近年来,国内的许多科技工作者越来越重视在国外高水平专业期刊上发表文章。确实,境外许多期刊专业水平起点高,对稿件有严格的审查制度和要求,与国内刊物相比有更多读者。因此,在这些刊物上投稿可以提高自己的学术地位,在更大的范围内宣传自己的学术思想或成果,扩大学术影响。然而,许多论文作者尤其是首次投稿的作者在论文的投稿和写作中由于不太了解国外期刊的操作方法和论文写作中的一些注意事项,稿件常常被退回。笔者根据作者关心的问题收集了一些编辑和高产作者发表的文章,他们的经验和建议十分有助于论文作者。由于每个刊物都有自己的运作方式和要求,所以本文不可能提了一个向所有期刊投稿的“最佳”方法,只是归纳出一些有代表性的问题,期望能对论文投稿作者与写作有所帮助。 1、了解认识专业期刊 高水平的专业期刊一般通过所刊登的论文反映其所涉及专业的最新进展、前沿动态,与科技的最新发展保持同步,即论文代表着其刊物的质量和地位。例如:IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers,美国电气电子工程师学会)是世界上最大的专业学会,每年由该学会举办或合办的会议超过150个;此外,还出版120多种同行评审的期刊。该学会的宗旨之一是,促进电气、电子、计算机科学和工程领域的理论和实践,他们试图让学会的会员和非会员通过举办的会议和出版的刊物了解电气、电子及相关领域最新的技术发展。由这一点可以看了,打算向IEEE的刊物投稿的作者,在论文内容上应起码做到有创新有意义,是前沿的,读者感兴趣的。因此,投稿前十分有必要了解刊物的水平、方针、宗旨。 2、选择投稿的期刊 有经验的作者都知道先选择要投稿的期刊,而后撰写论文,即先研究市场,再研制产品。了解某一刊物的水平及刊登稿件的专业范围可以向同事询问或直接阅读刊物,另外可以检索著名的文摘索引,如EI(Engineering Index,美国工程索引)、SCI(Science Citation Index,美国科学引文索引)等。高水平的刊物在这些文摘索引中都被收录。SCI还根据刊物在一段时间内的被引用率的高低确定了反映刊物水平的“影响因子(Impact Factor),查阅刊物的影响因子,也可得知它在同类刊物中的水平。 3、认真阅读“投稿须知” 选择好投稿的刊物后,要认真阅读“投稿须知”,它是了解某一刊物的最重要的信息,所有的编辑都一再强调这一点;而且,这一步骤一定要在撰写论文之前进行。“投稿须知”一般在刊物的封里、封底或刊物的网址上。需要从中了解的内容主要有:刊物的宗旨、刊物稿件的专业范围、刊物的读者、编辑方针、稿件的接收标准、文稿的格式要求、稿件的长度、稿件的语言、参考文献、注释、插图/图表、正文是否需要隔行打印(给编辑留出修改的地方)……。如果作者的文稿被一个刊物退稿,打算改投另一刊物,也需要根据那个刊物的“投稿须知”“裁剪文稿”后再寄出。 4、了解同行评审期刊对稿件的要求 同行评审是国外高水平期刊对来稿评审普遍采取的方式。具体做法是:作者将文稿寄交编辑部并经初审合格后,为了审查论文的质量送交有关专家审阅,即同行(peers)。专家对该刊物一般十分了解而且有相当高的专业背景和造诣,他们来自不同的工作单位,不一定是编辑部的工作人员,大多都有投稿的经历或本身是高产作者。由于具体刊物的做法不同,专家的姓名可能向论文作者公开或者匿名。同样,作者的姓名也可能向专家公开或匿名,力求公正、公平。同一篇稿件同时送给若干个专家审阅,专家的数量或多或少,一般三四个。他们仔细审阅稿件并将评语反馈给编辑部或作者本人。需要指出的是:专家的意见不一定都正确,如果作者与他们的意见不一致,可以进行解释或辩解,不要轻易顺从或放弃。同行评审的主要目的是对稿件的质量进行控制,确保提交的论文是可读的、可信的和有意义的。这正是为什么一般都认为现刊载文经过同行评审其学术水平高于会议文献等其他文献类型的原因所在。 由于每个刊物的不同,同行评审的内容不一,下面是美国《地球物理工矿企业勘探》(Geophysical Prospecting)和《构造物理》(Tectonophysics)两种期刊评审的内容归纳:文章是否符合标准吗?有广泛的国际意义吗?重要吗?文章内容新颖吗?技术水平达到本刊的标准吗?方法及数学方面的质量如何?文章的题目清楚吗?文章组织适当吗?简明吗?正文中所有的参考文献都列举了吗?所有列举的参考文献在正文中参考了吗?文章的长短合适吗?文稿需要作大的语言修改吗?所有的表格和插图合适吗?有必要吗?摘要的信息性强吗?关键词恰当和全面吗……。