時間：2023-04-25 15:36:59
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模擬、數(shù)字電子技術(shù)實訓是一門獨立設置的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。為了強化實踐動手環(huán)節(jié)、培養(yǎng)獨立創(chuàng)新能力、提高實驗課效果，首先在教學內(nèi)容上開展多方位的教學環(huán)節(jié)，主要有注重工具和儀器儀表的使用，進行啟發(fā)式教學，開放教學，工廠實踐教學，電化教學，最后通過面試來考查每個學生理論和動手的實際水平。
首先了解儀器工作原理，其次掌握測量方法。例如示波器在電子實踐中是常規(guī)的測試儀器，作為電子專業(yè)的學生，可以將示波器的原理和使用專門列為兩個獨立的實踐課題，而且特別規(guī)定示波器的使用是“動手題”重點之一，要求學生在實驗中進行多次重復的操作，最終達到像使用萬用表一樣的熟練程度。要求學生不但會“定性”觀察波形，而且能“定量”測量信號的幅度、頻率、周期等。在單管放大實踐中，當輸入為正弦波時，利用示波器不但可以看到放大后波形以及和輸入信號進行相位比較，而且還可以通過對輸入信號的增大或減小，對負反饋的增加或減少，對上偏置電位器調(diào)整等多種內(nèi)容來實現(xiàn)晶體管三種狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換來觀察波形的變化情況，這樣學生不僅看到放大后的正弦波形，也觀察到飽和失真、截止失真及雙向失真的形波。從而更深刻理解在模擬電路中，條件的變化決定著晶體管狀態(tài)的變化，這樣全方位的訓練，不但能把理論課中難以理解的復雜思維變得生動有趣、明白易學，也通過學生對示波器的反復操作加強了應用動手的訓練，對于穩(wěn)壓電源、信號發(fā)生器、頻率計、交流毫伏表等儀器，也在各個實踐教學中熟練掌握及合理應用。
2.掌握電子元器件的基礎(chǔ)知識
電子元件知識是電子產(chǎn)品應用的基礎(chǔ)，以前有的學生就業(yè)時甚至還不能識別有關(guān)元件，不會進行基本的檢測。因此首先必須加強大學生電子元件基礎(chǔ)知識的傳授，讓學生了解電子元件的封裝形式、種類、材料、標稱值，尤其是使學生掌握電子元件測量方法及其使用注意事項，如何進行選擇。
過去學生對各種電路的分析研究大多只注重理論上的設計和分析，與實際嚴重脫節(jié)。學生拿了設計圖稿，進行實物安裝調(diào)試時，由于沒有元器件特性參數(shù)的概念，無法做到根據(jù)實際要求對元器件進行對比和選擇，調(diào)試成功率往往較低，甚至做不出來，在產(chǎn)品設計調(diào)試過程中，無法辨別是設計問題還是元器件質(zhì)量問題，使問題復雜化。甚至將本來是由于元器件的質(zhì)量引起的問題，卻往往錯誤地認為是設計問題，因此而把產(chǎn)品設計引入誤區(qū)。在實際組裝生產(chǎn)時，尤其要注意各種電子元器件的質(zhì)量問題，因為它將會引起整機質(zhì)量嚴重下降。
目前有些大學的專業(yè)測試實驗課開得較少，導致學生對元器件參數(shù)的技術(shù)指標、測試條件、特性好壞、靈活運用等知之甚少，因此必須加強對學生元器件測試實驗的教學。只有我們在實踐教學中都重視了基礎(chǔ)元器件的練習，才能使學生不再只停留在對電子元器件的外觀識別上，而是能熟練地用儀器設備對其進行各種性能的檢測，深刻掌握元器件的綜合知識。
3.加強電子技能訓練
在訓練中熟悉各種元器件，掌握插裝、焊接、導線加工、元器件引腳成型等各項基本技能，看懂各類電子產(chǎn)品電路原理圖和印刷電路圖，掌握各類電路不同的調(diào)試方法。在對各個電路的安裝、調(diào)試過程中，不光要鍛煉電子技能工藝水平，而且應注意對電路進行深入地分析，理解各類典型產(chǎn)品電路的工作原理，了解各元器件參數(shù)變化或線路局部改變等諸多方面因素對電路工作狀態(tài)造成的影響等，并且利用技能訓練中焊接、調(diào)試的機會，反復思索、檢測、調(diào)試，讓學生將專業(yè)課程中學到的理論知識及時消化吸收成為能夠靈活運用的實踐知識，并初步具備設計簡單電路的能力。電路技能訓練還有利于培養(yǎng)學生直觀檢測與排除故障的能力，這對應用電子技術(shù)專業(yè)的學生具有更加重要的意義。
許多電子產(chǎn)品的故障都是由于各種因素引起元器件損壞而造成的，可以憑借經(jīng)驗直觀判斷出故障元器件，從而分析出故障原因，省去許多繁瑣的檢測調(diào)試過程。因為許多常用元器件，由于電路的原因，損壞時都伴隨有顏色、聲音或者氣味上的異常情況，而這些實際經(jīng)驗對在校學生而言尤為缺乏。電子技能訓練可以較好地加強學生對這方面內(nèi)容的學習。在插裝、焊接和調(diào)試某個電路時，在實驗教師指導下，學生可以對電路的運行做人為的“破壞”，使電路出現(xiàn)故障而造成元器件損壞，通過觀察各種元器件的損壞現(xiàn)象，積累實際經(jīng)驗，并從本質(zhì)上了解到造成各元器件損壞的原因。電子技能訓練一方面能提高學生專業(yè)技能工藝水平，另一方面有助于實際能力的鍛煉和培養(yǎng)，是實踐教學中比較重要的一個環(huán)節(jié)。
4.逐漸加大綜合性實驗、研究性實驗的比例，提高創(chuàng)新能力
一個產(chǎn)品的最終完成，光靠理論上的分析和研究是遠遠不夠的，它必須是理論與實踐的有機統(tǒng)一，要求學生有較強的動手能力，能熟練地掌握和使用各種相關(guān)的儀器，對元器件進行全面的測試，掌握各種元器件的技術(shù)參數(shù)，計算出各種元器件在電路應用上的數(shù)值，最終才能完成自己設計的電路圖稿。通過認真地設計、制作、安裝、調(diào)試，不但可以讓學生全面了解和掌握整個課程設計的全過程及產(chǎn)品制作過程的具體環(huán)節(jié)，真正使學生從原有的感性認識逐步過渡到理性認識，再融合到實踐操作中去，做到理論和實踐的有機統(tǒng)一，從而達到質(zhì)的飛躍;而且可以充分調(diào)動學生的主觀能動性，最大限度地發(fā)揮各位學生的聰明才智，有利于加強學生的設計能力、動手能力和解決問題能力的培養(yǎng)，同時也是考核學生是否具有創(chuàng)新意識和能力的重要手段。在安排上，可以這樣做：
（1）在基礎(chǔ)課程實習中加強綜合性訓練，綜合性實踐鍛煉主要目標是深化所學知識，拓寬知識面，承前啟后。例如我們自己設計制作的《模擬電路實驗箱》就能實現(xiàn)一些綜合性實踐。如果只讓學生遵循常規(guī)實驗方法，他們則只是按照實驗教材或教師的要求，按部就班地完成所要求的內(nèi)容，對于觀察到的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，一般不能進行更深入的思考，或多問幾個為什么。而綜合性實踐過程中常有故障出現(xiàn)，為了排除，他們就會積極地去思考，去探索和研究問題，并逐步掌握了一些排除故障的實用技術(shù)，不斷提高實驗技能。
（2）在專業(yè)課程實習中可以加強研究性實踐、設計性實踐。教師只提供若干有明確技術(shù)要求的實驗題目，不把實驗電路方案明朗化，讓學生通過收集所需資料、優(yōu)化擬定方案、組織實施、處理數(shù)據(jù)、對結(jié)果分析討論、寫出設計報告（根據(jù)學生的學習進度選擇不同的實施層次）。盡管開始的效果肯定不理想，但是我們訓練的目的是“過程”指導。使學生在逐步掌握了實踐技巧，開闊了知識面的同時，激發(fā)了學生的思維，使學生學會從實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并能將已有知識運用到實際中去，鍛煉他們的探索熱情和創(chuàng)新精神。
