電力與電子技術匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇電力與電子技術范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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2電力電子技術的實際應用

現階段，很多的行業與領域都涉及到了電力電子技術的應用。全球范圍內的經濟模式都逐漸走向信息化發展方向，這就需要對傳統的產業模式進行改革，轉變為依靠高新技術的經濟發展模式，而電力電子技術在經濟模式轉變過程中是重要的技術保障。電力電子技術在不斷的應用的過程中，也在不斷的得到完善與發展，很多高性能、多功能的元件被不斷的開發并使用到電力變流設備運行中來。高性能元件的發展與使用，很大程度上推動了電力電子技術的進步，同時也推進了半導體器件、集成電路、自動化技術以及信息技術等領域的發展。所以，電力電子技術在實際應用中展示出了越來越多的優勢，并逐漸的被廣泛推廣。

1）電力電子技術在交通設施中的應用。電力電子技術隨著自身不斷的改革與進步，其應用范圍也越來越廣，而電力電子技術在交通運輸中的應用尤為廣泛。例如鐵道運輸中的電氣機車，其分為直流機車與交流機車兩種，這兩種機車就是分別對整流以及變頻裝置的實際使用。此外，最新開發的磁懸浮列車，電力電子技術在其中起著重要的作用，很多的設備以及元件都需要借助電力電子技術才可以進行正常運轉。例如，在磁懸浮列車的牽引機傳動過程中以及輔助電源運行過程中，都需要利用到電力電子技術。目前所研發的綠色節能汽車，就是依靠電力作為汽車運行的動力。而電力在通過電機轉化為動力的過程中，也需要電子裝置將電力轉換處理，才可以達到有效控制驅動的效果。船舶以及飛機等交通工具其電源在使用過程中差異也非常大，也需要采用電力電子技術進行控制與改進。

2）電力電子技術在家電中的應用。越來越多的家用電器開始應用電力電子技術，以更加方便的為人們的生活服務，提高人們生活的質量。例如，日常中經常用到的洗衣機，通過應用電力電子技術就能夠實現洗衣過程的自動化控制，減少了人力工作，我們僅僅把衣服放置到洗衣機中，通過給定制定的操作，就可以借助電力電子技術的功能實現我們想要的目的。才出現時間不長的洗碗機，其工作原理與洗衣機相似，都是通過電力電子技術來完成的。空調也逐漸的向變頻節能的功能轉變，利用電力電子技術的變頻功能，可以為我們降低近1/3的電能消耗，不僅節省了日常開銷，也在很大程度上節約了資源與能源的消耗。電頻熒光照明燈泡同樣要比白熾燈泡擁有更好的節能性能，其中也是電力電子技術所應用的效果。

3）電力電子技術在工業節能中的應用。隨著我國的社會經濟不斷發展，工業對于能源以及資源的消耗也在逐漸的增加，特別是對于電力能源的消耗數量尤為高。由于電力能源具有性能穩定、利用率相對較高的特點，工業生產中大多都采用電力作為能源的主要來源，使得電力的消耗隨著經濟的不斷發展而大幅增加。就目前工業發展的大體狀況上來說，其用電過程中依然出現較多不科學現象，特別是工業用電效率普遍偏低，使得電力能源大量的浪費。隨著我國可持續發展戰略的不斷深化與改革，電力能源的節約使用已成為一個重大的社會問題，而電力電子技術可以在很大程度上降低對于電力能源的消耗。很多的企業開始逐漸使用電力電子節能設備，使得設備的運行更加優化，極大提升了電力能源的使用效率。

4）電力電子技術在發電站的應用。世界能源的短缺促使了人們加快開發新能源的步伐，我國也逐漸的重視風力發電以及水力發電的工程建設，在這些電力設施建設與運行的過程中，發電機電流頻率的轉換是非常關鍵與重要的技術。對于水力發電來說，發電的功率大小跟水壓頭的大小以及水流量的大小有直接關系，也在很大程度上影響著發電機組的轉速改變，為了獲得發電機組的最佳運轉功率，就要借助電力電子技術來改變電流的頻率，以達到改變發電機組轉速的目的。

篇（2）

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）041-163-02

1 諧波的產生和影響

1.1 諧波與無功功率的產生

在用電負載中，阻感負載占了很大一部分，阻感負載要正常的工作就要吸收無功功率。而這些裝置中交流側的電流會因為使用了相控方式而滯后于電壓，也就產生了大量的諧波電流。即使一些交流側電壓電流基本相同的裝置，但是電流波形的畸變，也會產生諧波電流，導致無功功率被消耗。

純正弦交流電路中，定義了三種功率，它們的表達式為（P是有功功率，Q是無功功率，S是視在功率）：

P=UIcosφ

Q= UIsinφ

S=UI

三種功率滿足關系式：

S2=P2+Q2

有功功率P的表示交流平均功率；視在功率S在工程上表示為電氣設備功率中設計的極限值，它當中的額定電流由銅耗和導線的截面積決定；無功功率表示的則是含有儲能元件的電路中的一種功率互換的幅度，單相電路與三相電路之間又有一些不同。

在非正弦交流電路中，有功功率和視在功率可以分別表示成：

其中，Un和In分別代表基波和諧波中電壓、電流的分別的有效值。

按照純正弦電路的模式，可以給非正弦電路的無功功率做一個定義：

在這里，Q雖然反應能量的流動交換，但卻不體現其的消耗情況。公用電網的電壓，波形穩定，畸變很小，而電流的畸變可能卻很大，所以在研究過程中，可以將各個功率可以用以下公式表示：

其中，Qf和D分別表示基波電流和諧波電流產生的無功功率。功率因素可以表示成：

在這個式子中，u=I1/I是叫波形畸變因數，cosφ1則被稱為位移因數或功率因數。

可以看出，功率因數在非正弦電流電路中除了與基波電流相關，還與諧波大小有關系。所以，電路中的諧波，會使得無功功率增大，從而使功率因數變低，導致電氣容量的可利用率下滑，從而損害電網。

1.2 諧波對電網的影響

1）諧波的產生，會使電網設備產生附加的損耗，從而降低供配電以及用電設備的功率。

2）諧波引起的過電壓、過電流將會使變壓器產生過熱現象，這樣一來，設備容易老化，使用壽命縮短而且還會損壞。

3）諧波會到這繼電保護裝置的誤操作，是一些測量儀表失效或測量不準確。

4）諧波會在公用電網中引發并聯諧振和串聯諧振，極易造成安全隱患。

5）諧波的產生，對近處的通信裝置產生干擾，導致通信質量下降，造成一些額外損失。

2 對諧波抑制技術的研究

各國在電力技術方面都制定了一些法規或措施來將諧波抑制控制在允許范圍，對諧波和諧波電流的合成方法進行了明確說明，為了滿足這些要求，要采用一些方法來抑制諧波以及對無功功率進行補償。

