導語：如何才能寫好一篇機電技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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我國對先進工業技術的開發有法律保障，在《中華人民共和國節約能源法》、《高耗能特種設備節能監督管理辦法》中明確規定：在工業生產應用中，大力支持節能減排技術的研發、創造、展示以及推廣，為了降低能源的耗損比率；大力推廣企業用高效率、高能源利用率的、鍋爐、電動機、窯爐、泵類等工業設備，爭取開創更加先進的工業檢測和工業控制技術。然而，在具體實施過程中我們需要了解面臨的挑戰：

1.1對機械設備的危害與干擾

從機器自身結構來看，大部分空壓機生產簡單有明顯的技術缺陷：輸入的壓力數大于一定值時，變頻空壓機會自動打開導致電動機空轉，嚴重浪費電力資源并且損害機器本身，繼而導致異步電動機的頻繁啟動和頻繁暫停，降低電動機的使用壽命。變頻空壓機啟動時需要很大的電流，對電網沖擊較大，而且嚴重磨損了電器本身的轉動軸承設備。電動機在運作的時候會產生很嚴重的噪音污染，電動機周圍的工作環境比較惡劣，也對工作人員的健康產生不利影響，且以人為調節法來調節電動機的輸出壓力，運轉效率低，嚴重浪費人力資源。

1.2對機械設備相關電器的危害

對變壓器的危害表現在：加大銅損和鐵損，使得變壓器的溫度升高，影響絕緣；引起電動機附加零件的發熱，引發機器本身溫度的額外升高；導致電容器組溫度過熱，增加中介電質的感應能力，嚴重的情況下可以損壞電力電容器組；對開關設備的危害，啟動瞬間開關將會產生較大的電流變化，達到電壓保險值直至絕緣體的破壞；在保護電氣的時候，改變電器固有屬性，引發電器動作紊亂；引發測量儀表的數據顯示誤差，降低數據精確度。

2變頻技術在機電控制方面的策略

2.1基本思路

在世紀工業過程中對變頻技術進行較為尖端的的軟件和硬件設計，先根據傳統空壓機電動機的特點，全方位分析其耗能原因和工作特性，從而設計出變頻技術調速、空氣技術壓縮、壓力傳感技術提升等控制方式，根據控制電路進行變頻器的確定以及電器初始化的設計，控制方式要用矢量控制，詳細分析矢量控制原理，對變頻矢量進行仿真檢查，科學地改變變頻器的運行參數。另一方面，變換變頻器的控斜參數。通過復合信號控制變頻器的輸入與輸出，可以在容器的進口處增加電器使用流量信號記錄，容器上增加電器壓力信號，這樣可以減少對機械設備的危害。

2.2具體策略

首先在系統線路中建立安裝濾波器，過濾掉高次諧波的干擾信號。其次是屏蔽干擾源，這是抵御干擾行之有效的方法之一，具體做法是用鋼管來屏蔽輸出線路。再次是將電機正確接地，接地時要與其他的動力電器設備接地點分開。然后是對線路進行合理布局，電動機設備的信號線和電源線應該盡量避開變頻器的輸入和輸出線，而其他設備的電源線和信號線也同樣要避開變頻器的輸入和輸出線，進行平行鋪設。最后是合理使用電抗器，交流電抗器中的串聯電路減弱了輸入電路中電流對變頻器的打擊，而直流電抗器減弱了輸入電流中的高次諧波。在設置之前，電動機電網中的高次諧波含量已達到40％，而安裝了濾波器之后，高次諧波的含量降到了20.6％，特別是三到八次過后，已經低于標準含量值了。在變頻器選擇方面，需要學會優先考慮諧波含量低且攜帶濾波器和電抗器的變頻工具。變壓機電動機安裝時，控制信號電纜和本身的動力電纜要有屬于各自的架構線路的電纜結構，做好及屏蔽措施，禁止線路交叉或者架構紊亂，安裝時兩者要保持距離以及設立必要的防護措施，綜合達到既發展工業經濟又節能減耗的“雙贏”效果。值得我們借鑒的是，國際上針對變頻空壓機電動機重新設計了空壓機，將電機由傳統意義上的單相電改為三相交流電，并且具有良好的調速性能。我國目前大量生產和應用的空壓機電動機，如果要持續發展就必須要開發出單相電機的變頻器。最后對改造之后的空壓機電動機進行相關的數據計算，并進行成本分析，驗證是否能夠讓改造后的空壓機更加有效地節省能源。