總之，只有通過不斷加強學生的技能培養(yǎng)，讓學生既掌握了一定的理論基礎(chǔ)又具備較強的實踐操作技能，他們將來才可能在競爭越來越激烈的現(xiàn)代社會中占有一席之地。
參考文獻：
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1.1手機語音
目前，手機的語音功能越來越強大，其中語音功能中有一項非常重要的功能——語音識別，這種語音功能和單片機具有密切的聯(lián)系。語音信息條目輸入后，單片機系統(tǒng)就可以進行識別，并且進行相關(guān)的操作。單片機主要設置于音頻入口處，主要功能是為了收集各種音頻信息，然后一一分析、辨別，最后分別向各個部件下發(fā)指令，完成相關(guān)的操作。
1.2電話錄音
電話不僅具有通話功能，同時還具備通話錄音功能，單片機用于錄音電話中不僅可以收集各種請求信號，也可以發(fā)出相應的控制信號。
1.3應用于儀器儀表領(lǐng)域
單片機具有體積小、高集成度、可靠性高等優(yōu)點，將其應用于儀器儀表行業(yè)，可大大提高儀器儀表的智能化、數(shù)字化程度，也可以有效提高儀器儀表的控制功能、處理功能、測試功能。比如，目前將單片機技術(shù)應用于航天航空儀器儀表中，在很大程度上提高了儀器的集成性、可靠性以及準確性，事故發(fā)生率也大大降低，整個航天航空電子系統(tǒng)的智能化、自動化水平顯著提高，信息傳遞效率和速度也有效提高。
1.4應用于家用電器領(lǐng)域
隨著單片機技術(shù)的不斷發(fā)展和普及應用，單片機技術(shù)不僅僅局限于一些高端的科研器械領(lǐng)域中，同時在人們的日常生活中也得到廣泛應用。單片機的應用可以使整體家用電氣得到智能化、一體化控制，也可提高電器的使用性能，有效識別相關(guān)的信息。比如，微波爐、洗衣機、電視機等一些常用的家用電器的顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中會應用到單片機。將其應用于電視機上，可以使用戶有效控制大型智能游戲，而且也可以選擇更加方便的頻道方式。將其應用于微波爐上，可以使食物的加熱時間以及加熱溫度得以控制。將其應用于洗衣機中，可以按照衣服的臟度以及衣料的材質(zhì)自動選擇洗滌的強度、時間以及洗滌劑使用量。
1.5應用于醫(yī)療器械領(lǐng)域
現(xiàn)階段我國醫(yī)療條件下，在檢測手段、消毒條件、住院條件、檢測手段等各方面都具有或多或少的問題，對患者就診會有一定的影響。在醫(yī)療器械領(lǐng)域中應用單片機技術(shù)，可以在同一時間對多種疾病進行有效分析，不僅可以大大提高檢測設備的檢測準確性，也可在很大程度上提高診斷下藥的科學性、可靠性，減少臨床漏診、誤診率。同時，在醫(yī)療器械中應用單片機技術(shù)，有利于提高醫(yī)療設備結(jié)構(gòu)的智能化、合理化、自動化。目前，像分析儀器、超聲波檢測儀器、呼叫系統(tǒng)等醫(yī)療器械中都會應用到單片機。
1.6應用于工業(yè)控制領(lǐng)域
近年來隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動化程度不斷提高，尤其是在電力高壓行業(yè)、核工業(yè)、粉塵工業(yè)等一些特殊環(huán)境下，對于人體的危害較大，因此基本上都已經(jīng)實現(xiàn)自動化操作。在這些高危作業(yè)的自動化操作中目前已經(jīng)廣泛應用到單片機技術(shù)。在工業(yè)化控制管理過程中應用單片機技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集以及過程控制手段實現(xiàn)了工業(yè)控制管理工作的有效性以及科學性。目前，在報警系統(tǒng)、自動噴漆系統(tǒng)、流水線作業(yè)系統(tǒng)等方面都廣泛應用到單片機技術(shù)。
2.關(guān)于單片機的開發(fā)技術(shù)
出現(xiàn)新的CPU后，以往的8位機慢慢增加到了16位機、32位機、64位機甚至更高的級別。現(xiàn)階段，基本上單片機都應用了EET技術(shù)，增加該項技術(shù)后可以有效避免外界的干擾，確保系統(tǒng)的時鐘信號不受影響，整個系統(tǒng)的可靠性得以提升。在單片機中應用布線和驅(qū)動技術(shù)，可以減少噪聲，減輕噪聲對于電路信號的干擾，提高電路信號的傳輸質(zhì)量。其次，在單片機中還應用了OPT技術(shù)、裸片技術(shù)、表面貼技術(shù)等，OPT技術(shù)相對于掩膜技術(shù)而言，具有生產(chǎn)周期短、風險小等特點；而裸片技術(shù)以及表面貼技術(shù)可避免OPT芯片出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象。開發(fā)單片機技術(shù)的過程中，應該綜合考慮成本、性能、適用環(huán)境等多方面因素，盡可能開發(fā)出和企業(yè)相適應的自動化系統(tǒng)。在選擇編程語言時，由于C語言程序具有良好的可繼承性，而且也便于進行模塊化設計以及管理工作，因此一般都會選擇C語言。在選擇型號時，有AVR、8501、MS430、PIC等多種選擇，因為不同的型號并不會存在較大的差異，因此在選擇其中的一種型號后能舉一反三。另外，在設計、開發(fā)單片機的過程中，還需要考慮接口設計、系統(tǒng)干擾、驅(qū)動電路設計、軟件設計、平臺建設、接口設計、抗干擾設計等諸多方面。
3.總結(jié)
在教學實踐過程中，發(fā)現(xiàn)學生在一些課程學完以后，不知如何把課程中的知識應用到實踐中。他們往往對學過的課程孤立地來看待，沒有將所學課程的知識串接起來，往往造成知識與實踐的脫節(jié)。這樣，他們往往被企業(yè)看成是沒有做過“產(chǎn)品”或者沒有實踐經(jīng)驗的學生，這也是應屆畢業(yè)生在當前就業(yè)市場屢遭失敗的主要原因。因此，高職應用電子技術(shù)專業(yè)的教學模式改革勢在必行。在教學中要打破學科體系的限制，將知識的獲取和技能的掌握過程與崗位需求相融合，建立具有高職特色的應用電子技術(shù)專業(yè)教學模式。
二、教學改革的設計
針對高職應用電子技術(shù)專業(yè)核心課程設置存在的一些缺陷，我們對一些課程的教學內(nèi)容進行適當調(diào)整。學生學習完這些課程之后，再開設一門綜合實踐課程。如電子CAD這門課程主要是學習使用電腦繪制電子電路原理圖，所以學生學完后只會在電腦畫圖，而不能夠?qū)嫵龅膱D轉(zhuǎn)化成電路板；單片機原理與控制技術(shù)和C語言屬于理論性比較強的課程，雖然非常重要，但是學生普遍覺得比較枯燥、難懂。為了彌補課程存在的不足，我們將課程的主要知識點抽取出來，在第五學期開設單片機課程設計這門課程，其目的是加深學生對課程知識的進一步理解與掌握，提高學生對所學課程知識進行綜合運用的能力。在單片機課程設計這門課程中，學生不僅要會繪制電路圖、PCB印制板圖，還要親自動手制作出單片機控制電路的硬件實物，并將編制的軟件程序下載到單片機中。以此讓學生初步掌握電子產(chǎn)品的設計方法，讓學生親歷電子產(chǎn)品設計的全過程，提高學生的就業(yè)競爭能力。
三、教學改革內(nèi)容的探索與實踐