2.1 安裝諧波補償裝置

2.1.1 無源濾波器

無源電力濾波器（PPF）在諧波抑制中有很大優勢，初期投資比較小，運行效率高，它主要利用電子元件的諧振特性，使得電感或電容在阻抗分流回路中形成低阻抗，但體積大，材料消耗多等，也是它的缺點。

2.1.2 有源濾波器

有源濾波器（APF）與無源濾波器（PPF）相比而言，它能在補償各次諧波的同時，還能調節三相不平衡電壓和抑制閃變；并且它能夠對動態的諧波進行跟蹤補償，達到自適應的效果；濾波特性也不受頻率與阻抗影響。

因為優勢明顯，APF技術也是治理電網污染中的一項關鍵技術，對它的研究比較廣泛。根據使用場合分，可分為有源直流和有源交流兩類；根據逆變電路儲能元件來分，分為電流型與電壓型濾波裝置，如圖1所示：a）為電壓型。b）為電流型。

電壓型效率高，可任意并聯擴容，適用于電網級的諧波補償，且技術相對成熟，目前使用廣泛；電流型結構簡單，性能穩定，不適用大容量系統。

通過接入電網的方式來分，還可分為串聯型與并聯型。并聯型的APF，主要功能是消除負載引起的諧波電流，優勢是可以多臺并聯使用，適用于多種容量場合；串聯型APF，是通過向電網中加入或減去一個瞬時電壓，使負載側電壓維持一個純正弦波，這種方式使串聯型在電壓敏感性負載中非常適合，但它負載電流過大，體積較大，沒有并聯型使用廣泛。

有源濾波器的控制策略是濾波技術中最重要的部分，包括直流側電容電壓控制、輸出電流跟蹤控制，一般來說又可分為開環控制、閉環控制，目前主要采用閉環控制技術，它補償效果較好。

參考文獻

[1]劉玉冰.關于電力電子技術與諧波抑制、無功功率補償技術的研究[J].科技廣場，2007（7）：218-221.

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電力電子技術是一門新興的應用于電力領域的電子技術。簡單的說，電力電子技術就是通過計算機技術將強電和弱電進行有效的組合。隨著近年來經濟飛速發展，巨大的電力需求與當前電力系統電力缺口的矛盾日益顯現，使得電力電子技術在電力系統中的需求相應增加，伴隨而來的是我國電力電子技術面臨著寶貴的發展機遇。

1 電力電子技術的發展

電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，現代電力電子技術的發展方向，是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學，向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代，并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件，表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。目前，電力電子技術正向著以高頻技術處理問題為主的現代電力電子技術方向發展。在實現高頻技術的基礎上，更增加了節能、環保、自動化、自能化等特點。

2 電力電子技術在電力系統中的應用

2.1電力電子技術在發電環節中的應用。主要體現在發電機組的勵磁控制和變頻調速上。在我國范圍內乃至全球范圍內的各個大型電廠發電機組中，運用的最為普遍的就是靜止勵磁系統，電力電子技術的發展，使電子技術取代了勵磁控制中的勵磁機環節，使靜止勵磁實現了簡單的控制構造和高性能低成本的運作。同時由于電子技術代替了勵磁機的環節，使靜止勵磁能夠對自身進行迅速有效的調節，提高電力系統的運作效率。電子技術也應用于電廠的風機水泵的變頻調速上和太陽能發電控制機組的控制系統中。在電廠的電力生產過程中，由于發動機組等設備對于發電量的損耗相對較大，考慮電力生產中節約能源的要求。在高壓電和低壓電的轉換過程中，使用風機水泵變頻機替代原有的變頻器，改變電能轉換過程中耗能大效率低的問題。而在太陽能發電的控制系統中，電子技術的作用尤為突出，太陽能作為21世紀被廣泛重視的新型能源，發展太陽能發電產業是整個國家乃至全世界的戰略目標。然而由于太陽能發電本身的功率過大，在使用太陽能發電機組發電的時候，需要將生產出來的電能進行轉換，這個時候就需要大功率的電流轉換器。而電子技術能夠很好的解決這一問題。

2.2電力電子技術在配電過程中的作用。要使配電系統能夠配送出高質量的電力資源，需要在配電過程中滿足配電頻率、電壓以及在諧波上滿足相應的條件，同時，在配電過程中需要阻止電能的各種不穩定的波動和影響。這個過程中，電力電子技術作為配電環節的質量控制部分，以用戶電力技術和FACTS技術為實現形式，通過在配電線路中增設電力電子裝置，加強對與電壓，電流和功率的可控性，調控電力傳輸。

篇（4）

電力電子技術是研究采用電力電子器件實現對電能的控制和變換的科學，是介于電氣勤務員三大主要領域—電力，電子和控制之間的交叉學科，在電力，工業，交通，航空航天等領域具有廣泛的應用。電力電子技術的應用已經深入到工業生產和社會生活的各個方面，成為傳統產業和高新技術領域不可缺少的關鍵技術，可以有效地節約能源。

1.我國電力工業面臨的挑戰

（1）電力供需矛盾難以根本緩解。按照統計分析，每個國家的人均GDP與人均的能耗有十分密切的相關關系。我國要在下世紀中葉達到中等發達國家水平，人均用電水平的增長是不可避免的。人口增長和現代化進程使用我國對電子表力需求不斷增加，按照規劃，2050年我國發電裝機應超過15億千瓦，比現有的裝機凈增13億千瓦以上，按常規格化的發展模式幾乎不可能達到這個目標，除非尋求新的發展途徑。

（2）有限資源的制約日趨嚴重。我國去年已成為石油進口國，不能指望靠石油發電。水電可發容量不足3.7億千瓦，在相當長的時期內煤碳仍是主要的一次能源，但燃煤生產的環境污染的治理是一個極為困難的問題，此外，煤炭基地資源短缺是我國發展水電的又一重要制約因素。