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發電機提供磁場功能的就是勵磁系統，它可以有效的同步發電機與電力系統，發電子轉子繞組可以直接從勵磁系統獲取直流電。勵磁系統的交直流轉換變壓器為勵磁系統生成直流電，這個變壓器連接著發電機的出口，交流電轉換為直流電時，電勢產生，有效的支持變壓器的啟動，由此可見，發電機同步的維持以及發電機或輸出無功率都深受勵磁系統的。勵磁電流的突變會有很多的連鎖反應，無功功率輸出會變高，然后導致過高的工作電壓；反之，工作電壓降低，甚至會出現不同步的情況。

自動電壓調節的方式中，勵磁系統會在輸出吸收電力系統中的無功功率的同時將電壓始終保持在最正常的范圍內。發電機的保護者就是勵磁控制，它排除發電機不允許的工況，從而控制不穩定運行在發電機系統中產生，對發電機起到相應的保護功能。

2發電機靜態穩定性

發電機靜態穩定性會在某些情況下受到一定的影響，例如：線路在電廠輸電到負荷中心之間過少，當遠端發電廠和負荷中心這兩個電壓向量之間的夾角達到90b或以上時，系統間會降低傳輸的電能可能性，震蕩也會出現在電力系統中，并可能有幾個孤網被解列。

如果故障導致發電廠或者負荷中心之間的線路斷開，兩點之間的電抗就會增加到一個能夠提供傳輸卻不能維持同步的最大電能點。發電機一系列的不同部會在震蕩的狀態下因刺激的跳動而引起。負荷中心同遠端的電廠之間的輸電線路的電抗會因系統間的斷路而增加，這就導致同時出現電勢衰減、與靜態穩定、不穩定等種種現象。

3失磁保護

各個系統按部就班，共同協調合作才能使發電機的保護和控制協調得以實現，失磁保護的完成需要與電機容量、靜態穩定和欠勵限制相協調。發電機在欠勵工況下運行需要經由失磁保護將狀態設為允許。要及時對發電機的失磁現象進行檢測，以避免因失磁或部分失磁給發電機或其他電力部分帶來嚴重的損失。電磁失磁之后，會引起轉子、阻尼提高溫度，也大大提高了故障發生的概率。供給發電機磁場繞組的直流供電短路、磁場繞組短或勵磁系統的斷路器斷開都可能引發發電機失磁。目前，較常用來檢測發電機失磁的是阻抗繼電器。

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和模擬電路比較，其數字電路特點比較突出，從以下幾個方面來說：第一、結構簡單，能夠進行集成化、系列化生產，比較方便，而且成本低，使用方便。第二、具有抗干擾性強、可靠性高、精確度高、穩定性好等優點。第三、在處理功能方面較強，除了能實現數值的運算，還實現邏輯運算和判斷。第四、能夠進行編程數字電路，很好地實現在各種運算方面的靈活性。第五、通過數字信號的應用，更方便進行存儲、加密、壓縮、傳輸。

2單片機技術

2.1單片機的定義對于單片機的定義，往往是指把計算機的一個個部件都匯集到一塊芯片之中，這就組成的一個微型的系統。而單片機的設計，是為了控制其應用而設計的、以及制造其固有的構造，在國際上，也叫微控制器。

2.2基本結構及特點在單片機芯片內，往往包括以下幾部分：CPU部分、ROM部分、RAM并行I/O部分、串行I/O部分、定時器計數器部分、中斷控制系統時鐘部分、A/D即模數轉換器部分和D/A即數模轉換器部分、以及WDT監視定時器等部分。對于單片機，其特點為：1、功能多。2、品種多。3、占用空間少。4、系統所需器件少。對于單片機的應用，包括4大類：第一類：智能儀器儀表；第二類：在工業方面進行測控的；第三類：在民用方面的是一個具有智能型的電子品；第四類：在設備方面是屬于計算機的一個外設及通信的設備。