將一個真實的項目設計任務貫穿整個教學過程中。把整個設計任務分成五個部分：圖紙設計（電路原理圖、PCB印制板圖）、熱轉(zhuǎn)印法制作PCB線路板、硬件的焊接與調(diào)試、編寫C語言程序并使用燒錄器燒錄程序、整機綜合調(diào)試與故障查找及分析。項目的每個部分都是真實任務的一部分，每個部分的教學內(nèi)容都是不同的。在教學中注意強調(diào)后續(xù)內(nèi)容與當前任務的聯(lián)系與銜接，并將當前電子產(chǎn)品設計中常用的設計方法與經(jīng)驗傳授給學生。在教學中，學生以設計任務為主，通過教師的引導啟發(fā)學生的思維，引導學生自主學習、探究式學習，充分調(diào)動他們主觀能動性。讓學生通過圖紙的設計、PCB板制作、程序的編寫和整機綜合調(diào)試等教學環(huán)節(jié)的學習，掌握實際產(chǎn)品開發(fā)的全過程。四、教學模式改革實例結(jié)合專業(yè)特點可設計如下任務：單片機控制的30秒倒計時定時器、單片機控制的電子音樂播放器、單片機控制的雙音門鈴和電子時鐘等。下面以“單片機控制的30秒倒計時定時器”設計任務為例來具體介紹教學改革實踐方案。課程開始，首先將制作好的硬件實物演示給學生，激發(fā)學生的興趣。然后將要制作的課題（包括電路圖、主要技術(shù)要求、PCB線路板的尺寸和單片機型號AT89S2051等主要內(nèi)容）交代給同學們，使學生明確任務。接下來圍繞課題展開后續(xù)的五部分任務：第一部分，用電子CAD畫出電路圖，設計出PCB印制板圖。電子CAD繪圖課程應用于實際制作中，學生感覺學過的課程有用且能夠解決實際問題。第二部分，學習使用熱轉(zhuǎn)印技術(shù)，制作PCB印制板。學習并掌握目前工廠產(chǎn)品開發(fā)制作PCB板的方法，使學生掌握一線的開發(fā)產(chǎn)品技能。第三部分，根據(jù)課題技術(shù)要求，用C51語言編寫出功能程序。這是課程的一個重點，通過具體的產(chǎn)品功能控制要求，有針對性地學習用C51語言編程，學生感到學習內(nèi)容具體，便于理解，并達到了使學生很快進入到C51語言后續(xù)內(nèi)容學習中的這樣一個效果。第四部分，焊接電路，調(diào)試硬件電路。學生通過調(diào)試電路，發(fā)現(xiàn)了焊接和電路元件質(zhì)量存在的問題，鍛煉了學生的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。第五部分，將單片機的功能程序下載到單片機中，進行整機綜合調(diào)試。這是課程的另一個重點。通過整機綜合調(diào)試，解決了硬件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)不了的硬件故障問題及軟件編程中一些邏輯錯誤等問題，提高了學生編程水平和程序調(diào)試能力。課程的五個部分主要以實踐操作為教學手段，每個階段結(jié)束，根據(jù)學生的學習與實踐，都有一個階段成績，最后一次學生拿出完整的作品，并寫成課程設計報告。五次成績和課程設計報告作為綜合成績。根椐多年來的教學實際，學生學習成績的優(yōu)秀率在35%左右，95%左右的學生能夠基本掌握產(chǎn)品設計的基本知識和技能。本課程是基于產(chǎn)品設計案例教學模式的探索，可總結(jié)經(jīng)驗，摸索規(guī)律，推廣到電子課程設計、電子裝接等課程的教學中。這一教學模式可提高學生就業(yè)能力，使學生畢業(yè)后就可以勝任相關(guān)的工作崗位，為從事相關(guān)崗位的工作打下基礎(chǔ)。
首先將模擬電子技術(shù)課程的教學體現(xiàn)在三個方面：課堂理論教學、計算機仿真技術(shù)輔助教學和實踐教學。其次，模擬電子技術(shù)相關(guān)知識點的實踐應用則貫穿于大二（下）到四年級的畢業(yè)設計，如大二的電子技術(shù)基本技能訓練、模擬電子技術(shù)課程設計，大三的綜合電子系統(tǒng)設計，大四的畢業(yè)設計等。其三，除了這些必修科目以外，在一些選修類項目，如大學生科技創(chuàng)新、電子設計競賽、社團組織中也體現(xiàn)了模擬電子技術(shù)知識的運用。通過培養(yǎng)方案的調(diào)整，可以行之有效的保證學生在校學習期間不斷學習、實踐模擬電子的相關(guān)知識，將學以致用的理念貫穿于整個在校學習期間，使學生在反復學習實踐中不斷拓展知識的深度和廣度，具有分析問題、解決問題的工程實踐能力。
二、改革探索更加有效的教學模式
（一）教學手段不斷改革
為了改進教學質(zhì)量，提高教學效果，為培養(yǎng)應用型人才提供有力支持，近年來，我們在教學手段的不斷改進方面做了有益的嘗試。第一，引入計算機仿真技術(shù)，將理論與實踐有機結(jié)合。在教學中引入仿真技術(shù)，有效的改進了教學效果，增強了學生分析問題、解決問題的能力。首先，站在教師的角度，仿真技術(shù)的使用，使教師在原有電子課件的基礎(chǔ)上，加入了對實際電路的分析過程，使得教學生動直觀，加深學生對概念和規(guī)律的理解和掌握。通過仿真軟件，不僅可以幫助學生理解一些抽象概念，并且可以使其深刻理解在電路中，各元件參數(shù)對電路的影響。其次，從學生的角度看，將計算機仿真技術(shù)與模擬電子技術(shù)教學內(nèi)容有效結(jié)合，使學生通過仿真直觀的了解本課程研究中所能解決的實際問題，有利于激發(fā)學生的學習興趣與參與探索的求知欲。如在學習完相關(guān)理論后，引導學生利用仿真軟件自行設計波形信號發(fā)生器、多路輸出的直流穩(wěn)壓電源、心電圖信號放大器、低頻功率放大器、光電報警器等。學生通過這樣一些模擬電路的實際應用，了解了課程的作用，明確了學習目標，產(chǎn)生了好奇心，激發(fā)了學習動力。在教學中引入計算機仿真技術(shù)，使學生在教師的引導下帶著問題進行自發(fā)學習，使整個學習過程始終處于探索研究、再探索研究到最終驗證的良性循環(huán)過程。第二，開放實驗室，提供探究和創(chuàng)新的良好環(huán)境。模擬電子技術(shù)是一門實踐性很強，并且面向工程的課程，基本的應用電路在掌握了基本理論后，都需要實驗來驗證。通過實驗驗證理論→發(fā)現(xiàn)問題→結(jié)合理論修正問題→再次進行實驗驗證，通過這樣一個螺旋式過程，學生學習知識的深度和廣度均不斷拓展。同時，也讓學生深刻體會到了實踐和理論的差異，在實踐中切實鍛煉了學生分析解決問題的能力。院系面向電子信息類學生開放電子技術(shù)實驗室，為學生提供了理論聯(lián)系實踐的場所，更為學生進行探究式學習提供了不可取代的自主學習平臺，是培養(yǎng)學生探究未知能力、實踐能力和創(chuàng)新能力的必要途徑。除集中實驗外，課后及其他學期學生根據(jù)自己的興趣及時間安排，自行登記到實驗室進行實驗和研究。電子技術(shù)實驗室安排值班教師為實驗學生答疑，幫助學生探究和創(chuàng)新。實驗室的開放，滿足了不同層次學生培養(yǎng)實踐能力的要求，體現(xiàn)了因人而異、因材施教的教育理念。第三，充分利用網(wǎng)絡資源，引導學生自主學習。模擬電子技術(shù)課程為校級精品課程，目前在建校級資源共享課程。現(xiàn)有的精品課程網(wǎng)站，為學生的課外學習提供了一個高效的研究型學習平臺。精品課程網(wǎng)站提供了豐富的和教學相關(guān)的資訊。學生可以根據(jù)自己的興趣和愛好，進行探索式研究式自主學習。這樣的學習模式不受空間和時間的制約，延伸了學生獲取知識的途徑，不僅使得學生的學習變得更加便捷，而且學習起來更加自主、高效，更重要的是在學生能力培養(yǎng)方面起到了不可或缺的作用。
（二）教學方法不斷改進
教學是一個獲取知識、啟迪思想、激發(fā)潛能、培養(yǎng)能力的過程，它需要教師根據(jù)自己的教學能力設計一種教學策略，通過優(yōu)化的教學手段和教學方法，在課堂上將教學內(nèi)容精彩而生動地展示給學生，并且在課后進一步挖掘?qū)W生自主學習的潛力。在培養(yǎng)應用型人才思想指導下，我們不斷在教學方法上進行探索和改進，側(cè)重培養(yǎng)學生的工程應用能力。
1.采用啟發(fā)探索式教學激發(fā)學生學習興趣，提高教學質(zhì)量。
