电力与电子技术汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇电力与电子技术范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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2电力电子技术的实际应用

现阶段，很多的行业与领域都涉及到了电力电子技术的应用。全球范围内的经济模式都逐渐走向信息化发展方向，这就需要对传统的产业模式进行改革，转变为依靠高新技术的经济发展模式，而电力电子技术在经济模式转变过程中是重要的技术保障。电力电子技术在不断的应用的过程中，也在不断的得到完善与发展，很多高性能、多功能的元件被不断的开发并使用到电力变流设备运行中来。高性能元件的发展与使用，很大程度上推动了电力电子技术的进步，同时也推进了半导体器件、集成电路、自动化技术以及信息技术等领域的发展。所以，电力电子技术在实际应用中展示出了越来越多的优势，并逐渐的被广泛推广。

1）电力电子技术在交通设施中的应用。电力电子技术随着自身不断的改革与进步，其应用范围也越来越广，而电力电子技术在交通运输中的应用尤为广泛。例如铁道运输中的电气机车，其分为直流机车与交流机车两种，这两种机车就是分别对整流以及变频装置的实际使用。此外，最新开发的磁悬浮列车，电力电子技术在其中起着重要的作用，很多的设备以及元件都需要借助电力电子技术才可以进行正常运转。例如，在磁悬浮列车的牵引机传动过程中以及辅助电源运行过程中，都需要利用到电力电子技术。目前所研发的绿色节能汽车，就是依靠电力作为汽车运行的动力。而电力在通过电机转化为动力的过程中，也需要电子装置将电力转换处理，才可以达到有效控制驱动的效果。船舶以及飞机等交通工具其电源在使用过程中差异也非常大，也需要采用电力电子技术进行控制与改进。

2）电力电子技术在家电中的应用。越来越多的家用电器开始应用电力电子技术，以更加方便的为人们的生活服务，提高人们生活的质量。例如，日常中经常用到的洗衣机，通过应用电力电子技术就能够实现洗衣过程的自动化控制，减少了人力工作，我们仅仅把衣服放置到洗衣机中，通过给定制定的操作，就可以借助电力电子技术的功能实现我们想要的目的。才出现时间不长的洗碗机，其工作原理与洗衣机相似，都是通过电力电子技术来完成的。空调也逐渐的向变频节能的功能转变，利用电力电子技术的变频功能，可以为我们降低近1/3的电能消耗，不仅节省了日常开销，也在很大程度上节约了资源与能源的消耗。电频荧光照明灯泡同样要比白炽灯泡拥有更好的节能性能，其中也是电力电子技术所应用的效果。

3）电力电子技术在工业节能中的应用。随着我国的社会经济不断发展，工业对于能源以及资源的消耗也在逐渐的增加，特别是对于电力能源的消耗数量尤为高。由于电力能源具有性能稳定、利用率相对较高的特点，工业生产中大多都采用电力作为能源的主要来源，使得电力的消耗随着经济的不断发展而大幅增加。就目前工业发展的大体状况上来说，其用电过程中依然出现较多不科学现象，特别是工业用电效率普遍偏低，使得电力能源大量的浪费。随着我国可持续发展战略的不断深化与改革，电力能源的节约使用已成为一个重大的社会问题，而电力电子技术可以在很大程度上降低对于电力能源的消耗。很多的企业开始逐渐使用电力电子节能设备，使得设备的运行更加优化，极大提升了电力能源的使用效率。

4）电力电子技术在发电站的应用。世界能源的短缺促使了人们加快开发新能源的步伐，我国也逐渐的重视风力发电以及水力发电的工程建设，在这些电力设施建设与运行的过程中，发电机电流频率的转换是非常关键与重要的技术。对于水力发电来说，发电的功率大小跟水压头的大小以及水流量的大小有直接关系，也在很大程度上影响着发电机组的转速改变，为了获得发电机组的最佳运转功率，就要借助电力电子技术来改变电流的频率，以达到改变发电机组转速的目的。

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中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041-163-02

1 谐波的产生和影响

1.1 谐波与无功功率的产生

在用电负载中，阻感负载占了很大一部分，阻感负载要正常的工作就要吸收无功功率。而这些装置中交流侧的电流会因为使用了相控方式而滞后于电压，也就产生了大量的谐波电流。即使一些交流侧电压电流基本相同的装置，但是电流波形的畸变，也会产生谐波电流，导致无功功率被消耗。

纯正弦交流电路中，定义了三种功率，它们的表达式为（P是有功功率，Q是无功功率，S是视在功率）：

P=UIcosφ

Q= UIsinφ

S=UI

三种功率满足关系式：

S2=P2+Q2

有功功率P的表示交流平均功率；视在功率S在工程上表示为电气设备功率中设计的极限值，它当中的额定电流由铜耗和导线的截面积决定；无功功率表示的则是含有储能元件的电路中的一种功率互换的幅度，单相电路与三相电路之间又有一些不同。

在非正弦交流电路中，有功功率和视在功率可以分别表示成：

其中，Un和In分别代表基波和谐波中电压、电流的分别的有效值。

按照纯正弦电路的模式，可以给非正弦电路的无功功率做一个定义：

在这里，Q虽然反应能量的流动交换，但却不体现其的消耗情况。公用电网的电压，波形稳定，畸变很小，而电流的畸变可能却很大，所以在研究过程中，可以将各个功率可以用以下公式表示：

其中，Qf和D分别表示基波电流和谐波电流产生的无功功率。功率因素可以表示成：

在这个式子中，u=I1/I是叫波形畸变因数，cosφ1则被称为位移因数或功率因数。

可以看出，功率因数在非正弦电流电路中除了与基波电流相关，还与谐波大小有关系。所以，电路中的谐波，会使得无功功率增大，从而使功率因数变低，导致电气容量的可利用率下滑，从而损害电网。

1.2 谐波对电网的影响

1）谐波的产生，会使电网设备产生附加的损耗，从而降低供配电以及用电设备的功率。

2）谐波引起的过电压、过电流将会使变压器产生过热现象，这样一来，设备容易老化，使用寿命缩短而且还会损坏。

3）谐波会到这继电保护装置的误操作，是一些测量仪表失效或测量不准确。

4）谐波会在公用电网中引发并联谐振和串联谐振，极易造成安全隐患。

5）谐波的产生，对近处的通信装置产生干扰，导致通信质量下降，造成一些额外损失。

2 对谐波抑制技术的研究

各国在电力技术方面都制定了一些法规或措施来将谐波抑制控制在允许范围，对谐波和谐波电流的合成方法进行了明确说明，为了满足这些要求，要采用一些方法来抑制谐波以及对无功功率进行补偿。

2.1 安装谐波补偿装置

2.1.1 无源滤波器

无源电力滤波器（PPF）在谐波抑制中有很大优势，初期投资比较小，运行效率高，它主要利用电子元件的谐振特性，使得电感或电容在阻抗分流回路中形成低阻抗，但体积大，材料消耗多等，也是它的缺点。

