电力电子与电力传动专业方向介绍hitee.hit.edu.cn/upload/.../电力电子与电力传动研究所简介.pdf · 典型的控制电路、逻辑与可编程控制的基本理论。

HIT－PEED Bring Ideas Together

电力电子与电力传动研究所

哈尔滨工业大学电力电子与电力传动研究所

王高林[email protected]

本科生专业介绍会

电力电子与电力传动

专业方向介绍



主要内容

工业自动化专业的发展与相关课程

电力电子与电力传动的导师介绍

电力电子与电力传动方向承担课题

电力电子与电力传动的应用领域

电力电子与电力传动方向毕业生去向



1952年，哈工大电机系创立了我国第一个工业企业电气化及装置自动化专业（简称工企专业）。

1960年定名为工业企业电气化（代号651），

1978年改名为工业电气自动化，1994年更名为工业自动化。

1998年国家精简学科设置，合并二级学科“电力电子技术”与“电力传动及自动化”，成为“电力电子与电力传动”。2004年整体改建为电力电子与电力传动研究所。

涌现出了如前政治局常委李长春、一汽前董事长耿昭杰、工程院院士封锡盛、神州飞船总指挥尚志等一大批杰出校友。

历史悠久，传动摇篮

蓬勃发展，实力雄厚

本研究所专职教师21人，其中教授10人，副教授8人，讲师3人。科研教学实力雄厚，成果显著，势头良好。拥有三个省部级重点实验室，西门子和伊顿实验室，设备先进。本所可招收本科生50余人。

专业发展概况



我国在1984年、1993年和1998年先后又对专业目录进

行了3次大的调整。

调整的结果是：专业总数逐步减少，拓宽了专业口径

和业务范围，增强了专业人才的适应性。

在1998年颁布的专业目录中，电工类与电子信息类合

并为电气信息类，以前两类共19个专业也变为7个专

业。

改革开放之后的专业调整



普通高等学校专业目录

…

• 05 文学

• 06 历史学

• 07 理学

• 08 工学

• 09 农学

• 10 医学

• 11 管理学

0801 地矿类

0802 材料类

0803 机械类

0804 仪器仪表类

0805 能源动力类

0806 电气信息类

…

080601 电气工程及其

自动化

080602 自动化

080603 电子信息工程

080604 通信工程

080605 计算机科学与技术

080606 电子科学与技术

080607 生物医学工程

既然是按照一个专业招生，为什么到了高年级要划分专业方向？



根据1998年国家教育部公布的最新专业目录的要求，

我校电气工程系的原“电机”、“电器”、“电力系

统及其自动化”、“工业自动化”、“楼宇自动化”

等专业合并为“电气工程及其自动化”专业。

合并后，电气工程系按照一个专业统一招生并根据宽

口径专业的特点修订了培养计划。但仍考虑原各专业

方向的特点，从第6学期起开设不同的专业方向课。

哈工大电气工程系内的各个专业方向



60年来电气自动化技术的发展

电气自动化——用电的手段实现自动化

服务于工业、农业、交通、国防、建筑、通讯、家电、办公室……

核心技术问题：弱电如何控制强电？

1



1950年代——“放大机控制的直流机组传动”时代，特征：电气化

1980年代——“数字控制的电力电子变换与交流可调速传动”时代，特征：自动化

21世纪初——“电力电子系统与信息化时代”，特征：信息化

电气自动化学科的时代特色



电力电子学科的形成

电力技术－Electric Power研究、开发电力设备（发电机、变压器、输电线、电动机、开关电器、电感、电容等），并利用电力设备组成电力系统，应用电磁学原理处理电能的发电、输电、配电、用电的技术统称电力技术。

利用发电机、电动机、变压器、机械开关实现电力的生产、变换和控制。

电子技术－Electronics研究、开发电子器件（电子管、半导体器件、集成电路、微处理器等），并利用电子器件构成电子信息系统，应用电磁学原理处理信号的产生、变换、存储、发送、接收的技术称为电子技术。