采用啟發(fā)探索式教學提高學生的學習興趣，教師在教學中主要承擔主導作用。在對課程進行教學設計時，在保證基本概念的基礎(chǔ)上部分重點采用案例式教學，通過分析實際電路，引入知識點。通過課堂討論、仿真軟件演示、習題研究等環(huán)節(jié)，引導學生自主學習，讓學生由被動的接受知識轉(zhuǎn)化為主動的探索知識，充分發(fā)揮學生在教學中的主體作用。教師在完成一個知識點或一個章節(jié)的教學后，布置兩到三個綜合性的問題，讓學生自由分組形成課題組。利用課余時間自行通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、電路仿真設計、結(jié)果分析，并制作出一份多媒體課件及電子文檔說明原理、分析過程、重難點及注意事項，由課題組選派一名同學在課堂上進行講解，并且接受老師和同學的提問，進行討論。在這個過程中，學生不僅從中領(lǐng)會自學的思路，學會分析問題和解決問題，而且還培養(yǎng)了團隊協(xié)作能力和科技論文的寫作能力。還有一點也是很重要的，即講解之后還要接受老師和同學的提問，進行討論。在這個環(huán)節(jié)中，不僅可以查漏補缺，檢查出學生在學習過程中的薄弱環(huán)節(jié)，及時加以彌補，而且也可以有效的促進教學相長，教師可以根據(jù)討論中學生反映出的興趣點對教學過程進行進一步優(yōu)化。最后，在教與學的位置互換中，學生親身體驗了“教”，這有助于加強師生之間的互相理解。
2.鼓勵支持學生自主學習，拓展知識廣度與深度。
課堂教學無論在時間和內(nèi)容上都是有限的，除了課堂教學，課后可供學生自主支配的時間很多。引導學生利用好課余時間，是提高學習質(zhì)量的一個有效工具。如在初期給出參考書目，讓學生閱讀，撰寫讀書報告；給出優(yōu)秀的模擬電子技術(shù)學習網(wǎng)站或電子論壇，指導學生進行自主學習；訂好答疑時間，定期解答學習過程中遇到的問題；鼓勵學生參加專業(yè)社團及校省級大學生創(chuàng)新項目；在學生自愿報名的基礎(chǔ)上，優(yōu)選學生參與省及國家的電子設計競賽和智能車大賽；鼓勵和幫助學生在校學習期間發(fā)表學術(shù)論文等。參與以上活動的優(yōu)秀學生，根據(jù)培養(yǎng)方案中規(guī)定，均獎勵相應的學分，旨在鼓勵和培養(yǎng)學生的研究創(chuàng)新能力。通過近幾年的實踐，反映出學生普遍對面向?qū)嶋H、有挑戰(zhàn)性的課題比較感興趣。而興趣是促進學習的強大動力，在強大的興趣驅(qū)動下，在團隊精神的鼓舞下，學生自發(fā)學習，分析問題、解決問題的能力得到了迅速的提高。近年來，電信專業(yè)的學生在大學生電子設計競賽、智能車大賽中均獲得省級以上獎項。
（三）重組優(yōu)化教學內(nèi)容，充分發(fā)揮課堂教學的效果
在課時壓縮的客觀條件下，教學內(nèi)容必須進行優(yōu)化重組。教學內(nèi)容在保證本課程基礎(chǔ)及關(guān)鍵知識點完整的前提下進行了合適的優(yōu)選。在電子教案中增加了本學科領(lǐng)域的技術(shù)前沿和新科技成果的應用介紹，在不多占用課時的基礎(chǔ)上擴展了知識的廣度，提高了學生的學習興趣，同時也為學生的自主學習指引了方向。
三、教學改革的進一步探索
在電子技術(shù)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(shù)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(chǎn)生大的影響。所以關(guān)鍵在于我們?nèi)绾握莆眨貏e是如何應用近似計算。
在工作點穩(wěn)定電路中的應用要進行靜態(tài)分析，就必須求出三極管的基電壓，必須忽略三極管靜態(tài)基極電流。這樣，我們得到三極管的基射電子的相關(guān)過程及結(jié)論。
二、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)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(xiàn)有的電子元件截然不同，理論方面有許多量子現(xiàn)象和相關(guān)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(guān)鍵問題主要還在于納米電子器件與納米電子電路相關(guān)的納米電子技術(shù)方面，其主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
（1）納米Si基量子異質(zhì)結(jié)加工
要繼續(xù)把現(xiàn)有的硅基電子器件縮小到納米尺度，最直截了當?shù)姆椒ㄊ遣捎猛庋印⒐饪痰燃夹g(shù)制造新一代的類似層狀蛋糕的納米半導體結(jié)構(gòu)。其中，不同層通常是由不同勢能的半導體材料制成的，構(gòu)建成納米尺度的量子勢阱，這種結(jié)構(gòu)稱作“半導體異質(zhì)結(jié)”。
（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(zhuǎn)的邏輯結(jié)構(gòu)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(gòu)在這個方向上取得了可喜的進展，但該技術(shù)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(tǒng)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(zhàn)。
（4）納米計算機的“互連問題”
一臺由數(shù)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(jié)構(gòu)及合理整體布局，而整體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(nèi)，并極快地使用和產(chǎn)生信息，需要有特殊的結(jié)構(gòu)來控制和協(xié)調(diào)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(huán)境之間需要有大量的連接。就現(xiàn)有傳統(tǒng)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(shù)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(huán)境
當前，分子力學、量子力學、多尺度計算、計算機并行技術(shù)、計算機圖形學已取得快速發(fā)展，利用這些技術(shù)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(huán)境，并使納米技術(shù)研究人員獲得虛擬的體驗已成為可能。但由于現(xiàn)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(huán)境還存在巨大困難。
三、交互式電子技術(shù)手冊
交互式電子技術(shù)手冊經(jīng)歷了5個發(fā)展階段，根據(jù)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(shù)手冊、線性結(jié)構(gòu)電子技術(shù)手冊、基于數(shù)據(jù)庫的電子技術(shù)手冊和集成電子技術(shù)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(shù)手冊并不存在，大多數(shù)電子技術(shù)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(shù)手冊雖然代表不同的發(fā)展階段，但是各有優(yōu)點，較低級別的電子技術(shù)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(shù)手冊在信息的組織、管理、傳遞、獲取方面具有明顯的優(yōu)點。
