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电力电子与电力传动

电力电子与电力传动学科主要研究新型电力电子器件、电能的变换与控制、功率源、电力传动及其自动化等理论技术和应用。它是综合了电能变换、电磁学、自动控制、微电子及电子信息、计算机等技术的新成就而迅速发展起来的交叉学科,对电气工程学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。该学科对实践动手能力要求很高,难度较大。本科是电气工程、自动化、电子信息工程的适合报考这个专业。该专业需要的基础是电路基础,模拟电路与数字电路,电机学,单片机技术,计算机控制技术,电力电子技术,电力拖动自动控制系统,数字信号处理。

学科研究范围:

电力电子器件的原理、制造及其应用技术;电力电子电路、装置、系统及其仿真与计算机辅助设计;电力电子系统故障诊断及可靠性;电力传动及其自动控制系统;电力牵引;电磁测量技术与装置;先进控制技术在电力电子装置中的应用;电力电子技术在电力系统中的应用;电能变换与控制;谐波抑制与无功补偿。

研究方向:

1 )谐波抑制与无功补偿

2 )电力电子电路仿真与设计

3 )计算机控制系统

4 )电气系统智能控制技术

5 )现代控制理论及其在电气传动中的应用

6 )系统故障诊断技术及应用

7 )现代交、直流电机调速技术

8 )功率变换技术的研究

该专业实力最强的几所院校:华中科技大学(逆变器、UPS方面科研成果卓著,有陈坚、康勇、段善旭等知名教授)浙大(拥有国内唯一的电力电子国家实验室,师资力量雄厚,有汪生院士和徐德鸿等知名教授,科研成果较多)西安交通大学(西交的电力电子与能源研究中心在国内处于领先水平,科研成果较多,有电力电子知名专家王兆安教授) 南京航空航天大学(有航空电源航空科技重点实验室,师资力量雄厚,科研成果较多) 合肥工业大学中国矿业大学(有电力电子与电力传动国家重点学科) 华北电力大学(张一工教授是国内谐波抑制与无功补偿领军人物之一,另外石新春和韩民晓教授也是电力电子与电力传动佼佼者)。

武汉大学中国科学评价研究中心 2009-09-27

排名

学校名称

等级

排名

学校名称

等级

排名

学校名称

等级

1

清华大学

A+

7

哈尔滨工业大学

A

13

中国矿业大学

A

2

西安交通大学

A+

8

华北电力大学

A

14

山东大学

A

3

华中科技大学

A+

9

西北工业大学

A

15

合肥工业大学

A

4

浙江大学

A+

10

上海交通大学

A

16

天津大学

A

5

南京航空航天大学

A

11

电子科技大学

A

17

北京交通大学

A

6

华南理工大学

A

12

西南交通大学

A




B+等(26个):江苏大学、西安理工大学、武汉大学、燕山大学、上海海事大学、东华大学、中国农业大学、沈阳工业大学、上海大学、东北大学、湖南大学、河北工业大学兰州交通大学、哈尔滨理工大学、武汉理工大学、安徽工业大学、西华大学、南京理工大学、同济大学、大连海事大学、北方工业大学、长春工业大学、上海理工大学、大连交通大学、哈尔滨工程大学、东北电力大学

B等(26个):东南大学、中南大学、太原理工大学、湖北工业大学、辽宁工程技术大学、福州大学、辽宁工业大学、安徽理工大学、江苏科技大学、河海大学、江南大学、陕西科技大学、北华大学、北京航空航天大学、兰州理工大学、西安电子科技大学、湖南工业大学、黑龙江科技学院、北京理工大学、内蒙古工业大学、西安科技大学、中国石油大学、郑州大学、南开大学、石家庄铁道学院、南昌大学

C等(17个):名单略

以下是国内纯电力电子专业最好的几个学校:

第一档:西安交通大学,浙江大学,清华大学(此三所学校分数一般380以上,而且试题难度大)

第二档:华南理工大学,南京航空航天大学,华中科技大学(此三所学校分数一般350-360,试题难度大)

第三档:合肥工业大学,中国矿业大学(此二所学校分数除个别年份较高外,一般都比较低,试题难度不是太大)

注:西安交通大学,清华大学华中科技大学,浙江大学是"电力四大名校",电气类学科都很强,论电力电子专业,浙大和西安交 大最好,此外南航和华南理工科技产出量很好,而且地理位置优良,南航的航空电源国内首屈一指,华南理工在珠三角就业前景不错,合工大和矿大电力电子是国家重点学科,偏重于电力拖动控制系统。

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,是电力学、电子学与控制理论的交叉学科,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。

电力电子与电力传动是一个全新的学科,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院校还是有的:第一个不可否认就是浙江大学,徐德鸿、钱照明、吕征宇教授等;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教授等。当然,国际上最牛的学校是美国弗吉尼亚理工大学 (Virginia Tech)的国家电力电子系统研究中心,最最最牛的Fred.C.Lee李泽元教授就在这里;当然,美国的科罗那多大学 (University of Colorado at Boulder)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和Maksimovic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。 此外,北卡罗来纳州州立大学(North Carolina State University)的FREEDM研究中心也在对电力电子及电力电子器件进行研究,这儿有国内第一个IGBT的制造者Alex Q.Huang教授和IGBT的发明者Jayant Baliga。

但是,很遗憾的是,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、ECCE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。

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