电力电子与电力传动(专业介绍)
电力电子技术与电力传动
人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果， 人们研究了交流电机的调速，并取得了良好的效果，使这在某些 调速场合代替了直流电动机。 调速场合代替了直流电动机。 除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。 除了普通的直流电机和交流电机外，还有各种微控电机。微控电 机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。 机广泛用于各种家电、办公设备和伺服控制系统中。微控电机的 发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。 发展和应用，也是电机发展和应用的一个重要方面。 电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。 电力拖动系统又称为电力传动系统或电机调速系统。电机调速传 动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、 动分为工艺调速传动、节能调速传动、牵引调速传动和精密、特 种调速传动四大类。 种调速传动四大类。
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印刷板上的平面变压器
3.5 电子电路的封装与制造
电力半导体器件的封装技术包括材料、制造过程、散 电力半导体器件的封装技术包括材料、制造过程、 热管理，以及与器件电气特性有关的布局优化问题。 热管理，以及与器件电气特性有关的布局优化问题。
智能化的IGBT模块封装 智能化的IGBT模块封装
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3.6 电磁干扰和电磁兼容
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3.2 变换器电路结构与设计
根据电能变换的输入输出形式，可以分为四种形式： 根据电能变换的输入输出形式，可以分为四种形式：
交流-直流变换器（AC/DC）——整流器； 交流-直流变换器（AC/DC）——整流器； 整流器 直流-直流变换器（DC/DC）——斩波器 直流-直流变换器（DC/DC）——斩波器； 斩波器； 直流-交流变换器（DC/AC）——逆变器 直流-交流变换器（DC/AC）——逆变器； 逆变器； 交流-交流变换器（AC/AC）——交流调压器 周波变换器； 交流-交流变换器（AC/AC）——交流调压器、周波变换器； 交流调压器、
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动电力电子与电力传动技术电力电子是电力工程领域中关于电能的控制、调节与转换技术的一个重要分支。
它的发展与应用为电力系统的高效、稳定运行提供了重要支撑，同时也推动了电力传动领域的创新与发展。
本文将从电力电子与电力传动的基本概念入手，介绍其发展历程、应用领域以及未来发展方向。
一、电力电子与电力传动的基本概念电力电子是研究电能转换与控制的一门学科，其主要研究对象为各种电力器件和电路。
电力传动是指通过电力电子器件和系统进行电能转换和传输的过程。
二、电力电子与电力传动的发展历程电力电子技术的起源可以追溯到20世纪20年代，当时人们开始开发逆变器和整流器等电力电子器件。
随着工业自动化和电化学工业的发展，对电力电子技术的需求不断增加，电力电子技术也得到了迅速发展。
20世纪60年代，电力电子技术实现了大规模应用，成为现代电力系统的重要组成部分。
电力传动技术的发展与电力电子技术的发展密切相关。
电力传动技术最早应用于直流传动领域，随后扩展到交流传动领域。
20世纪70年代，随着高压直流输电技术的突破性进展，电力传动技术得到了广泛应用。
此后，交流传动技术在高速列车、电动汽车等领域也取得了重要进展。
三、电力电子与电力传动的应用领域电力电子与电力传动技术广泛应用于电力系统、工业制造、交通运输、新能源等领域。
在电力系统中，电力电子技术主要应用于输电、配电、电力质量改善等方面。
逆变器、变频器、谐波滤波器等电力电子器件和系统的应用，能够实现电力系统的高效稳定运行。
在工业制造领域，电力电子技术广泛应用于电机驱动、电力控制等方面。
通过使用变频器、伺服控制器等电力电子设备，可以实现对电动机的精确控制，提高工业生产效率。
在交通运输领域，电力电子技术在电动汽车、高速列车、轨道交通等方面有着广泛的应用。
电力电子器件和系统的应用，可以实现对电能的高效利用和传动效果的优化。