2.1.2 有源滤波器

有源滤波器（APF）与无源滤波器（PPF）相比而言，它能在补偿各次谐波的同时，还能调节三相不平衡电压和抑制闪变；并且它能够对动态的谐波进行跟踪补偿，达到自适应的效果；滤波特性也不受频率与阻抗影响。

因为优势明显，APF技术也是治理电网污染中的一项关键技术，对它的研究比较广泛。根据使用场合分，可分为有源直流和有源交流两类；根据逆变电路储能元件来分，分为电流型与电压型滤波装置，如图1所示：a）为电压型。b）为电流型。

电压型效率高，可任意并联扩容，适用于电网级的谐波补偿，且技术相对成熟，目前使用广泛；电流型结构简单，性能稳定，不适用大容量系统。

通过接入电网的方式来分，还可分为串联型与并联型。并联型的APF，主要功能是消除负载引起的谐波电流，优势是可以多台并联使用，适用于多种容量场合；串联型APF，是通过向电网中加入或减去一个瞬时电压，使负载侧电压维持一个纯正弦波，这种方式使串联型在电压敏感性负载中非常适合，但它负载电流过大，体积较大，没有并联型使用广泛。

有源滤波器的控制策略是滤波技术中最重要的部分，包括直流侧电容电压控制、输出电流跟踪控制，一般来说又可分为开环控制、闭环控制，目前主要采用闭环控制技术，它补偿效果较好。

参考文献

[1]刘玉冰.关于电力电子技术与谐波抑制、无功功率补偿技术的研究[J].科技广场，2007（7）：218-221.

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电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合。随着近年来经济飞速发展，巨大的电力需求与当前电力系统电力缺口的矛盾日益显现，使得电力电子技术在电力系统中的需求相应增加，伴随而来的是我国电力电子技术面临着宝贵的发展机遇。

1 电力电子技术的发展

电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，现代电力电子技术的发展方向，是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件，表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。目前，电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。在实现高频技术的基础上，更增加了节能、环保、自动化、自能化等特点。

2 电力电子技术在电力系统中的应用

2.1电力电子技术在发电环节中的应用。主要体现在发电机组的励磁控制和变频调速上。在我国范围内乃至全球范围内的各个大型电厂发电机组中，运用的最为普遍的就是静止励磁系统，电力电子技术的发展，使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节，使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。同时由于电子技术代替了励磁机的环节，使静止励磁能够对自身进行迅速有效的调节，提高电力系统的运作效率。电子技术也应用于电厂的风机水泵的变频调速上和太阳能发电控制机组的控制系统中。在电厂的电力生产过程中，由于发动机组等设备对于发电量的损耗相对较大，考虑电力生产中节约能源的要求。在高压电和低压电的转换过程中，使用风机水泵变频机替代原有的变频器，改变电能转换过程中耗能大效率低的问题。而在太阳能发电的控制系统中，电子技术的作用尤为突出，太阳能作为21世纪被广泛重视的新型能源，发展太阳能发电产业是整个国家乃至全世界的战略目标。然而由于太阳能发电本身的功率过大，在使用太阳能发电机组发电的时候，需要将生产出来的电能进行转换，这个时候就需要大功率的电流转换器。而电子技术能够很好的解决这一问题。

2.2电力电子技术在配电过程中的作用。要使配电系统能够配送出高质量的电力资源，需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件，同时，在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中，电力电子技术作为配电环节的质量控制部分，以用户电力技术和FACTS技术为实现形式，通过在配电线路中增设电力电子装置，加强对与电压，电流和功率的可控性，调控电力传输。

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电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的控制和变换的科学，是介于电气勤务员三大主要领域—电力，电子和控制之间的交叉学科，在电力，工业，交通，航空航天等领域具有广泛的应用。电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效地节约能源。

1.我国电力工业面临的挑战

（1）电力供需矛盾难以根本缓解。按照统计分析，每个国家的人均GDP与人均的能耗有十分密切的相关关系。我国要在下世纪中叶达到中等发达国家水平，人均用电水平的增长是不可避免的。人口增长和现代化进程使用我国对电子表力需求不断增加，按照规划，2050年我国发电装机应超过15亿千瓦，比现有的装机净增13亿千瓦以上，按常规格化的发展模式几乎不可能达到这个目标，除非寻求新的发展途径。

（2）有限资源的制约日趋严重。我国去年已成为石油进口国，不能指望靠石油发电。水电可发容量不足3.7亿千瓦，在相当长的时期内煤碳仍是主要的一次能源，但燃煤生产的环境污染的治理是一个极为困难的问题，此外，煤炭基地资源短缺是我国发展水电的又一重要制约因素。

（3）对电网可靠性和电能质量要求不断提高。20世纪电力系统发展的特征常以“大机组、大电网、高电压”来描述。近二十年的世界各国的经验表明，在下世纪，这个趋势不会再继续下去，研究表明，机组的单机容量和交流输电电压等级的发展已出现饱和趋势，单机容量120MW和电压等级800KV已达到由电网可靠性决定的极限。尽管现代电网的设计运行技术近年取得了长足发展，但仍不能完全避免大电网的瓦解事故的发生。近几年内，世界上的达电网事故仍有发生，有时还造成了灾难性的后果。

2.电力电子技术的发展概述

（1）整流器时代。大功率的工业用电由工频交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的电解，牵，直流传动等大三领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用是以很大发展，当时国内曾经掀起了一股各地大办硅整流器厂的热潮，目前全国大小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。

（2）变频器时代。进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础，将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控制功率器件，首先是功率MOSFET的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计，到1995年底下，功率MOSFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在电力电子领域已成定论，新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且仅现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

3.电力电子技术的应用

（1）一般工业。工业中大量应用各种交直流电动机。直流电动机有良好的调速性能，给其供电的可控整流电源或直流斩波电源都是电力电子装置。近年来，由于电力电子变频技术的迅速发展，使得交流电机的高速速性能可与直流电机相媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。大至数千KW的各种轧网机，小到几百W的数控机床的伺服电机，以及矿山牵引等场合都广泛采用电力电子交流调速技术，一些对调速性能要求不高的大型鼓风机等近年来也采用了变频装置，以达到节能的目的。

（2）交通运输。电气化铁道中广泛采用电力电子技术，电气机车中的直流机车中采用整流装置，交流机车采用变频装置。直流斩波器也广泛用于铁道车辆。在未来的磁悬浮列车中，电力电子技术更是一项关键技术，除牵引电机传动外，车辆中的各种辅助电源也都离不开电子技术，电动汽车的电机靠电力电子装置进行电力变换和驱动控制，其蓄电池的充电也离不开电力电子装置，一台高级汽车中需要许多控制电机，它们也要靠变频器和斩波器驱动并控制，飞机，船舶需要很多不同要求的电源，因此航空和航海都离不开电力电子技术，如果把电梯也算做交通运输，那么它也需要电力电子技术，以前的电梯大都采用直流调速系统，而近年来交流变频器调速已成为主流。

