Мощность в электротехнике: ключевые понятия, формулы и применение

Что такое мощность в электротехнике. Какие виды мощности существуют. Как рассчитывается мощность переменного и постоянного тока. Для чего используется измерение мощности в электрических цепях.

Понятие мощности в электротехнике

Мощность в электротехнике — это физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Она определяет работу, совершаемую электрическим током в единицу времени.

Единица измерения мощности в Международной системе единиц (СИ) — ватт (Вт). 1 Вт равен 1 джоулю энергии, передаваемой за 1 секунду.

Виды мощности в цепях переменного тока

В цепях переменного тока различают три основных вида мощности:

• Активная мощность (P) — мощность, которая преобразуется в другие виды энергии (тепловую, механическую и т.д.).
• Реактивная мощность (Q) — мощность, которая циркулирует между источником и нагрузкой, не совершая полезной работы.
• Полная мощность (S) — геометрическая сумма активной и реактивной мощностей.

Формулы для расчета мощности

Мощность постоянного тока

Для цепей постоянного тока мощность рассчитывается по формуле:

P = U * I

где P — мощность (Вт), U — напряжение (В), I — сила тока (А).

Активная мощность переменного тока

Формула для расчета активной мощности в цепях переменного тока:

P = U * I * cos φ

где cos φ — коэффициент мощности, φ — угол сдвига фаз между током и напряжением.

Реактивная мощность

Реактивная мощность вычисляется по формуле:

Q = U * I * sin φ

Полная мощность

Полная мощность определяется как:

S = U * I

Также существует связь между видами мощности:

S² = P² + Q²

Измерение мощности в электрических цепях

Для чего необходимо измерять мощность в электрических цепях и системах? Измерение мощности позволяет:

• Оценить энергоэффективность устройств и систем
• Рассчитать потребление электроэнергии
• Выявить потери в электрических сетях
• Оптимизировать режимы работы электрооборудования
• Обеспечить защиту от перегрузок

Как измеряется мощность на практике? Существует несколько основных методов:

1. Прямое измерение с помощью специальных приборов — ваттметров
2. Косвенное измерение путем измерения тока и напряжения с последующим расчетом
3. Использование цифровых анализаторов мощности

Применение понятия мощности в электротехнике

Понимание и расчет мощности имеет широкое практическое применение в электротехнике и энергетике:

• Проектирование электрических сетей и систем электроснабжения
• Выбор проводов, кабелей, трансформаторов и другого оборудования
• Оценка потерь электроэнергии при передаче и распределении
• Компенсация реактивной мощности для повышения коэффициента мощности
• Разработка и эксплуатация электроприводов
• Расчет энергопотребления промышленных предприятий и бытовых потребителей

Повышение коэффициента мощности

Коэффициент мощности (cos φ) показывает, какая часть полной мощности преобразуется в активную. Чем он ближе к единице, тем эффективнее работа электроустановки.

Как можно повысить коэффициент мощности?

• Установка компенсирующих устройств (конденсаторных батарей)
• Замена недогруженных асинхронных двигателей
• Применение синхронных двигателей вместо асинхронных
• Снижение напряжения у двигателей, работающих с малой нагрузкой

Повышение коэффициента мощности позволяет снизить потери в сетях и уменьшить нагрузку на оборудование.

Мощность в силовой электронике

Силовая электроника занимается преобразованием электрической энергии с помощью полупроводниковых устройств. Здесь понятие мощности играет ключевую роль.

Какие задачи решает силовая электроника?

• Преобразование переменного тока в постоянный и наоборот
• Регулирование напряжения и частоты
• Управление электродвигателями
• Коррекция коэффициента мощности

В силовой электронике важно обеспечить высокий КПД преобразования энергии и минимизировать потери мощности на элементах схем.

Мощность в возобновляемой энергетике

Возобновляемые источники энергии, такие как солнечные панели и ветрогенераторы, имеют переменный характер выработки мощности. Это создает определенные сложности при их интеграции в энергосистему.