最后专家除了对文稿打分外,还要写一个评语,对题目、摘要、前言、采用的研究方法和最终结果、结论、参考文献、语言水平以及插图等逐一评论。编辑部将参考他们的意见决定稿件修改后刊登还是退稿。根据上面的介绍,笔者建议:欲向同行评审期刊投稿的作者,可参照上述评审内容在投稿前与自己的稿件进行自评或请同事评审,以增加稿件录用的可能性。 5、论文写作的注意事项 一位编辑说:编辑总是珍惜自己的版面,而读者珍惜自己的时间。科技论文应该简练、清晰明确,不需要过多的修饰和复杂的句子。 题目 应该简洁明确,紧扣论文主题,能够吸引读者,题目长短一般限一行之内。 摘要 摘要是用一些词描述研究成果。因此,对摘要的要求是简练、清楚和准确。摘要的写作一般采用结构式摘要(Structured abstracts):简要介绍研究课题背景、研究目的、解决问题的方法、论文主题、最终结果、结论和建议。之所以采用这种结构,是因为它能够充分地反映论文内容。注意刊物对摘要字数的要求,一般在150-300字之间。文摘的写作应该先于正文,正文完成后再回过来看看文摘,根据文摘衡量正文,看是否清楚简练,把啰嗦的、不相关的内容去掉。 关键词 有时称为索引词(index terms)或叙词(descriptors)。关键词的用途主要是论文的计算机检索。关键词可以取自于论文题目、摘要或某一学科的规范化词表。应该选择最能代表论文主题的、重要的词。关键词通常位于摘要的下方。 论文正文 正文详细论述研究课题所涉及的理论、使用的设备或仪器、实验的步骤或程序、实验的结果、数据和观察结果,针对实验结果讨论意义所在、重要性、实际应用的可能性或价值。 结论 得出的结论要基于研究结果,结论要与提出的命题相符合(不相符合是常见错误之一)。结论中也可以包括在此基础上能够展开的相关研究和建议。 插图和表格 插图和表格在科技文献中起的作用很大,因为它能够简单而清楚地说明一个复杂的问题。插图的位置要看具体期刊的要求。一般可以放在文中提及的地方,也可以放在论文的末尾。插图要清晰且易读,避免在插图中出现许多文字说明(应该放在图例中)。不要把图形和图例做的太小。 6、其他注意事项和技巧 (1)所使用的符号和格式应该前后一致。 (2)语言一致,注意使用英美语言的一致性。 (3)文章中第一次出现的缩写词要给予解释。 (4)在正文中提倡使用标题、副标题:这样能够突出重点,并能给读者一个清晰的内容提示,使文章更易读。有些编辑建议每隔六个段落加一个标题。 (5)不要将同一篇稿件同时投给若干个期刊,每一个期刊都有自己的风格和格式要求。要根据刊物的要求撰写论文。一稿多投只会增加退稿的可能性。 7、向编辑部投稿的方法 从“投稿须知”上了解投稿的方式,邮递、传真、电子函件以及稿件的份数,邮寄地址。
1、了解认识专业期刊高水平的专业期刊一般通过所刊登的论文反映其所涉及专业的最新进展、前沿动态,与科技的最新发展保持同步,即论文代表着其刊物的质量和地位。例如:IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers,美国电气电子工程师学会)是世界上最大的专业学会,每年由该学会举办或合办的会议超过150个;此外,还出版120多种同行评审的期刊。该学会的宗旨之一是,促进电气、电子、计算机科学和工程领域的理论和实践,他们试图让学会的会员和非会员通过举办的会议和出版的刊物了解电气、电子及相关领域最新的技术发展。由这一点可以看了,打算向IEEE的刊物投稿的作者,在论文内容上应起码做到有创新有意义,是前沿的,读者感兴趣的。因此,投稿前十分有必要了解刊物的水平、方针、宗旨。2、选择投稿的期刊有经验的作者都知道先选择要投稿的期刊,而后撰写论文,即先研究市场,再研制产品。了解某一刊物的水平及刊登稿件的专业范围可以向同事询问或直接阅读刊物,另外可以检索著名的文摘索引,如EI(Engineering Index,美国工程索引)、SCI(Science Citation Index,美国科学引文索引)等。高水平的刊物在这些文摘索引中都被收录。SCI还根据刊物在一段时间内的被引用率的高低确定了反映刊物水平的“影响因子(Impact Factor),查阅刊物的影响因子,也可得知它在同类刊物中的水平。3、认真阅读“投稿须知”选择好投稿的刊物后,要认真阅读“投稿须知”,它是了解某一刊物的最重要的信息,所有的编辑都一再强调这一点;而且,这一步骤一定要在撰写论文之前进行。“投稿须知”一般在刊物的封里、封底或刊物的网址上。