4.电子电力技术关键技术在电力方面的应用

（1）智能电网应用的关键技术。采用电子传感技术，对电子表网用户端，电网设备，电网运行状况进行适时监控，确保智能电网稳定性与经济性，以便实现电力资源最大利用率，增强电网运营的高效低耗。在智能电网中采用先进的电子电力装置，诸如故障电流限制器，人性化交流输电设备，储能控制装置，智能保护设备等，这些装置与其它技术相结合，保障了智能化电网的可靠性。采用系统控制技术，能够对电网故障作出快速诊断并根据专家系统对电网诊断结果给出处理方案，控制系统从电网相关设备采集数据信息，通过系统运算确定电网的运行是否正常，藉此实现配电，变电自动化，继电的自适应保护，电网智能化等功效。

（2）电力系统中的太赫兹技术。在电力系统中，电缆通常埋于地下，故障查找非常麻烦，采用太赫兹探测器能够透射探测碳板，塑料，沙尘等，还能探测厚墙，干燥土层等，可以突破传统探测技术的10米极限，目前亟待研制便携式太赫兹探测器，可以利用太赫兹波的敏感性查找随时查找电缆的损坏情况和无破损故障。

（3）窃电行为给供电企业造成了极大的经济损失。而查处窃电者需要时间和程序，给窃电者销毁证据提供了机会，使窃电行为难以举证，供电企业在证据不足的情况下，不敢贸然查处窃电行为，导致窃电行为不能及时受到惩处，供电企业查处窃电的技术不足，不能查处较为隐蔽的窃电手段，导致企业损失惨重，采用太赫兹技术进行窃电监测，可以实现远距离线损监控，窃电取证举证功能，有效防止窃电行为。

5.结束语

电力电子技术的应用范围十分广泛，从人类对宇宙和大自然的探索，到国民经济的各个领域，再到我们的衣食住行，到处都能感受到电力电子技术的存在和巨大魅力，这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习，研究电力电子技术并使其飞速发展，电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源，恒频交流电源和变频交流电源，因此也可以说，电力电子技术研究的也就是电源技术，电力电子技术对节省电能有重要意义。

【参考文献】

[1]王锋，华胜，万浩平.我国电力电子技术发展展望[J].科技广场，2008（8）.

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一、电力电子技术

电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子学的技术。通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等14个方面的调查，潜在节电总量相当于1990年全国发电量的16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%-40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。

电力电子技术是计算技术在电力系统中的具体实现，随着电力系统计算机化和信息化的水平不断提高，电力电子技术在电力系统中的作用也越发明显。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合，它是计算机应用技术、电子技术、电路技术还有电力控制技术为一体的服务性的技术。

二、电力电子技术与现代建筑的结合－—智能照明系统

现代建筑中的照明不仅要求能为人们的工作、学习、生活提供良好的视察条件，能利用灯具造型和光色协调营造出具有一定风格和美感的室内环境以满足人们和心理和生理要求，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更要求。一个优秀的智能照明系统有仅可以提升照明环境的品质，还必须做到充分利用和节约能源。相比之下，智能照明系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用会越来越广泛。

1、智能照明系统在现代建筑中的应用效果

随着照明系统应用场合的不断变化，应用情况也逐步复杂和丰富多彩，仅靠简单的开关控制已不能完成所需要的控制，所以要求照明控制也应随之发展和变化，以满足实际应用的需要。尤其是计算机技术、计算机网络技术、各种新型总线技术和自动化技术的发展，使得照明控制技术有了很大的改观。智能照明系统在现代建筑中的应用效果如下：

（1）实现照明控制智能化

采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，系统将按预先设定的若干基本状态进行工作，这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态，自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光，同时系统的探测功能也将自动生效，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外，不可以通过编程器随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。

（2）改善工作环境，提高工作效率

传统照明控制系统中，配有传统镇流器的日光灯以100HZ的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳，降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高的频率(40KHZ-70KHZ),不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定，在为人们提供健康、舒适环境的同时，也提高了工作效率。

（3）自动调光，充分利用自然光

智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，能对大多数灯具(包括白织灯、日光灯、配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等)进行智能调光。智能照明系统中的光电感应开关通过测定工作面的照度与设定比较，来控制照明开关，这样可以最大限度地利用自然光，而达到节能的目的，也可提供一个较不受季节与外部气候环境的相对稳定的视觉环境。一般来讲，越靠近窗自然光照度越高，从而人工照明提供的照度就低，但合成照度应维持在设计照度值。

（4）提高管理水平，减少维护费用

智能照明控制系统，将普通照明人为的开与关转换成智能化管理，不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且同时将大大减少大楼的运行维护费用，并带来极大的投资回报。

2、智能照明系统的组成

智能照明系统是利用先进电磁调压及电子感应技术，对供电进行实时监控与跟踪，自动平滑地调节电路的电压和电流幅度，改善照明电路中不平衡负荷所带来的额外功耗，提高功率因素，降低灯具和线路的工作温度，达到优化供电目的照明控制系统。

（1）控制系统中心

一般由服务器、计算机工作站、网络控制交换设备等组成的计算机硬件控制系统和由数据库、控制应用软件等组成的照明控制软件等两大部分组成。系统最大的特点是场景控制,在同一室内可有多路照明回路,对每一回路亮度调整后达到某种灯光气氛称为场景;可预先设置不同的场景(营造出不同的灯光环境),切换场景时的淡入淡出时间,使灯光柔和变化.时钟控制,利用时钟控制器,使灯光呈现按每天的日出日落或有时间规律的变化.利用各种传感器及遥控器达到对灯光的自动控制。

（2）控制信号人民传输系统

通过控制信号传输系统完成照明网络控制系统中有关控制信号和反馈信号的传输,从而完成对控制区域内的照明设备进行控制。

（3）区域照明控制

网络照明控制系统实际上是对一定控制区域的若干小区域的照明控制系统(设备)进行联网控制,区域照明控制系统(设备)是整个联网控制系统的一个子系统,它既可以作为一个独立的控制系统使用,也可以作为联网控制系统的终端设备使用。

（4）灯控设备

通过整个照明控制系统要完成对每盏灯的控制,灯控设备安装在每盏灯上,并可以通过远程控制信号传输单元与照明控制中心通信,从而完成对每盏灯的有关控制(如开/关、调光控制),并可以通过照明控制中心对每盏灯的工作状态进行有关监控,从而完成对每盏灯的控制。

三、结束语

智能照明系统是电力电子技术与现代建筑有效的结合，良好的使用效果与社会、经济的效应,推动了智能照明的技术迅速向前发展,并形成照明发展的一个重要趋势。随着计算机技术、通信技术、自动控制技术、总线技术、信号检测技术和微电子技术的迅速发展和相互渗透,照明控制技术有了很大的发展,照明进入了智能化控制的时代。实现照明控制系统智能化的主要目的有两个:一是可以提高照明系统的控制和管理水平,减少照明系统的维护成本;二是可以节约能源,减少照明系统的运营成本。智能照明由电子计算机进行控制与管理, 因而开发照明方面的计算机硬件和软件工作是今后照明设计中的一项重要任务。