（3）對電網可靠性和電能質量要求不斷提高。20世紀電力系統發展的特征常以“大機組、大電網、高電壓”來描述。近二十年的世界各國的經驗表明，在下世紀，這個趨勢不會再繼續下去，研究表明，機組的單機容量和交流輸電電壓等級的發展已出現飽和趨勢，單機容量120MW和電壓等級800KV已達到由電網可靠性決定的極限。盡管現代電網的設計運行技術近年取得了長足發展，但仍不能完全避免大電網的瓦解事故的發生。近幾年內，世界上的達電網事故仍有發生，有時還造成了災難性的后果。

2.電力電子技術的發展概述

（1）整流器時代。大功率的工業用電由工頻交流發電機提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費的，其中最典型的電解，牽，直流傳動等大三領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用是以很大發展，當時國內曾經掀起了一股各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國大小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

（2）變頻器時代。進入八十年代，大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展，為現代電力電子技術的發展奠定了基礎，將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合，出現了一批全新的全控制功率器件，首先是功率MOSFET的問世，導致了中小功率電源向高頻化發展，而后絕緣門極雙極晶體管（IGBT）的出現，又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計，到1995年底下，功率MOSFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領域已成定論，新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且僅現代電子技術不斷向高頻化發展，為用電設備的高效節材節能，實現小型輕量化，機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

3.電力電子技術的應用

（1）一般工業。工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的高速速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千KW的各種軋網機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交流調速技術，一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。

（2）交通運輸。電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術，電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術，除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電子技術，電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置，一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制，飛機，船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術，如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術，以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻器調速已成為主流。

4.電子電力技術關鍵技術在電力方面的應用

（1）智能電網應用的關鍵技術。采用電子傳感技術，對電子表網用戶端，電網設備，電網運行狀況進行適時監控，確保智能電網穩定性與經濟性，以便實現電力資源最大利用率，增強電網運營的高效低耗。在智能電網中采用先進的電子電力裝置，諸如故障電流限制器，人性化交流輸電設備，儲能控制裝置，智能保護設備等，這些裝置與其它技術相結合，保障了智能化電網的可靠性。采用系統控制技術，能夠對電網故障作出快速診斷并根據專家系統對電網診斷結果給出處理方案，控制系統從電網相關設備采集數據信息，通過系統運算確定電網的運行是否正常，藉此實現配電，變電自動化，繼電的自適應保護，電網智能化等功效。

（2）電力系統中的太赫茲技術。在電力系統中，電纜通常埋于地下，故障查找非常麻煩，采用太赫茲探測器能夠透射探測碳板，塑料，沙塵等，還能探測厚墻，干燥土層等，可以突破傳統探測技術的10米極限，目前亟待研制便攜式太赫茲探測器，可以利用太赫茲波的敏感性查找隨時查找電纜的損壞情況和無破損故障。

（3）竊電行為給供電企業造成了極大的經濟損失。而查處竊電者需要時間和程序，給竊電者銷毀證據提供了機會，使竊電行為難以舉證，供電企業在證據不足的情況下，不敢貿然查處竊電行為，導致竊電行為不能及時受到懲處，供電企業查處竊電的技術不足，不能查處較為隱蔽的竊電手段，導致企業損失慘重，采用太赫茲技術進行竊電監測，可以實現遠距離線損監控，竊電取證舉證功能，有效防止竊電行為。

5.結束語

電力電子技術的應用范圍十分廣泛，從人類對宇宙和大自然的探索，到國民經濟的各個領域，再到我們的衣食住行，到處都能感受到電力電子技術的存在和巨大魅力，這也激發了一代又一代的學者和工程技術人員學習，研究電力電子技術并使其飛速發展，電力電子裝置提供給負載的是各種不同的直流電源，恒頻交流電源和變頻交流電源，因此也可以說，電力電子技術研究的也就是電源技術，電力電子技術對節省電能有重要意義。

【參考文獻】

[1]王鋒，華勝，萬浩平.我國電力電子技術發展展望[J].科技廣場，2008（8）.

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一、電力電子技術

電力電子技術是建立在電子學、電工原理和自動控制三大學科上的新興學科。因它本身是大功率的電技術，又大多是為應用強電的工業服務的，故常將它歸屬于電工類。電力電子技術的內容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統。電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎為半導體物理學；它的工藝技術為半導體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。通過電力電子技術對電能的處理，使電能的使用達到合理、高效和節約，實現了電能使用最佳化。例如，在節電方面，針對風機水泵、電力牽引、軋機冶煉、輕工造紙、工業窯爐、感應加熱、電焊、化工、電解等14個方面的調查，潛在節電總量相當于1990年全國發電量的16%，所以推廣應用電力電子技術是節能的一項戰略措施，一般節能效果可達10%-40%，我國已將許多裝置列入節能的推廣應用項目。

電力電子技術是計算技術在電力系統中的具體實現，隨著電力系統計算機化和信息化的水平不斷提高，電力電子技術在電力系統中的作用也越發明顯。簡單的說，電力電子技術就是通過計算機技術將強電和弱電進行有效的組合，它是計算機應用技術、電子技術、電路技術還有電力控制技術為一體的服務性的技術。

二、電力電子技術與現代建筑的結合－—智能照明系統

現代建筑中的照明不僅要求能為人們的工作、學習、生活提供良好的視察條件，能利用燈具造型和光色協調營造出具有一定風格和美感的室內環境以滿足人們和心理和生理要求，而且還要考慮到管理智能化和操作簡單化以及靈活適應未來照明布局和控制方式變更要求。一個優秀的智能照明系統有僅可以提升照明環境的品質，還必須做到充分利用和節約能源。相比之下，智能照明系統體現出強大的優越性，它在智能建筑中的應用會越來越廣泛。

1、智能照明系統在現代建筑中的應用效果

隨著照明系統應用場合的不斷變化，應用情況也逐步復雜和豐富多彩，僅靠簡單的開關控制已不能完成所需要的控制，所以要求照明控制也應隨之發展和變化，以滿足實際應用的需要。尤其是計算機技術、計算機網絡技術、各種新型總線技術和自動化技術的發展，使得照明控制技術有了很大的改觀。智能照明系統在現代建筑中的應用效果如下：

（1）實現照明控制智能化

采用智能照明控制系統，可以使照明系統工作在全自動狀態，系統將按預先設定的若干基本狀態進行工作，這些狀態會按預先設定的時間相互自動地切換。例如，當一個工作日結束后，系統將自動進入晚上的工作狀態，自動并極其緩慢地調暗各區域的燈光，同時系統的探測功能也將自動生效，將無人區域的燈自動關閉，并將有人區域的燈光調至最合適的亮度。此外，不可以通過編程器隨意改變各區域的光照度，以適應各種場合的不同場景要求。