两者的理论基础都是电磁学（电路、磁路、电场、磁场）

电力技术的发展应用依赖于电力设备强电

电子技术的发展应用依赖于电子器件弱电



电力电子技术－Power Electronics

将现代电子技术（大功率半导体开关器件、信号

变换和处理电子电路）和现代控制技术引入传统的

电力领域，利用半导体电力开关器件构成开关电路，

利用半导体集成电路、微处理器和DSP构成控制系统

对开关器件进行实时、适式的控制，实现电力变换

和控制，是一门综合了电子技术、控制技术和电力

技术的新兴交叉学科，称为电力电子学(Power

Electronics)或电力电子技术。




它是从电气工程中3大学科领域（电力、控制、电子）发展起来的一门新型交叉学科。

电力电子技术：

① 弱电控制强电的学科交叉技术；所涉及的学科广泛，包括：基础理论（固体物理、电磁学、电路理论）、专业理论（电力系统、电子学、传热学、系统与控制、电机学及电力传动、通信理论、信号处理、微电子技术）以及专门技术（电磁测量、计算机仿真、CAD）等。

② 传送能量的模拟-数字-模拟转换技术；

③ 多学科知识的综合设计技术。

（电力电子变换和控制技术）

电子器件

电子电路

电子技术电力设备电力网络

电力技术

控制技术

（模拟、数字、连

续、离散）

电力电子学

表征电力电子技术的倒三角形




IEEE给出电力电子技术的定义：

Power electronics is the technology associated with the efficient conversion, control and conditioning of electric power by static means from its available input form into the desired electrical output form.

简单地说，电力电子技术就是以电子器件为开关，把能得到的电源变换为所需要的电源的一门科学应用技术，即电源变换技术。

它是电子工程、电力工程和控制工程相结合的一门技术，以控制理论为基础、以微电子器件或计算机为工具、以电子开关器件为执行机构实现对电能的有效变换。



电力传动－Electrical Drive

即电机驱动控制技术

电机无处不在：全世界90%的电能由电机发出，而又有70%的电能被电机消耗

由现代电机驱动控制理论支持，交流传动已基本取代直流传动系统

全国学术地位最高，与电机专业紧密融合

电力电子与电力传动－PEED

Power Electronics and Electrical Drive



数学、物理、化学、外语、人文等理论

基础课

电路、电子技术、计算机组成技术、机械学基础技术

基础课

电机学、自动控制理论、电力电子技术、嵌入式系统、工业控制

网络、检测与信号处理技术、计算机仿真技术、软件工程基础专业

基础课

工业

自动化

专业课

电力传动自动控制系统、计算机控制、过程控制、现代控制理论、逻辑与可编程控制、控制系统数字仿真、智能控制、计算机

自动检测技术、Freescale单片机原理及应用、毕业设计

1～4

学期

3～5

学期

5～6

学期

6～8

学期

电力电子与电力传动方向的本科课程



1.专业限选课（1门）

专业限选课为一个专业方向的核心专业课，本专业的限选课是《电气传动自动控制系统》。目的是培养学生系统分析与设计能力，掌握常规自动控制系统的工程设计方法。2006年被评为校优秀课程。

电气传动教学实验台变频调速系统教学实验台



2.专业荐选课（2门）

《电力电子数字控制系统》课程主要讲述计算机控制系统及相关现代控制的分析与设计方法。该课程于2007年被评为校优秀课程。

计算机控制综合实验装置台单片机温度控制系统



《逻辑与可编程控制》课程主要讲授常用工业电器及其典型的控制电路、逻辑与可编程控制的基本理论。以本专业下设的西门子自动化实验室为依托，利用西门子提供的先进的可编程控制器，该课程开发了丰富的实验和课程设计装置，为培养学生的工程实践能力创造了良好的条件。该课程于2006年被评为校优秀课程。

PLC和传送带模型

气动机械手控制系统

2.专业荐选课（2门）



3.专业任选课（5门）

《工业电气控制技术》课程的任务是在了解、熟悉、掌握生产工艺流程与生产过程的基础上，根据工艺要求，应用各种电气控制元件设计工业控制系统。《电力电子控制系统设计与仿真》课程使学生掌握基于SIMULINK仿真工具的控制系统工程设计与分析方法。《智能控制》课程培养学生掌握智能控制的基本概念，掌握模糊和神经网络控制的基本原理和设计。《交流电机驱动控制》课程的基本内容是研究大功率交流电机的原理，以及起动、运行控制过程的分析和设计。《DSP原理及控制技术》是使学生掌握DSP硬件和软件设计的基本原理和方法，以及相关控制应用的设计过程。《新能源发电技术》使学生了解新型清洁能源如风力、光伏等发电过程的基本原理和电能变换控制原理。



