dc研究论文

控制工程论文选题参考

控制工程是处理自动控制系统各种工程实现问题的综合性工程技术。下面，我为大家分享控制工程论文选题，希望对大家有所帮助!

1、DC-DC开关变换器建模、仿真与补偿网络设计研究

2、Delta并联机器人的运动规划研究

3、GIS环境下的动态交通最优路径算法研究

4、GPS/SINS组合导航系统应用研究

5、GPS/SINS组合导航系统中误差及精度研究

6、3×20KW光伏并网发电系统的设计

7、3G移动通信系统的无线网络优化

8、Android系统数据 护关键技术研究

9、LED车灯功能控制研究

10、LNG接收站安全系统的设计

11、PLC工控系统设计及其在自来水控制中的应用

12、PLC及变频器控制的多电机驱动带式输送机的研究

13、RS232/PROFIBUS-DP从站接口设计与实现

14、ZigBee技术在智能家居系统中的应用研究

15、北斗卫星导航系统定位解算算法的研究

16、变电站巡检机器人磁导航系统设计与实现

17、变频器用高性能开关电源的设计

18、便携式心电监护仪的采集电路和底层驱动程序开发

19、并联型混合动力汽车再生制动控制策略研究

20、布袋式脉冲除尘器控制系统的设计与实现

21、步进电机快速定位方法研究

22、超临界600MW机组协调控制系统的研究

23、超长航时无人机持久组合导航系统设计

24、城市自来水厂自控系统的设计与实现

25、程序化交易算法模型的研究

26、船用起重机和波浪补偿控制系统设计研究

27、纯电动汽车锂电池组充电均衡技术的研究

28、大型飞机项目风险管理研究

29、单相光伏并网逆变器的研究

30、单相光伏离网逆变器研究

31、倒立摆系统的稳定控制研究

32、低功耗嵌入式实时人脸识别系统

33、地面移动机器人安全路径规划研究

34、地源热泵空调自动控制系统设计

35、电厂烟气脱硫脱硝控制系统的研究与应用

36、电除尘电气控制设计与实施

37、电动汽车动力电池管理系统的开发

38、电梯制造企业中供应链合理库存问题研究

39、电子鼻/舌系统设计及气-味信息融合技术应用

40、电子鼻与电子舌融合技术及其应用

41、动力电池主动均衡策略和SOC估计方法研究

42、动力锂电池组管理系统的研究与设计

43、对舰船设备冲击振动试验的分析

44、多功能智能家居系统的设计与实现

45、多媒体教学设备管理系统设计

46、多通道脑电信号采集系统设计及开发

47、房地产市场的多方博弈分析

48、分布式光纤温度传感系统的研究与设计

49、粉尘浓度测量技术研究

50、风电机组状态监测与故障智能诊断系统研究

51、风力发电机整机性能评估与载荷计算的研究

52、风力发电机组模拟实验平台的设计与实现

53、改进遗传算法和蚁群算法在电力系统问题中的应用研究

54、高动态下GPS矢量接收机跟踪算法与实现研究

55、高精度温箱温度控制系统设计

56、高速PCB电源完整性设计与分析

57、高校贫困生认定方法与资助体系的研究

58、高校实验室综合管理系统研究与设计

59、高校图书馆火灾自动报警与消防联动系统的设计

60、高校远程教育网络课程的设计与实现研究

61、高压高频变压器的研究与设计

62、工业控制系统脆弱性分析与建模研究

63、工业用六轴机械臂的建模与仿真

64、故障电弧的识别及防护方法的研究

65、光伏并网发电系统的MATLAB仿真研究

66、光伏并网逆变器的滤波与控制技术研究

67、光伏发电系统建模及功率控制方法研究

68、光伏发电系统效率提升的研究

69、光纤光栅温度传感器信号解调及其自动标定系统设计

70、锅炉控制及PLC应用

71、海外投资项目的风险评价及控制研究

72、焊接机器人伺服控制系统设计

73、换流变压器阀侧套管的电场分布及绝缘特性研究

74、换热器性能测试系统的设计与开发

75、火电厂输煤电气控制系统研究与设计

76、火灾报警系统的应用与集成

77、基于51单片机的电子汽车衡设计

78、基于AIS的船舶实时监控系统的研究与实现

79、基于Android的移动VoIP高清视频通话系统的设计与实现

80、基于Android的智能家居系统的设计与实现