Какие проблемы приходится решать?

• Согласование параметров генерируемой и сетевой мощности
• Накопление энергии в периоды избытка мощности
• Поддержание стабильности частоты и напряжения в сети
• Прогнозирование выработки мощности

Развитие технологий силовой электроники и систем управления позволяет эффективно решать эти задачи и повышать долю возобновляемых источников в энергобалансе.

Полная мощность

Помимо понятий активной и реактивной мощностей в электротехнике широко используется понятие полной мощности:

.

(6)

 

Активная, реактивная и полная мощности связаны следующим соотношением:

.

(7)

 

Отношение активной мощности к полной называют коэффициентом мощности. Из приведенных выше соотношений видно, что коэффициент мощности равен косинусу угла сдвига между током и напряжением. Итак,

.

(8)

 

Комплексная мощность

Активную, реактивную и полную мощности можно определить, пользуясь комплексными изображениями напряжения и тока.

Пусть , а . Тогда комплекс полной мощности:

,

(9)

 

где — комплекс, сопряженный с комплексом .

.

К омплексной мощности можно поставить в соответствие треугольник мощностей (см. рис. 4). Рис. 4 соответствует  (активно-индуктивная нагрузка), для которого имеем:

.

Применение статических конденсаторов для повышения cos

Как уже указывалось, реактивная мощность циркулирует между источником и потребителем. Реактивный ток, не совершая полезной работы, приводит к дополнительным потерям в силовом оборудовании и, следовательно, к завышению его установленной мощности. В этой связи понятно стремление к увеличению в силовых электрических цепях.

Следует указать, что подавляющее большинство потребителей (электродвигатели, электрические печи, другие различные устройства и приборы) как нагрузка носит активно-индуктивный характер.

Если параллельно такой нагрузке (см. рис. 5), включить конденсатор С, то общий ток , как видно из векторной диаграммы (рис. 6), приближается по фазе к напряжению, т.е. увеличивается, а общая величина тока (а следовательно, потери) уменьшается при постоянстве активной мощности . На этом основано применение конденсаторов для повышения .

Какую емкость С нужно взять, чтобы повысить коэффициент мощности от значения до значения ?

Разложим на активную и реактивную составляющие. Ток через конденсатор компенсирует часть реактивной составляющей тока нагрузки :

;

(10)

;

(11)

.

(12)

 

Из (11) и (12) с учетом (10) имеем

,

но , откуда необходимая для повышения емкость:

.

(13)

 

 

Баланс мощностей

Баланс мощностей является следствием закона сохранения энергии и может служить критерием правильности расчета электрической цепи.

а) Постоянный ток

Для любой цепи постоянного тока выполняется соотношение:

(14)

 

Это уравнение представляет собой математическую форму записи баланса мощностей: суммарная мощность, генерируемая источниками электрической энергии, равна суммарной мощности, потребляемой в цепи.

Следует указать, что в левой части (14) слагаемые имеют знак “+”, поскольку активная мощность рассеивается на резисторах. В правой части (14) сумма слагаемых больше нуля, но отдельные члены здесь могут иметь знак “-”, что говорит о том, что соответствующие источники работают в режиме потребителей энергии (например, заряд аккумулятора).

б) Переменный ток.

Из закона сохранения энергии следует, что сумма всех отдаваемых активных мощностей равна сумме всех потребляемых активных мощностей, т.е.

(15)

 

В ТОЭ доказывается (вследствие достаточной громоздкости вывода это доказательство опустим), что баланс соблюдается и для реактивных мощностей:

,

(16)

 

где знак “+” относится к индуктивным элементам , “-” – к емкостным .

Умножив (16) на “j” и сложив полученный результат с (15), придем к аналитическому выражению баланса мощностей в цепях синусоидального тока (без учета взаимной индуктивности):

или

.

9. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ – В помощь студентам БНТУ – курсовые, рефераты, лабораторные !

9. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ

К измерению мощности в практической радиотехнике прибегают во всем частотном диапазоне — от постоянного тока до миллиметровых и более коротких длин волн Из­мерять уровни мощности приходится в очень широких пределах—от 10-18 до 108 Вт.

В последние годы при измерениях наряду с абсолютными (ватт, милливатт и т.д.) широко используют относительные (логарифмические) единицы мощности (децибелы).Отметим, что относительные единицы измерения имеют ряд существенных преимуществ и применяются для оценки мощности источников радиотехнических сигналов, степени их усиления или ослабления, чувствительности приемных устройств, погрешностей измерений и прочее.

Новые возможности в решении задач измерения мощности открыли достижения в области физики, микроэлектроники и особенно цифровой техники, позволившие авто­матизировать измерительную процедуру и проводить ее в интерактивном режиме

 

9. 1. Общие сведения

Как физическая величина, электрическая мощность определяется работой со­вершаемой источником электромагнитного поля в единицу времени. Размерность электрической мощности записывается следующим образом: джоуль/сек = ватт.

Измерение мощности в различных частотных диапазонах имеет определен­ные особенности Измерители электрической мощности промышленной час­тоты наряду со счетчиками энергии являются основой действующей системы учета потребления электрической энергии в народном хозяйстве Измерение мощности на постоянном токе ,а также в диапазоне звуковых и высоких частот имеет ограниченное значение, поскольку на частотах до нескольких де­сятков мегагерц часто удобнее измерять напряжения, токи и фазовые сдвиги, а мощность определять расчетным путем. На частотах свыше 300 МГц вследствие волнового характера процессов значения напряжения и токов те­ряют однозначность и результаты измерений начинают зависеть от места подключения прибора. Вместе с тем поток мощности через любое попереч­ное сечение линии передачи всегда остается неизменным. По этой причине основным параметром, характеризующим режим работы устройства СВЧ, становится мощность.

Активная (поглощаемая электрической цепью) мощность однофазного переменного тока определяетcя как

                                          P = UIcosφ ,                            (9.1)

Где U,I – средкие квадратические значения напряжения и тока; φ  — сдвиг фазы между  мгновенными значениями напряжения и тока.

Если нагрузка Rн  в электрической цепи чисто активная (φ = 0), то мощность переменного  тока

P = UI = I2 Rн = U2 / Rн  ,            (9.2)

 

Для сигнала произвольной формы, имеющего периодическую структуру, электрическую мощность  можно оценить с помощью ряда Фурье:

P = U0 I0 + U1 I1cosφ1 + U2 I2cosφ2 + … + Un Incosφn ,     (9.3)

где U0, I0 – постоянные составляющие; Un,In — средние квадратические значения гармоник  напряжения и тока; φn  — фазовый сдвиг между гармони-ками напряжения Un  и тока In.

Электрическую  мощность переменного тока можно измерять непосредст-венно с помощью  специальных приборов — ваттметров, или косвенно путем измерения  величин, входящих в приведенные соотношения. Принцип действия ваттметров  основан на реализации операции умножения. Применяют устройства  прямого и косвенного перемножения. Примерами устройств прямого перемножения являются измерительные механизмы ваттметров электродинамической  системы. Прямое перемножение напряжения и тока можно обеспечить  с помощью преобразователей Холла, или специальных схем на полевых  транзисторах и т. д.

В устройствах  косвенного перемножения произведение величин находят в результате  использования таких математических операций, как сложение (вычитание), возведение в степень, логарифмирование, интегрирование и пр.Для этих целей служат аналоговые интегральные перемножители. Современные ваттметры  на частоты 1… 10 МГц строятся на основе интегральных перемножителей  с использованием термопреобразователей.