（2）改善工作環境，提高工作效率

傳統照明控制系統中，配有傳統鎮流器的日光燈以100HZ的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。而智能照明系統中的可調光電子鎮流器則工作在很高的頻率(40KHZ-70KHZ),不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時的亮度不穩定，在為人們提供健康、舒適環境的同時，也提高了工作效率。

（3）自動調光，充分利用自然光

智能照明控制系統使用了先進的電力電子技術，能對大多數燈具(包括白織燈、日光燈、配以特殊鎮流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等)進行智能調光。智能照明系統中的光電感應開關通過測定工作面的照度與設定比較，來控制照明開關，這樣可以最大限度地利用自然光，而達到節能的目的，也可提供一個較不受季節與外部氣候環境的相對穩定的視覺環境。一般來講，越靠近窗自然光照度越高，從而人工照明提供的照度就低，但合成照度應維持在設計照度值。

（4）提高管理水平，減少維護費用

智能照明控制系統，將普通照明人為的開與關轉換成智能化管理，不僅使大樓的管理者能將其高素質的管理意識運用于照明控制系統中去，而且同時將大大減少大樓的運行維護費用，并帶來極大的投資回報。

2、智能照明系統的組成

智能照明系統是利用先進電磁調壓及電子感應技術，對供電進行實時監控與跟蹤，自動平滑地調節電路的電壓和電流幅度，改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗，提高功率因素，降低燈具和線路的工作溫度，達到優化供電目的照明控制系統。

（1）控制系統中心

一般由服務器、計算機工作站、網絡控制交換設備等組成的計算機硬件控制系統和由數據庫、控制應用軟件等組成的照明控制軟件等兩大部分組成。系統最大的特點是場景控制,在同一室內可有多路照明回路,對每一回路亮度調整后達到某種燈光氣氛稱為場景;可預先設置不同的場景(營造出不同的燈光環境),切換場景時的淡入淡出時間,使燈光柔和變化.時鐘控制,利用時鐘控制器,使燈光呈現按每天的日出日落或有時間規律的變化.利用各種傳感器及遙控器達到對燈光的自動控制。

（2）控制信號人民傳輸系統

通過控制信號傳輸系統完成照明網絡控制系統中有關控制信號和反饋信號的傳輸,從而完成對控制區域內的照明設備進行控制。

（3）區域照明控制

網絡照明控制系統實際上是對一定控制區域的若干小區域的照明控制系統(設備)進行聯網控制,區域照明控制系統(設備)是整個聯網控制系統的一個子系統,它既可以作為一個獨立的控制系統使用,也可以作為聯網控制系統的終端設備使用。

（4）燈控設備

通過整個照明控制系統要完成對每盞燈的控制,燈控設備安裝在每盞燈上,并可以通過遠程控制信號傳輸單元與照明控制中心通信,從而完成對每盞燈的有關控制(如開/關、調光控制),并可以通過照明控制中心對每盞燈的工作狀態進行有關監控,從而完成對每盞燈的控制。

三、結束語

智能照明系統是電力電子技術與現代建筑有效的結合，良好的使用效果與社會、經濟的效應,推動了智能照明的技術迅速向前發展,并形成照明發展的一個重要趨勢。隨著計算機技術、通信技術、自動控制技術、總線技術、信號檢測技術和微電子技術的迅速發展和相互滲透,照明控制技術有了很大的發展,照明進入了智能化控制的時代。實現照明控制系統智能化的主要目的有兩個:一是可以提高照明系統的控制和管理水平,減少照明系統的維護成本;二是可以節約能源,減少照明系統的運營成本。智能照明由電子計算機進行控制與管理, 因而開發照明方面的計算機硬件和軟件工作是今后照明設計中的一項重要任務。

參考文獻：

篇（6）

電力電子技術課程具有很強的綜合性和實踐性，因此在教學過程中十分重視對各種電力電子電路的工作原理及電壓、電流的波形分析，這樣能夠更加深入的理解電力電子器件的開關特性[3-4]。由于電力電子技術課程中將包含整流電路、逆變電路、直流-直流變流電路和交流-交流變流電路，同時又有各種不同負載分析，如電阻性負載、阻感性負載及反電動勢負載等，在此基礎上又包含相應的參數計算，如直流電壓、電流平均值、交流電壓、電流有效值等[5-6]，因此在該門課程的教學及學習過程中主要存在如下幾點問題：

（1）教學過程中由于課時的限制，教師不能在黑板上手工繪制和講解全部電路波形，而是大量采用幻燈片方式教學，造成學生不易理解。

（2）學習過程中由于各種變換電路知識點較多，因此會讓學生感覺到電路非常繁瑣，分析非常抽象，并從思想上認為課程不好學。

（3）實驗學時不足，使學生對電力電子器件性能及電力電子電路的應用不能有更為深入的認識。

以上問題均反映出教學手段及教學設計上存在不足，因此本文提出以仿真教學模式為主，同時配合傳統黑板手工波形繪制與計算分析為輔的復合型教學模式，不僅可以大大提高教學效率、教學效果，同時可以幫助學生提高學習興趣、增強自主學習能力，使得更為深入理解電力電子技術課程的學習內容。該種教學模式的深入開展，對電力電子技術課程設計、相關畢業設計以及開放性實驗和創新實驗是非常有益的。

一、電力電子技術仿真教學改革

電力電子技術課程內容量大、知識點多、既有理論分析又有實際電路應用。以我校自動化專業為例，采用王兆安老師主編的《電力電子技術》第五版教材，課程內容將涉及電力電子器件、電力電子電路（AC-DC整流電路、DC-AC逆變電路、DC-DC直流-直流變流電路、AC-AC交流-交流變流電路）及電路控制技術（PWM、軟開關），課時安排為56學時，其中8學時為實驗教學。在48學時的理論教學內容中，除緒論、習題課和總復習占4學時外，電力電子器件占4學時，電力電子電路占34學時，PWM控制與軟開關技術占6學時。由上可見，電力電子電路占理論教學學時的70%，但是該部分的實際教學內容非常多，以整流電路部分為例，將主要涉及到兩大類（單相整流、三相整流）、四小類（單相半波整流、單相橋式整流、三相半波整流、三相橋式整流）、三種負載（電阻性、阻感性、反電動勢）及多種電路變換形式（如帶續流二極管），其中每種電路還要分析不同觸發角（如30度、60度、90度、120度等）控制下的電路工作原理、電壓和電流波形圖（如負載直流電壓、負載直流電流、晶閘管承受電壓、晶閘管流過電流、交流電流等）、電量參數計算（如直流平均值、交流有效值）。如此復雜的電路教學過程，若僅靠傳統黑板板書及幻燈片教學模式進行講解，將不能在有限的課時時間內，既完成教學內容，又讓學生深入理解各種電路的工作過程，其結果是學生沒能抓住電力電子電路學習的根本，不具有分析和設計電力電子電路的能力。