81、基于ARM的物流包裹分拣机控制系统的设计

82、基于ARM和ZigBee的智能家居无线终端控制系统的设计

83、基于ARM与Zigbee技术的嵌入式智能家居系统设计

84、基于BP神经网络的销售预测研究

85、基于C8051F单片机的'USB数据采集卡设计

86、基于CAN总线的汽车仪表研究

87、基于CCD摄像头的智能小车系统研制

88、基于DCS的造纸自动化控制系统的设计与实现

89、基于DM365的智能视频监控系统研究

90、基于DSP+FPGA的视频图像处理

91、基于DSP大功率全数字开关电源系统研究

92、基于DSP的SVPWM逆变器的研究与实现

93、基于DSP的高频开关电源设计与实现

94、基于DSP的数字化舵机系统设计与实现

95、基于DSP的太阳跟踪控制系统研究

96、基于DSP的无人机飞控系统的设计

97、基于DSP和CPLD的伺服控制器设计

98、基于EtherCAT总线的焊接机器人控制系统研究

99、基于GPRS的电梯远程监控系统的设计

100、基于GPRS的智能充电桩数据管理系统的设计与实现

李 磊 李效广 张良军 郑锦娜 王心华

（天津地质调查中心）

摘 要 本文主要研究了 DC 元数据和成果地质资料编目之间的映射关系，探讨了如何在此基础上基于 XML schema 技术对生成的地质资料核心元数据进行建模，并利用其来构建分布式共享平台体系。

关键词 DC Dublin Core XML schema OAI 地质资料 编目

0 引言

成果地质资料是指各类地质工作或专题研究项目完成时，按相应技术规范的规定和原项目设计要求，以文字、图、表等形式提供的一整套科技文件材料。我国地质资料馆成果地质资料案卷级目录库多采用国土资源部颁布的《地质资料电子目录著录格式规定（试行）》或中国地质调查局发展研究中心制订的规则标准而建，文件级编目采用《原始地质资料清理数据库》系统标准。以这些标准完成的编目，在实现资料检索、传播、共享、服务、利用方面一直起着非常重要作用。然而，此类编目与地学数据库元数据抑或其他文献编目平台无法实现交换。事实上，成果地质资料作为一种地质专业文献，具有文献的共性，与其他文献目录库互为交换是必要的，特别是与地学信息元数据实现共享是必要的。

元数据是关于数据的数据，是关于信息资源的形式、主要内容、存放位置等信息的综合。目前，元数据技术研究已经深入到各个领域，有专业领域的元数据，如关于地理空间数据的数字地理空间元数据、图书馆文献馆藏资源的机读目录。也有适用范围广泛的元数据，如都柏林核心元数据。笔者经过对比各种元数据，认为成果地质资料作为地质信息资源的重要载体，虽然有空间信息，但是其结构和内容并不符合空间数据的标准。成果地质资料作为一类文献资源，虽然可以以机读目录编目，然而机读目录由于其字段复杂，对录入人员专业要求较高，适用类型狭窄，故考虑到与其他类型资源的交换问题，其并不适于作为通用的元数据标准。而都柏林核心元数据（Dublin Core，DC）简单易用，其最初是为描述网络资源，现已发展成可以描述任何信息资源的元数据标准，应用范围广泛，便于组织与数据交换，可以提高检索数据的准确性。

笔者通过研究认为，利用都柏林核心元数据（DC 元数据）编目成果地质资料，可很好地解决异地多源数据共享的问题，会更有利于促进成果地质资料社会化服务。

1 成果地质资料编目与 DC 元数据的映射

成果地质资料编目

成果地质资料是指物理上的一套地质资料，除了其具有档案的基本编目信息外，还有具体的文件级资料内容信息。根据其内容形式的不同，成果地质资料文件由 8 类资源组成：正文、审批、附图、附表、附件、数据库和软件、多媒体和其他。这些资源信息全部以表的形式存储在成果资料目录数据库中[1]。

以原始地质资料清理数据库为例，成果地质资料案卷级编目主要字段包括馆藏机构编号、馆藏机构名称、资料编号、资料名称、资料类别、资料类型、语种、编写报告单位、编著者、形成（提交）时间、工作程度、密级、关键词、关键词（矿产）、地理坐标、行政区划、内容提要、工作时段，共计 18 个字段；文件级编目的所有 8 类资源的共有字段包括：资料编号和资料名称，其中审批需要增加审批机构和审批日期，附图则需要增加比例尺。