3結合數字電子技術與單片機的應用實例

3.1數字電子鐘20世紀末，隨著電子技術的發展，現代電子產品已經出現在社會的各個地方，這樣就帶動了社會的發展，即社會變得信息化，以及提高了現代電子產品的性能化。目前，隨著單片機的發展，使其變得高性能化、多品種化，這就逐漸轉化為CMOS，最終實現了“功率比較低、體積比較小，容量特別大，性能特別高，價格特別低的設備，在電路方面，其具有了內裝片的設備。這種技術屬于微控的一個技術。而在單片機模塊中，最普邊的是數字鐘的使用。對于數字鐘，是利用數字電子技術而實現的，即能進行分秒來計時的裝置，這與機械式時鐘不同，其準確性和直觀性較高。對于電子鐘，往往按照數字電路來進行的，用時、分、秒的數字來顯示，屬于一個計時的裝置，其應用比較廣泛，大部分是出現在每個家庭、車站，碼頭等地方。對于人們的日常生活來看，也是一個必須的、具備的產品。對于數字鐘及其擴大應用的研究，這是具有很重要的意義。

3.2由數字電子鐘組成的單片機的選擇在電子時鐘里，對于單片機的選擇，往往是以AT89c52為核心的，即作為一個電子時鐘的硬件部分。在AT89C52片內，往往利用的是FLASHROM，在3V的超低壓下而運行的。其存儲空間具有8KB的ROM，而在線編程中，隨時可以進行擦除，也不會對芯片產生傷害。一旦把AT89C51作為核心部件，就會對芯片產生傷害。

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1.1在現代機械制造業中的應用傳統機械制造業是建立在規模經濟的基礎上，靠企業規模、生產批量、產品結構和重復性來獲得競爭優勢的，它強調資源的有效利用，以低成本獲得高質量和高效率，其生產盈利是靠機器取代人力，靠復雜的專業加工取代人的技能來獲取的。先進的機械制造業是以信息為主導，采用先進生產模式、先進制造系統、先進制造技術和先進組織管理形式的全新的機械制造業，其特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環保協調的綠色制造。現代制造業集成了現代科學技術的發展，充分利用電子計算機技術，使制造技術提高到新的高度。近年來，制造工程領域的新技術相繼誕生，如計算機數字控制、現代集成制造系統、柔性制造技術、敏捷制造、虛擬制造、并行工程等。

1.2在飲料行業中的應用機電一體化技術是當今發展最快、應用前景最為廣泛的技術之一。機電一體化技術在食品、飲料包裝機械的開發、設計和制造過程中的應用。不僅使單機的自動化程度大大提高，而且使整條包裝生產線的自動化控制水平、生產能力得到很大提高，使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備。可以大大改善食品飲料包裝生產設備產品的質量，提高其國內、國際競爭能力。

1.3在鋼鐵企業中的應用

1.3.1計算機集成制造系統(CIMS)鋼鐵企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。

1.3.2現場總線技術(FBT)現場總線技術是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。

1.3.3交流傳動技術隨著電力電子技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。

1.3.4開放式控制系統“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。

1.3.5分布式控制系統(DCS)分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。

2機電一體化技術的發展趨勢

2.1智能化智能化即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊數學、神經網絡、灰色理論、心理學、生理學和混沌動力學等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

2.2數字化微控制器和接口技術的發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程控制操作、診斷和修復。

2.3模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。從而避免利益的沖突，并能使之標準化、系列化。

2.4網絡化網絡技術的興起和飛速發展給社會各個領域帶來了巨大變革。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

2.5自源化自源化是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。

2.6人性化人性化是各類產品的必然發展方向。機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說更自然，更接近生活習慣。

2.7微型化微型化是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電系統是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統。微機電系統產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、信息等方面具有不可比擬的優勢。

2.8綠色化工業發達給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果，所以綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

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隨著機電一體化技術的發展，各種產品與裝置實現了機電一體化，有利實現整體優化，提高產品質量和生產效率，縮短開發新產品的生產準備周期，加速科技成果向商品轉化，有利推動傳統產業發生深刻變革，同時，隨著新產品的研發及高精密等設備的發展，要求新一代機電一體化技術、產品及系統朝著高性能、智能化、系統化以及輕量化、微型化方向發展，從而為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。

摘要：隨著科學技術日益走向整體化、交叉化和數字化以及微電子技術信息技術的迅速發展，機電一體化技術的應用也越來越廣泛。本文對機電一體化技術的應用進行闡述，并對其發展進行探究。

關鍵詞：機電一體化應用發展

參考文獻：

[1]袁中凡.機電一體化技術[M].北京:電子工業出版社.2006.