電力電子技術的仿真教學改革就是要改變上述由于教學內容多、課程內容復雜、課時分配少而帶來的教學和學習問題，其改革的內容就是在有效的教學時間內，通過仿真軟件搭建電力電子電路并進行仿真波形分析與工作原理講解的教學模式，該模式不僅能把教學基本內容講授清楚，同時能大大提高學生對課程教學重點與教學難點的理解和把握，達到事半功倍的效果。

仿真教學改革中采用MATLAB仿真軟件，其中的電力系統模型庫包含電源模塊庫、電器元件模塊庫、電機模塊庫、電力電子元件模塊庫、連接件模塊庫、測量儀器模塊庫和其他電氣模塊庫。通過使用Simulink模塊庫組成電力電子控制電路，使用電力系統模塊庫組成電力電子主電路和驅動電路，可以較為容易的分析和設計更為復雜的電力電子電路，可以深入的研究和觀察電力電子電路的動態響應和穩態響應。

二、仿真教學過程實例分析

由于電力電子技術課程中的各種電路形式復雜多樣，因此以三相橋式全控整流電路為例，來說明電力電子技術的仿真教學過程。三相橋式全控整流電路在工業生產中具有重要位置，大量用于電解、電鍍、直流電機傳動、勵磁等場合，因此該電路是電力電子技術課程的重點內容。

三相橋式全控整流電路為如上所述教材的3.2.2節內容，主要包括電路原理圖、電阻性負載、阻感性負載工作情況三部分內容。該節課程的知識目標定位于掌握三相橋式全控整流電路的組成、特點及應用，理解三相橋式全控整流電路的工作原理；能力目標定位于能夠根據電路圖搭建相應電路并進行測量，同時能夠根據任務要求開展相關實驗。該節課程的仿真教學過程中首先讓學生掌握電路結構，然后針對不同負載情況下，讓學生理解工作原理并學會波形分析及參數定量計算，最后結合“自動控制原理”及“電機學”課程相關內容，給出仿真實驗任務，目的讓學生逐步進入狀態，逐步掌握學習這門課的方法，下面給出仿真教學中需要注意的教學重點，其它教學部分可參考相應教材，這里不再贅述。

1.三相橋式全控整流電路結構

該部分首先介紹三相橋式全控整流電路是目前應用最廣泛的整流電路，它區別于單相整流與三相半波整流，具有功率大、直流脈動小等優點，同時采用幻燈片播放實際應用案例的形式，來增強學生對該部分內容的感性認識，并提高學生的學習興趣。其次，介紹該電路中包含六個晶閘管元件，是目前學習中器件最多的電路，需要學生們認真理解六個晶閘管器件的觸發工作過程。再次，采用MATLAB仿真軟件搭建三相橋式全控整流電路原理圖，如圖1所示。

搭建的過程中，一定要強調以下幾點：①晶閘管器件編號務必為共陰極組內VT1、VT3、VT5，共陽極組內VT4、VT6、VT2；②晶閘管門極觸發脈沖順序務必為VT1-VT6；③晶閘管觸發脈沖相位間隔60度。

2.帶電阻性負載情況分析

前面講解完三相橋式全控整流電路搭建后，真正進入到電路工作原理、波形分析及定量計算部分。進一步完善上面仿真電路原理圖，將負載選擇為電阻性負載，并增加若干示波器觀察點，其中三相電源設置為幅值100V、頻率50Hz，電阻負載2Ω，仿真參數設置為仿真起始時間0.0s，結束時間0.1s，算法選擇ode23tb。

帶電阻性負載情況下的教學重點為：①不同觸發角下的波形分析；②負載電流的連續與斷續分析；③晶閘管的單觸發脈沖與雙觸發脈沖形式。其中難點內容為連續與斷續狀態下的脈沖形式。

首先通過仿真詳細講解30度觸發角時的波形情況，要求學生在給定電源條件下能夠正確理解觸發脈沖、直流負載電壓、直流負載電流、晶閘管承受電壓和交流電源電流的波形，具體如圖2所示。講授過程中需要注意：①觸發角的觸發時刻，由于三相整流電路的自然換相點對應A相電壓波形的30度位置，因此30度觸發角情況下的晶閘管VT1觸發時刻為60度位置，換算成時間為0.0033s；②將整個電源周期分成6段，每段先確定6個晶閘管的導通與關斷狀態，再分析其他電量；③特別注意強調線電壓波形及波形畫法。

然后，利用仿真教學的優勢進一步講解如上教學重點要求，如圖3所示為60度和90度觸發角下的晶閘管觸發脈沖情況和直流輸出電壓波形情況。圖中可以清楚的看到60度觸發角為負載電壓和電流連續與斷續的臨界點，90度觸發角時清楚的看到負載電流為斷續狀態，同時各個觸發脈沖為保證電流斷續下正常工作而變成雙觸發脈沖形式。

為了讓學生能夠更深入的理解電阻性負載時的工作情況，在仿真教學過程中，可以采取更小的脈沖角度間隔對多個觸發角進行多次仿真，這樣更能深入理解隨著觸發角的增加，直流負載電壓不斷降低的過程。

3.帶阻感性負載情況分析

當三相橋式全控整流電路帶阻感性負載工作時，其特點就是能保證負載電流續流而不出現斷續的狀態，因此該部分的教學重點為：①讓學生能夠清楚的理解整個移相范圍內負載電流總是連續的工作狀態；②由于電感的作用，負載電壓會出現負的部分；③大電感狀態下，負載電流近似為一條直線。圖4為觸發角為90度時三相橋式全控整流電路的波形情況，與圖3中觸發角為90度情況進行對比，可以清楚的看出阻感性負載時的直流負載電壓波形既有正向波形，又有負向波形，負載電流波形始終處于連續狀態，同時還可以通過仿真教學清楚的展示電感為5mH和200mH時的直流電流波形，其中5mH時電流波形脈動較大，而200mH時電流波形脈動較小，近似為一條直線，這也充分說明當電感值為200mH時，感抗相對于阻抗來說充分大。