DC 元数据字段

都柏林核心元数据产生于 1995 年，经过 10 年不断扩展和完善，形成了 15 个基本核心元素，通过限定词对元素进行细化和修饰的元数据方案，用于描述越来越丰富的网络信息。DC 元素依据其所描述内容的类别和范围，可分为三组[2]：①资源内容描述类元数据项 7 个：分别为 Title、Subject、Description、Language、Source、Relation、Coverage；②知识产权描述类元数据项 4 个：Creator、Publisher、Contributor、Rights；③外部属性描述类。元数据项 4 个：Date、Type、Format、Identifier。具体字段的定义参见表 1。

DC 限定词是对 15 个元素的语义进行限定和修饰的词。它的制订遵循著名的向下兼容原则，即修饰词的语义包含于未修饰词中，在范围上对未修饰词的语义进行限定，在深度上对未修饰词的语义进行延伸[3]。

映射关系

笔者通过对比研究，认为：

（1）案卷级编目字段除了Format（格式）外，其余14个基本元素皆可与DC核心元素建立起对应关系。在覆盖范围（Coverage）元素中，由于地质资料兼具时间特征与空间特征，故采用限定词spatial（空间范围）和 temporal（时间范围）对覆盖范围进行描述；此外，由于成果地质资料部分元素具有行业特殊性，需要增加三个自定义字段作为补充，分别为Districts（行政区划）、DataCategory（资料类别）和WorkingDegree（工作程度）。而Relation（关联）与Contributor（其他责任者）在成果资料目录库中无对应字段，需要单独填写。其中Relation（关联）填写的内容为成果地质资料所含的所有文件级内容的唯一标识码，关系为部分为（HasPart），即所描述的案卷级资源在物理或逻辑上包含被参照文件级资源，Contributor（其他责任者）填写数据库录入人员姓名。

（2）文件级的各类资源中，由于各自属性内容有所差别，最终分为三类资源：第一类资源为正文、附表、附件、数据库和软件、多媒体和其他这六类文件级资源，均与 DC 核心元素建立起 4 个对应关系，其中 Format（格式）和 Relation（关联）这两个元素在库中无对应字段。需要说明的是：这里 Format（格式）填写的是地质资料的媒体类型和资源大小。在这六类资源中，数据库和软件、多媒体资源只有源电子文件[1]，其余均有源电子文件和存档电子文件。Relation（关联）填写的是文件级资料所对应案卷级资料的唯一标识码，关系为部分于（is part of）。第二类资源为审批资源，其在第一类资源的基础上增加了Creator（创建者）和 Date（日期）两个元素来表示审批机构和审批日期。第三类资源为附图资源，其在第一类资源的基础上增加了自定义字段比例尺（Scale）。

通过将 DC 字段的定义和原始地质资料清理数据库中的字段定义进行比对，最终得出了 DC 元数据与该数据库字段的映射关系，案卷级编目对应关系如表 1 所示，文件级编目对应关系如表 2、3、4 所示，由此确定了成果地质资料核心元数据的元素集。在该核心元素集中，如果映射关系成立，则沿用 DC 元数据的元素名称，若未找到对应关系，则采用自定义元素名称。

表 1 DC 元数据与成果地质资料案卷级编目映射关系表

续表

表 2 DC 元数据与成果地质资料文件级正文、附表、附件、数据库和软件、多媒体和其他资源编目的映射关系表

表 3 DC 元数据与成果资料文件级审批资源编目的映射关系表

表 4 DC 元数据与成果资料文件级附图资源编目的映射关系表

2 实现方法

XML（Extensible Makeup Language）是一种结构化与半结构化数据的标志语言，由互联网联合组织（W3C）所开发和创建，其目的不仅在于满足不断增长的网络应用需求，更是为了确保在通过网络进行交互合作时，具有良好的可靠性和互操作性，XML 作为一种独立于系统的表达数据信息的标记语言，更适合于元数据在网络系统中进行数据交换。

XML Schema 是采用 XML 语法描述，提供描述和控制 XML 文档的一种规范。用于定义 XML 文档中使用的元素、属性和数据类型，简单地讲，就是利用一个通用模式，生成具有不同数据但相同结构的XML 数据文档。Schema 与 XML 文档的关系，相当于类和对象之间的关系。有了 XML Schema，XML 文档的写法就有了限制，利用 XML Schema 对成果地质资料核心元数据进行建模生成的 XML 元数据，可以便于资源在网络系统中进行数据管理，从而更好地实现传输。

