电力电子技术结课论文

一、培养目标、基本学制、培养方式与应修学分 培养目标： 掌握电气工程学科领域内坚实的理论基础、系统的专业知识及必要的技术技能，了解本学科的学科前沿、发展动态及生产实际问题，掌握一门外语，有较强的计算机运用能力，具有本学科领域内从事科研、教学及专业技术工作的能力。具有实事求是和严谨的科学作风，具备分析问题、解决问题及自主创新能力。 基本学制：5年。研究生可以根据自身的具体情况适当延长或缩短在校学习时间，在校学习时间为2至4年。 培养方式： 推行导师负责制，导师有责任全面关心学生成长，既教书又育人。导师根据培养方案的要求，给每位学生制订个性化的培养计划，指导学生进行全面系统的科学研究训练，充分挖掘学生的各种潜能。 采取理论学习与科学研究或工程实践相结合的方法，要使学生既牢固掌握基础理论和专业知识，又要掌握科学研究和工程实践的方法和技能。 实行学分制，充分发挥学生学习的主观能动性。 应修学分：总学分不少于 73 学分，其中课程学习不少于 32 学分（必修课不少于18学分），必修环节8 学分 ，学位论文 33学分。 二、学科(专业)主要研究方向 序号 研究方向名称 主要研究内容、特色与意义 指导教师 1 电力传动及其控制系统 从事电力传动运动及其控制规律，以及电力电子传动及其控制装置的研究。弱电与强电相结合，主电路与控制电路相结合，研究各类电力和电气工业中广泛应用的电力电子、电力传动及其控制技术和设备。 戴文进 2 电力电子技术及应用 电力电子技术作为一门新兴技术，已被广泛地应用于高品质交、直流电源，电力系统、变频调速、新能源发生及各种工业与民用电器等领域，成为现代高科技领域的支撑技术。主要研究电力电子技术在工业应用中的一些关键技术，如：高频变流技术、微机和数字化控制技术等。 黄玉水 项安 3 电力电子系统与控制技术 电力电子系统组装、集成理论和仿真，有限元分析和集总参数方法集成，电力电子系统故障分析和可靠性评估，电力电子系统信息与网络化。智能控制在电力电子及电力传动中的应用，运动、伺服控制、电力电子集成系统控制。 江智军 4 电力系统分析与经济运行 主要研究电力系统的各种潮流算法及经济运行方式。电力系统分析及经济运行是电力系统运行特性研究中极为重要的一环，其各种算法的改进和实现对电力系统的安全可靠运行及提高电力系统运行的经济性都有举足轻重的影响。 陈恳 5 电力系统规划与可靠性 主要研究电力系统的网络结构及系统网络的可靠性分析。不但具有较高的学术价值而且也有较好的实用性。电力系统规划与可靠性分析是电力系统网络研究的重要环节，其各种网络优化方法及可靠性分析对系统的网络发展具有重要的影响。 王淳 杨胡萍 6 电力系统自动检测与控制 主要研究电力系统的自动检测与控制技术。电力系统的自动检测与控制技术是电力系统安全运行的关键，对电力系统的自动检测与控制技术的研究，具有极为重要的实际工程意义和理论研究意义。 徐敏 张忠会 7 电机电磁场与CAD 本研究方向是研究适用于分析电机物理场的各种计算方法及其在工程技术中的应用。研究特色在于紧紧围绕电机物理场分析与计算这一研究主题，充分利用计算机的数值分析的能力，针对电机物理场的耦合性、媒质的复杂性展开研究，重视该研究成果应用于工程实践并向其他领域拓展。力争在理论和方法方面取得理论与应用上的突破。 季国瑜 徐龙权 8 电机电子系统的分析与控制 该方向包括理论分析和系统控制两个方面。从理论上说，其涉及到电力电子电路的拓朴处理、非线性系统的分析和计算方法、电力电子电路的谐波分析及其对电机电器的影响、电机电子系统的稳定性理论和分析方法，这是电机电子系统应用中基础，具有较高的学术价值。从控制方面来说，其涉及到各种最新技术，它对改造国民经济中的传统产业、建立现代化的产业均具有十分重要的作用。 黄劭刚 9 电气测控与智能电器 研究方向主要研究以MCU和DSP为核心的数字化仪表和智能电器以及以PLC、现场总线为基础的电气控制系统。智能化是当前和今后电器技术发展的热点、重点，是21世纪经济技术的制高点。它是将计算机控制技术、检测技术、数字处理技术和通信网络技术结合在一起的新型仪表和电器，具有广阔的应用前景和研究开发价值。 汪庆年 三、课程设置 类别 课程 编号 课 程 名 称 学 时 学 分 开课 学期 任课 教师 考核 方式 备 注 必修 课 公 共 基 础 课 0020005 英 语 144 6 1、2 考试 0020001 科学社会主义理论 30 1 1 考试 0020003 自然辩证法 42 2 2 考试 0029008 矩阵分析 54 3 1 数学系 考试 专 业 核 心 课 6121001 高等电路分析 54 3 1 汪庆年 考试 6121002 现代电力电子技术 54 3 1 项 安 考试 6121003 交流电机及其系统分析 54 3 1 黄劭刚 考试 6121004 电力系统运行与控制 54 3 1 张忠会 考试 选修 课 专 业 方 向 课 6122005 现代电气工程导论 36 2 2 戴文进 考查 6122006 数字信号处理★ 36 2 2 武和雷 考查 双语教学 6122007 现代控制理论 36 2 2 王时胜 考查 6122008 现代交流调速 36 2 2 戴文进 考查 6122009 特种电机传动系统 36 2 2 戴文进 考查 6122010 电力电子新器件及其应用技术★ 