簡單的說，電子技術(shù)手冊就是技術(shù)手冊的數(shù)字化。為了獲取信息的方便，數(shù)字化后的數(shù)據(jù)需要一個良好的組織管理和提供給用戶的形式，電子技術(shù)手冊的發(fā)展就是圍繞這一過程來進行的。
四、電子技術(shù)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(xiàn)象的兩個參數(shù)，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(xié)會定義的時間標準是基于地球自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)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(shù)與微波光譜學的發(fā)展，產(chǎn)生了量子電子學、激光等新技術(shù)，由此出現(xiàn)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(jié)構(gòu)運動的時間基準。這一方面使設備大為簡化，體積、重量大減小；另一方面使頻率標準的穩(wěn)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(guī)定：“一秒等于133Cs原子基態(tài)兩超精細能級躍遷的9192631770個周期所持續(xù)的時間”。該時間基準，發(fā)展了高精度的測頻技術(shù)，大大有助于宇宙航行和空間探索，加速了現(xiàn)代微波技術(shù)和雷達、激光技術(shù)等的發(fā)展。而激光技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)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(tài)分析中的應用問題、納米電子技術(shù)急需解決的若干關(guān)鍵問題和交互式電子技術(shù)應用手冊后，廣大科技工作者對電子技術(shù)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(chǎn)業(yè)日漸繁榮，尖端信息普遍進入我們生活之中的同時，國家經(jīng)濟建設和和諧社會的構(gòu)建離不開我們科技工作者對新理論的學習和新技術(shù)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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1.1電力電子技術(shù)的重要性分析
隨著我國的科技不斷進步，電力電子技術(shù)的重要性也愈來愈得到了顯著體現(xiàn)，電力電子技術(shù)能夠?qū)﹄娔艿氖褂眉右詢?yōu)化，在其作用下可以將電能的應用得以高效節(jié)約，這樣就能夠?qū)﹄娔艿氖褂眠_到優(yōu)化的目標。另外就是對傳統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)和機電一體化發(fā)展有著改造作用，再者就是電力電子技術(shù)的智能化可將信息化和功率處理進行統(tǒng)一，進而將微電子技術(shù)與之相結(jié)合，推動電子技術(shù)的改革發(fā)展。
1.2電力電子技術(shù)的發(fā)展分析
電力電子技術(shù)的發(fā)展經(jīng)過了幾個重要階段，首先就是在20世紀50年代末時，第一個晶閘管問世，在這一階段屬于晶閘管整流時代。大功率的工業(yè)用電通過工頻交流發(fā)電機來提供，在實際的應用過程當中，大約有百分之二十電能是通過直流形式進行消費的，到了60年代及70年代，大功率硅整流管與晶閘管的開發(fā)應用比較迅速，這一階段就是電力電子技術(shù)的晶閘管時期。從70年代開始，在自關(guān)斷器件發(fā)展中就是的電力電子技術(shù)進入到了逆變時代，在這一時期由于能源危機就讓交流電機變頻調(diào)速因節(jié)能效果明顯而有了很大程度上的發(fā)展，雖然已經(jīng)實現(xiàn)了逆變以及整流，但在作的頻率方面還不高。到了80年代，集成電路技術(shù)開始從大規(guī)模和超大規(guī)模的方向得到了迅猛發(fā)展，一些以MOSFET和IGBT作為代表的大電流以及高頻和高壓功率的半導體復合器出現(xiàn)以來，電力電子技術(shù)在這一階段已經(jīng)進入到了發(fā)展的重要時期，多樣化的新型器件都已經(jīng)應用在了電路技術(shù)當中，同時向著復合化和模塊化的方向進行發(fā)展，在性能上更加的完善可靠，為用電的設備高效節(jié)能等提供了重要基礎(chǔ)。
2電力電子技術(shù)在現(xiàn)階段的實際應用探究
2.1電力電子技術(shù)在交通運輸中的實際應用
在我國的電力電子技術(shù)得到了迅速發(fā)展過程中，已經(jīng)在諸多的領(lǐng)域有了應用，其中在電氣化的鐵道交通當中就對電力電子技術(shù)有了廣泛應用，在電氣機車當中的直流機車就是對整流裝置進行的應用，而交流機車方面就是對變頻裝置進行的應用。另外，在磁懸浮列車當中的電力電子技術(shù)的應用比較關(guān)鍵，有著諸多的地方需要電力電子技術(shù)的支持才能夠使得磁懸浮列車得以順利的運行，不僅在牽引電機傳動方面，在各種的輔助電源方面也需要這一技術(shù)的支持。而在電動汽車的電機方面也是需要電子裝置對電力進行轉(zhuǎn)換才能夠起到控制驅(qū)動的作用。在船舶以及飛機等對電源的使用也有著很大的不同，所以在對電力電子技術(shù)的應用上也比較的關(guān)鍵。
2.2電力電子技術(shù)在家用電器中的實際應用
電力電子技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械募矣秒娖鞣矫娴膽靡脖容^的廣泛，這對人們的生活提供了很大的方便，其中洗衣機是生活中常用的家用電器，在電力電子技術(shù)的應用下能夠代替人工工作，只需要將衣服放進洗衣機按下按鈕，就能夠通過電力電子技術(shù)的功能支持完成整整個洗衣的過程。還有就是在廚房洗碗機家用電器的電力電子技術(shù)的應用上和洗衣機的原理類似，在空調(diào)器的電力電子技術(shù)的應用上能夠起到節(jié)能作用，實踐證明能夠節(jié)約30%的電能，而電頻熒光燈在工作效率上要比普通的能的效率高很多。
2.3電力節(jié)能中的電力電子技術(shù)的實際應用
在我國的經(jīng)濟得到迅速發(fā)展的過程中，也在能源的消耗上付出了很大的代價，尤其是在電力能源的消耗上比較嚴重。當前的工業(yè)和電力的結(jié)合已經(jīng)成了發(fā)展的必需條件，所以在電力能源的消耗上逐漸的增加，主要就是由于電力能源而對穩(wěn)定以及利用率高等諸多優(yōu)點。從我國整體的工業(yè)發(fā)展情況來看，在工業(yè)的用電方面還存在著一些不合理的情況，尤其是在用電的效率上得不到有效提高，從而造成了嚴重浪費的現(xiàn)象，在當前的可持續(xù)發(fā)展理念深化背景下節(jié)約電力能源是可持續(xù)發(fā)展理念實踐的一個內(nèi)容，通過對電力電子技術(shù)的實際應用能夠有效的將電源的消耗程度有效的降低，在電力電子技術(shù)的作用下，能夠?qū)﹄娏υO備得到性能上的優(yōu)化以及節(jié)約原材料的使用，這樣就能夠最大化的對電力能源進行節(jié)約。