具体实现过程中可以使用 altova 公司的 XML spy 工具完成成果地质资料核心元数据的建模，生成HTML 或者 Word 形式的 XML schema 文档。基于建模文档，开发人员可以依托相关 xml 技术，比如apache 公司的 XMLBeans[4]，实现查询成果资料目录数据库中的对应数据，通过 Schema 来修饰生成需要的 XML 文档，整个过程皆可以用代码实现，无需多次录入数据。最终将生成的 XML 元数据文档以 XML混合数据库（hybird database）形式存储。经过对比研究，作者认为基于 XML schema 技术可很好地实现成果地质资料核心元数据表达。

3 实例

以下是基于 xml 来描述的一条地质资料案卷级目录元数据：

第八届全国地质档案资料学术研讨会文集

“内蒙古阿拉善地区矿产资源潜力评价综合研究”项目是中国地质调查局 1999 年 10 月下达的地质调查综合研究项目（任务书编号：0499201021；项目编号：；科研项目编号：DK9902033）。在前人工作基础上，该项目以板块构造、边缘成矿和成矿系统理论为指导，紧紧围绕本区矿产资源评价工作的部署，以野外地质调查为基础，从本区实际出发，重点开展了工作区已知矿点和重要物化探异常区的野外地质调查；开展了区域地球化学背景、层控型朱拉扎嘎式金矿、火山岩型铜金矿和与花岗岩有关的金矿床等的研究工作，进一步厘定了各类矿床的成矿地质条件和控矿因素，明确了找矿标志，归纳了区域成矿规律，筛选了物化遥异常，并在此基础上圈定了找矿有利的预测区，编制了阿拉善地区 1∶50万区域成矿预测图，提出了下一步工作部署建议。

第八届全国地质档案资料学术研讨会文集

第八届全国地质档案资料学术研讨会文集

4 成果地质资料数据共享技术探讨

基于网络的成果地质资料数据共享，主要存在两个问题：首先，成果地质资料分布比较分散，服务方式不尽相同；其次，用户是分布的，其背景、教育程度、熟练程度等相差很大。因此必须研究一种合适的分布式数据的共享体系来整合这些分散的数据资源，为互联网用户提供统一的数据共享服务[5]。

作者经过比较国内外常用的分布式共享平台体系，认为 OAI（open archives initiative）数据资源整合模式比较适合成果地质资料数据共享。OAI 对外提供了开放文档元数据采集协议（OAIMH）。它最主要的目标就是通过元数据采集模式来实现网络上发布信息的不同组织之间的互操作，为其提供一个与应用无关的元数据互操作框架。OAIMH 基于 HTTP 协议，返回的数据采用 XML 格式，所有的存储必须为自己的资源产生 Dublin Core 的元数据以供交换，由此来实现各个节点之间的网络互操作。数据生产者无需完全开放自己的本地资源，只需共享元数据，这样既不用改变本地存储数据的软件结构，又能轻松实现联合检索和数据共享。不失为一种经济的互操作模式，故将成果地质资料目录转换为 DC 元数据能在更大范围内与其他科学数据实现共享交换。由于篇幅限制，对共享平台如何实现不做进一步的论述。

5 结论

用 DC 标准来设计成果地质资料核心元数据完全可行，基于 XML schema 技术可以实现建模，最终生成 XML 元数据文档。最终在基于 OAI 协议的数据资源整合模式下构建分布式共享平台，交换生成的地质资料核心元数据，将能更好地实现成果地质资料的共享与服务，进而能最大限度地发挥地质资料信息的潜在价值，服务整个社会。

参 考 文 献

[1] 李效广等 . 机读目录在成果地质资料管理中的应用前瞻 . 中国地质学会第二届学术研讨会论文集，[C]. 2010

[2] 刘芳，朱沙 . 数字图书馆中基于 XML_RDF 的 DC 元数据描述体系 [J]. 大学图书情报学刊，2005

[3] 盛剑锋 . 电子期刊 MARC 与 DC 编目数据比较 . 图书馆论坛 [J]，2008，（2）：104 ～ 107

[4] 杨典华，杨志刚 . 基于 XML 和 DC 元数据标准研究教育资源的元数据及其数据传播 . 现代教育技术 [J]，2006，（16）：57 ～ 67

[5] 诸云强 . 地球系统科学数据共享关键技术研究 M. 北京：科学出版社， 2009：36 ～ 57

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 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。 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/、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。 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。 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、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。 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。 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。 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。 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。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 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