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研究生教育

电力电子与电力传动

Date:2017年11月12日

专业代码:080804 二级学科名称:电力电子与电力传动

一、研究方向及指导教师:

主要研究方向:

1.电力电子器件及应用

2.电力电子变换器拓扑及控制

3.交、直流电源变换器及控制

4.交、直流电力传动系统

5.电能质量检测与分析

6.新能源发电与并网技术及装置

7.新能源汽车电机驱动控制系统

博士指导教师:

夏超英;王萍;车延博;李冬辉;史婷娜;阎彦;陈炜

硕士指导教师:

夏超英;王萍;车延博;王议锋

名单持续更新中,更多导师名单请见http://www.tju.edu.cn/seea/yjsjx/wj/201708/t20170821_297671.htm

专业特点

自上世纪80年代以来,伴随微电子、计算机和电力电子器件的快速发展,电力电子技术开始广泛地应用于电力传动、电气工程、通信工程、航空航天、新能源等多个领域。电力电子与电力传动是综合了半导体功率器件、电磁学、自动控制、微电子、计算机的最新研究成果迅速发展起来的新兴交叉学科,对电气工程和自动化学科的发展和社会进步具有广泛的影响和巨大的作用。

天津大学电力电子与电力传动学科1983年被批准为硕士学位学科点,1995年和天津电气传动研究所联合申请成为博士学位学科点,是中国电工技术学会、中国电力电子学会常务理事单位,许镇琳、马小亮、张立教授在电力电子和电力传动领域具有很高的知名度,为中国大功率交-交变频调速和矢量控制技术的推广应用,为中国变频器产业的发展做出了很大贡献。

本学科培养以实际科研课题为驱动,采用理论学习与研究实践相结合的培养方式,强调知识和能力的培养,特别注重科学研究、技术开发和工程实践能力的训练,以求为学生毕业后的发展奠定良好的基础。

二、主要课程及论文要求

电力电子与电力传动学科全日制博士研究生培养学制4年,全日制学术、专业型硕士研究生培养学制2.5年。

该学科对实践动手能力要求较高,适合电气工程、自动化、机电一体化、电子信息工程及相关专业的本科生报考,需要的专业基础知识包括电路基础,模拟电路与数字电路,电机学,单片机技术,自动控制原理,现代控制理论,计算机控制技术,电力电子技术,电力拖动自动控制系统等。开设的主要课程有:

(1)基础理论课程:矩阵论、工程与科学计算、非线性数学、应用随机过程、现代物理学与高新技术、自然辩证法概论、中国特色社会主义理论与实践研究等。

(2)专业知识课程:现代电力电子器件及应用、现代电子电路和系统、自适应控制系统、数字信号处理技术与应用、电力电子系统建模及控制、复杂系统分析与综合集成、现代电力电子技术实验、现代电力电子技术与应用、现代电力传动自动控制系统等。

(3)方法工具类课程:专业学术研究方法论、国际学术交流方法与技巧(双语)、自动化系统综合设计、英文科技论文写作、学术交流英语、英语翻译、高级听说、软件体系结构、国际知识产权法、信息检索与分析、专利实务与专利情报分析等。

本学科硕士、博士生研究生的学位论文的选题和研究工作、学位论文的创新性及撰写的规范性等,要满足国务院学位办颁发的“电气工程一级学科博士硕士学位基本要求”;研究生在申请答辩前所取得的研究成果,需满足天津大学电气自动化与信息工程学院学位分委会(第五分委员会)对研究生申请学位达到的成果要求。

四、主要科研项目和成果

电力电子与电力传动是天津大学电气与自动化学院的传统优势学科,在电力电子器件及应用、电能变换装置、电机及其控制系统研究与开发等方面曾取得过多项国内领先的研究成果。近些年来,结合国家和社会发展的需求,在新能源汽车的电机控制系统、电能质量分析与检测、新能源发电与并网技术、新能源汽车充电站优化布局与调度等方面,承担了多项国家863专项、国家自然科学基金、国家电网、天津市基金、天津市科技支撑计划重点项目的研究课题,取得了一系列有价值的研究成果。