参考文献：

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电力电子技术课程具有很强的综合性和实践性，因此在教学过程中十分重视对各种电力电子电路的工作原理及电压、电流的波形分析，这样能够更加深入的理解电力电子器件的开关特性[3-4]。由于电力电子技术课程中将包含整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路和交流-交流变流电路，同时又有各种不同负载分析，如电阻性负载、阻感性负载及反电动势负载等，在此基础上又包含相应的参数计算，如直流电压、电流平均值、交流电压、电流有效值等[5-6]，因此在该门课程的教学及学习过程中主要存在如下几点问题：

（1）教学过程中由于课时的限制，教师不能在黑板上手工绘制和讲解全部电路波形，而是大量采用幻灯片方式教学，造成学生不易理解。

（2）学习过程中由于各种变换电路知识点较多，因此会让学生感觉到电路非常繁琐，分析非常抽象，并从思想上认为课程不好学。

（3）实验学时不足，使学生对电力电子器件性能及电力电子电路的应用不能有更为深入的认识。

以上问题均反映出教学手段及教学设计上存在不足，因此本文提出以仿真教学模式为主，同时配合传统黑板手工波形绘制与计算分析为辅的复合型教学模式，不仅可以大大提高教学效率、教学效果，同时可以帮助学生提高学习兴趣、增强自主学习能力，使得更为深入理解电力电子技术课程的学习内容。该种教学模式的深入开展，对电力电子技术课程设计、相关毕业设计以及开放性实验和创新实验是非常有益的。

一、电力电子技术仿真教学改革

电力电子技术课程内容量大、知识点多、既有理论分析又有实际电路应用。以我校自动化专业为例，采用王兆安老师主编的《电力电子技术》第五版教材，课程内容将涉及电力电子器件、电力电子电路（AC-DC整流电路、DC-AC逆变电路、DC-DC直流-直流变流电路、AC-AC交流-交流变流电路）及电路控制技术（PWM、软开关），课时安排为56学时，其中8学时为实验教学。在48学时的理论教学内容中，除绪论、习题课和总复习占4学时外，电力电子器件占4学时，电力电子电路占34学时，PWM控制与软开关技术占6学时。由上可见，电力电子电路占理论教学学时的70%，但是该部分的实际教学内容非常多，以整流电路部分为例，将主要涉及到两大类（单相整流、三相整流）、四小类（单相半波整流、单相桥式整流、三相半波整流、三相桥式整流）、三种负载（电阻性、阻感性、反电动势）及多种电路变换形式（如带续流二极管），其中每种电路还要分析不同触发角（如30度、60度、90度、120度等）控制下的电路工作原理、电压和电流波形图（如负载直流电压、负载直流电流、晶闸管承受电压、晶闸管流过电流、交流电流等）、电量参数计算（如直流平均值、交流有效值）。如此复杂的电路教学过程，若仅靠传统黑板板书及幻灯片教学模式进行讲解，将不能在有限的课时时间内，既完成教学内容，又让学生深入理解各种电路的工作过程，其结果是学生没能抓住电力电子电路学习的根本，不具有分析和设计电力电子电路的能力。

电力电子技术的仿真教学改革就是要改变上述由于教学内容多、课程内容复杂、课时分配少而带来的教学和学习问题，其改革的内容就是在有效的教学时间内，通过仿真软件搭建电力电子电路并进行仿真波形分析与工作原理讲解的教学模式，该模式不仅能把教学基本内容讲授清楚，同时能大大提高学生对课程教学重点与教学难点的理解和把握，达到事半功倍的效果。

仿真教学改革中采用MATLAB仿真软件，其中的电力系统模型库包含电源模块库、电器元件模块库、电机模块库、电力电子元件模块库、连接件模块库、测量仪器模块库和其他电气模块库。通过使用Simulink模块库组成电力电子控制电路，使用电力系统模块库组成电力电子主电路和驱动电路，可以较为容易的分析和设计更为复杂的电力电子电路，可以深入的研究和观察电力电子电路的动态响应和稳态响应。

二、仿真教学过程实例分析

由于电力电子技术课程中的各种电路形式复杂多样，因此以三相桥式全控整流电路为例，来说明电力电子技术的仿真教学过程。三相桥式全控整流电路在工业生产中具有重要位置，大量用于电解、电镀、直流电机传动、励磁等场合，因此该电路是电力电子技术课程的重点内容。

三相桥式全控整流电路为如上所述教材的3.2.2节内容，主要包括电路原理图、电阻性负载、阻感性负载工作情况三部分内容。该节课程的知识目标定位于掌握三相桥式全控整流电路的组成、特点及应用，理解三相桥式全控整流电路的工作原理；能力目标定位于能够根据电路图搭建相应电路并进行测量，同时能够根据任务要求开展相关实验。该节课程的仿真教学过程中首先让学生掌握电路结构，然后针对不同负载情况下，让学生理解工作原理并学会波形分析及参数定量计算，最后结合“自动控制原理”及“电机学”课程相关内容，给出仿真实验任务，目的让学生逐步进入状态，逐步掌握学习这门课的方法，下面给出仿真教学中需要注意的教学重点，其它教学部分可参考相应教材，这里不再赘述。

1.三相桥式全控整流电路结构

该部分首先介绍三相桥式全控整流电路是目前应用最广泛的整流电路，它区别于单相整流与三相半波整流，具有功率大、直流脉动小等优点，同时采用幻灯片播放实际应用案例的形式，来增强学生对该部分内容的感性认识，并提高学生的学习兴趣。其次，介绍该电路中包含六个晶闸管元件，是目前学习中器件最多的电路，需要学生们认真理解六个晶闸管器件的触发工作过程。再次，采用MATLAB仿真软件搭建三相桥式全控整流电路原理图，如图1所示。

搭建的过程中，一定要强调以下几点：①晶闸管器件编号务必为共阴极组内VT1、VT3、VT5，共阳极组内VT4、VT6、VT2；②晶闸管门极触发脉冲顺序务必为VT1-VT6；③晶闸管触发脉冲相位间隔60度。

2.带电阻性负载情况分析

前面讲解完三相桥式全控整流电路搭建后，真正进入到电路工作原理、波形分析及定量计算部分。进一步完善上面仿真电路原理图，将负载选择为电阻性负载，并增加若干示波器观察点，其中三相电源设置为幅值100V、频率50Hz，电阻负载2Ω，仿真参数设置为仿真起始时间0.0s，结束时间0.1s，算法选择ode23tb。

带电阻性负载情况下的教学重点为：①不同触发角下的波形分析；②负载电流的连续与断续分析；③晶闸管的单触发脉冲与双触发脉冲形式。其中难点内容为连续与断续状态下的脉冲形式。

首先通过仿真详细讲解30度触发角时的波形情况，要求学生在给定电源条件下能够正确理解触发脉冲、直流负载电压、直流负载电流、晶闸管承受电压和交流电源电流的波形，具体如图2所示。讲授过程中需要注意：①触发角的触发时刻，由于三相整流电路的自然换相点对应A相电压波形的30度位置，因此30度触发角情况下的晶闸管VT1触发时刻为60度位置，换算成时间为0.0033s；②将整个电源周期分成6段，每段先确定6个晶闸管的导通与关断状态，再分析其他电量；③特别注意强调线电压波形及波形画法。