8.6 Особенности измерения силы токов Назад

9.2.Измерение мощности в диапазонах низких и высоких частот Вперёд

Силовая электроника и энергетические системы » Электротехника и вычислительная техника

Электрическая машина представляет собой электромеханическое устройство преобразования энергии, которое обрабатывает и передает мощность на нагрузку. Одна и та же электрическая машина может работать как двигатель для преобразования электрической энергии в механическую или как генератор для преобразования механической энергии в электрическую. Электрическая машина в сочетании с силовым электронным преобразователем и соответствующим контроллером обеспечивает привод двигателя. Силовой электронный преобразователь состоит из полупроводниковых устройств и управляет потоком большой мощности от источника к входным клеммам двигателя. Достижения в области силовых полупроводников за последние несколько десятилетий позволили разработать компактные, эффективные и надежные электроприводы постоянного и переменного тока.

Контроллер состоит из микроконтроллера или цифрового сигнального процессора и связанной с ним маломощной электроники. Функция контроллера заключается в обработке пользовательских команд и различных сигналов обратной связи датчиков для генерации сигналов переключения затвора для полупроводниковых переключателей силового преобразователя в соответствии с алгоритмом управления двигателем. Сигналы датчиков включают положение ротора машины, фазные токи, напряжение на шине инвертора и выходные данные температуры машины и инвертора. Защита от сбоев и диагностика также являются частью алгоритма контроллера мотора.

Исследования в области электрических машин и приводов сосредоточены на оптимизации конструкции с использованием 2D и 3D анализа методом конечных элементов, а также на проектировании приводов на системном уровне с учетом эксплуатационных требований и возможностей управления. Это многогранное исследование направлено на поиск инноваций в конфигурациях машин, концепциях управления двигателем, идентификации параметров и анализе шума и вибрации. Моторные приводы предназначены для того, чтобы сделать систему более эффективной, отказоустойчивой, более плавной в работе, компактной и адаптированной к приложениям. Инструменты моделирования и проектирования разрабатываются для облегчения проектирования машин и стимулирования усилий по разработке. Особое внимание в исследованиях уделяется машинам и приводам с постоянными магнитами и реактивными двигателями.

За одно столетие личный транспорт превратился из лошадей и повозок в почти миллиард частных автомобилей. Прогнозируется, что потребность в личной мобильности будет расти еще быстрее, поскольку большое количество людей в развивающихся странах избавляются от бедности и нуждаются в транспорте. Выбросы автомобилей, работающих на мазуте, засоряют наш воздух и способствуют глобальному потеплению. По всем этим причинам крайне важно найти альтернативу нефти для частного транспорта. Хотя автомобиль может приводить в движение несколько альтернатив, сегодня доступна только одна: электричество.

С введением электрического двигателя в транспортное средство вводится совершенно новая трансмиссия, требующая междисциплинарных исследований компонентов системы. Система электромобиля состоит из электродвигателя, преобразователей силовой электроники и накопителей энергии, таких как батареи. Кроме того, вся система должна быть оптимизирована, чтобы максимизировать общую эффективность системы. Наконец, чтобы уменьшить общие выбросы от транспорта, устройство хранения энергии транспортного средства следует перезаряжать в то время, когда производство электроэнергии в сети наиболее эффективно и не загрязняет окружающую среду.

Исследования NCSU в области систем электромобилей сосредоточены на расширении диапазона транспортных средств за счет разработки более эффективных подсистем и включения систем хранения с более высокой плотностью энергии и мощности. Другая тема исследования сосредоточена на разработке фундаментальных и эффективных технологий, которые помогут электроэнергетической отрасли активно управлять и контролировать большое количество зарядок транспортных средств от подключаемых модулей. Дополнительную информацию можно найти по адресу: http://www.atec.ncsu.edu/

Electronic Energy Systems Packaging (включая упаковку силовой электроники) включает в себя технологии, ориентированные на физическую реализацию силовой электроники и систем накопления энергии.