在新能源方面，电力电子技术在风能、太阳能等可再生能源的利用中发挥着重要作用。
电力电子与电力传动学科培养方案
电力电子与电力传动学科培养方案080804 电力电子与电力传动一、学科简介电力电子与电力传动是电气科学与工程一级学科中的二级学科之一。
该学科以电力电子系统和电气传动系统为对象，主要研究以智能控制或运动控制理论为根底，采用计算机技术和网络技术，构成闭环控制系统的应用问题。
因此，这是一门实践性很强、应用范围很广的综合性学科。
我校从事这一领域的研究已有三十多年，至今已连续招收了二十多届交流传动方向的硕士研究生，先后有40多名研究生取得了硕士学位。
20世纪九十年代初期，随着出国进修人员的逐步回归，年轻教师博士毕业返校工作后，学术思想更加活泼，新理论为本研究方向的开展增添了新的动力，并且逐步形成了自己的开展特色。
这就是以现代电力电子技术和电力传动的研究为核心，以数字计算机和微电子技术为手段，直接面向工业生产实际，以解决传动控制和节能优化为目标，不断深化交-交变频及其双馈系统的研究，大力开展高精度伺服系统的研究，综合运用先进控制策略、计算机和仿真技术、先进的电机和传动理论，不断推动电力电子和电力传动的应用．从这个意义上讲，这一研究方向又是最具有实际意义、生产力转化最直接、开展最活泼的研究领域。
本专业的研究生就业质量很高，多为大公司高薪聘用，供不应求。
二、培养目标掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论。
坚持四项根本原那么，热爱祖国，具有良好的道德品质，积极为社会主义现代化建设效劳。
本学科培养从事电力电子与电力传动理论研究、控制工程及相关领域内各种控制方法与技术研究和控制系统开发与设计等方面的高级专门人才。
本学科的硕士要求掌握电力电子与电力传动理论、智能控制理论和计算机与应用等方面宽广的根底理论和系统深入的专业知识，了解电力电子与电力传动领域的最新进展和动向。
能熟练地运用计算机及其控制技术，解决电力电子与电力传动领域实际中的问题。
要求掌握一门外国语，能够比拟熟练地阅读专业书刊，撰写论文和一般会话，具备进行国际学术交流的初步能力。
电力电子与电力传动专业介绍
电路、磁路、电磁场。
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1.1电力电子学科的形成 2.电子技术
• 主要器件： 晶体管、场效应管、 集成电路、微处理器、 电感、电容。
• 完成功能： 信号产生、变换、存储、 发送、接受。 • 基础理论： 电路、磁路、电磁场。
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1.1电力电子学科的形成
3.电力电子技术
• 主要器件： 晶体管、场效应管、 集成电路、微处理器、 电感、电容。 • 完成功能： 发电、输电、配电、用电 中的电能变换与控制。 • 基础理论： 电路、磁路、电磁场 。
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1.2 电力电子变换和控制的技术经济意义
经过变换处理后再供用户使用的电能，占全国发电总量 的百分比的高低，已成为衡量一个国家技术进步的主要 标志之一； 预计到2020~2030年，美国发电站生产的全部电能都将 经变换和处理后再供负载使用； 2003年美国制定了“国家电力传输路线图”计划，电力 电子被列为五大关键技术之一； 电力电子技术是近年来受到各国关注的智能电网的关键 技术之一； 风能、太阳能等新能源的利用几乎都离不开电力电子技 术的支撑。
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动
1 .电力电子学科的形成
2. 电力电子与电力传动技术的经济意义
3. 电力电子与电力传动的研究方向
4.电力电子与电力传动的学科前沿
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1.1 电力电子学科的形成
1.电力技术
• 主要设备： 电机、开关、变压器、 电感、电容、输电线。 • 完成功能： 发电、输电、配电、用电。
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4. 电力电子与电力传动的学科前沿
1 ）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； 2 ）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，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 。
