电力电子变换电源及其应用电源变换技术与应用专业学什么？未来前景如何？就业方向及职位|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

电源变换技术与应用专业学什么？未来前景如何？就业方向及职位

**电源变换技术与应用专业学什么？未来前景如何？就业方向有哪些？就业职位有哪些？该专业考研方向有哪些？**

电源变换技术与应用专业是一门涉及电力电子、自动控制、微电子等多个领域的综合性学科。该专业主要研究电源变换的理论、技术及其在各类电器设备中的应用。随着现代科技的飞速发展，电源变换技术已成为许多领域不可或缺的核心技术之一。

**一、电源变换技术与应用专业学什么？**

电源变换技术与应用专业的学生需要掌握电路分析、电子技术基础、电力电子技术、控制理论、微机原理与应用、信号检测与处理等专业课程。此外，还需要了解新能源技术、电机与电力拖动、电力系统分析等相关知识。通过理论与实践相结合的学习方式，学生将具备电源变换系统的设计、开发、调试和维护能力。

**二、未来前景如何？**

随着全球能源结构的转型和新能源技术的快速发展，电源变换技术与应用专业的未来前景十分广阔。在电动汽车、风力发电、太阳能发电、智能电网等领域，电源变换技术发挥着越来越重要的作用。同时，随着智能化、网络化的不断推进，电源变换技术也在向着智能化、高效化、绿色环保的方向发展。

**三、就业方向有哪些？**

电源变换技术与应用专业的毕业生有着广泛的就业方向。他们可以在电力、能源、交通、通信、航空航天等领域从事电源变换系统的设计、研发、生产、测试、维护等工作。同时，他们也可以在科研院所、高校等单位从事相关领域的科研、教学等工作。

**四、就业职位有哪些？**

电源变换技术与应用专业的毕业生可以担任的职位包括但不限于：电源工程师、电力电子工程师、电气工程师、研发工程师、测试工程师、技术支持工程师等。

**五、该专业考研方向有哪些？**

电源变换技术与应用专业的考研方向主要包括电力电子与电力传动、控制理论与控制工程、电气工程等。学生可以根据自己的兴趣和职业规划选择合适的考研方向，进一步深造和提升自己的专业素养和竞争力。

综上所述 ，电源变换技术与应用专业是一个具有广阔前景和发展空间的学科。对于有志于从事电力电子、新能源等领域的学生来说，选择这个专业将是一个明智的选择。

电子电力变压器1——电力电子变换技术概述

20世纪40年代，在电能变换和传输领域，随着变压器设计制造技术的成熟和应用日益普及，人们又开始探索采用变压器以外的设备实现电能的变换和控制。1985年，第一只商用晶闸管（Thyristor，也被称为可控硅整流器SCR，Silicon Controlled Rectifier）的出现，标志着一门新兴技术--电力电子技术（Power Eletronics）的诞生。1974年，第四届国际电力电子会议提出了著名的W.Newell定义，这是首次对电力电子技术（或电力电子学）做出的定义，电力电子技术是横跨在电子技术、电力技术以及控制技术之间的交叉学科。

一，电力电子技术的内容

电力电子技术主要包括了两个方面的内容：一是电力电子器件（也称为电力半导体器件或功率开关）制造技术，二是电力电子变流技术。这二者相辅相成，共同决定了电力电子技术的发展水平和方向。

1，电力电子器件是电力电子技术的基础。自第一只晶闸管诞生以后，电力电子器件一直处于快速发展阶段，它先后经历了半控型器件时代、全控型器件时代以及复合型器件时代。半控型器件是电力电子技术发展初期的主要开关器件，其最大的特点是控制极只能控制其导通而不能控制其关断。半控型器件的典型代表是普通二极管（或者称为相控晶闸管）。

20世纪70年代，全控型器件开始实用化，全控型器件是指既可以控制其开通又可以控制其关断的电力电子器件，其典型代表有门极可关断晶闸管GTO（Gate Turn-off Thyristor）、功率双极结型晶体管BJT（Bipolar Junction Transistor）和功率场效应晶体管P-MOSFET（Power MOSFET）等，全控型器件的出现，大大提高了电力电子开关的控制灵活性。

复合型器件的出现始于20世纪80年代，最具有代表性的器件有绝缘门极双极性晶体管IGBT（Insulated Gate Bipolar Transisitor）和集成门极换向晶闸管IGCT（Integrated Gate Commutated Turn-off Thyristor），他们仍然是全控型器件。复合型器件的特点是既具有良好的可驱动性，又具有大的电压和电流耐受能力，它们已成为电力电子技术中最具应用前景的开关器件。

电力电子器件经过近50多年的发展，无论是驱动方式，还是电压和电流定额，均得到了很大的提高。而且，随着固体电力电子技术、新材料技术的进一步快速发展，电力电子器件制造技术仍然在不断前进，其总体发展趋势是：高压、大功率、低功耗、复合型、集成化、模块化。