Инженеры-электрики разрабатывают схемы и схемы, но в конечном итоге заказчику доставляются электрофизические схемы, одновременно спроектированные и объединенные в аппаратную систему. Эти аппаратные системы должны соответствовать таким показателям, как мощность, вес и плотность размеров; государственные и отраслевые стандарты; и надежность.

Понятно, что это исследование широкое и междисциплинарное с изучением электрических, магнитных, тепловых и механических компонентов и цепей. Исследовательский центр NCSU сосредоточен на высокочастотных топологиях высокой плотности, в которых используются силовые полупроводники со сверхбыстрым переключением, а также на материалах и процессах изготовления для создания таких топологий.

Применение в новых интегрированных энергосистемах от чипа до корабля, включая наземные энергосистемы интеллектуальных сетей; преобразователи и приводы для электромобилей; высокопроизводительные источники питания для аэрокосмических, телекоммуникационных и распределительных систем постоянного тока; и сверхбыстрые устройства защиты от коротких замыканий, использующие новейшие полупроводники SiC и GaN.

Те, кто интересуется этой областью, сочтут выгодным иметь начальное образование в области силовой электроники и физики с сильным интересом к теплопередаче, материалам или строительной механике.

Силовая электроника представляет собой технологию, связанную с эффективным преобразованием, управлением и кондиционированием электроэнергии статическими средствами из ее доступной входной формы в желаемую электрическую выходную форму.

Силовые электронные преобразователи можно найти везде, где есть необходимость изменить форму электрической энергии (т. е. изменить ее напряжение, ток или частоту). В «классической» электронике электрические токи и напряжение используются для передачи информации, тогда как в силовой электронике , они несут власть. Некоторыми примерами использования силовых электронных систем являются преобразователи постоянного тока в постоянный, используемые во многих мобильных устройствах, таких как сотовые телефоны или КПК, и преобразователи переменного тока в постоянный в компьютерах и телевизорах. Крупномасштабная силовая электроника используется для управления сотнями мегаватт потока энергии в нашей стране.

Исследования в этой области включают применение силовой электроники для управления крупномасштабной передачей и распределением электроэнергии, а также интеграцию распределенных и возобновляемых источников энергии в энергосистему. NCSU также имеет сильную программу по новым приложениям полупроводниковых устройств с широкой запрещенной зоной, которые обеспечивают высокие рабочие температуры, более высокую эффективность и более высокую удельную мощность.

ИС управления питанием используются для точного управления потоком энергии в портативных и портативных устройствах, таких как усилители мощности сотовых телефонов и светодиодные дисплеи, ЦП, DRAM, графические устройства, высокоскоростные устройства ввода-вывода и USB. Кроме того, отслеживаются пониженное напряжение или другие неисправности, чтобы предотвратить повреждение системы. Функция плавного пуска снижает нагрузку на компоненты источника питания и повышает надежность изделия. Реализация обычно выполняется с использованием аналоговых интегральных схем, но существует сильная тенденция к переходу к реализации цифровых или смешанных сигналов.

Силовые полупроводниковые устройства представляют собой полупроводниковые устройства, используемые в качестве переключателей или выпрямителей в силовых электронных схемах (например, импульсные источники питания). Их также называют силовыми устройствами, а при использовании в интегральных схемах — силовыми ИС.

Некоторыми распространенными силовыми устройствами являются силовой диод, тиристор, силовой МОП-транзистор и IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором). Силовой диод или полевой МОП-транзистор, например, работает по тем же принципам, что и его маломощный аналог, но способен пропускать больший ток и, как правило, может поддерживать большее напряжение обратного смещения в выключенном состоянии.

Потребности в исследованиях в этой области включают, с одной стороны, увеличение максимальной допустимой мощности силовых устройств, а с другой стороны, необходимость увеличения скорости, которую они могут переключать. Силовой полупроводник также играет ключевую роль в определении эффективности преобразования энергии. Исследования NCSU сосредоточены на силовых устройствах, в которых используются полупроводниковые материалы с широкой запрещенной зоной (например, SiC и GaN).