对电力电子与电力传动专业的介绍
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
华北电力大学的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。 华北电力大学是最早开展电力电子技术研究与应用的高校之一。在直流输电、FACTS、电能质量控制等领域开展了一系列开创性的工作。目前承担多项国家科技支撑项目、自然科学基金项目及众多企业的科研课题。发表相关论文100余篇，发明专利8项，相关专著5部，获得省部级奖励2项。本专业具有博士、硕士学位授予权。现有博士生导师2名，硕士研究生导师8名。
对电力电子与电力传动专业的介绍
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。
本专业紧密结合电力系统的实际需要，开展了具有电力系统特色的电力电子技术应用的一系列研究工作，具体研究内容包括：
（1） 发电领域电力电子技术应用：包括分布式电源及微型电网的控制技术，可变速抽水蓄能发电技术；
（2） 输电领域的电力电子技术应用：直流输电技术、FACTS技术；
（3） 电能质量分析与控制技术：包括电能质量监测、评估、分析及其控制；
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，加上原南航阮新波教授的加入，华中科技大学内唯一的电力电子国家实验室，师资力量雄厚，有汪栖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） 合肥工业大学和中国矿业大学（有电力电子与电力传动国家重点学科)
电力电子与电力传动
电力电子与电力传动随着电力系统的不断发展与进步，电力电子技术在电力传动领域的应用日益广泛。
电力电子技术通过控制和调节电力通路中的电流、电压和频率等参数，实现了电力的高效传输、转换和利用，对电力传动系统的可靠性、高效性和节能性起到了重要作用。
电力电子与电力传动系统密切相关。
传统的电力传动系统主要采用机械传动形式，如齿轮传动、皮带传动等，其效率相对较低，对环境的影响也比较大。
而电力电子技术的引入使得电力传动系统的效率得到了极大的提升。
通过电力电子技术的应用，电力可以被有效地转换、控制和传输，使得传动系统更加高效、可靠，并且能满足不同负载的要求。
首先，电力电子技术在电力传动系统中的应用使得能源的转换更加高效。
例如，在电动机驱动系统中，电力电子变频器可以将电能转换为恰好与所需负载匹配的电力输出，以提高传动系统的效率。
电力电子技术的使用还可以实现电动机的无级变速，进一步提高电力传动系统的效能。
其次，电力电子技术在电力传动系统中的应用使得传动系统的控制更加精确。
传统的机械传动系统通常需要借助机械元件来实现转速或转矩的控制，但这种控制方式受到许多因素的影响，控制精度较低。
而电力电子技术的应用可以实现对电力信号的精确控制，通过调节电流、电压和频率等参数，使得传动系统实现更加精准的运动控制。
另外，电力电子技术在电力传动系统中的应用还可以实现能量的回收与再利用。
在传统的机械传动系统中，能量常常以热的形式散失掉，造成能源的浪费。
而电力电子技术可以通过逆变器等设备将电力转换为其他形式，例如将制动过程中产生的电能回馈到电网中，实现能量的回收与再利用，提高能源的利用效率。
此外，电力电子技术的应用也为电力传动系统的节能减排提供了可能。
以电动汽车为例，电力电子技术可以实现电池的充电和放电控制，减少电池的损耗，提高能源的利用效率。
此外，电力电子技术还可以实现能量的最优分配，避免能量的浪费，减少二氧化碳等有害气体的排放。
然而，电力电子与电力传动系统的应用也面临一些挑战。
电子信息工程考研方向：电力电子与电力传动
2017电子信息工程考研方向：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。
对电力电子与电力传动专业的介绍1、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，加上原南航阮新波教授的加入，华中科技大学无论在交流还是直流电源领域均在国内处于领先地位)浙大(拥有国内唯一的电力电子国家实验室，师资力量雄厚，有汪栖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) 合肥工业大学和中国矿业大学(有电力电子与电力传动国家重点学科)华北电力大学的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。
第四章 电力电子技术与电力传动
电气工程专业导论
13
一．电力电子技术的作用（续）