然后，利用仿真教学的优势进一步讲解如上教学重点要求，如图3所示为60度和90度触发角下的晶闸管触发脉冲情况和直流输出电压波形情况。图中可以清楚的看到60度触发角为负载电压和电流连续与断续的临界点，90度触发角时清楚的看到负载电流为断续状态，同时各个触发脉冲为保证电流断续下正常工作而变成双触发脉冲形式。

为了让学生能够更深入的理解电阻性负载时的工作情况，在仿真教学过程中，可以采取更小的脉冲角度间隔对多个触发角进行多次仿真，这样更能深入理解随着触发角的增加，直流负载电压不断降低的过程。

3.带阻感性负载情况分析

当三相桥式全控整流电路带阻感性负载工作时，其特点就是能保证负载电流续流而不出现断续的状态，因此该部分的教学重点为：①让学生能够清楚的理解整个移相范围内负载电流总是连续的工作状态；②由于电感的作用，负载电压会出现负的部分；③大电感状态下，负载电流近似为一条直线。图4为触发角为90度时三相桥式全控整流电路的波形情况，与图3中触发角为90度情况进行对比，可以清楚的看出阻感性负载时的直流负载电压波形既有正向波形，又有负向波形，负载电流波形始终处于连续状态，同时还可以通过仿真教学清楚的展示电感为5mH和200mH时的直流电流波形，其中5mH时电流波形脉动较大，而200mH时电流波形脉动较小，近似为一条直线，这也充分说明当电感值为200mH时，感抗相对于阻抗来说充分大。

4.仿真实验任务：直流电机闭环调速系统

完成如上规定的仿真教学任务后，可以给学生布置相应的仿真实验任务，结合直流电机原理和闭环控制原理，安排直流电机闭环调速系统的仿真实验，可以安排在实验课中完成或课后自行完成。仿真实验任务如下：

（1）仿真参数设置：仿真起始时间0.0s，结束时间5s，算法选择ode23tb。

（2）系统要求跟踪恒值速度给定500r/min。

（3）转速调节器设定为比例控制，要求分析不同负载转矩、不同转速比例调节下的电机电压、电流和转速波形。

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Abstract：In this paper，analysis of the current in the power electronic technology teaching are widespread problems，based on the combination of project curriculum development train of thought.Through the adoption of"project lead，task driving"teaching method can motivate students'learning interest and learning initiative，and further improve the quality of the talent cultivation.

Key words：Work-integrated learning；Power electronics；Project course

《电力电子技术》是应用电子技术专业的专业核心课程，本课程是建立在电工技术、电子电路的调试与应用、电子产品的检测与维修等学科基础上的，它横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域，主要研究各种电力电子器件，以及由电力电子器件所构成的各种电路或变流装置，以完成对电能的变换和控制。它运用弱电（电子技术）控制强电（电力技术），是强弱电相结合的新学科。

一、《电力电子技术》的教学现状

目前《电力电子技术》教学过程设计主要包括以下四个部分：第一部分为绪论，主要介绍电力电子技术的基本概念和应用领域；第二部分为常用电力电子器件的结构、工作原理及性能；第三部分为四个典型单元电路，整流、逆变、直流变换和交流变换；第四部分为具体的应用实例，以帮助学生理解和掌握电力电子技术的理论及应用知识。在具体的教学过程中基本沿用以课堂教学为主，验证性实验为辅的教学模式。这种模式不足之处在于，在课堂教学中理论与实践脱节，学生尚未接触过实际电路，难以深入理解所学内容的背景、用途，只能被动地接受知识，难以激发学生学习兴趣；另外验证性实验教学也与真实地实践背景脱离，不利于学生职业能力的培养。

二、《电力电子技术》课程开发与实施

（一）课程开发思路

《国务院关于大力发展职业教育的决定》明确要求“大力推行工学结合、校企合作培养模式”，这说明职业教育的教学内容必须与生产岗位、工作任务相联系，“工学结合”模式应该成为我国高等职业教育基本的人才培养模式，这种模式的目标是对学生的技能培养应满足企业的生产与发展需求。同时这种“工学结合、校企合作培养模式”也为《电力电子技术》课程的项目开发指明了思路。

（二）课程内容选择及课程体系构建

《电力电子技术》是为电气设备的安装、调试与维护这一岗位服务的核心课程。通过对这一岗位的工作任务与职业能力分析，按照基于工作过程项目课程开发的理念重新构建了知识体系。在具体的教学内容选择上，我们选择源于企业，并经过教学化处理的典型项目为载体，同时我们也参照了维修电工、电气设备安装工国家职业标准，并将其内容融入到教学内容中。

在课程内容的设计上，我们精心选择了四个项目为载体，项目的安排是有简单到复杂递进设计，这也符合学生的认知规律。具体项目为：项目一、调光灯安装与调试；项目二、三相变频电源的调试；项目三、中频感应加热电源电路调试；项目四、开关电源电路调试。

（三）教学过程设计

《电力电子技术》课程教学过程中总体上采用“项目引导、任务驱动”的教学方法，实施“教、学、做”一体化的教学模式，以学生为主体，教师主要起组织和引导作用。下面我结合“项目一、调光灯安装与调试”介绍下主要教学过程：

1.项目引入。列举日常生活中常见的调光灯，引入本项目，通常采用案例教学法。

2.任务布置。本项目需要学生完成以下任务：

（1）检测和选择晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管和单结晶体管等电力电子器件；

（2）分析调光灯电路的主电路和触发电路；

（3）制作和调试单相半波可控整流电路；

（4）制作单结晶体管触发电路，并用示波器调试各点的波形，与理论分析计算对比。

3.讲解示范。教师带领学生对本项目涉及的相关电路进行拆解、观察、测试、分析。总结引申出要完成本项目需要掌握的理论知识点，教师对一些重点、难点内容进行讲解，从而帮助学生能够尽快开展工作。

4.小组讨论，制定方案。小组间相互讨论、相互协作并根据任务要求拟定技术方案，设计电路，教师巡回指导，了解学生参与情况。

5.任务实施。根据方案制定情况，进行电路设计、制作、安装及调试等。

6.检测与评价。这里的评价包括学生自评、小组互评及教师评价三个部分内容，充分体现了评价主体的多元化。

三、项目课程实施中注意的问题

《电力电子技术》课程改革取得了一定的成果，但在具体实施过程中体现工学结合，教、学、做一体化的教学模式，也遇到了一些问题，针对出现的问题我们也进行了深入的思考。

1.工学结合，教、学、做一体化的教学模式对教师提出了更高的要求。课程改革前教师基本都是以讲授为主，学生都是被动的接受知识并且学生所学知识与企业工作严重脱节。但实施项目式课程教学，教师要深入学习，成为该领域的行家、专家。只有这样才能胜任项目式教学要求。

2.教、学、做一体化实践教学场所的建设。《电力电子技术》项目式课程实施教学场所有特定要求，需具备产品设计、制板与加工等条件。同时还要具备教师讲授的条件，如有投影仪和电脑、黑板等。在实践场所建设中我们尽量参照按照企业实际的生产环境，做到学生情境与工作情境相统一。

3.在考核方法与内容上，从理论考核为主转到以实践技能考核为主，从结果考核为主转到以过程考核为主，从单纯的专业考核，转到专业知识、技能与职业素质综合考核，同时注重加强过程考核等。

四、结束语

《电力电子技术》课程作为应用电子技术专业的核心课程，他的重要性是不言而喻的。通过基于工作过程的项目课程改革对于提高学生的学习兴趣与积极性产生了较大作用，更加有利于学生职业能力、职业素质的培养。同时我们也感到要真正实施好这一改革成果，既需要学校的投入，也需要教师的艰苦努力和无私奉献。我们要积极探索教学内容、教学方法和教学手段的改革，不断提高人才的培养质量。

参考文献

[1]方翔.职业院校《电力电子技术》课程教学初探[J].教学研究，2010（4）.