Исследовательские проекты сосредоточены на анализе структур силовых устройств с использованием численного моделирования и разработке аналитических моделей на основе физики транспорта полупроводников. Студентам предлагается подтвердить теоретический анализ, используя электрические характеристики коммерчески доступных устройств и изготовление новых структур устройств. Влияние улучшений характеристик силовых устройств на конкретные приложения позволяет понять компромиссы между характеристиками во включенном состоянии, возможностью обратной блокировки и эффективностью переключения.

Электроэнергетические системы состоят из компонентов, которые производят электрическую энергию и передают эту энергию потребителям. Современная электроэнергетическая система состоит в основном из шести основных компонентов: 1) электростанции, вырабатывающие электроэнергию, 2) трансформаторы, повышающие или понижающие напряжение по мере необходимости, 3) линии электропередач для передачи электроэнергии, 4) подстанции, на которых понижается напряжение. для передачи мощности по распределительным линиям, 5) распределительным линиям и 6) распределительным трансформаторам, которые снижают напряжение до уровня, необходимого для потребительского оборудования. Производство и передача электроэнергии относительно эффективны и недороги, хотя, в отличие от других форм энергии, электроэнергию нелегко хранить, и поэтому ее необходимо производить в зависимости от спроса.

Исследования NCSU в области электроэнергетических систем сосредоточены на изучении новых технологий, таких как силовая электроника, накопление энергии, возобновляемые и распределенные источники энергии, в области эксплуатации, контроля и защиты электроэнергетических систем. Исследование координируется двумя крупными центрами:

• Центр систем доставки и управления возобновляемой электроэнергией будущего (FREEDM) занимается разработкой интеллектуальной сети, которая позволит любому интегрировать новые технологии возобновляемой энергии в энергосистему для безопасного и устойчивое будущее. Исследования включают разработку или внедрение новой силовой электроники, технологий связи и управления для демонстрации и создания прототипа такой системы. Более подробная информация находится по адресу: http://www.freedm.ncsu.edu/
Центр передовой транспортной энергии
• (ATEC) занимается разработкой фундаментальных и передовых технологий, которые помогут электроэнергетической отрасли активно управлять и контролировать большое количество подключаемых гибридных автомобилей (PHEV) и подключаемых электромобилей (PEV). Более подробная информация доступна по адресу: http://www.atec.ncsu.edu/
.

Силовая электроника и электротехника

Электрическая энергия является ценным ресурсом, который влияет практически на все сферы повседневной жизни. От питания портативных устройств до освещения улиц и зданий и повышения эффективности промышленности — это компонент современной жизни, от которого зависят миллионы людей, но в полной мере не оценивают его. В конце концов, для подавляющего большинства американцев электричество просто… есть. По данным Управления энергетической информации США, общее потребление электроэнергии на душу населения в США в 2011 году составило около 313 британских тепловых единиц. Мировое потребление на душу населения в том же году составило 75 миллионов БТЕ. Как такой ценный ресурс, который используется в невероятно больших количествах, хранение, использование и транспортировка электроэнергии имеют решающее значение.

Как инженер, вы можете играть важную роль в управлении не только электричеством в США и за рубежом, но и устройствами, использующими этот ресурс. Если вы ищете многообещающую работу в этой области обучения, подумайте о том, чтобы получить степень магистра инженерии в Интернете в Калифорнийском университете в Риверсайде, чтобы продолжить карьеру в растущей специальности силовой электроники.

Что такое силовая электроника?