容量为12kV/1.5kA的晶闸管
电气工程专业导论
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一．电力电子技术的作用（续）
电力电子可控开关元件
电气工程专业导论
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一．电力电子技术的作用（续）
——电力电子变换技术
电源可分为两类： 直流电（D.C） ，频率 f =0 交流电（A.C） ，频率 f 0
电力变换按电压(电流)的大 小、波形及频率变换划分为 四类基本变换及相应的四种 电力变换电路或电力变换器。
Converter Inverter
这四类基本变换可以组合成 许多复合型电力变换器
电气工程专业导论
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主要发展发展方向
高频化；
控制数字化；
大容量化
电气工程专业导论
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高频
电气工程专业导论
电气工程专业导论
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软开关：
软开关
和硬开关工作不同，理想的软关断过程是电流先降到 零，电压在缓慢上升到断态值，所以关断损耗近似为 零。由于器件关断前电流已下降到零，解决了感性关 断问题。理想的软开通过程是电压先降到零，电流在 缓慢上升到通态值，所以开通损耗近似为零，器件结 电容的电压亦为零，解决了容性开通问题。
第四章 电力电子技术与电力传动
一．电力电子技术的作用 二．电力电子技术的特点 三．电力电子技术的研究内容 四．电力电子技术的主要应用领域 五．电力电子技术的发展方向
六．电力传动概况
电气工程专业导论
1
一．电力电子技术的作用
电气工程专业导论
2
电力系统
交流电源 （交流发电机）
直流输电 交流/直流 直流/交流
电气工程专业导论
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（七）电力电子装置与系统、电 力电子电路仿真、PLC电气控
制、汽车电子装置、新能源技术
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设计系列
（一）机械制图CAD技术基础
实践系列
（二）计算机实践
（四）机械设计基础（课程设计）
（三）认识实习
（五）电力电子、电子电路CAD （protel）、电子技术（课程设计）
6
全国电气工程及其自动化专业学校排名 （300多个）
1.清华大学
2008-05-14 | 阅读:222689 | 来源: 沪江考研网
13.中国矿业大学
2.西安交通大学 3.华中科技大学
14.华南理工大学 15.南京航空航天大学
4.浙江大学
16.北京交通大学
5.重庆大学 6.天津大学
17.武汉大学 18.哈尔滨理工大学
2022/3/23
1
主要内容
一． 专业认识 二． 培养方案 三． 专业师资队伍 四． 毕业去向 五． 提示与建议
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一.专业认识
1、概论 2、专业地位 3、专业特点 4、主要研究方向 5、主要应用领域 6、必需具备的知识
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1、概论
电力电子与电力传动本科专业方向成立于2005年 ，由“电气技术”专业过渡而来。
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3.特色课程规划和训练
特色课程
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课程规划
理论与专业系列
（一）高等数学、线性代数
（二）高等数学、概率论、 大学物理、物理实验
（三）复变函数、大学物 理、物理实验、电路
（四）电路、电磁场、 模拟电子技术
（五）数字电子技术、电机 学、电力电子技术、自控原
理、电气测试技术
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4、主要研究方向
✓ 交流传动及控制
主要研究交流电机的高性能调速与
DC/AC
方法，以及它们在工业领域的优化
接
设计与控制技术。
直流
交流
负 载
✓ 电力牵引与传动
主要研究轨道交通、无轨电车、船舶和电动汽 车等电力牵引与传动系统中的电能变换器（变 流器）和调速控制方法的理论及85年，为适应电气工程领 域电气技术的迅速发展，在李哲生老师的带领下 建立了该专业 。与当时的其它专业相比，这是一 个宽口径， 强、弱相电结合的专业，包含电力、 电子和控制。