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1.1維持生產系統的正常運行。

機電設備在煤礦生產過程中是一個不可缺少的設備，如果機電設備不能保持良好的運行狀態，會使得整個煤礦企業都無法正常的運轉，所以在工作的過程中，保證設備維修和管理的質量，才能更好的提高生產系統的性能，使得整個生產過程都更加的順暢。

1.2保證煤礦企業的安全生產。

煤礦生產的過程中面臨著比較大的安全風險，如果在這一過程中不能對設備進行有效的管理，就有可能會出現比較嚴重的安全事故，這樣一來不僅會給企業造成十分嚴重的經濟損失，還有可能造成人員傷亡，后果不堪設想。所以，加強設備維修和管理能夠很好的減少安全隱患，進而也就減少了安全事故的數量，同時也保證了煤礦企業自身的發展水平，使得生產的安全性大大提升。

1.3提高煤礦企業的綜合效益。

在煤礦企業運行的過程中，不斷的提高設備維修的質量和水平可以有效的減少安全事故發生的概率，這樣也就使得企業不需要為安全事故買單，在保證了煤礦企業生產順利進行的同時，提高了煤礦企業的經濟效益和社會聲譽。

2煤礦機電設備維修技術管理的現狀

盡管煤礦企業都認識到加強機電設備維修技術管理的重要作用，并采取相關的策略加強這方面的工作，然而由于受到多方面因素的影響，維修技術管理工作中仍然存在著一些問題，主要包括以下幾個方面：

2.1信息反映不及時。

針對這一問題，其表現也是比較多樣的，在設備的設計、制造、維修和管理上并沒有形成一個聯動的機制，在設備運行的過程中出現了問題也采取消極對待的態度，出現了問題也不及時的向領導進行匯報，這樣設備就遲遲的得不到維修，設備有可能完全無法使用，影響了企業正常的生產流程。

2.2過剩檢修的存在。

機電設備定期進行檢修可以及時的發現設備存在的故障，但是在檢修的過程中也是存在這一定問題的，因為設備磨損的狀況一直都處在變化的環境當中，所以和運行的時間和檢修的時間也有一定的沖突，在檢修中也存在著頻率較高的情況，這種情況不僅耗費大量的資金和精力，同時設備頻繁拆卸對其自身的性能也不是很好。

2.3事后維修不徹底。

機電設備在運用一段時間之后就會出現一些故障，但是現在所掌握的技術還不能對故障起到有效的預防作用，只能在問題出現之后對其進行維修和處理，這種措施顯得過于被動，這樣也就使得相關的措施是很難得到完善和補充的。

2.4監控設備控制不力。

在一些煤礦生產企業當中，已經建立起了設備監控系統，但是在實際的生產中，關注的重點一直都是旋轉設備的監測和控制，但是疏于對其他設備的管理，這樣一來，技術人員就無法對設備進行有效的維修，這樣一來也使得很多設備都得不到及時的維修和處理。

2.5組織結構不合理。

在機電設備維修和管理的過程中，監控部門和維修部門完全是處在兩個層次當中的，同時二者之間并沒有建立一個非常有效的聯系，再加上其在實際的工作中，信息誤發實現共享和交流，這樣也就使得設備維修不足或者是設備維修過于頻繁的現象時有發生。

3煤礦機電設備維修技術管理的對策

為了應對當前煤礦機電設備維修技術管理存在的問題與不足，保證設備的正常運行，提高煤礦企業的綜合效益，筆者認為將來在實際工作中可以采取以下相關策略。

3.1建立完善的設備維修體系。

在設備維修過程中，應該根據設備的運行狀況和故障的種類來選擇合適的維修方式，維修方式不同，所使用的成本、產生的效益往往不同，因此，應該在同一個煤礦企業當中實行多種維修方式，不斷完善設備維修體系。對于故障的類型不同才，采用的維修方式也往往不同，這樣更有利于對故障和排除和維修效率的提高。

