電力電子與電力傳動(dòng)

電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)科主要研究新型電力電子器件、電能的變換與控制、功率源、電力傳動(dòng)及其自動(dòng)化等理論技術(shù)和應(yīng)用。它是綜合了電能變換、電磁學(xué)、自動(dòng)控制、微電子及電子信息、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的新成就而迅速發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)科，對(duì)電氣工程學(xué)科的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步具有廣泛的影響和巨大的作用。該學(xué)科對(duì)實(shí)踐動(dòng)手能力要求很高，難度較大。本科是電氣工程、自動(dòng)化、電子信息工程的適合報(bào)考這個(gè)專(zhuān)業(yè)。該專(zhuān)業(yè)需要的基礎(chǔ)是電路基礎(chǔ)，模擬電路與數(shù)字電路，電機(jī)學(xué)，單片機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，電力電子技術(shù)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，數(shù)字信號(hào)處理。

電力電子器件的原理、制造及其應(yīng)用技術(shù);電力電子電路、裝置、系統(tǒng)及其仿真與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì);電力電子系統(tǒng)故障診斷及可靠性;電力傳動(dòng)及其自動(dòng)控制系統(tǒng);電力牽引;電磁測(cè)量技術(shù)與裝置;先進(jìn)控制技術(shù)在電力電子裝置中的應(yīng)用;電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用;電能變換與控制;諧波抑制與無(wú)功補(bǔ)償。

該專(zhuān)業(yè)實(shí)力最強(qiáng)的幾所院校:華中科技大學(xué)(逆變器、UPS方面科研成果卓著，有陳堅(jiān)、康勇、段善旭等知名教授)浙大(擁有國(guó)內(nèi)唯一的電力電子國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，師資力量雄厚，有汪槱生院士和徐德鴻等知名教授，科研成果較多)西安交通大學(xué)(西交的電力電子與能源研究中心在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平，科研成果較多，有電力電子知名專(zhuān)家王兆安教授) 南京航空航天大學(xué)(有航空電源航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，師資力量雄厚，科研成果較多) 合肥工業(yè)大學(xué)和中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(有電力電子與電力傳動(dòng)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科) 華北電力大學(xué)(張一工教授是國(guó)內(nèi)諧波抑制與無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)軍人物之一，另外石新春和韓民曉教授也是電力電子與電力傳動(dòng)佼佼者)。