1998年国家专业调整，小专业合并成大专业，电 气技术专业合并到电气工程及其自动化专业 ，但 保留电气技术专业方向。
的电力电子装置及系统。
✓ 新能源和可再生能源利用 主要研究如何将风能、潮汐能、生物能 、阳光能等可再生能源变换成电能。
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5、主要应用领域
✓一般工业：
交直流电机、电化学工业、冶金工业
✓交通运输：
电气化铁道、电动汽车、航空、航海
✓电力系统：
高压直流输电、柔性交流输电、无功补偿
✓电子装置电源：
AC/DC
Power Gen Filter
Zout Zin Controller Filter
Zout Zin
DC/DC
Input Filter
DC/AC
Rect. &
Filter
Controller
Motor Controller
Load
Zonal Control
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二.培养方案介绍
7.哈尔滨工业大学
19.四川大学
8.上海交通大学
20.河海大学
9.华北电力大学
21.哈尔滨工程大学
10.东南大学
22.郑州大学
11.西南交通大学
23.广西大学
210222./3沈/23阳工业大学
24.陕西科技大学
7
3、专业特点
➢ 强电、弱电、控制相结合 ➢ 跨学科或边缘学科 ➢ 发展迅速、与现代新技术紧密结合 ➢ 广阔的应用前景、生存空间
1.培养目标
培养能系统掌握电力电子与电力传动 相关的专业知识，从事电能变换、电力拖 动与控制、电力电子装置与系统等方面的 具有工程设计、科技开发、制造运行、实 验分析、团队协作等能力的高级应用型工 程技术人才。
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2.专业特色
教研室针对上述培养目标和专业特点 ，结合行业需求和课程体系，制定了 以“电能变换技术和电机控制技术为特 色”、以“培养学生技术水平、工程设 计和团队协作为目标”的本科生培养思 路，尤其重视学生创新能力和实践能 力的培养。
✓ 电力电子与电力传动是一个与电能的变换、控制、传
送、存储密切相关的应用型基础学科，它综合了电能
变换、电磁学、电机学、自动控制、微电子技术、电
子信息、计算机等学科的新成就而迅速发展起来的交 叉学科。
✓ 电力电子与电力传动是电能工业与用电工业间的接口
，对电能进行有效控制。
✓ 电力电子与电力传动是信息、计算机控制与用电工业
为信息电子装置提供动力
✓家用电器：
“节能灯”、变频空调、洗衣机
✓其他：
2022/3/23 UPS、 航天飞行器、新能源、发电装置 11
6、必需具备的知识
电力电子与电力传动系统的基本结构
电力电子类 电机类 电子技术类 计算机类 控制理论类 传感技术类 检测技术类
DC Power Distribution Bus
2005年学院取消电气技术专业方向，主要考虑使 本科专业方向与学科方向相对应，把电气技术拆 分为电力电子和电力系统两个专业方向。
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1、概论
✓ 电力电子与电力传动学科是1997年国家学科调整、合 并时，新成立的学科，1998年获得硕士学位授予权， 2002年获得博士学位授予权， 2000年被评为黑龙江省 首批省级重点学科。2009年被评为黑龙江省优秀学科 梯队。
间的接口，对电能进行高质量的控制。
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2、专业地位
✓电力电子技术和运动控制一起，和计算机技术共同成
为未来科学技术的两大支柱
✓计算机
人脑
电力电子技术
消化系统和循环系统
电力电子＋运动控制
肌肉和四肢
✓它是20世纪后半叶诞生和发展的一门崭新的技术，21世纪
仍将以迅猛的速度发展
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主要研究采用高频变换技术设计各种特殊用途 的专用电源。
2022/3/23
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4、主要研究方向
✓ 电力电子电路的拓扑变换与应用 主要研究AC/DC变换器、DC/DC变换器 、DC/AC变换器、AC/AC变换器等新型 拓扑结构及其控制方法。
✓ 电力电子装置与系统 主要研究如何合理选择电力电子电路及 控制方法，设计满足不同工业场合需要