3.2促進維修管理工作信息化。

在煤礦企業機電設備維修中，其信息類型多種多樣，信息統計量大，并且處理比較困難。隨著現代生產模式在煤礦企業當中的運用，傳統的機電設備維修技術不能適應煤炭企業的實際，限制了管理水平的提高，因此必須實現維修技術管理工作的信息化，運用先進的信息技術提高維修技術管理水平。3.3改進維修技術管理的方式。在實際工作中，要更加注重對設備使用和設備維修的管理，保證設備處于良好的性能，提高設備的使用效率。煤礦企業應該高度重視設備的使用和維修，提高維修管理人員的素質，做好保養和維護工作。并根據相關的維修理論、機電設備的特征、工作環境等等，做出正確的維修決策，健全相關制度，督促維修管理人員積極履行自己的職責，形成完善的維修技術管理方式，促進各項工作有序進行。

3.4積極推行綠色的維修方式。

綠色維修是現代設備維修的新方式，它有利于提高資源利用效率，增強對環境的保護。這就要求在維修實際工作中，不僅要做好對設備的維修，保證其處于良好的性能，還應該盡可能減少維修過程中產生的廢棄物，降低對環境的損害，提高資源的利用效率，以達到最佳的維修效果。

3.5重視對使用和維護的管理。

在煤礦開采實踐中，勞動者的素質還相對比較低，業務技能不高，這不僅影響了對機電設備的使用，也給設備的維修帶來了困難。此外，如果對設備的管理和維護不善，往往會影響設備的正常運行，留下安全隱患。因此，必須重視對使用和維護的管理工作，減少設備的故障，保證設備處于最佳的工作狀態。

3.6完善維修技術管理責任制。

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數學模型診斷技術是基于數學知識發展而來的診斷技術，同時，融合了動態檢測技術及傳感器技術。通過分析與處理采集的機電設備參數，實現對故障的診斷。該種技術應用的關鍵在于能夠建立科學、合理的數學模型，才能確保故障診斷的高效性與有效性。

2智能診斷技術

智能診斷技術從本質上來講屬于特征比較技術，通過對人腦的模擬，對故障信息進行采集、分析與處理。該種技術的重點在于建立完善的機電設備故障特征數據庫，當機電設備出現故障后，將其與數據庫中的信息進行對比以實現對故障的診斷。目前來看，神經網絡系統以及專家系統是比較常用的機電設備故障診斷技術。

3礦山機電設備故障診斷技術應用注意事項

僅僅掌握礦山機電設備故障診斷技術，還不能確保機電設備處于最佳的工作狀態，最重要的還應能夠注意應用時的事項，以充分發揮不同診斷技術優勢，完成對機電設備故障的診斷與分析，為提高故障排除效率提供有力的支撐。那么礦山機電設備故障診斷技術應用應注意哪些問題呢？接下來進行詳細的探討。

3.1重視礦山機電設備日常故障檢測

研究發現，礦山機電設備應用過程中很多故障的產生多由日常檢測疏忽引起，因此，為及時發現機電設備故障，防止故障的進一步蔓延，應加強對其日常檢測的重視。首先，制定詳細的日常檢測工作制度，明確對機電設備日常故障檢測的工作細節，尤其應根據礦山技術人員實際情況，將相關的日常檢測工作落實到個人，確保日常檢測工作的順利實施；其次，建立科學的日常故障檢測工作機制。調查發現，部分技術人員依據相關工作制度，履行了日常檢測的職責，但由于工作機制不科學，導致故障不能及時上報給上級部門，致使機電設備帶病運轉的情況較為常見，使機電設備發生重大故障帶的機率大大提高；最后，加強診斷技術人員日常故障檢測的思想教育。技術人員是礦山機電設備故障診斷的主要負責者，其職業素養的高低，會給機電設備故障診斷工作產生直接影響。因此，礦山開采單位應定期組織技術人員開展思想教育工作，使每一位技術人員提高對故障診斷工作重要性的認識，不斷提高技術人員職業素養，從而能夠在工作中自覺履行職責，確保礦山機電設備日常故障檢測工作的圓滿完成。