Силовая электроника — это область техники, в которой основное внимание уделяется применению твердотельной электроники для преобразования электроэнергии и управления ею. В общих чертах, это изучение изменения электрической мощности в различных формах. Этот фокус области обычно относится к преобразованию и контролю электроэнергии, но также может относиться к исследованиям, связанным с проектированием, расчетами, управлением и освоением систем. Цель состоит в том, чтобы контролировать поток энергии от источника к нагрузке наиболее эффективным, надежным и экономичным способом.

Исследования в этой области существуют дольше, чем многие могут предположить, хотя дата начала зависит от того, что вы считаете силовой электроникой. Некоторые говорят, что эта область зародилась в своей самой ранней форме благодаря электрическим машинам 19 века, в начале того, что считается электрической революцией. Другие указывают на начало 20-го века и изобретение Питером Купером Хьюиттом ртутно-дугового выпрямителя со стеклянной колбой и катодом в 1902 году. Томас Г. Уилсон предположил, что отправной точкой следует считать 19 год.12, когда компания General Electric Company E. F.W. Александерсон подал заявку на патент на процесс модуляции высокочастотного тока генератора переменного тока для использования в радиотелефонии.

С момента своего появления более 100 лет назад силовая электроника претерпела невероятное количество изменений, которые сделали процесс более эффективным и действенным. Одним из значительных достижений стал переход от ртутно-дуговых клапанов к полупроводниковым переключающим устройствам, которые были исследованы и разработаны ученым Р. Д. Миддлбруком в середине 20 века. Разработка первого микрокомпьютера Intel в 1971 привел к более быстрому прогрессу.

В последние годы специалисты начали искать способы использования силовой электроники для получения возобновляемой энергии. Другие важные приложения, которые вы, вероятно, будете изучать как современный инженер, интересующийся силовой электроникой, включают массовое накопление энергии, а также разработку и создание гибридных и электрических транспортных средств. Хотя электродвигатели и генераторы производятся уже много лет, именно прорывы в области накопления энергии сделали возможным появление электромобилей.

Системы преобразования энергии

При изучении или работе в области силовой электроники необходимо глубокое понимание систем преобразования энергии. Существует четыре типа этих систем, которые классифицируются в зависимости от типа выходной и входной мощности:

• от переменного тока к переменному.
• переменного тока в постоянный.
• постоянного тока в постоянный.
• постоянного тока в переменный.

В дополнение к пониманию различий между этими классификациями и их значениям в промышленности, вам также необходимо быть знакомым с однофазными полумостовыми инверторами, однофазными полномостовыми инверторами, трехфазными инверторами источников напряжения и источниками тока. инверторы. Относительно новый класс инверторов, который привлекает все больше внимания в этой области, — это многоуровневые инверторы, которые обеспечивают более высокую производительность, хотя они более дорогие и сложные.

Когда вы работаете в области силовой электроники, вам, скорее всего, будет поручено принимать решения по исследованию, разработке и внедрению этих методов преобразования для повышения эффективности электрических систем, в зависимости от вашей конкретной роли.

Применение в силовой электронике

У инженеров есть ряд промышленных приложений для исследований, проводимых в области силовой электроники. Они варьируются от небольших деталей, таких как компоненты зарядных устройств, до физически более крупных проектов, таких как разработка транспортных средств и транспортных систем. Что общего между промышленными лазерами, холодильниками, тележками, системами кондиционирования воздуха и текстильными фабриками? Все они выигрывают от применения силовой электроники. Преобразование электрической энергии имеет множество бытовых и коммерческих применений.

И эти приложения не ограничиваются нашей планетой. Такие организации, как НАСА, нашли ряд применений для силовой электроники в аэрокосмических исследованиях и разработках, включая проектирование и создание систем питания космических кораблей.

Какой бы работой в области силовой электроники вы ни занимались, вы, скорее всего, будете заниматься поиском новых, инновационных применений для последних и крупнейших исследований, проводимых в этой области.