[2]邵仕泉.《电力电子技术》逆向教学思路初探[J].西南民族大学学报，2010（9）.

[3]陶俊珍.“电力电子技术”教学内容更新例析[J].中国电力教育，2011（9）.

[4]白敬彩，吴君晓.高等职业教育电力电子技术课程教改探讨[J].河南机电高等专科学校学报，2011（1）.

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.146

0 引言

电力电子技术主要指的是通过使用相应的开关件来实现对电能进行有效变换与控制的技术，其出现于上个世纪的末期，出现后便得到了较快的发展，现阶段已然成为集电力、控制以及电子三个方面新型技术。对于电气专业的学生来讲，该门课程一方面是重要的基础性课程，另一方面也具有很强的应用性与综合性的技术。所以，对于学习电气、自动控制等专业的学生来讲，学习好该门课程对于他们今后的学习与工作有着很好的促进作用。二十一世纪的到来使得科技有了飞速的发展，社会上对于学生也出现了全新的要求。针对新时代科学技术发展的特征，高校应当对学习的课程进行改革，这样才能够更好的帮助学生去适应社会。而就《电子电子技术》课程来讲，需要在教学理念、教学方法、教学手段等方面进行改革，增加该门课程的实验，构建出更加完善的学习体系来。

1 对课程内容进行优化调整

进入到新时代之后，电力电子科技出现了飞速的发展，一些崭新的控制技术与器件相继问世，而在教学过程中所使用的课本则过于陈旧，课本上的知识具有较大的滞后性，与现阶段世界技术间存在着一定的差距，不利于学生更好的了解当今该门课程的前沿技术。所以，就需要对该门课程的内容进行改革。

第一，传统的电力电子技术中主要是以晶闸管为主，通过使用晶闸管来完成整流器、交流高压等工作，不过该器件在处理相关直流的一些变换装置时则很难达到要求。在这之后，便出现了以IGBT为主的新器件，新器件的出现便成为了电力电子技术的核心。所以，在讲授课程的时候不需要再将传统的晶闸管组成的电路进行讲解，而是将全新的器件所构成的电路进行讲解，这样一来，不仅能够降低学习的难度，而且开拓了学生的视野。

第二点，新科技的发展促进了电力电子器件的前进，特别是功率MOSFET与IGBT的出现，已经基本了取代了传统的晶闸管。而这两种器件快速发展的重要原因：首先，新器件在开关频率上有了很大的提升；其次，这两种新器件都属于电压型控制 ，能够十分方便的与数字电路相连接。因此，在教学的过程中，需要对教学的内容进行优化调整，将课程的重点放在全新的器件上来，慢慢的淡化现阶段已经不再使用的器件与控制方法。

2 以全新的方法促进学生学习能力的提升

首先，对于《电力电子技术》课程来讲，需要在讲授课程的基础上加强课程内容与实际工程的结合。所以教师在讲授课程时，需要对传统的方法进行改革，将实际生活中的例子拿到课堂上来，以实际的操作向学生进行展示，通过这一方法的进行能够很好的促进学生进行求知的欲望，让他们在学习的过程中就能够了解该门课程在学习与工作间的联系。

其次，将学生作为学习的主角来对待，促进学生积极性的培养。传统的教学工作主要体现了教师的位置，在课堂上教师的位置占据着主导地位，而学生则仅是被动的接受。在新时代，《电力电子技术》课程的讲授应当近一步的弱化教师在课堂上所占据的位置，将学生作为课堂的主角，根据教学的基本内容对教学方法进行深入的改革，引导学生自主完成电路图与波形图的制作。比如可以拿教室中电扇的调速作为例子，引导学生根据这一实际情况完成调整功能实现的思考，让学生能够自主的完成相关电路与波形图的制作，并抽出课堂的时间让大学进行讨论。通过这种方法的进行能够充分的调动起学生的积极性，让每一位同学都参与到课堂中来。

最后，可以使用丰富的教学工具来完成教学工作。新时代为各个方面都带来了巨大的变化，对于教学工作来讲，已经从传统的使用黑板发展到现阶段可以使用白板、多媒体等来实现。在使用现代化的教学方法后，可以通过PPT、FLASH以及视频向学生展示电力电子器件。当然，也不能一味的只使用多媒体进行教学工作，在使用多媒体进行教学工作的过程中要重点观察学生的学习态度，如果在使用多媒体的时候学生的学习态度不高的话，使用多媒体进行教学常常会出现事倍功半的效果，不利于教学工作的顺利开展。

3 以实践的训练达到促进学生实践能力提升的目的

《电力电子技术》作为重要的专业基础课，实践训练占据着很重要的地位。实践训练的开展能够促进学生动手能力的提升，让每一位学生能够将课堂上学习到的知识与实践相结合。所以，针对新时代的新特点，教师应当对实践训练内容进行改进，加强学生的实践动手能力。

首先，无论是理论学习还是实验，基础性的知识都十分重要。所以在进行实训的时候，首先应当带领学生完成基础性的实验，根据实训指导书的要求带领学生一步步的完成基础实验，在这一过程中，一方面能够促进学生对理论知识的理解，另一方面也能够让学生进一步的了解实验设备与实验方法的使用。其次，应当在基础实验的基础上开设综合性与创新性较强的实验。传统教学过程中在做实验时基本上都是让学生进行验证性实验，学生仅需要按照要求一步步的做下去就可以了。而在新时代背景下，应当培养学生的创新性，提升学生的主动性，在完成基础实验的基础上鼓励学生自己完成实验的设定，这样能够更好的促进学生能力的提升。最后，应当紧跟当前世界先进技术，在课堂上，向学生介绍现阶段世界上电力电子技术的发展情况，让他们能够了解到当今该项技术的发展情况，拉近学生与世界先进技术的距离。

4 总结

新时代的到来对学生也提出了新的要求，为了能够培养新时代的学生，针对《电力电子技术》课程的特点进行改革能够很好的促进该门课程的有效发展。

参考文献：

[1]李月朗.电力电子技术在智能电网中的应用[J].电子技术与软件工程，2016（16），

[2]张红娟，路秀芬，孟海涛.“电力电子技术”课程工程实践的教学改革[J].电气电子教学学报，2016（03）.

