電力電子與電力傳動學科主要研究新型電力電子器件、電能的變換與控制、功率源、電力傳動及其自動化等理論技術和應用。它是綜合了電能變換、電磁學、自動控制、微電子及電子信息、計算機等技術的新成就而迅速發(fā)展起來的交叉學科,對電氣工程學科的發(fā)展和社會進步具有廣泛的影響和巨大的作用。該學科對實踐動手能力要求很高,難度較大。本科是電氣工程、自動化、電子信息工程的適合報考這個專業(yè)。該專業(yè)需要的基礎是電路基礎,模擬電路與數(shù)字電路,電機學,單片機技術,計算機控制技術,電力電子技術,電力拖動自動控制系統(tǒng),數(shù)字信號處理。
電力電子器件的原理、制造及其應用技術;電力電子電路、裝置、系統(tǒng)及其仿真與計算機輔助設計;電力電子系統(tǒng)故障診斷及可靠性;電力傳動及其自動控制系統(tǒng);電力牽引;電磁測量技術與裝置;先進控制技術在電力電子裝置中的應用;電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用;電能變換與控制;諧波抑制與無功補償。
該專業(yè)實力最強的幾所院校:華中科技大學(逆變器、UPS方面科研成果卓著,有陳堅、康勇、段善旭等知名教授)浙大(擁有國內唯一的電力電子國家實驗室,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(西交的電力電子與能源研究中心在國內處于領先水平,科研成果較多,有電力電子知名專家王兆安教授) 南京航空航天大學(有航空電源航空科技重點實驗室,師資力量雄厚,科研成果較多) 合肥工業(yè)大學和中國礦業(yè)大學(有電力電子與電力傳動國家重點學科) 華北電力大學(張一工教授是國內諧波抑制與無功補償領軍人物之一,另外石新春和韓民曉教授也是電力電子與電力傳動佼佼者)。
毫無疑問,電力系統(tǒng)是電氣工程下面一個非常非常傳統(tǒng)的專業(yè),畢業(yè)后較大的可能進入國家電網或中國南方電網有限責任公司下屬的各級電力公司,君不見這個壇子里好多人講電力的高薪,因而也算是一個旱澇保收的鐵飯碗;而電力電子與電力傳動卻是一個全新的專業(yè),是電力學、電子學與控制理論的交叉學科,涉及到電路拓撲、自動理論、模電數(shù)電綜合知識,并且動手能力、實踐經驗在某種程度上決定了項目的成敗。電力電子專業(yè)的同學畢業(yè)后一般進入企業(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,當然還有一堆國內的公司,一般從事開關電源、UPS、變頻器、無功補償、及有源濾波等等。總結一句話,如果你想有一個至少目 前還不錯的鐵飯碗,就學電力系統(tǒng);如果你想從事具有前沿挑戰(zhàn)性的朝陽行業(yè),并且還不怕吃苦,希望苦盡甘來的可以學電力電子與電力傳動。如果學了電力系統(tǒng)后在電力公司3、5年后未混到一官半職,那時的薪水可能就不如從事電力電子工作的同學。電力電子與電力傳動是一個全新的學科,國內的老師大多電機出身,很有可能不能提供實際的指導,但是導師的重要性在于能夠給你提供廣闊的研究資源,帶領進入這個學科的大門。這個學科較強的國內院校還是有的:第一個不可否認就是浙江大學,徐德鴻、錢照明、呂征宇教授等;第二個是西安交通大學,德高望重的王兆安老師、及他的兩個高徒劉進軍、楊旭;最后的一個是南京航空航天大學的嚴仰光及他的學生阮新波教授等。當然,國際上最牛的學校是美國弗吉尼亞理工大學 (Virginia Tech)的國家電力電子系統(tǒng)研究中心,最最最牛的Fred.C.Lee李澤元教授就在這里;當然,美國的科羅那多大學 (University of Colorado at Boulder)也不弱,特別是在電力電子的數(shù)字控制方向,著名電力電子學科教材Fundamental of Power Electronics的作者Erickson和Maksimovic就是這里的領軍人物。有志于想到國外從事電力電子研究的同學,可以申請這兩所學校。 此外,北卡羅來納州州立大學(North Carolina State University)的FREEDM研究中心也在對電力電子及電力電子器件進行研究,這兒有國內第一個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 前只是一門技術,而不能夠稱為一門科學的學科,那是因為尚未形成完整及精確的理論基礎。因為如果沒有深厚的理論基礎,就不能稱之為科學。這門學科目 前主要是從事電路拓撲與應用技術的研究,目 前的理論基礎是線性控制方法與電路工程。 但是,電力電子其實不應視作一個線性系統(tǒng),因為功率器件是工作于開關狀態(tài)的,也就是一個強病態(tài)非線性系統(tǒng)。因而,可以這么說,目 前的電力電子系統(tǒng)基于線性控制理論是 完全不夠的,甚至在某些場合下可以導出一些錯誤的結論。電力電子技術目前有幾個研究方向:高頻開關電源技術:所有的信息系統(tǒng)與通信設備都需要使用開關電源,小到各種便攜數(shù)碼產品,還有現(xiàn) 在時興的各種平板電視,大到服務器系統(tǒng)、通信基站機房、及種種航空設施等;電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用:如各種諧波補償、有源濾波裝置等,還有不斷發(fā)展的不間斷電源設備(UPS),電動汽車的驅動與控制系統(tǒng),電機的節(jié)能驅動方面如各種變頻器(包括變頻空調),在當前能源短缺的狀況下,太陽能、風能及各種再生能源的應用,電力電子技術是最關鍵的技術要素??梢韵葟囊恍I(yè)期刊了解一下這門學科,國內的有《中國電機工程學報》、《電工技術學報》、《電力電子技術》及《電工技術雜志》,國際上的有IEEE的《Power Electronics》、會議有IEEE的APEC、PESC、ECCE等。根據(jù)多年的開關電源實際研發(fā)經驗,我認為這一門方向的基礎是:第一位的是控制理論;第二位的是電路知識;第三位也非常重要的模擬電子,當然如今電力電子的數(shù)字控制是一個非常重要的發(fā)展方向,單片機、DSP的數(shù)字控制技術也將占有非常重要的地位。但是現(xiàn)實的情況下,很多從事電力電子研發(fā)的人,很多的就學過一門“電力電子技術”就根本就不夠,因為很難理解電力電子系統(tǒng)的控制環(huán)路設計;但是學控制的人也下手無門,因為很可能不知道如何結合控制與電路拓撲,甚至對電路的工作原理根本不明白。其實這一學科最缺乏的是多學科交叉人才,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不了解數(shù)字控制技術。