36 2 2 黄玉水 考查 双语教学 6122011 电力电子装置仿真 36 2 2 项 安 考查 6122012 嵌入式技术 36 2 2 江智军 考查 6122013 以太网与现场总线技术 36 2 2 江智军 考查 6122014 能量管理系统 36 2 2 王 淳 考查 6122015 电力市场理论与开发 36 2 2 张忠会 考查 6122016 电力系统计算 36 2 2 王 淳 考查 6122017 电力系统高次谐波★ 36 2 2 刘爱国 考查 双语教学 6122018 电力系统综合自动化 36 2 2 杨胡萍 考查 6122019 电力系统数字仿真★ 36 2 2 刘爱国 考查 双语教学 6122020 DSP原理及应用 36 2 2 徐龙权 考查 6122021 现代测试技术 36 2 2 徐龙权 考查 6122022 电机电子系统的计算机仿真 36 2 2 黄劭刚 考查 6122023 电机电子系统及其控制 36 2 2 黄劭刚 考查 6122024 电机电磁场理论 36 2 2 季国瑜 考查 6122025 电机电磁场的数值分析 36 2 2 季国瑜 考查 素 质 教 育 课 获得的奖励学分可计为本类课相应学分 公共选修课：二外、数学、计算机、体育、管理、经济、法律类 至少选修一门 跨学科的专业课程 至少选修一门 必修 环节 文献综述、开题报告 3 学术活动 2 社会实践 60 2 外语学术论文 1 四、必修环节 开题报告（3学分）： 开题报告由文献综述和研究计划两部分组成。文献综述应在阅读50篇以上国内外与论文课题相关的重要文献后，在对前人工作进行总结与归纳的基础上完成。研究计划拟就选题意义、研究内容、预期目标、研究方法、实施方案、时间安排等作出论证。开题报告须在审核小组会上宣读并进行答辩，通过后方可进入论文阶段，并给予相应学分。 学术活动（2学分）： 学生在校期间，至少参加国内外、省内外学术会议或讲座等学术活动十次，其中至少做一次报告。活动结束后撰写不少于400字的小结，并作相关登记，经导师考查合格后给予相应学分。硕士生在所要求的论文发表数量之外，在公开学术刊物多发表1篇学术论文，可折抵参加学术活动1次。但最多只能用学术论文折抵学术活动2次。 实践环节（2学分）： 学生在校期间：必须参加并完成60学时工作量的教学实践；到与所学专业相关的研究生培养基地或企事业、科研单位进行1-2个月的实习。实习内容为参加企事业、科研单位的生产、设计、科研和管理等活动。实践考核以实习单位出具的证明为准。经考核合格，给予相应学分。 外语学术论文（1学分）： 学位论文答辩前提交一篇与其相关的外文学术论文，经导师签字认可后给予相应学分。 五、学位论文 发表论文要求： 学生在校期间，必在省级以上公开学术刊物，或省级以上学术会议正式出版的会议论文集上至少发表论文一篇。发表时，第一署名单位必须是南昌大学，作者排名可以是研究生为第一作者，导师为第二作者，也可以是导师为第一作者，研究生为第二作者。申请一项发明专利得到申请号（研究生为第1发明人或导师为第1发明人，研究生为第2发明人）视同在核心刊物上发表1篇学术论文。如论文尚未正式刊出，须有正式录用通知。发表学术论文的第一署名单位必须是南昌大学。 学位论文形式： 学位论文必须是学术性论文，其由中英文摘要、目录、论文主体（包括文献综述、实验部分、结果与讨论、结论、参考文献等）、已发表论文目录、致谢等部分组成。 科研能力与学位论文基本要求： （1）选题应努力体现本专业的学科前沿和社会发展与国民经济建设的需求，理论与实际相结合，具有一定的科学意义、学术价值、应用价值和创新性； （2）学位论文应是在导师指导下由研究生独立完成的研究成果； （3）论文的结论和所引用的资料应详实准确； （4）论文应有独立见解，能提出新问题，或对已提出的问题作出新的分析和论证；凡是通俗性、泛论性或单纯叙述他人成果的文章或翻译材料，不能作为硕士学位论文； （5） 至少正文的篇幅在1万至3万左右，符合学位论文的规范，其基本的理论和应用成果达到可以在专业学术刊物发表的水平。

现代电力电子技术浅探电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气工程三大主要领域--电力、电子和控制之间的交叉学科，在电力、工业、交通、航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。一、电力电子技术的发展现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。1、整流器时代大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。2、逆变器时代七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。3、变频器时代进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。二、电力电子技术的应用1、一般工业工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的调速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千kW的各种轧钢机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交直流调速技术。