4.仿真實驗任務：直流電機閉環調速系統

完成如上規定的仿真教學任務后，可以給學生布置相應的仿真實驗任務，結合直流電機原理和閉環控制原理，安排直流電機閉環調速系統的仿真實驗，可以安排在實驗課中完成或課后自行完成。仿真實驗任務如下：

（1）仿真參數設置：仿真起始時間0.0s，結束時間5s，算法選擇ode23tb。

（2）系統要求跟蹤恒值速度給定500r/min。

（3）轉速調節器設定為比例控制，要求分析不同負載轉矩、不同轉速比例調節下的電機電壓、電流和轉速波形。

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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

《電力電子技術》是應用電子技術專業的專業核心課程，本課程是建立在電工技術、電子電路的調試與應用、電子產品的檢測與維修等學科基礎上的，它橫跨“電子”、“電力”和“控制”三個領域，主要研究各種電力電子器件，以及由電力電子器件所構成的各種電路或變流裝置，以完成對電能的變換和控制。它運用弱電（電子技術）控制強電（電力技術），是強弱電相結合的新學科。

一、《電力電子技術》的教學現狀

目前《電力電子技術》教學過程設計主要包括以下四個部分：第一部分為緒論，主要介紹電力電子技術的基本概念和應用領域；第二部分為常用電力電子器件的結構、工作原理及性能；第三部分為四個典型單元電路，整流、逆變、直流變換和交流變換；第四部分為具體的應用實例，以幫助學生理解和掌握電力電子技術的理論及應用知識。在具體的教學過程中基本沿用以課堂教學為主，驗證性實驗為輔的教學模式。這種模式不足之處在于，在課堂教學中理論與實踐脫節，學生尚未接觸過實際電路，難以深入理解所學內容的背景、用途，只能被動地接受知識，難以激發學生學習興趣；另外驗證性實驗教學也與真實地實踐背景脫離，不利于學生職業能力的培養。

二、《電力電子技術》課程開發與實施

（一）課程開發思路

《國務院關于大力發展職業教育的決定》明確要求“大力推行工學結合、校企合作培養模式”，這說明職業教育的教學內容必須與生產崗位、工作任務相聯系，“工學結合”模式應該成為我國高等職業教育基本的人才培養模式，這種模式的目標是對學生的技能培養應滿足企業的生產與發展需求。同時這種“工學結合、校企合作培養模式”也為《電力電子技術》課程的項目開發指明了思路。

（二）課程內容選擇及課程體系構建

《電力電子技術》是為電氣設備的安裝、調試與維護這一崗位服務的核心課程。通過對這一崗位的工作任務與職業能力分析，按照基于工作過程項目課程開發的理念重新構建了知識體系。在具體的教學內容選擇上，我們選擇源于企業，并經過教學化處理的典型項目為載體，同時我們也參照了維修電工、電氣設備安裝工國家職業標準，并將其內容融入到教學內容中。

在課程內容的設計上，我們精心選擇了四個項目為載體，項目的安排是有簡單到復雜遞進設計，這也符合學生的認知規律。具體項目為：項目一、調光燈安裝與調試；項目二、三相變頻電源的調試；項目三、中頻感應加熱電源電路調試；項目四、開關電源電路調試。

（三）教學過程設計

《電力電子技術》課程教學過程中總體上采用“項目引導、任務驅動”的教學方法，實施“教、學、做”一體化的教學模式，以學生為主體，教師主要起組織和引導作用。下面我結合“項目一、調光燈安裝與調試”介紹下主要教學過程：

1.項目引入。列舉日常生活中常見的調光燈，引入本項目，通常采用案例教學法。

2.任務布置。本項目需要學生完成以下任務：

（1）檢測和選擇晶閘管、雙向晶閘管、可關斷晶閘管和單結晶體管等電力電子器件；

（2）分析調光燈電路的主電路和觸發電路；

（3）制作和調試單相半波可控整流電路；

（4）制作單結晶體管觸發電路，并用示波器調試各點的波形，與理論分析計算對比。

3.講解示范。教師帶領學生對本項目涉及的相關電路進行拆解、觀察、測試、分析。總結引申出要完成本項目需要掌握的理論知識點，教師對一些重點、難點內容進行講解，從而幫助學生能夠盡快開展工作。

4.小組討論，制定方案。小組間相互討論、相互協作并根據任務要求擬定技術方案，設計電路，教師巡回指導，了解學生參與情況。

5.任務實施。根據方案制定情況，進行電路設計、制作、安裝及調試等。

6.檢測與評價。這里的評價包括學生自評、小組互評及教師評價三個部分內容，充分體現了評價主體的多元化。

三、項目課程實施中注意的問題

《電力電子技術》課程改革取得了一定的成果，但在具體實施過程中體現工學結合，教、學、做一體化的教學模式，也遇到了一些問題，針對出現的問題我們也進行了深入的思考。

1.工學結合，教、學、做一體化的教學模式對教師提出了更高的要求。課程改革前教師基本都是以講授為主，學生都是被動的接受知識并且學生所學知識與企業工作嚴重脫節。但實施項目式課程教學，教師要深入學習，成為該領域的行家、專家。只有這樣才能勝任項目式教學要求。

2.教、學、做一體化實踐教學場所的建設?！峨娏﹄娮蛹夹g》項目式課程實施教學場所有特定要求，需具備產品設計、制板與加工等條件。同時還要具備教師講授的條件，如有投影儀和電腦、黑板等。在實踐場所建設中我們盡量參照按照企業實際的生產環境，做到學生情境與工作情境相統一。

3.在考核方法與內容上，從理論考核為主轉到以實踐技能考核為主，從結果考核為主轉到以過程考核為主，從單純的專業考核，轉到專業知識、技能與職業素質綜合考核，同時注重加強過程考核等。

四、結束語

《電力電子技術》課程作為應用電子技術專業的核心課程，他的重要性是不言而喻的。通過基于工作過程的項目課程改革對于提高學生的學習興趣與積極性產生了較大作用，更加有利于學生職業能力、職業素質的培養。同時我們也感到要真正實施好這一改革成果，既需要學校的投入，也需要教師的艱苦努力和無私奉獻。我們要積極探索教學內容、教學方法和教學手段的改革，不斷提高人才的培養質量。