2.4電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的實際應用
隨著我國對新能源的開發(fā)利用，例如風力發(fā)電以及水力發(fā)電等，這其中就涉及到發(fā)電機的電流頻率的變換，水力發(fā)電功率要取決于水頭壓力以及流量，而這對機組的最佳轉(zhuǎn)速變化也會產(chǎn)生影響，為能夠?qū)⒆畲蟮挠行Чβ实靡詫崿F(xiàn)，就需要通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流頻率促進機組的變速運行。另外在大型的發(fā)電機相對靜止勵磁控制方面正是采用的晶閘管整流自并勵的方式，省去了勵磁機中間的慣性環(huán)節(jié)。
3結(jié)語
自本世紀五十年代未第一只晶閘管問世以來，電力電子技術(shù)開始登上電氣傳動技術(shù)舞臺，以此為基礎(chǔ)開發(fā)的可控硅整流裝置，是電氣傳動領(lǐng)域的一次革命，使電能的變換和控制從旋轉(zhuǎn)變流機組和靜止離子變流器進入由電力電子器件構(gòu)成的變流器，這標志著電力電子的誕生。進入70年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產(chǎn)品，普通晶閘管不能自關(guān)斷的半控型器件，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術(shù)和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容易和類型等方面得到了很大發(fā)展隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展。現(xiàn)在能源短缺已經(jīng)成為當今社會主要問題。如何找到一種節(jié)能元件能夠節(jié)能，成為首選。電力電子技術(shù)是應用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù),使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)。本文通過介紹電子鎮(zhèn)流器在節(jié)能電路中的工作原理和智能照明控制系統(tǒng)的應用。從而達到了節(jié)能的目的。
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù),綠色照明,電子鎮(zhèn)流器,
目錄
摘要
目錄
第1章前言
第2章電子鎮(zhèn)流器的工作原理
2.1、高頻交流電子鎮(zhèn)流
2.2、常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路與改進
2.2.1單級半橋諧振式
2.2.2雙級諧振式高頻交流電子鎮(zhèn)流器
2.2.3無源功率因數(shù)校正
2.2.4常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器調(diào)光
2.3、單級高性能、高功率因數(shù)高頻交流電子鎮(zhèn)流器
2.3.1高功率因數(shù)、低電磁幅射、具有寬調(diào)光范圍的電子鎮(zhèn)流器
2.3.2一種改進電荷泵功率因數(shù)校正（CPPFC）的電子鎮(zhèn)流器
2.3.3一種用于緊湊型熒光燈的新型自激E類電子鎮(zhèn)流器
2.3.4一種改進單級電子鎮(zhèn)流器起動特性的新方法
2.3.5采用反激推挽集成變換器的電子鎮(zhèn)流器
2.3.6基于單級高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器
2.3.7一種新型單級恒功率高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器
2.3.8基于反激變換器的單級高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器
第3章智能照明控制系統(tǒng)的應用
3.1實現(xiàn)照明控制智能化
3.3可觀的節(jié)能效果
3.4提高管理水平，減少維護費用
3.5智能照明控制系統(tǒng)的重要性
3.6智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)點
第4章結(jié)論
致謝
參考文獻
第1章前言
目前，我國電力工業(yè)發(fā)展速度很快，但是電力供應不足和用電效率低的狀況依然比較嚴峻，這在今后相當一段時期內(nèi)將繼續(xù)存在。推行終端節(jié)電技術(shù)節(jié)約電能，是改善電力負荷緊張狀況的主要途徑。我國照明用電量約占總發(fā)電量的10%左右，且以低效照明為主，是終端節(jié)電的主要對象之一。照明用電大都屬于峰時用電，因此，照明節(jié)電具有節(jié)約電量和緩和高峰用電的雙重作用。同時，我國用電浪費和電耗高的問題相當嚴重，是造成企業(yè)經(jīng)濟效益不高和污染環(huán)境的主要因素，如1995年全國電廠二氧化硫的排放量占全國總排放量的1/3，所以照明節(jié)電對提高企業(yè)經(jīng)濟效益、保護環(huán)境也具有重要意義。
民用熒光燈(日光燈)交流電子鎮(zhèn)流器在20世紀的70年代就開始了研究，到80年代就有許多企業(yè)投入了生產(chǎn)，但其質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性在當時確實令人生畏。到90年代，隨著國外用于電子鎮(zhèn)流器的專用功率開關(guān)器件和控制集成電路(IC)新器件的不斷出現(xiàn)，我國引進了如APFC技術(shù)。這才使得日光燈電子鎮(zhèn)流器質(zhì)量可靠性和穩(wěn)定性有了技術(shù)上的突破。目前在日光燈中，電子鎮(zhèn)流器幾乎全部取代了電感鎮(zhèn)流器。同時，電子鎮(zhèn)流器光效高、功耗低、重量輕、無噪聲、無頻閃和提高熒光燈使用壽命等優(yōu)點更顯突出。“日光燈下看書會影響視力”已成為過時的常識。
綠色照明產(chǎn)業(yè)在世界的興起使得電子鎮(zhèn)流器倍受青睞。相關(guān)企業(yè)都看準了電子鎮(zhèn)流器中蘊藏著的巨大商機。在民用熒光燈的交流電子鎮(zhèn)流器取得突破性進展的同時，一些企業(yè)對我國道路上的高壓鈉燈所潛藏的節(jié)能潛力大為關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計，若將全國高壓氣體放電燈都換上電子鎮(zhèn)流器，全國全年可節(jié)電246億千瓦時，可解決目前全國1/3的電力缺口。第2章電子鎮(zhèn)流器的工作原理
2.1高頻交流電子鎮(zhèn)流
由于氣體放電燈（如熒光燈、霓虹燈、鹵素燈、金鹵燈等）是一種負阻性電光源(特性曲線如圖1所示)要使其正常穩(wěn)定工作，需加一個限流裝置。這個限流裝置叫做鎮(zhèn)流器。目前氣體放電燈使用的鎮(zhèn)流器有兩種：（1）電感式鎮(zhèn)流器；（2）高頻交流電子鎮(zhèn)流器。由于電感式鎮(zhèn)流器工作在市電頻率，體積大、笨重，還需消耗大量銅和硅鋼等金屬材料，散熱困難、效率低、有頻閃，所以現(xiàn)在一些電光源界的科技工作者紛紛尋找新的鎮(zhèn)流方法，而高頻交流電子鎮(zhèn)流器就是一種有效方法。
電子鎮(zhèn)流器采用高頻開關(guān)變換電子線路的方法實現(xiàn)鎮(zhèn)流，具有無頻閃、效率高、體積小、重量輕、可調(diào)光，不使用大量銅材和硅鋼材料的特點，所以自20世紀70年代以來，高頻交流電子鎮(zhèn)流器一問世，由于它的體積小、發(fā)光效率高、無頻閃效應，適應供電電壓范圍寬、節(jié)能的一系列優(yōu)點，受到了用戶的歡迎。