3.2注重重要礦山機電設備故障診斷

礦山開采中有很多比較重要的機電設備，例如高壓異步電動機、采煤機、礦井提升機等，這些設備一旦出現故障，會嚴重影響礦山開采進度及產量，因此，對礦山機電設備故障診斷時應分清主次，借助專門的故障診斷技術，加強對重要機電設備的故障診斷。首先，要求技術人員不斷學習重要機電設備的工作原理，總結重要機電設備常見故障，從而采取針對性故障診斷技術，以提高故障診斷有效率；其次，靈活運用多種故障診斷技術。一些重要的礦山機電設備處于較為復雜的工作環境中，引發故障的因素多而復雜。有時僅僅采用一種故障診斷技術很難對故障位置進行準確定位，這就要求技術人員能夠熟練應用不同機電設備故障檢測技術，以在最短的時間內定位故障；最后，不斷進行總結與反思。技術人員應時常結合自身實踐，不斷總結與反思機電設備故障診斷技巧，總結出適合自身的一套有效的故障診斷方法，提高自身機電設備故障診斷水平。

4結語

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職業學校機電技術應用專業應當結合社會的實際發展需求，及時更新理論教學內容，使學生學習和掌握最新的專業理論知識，提高學生專業技能。在具體實踐中，職校可采取“請進來”與“走出來”的方式推動理論教學改革。對于“請進來”而言，職校可聘請一些在大型機械企業或相關專業協會的工程師、技師，到本校進行授課，向學生傳授最新的理論知識，通過將專業教學內容與自身實踐經驗相結合，激發學生的學習興趣。對于“走出去”而言，職校應當選派專業課教師去相關企業進行學習和實踐，使專業課教師掌握先進的生產技術，及時收集機電技術應用專業的新信息，并將這些新知識和新信息傳授給學生，拓展學生的知識面。

2構建理實一體化教學模式

以“機床故障檢測與維修”專業課程為例，教師可采取項目教學法、現場教學法、仿真教學法、案例教學法等多種教學方法，使教、學、做融為一體，讓學生在學中做、做中學，構建理實一體化教學模式，積極推動理論教學改革。教師可根據專業課程的特點，將其劃分為四個項目及若干個任務，具體如下：項目一：機床的管理與維護。主要任務為車間的6S管理與機床的檢查、機床精度測量與驗收；項目二：機床機械部件的調整與維修。主要任務為進給部件的調整與維修、主軸部件的調整與維修、重要輔助部件的調整與維修；項目三：機床典型故障的診斷與維修。主要任務為螺紋車削誤差故障維修、機床系統故障維修、軸類零件加工誤差故障維修、機械手換刀故障維修、輔助裝置故障維修等；項目四：數控機床故障診斷與維修。主要任務為數控機床方式選擇功能的故障維修、通信功能故障維修、冷卻功能故障維修、進給倍率功能故障維修等。通過進行基于工作過程的實戰訓練，既能夠使學生在實際操作中掌握機床故障檢測與維修的相關理論知識，又能夠使學生具備拆裝調整機床機械部件與診斷排除機床機械故障的技能，提高學生運用理論知識解決實際問題的能力。

3運用多樣化的教學手段

在機電技術應用專業的理論教學中，教師必須轉變傳統的填鴨式教學方式，靈活運用多媒體教學手段，將專業課程中涉及到的原理圖、零件圖、裝配圖、程序圖、電路圖等內容制作成多媒體課件，以供課堂教學使用。通過運用多媒體教學手段，可以有效彌補傳統教學手段的不足，節省課堂板書時間，使枯燥、抽象的理論知識易于理解和記憶，從而提高學生對專業課程理論知識的學習效率。同時，職校還可以利用網絡信息技術，將專業課程的相關教學資料上傳到校內網絡平臺上，使學生能夠利用課下時間復習和鞏固已學的理論知識，拓寬學生的學習渠道。

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傳統教學模式中，教師一般只借助口述與板書的形式來展示所要傳授的內容，而隨著時代的發展與科技的進步，信息技術觸發了教育方法的不斷革新，課堂教學變得更加方便與豐富，知識呈現變得容易。如課下教師可以借助網絡開設討論組，或者以創設留言板、網頁的形式，就學生感興趣的話題展開討論，學生也可以對不熟悉的問題進行詢問，教師將課上收集的問題統一回答與講解。例如，《機電一體化檢測系統》一節的相關知識比較復雜，為引導學生形成系統的知識網絡，教師可采用專題探究的教學形式，借助信息技術，引導學生展開系統的學習與分析。關于位移、速度、加速度、力、扭矩、流體壓強等方面的檢測存在多種檢測方法、檢測流程與檢測曲線，教師可運用信息技術結合實例展示在學生面前。同時，本章節的重難點內容，可借助校園網絡平臺，實施遠程授課，或者教師和學生實時進行網上溝通，使學生的學習不受時間與空間的限制，切實提升教學質量。