參考文獻

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.146

0 引言

電力電子技術主要指的是通過使用相應的開關件來實現對電能進行有效變換與控制的技術，其出現于上個世紀的末期，出現后便得到了較快的發展，現階段已然成為集電力、控制以及電子三個方面新型技術。對于電氣專業的學生來講，該門課程一方面是重要的基礎性課程，另一方面也具有很強的應用性與綜合性的技術。所以，對于學習電氣、自動控制等專業的學生來講，學習好該門課程對于他們今后的學習與工作有著很好的促進作用。二十一世紀的到來使得科技有了飛速的發展，社會上對于學生也出現了全新的要求。針對新時代科學技術發展的特征，高校應當對學習的課程進行改革，這樣才能夠更好的幫助學生去適應社會。而就《電子電子技術》課程來講，需要在教學理念、教學方法、教學手段等方面進行改革，增加該門課程的實驗，構建出更加完善的學習體系來。

1 對課程內容進行優化調整

進入到新時代之后，電力電子科技出現了飛速的發展，一些嶄新的控制技術與器件相繼問世，而在教學過程中所使用的課本則過于陳舊，課本上的知識具有較大的滯后性，與現階段世界技術間存在著一定的差距，不利于學生更好的了解當今該門課程的前沿技術。所以，就需要對該門課程的內容進行改革。

第一，傳統的電力電子技術中主要是以晶閘管為主，通過使用晶閘管來完成整流器、交流高壓等工作，不過該器件在處理相關直流的一些變換裝置時則很難達到要求。在這之后，便出現了以IGBT為主的新器件，新器件的出現便成為了電力電子技術的核心。所以，在講授課程的時候不需要再將傳統的晶閘管組成的電路進行講解，而是將全新的器件所構成的電路進行講解，這樣一來，不僅能夠降低學習的難度，而且開拓了學生的視野。

第二點，新科技的發展促進了電力電子器件的前進，特別是功率MOSFET與IGBT的出現，已經基本了取代了傳統的晶閘管。而這兩種器件快速發展的重要原因：首先，新器件在開關頻率上有了很大的提升；其次，這兩種新器件都屬于電壓型控制 ，能夠十分方便的與數字電路相連接。因此，在教學的過程中，需要對教學的內容進行優化調整，將課程的重點放在全新的器件上來，慢慢的淡化現階段已經不再使用的器件與控制方法。

2 以全新的方法促進學生學習能力的提升

首先，對于《電力電子技術》課程來講，需要在講授課程的基礎上加強課程內容與實際工程的結合。所以教師在講授課程時，需要對傳統的方法進行改革，將實際生活中的例子拿到課堂上來，以實際的操作向學生進行展示，通過這一方法的進行能夠很好的促進學生進行求知的欲望，讓他們在學習的過程中就能夠了解該門課程在學習與工作間的聯系。

其次，將學生作為學習的主角來對待，促進學生積極性的培養。傳統的教學工作主要體現了教師的位置，在課堂上教師的位置占據著主導地位，而學生則僅是被動的接受。在新時代，《電力電子技術》課程的講授應當近一步的弱化教師在課堂上所占據的位置，將學生作為課堂的主角，根據教學的基本內容對教學方法進行深入的改革，引導學生自主完成電路圖與波形圖的制作。比如可以拿教室中電扇的調速作為例子，引導學生根據這一實際情況完成調整功能實現的思考，讓學生能夠自主的完成相關電路與波形圖的制作，并抽出課堂的時間讓大學進行討論。通過這種方法的進行能夠充分的調動起學生的積極性，讓每一位同學都參與到課堂中來。

最后，可以使用豐富的教學工具來完成教學工作。新時代為各個方面都帶來了巨大的變化，對于教學工作來講，已經從傳統的使用黑板發展到現階段可以使用白板、多媒體等來實現。在使用現代化的教學方法后，可以通過PPT、FLASH以及視頻向學生展示電力電子器件。當然，也不能一味的只使用多媒體進行教學工作，在使用多媒體進行教學工作的過程中要重點觀察學生的學習態度，如果在使用多媒體的時候學生的學習態度不高的話，使用多媒體進行教學常常會出現事倍功半的效果，不利于教學工作的順利開展。

3 以實踐的訓練達到促進學生實踐能力提升的目的

《電力電子技術》作為重要的專業基礎課，實踐訓練占據著很重要的地位。實踐訓練的開展能夠促進學生動手能力的提升，讓每一位學生能夠將課堂上學習到的知識與實踐相結合。所以，針對新時代的新特點，教師應當對實踐訓練內容進行改進，加強學生的實踐動手能力。

首先，無論是理論學習還是實驗，基礎性的知識都十分重要。所以在進行實訓的時候，首先應當帶領學生完成基礎性的實驗，根據實訓指導書的要求帶領學生一步步的完成基礎實驗，在這一過程中，一方面能夠促進學生對理論知識的理解，另一方面也能夠讓學生進一步的了解實驗設備與實驗方法的使用。其次，應當在基礎實驗的基礎上開設綜合性與創新性較強的實驗。傳統教學過程中在做實驗時基本上都是讓學生進行驗證性實驗，學生僅需要按照要求一步步的做下去就可以了。而在新時代背景下，應當培養學生的創新性，提升學生的主動性，在完成基礎實驗的基礎上鼓勵學生自己完成實驗的設定，這樣能夠更好的促進學生能力的提升。最后，應當緊跟當前世界先進技術，在課堂上，向學生介紹現階段世界上電力電子技術的發展情況，讓他們能夠了解到當今該項技術的發展情況，拉近學生與世界先進技術的距離。

4 總結

新時代的到來對學生也提出了新的要求，為了能夠培養新時代的學生，針對《電力電子技術》課程的特點進行改革能夠很好的促進該門課程的有效發展。

參考文獻：

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[2]張紅娟，路秀芬，孟海濤.“電力電子技術”課程工程實踐的教學改革[J].電氣電子教學學報，2016（03）.