需要从中了解的内容主要有:刊物的宗旨、刊物稿件的专业范围、刊物的读者、编辑方针、稿件的接收标准、文稿的格式要求、稿件的长度、稿件的语言、参考文献、注释、插图/图表、正文是否需要隔行打印(给编辑留出修改的地方)……。如果作者的文稿被一个刊物退稿,打算改投另一刊物,也需要根据那个刊物的“投稿须知”“裁剪文稿”后再寄出。4、了解同行评审期刊对稿件的要求同行评审是国外高水平期刊对来稿评审普遍采取的方式。具体做法是:作者将文稿寄交编辑部并经初审合格后,为了审查论文的质量送交有关专家审阅,即同行(peers)。专家对该刊物一般十分了解而且有相当高的专业背景和造诣,他们来自不同的工作单位,不一定是编辑部的工作人员,大多都有投稿的经历或本身是高产作者。由于具体刊物的做法不同,专家的姓名可能向论文作者公开或者匿名。同样,作者的姓名也可能向专家公开或匿名,力求公正、公平。同一篇稿件同时送给若干个专家审阅,专家的数量或多或少,一般三四个。他们仔细审阅稿件并将评语反馈给编辑部或作者本人。需要指出的是:专家的意见不一定都正确,如果作者与他们的意见不一致,可以进行解释或辩解,不要轻易顺从或放弃。同行评审的主要目的是对稿件的质量进行控制,确保提交的论文是可读的、可信的和有意义的。这正是为什么一般都认为现刊载文经过同行评审其学术水平高于会议文献等其他文献类型的原因所在。由于每个刊物的不同,同行评审的内容不一,下面是美国《地球物理工矿企业勘探》(Geophysical Prospecting)和《构造物理》(Tectonophysics)两种期刊评审的内容归纳:文章是否符合标准吗?有广泛的国际意义吗?重要吗?文章内容新颖吗?技术水平达到本刊的标准吗?方法及数学方面的质量如何?文章的题目清楚吗?文章组织适当吗?简明吗?正文中所有的参考文献都列举了吗?所有列举的参考文献在正文中参考了吗?文章的长短合适吗?文稿需要作大的语言修改吗?所有的表格和插图合适吗?有必要吗?摘要的信息性强吗?关键词恰当和全面吗……。最后专家除了对文稿打分外,还要写一个评语,对题目、摘要、前言、采用的研究方法和最终结果、结论、参考文献、语言水平以及插图等逐一评论。编辑部将参考他们的意见决定稿件修改后刊登还是退稿。根据上面的介绍,笔者建议:欲向同行评审期刊投稿的作者,可参照上述评审内容在投稿前与自己的稿件进行自评或请同事评审,以增加稿件录用的可能性。5、论文写作的注意事项一位编辑说:编辑总是珍惜自己的版面,而读者珍惜自己的时间。科技论文应该简练、清晰明确,不需要过多的修饰和复杂的句子。题目 应该简洁明确,紧扣论文主题,能够吸引读者,题目长短一般限一行之内。摘要 摘要是用一些词描述研究成果。因此,对摘要的要求是简练、清楚和准确。摘要的写作一般采用结构式摘要(Structured abstracts):简要介绍研究课题背景、研究目的、解决问题的方法、论文主题、最终结果、结论和建议。之所以采用这种结构,是因为它能够充分地反映论文内容。注意刊物对摘要字数的要求,一般在150-300字之间。文摘的写作应该先于正文,正文完成后再回过来看看文摘,根据文摘衡量正文,看是否清楚简练,把啰嗦的、不相关的内容去掉。关键词 有时称为索引词(index terms)或叙词(descriptors)。关键词的用途主要是论文的计算机检索。关键词可以取自于论文题目、摘要或某一学科的规范化词表。应该选择最能代表论文主题的、重要的词。关键词通常位于摘要的下方。论文正文 正文详细论述研究课题所涉及的理论、使用的设备或仪器、实验的步骤或程序、实验的结果、数据和观察结果,针对实验结果讨论意义所在、重要性、实际应用的可能性或价值。结论 得出的结论要基于研究结果,结论要与提出的命题相符合(不相符合是常见错误之一)。结论中也可以包括在此基础上能够展开的相关研究和建议。插图和表格 插图和表格在科技文献中起的作用很大,因为它能够简单而清楚地说明一个复杂的问题。插图的位置要看具体期刊的要求。一般可以放在文中提及的地方,也可以放在论文的末尾。插图要清晰且易读,避免在插图中出现许多文字说明(应该放在图例中)。不要把图形和图例做的太小。6、其他注意事项和技巧(1)所使用的符号和格式应该前后一致。(2)语言一致,注意使用英美语言的一致性。(3)文章中第一次出现的缩写词要给予解释。(4)在正文中提倡使用标题、副标题:这样能够突出重点,并能给读者一个清晰的内容提示,使文章更易读。有些编辑建议每隔六个段落加一个标题。(5)不要将同一篇稿件同时投给若干个期刊,每一个期刊都有自己的风格和格式要求。要根据刊物的要求撰写论文。一稿多投只会增加退稿的可能性。7、向编辑部投稿的方法从“投稿须知”上了解投稿的方式,邮递、传真、电子函件以及稿件的份数,邮寄地址。