二、拓寬時空范圍，提升教學效率

信息技術能夠打破時空限制，把豐富的文字、圖片、音頻、視頻等資料集中起來，變微觀、抽象與遠程的知識為鮮活、生動、可感受的信息技術環境下的知識，從而節約了教學準備時間，提升了教學效率。例如，講授《電氣系統設計》一節的相關知識時，教師可借助信息技術，將電氣設計基本任務、基本內容、設計原理、中心環節，借助設計的實例展開分析與講解，使學生形成系統化的印象。還可以打造模擬的電氣設計實驗室系統，模擬特定條件下的設計環節，引導學生展開設計原件的選定、安裝方式與接線方式的實踐、組件裝配的設計等。從而促進學生將理論與實際結合，打破時空限制，強化學生的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的形成。

三、總結

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傳統機電專業基礎課程教學以理論基礎知識教學為主，隨著“寬基礎、活模塊”課程模式的實施，課程群相關教學內容無法滿足不同學生的學習要求，使得學生不能充分適應用工市場的需求，擇業面小；在教學手段基本采用與教材基本配套的掛圖和不易攜帶的實物教具，難以滿足教學上的要求，部分學生出現厭學情緒；現有的機電專業課程專業教師大多是從學校畢業后任教，教師專業化程度尚未形成。大部分教師缺乏企業實踐工程經驗，無法滿足機電類專業人才培養的實踐要求。

2信息環境下教學模式設計

2.1教學層次設計

本論述以《機電專業人才國家職業資格標準》為基礎，就教材內容、實訓項目等，與現場長期從事培訓的人員進行研討，分別從教學信息系統、教學過程、教學產品進行分層次設計，然后根據層次結構組織安排相關的教學內容。

2.2教學模式設計

信息技術環境下的教學是以多種信息技術為教學支撐環境，形成教師與學生之間的穩定關系和活動進程的結構形式。利用信息技術能夠彌補傳統課堂教學的不足，例如將工學結合融合在生產現場的環境之中，把生產的現場作為教學的課堂，在現場講解實際操作和解決疑難問題。一種信息環境下強調自主學習活動形式的教學新模式設計流程。信息技術環境下教學模式最為突出的就是基于網絡的教學信息系統在課堂教學中的應用，突出網絡在機電專業師生教學活動中的重要地位和作用，結構合理的信息技術環境下教學模式不僅可以充分發揮信息技術的各種優勢，還可以有效提高學生的學習效果，因而信息技術環境下教學模式體現出自身的特征，這主要表現在：教師角色、學生地位、教學過程、媒體作用等幾個方面。例如通過構建在線學習系統，這種教學模式是利用學校的優質師資，依托公眾多媒體通信網進行遠距離交互式教學，這種教學模式可以打破時間和地域的限制。這種學習模式的實施依賴于多個因素，學校支持、學習小組建立以及遠程網絡學習支持系統等。

2.3教學內容組織

在信息技術環境下，機電專業課程群教學內容的組織是設計的難點，其課程群融合了機械、電子兩大專業課程群的知識點。如《機械制圖》、《機械設計基礎》、《機械制造工藝學》、《數控技術應用》、《PLC技術》、《傳感器技術》等課程，這些基礎課程群既有較強的獨立性又彼此緊密聯系，在信息技術環境下就可以充分利用技術上的優勢將不同課程群教學資源進行整合，方便學生能夠更加全面的掌握機電專業基礎教學內容和專業技能。例如，機電專業不少基礎課程都不同深度、層次的講述過螺紋連接的相關知識點，我們就能從每門課程教學立足點開發其多媒體教學資源，如連接動畫、圖例和一些文字資源等。并且，在多媒體信息技術條件下，這些課程之間的緊密聯系也可以非常清楚地體現，教學內容中的知識點、重點、難點可以綜合到一個網絡在線學習環境中。此外，還需要網絡教學系統的開發人員能夠認識到機電專業課程群具體的教學側重點，例如《機械制圖》側重于畫法教學而《機械基礎》側重于連接與傳動關系的講述，這就要求多媒體課件在信息資源的制作過程中體現出來。