一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。还有些不调速的电机为了避免起动时的电流冲击而采用了软起动装置，这种软起动装置也是电力电子装置。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电镀装置也需要整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频、中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。2、交通运输电气化铁道中广泛采用电力电子技术。电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术。除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电力电子技术。电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置。一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制。飞机、船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术。如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术。以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频调速已成为主流。3、电力系统电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变流装置。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。无功补偿和谐波抑制对电力系统有重要的意义。晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)都是重要的无功补偿装置。近年来出现的静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)等新型电力电子装置具有更为优越的无功功率和谐波补偿的性能。在配电网系统，电力电子装置还可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等，以进行电能质量控制，改善供电质量。在变电所中，给操作系统提供可靠的交直流操作电源，给蓄电池充电等都需要电力电子装置。4、电子装置用电源各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。5、家用电器照明在家用电器中占有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，它正在逐步取代传统的白炽灯和日光灯。变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。6、其他不间断电源(UPS)在现代社会中的作用越来越重要，用量也越来越大，在电力电子产品中已占有相当大的份额。航天飞行器中的各种电子仪器需要电源，载人航天器中为了人的生存和工作，也离不开各种电源，这些都必需采用电力电子技术。传统的发电方式是火力发电、水力发电以及后来兴起的核能发电。能源危机后，各种新能源、可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。其中太阳能发电、风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术。为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。超导储能是未来的一种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术。核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。科学实验或某些特殊场合，常常需要一些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。以前电力电子技术的应用偏重于中、大功率。现在，在1kW以下，甚至几十W以下的功率范围内，电力电子技术的应用也越来越广，其地位也越来越重要。这已成为一个重要的发展趋势，值得引起人们的注意。总之，电力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，到处都能感受到电力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。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。特别在大型风机、水泵采用变频调速方面，在使用量十分庞大的照明电源等方面，电力电子技术的节能效果十分显著，因此它也被称为是节能技术。