3.本專業(yè)大專以上畢業(yè),并取得本職業(yè)三級(jí)(高級(jí))資格證書后,在本職業(yè)連續(xù)工作3年以上;
4.連續(xù)從事本職業(yè)工作15年以上,并取得三級(jí)(高級(jí))資格證書。
知識(shí)考試范圍:
電子技術(shù):晶體管多級(jí)放大電路分析;運(yùn)算放大器組成的典型線路分析及參數(shù)設(shè)定;典型邏輯組合電路,時(shí)序邏輯電路的分析及設(shè)計(jì)方法;綜合性電子電路的分析及設(shè)計(jì)方法。
電力電子技術(shù):電力電子器件、晶閘管整流電路、逆變電路基本概念。
電氣自動(dòng)控制技術(shù):自動(dòng)控制基本原理;雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理和參數(shù)設(shè)定;常用傳感器工作原理及檢測(cè)電路分析;復(fù)雜設(shè)備電氣系統(tǒng)安裝、調(diào)試知識(shí)及電氣檢測(cè)與診斷技術(shù)。
可編程控制器:用plc基本指令、常用功能指令,進(jìn)行程序設(shè)計(jì);用plc控制生產(chǎn)工藝流程的步驟及設(shè)計(jì)方法;將繼電氣線路改造成用plc控制的流程圖、程序表。
新技術(shù):數(shù)控系統(tǒng)的基本概念;微機(jī)應(yīng)用及接口-技術(shù)基本概念;網(wǎng)絡(luò)通訊基本概念;交流變頻調(diào)速系統(tǒng)基本概念;交流電機(jī)矢量控制調(diào)速系統(tǒng)基本概念;專業(yè)發(fā)展方向。
熟悉氣動(dòng)控制、液壓控制的基本原理以及識(shí)圖、分析及排除故障的方法。
檢修工藝編制:能夠制定電氣系統(tǒng)與電氣設(shè)備檢修、大修工藝,了解電氣設(shè)計(jì)基本方法。