毫無(wú)疑問(wèn)，電力系統(tǒng)是電氣工程下面一個(gè)非常非常傳統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)，畢業(yè)后較大的可能進(jìn)入國(guó)家電網(wǎng)或中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司下屬的各級(jí)電力公司，君不見(jiàn)這個(gè)壇子里好多人講電力的高薪，因而也算是一個(gè)旱澇保收的鐵飯碗;而電力電子與電力傳動(dòng)卻是一個(gè)全新的專(zhuān)業(yè)，是電力學(xué)、電子學(xué)與控制理論的交叉學(xué)科，涉及到電路拓?fù)?、自?dòng)理論、模電數(shù)電綜合知識(shí)，并且動(dòng)手能力、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在某種程度上決定了項(xiàng)目的成敗。電力電子專(zhuān)業(yè)的同學(xué)畢業(yè)后一般進(jìn)入企業(yè)或研究所，如世界頂尖的電力電子公司，如Emerson、GE、Simens、ABB、Philips、Oslang等，當(dāng)然還有一堆國(guó)內(nèi)的公司，一般從事開(kāi)關(guān)電源、UPS、變頻器、無(wú)功補(bǔ)償、及有源濾波等等?？偨Y(jié)一句話(huà)，如果你想有一個(gè)至少目 前還不錯(cuò)的鐵飯碗，就學(xué)電力系統(tǒng);如果你想從事具有前沿挑戰(zhàn)性的朝陽(yáng)行業(yè)，并且還不怕吃苦，希望苦盡甘來(lái)的可以學(xué)電力電子與電力傳動(dòng)。如果學(xué)了電力系統(tǒng)后在電力公司3、5年后未混到一官半職，那時(shí)的薪水可能就不如從事電力電子工作的同學(xué)。電力電子與電力傳動(dòng)是一個(gè)全新的學(xué)科，國(guó)內(nèi)的老師大多電機(jī)出身，很有可能不能提供實(shí)際的指導(dǎo)，但是導(dǎo)師的重要性在于能夠給你提供廣闊的研究資源，帶領(lǐng)進(jìn)入這個(gè)學(xué)科的大門(mén)。這個(gè)學(xué)科較強(qiáng)的國(guó)內(nèi)院校還是有的：第一個(gè)不可否認(rèn)就是浙江大學(xué)，徐德鴻、錢(qián)照明、呂征宇教授等;第二個(gè)是西安交通大學(xué)，德高望重的王兆安老師、及他的兩個(gè)高徒劉進(jìn)軍、楊旭;最后的一個(gè)是南京航空航天大學(xué)的嚴(yán)仰光及他的學(xué)生阮新波教授等。當(dāng)然，國(guó)際上最牛的學(xué)校是美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué) (Virginia Tech)的國(guó)家電力電子系統(tǒng)研究中心，最最最牛的Fred.C.Lee李澤元教授就在這里;當(dāng)然，美國(guó)的科羅那多大學(xué) (University of Colorado at Boulder)也不弱，特別是在電力電子的數(shù)字控制方向，著名電力電子學(xué)科教材Fundamental of Power Electronics的作者Erickson和Maksimovic就是這里的領(lǐng)軍人物。有志于想到國(guó)外從事電力電子研究的同學(xué)，可以申請(qǐng)這兩所學(xué)校。 此外，北卡羅來(lái)納州州立大學(xué)(North Carolina State University)的FREEDM研究中心也在對(duì)電力電子及電力電子器件進(jìn)行研究，這兒有國(guó)內(nèi)第一個(gè)IGBT的制造者Alex Q.Huang [1] 教授和IGBT的發(fā)明者Jayant Baliga。但是，很遺憾的是，電力電子目 前只是一門(mén)技術(shù)，而不能夠稱(chēng)為一門(mén)科學(xué)的學(xué)科，那是因?yàn)樯形葱纬赏暾熬_的理論基礎(chǔ)。因?yàn)槿绻麤](méi)有深厚的理論基礎(chǔ)，就不能稱(chēng)之為科學(xué)。這門(mén)學(xué)科目 前主要是從事電路拓?fù)渑c應(yīng)用技術(shù)的研究，目 前的理論基礎(chǔ)是線(xiàn)性控制方法與電路工程。 但是，電力電子其實(shí)不應(yīng)視作一個(gè)線(xiàn)性系統(tǒng)，因?yàn)楣β势骷枪ぷ饔陂_(kāi)關(guān)狀態(tài)的，也就是一個(gè)強(qiáng)病態(tài)非線(xiàn)性系統(tǒng)。因而，可以這么說(shuō)，目 前的電力電子系統(tǒng)基于線(xiàn)性控制理論是 完全不夠的，甚至在某些場(chǎng)合下可以導(dǎo)出一些錯(cuò)誤的結(jié)論。電力電子技術(shù)目前有幾個(gè)研究方向：高頻開(kāi)關(guān)電源技術(shù)：所有的信息系統(tǒng)與通信設(shè)備都需要使用開(kāi)關(guān)電源，小到各種便攜數(shù)碼產(chǎn)品，還有現(xiàn) 在時(shí)興的各種平板電視，大到服務(wù)器系統(tǒng)、通信基站機(jī)房、及種種航空設(shè)施等;電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用：如各種諧波補(bǔ)償、有源濾波裝置等，還有不斷發(fā)展的不間斷電源設(shè)備(UPS)，電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)與控制系統(tǒng)，電機(jī)的節(jié)能驅(qū)動(dòng)方面如各種變頻器(包括變頻空調(diào))，在當(dāng)前能源短缺的狀況下，太陽(yáng)能、風(fēng)能及各種再生能源的應(yīng)用，電力電子技術(shù)是最關(guān)鍵的技術(shù)要素?？梢韵葟囊恍?zhuān)業(yè)期刊了解一下這門(mén)學(xué)科，國(guó)內(nèi)的有《中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)》、《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》、《電力電子技術(shù)》及《電工技術(shù)雜志》，國(guó)際上的有IEEE的《Power Electronics》、會(huì)議有IEEE的APEC、PESC、ECCE等。根據(jù)多年的開(kāi)關(guān)電源實(shí)際研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為這一門(mén)方向的基礎(chǔ)是：第一位的是控制理論;第二位的是電路知識(shí);第三位也非常重要的模擬電子，當(dāng)然如今電力電子的數(shù)字控制是一個(gè)非常重要的發(fā)展方向，單片機(jī)、DSP的數(shù)字控制技術(shù)也將占有非常重要的地位。但是現(xiàn)實(shí)的情況下，很多從事電力電子研發(fā)的人，很多的就學(xué)過(guò)一門(mén)“電力電子技術(shù)”就根本就不夠，因?yàn)楹茈y理解電力電子系統(tǒng)的控制環(huán)路設(shè)計(jì);但是學(xué)控制的人也下手無(wú)門(mén)，因?yàn)楹芸赡懿恢廊绾谓Y(jié)合控制與電路拓?fù)洌踔翆?duì)電路的工作原理根本不明白。其實(shí)這一學(xué)科最缺乏的是多學(xué)科交叉人才，搞控制的很多不大懂電子電氣理論;搞電子電氣的又不明白控制基礎(chǔ)不了解數(shù)字控制技術(shù)。