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[讨论] 聊聊电力电子学科

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发表于 2008-2-14 10:06:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  电力电子技术是电气工程领域中一个极其重要的分支,可是我一直没找到一个合适的地方聊一聊这门学科,也罢,暂且放于这里。说句题外话,网上关于电子、电气的专门板块很少,更多的是医学、化工之类,电类行业的同仁应推进这方面的发展。

  老是看到好多新同学打听这个专业,N多人还在比较电力系统和电力电子与电力传动比较,哪个更好,哪个更有前(钱)途?刚过完年,今天有点空,也冒下泡,想跟对这一方向有点兴趣的兄弟姐妹简单聊一下这门这科的总体情况。我也只是一名普通的研发工程师,说得不对不全之处,请各位拍砖时手下留情。
  
  毫无疑问,电力系统是电气工程下面一个非常非常传统的专业,毕业后较大的可能进入国家电网或南方电网下属的各级电力公司,君不见这个坛子里好多人讲电力的高薪,因而也算是一个旱涝保收的铁饭碗;而电力电子与电力传动却是一个全新的专业,是电力、电力、与控制的交叉学科,涉及到电路拓扑、自动理论、模电数电综合知识,并且动手能力、实践经验在某种程度上决定了项目的成败。电力电子专业的同学毕业后一般进入企业或研究所,如世界顶尖的电力电子公司,如Emerson、GE、Simens、ABB、Philips、Oslang等,当然还有一堆国内的公司,一般从事开关电源、UPS、变频器、无功补偿、及有源滤波等等。总结一句话,如果你想有一个至少目前还不错的铁饭碗,就学电力系统;如果你想从事具有前沿挑战性的朝阳行业,并且还不怕吃苦,希望苦尽甘来的可以学电力电子与电力传动。如果学了电力系统后在电力公司3、5年后未混到一官半职,那时的薪水可能就不如从事电力电子工作的同学。
  
  这是一个全新的学科,国内的老师大多电机出身,很有可能不能提供实际的指导,但是导师的重要性在于能够给你提供广阔的研究资源,带领进入这个学科的大门。这个学科较强的国内学校还是有的:第一个不可否认就是浙江大学,徐德鸿、钱照明、吕征宇等;第二个是西安交通大学,德高望重的王兆安老师、及他的两个高徒刘进军、杨旭;最后的一个是南京航空航天大学的严仰光及他的学生阮新波等。当然,国际上最牛的学校是美国弗吉尼亚大学的国家电力电子系统研究中心,最最最牛的Fred.Lee李泽元教授就在这里;当然,美国的科罗那多大学也不弱,特别是在电力电子的数字控制方向,著名电力电子学科教材Fundamental of power electronics的作者Erickson就是这里的领军人物。有志于想到国外从事电力电子研究的同学,可以申请这两所学校。
  
  但是,很遗撼的是,电力电子目前只是一门技术,而不能够称为一门科学的学科,那是因为尚未形成完整及精确的理论基础。因为如果没有深厚的理论基础,就不能称之为科学。这门学科目前主要是从事电路拓扑与应用技术的研究,目前的理论基础是线性控制方法与电路工程。但是,电力电子其实不应视作一个线性系统,因为功率器件是工作于开关状态的,也就是一个强病态非线性系统。因而,可以这么说,目前的电力电子系统基于线性控制理论是完全不够的,甚至在某些场合下可以导出一些错误的结论。
  
  电力电子技术目前有几个研究方向:高频开关电源技术:所有的信息系统与通信设备都需要使用开关电源,小到各种便携数码产品,还有现在时兴的各种平板电视,大到服务器系统、通信基站机房、及种种航空设施等;电力电子技术在电力系统中的应用:如各种谐波补偿、有源滤波装置等,还有不断发展的不间断电源设备(UPS),电动汽车的驱动与控制系统,电机的节能驱动方面如各种变频器(包括变频空调),在当前能源短缺的状况下,太阳能、风能及各种再生能源的应用,电力电子技术是最关键的技术要素。可以先从一些专业期刊了解一下这门学科,国内的有《中国电机工程学报》、《电工技术学报》、《电力电子技术》及《电工技术杂志》,国际上的有IEEE的《Power Electronics》、会议有IEEE的APEC、PESC等。
  