工业网络控制课程设计

4. 课程设计



PLC（可编程控制系统）系统课程设计



5. 生产实习和毕业设计

《生产实习》是学生理论联系实际，教学与生产实际相结合的重要实践性教学环节。通过参观一些有代表性的工厂、研究所中自动化程度较高的生产设备，开阔眼界，拓宽知识面，为学好专业课积累必要的感性知识，从事工业自动化工作打下良好基础。

实习同学在一汽厂门前合影实习同学在听技术人员现场讲解



主要内容


电力电子与电力传动的导师介绍







电力电子与电力传动

新能源领域

绿色照明

各类电源

电机驱动

电力系统

现代建筑



电源设计中的电力电子技术



绿色照明中的电力电子技术

LED照明

高压钠灯及电子整流器

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C2%CC%C9%AB%D5%D5%C3%F7&in=18869&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=143&rn=1&di=3130476740&ln=1340

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C2%CC%C9%AB%D5%D5%C3%F7&in=18869&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=143&rn=1&di=3130476740&ln=1340

http://www.lighting86.com.cn/products/products_viewinfo.jsp?pro_id=1156790436431588

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http://www.lamp168.com/spzs/Show_product.asp?id=619

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线控汽车

电动汽车

汽车工业中的电力电子技术



电机传动中的电力电子技术



全电旅游船





http://www.baidu.com/ir?u=http://www.jxdxaitao1010.8u8.com/hmin.jpg&f=http://jxdxaitao1010.8u8.com/&c=baidu

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多电飞机电气设备布置


高空无人机



永磁外转子大型风力发电机

永磁外转子

定子

新能源开发中的电力电子技术

风力机增速齿轮箱

电网双馈发电机

变频器

双馈发电机变速恒频风力发电系统



光伏发电系统



风光互补发电系统

风力发电机

智能控制器

直流中心

智能控制器

太阳能电池板

DC/AC逆变器

直流负载

交流负载

蓄电池



三峡电站HVDC

电力系统中的电力电子技术



挪威的±160Mvar、42kV的无功发生器

电力系统中的电力电子技术



国产20Mvar STATCOM

由48个4500V/4000A GTO元件及其附件组成的四组变流桥安装在20个框架内



有源滤波器（APF）

实时检测电网中

非线性负载电流

中的谐波分量和

无功电流，然后

产生与之大小相

等、相位相反的

电流，进行实时

补偿，从而实现

抑制谐波、补偿

无功的功能，是

改善系统电流质

量问题的有效装

置。



高压变频调速装置



主要内容


电力电子与电力传动的导师简介






国家教育部本科优秀教学评估组专家；中国电工技术学会副理事长；中国自动化学会电气自动化专业委员会主任委员；中国电工技术学会电控系统与装置委员会主任委员；黑龙江省自动化学会常务理事﹑副理事长；国防科技工业标准化委员会委员；《控制理论与应用》编委；《电气传动自动化》编委；《哈尔滨工业大学学报》编委；IEEE哈尔滨分会主席Member of International Steering Committee,

IEEE International Conference on Power

Electronics and Drive Systems;

Member of Technical Program Committee,

International Power Electronics and Motion

Control Conference.

徐殿国男，1960年生人工学博士，教授，哈尔滨工业大学副校长电力电子与电力传动学科博士研究生导师研究方向：1．电力电子技术及应用2．电力传动自动化系统3．信息网络家电及其智能控制技术4．照明电子技术5．电网品质控制技术6．交流伺服电机系统7．机器人控制

科研成果1. 壁面爬行遥控检查机器人试验样机，863计划项目，国家科技进步三等奖2. 磁吸附式爬壁机器人，863计划项目，黑龙江省科技进步一等奖3. 交流数字伺服系统，航天工业总公司科技进步二等奖4. 直接驱动电机及控制系统，863计划项目，航天工业总公司科技进步二等奖

荣誉称号：1996年享受国务院政府特殊津贴；1998年被评为第八届黑龙江省十大杰出青年；2000年获黑龙江省青年五四奖章；2001年被评为国防科工委有突出贡献中青年专家；2001年黑龙江省高教系统优秀党员；2002年获黑龙江省杰出青年基金。

联系方式：电话：0451-86413420 电子邮件：[email protected] 办公地址：科学园科创大厦

导师简介

mailto:[email protected]



王高林：教授，1978年生人，博士生导师，国家优

秀青年科学基金获得者，中达青年学者，入选哈工大青年拔尖人才选聘计划、基础研究杰出人才培养计划。主要研究方向：

交流永磁电机驱动技术、永磁电机无传感器控制、交流电机能效提升技术、新型功率器件的应用

办公地点：科学园科技创新大厦K813Email：[email protected]