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电力电子技术在全世界范围都是一个比较新兴的学科，是新能源并网和电能质量研究的关键技术，是发配电系统的核心，也是电气类专业学生必须掌握的内容和技能。电力电子技术课程教学内容多、信息量大，既涉及电力工程知识、又涉及电子和计算机知识，是理论性和实践性非常强的专业课程。目前，在智能电网、节能、电磁兼容等方面大量应用，要求学生能根据千变万化的需求和实践设计解决方案，熟练掌握其非线性的特征及应用。

目前电力电子技术课程实验教学大都依托实验平台进行，基本上只设置演示性或验证性实验，真正动手设计、搭建、调试电路的机会并不多，限制了学生动手能力和创新能力的培养[1]。

1 传统实验存在的问题

开展实验，需有相应的实验设备和实验平台支持，实验的开设和设备的选择要做到“两个结合”[2]。一方面，实验要结合理论知识；另一方面，实验要结合工程实践，避免和工程实践脱节[3]。但目前高校开设的电力电子实验普遍存在着实验与理论结合不紧密、实验与生产实践脱节的问题，主要体现在：

(1)传统的电力电子实验与实验平台相结合的问题。传统的电力电子元器件、整流逆变电路等有具体形象[4]、易于被学生接受，但在实际应用过程中已基本实现模块化封装。因此实验平台的设计，既要兼顾传统元器件的形态，又要突出相关模块的应用与实践。

(2)如何开展电力电子技术实验，让学生从硬、软件上掌握电力电子技术的知识。从硬件平台上看，当前的实验只是“静态”地向学生介绍电路工作过程，而没有让学生参与到电路原件分析、电路拓扑分析和动态工作过程分析，在仿真与模拟实验方面更是空白。按照研究的理念，学生应该选择自己感兴趣的问题进行深度分析，从而形成自己独特的研究方法，这需要有良好的实验平台作为支撑。

(3)如何将新技术融入实验中。电力电子技术向着高度的模块化、集成化以及应用多元化的方向发展。智能电网、节能、电磁兼容等技术推动着电力电子技术飞速发展。因此，实验平台的设计应比较先进而且留有升级和进一步扩展的接口。

2 可视灵活的综合实验平台

在电力电子技术综合实验平台建设之前，我院电力电子实验室的设备比较陈旧。针对该情况，在深入研究电力电子技术实现原理和发展趋势的基础上，考虑到实验教学的实际需要，构建了电力电子技术综合实验平台。

综合实验平台主要由PC机、MCL系列电力电子试验台、拓展板、测量设备等组成(如图1所示)。整个综合平台采用标准化的模块结构，PC机可通过数据线与实验台相连，PC机运行电力电子技术实验管理软件和EWB仿真软件。实验过程中，学生可以根据需要进行模块的自由组合、拓展板设计来完成实验电路的搭建和调试。综合平台具有良好的可扩展性，可以根据实验室建设规模灵活地配置实验台的数目，主要包括：

(1)信号电源。经过过流、过压、漏电等保护电路，再分别通过调压、变压、稳压电路得到的交流可调电源、多路直流稳压电源及斩波信号源、逆变信号源、同步信号源等，为不同的实验电路提供不同的电源信号。

(2)实验电路部分根据不同的电力电子器件及不同的电力变换电路。分别设计了不同的相对独立的实验单元挂箱。各实验单元电路原理清晰、可操作性强、效果直观。

(3)类型齐全的电力电子元器件，可以进行GTR，MOSFET，IGBT，GTO的开关特性及其驱动电路、缓冲和保护电路相关实验。

(4)直流电动机、发电机模块。在进行直流调速系统实验时，除可用常规的由运算放大器构成的PID调节器进行控制外，还可和计算机相连，由上位机进行数字控制，并采集转速曲线和电流反馈信号，通过计算机对调速系统的参数进行调节，对转速等动态波形进行分析。

(5)实验台对PC以及其他拓展板的各种标准化接口。

(6)数字仪表、开关和按钮等辅助设备。

综合实验平台有以下主要特点：

(1)设备齐全，包括常规的电力电子元器件，配备了电机、变压器和电路拓扑等模型，还可以在PC机上自行仿真电路并将虚拟模块信号传送到实验台。学生可以自行设计电路模块，并使相关模块与平台相连，提高动手能力。

(2)PC机上可利用EWB等软件设计电力电子技术课程中的许多电力电子电路仿真实验，如单相/三相晶闸管相控整流电路、电容滤波不可控整流电路、DC-DC升/降压电路等。

(3)实现实验台与PC机、拓展板的标准化数据通讯，方便教学实验，避免以往实验存在电力电子元器件、电路拓扑不易修改的问题。

(4)配有各种信号灯及音响，提醒实验的学生注意当前的实验运行情况，保证接错线时不会损坏平台，解决了实验设备容易损坏而不敢让学生动手实验的问题。

3 实验管理

如何进行电力电子实验是难点和重点，当前的电力电子实验把重点放在讲解理想元器件在理想信号下的标准工作过程，仅简单地重现了理论课的内容，既锻炼不了学生的实验能力，也无法提高学生的学习积极性。针对这种问题，应用实验管理软件，存放着学生自己设计的实验过程，可让学生自己动手参与实验的设计。

将实验分为验证性、设计性、综合性和创新性4类实验，形成递进的实验层次。实验教学过程中，根据学时的安排和学生的实际能力，选择其中的模块进行实验。学生根据自己的情况，从简单的实验开始，逐步提高自己能力。

(1)验证性实验包括传统的实物元器件电路实验和虚拟仪器实验。学生选择实验项目并根据指导书的内容和步骤进行实验。主要目标是掌握各种典型电能变

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换电路的工作原理、波形分析及定量计算。

(2)设计性实验是在验证性实验的内容和基础上，由学生自行设计测试设备参数及其特性。主要目的是掌握故障问题的分析和定位，熟悉电力电子学的诸多问题。

(3)综合性实验设计提供按行业细分的实验方向，供学生选择，跟踪教师的各类研究方向并进行设计。根据我院的情况，与电力电子技术应用相关的课题组方向包括高压直流输电即保护控制技术、电力系统优化与控制、高性能电力拖动及电能质量监控、电力电子及控制技术、电机及其控制理论。实现实验与实际问题的结合、教学与研究相结合。

(4)创新性实验设计。实验室是课程设计过程中实践环节实现的地方，配合课程设计、大学生科技创新项目方案，进入实验室进行实验。参考我院相关教师所中提出的问题，进行创新性实验设计。

4 整体效果分析

针对电力电子技术实验发展的需要，构造了综合性实验平台，该平台在包含常规电力电子实验的基础上，提供标准化接口扩展实验。实验平台同时也向课程设计和毕业设计以及学生研究项目(SRP项目)等实验开放，克服了以往SRP项目存在因设备不足导致计划无法验证和实践等问题。

从电力电子技术发展的趋势来看，综合平台的性能还可以进一步提高，以更好地满足教学和科研需要，形成多层次、立体化的实验教学特色。

参考文献

[1] 胡少强,王智东,林声宏.电力系统动态模拟仿真综合性实验教学研究[J].中国现代教育装备,2010(7):81-82.