2，电力电子变流技术是指依靠利用电力电子器件构成的各种电力电子变换器灵活地实现电能在各种形态间变换。它实际上包括两个方面的内容：

①电力电子变换器技术；

②控制技术

利用电力电子变换器实现的电力变换，有四类基本变换，它们是：实现交流电到直流电变换的整流（AC-DC）、实现直流电到交流电的逆变（DC-AC）、实现直流电到直流电的直流斩波（DC-DC）以及实现交流电到交流电的交流斩波（AC-AC），如下图所示。

这相对于只能实现电压等级变换的常规电力变压器而言，具有更广泛的意义。利用这四类基本变换，可以构成许多种复合型电力电子变换器。

二，大功率电力电子技术的应用

电力电子技术的应用主要有两类：第一类应用，电力电子开关型变换电源，这是以往40年间电力电子变流技术的主要应用领域；第二类应用，电力电子开关型电力补偿、控制器，未来20年间，将会在电力系统（发电，输电，配电）及负载电能质量控制领域得到广泛应用。

已有的研究成果表明，大功率电力电子技术应用于电力系统可提高输电能力和供电可靠性，改善电能质量，提高电网运行稳定性；同时使电气设备重量减轻、体积变小，节省大量铜、钢等原材料，广泛采用电力电子技术以后，还可以大幅度节能降耗，从而节约大量资源和一次能源，改善人类的生活环境。

1，高压直流输电

高压直流输电技术自1954年在瑞典投入工业化运行以来，全世界40多个国家建立和计划中的直流输电工程已经超过100个，总设备容量超过100GW.同时，在全控型大功率电力电子器件发展的推动下，新一代直流输电技术--轻型直流输电（HVDC Light，或称柔性直流输电）也已出现，它采用GTO、IGCT或IGBT等全控型功率器件构成电压源型换流站，应用PWM（Pulse Width Modulation）控制技术，实现电能变换和传输。其接受端既可以是有源网络，也可以是无源网络，能够实现对潮流、输出电压的大小和频率灵活控制。

2，柔性直流输电

根据1997年IEEE PES冬季会议上对FACTS的定义，所谓柔性交流输电系统，即是装有电力电子控制器以加强可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。20实际80年代FACTS技术的提出，极大地推进了电力电子技术在交流输电系统中的应用。从装置的角度来看，FACTS技术已经发展了第三代--复合型FACTS，即将两台或多台控制器复合成一组FACTS装置，并使其具有一个共同的、统一的控制系统。典型的FACTS控制器有：静止无功补偿器（Static Var Compensator，SVC），晶闸管控制串联电容补偿器（Thyristor Controlled Series Capacitor，TCSC），静止同步补偿器（Static Synchronous Compensator，STATCOM），静止同步串联补偿器（Static Synchronous Series Compensator，SSSC）以及统一潮流控制器（Unified Power Flow Controller，UPFC）等。

另外还有很多FACTS设备正处于研究开发或初步应用阶段，例如：晶闸管控制制动电阻（Thyristor Controlled Braking Resistor，TCBR），晶闸管控制移相器（Thyristor Controlled Phase Shifter，TCPS），超导储能器（Superconducting Magnetic Energy Storage，SMES）等。

3，用户电力技术

用户电力技术是FACTS技术在配电系统的延伸，它和FACTS技术属于姊妹型技术，它们的共同基础是电力电子技术，各自的控制器也在结构上相似，其差别通常仅在于额定电气值和控制目标不同。用户电力技术的目的是在配电系统中加强供电的可靠性和提高供电质量，具有代表性的用户电力技术装置有：动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer，DVR），固态断路器（Solid State Circuit Breaker，SSCB），故障电流限制器（Fault Current Limiter，FCL），有源电力滤波器（Active Power Filter，APF），统一电能质量调节器（Unified Power Quality Conditioner，UPQC）和功率因数校正器（Power Factor Correction，PFC）等。

这些电力电子装置的出现，使电力系统的运行方式发生了深刻的变化，产生了深远的影响。通过控制这些电力电子设备来提高电力系统稳定性、优化系统各线路潮流的大小和流向，降低网络传输损耗，提高电能传输效率或者改善电能质量等。

大功率电力电子技术已被引入到滤波器、断路器、电流限制器的设计中，并取得了良好的效果。因此，是否也有可能将电力电子技术应用到变压器的设计中，使变压器的功能得以扩展，是一个值得研究的课题。电力电子变压器（Electronic Power Ttansformer，EPT）正是在这一背景下出现的一种新型变压器。这是一种通过电力电子变换和电磁耦合实现电力系统中的电压变换和能量传递的新型智能变压器。