杨明：教授，1978年生人，博士研究生导师主要研究方向：交流永磁伺服系统，参数自整定技术、机械谐振抑制技术、电机系统故障诊断主要兼职：IEEE member、中国自动化学会电气自动化专委会委员兼副秘书长、

中国电工技术学会电控系统与装置专委会委员兼副秘书长、全国工业机械电气系统标准化委员会委员、中国电源学会变频电源与电力传动专业委员会委员、中国运动控制产业联盟专家委员会副主任委员

办公地点：科学园科技创新大厦K812Email： [email protected]

导师简介



刘晓胜教授，博士生导师

研究方向：

1. 电力线载波通信技术

2. 智能理论与绿色照明技术

3．导引头测试与控制技术

联系方式：[email protected]

办公地点：科学园科技创新大厦

导师简介

高强：教授，1964年生人，博士研究生导师电力电子与电力传动研究所所长主要研究方向：中压电机重载软起动技术，电力系统无功补偿技术、潜油电泵机组信号检测与控制技术办公地点：科学园科技创新大厦Email： [email protected]

mailto:[email protected]



陈宏钧工学博士，教授，男，1967年生人，博士生导师，西门子（哈工大）自动化培训中心主任，IEEE Member

主要研究方向：电力电子系统建模方法研究与先进控制技术;机器人运动系统建模与智能控制；嵌入式控制系统设计与应用(ARM，DSP，实时操作系统)；工业控制网络与无线测控技术(CAN,ProfiBus,GPRS)

导师简介

王明彦工学博士，教授，男，1957年生人，

电力电子与电力传动学科博士生导师

IEEE (国际电气、电子工程师学会) Member

中国电工技术学会理事

“自动化技术与应用”、“变频器世界”编委

主要研究方向：电气负载模拟技术，电能变换理论与技术



王懿杰：教授，1982年生人，博士研究生导师

入选哈工大青年拔尖人才选聘计划（2017年教授，2014年副教授）、基础研究杰出人才III类。

主要研究方向：照明电源拓扑及其控制技术、高频及超高频功率变换技术、无线电能传输技术。

办公地点：科学园科技创新大厦K813Email： [email protected]

张学广: 副教授, 博士生导师。1999年进入哈尔滨工业大学电气工程系学习，2010年获电力电子与电力传动专业博士学位。2010年-2014年国电南京自动化股份有限公司博士后。2014年-2015年丹麦奥尔堡大学访问学者。

主要研究方向:新能源并网发电技术、大功率电力电子技术、电力电子装置并网稳定性分析办公地点：科学园科技创新大厦K810Email：[email protected]

导师简介



主要内容








重点实验室及平台



电力电子与电力传动研究所的研究方向

• 谐波抑制与无功补偿

• 电能质量分析与控制

• 计算机控制系统

• 特种电源

• 系统故障诊断技术及应用

• 现代交、直流电机调速技术

• 先进伺服驱动控制

• 电能功率变换技术

• 可再生能源（风能、太阳能、潮汐能等）利用技术

• 绿色照明



• 国家重点研发计划项目2项

• 国家863计划2项(含重点项目1项)

• 国家重大科技专项2项

• 国家重大科技专项平台项目1项(4000万)

• 国际合作项目5项

• 国家自然科学基金项目20项(重点1项)

• 台达科教发展基金12项

• 博士后基金8项

• 省发改委重大项目2项

• 企业横向课题60余项

电力电子与电力传动方向的主要科研项目



电能质量研究平台



高性能美国 Magtrol通用电机测试平台

大功率伺服驱动系统测试平台

伺服系统对插功能展示台

微微微微微微微微微微微 750W微微微微

微微微微微微微微微微

EMS/EMC微微微微

可可可可可可可

交流伺服研究平台



交流变频调速系统科技创新平台



绿色照明科技创新平台



主要内容








毕业生工作去向

近10年硕士、博士毕业生供不应求；考研录取分数稳居全校前三

上海、深圳、北京、南京较为集中

GE、Siemens、ABB、艾默生网络能源、台

达电子、新时达、华为、中兴、南瑞等公司继续从事电力电子专业

各大高校任教

电力系统部门、航天院所

出国继续深造，攻读硕士、博士、博士后



PEED 研究所

欢迎各位新同学的加入！

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