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论文关键词：电力电子技术；课程设计；教学方法

电力电子技术始于20世纪50年代末、60年代初，主要研究电力领域中使用电力电子器件对电能进行高效的变换和控制，是电力、电子、控制三大学科的交叉学科。目前，“电力电子技术”课程已成为我国高等院校电气工程与自动化类本科专业最为重要的学科基础课之一，教学内容涵盖电力电子器件、四大类电力变换电路、控制技术以及电力电子新技术等多方面知识，理论性和实用性都非常强。为实现良好的教学效果，该课程要求教师能结合各自学校的实际情况合理地设计课程，均衡理论和实验教学的比例，针对具体不同的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段，注重激发学生的学习兴趣，使学生通过学习掌握相关的基本概念、基本分析方法等理论知识并提高他们理论联系实际和分析解决问题的实践能力。

浙江工业大学（以下简称“我校”）“电力电子技术”课程是全校电气工程与自动化类本科专业教学链中一个承上启下的重要环节。它的前续课程有“电路原理与实验”、“模拟电子技术”、“电机学”、“数字电路与数字逻辑”、“电气工程基础等”，后续课程有“开关电源设计”、“控制电机及应用”、“现代电气传动控制技术”、“DSP原理及应用”、“毕业设计”等。多年来，我校在不断学习国内外高校教学经验的同时不断实践，丰富自身的教学经验，积极改革创新，追求高质量和高水平的教学。

本文将主要介绍我校多年来在电力电子技术本科生教学方面所取得的一些实践经验以及关于今后如何继续提高教学质量和水平的一些设想。

一、注重建设教学团队和培养青年教师

在整个教学过程中，教师不但是知识的教授者、教学活动的组织者，同时还是学生学习效果的评估者。优秀的教师是保证教学高质量和高水平的关键，他们为人师表、具有丰富的知识和经验、富有爱心，能够激发学生求知的热情，既教会学生学习方法，又让学生掌握科学知识。 我校电力电子技术本科生教学团队自组建以来一直定期召开会议讨论并解决教学中遇到的问题，交流并总结教学经验，共同开展教学和科研课题项目，促进各成员教师特别是青年教师在业务上的进步。在培养教学新生力量上，该教学团队引入青年教师导师制度，由多位（副）教授级的教师担任指导教师，对经验尚浅的青年教师进行全程、全方位的培训，包括写教案、制作PPT课件、课堂试讲、实验指导、批改作业、学生答疑、拟考试卷、指导毕业设计等。每个阶段，指导教师都会对青年教师的表现做出中肯的评价，帮助他们尽快熟悉业务、提高水平。在整个团队的关心下，青年教师成长很快，在由学院组织的学评教和教学技能比赛中都取得了良好的成绩。

二、完善适合学校实际情况的课程设计

三、以学生为本的教学活动实践

在具体实施电力电子教学的过程中，教师激发学生的学习兴趣，创造良好的互动教学氛围是非常重要的。这就需要教师以学生为本结合具体的授课内容灵活运用多种教学方法和教学手段。

我校“电力电子技术”是“电路原理与实验”等课程的后续课程，理论性很强。在教授该课程新知识点时，若涉及到相关前续课程重要的旧知识点，教师会采用先温故后知新的教学方法，通过学生回答问题的方式复习旧知识点，由浅入深帮助学生进入状态以便教授新知识点。比如，在讲述变压器漏感对整流电路的影响这一节内容的最开始，先温习理想变压器的特性和非理想变压器的等效电路模型，再把简化后的非理想变压器等效电路模型代入到已学的整流电路中，然后进入正题——分析电路的工作原理。教师在讲授电路工作原理时，会一再强调电力电子器件的开关工作状态和电力电子电路的分段线性分析方法这两个贯穿整个课程始终的基本概念和基本方法，并现场指导学生独立完成一部分电路的分析工作，通过加强学生的参与感来促使他们更积极地把外在的基本知识点转化为内在的电路分析能力。

在传统的口头讲授过程中，教师会适当地借助“静动相宜”的PPT课件、具体的实物教具和灵活的板书等来提高“电力电子技术”课程的理论教学效果。此外，教师还会适当地扩充一些教科书以外的电力电子技术内容，如仿真技术等。教师利用仿真软件PSPICE、MATLAB等在课堂上虚拟地实时演示电路更真实的工作过程，既拓展了学生的视野又能很形象地解说课程中的知识难点，如三相半波可控整流电路中晶闸管的正向耐压问题。电力电子器件的封装材料及形式多种多样，性能也不尽相同。为了让学生更真实、更立体地认识电力电子器件，教师除了展示器件照片外还会提供一些器件的样品让学生亲身接触。关于教材中重要公式的推导，教师会采用PPT课件与板书相结合的方式帮助学生更容易理解和掌握。

“电力电子技术”课程包含很多基本概念，在讲述时教师会根据听课学生的实际英语能力，有意识地就专业术语部分进行中英文双语教学。这不但能增强学生的专业英语水平，而且还可以提高学生使用中英文关键词检索科技文献的能力，为该课程的后续课程特别是“毕业设计”的教学打下良好的基础。

在“电力电子技术”的理论教学过程中，强调电力电子技术对国计民生的重要性是非常必要的。比如，在举例说明电力电子技术的实际应用时，教师会尽量多举些与学生日常生活以及当前社会热点相关的例子（如手机电池充电器、笔记本电脑电源适配器、未来的“光源之星”LED照明、节能环保的电动汽车等）。先抛砖引玉让学生有些感性的认识，再通过启发性的提问鼓励学生积极地去发现身边所遇到的科学技术。在增加学生学习兴趣的同时，提高学生对该课程的重视程度。

“电力电子技术”是一门理论性和实践性都很强的课程。为了更好地衔接理论知识和实验内容，教师在课堂上除了提供电力电子电路的理想波形图，还会提供一些电力电子电路的实际波形图，让学生自己去发现和思考它们之间的异同。用一连串的疑问激发起学生的强烈求知欲，令他们更主动地去预习实验，更认真地进行实验，并且更努力地去尝试着寻找答案。比如，反激式电路在电流断续工作模式下，由教科书提供的开关管S两端电压的理想波形和在实验中用示波器观察到的S两端电压的实际波形在S关断的部分是有很大差别的。在理论课堂上，当教师同时给出理论和实验波形图加以对照时，学生表现出极大的兴趣，跃跃欲试地去寻找实际电路中S两端电压在S关断时刻出现阻尼振荡现象的原因。此时，教师正好因势利导，鼓励他们认真地去完成相关的实验，通过实验再结合已学理论知识自主地找出答案。实践结果表明该教学效果很好。

四、关于今后教学的一些设想

电力电子技术的发展日新月异，关于“电力电子技术”的教学也需要与时俱进，紧跟潮流，与社会接轨。目前，在我校采用全英文教学电力电子技术的条件还不够成熟。但是，教师可采用循序渐进的方法，从目前以中文为主的双语授课，到中英文各半的双语授课，再到以英文为主的双语授课，最后过渡到全英文授课。目前，最适合我校的办法是课程的重要章节主要采用中文教学，务必让学生掌握必要的基本知识；而次重要章节则可主要采用英文教学，这对扩展学生视野很有利。