據(jù)統(tǒng)計，世界上照明用電占了世界上產(chǎn)生的總電量的1/4，如僅將現(xiàn)用的200億只燈泡中的50億只換成節(jié)能的電子鎮(zhèn)流燈泡，就可節(jié)省200GW的電能，從而少建幾十個電站。由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器節(jié)能和巨大的市場潛力，進入20世紀90年代后，各種氣體放電照明燈廣泛采用高頻電子鎮(zhèn)流器，形成一個“綠色照明”的新興產(chǎn)業(yè)。
關(guān)鍵詞：直流輸電；電力電子；發(fā)電機
一、前言
電力電子技術(shù)是一個以功率半導體器件、電路技術(shù)、計算機技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)為支撐的技術(shù)平臺。經(jīng)過50年的發(fā)展歷程，它在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)設備發(fā)行、電能質(zhì)量控制、新能源開發(fā)和民用產(chǎn)品等方面得到了越來越廣泛的應用。最成功地應用于電力系統(tǒng)的大功率電力電子技術(shù)是直流輸電(HVDC)。自20世紀80年代，柔流輸電(FACTS)概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用研究得到了極大的關(guān)注，多種設備相繼出現(xiàn)。本文介紹了電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中、輸電環(huán)節(jié)中、在配電環(huán)節(jié)中的應用和節(jié)能環(huán)節(jié)的運用。
二、電力電子技術(shù)的應用
自20世紀80年代，柔流輸電(FACTS)概念被提出后，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應用研究得到了極大的關(guān)注，多種設備相繼出現(xiàn)。已有不少文獻介紹和總結(jié)了相關(guān)設備的基本原理和應用現(xiàn)狀。以下按照電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電以及節(jié)電環(huán)節(jié)，列舉電力電子技術(shù)的應用研究和現(xiàn)狀。
(一)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應用
電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機組的多種設備，電力電子技術(shù)的應用以改善這些設備的運行特性為主要目的。
1大型發(fā)電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高及造價低等優(yōu)點，被世界各大電力系統(tǒng)廣泛采用。由于省去了勵磁機這個中間慣性環(huán)節(jié)，因而具有其特有的快速性調(diào)節(jié)，給先進的控制規(guī)律提供了充分發(fā)揮作用并產(chǎn)生良好控制效果的有利條件。
2水力、風力發(fā)電機的變速恒頻勵磁
水力發(fā)電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當水頭的變化幅度較大時(尤其是抽水蓄能機組)，機組的最佳轉(zhuǎn)速便隨之發(fā)生變化。風力發(fā)電的有效功率與風速的三次方成正比，風車捕捉最大風能的轉(zhuǎn)速隨風速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機組變速運行，通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵磁電流的頻率，使其與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應用的技術(shù)核心是變頻電源。
3發(fā)電廠風機水泵的變頻調(diào)速
發(fā)電廠的廠用電率平均為8％，風機水泵耗電量約占火電設備總耗電量的65％，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風機水泵的變頻調(diào)速，可以達到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術(shù)已非常成熟，國內(nèi)外有眾多的生產(chǎn)廠家，并不完整的系列產(chǎn)品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產(chǎn)能力的企業(yè)不多，國內(nèi)有不少院校和企業(yè)正抓緊聯(lián)合開發(fā)。
(二)在輸電環(huán)節(jié)中的應用
電力電子器件應用于高壓輸電系統(tǒng)被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運行特性。
1直流輸電(HVDC)和輕型直流輸電(HVDCLight)技術(shù)
直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調(diào)節(jié)靈活等優(yōu)點，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，高壓直流輸電擁有獨特的優(yōu)勢。1970年世界上第一項晶閘管換流器，標志著電力電子技術(shù)正式應用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。
2柔流輸電(FACTS)技術(shù)
FACTS技術(shù)的概念問世干20世紀80年代后期，是一項基于電力電子技術(shù)與現(xiàn)代控制技術(shù)對交流輸電系統(tǒng)的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調(diào)節(jié)的輸電技術(shù)，可實現(xiàn)對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定水平。
20世紀90年代以來，國外在研究開發(fā)的基礎(chǔ)上開始將FACTS技術(shù)用于實際電力系統(tǒng)工程。其輸出無功的大小，設備結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應用。
(三)在配電環(huán)節(jié)中的應用
配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應用，即用戶電力(customPower)技術(shù)或稱DFACTS技術(shù)，是在FACTS各項成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電能質(zhì)量控制新技術(shù)。可以將DFACTS設備理解為FACTS設備的縮小版，其原理、結(jié)構(gòu)均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發(fā)投入和生產(chǎn)成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預期DFACTS設備產(chǎn)品將進入快速發(fā)展期。
(四)在節(jié)能環(huán)節(jié)的運用
1變負荷電動機調(diào)速運行