1、证书可以有但是用处不大,公司也不会很看重,也许证书去机关单位会更有用些。如果真正要从事设计工作,扎实的模拟电路、数字电路知识和实践经验才会带来职业成长和财富。2、电子工程师指从事各类电子设备和信息系统研究、教学、产品设计、科技开发、生产和管理等工作的高级工程技术人才。一般分为硬件工程师和软件工程师。硬件工程师主要负责电路分析、设计;并以电脑软件为工具进行PCB设计,待工厂PCB制作完毕并且焊接好电子元件之后进行测试、调试。软件工程师主要负责单片机、DSP、ARM、FPGA等嵌入式程序的编写及调试。FPGA程序有时属硬件工程师工作范畴。
确定你想要投稿的期刊。然后找到期刊主页,一般都有在线投稿的入口:登陆投稿系统投稿;也有的期刊要求直接将稿件发送到编辑的邮箱,像壹品优那样。
以一个7年工作经验的电子工程师身份提醒你,证书可以有但是用处不大,公司也不会很看重,也许证书去机关单位会更有用些。如果真正要从事设计工作,扎实的模拟电路、数字电路知识和实践经验才会给你带来职业成长和财富。
电力电子技术的发展与展望研究作者:王娟武 班级:机设0918 专业:机电设备维修与管理 学号:0918316 学院:安徽水电学院 日期:2010年12月当今世界能源消耗增长十分迅速。目前,在所有能源中电力能源约占40%,而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。预计十年后,电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换,电力电子技术在21世纪将起到更大作用。电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分,是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。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。�现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具 体应用。当前,电力电子作为节能、节才、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。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。一..电力电子技术的发展历史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一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,交流电机变频调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。2. 现代电力电子的应用领域2.1 计算机高效率绿色电源高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品,绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的外围设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。2.2 通信用高频开关电源通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。2.3 直流-直流(DC/DC)变换器DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源), 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。2.4 不间断电源(UPS)不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。2.5 变频器电源变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器, 将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成高潮。