(1)在新能源汽车电机及驱动控制系统开发方面,承担了多项国家级的研究课题,包括“十五” 科技部863电动汽车重大专项“XL纯电动轿车电机及其控制系统”项目及滚动项目(编号:2002AA501621、2003AA501620),“十一五” 科技部863节能与新能源汽车重大项目“纯电动-混合动力车用驱动电机系统研发” 项目(编号:2006AA11A174),“十二五”科技部863科技攻关项目“下一代轮毂电机驱动系统研发” (编号:2011AA11A259),参与了教育部973“高效、节能、低碳内燃机余热能梯级利用基础研究”课题的研究,“电动轿车核心关键技术集成与创新开发”荣获2008年天津市科学进步二等奖,“通用化、系列化的电动汽车电机驱动系统研发”荣获2012天津市科学进步二等奖。开发出了异步电机和永磁同步电机两个系列的电机控制器系列化产品,具有高功率密度、高可靠、和高效率的特点,在异步电机效率优化控制的理论和应用,异步电机损耗模型和效率优化控制算法,电机控制系统的常见故障及其诊断,永磁同步电机弱磁控制失稳的机理与对策,无位置传感器控制以及电机系统的容错运行控制技术研究,基于电机凸极跟踪的永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统算法等多方面取得的一系列的研究成果,其中大部分已在实际中获得成功应用。

(2)在电能质量检测与分析方面,近几年承担、参与的科研项目主要有高等学校博导类专项科研基金项目“光伏发电系统中开关电容微型逆变器及其控制研究”(编号:20120032110070)、国家自然科学基金重点项目“低速大转矩永磁电机伺服系统集成设计关键技术研究”(编号:51037004)和国家重点研发计划项目“大型光伏电站直流升压汇集接入关键技术及设备研制”(编号:2016YFB0900200)等。在电能质量扰动检测与分类、分布式光伏并网逆变器孤岛检测、并网逆变器直流抑制、电能质量补偿等方面展开研究,发表“基于改进数学形态学与S变换的暂态电能质量扰动检测”、“风力发电并网电压扰动信号的分析与检测”等相关学术论文数十篇,获得“一种基于相位扰动的分布式并网逆变器孤岛检测系统”、“一种具有预滤波功能的单相频率自适应同步锁相系统”等多项发明专利。

(3)在新能源发电与并网技术方面,承担了多项国家级的研究课题,包括科技部863计划先进能源技术领域“光伏微电网核心设备与控制系统研制及示范应用”项目(编号:2015AA050603),国家自然科学基金项目“针对直流微电网的分布式直流DVR系统研究”(编号:51307117),国网总部科技项目“户用光伏发电系统关键技术研究与示范应用”(编号:SGTJDK00DWJS150098),承担并完成了多项市级科技项目“智能家居能量管理系统与电动汽车多功能车载充电器开发”、“光储一体化装置的电路结构与拓扑验证及家庭能源路由器功能验证”、“小型分布式风力发电系统关键技术研究”等。研制开发出了大功率自同步电压源逆变器和大功率高效智能充电器、具备“软并网、热插拔、即插即用”等功能的分布式光伏-储能一体化装置以及具备信息交互、信息处理、自主组网和能量控制的家庭能源路由器。在光伏微电网系统的模块化集成技术,三相大功率光伏逆变器的虚拟同步机实用化关键技术、无功动态均衡分配的虚拟阻抗技术以及开发具备智能电网接入能力的微电网能量管理系统和综合控制系统等方面取得了一系列研究成果。

五、就业方向

电力电子与电力传动学科培养的研究生适合在各行业、领域中,从事电力电子技术与装置、电力传动、新能源汽车、新能源发电、微电网和智能电网的科学研究、技术开发、工程建设及科研管理工作。近年来,主要就业方向包括:从事电气工程、电机与电器工程、电气传动、汽车电子、新能源汽车、智能交通、航空航天、电力能源、可再生能源发电、微电网与智能电网等领域的科研院所、高等学校、政府机关和公司、企业等单位。