Перспективы работы в области силовой электроники

Если вы уже зачислены на программу магистра инженерных наук или хотите получить степень на пути к новой интересной карьере, у опытного инженера с интерес к силовой электронике. Некоторые из этих должностей включают:

• Инженер по силовой электронике
• Инженер-энергетик
• Инженер-электронщик
• Инженер по электроэнергетике

Одним из аспектов силовой электроники, который особенно популярен на современном рынке труда, являются системы электроснабжения. Спрос на квалифицированных кандидатов для заполнения должностей в этой области растет, поскольку нынешняя рабочая сила одновременно начинает стареть.

«Проработав в отрасли 28 лет, я заметил, что общая рабочая сила, отвечающая за надежность и обслуживание энергосистемы, быстро стареет», — сказал генеральный директор Doble Дэйв Забетакис в интервью корреспонденту Forbes Питеру Келли-Детвайлеру. «И хотя экономический спад заставил некоторых людей дольше оставаться на работе, это большая проблема. Это также не только проблема Северной Америки. Нехватка квалифицированных электриков ощущается во всем мире, а это означает, что рынок талантов будет конкурентоспособным. Это не просто одно коммунальное предприятие, конкурирующее с другим коммунальным предприятием, а промышленность против промышленности, и страна против страны с [] меньшим по размеру резервом квалифицированной рабочей силы».

Какую бы область электротехники вы ни выбрали, для большинства должностей в этой области перспективы получения заработной платы являются многообещающими. По данным Бюро статистики труда США, средняя годовая зарплата инженера-электрика составляет 93 260 долларов.

Успех в области силовой электроники

Независимо от того, занимаетесь ли вы любимой работой или готовитесь к новой карьере в области силовой электроники, есть определенные черты, которые будут отличать вас от конкурентов при приеме на работу или продвижении по службе. В то время как ваше образование и опыт работы важны для приобретения технических навыков, необходимых для достижения успеха на работе, работодатели уделяют все больше внимания найму членов команды с хорошо развитыми навыками межличностного общения, которые позволяют людям эффективно взаимодействовать с другими.

Развитие следующих социальных навыков может помочь вам стать желанным кандидатом во время поиска работы, но они также помогут вам преуспеть, когда вы прочно утвердитесь в своей должности:

• Способность решать проблемы: Решение проблем вписаны в ДНК любой инженерной должности. Но это не означает, что это не та область, в которой вам нужно заставлять себя работать. Работодатели хотят знать, что вы можете не только находить решения проблем в своей работе, но и решать проблемы с клиентами, коллегами и другими людьми. .
• Инициатива и стремление: В зависимости от вашей должности вы можете работать в тесном контакте с менеджером или сами руководить командой. Независимо от того, любая роль выиграет от инициативы и драйва. Это черты, которые особенно важны, когда на рабочем месте хотят нанять или продвинуть сотрудника на руководящую должность.
• Коммуникативные навыки: Как инженер, вы явно можете разбираться в сложных темах и создавать инновационные решения. Но если вы не можете передать эти идеи другим, вы не будете столь же эффективны, как инженер. Следовательно, работа над своими коммуникативными навыками поможет вам укрепить имеющиеся навыки и развить вашу карьеру.
• Гибкость: Даже самые лучшие планы иногда идут наперекосяк. Работодатель не будет ожидать, что у вас будут только идеальные проекты, которые никогда не столкнутся с непредвиденными проблемами. Но вы должны будете соответствующим образом реагировать на любые возникающие проблемы. И именно поэтому так важна гибкость. Научитесь справляться с трудностями, и вы быстро увидите преимущества на рабочем месте.

Ваша степень инженера-электрика

Готовы сделать следующий шаг в своей инженерной карьере? Подумайте о том, чтобы получить степень магистра электротехники в рамках онлайн-программы Калифорнийского университета в Риверсайде. Более высокая степень будет основываться на вашем уровне бакалавра и любом существующем опыте работы, чтобы дать вам специализированные знания, необходимые для продвижения в вашей области.