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。2.6 高频逆变式整流焊机电源高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合, 整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。2.7 大功率开关型高压直流电源大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。 国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。2.8 电力有源滤波器传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。二..现代电力电子技术在电力系统中的应用1. 发电环节电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备 ,电力电子备的应用以改善这些设备的运行特性为主要目的。(l)大型发电机的静止励磁控制静止励磁采用晶闸管整流自并励方式具有结构简单 、可靠性高及造价低等优点,被世界各大电力系统广泛采用。由于省去了励磁机这个中间惯性环节,因而具有其特有的快速性调节,给先进的控制规律提供了充分发挥作用并产生良好控制效果的有利条件。(2)水力、风力发 电机的变速恒频励磁水力发电的有效功率取决干水头压力和流量,当水头的变化幅度较大时 (尤其是抽水蓄能机组) ,机组的最佳转速便随之发生变化。风力发电的有效功率与风速的三次方成正比,风车捕捉最大风能的转速随风速而变化。为了获得最大有效功率,可使机组变速运行,通过调整转子励磁电流的频率,使其与转子转速叠加后保持定子频率即输出频率恒定。此项应用的技术核心是变频电源。(3)发电厂风机水泵的变频调速发电厂的厂用电率平均为 8%,风机水泵耗电量约占火电设备总耗电量的6 5%且运行效率低。使用低压或高压变频器,实施风机水泵的变频调速,可以达到节能的目的。低压变频器技术已非常成熟,国内外有众多的生产厂家,并不完整的系列产品,但具备高压大容量变频器设计和生产能力的企业不多,国内有不少院校和企业正抓紧联合开发。2. 输电环节电力电子器件应用于高压输电系统被称为“硅片引起的第二次革命”,大幅度改 善了电力网的稳定运行特性。(1)直流输电 ( HVDC)和轻型直流输电( HVDC L i g ht )技术 直流输电具有输电容量大、稳定性好、控制调节灵活等优点,对于远距离输电、海底电缆输电及不同频率系统的联网,高压直流输电拥有独特的优势。l 9 7 0年世界上第一项晶闸管换流器,标志着电力电子技术正式应用于直流输电。从此以后世界上新建的直流输电工程均采用晶闸管换流阀。(2)柔性交流输电 ( FACTS)技术 FA CTs技术的概念问世20世纪8 0 年代后期,是一项基于电力电子技术与现代控制技术对交流输电系统的阻抗、电压 及相位实施灵活快速调节的输电技术,可实现对交流输电功率潮流的灵活控制,大幅度提高电力系统的稳定水平。20世纪9 0年代以来,国外在研究开发的基础上开始将FA CTS技术用于实际电力系统工程。其输出无功的大小,设备结构简单,控制方便,成本较低,所以较早得到应用。3. 配电环节配电系统迫切需要解决的问题是如何加强供电可靠性和提高电能质量。电能质量控制既要满足对电压、频率 、谐波和不对称度的要求,还要抑制各种瞬态的波动和干扰。电力电子技术和现代控制技术在配电系统中的应用,即用户电力 ( Cu s t o m Po we r ) 技术或DFACTS技术,是在F ACTS各项成熟技术的基础上发展起来的电能质量控制新技术。可以DFACTS设备理解为F AC TS 设备的缩小版,其原理、结构均相同,功能也相似。由于潜在需求巨大,市场介入相对容易,开发投入和生产成本相对较低,随着 电力电子器件价格的不断降低,可以预期D F A C TS设备产品将进入快速发展期。三.电力电子技术的发展展望1. 新型电力电子器件在用新型半导体材料制成的功率器件中,最有希望的是碳化硅(SiC)功率器件。它的性能指标比砷化镓器件还要高一个数量级。碳化硅与其它半导体材料相比,具有下列优异的物理特点:高的禁带宽度,高的饱和电子漂移速度,高的击穿强度,低的介电常数,以及高的热导率。上述这些优异的物理特性,决定了碳化硅在高温、高频率、高功率的应用场合下是极为理想的半导体材料。