3結束語

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現代電源技術是應用電力電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。在各種高質量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用,是現代電力電子技術的具體應用。

當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。

1.電力電子技術的發展

現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、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體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。

1.1整流器時代

大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,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(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,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與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

1.2逆變器時代

七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。

1.3變頻器時代

進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

2.現代電力電子的應用領域

2.1計算機高效率綠色電源

高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。

計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于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通信用高頻開關電源

通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,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變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。

因通信設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,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對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變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網側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,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,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)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。

現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,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的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。

目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速,已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。

2.5變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要,已獲得巨大的節能效果。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,用于驅動交流異步電動機實現無級調速。

國際上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調速技術應用于空調器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內于90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產線生產變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研制的進一步發展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機電源

高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。

逆變焊機電源大都采用交流-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,經高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩定的直流,供電弧使用。

由于焊機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電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器,通過對多參數、多信息的提取與分析,達到預知系統各種工作狀態的目的,進而提前對系統做出調整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續率60%,全載電壓60~75V,電流調節范圍5~300A,重量29kg。

2.7大功率開關型高壓直流電源

大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。

自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。

國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經整流變為直流,采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。

2.8電力有源濾波器

傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統LC濾波器的不足,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。

2.9分布式開關電源供電系統

分布式電源供電系統采用小功率模塊和大規模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產效率。

八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器并聯技術的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現,結合大規模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。

分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納,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。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。

3.高頻開關電源的發展趨勢

在電力電子技術的應用及各種電源系統中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、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。

3.1高頻化

理論分析和實踐經驗表明,電氣產品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統“整流行業”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這一原理進行改造,成為“開關變換類電源”,其主要材料可以節約90%或更高,還可節電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高頻設備固態化,帶來顯著節能、節水、節約材料的經濟效益,更可體現技術含量的價值。

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,包括開關器件和與之反并聯的續流二極管,實質上都屬于“標準”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計制造。實際上,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重,對器件造成更大的電應力(表現為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些制造商開發了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統的引線連接,這樣的模塊經過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優化完美的境地。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,再把整個模塊固定在相應的散熱器上,就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統連線,把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。另外,大功率的開關電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個獨立的模塊單元并聯工作,采用均流技術,所有模塊共同分擔負載電流,一旦其中某個模塊失效,其它模塊再平均分擔負載電流。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,而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統可靠性,即使萬一出現單模塊故障,也不會影響系統的正常工作,而且為修復提供充分的時間。

3.3數字化

在傳統功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代,電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是,現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要,數字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調試和遙感遙測遙調,也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統的設計來說,模擬技術還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術的知識,但是對于智能化的開關電源,需要用計算機控制時,數字化技術就離不開了。

3.4綠色化

電源系統的綠色化有兩層含義:首先是顯著節電,這意味著發電容量的節約,而發電是造成環境污染的重要原因,所以節電就可以減少對環境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網產生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準,如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節電設備,往往會變成對電網的污染源:向電網注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數下降,使電網電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現缺角和畸變。20世紀末,各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生,有了多種修正功率因數的方法。這些為2l世紀批量生產各種綠色開關電源產品奠定了基礎。

現代電力電子技術是開關電源技術發展的基礎。隨著新型電力電子器件和適于更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現,現代電源技術將在實際需要的推動下快速發展。在傳統的應用技術下,由于功率器件性能的限制而使開關電源的性能受到影響。為了極大發揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術,可使功率開關工作在零電壓或零電流狀態,從而可大大的提高工作頻率,提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源。

總而言之,電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發展,新技術的出現又會使許多應用產品更新換代,還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實現,將標志著這些技術的成熟,實現高效率用電和高品質用電相結合。這幾年,隨著通信行業的發展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國內有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內外一大批科技人員對其進行開發研究。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產值需求的電力操作電源系統的國內市場正在啟動,并將很快發展起來。還有其它許多以開關電源技術為核心的專用電源、工業電源正在等待著人們去開發。

參考文獻

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(2)季幼章:迎接知識經濟時代,發展電源技術應用,電源技術應用,N0.2,l998

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