電動機本身挖掘節(jié)電潛力只是節(jié)電的一個方面，通過變負荷電動機的調(diào)速技術(shù)節(jié)電又是另一個方面，只有將二者結(jié)合起來，電動機節(jié)電方較完善。目前，交流調(diào)速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應用。首先是風機、泵類等變負荷機械中采用調(diào)速控制代替擋風板或節(jié)流閥控制風流量和水流量具有顯著的效果。國外變負荷的風機、水泵大多采用了交流調(diào)速，我國正在推廣應用中。:
變頻調(diào)速的優(yōu)點是調(diào)速范圍廣，精度高，效率高，能實現(xiàn)連續(xù)無級調(diào)速。在調(diào)速過程中轉(zhuǎn)差損耗小，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗也不大，節(jié)電率一般可達30％左右。其缺點主要為：成本高，產(chǎn)生高次諧波污染電網(wǎng)。
2減少無功損耗，提高功率因數(shù)
在電氣設備中，變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保證電能質(zhì)量不可缺少的部分。在電力系統(tǒng)中應保持無功平衡，否則，將會使系統(tǒng)電壓降低，設備破壞，功率因數(shù)下降，嚴懲時會引起電壓崩潰，系統(tǒng)解裂，造成大面積停電事故。所以，當電力網(wǎng)或電氣設備無功容量不足時，應增裝無功補償設備，提高設備功率因數(shù)。
1.1智能保護與自動化技術(shù)
隨著自動化技術(shù)在電子應用領(lǐng)域的普遍應用，相關(guān)的學者對自動化技術(shù)的關(guān)注度也在提高并對自動化的相關(guān)理論知識和操作原理進行了深入探究，而且在深入了解其原理的基礎(chǔ)上對與自動化技術(shù)密切相關(guān)的理論相結(jié)合，即將國內(nèi)外最新的有關(guān)控制論、人工智能、計算機技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等理論綜合運用到自動化技術(shù)的創(chuàng)新和完善，進而為自動化的保護裝置創(chuàng)造智能化的控制特點，同時也是對電子領(lǐng)域整體的安全環(huán)境和水平有一定的提高。除此之外，我國依照本國的實際狀況對當前自動化技術(shù)的發(fā)展前景和趨勢進行了預測和深入研究，其中對電子應用的整體運行狀況也進行了細致觀察和廣泛討論，從而提出了適合電子市場未來運營模式的方案。
1.2仿真系統(tǒng)的電子自動化技術(shù)
自動化仿真系統(tǒng)在電子企業(yè)中占據(jù)著非常重要的地位，扮演著非常重要的角色，其能夠?qū)⒂嬎銠C技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和多媒體技術(shù)的最新研究成果與傳統(tǒng)電子分析理論結(jié)合，是一種非常強有力的方法。相關(guān)研究人員通過監(jiān)測電子負荷及其相關(guān)的動態(tài)特性，對電子自動化的仿真系統(tǒng)進行了細致研究，從而將實時的電子仿真系統(tǒng)引入自動化技術(shù)并建成了具有仿真環(huán)境的實驗基地。這種仿真系統(tǒng)的構(gòu)建不僅可以提供大量實驗數(shù)據(jù)，而且還可以對研究人員的測試研究提供一定程度的幫助作用，為其研究的靈活性與智能保護提供基礎(chǔ)和條件。
1.3配電網(wǎng)模式中的自動化技術(shù)
在配電網(wǎng)模式之中，自動化技術(shù)在其網(wǎng)絡數(shù)字、配網(wǎng)模型、信息配網(wǎng)一體化以及應用軟件等方面屬于一種創(chuàng)新型的技術(shù)突破，其中有關(guān)數(shù)字信號的相關(guān)處理技術(shù)能夠有效提升載波的接受靈敏性，進而使得載波在應用消耗以及路由等方面的技術(shù)難題得到有效解決。
1.4人工智能在電子自動化技術(shù)中的應用
當下對電子自動化技術(shù)進行創(chuàng)新和完善必須要具體問題具體分析，根據(jù)現(xiàn)階段我國電子領(lǐng)域的實際發(fā)展需求以及未來趨勢，將模糊邏輯以及理論知識等均與電子元件的實踐運行和典型故障的確定相結(jié)合進行相關(guān)的實用性研究。進而才能將電子自動化技術(shù)在智能化水平方面的有所提高。與此同時，自動化技術(shù)在應用電子領(lǐng)域的實際應用還需要與現(xiàn)代日新月異的電子技術(shù)相結(jié)合，對各種有關(guān)電子的裝置和設備進行研究和細致分析。
2自動化技術(shù)在應用電子中的設計方案構(gòu)想
2.1選擇自動化技術(shù)系統(tǒng)的考慮因素
（1）從電子監(jiān)測的自動化和遠方調(diào)度等角度來看，當下的首要考慮因素就是在相關(guān)研究進程中要選擇帶有微機保護功能的綜合自動化系統(tǒng)。（2）電子自動化的類型選擇以及接線方式總體來說都是相對簡單的，其主要內(nèi)容就是實現(xiàn)繼電保護，因此，選擇性能可靠且性價比較高的智能化的開關(guān)是比較合適的做法，從而才能將常規(guī)的繼電保護取消。（3）與集中監(jiān)測與遠方調(diào)度進行比較后可以發(fā)現(xiàn)，自動化技術(shù)選型主要包括兩種形式，一是集中式，另一種是分散式，其中的分散式是指分散在開關(guān)柜中的集散系統(tǒng)內(nèi)。
2.2自動化技術(shù)的相關(guān)設計原則
自動化技術(shù)廣泛應用于人類生產(chǎn)以及生活的各個方面，它能通過一定的技術(shù)裝置和設計策略使得在應用電子的發(fā)展中減少人工干預，甚至做到?jīng)]有人工干預，從而節(jié)約人力資源的配備并相應提高工作效率和經(jīng)濟效益。但是，自動化技術(shù)的應用不能采取隨意化的態(tài)度和原則，因此自動化技術(shù)在應用電子方面的實現(xiàn)和運用也是需要遵循一定的原則的。（1）自動化技術(shù)的主接線方式應該按照原來的設計方案進行并在單線的系統(tǒng)圖中將監(jiān)測以及控制系統(tǒng)的有關(guān)設備型號進行明確標注，其中相關(guān)設備數(shù)量的增加以及型號的變更也要隨時關(guān)注并予以記錄。其次，對于那些需要利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程操作開關(guān)時，在實踐操作中一定要采取能夠進行遠程分閘以及合閘的自動型開關(guān)，此外，開關(guān)的狀態(tài)也要記錄到計算機監(jiān)控系統(tǒng)的操作開關(guān)之中。（2）在對低壓自動開關(guān)進行型號選擇的時候，應該最大程度的多選擇一些輔助接點，而且對于繼電保護的相關(guān)系統(tǒng)而言，繼電保護系統(tǒng)的設計要優(yōu)先考慮變壓電站的綜合性自動化技術(shù)。（3）對于控制回路的相關(guān)設計也要根據(jù)相關(guān)規(guī)定以及現(xiàn)實需求進行考量。對于信號回路設計來講應注意以下兩點：第一，計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)在進行設計時必須要有合閘以及分閘繼電器的輸出接點，合并連接到開關(guān)柜的合分閘開關(guān)或著在按鈕上就可以進行遠方合分閘操作；第二，計算機監(jiān)測與控制系統(tǒng)的合分閘繼電器，接點與開關(guān)柜上合分閘開關(guān)之間應設計手動與自動轉(zhuǎn)換開關(guān)。
3結(jié)語