在同样的耐压和电流水平下,SiC器件的漂移区电阻仅为硅器件的1/200,即使高耐压的SiC场效应管的导通压降,也比单极型、双极型硅器件的低得多。而且,SiC器件的开关时间可达10ns量级,并具有十分优越的FBSOA。SiC可以用来制造射频和微波功率器件、各种高频整流器、MESFETs、MOSFETs和JFETs等。SiC高频功率器件已在Motorola开发成功,并应用于微波和射频装置。GE公司正在开发SiC功率器件和高温器件(包括用于喷气式引擎的传感器)。西屋公司已经制造出了在26GHz频率下工作的甚高频的MESFET。ABB公司正在研制高功率、高电压的SiC整流器和其它SiC低频功率器件,用于工业和电力系统。理论分析表明,SiC功率器件非常接近于理想的功率器件。可以预见,各种SiC器件的研究与开发,必将成为功率器件研究领域的主要潮流之一。可是,SiC材料和功率器件的机理、理论、制造工艺均有大量问题需要解决,它们要真正给电力电子技术领域带来又一次革命,估计还需要至少10年左右的时间。2. 新能源电力电子技术在新能源发电技术和电能质量控制技术及节能技术方面有很广阔的发展间。其中风力发电和太阳能发电最受关注,而电力电子技术正是风力发电和太阳能发电的核心技术之一,这给电力电子工程师提供了千载难逢的发展机遇 ,广大 电力电子工程师务可以住这一机遇乘势而上,促进电力电子技术的发展。同时,由于一方面电力电子装置和电弧炉等装置的的大量应用,使得电能质量日益下降,另一方面用 户对电能质量的要求越来越高人们对以有源电力滤波器为代表的电能质量控制装置日益重视,研究开发越来越多。此外,由于电力系统电动机(约占发电量的6 0 % 以上 ) 和照明电源( 约占发电量的 1 0~1 5 %的大量采用,电力电子装置对无功功率和电力谐波都可有很好的补偿作用,因此,电力电子技术被称为节能的技术。目前,由于化石能源日渐枯竭,因此 ,电力电子技术在节能方面受到很大程度的重视,并且发展十分迅速。3. 电动车辆中国人多地大石油少,现在中国每年已进口许多石油。在21世纪前半叶,地球上的石油天然气资源日益减少,以至早晚会用尽。特别在中国国情下,城市交通以发展电动车辆为主是必然的趋势。大城市间的磁悬浮列车、城市内的电动高架列车和地铁列车、个人用电动自行车和电动汽车将构成未来的交通网络的主角。其中,大有电力电子产品的用武之地。磁悬浮列车的磁悬浮电源和直线电动机的变频调速;城市高架列车和地铁列车中异步电动机的变频调速;电动自行车和电动汽车中永磁无刷电机的外转子调速,在今后十年里会有很大的发展。这里,电动自行车和电动汽车的普及必须解决无刷电机及其控制器、环保电池、快速充电器和充电站网络服务等几方面的问题。现在看来,在中国推广电动自行车替代摩托车作为代步工具技术上正在趋于成熟。这里必须采用镍-氢电池组和锂离子电池组,消除常规铅-酸电池对环境的污染。这种价格尚偏贵的电池组可以采用向电动自行车用户出租使用的方式,实行由间距合理的电池充电站统一充电和用户自行充电相结合的办法。铅-酸电池与锂离子电池(如36V,10AH)相比,前者重12 kg,后者仅2.4 kg。电动汽车的发展又是电力电子未来的潜在大市场。首先是高能量密度的清洁电池的突破。比较有希望的是燃料电池,它的起动和稳定运行都要用电力电子产品与之配套。其牵引系统方案中令人最感兴趣、并已有工业应用前景的,要属安装在四个车轮中的外转子盘式永磁无刷直流电动机驱动了。这种电机结构的优化设计、高性能控制调速传动,以及四台电机转动的协调运转,将为电动汽车的舒适运行,零半径转弯提供技术保证。今后十年将是电动汽车实用化发展的关键时期,电力电子产业可以也应该为此做出相应的研究开发工作,积极迎接这个庞大市场的到来。结束语:电力电子技术已迅速发展成为一门独立的技术、学科领域。它的应用领域几乎涉及到国民经济的各个工业部门。毫无疑问,它将成为新世纪的关键支撑技术之一。电力电子技术拥有许多微电子技术所具有的特征,比如发展迅速、渗透力强、生命力旺盛,并且能与其它学科相互融合和相互发展。参 考 文 献(1)林渭勋. 浅谈半导体高频电力电子技术.电力电子技术选编,浙江大学,1992(384-390)(2)付宇明 张辉. 电力电子技术在电力系统中的应用.信息技术,2000(162)(3)王兆安. 我国电力电子技术的新进展..逆变器世界,2008(32)(4) 陈虹. 电气学科导论. 北京:机械工业出版社,2005
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