  根据多年的开关电源实际研发经验,我认为这一门方向的基础是:第一位的是控制理论;第二位的是电路知识;第三位也非常重要的模拟电子,当然如今电力电子的数字控制是一个非常重要的发展方向,单片机、DSP的数字控制技术也将占有非常重要的地位。但是现实的情况下,很多从事电力电子研发的人,很多的就学过一门“电力电子技术”就根本就不够,因为很难理解电力电子系统的控制环路设计;但是学控制的人也下手无门,因为很可能不知道如何结合控制与电路拓扑,甚至对电路的工作原理根本不明白。其实这一学科最缺乏的是多学科交叉人才,搞控制的很多不大懂电子电气理论;搞电子电气的又不明白控制基础不了解数字控制技术。
  
  另外,一个更重要的问题是,电力电子是一门实践性极强的学科,现在的大学老师或是毕业的学生,理论与实践脱节的程度实在是太严重了,且不必说究竟有没有了解一点点深入的基础理论。入手的第一步应该是仿制别人的产品,然后测量各点的实际工作波形,接着研究怎样利用控制、电路知识来解释各种实验现象。慢慢的,就有可能成为这行的高手。所以,如果兄弟姐妹能够忍受坐多年的冷板凳,相信在不远的将来有辉煌的一天。
  
  电力电子与运动控制技术可被看作是计算机技术后的第二次重大技术变革,它将极大地改变人类的能源与生活,但是由于目前基础理论的缺失,中国将极有可能尽快赶上世界发展水平的一个重要研究方向,相信在不久的将来,具有创新、敏锐的中国年青人将在这一学科占有一定的理论与技术地位。
  
  虽然理论基础也是非常簿弱,但我一直在努力。我一直从事开关电源的研发,但对这一行业的学术非常感兴趣,欢迎同道中人有空多聊聊业界的技术状态及职场发展。

[ 本帖最后由 sober2003 于 2008-2-14 10:09 编辑 ]-%-51814-%-

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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2016-9-6 10:21:46 | 显示全部楼层
    想從事風電、光電或新能源的,最好能有電力電子的基礎。
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2016-9-6 21:03:51 | 显示全部楼层
    这个帖子不错,大家快来顶起来!
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    发表于 2008-2-14 13:50:56 | 显示全部楼层
    新人新气象
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    发表于 2008-2-14 19:45:34 | 显示全部楼层
    说的真是太好了 谢谢指点
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     楼主| 发表于 2008-2-16 11:32:45 | 显示全部楼层

    人气也太不旺啦

    从事电力电子的兄弟也出来冒个泡呀
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    发表于 2008-2-16 22:45:21 | 显示全部楼层
    谈得很透彻
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    发表于 2008-2-18 09:30:02 | 显示全部楼层
    因为难才好玩,我当年选电力电子作为研究方向目前看来没选错,继续努力!

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    参与人数 1学分 +1 收起 理由
    皓月之殇 + 1 因为 难才好玩

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    发表于 2008-2-18 10:26:10 | 显示全部楼层
    很好,对于我这种新人很有指导意义
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    发表于 2008-2-21 16:55:28 | 显示全部楼层
    觉得电力电子学起来特费劲
    但有隐约感觉他很重要
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    发表于 2008-2-22 15:51:55 | 显示全部楼层
    说得好。不过国人还需持续的努力
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    发表于 2008-2-25 16:39:50 | 显示全部楼层
    楼主说的一点不错!我是在校研究生,电力电子专业,正在搞有源滤波,希望跟工程师们多交流!
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