篇（9）

電力電子技術在全世界范圍都是一個比較新興的學科，是新能源并網和電能質量研究的關鍵技術，是發配電系統的核心，也是電氣類專業學生必須掌握的內容和技能。電力電子技術課程教學內容多、信息量大，既涉及電力工程知識、又涉及電子和計算機知識，是理論性和實踐性非常強的專業課程。目前，在智能電網、節能、電磁兼容等方面大量應用，要求學生能根據千變萬化的需求和實踐設計解決方案，熟練掌握其非線性的特征及應用。

目前電力電子技術課程實驗教學大都依托實驗平臺進行，基本上只設置演示性或驗證性實驗，真正動手設計、搭建、調試電路的機會并不多，限制了學生動手能力和創新能力的培養[1]。

1 傳統實驗存在的問題

開展實驗，需有相應的實驗設備和實驗平臺支持，實驗的開設和設備的選擇要做到“兩個結合”[2]。一方面，實驗要結合理論知識；另一方面，實驗要結合工程實踐，避免和工程實踐脫節[3]。但目前高校開設的電力電子實驗普遍存在著實驗與理論結合不緊密、實驗與生產實踐脫節的問題，主要體現在：

(1)傳統的電力電子實驗與實驗平臺相結合的問題。傳統的電力電子元器件、整流逆變電路等有具體形象[4]、易于被學生接受，但在實際應用過程中已基本實現模塊化封裝。因此實驗平臺的設計，既要兼顧傳統元器件的形態，又要突出相關模塊的應用與實踐。

(2)如何開展電力電子技術實驗，讓學生從硬、軟件上掌握電力電子技術的知識。從硬件平臺上看，當前的實驗只是“靜態”地向學生介紹電路工作過程，而沒有讓學生參與到電路原件分析、電路拓撲分析和動態工作過程分析，在仿真與模擬實驗方面更是空白。按照研究的理念，學生應該選擇自己感興趣的問題進行深度分析，從而形成自己獨特的研究方法，這需要有良好的實驗平臺作為支撐。

(3)如何將新技術融入實驗中。電力電子技術向著高度的模塊化、集成化以及應用多元化的方向發展。智能電網、節能、電磁兼容等技術推動著電力電子技術飛速發展。因此，實驗平臺的設計應比較先進而且留有升級和進一步擴展的接口。

2 可視靈活的綜合實驗平臺

在電力電子技術綜合實驗平臺建設之前，我院電力電子實驗室的設備比較陳舊。針對該情況，在深入研究電力電子技術實現原理和發展趨勢的基礎上，考慮到實驗教學的實際需要，構建了電力電子技術綜合實驗平臺。

綜合實驗平臺主要由PC機、MCL系列電力電子試驗臺、拓展板、測量設備等組成(如圖1所示)。整個綜合平臺采用標準化的模塊結構，PC機可通過數據線與實驗臺相連，PC機運行電力電子技術實驗管理軟件和EWB仿真軟件。實驗過程中，學生可以根據需要進行模塊的自由組合、拓展板設計來完成實驗電路的搭建和調試。綜合平臺具有良好的可擴展性，可以根據實驗室建設規模靈活地配置實驗臺的數目，主要包括：

(1)信號電源。經過過流、過壓、漏電等保護電路，再分別通過調壓、變壓、穩壓電路得到的交流可調電源、多路直流穩壓電源及斬波信號源、逆變信號源、同步信號源等，為不同的實驗電路提供不同的電源信號。

(2)實驗電路部分根據不同的電力電子器件及不同的電力變換電路。分別設計了不同的相對獨立的實驗單元掛箱。各實驗單元電路原理清晰、可操作性強、效果直觀。

(3)類型齊全的電力電子元器件，可以進行GTR，MOSFET，IGBT，GTO的開關特性及其驅動電路、緩沖和保護電路相關實驗。

(4)直流電動機、發電機模塊。在進行直流調速系統實驗時，除可用常規的由運算放大器構成的PID調節器進行控制外，還可和計算機相連，由上位機進行數字控制，并采集轉速曲線和電流反饋信號，通過計算機對調速系統的參數進行調節，對轉速等動態波形進行分析。

(5)實驗臺對PC以及其他拓展板的各種標準化接口。

(6)數字儀表、開關和按鈕等輔助設備。

綜合實驗平臺有以下主要特點：

(1)設備齊全，包括常規的電力電子元器件，配備了電機、變壓器和電路拓撲等模型，還可以在PC機上自行仿真電路并將虛擬模塊信號傳送到實驗臺。學生可以自行設計電路模塊，并使相關模塊與平臺相連，提高動手能力。

(2)PC機上可利用EWB等軟件設計電力電子技術課程中的許多電力電子電路仿真實驗，如單相/三相晶閘管相控整流電路、電容濾波不可控整流電路、DC-DC升/降壓電路等。

(3)實現實驗臺與PC機、拓展板的標準化數據通訊，方便教學實驗，避免以往實驗存在電力電子元器件、電路拓撲不易修改的問題。

(4)配有各種信號燈及音響，提醒實驗的學生注意當前的實驗運行情況，保證接錯線時不會損壞平臺，解決了實驗設備容易損壞而不敢讓學生動手實驗的問題。

3 實驗管理

如何進行電力電子實驗是難點和重點，當前的電力電子實驗把重點放在講解理想元器件在理想信號下的標準工作過程，僅簡單地重現了理論課的內容，既鍛煉不了學生的實驗能力，也無法提高學生的學習積極性。針對這種問題，應用實驗管理軟件，存放著學生自己設計的實驗過程，可讓學生自己動手參與實驗的設計。

將實驗分為驗證性、設計性、綜合性和創新性4類實驗，形成遞進的實驗層次。實驗教學過程中，根據學時的安排和學生的實際能力，選擇其中的模塊進行實驗。學生根據自己的情況，從簡單的實驗開始，逐步提高自己能力。

(1)驗證性實驗包括傳統的實物元器件電路實驗和虛擬儀器實驗。學生選擇實驗項目并根據指導書的內容和步驟進行實驗。主要目標是掌握各種典型電能變

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換電路的工作原理、波形分析及定量計算。

(2)設計性實驗是在驗證性實驗的內容和基礎上，由學生自行設計測試設備參數及其特性。主要目的是掌握故障問題的分析和定位，熟悉電力電子學的諸多問題。

(3)綜合性實驗設計提供按行業細分的實驗方向，供學生選擇，跟蹤教師的各類研究方向并進行設計。根據我院的情況，與電力電子技術應用相關的課題組方向包括高壓直流輸電即保護控制技術、電力系統優化與控制、高性能電力拖動及電能質量監控、電力電子及控制技術、電機及其控制理論。實現實驗與實際問題的結合、教學與研究相結合。

(4)創新性實驗設計。實驗室是課程設計過程中實踐環節實現的地方，配合課程設計、大學生科技創新項目方案，進入實驗室進行實驗。參考我院相關教師所中提出的問題，進行創新性實驗設計。

4 整體效果分析

針對電力電子技術實驗發展的需要，構造了綜合性實驗平臺，該平臺在包含常規電力電子實驗的基礎上，提供標準化接口擴展實驗。實驗平臺同時也向課程設計和畢業設計以及學生研究項目(SRP項目)等實驗開放，克服了以往SRP項目存在因設備不足導致計劃無法驗證和實踐等問題。

從電力電子技術發展的趨勢來看，綜合平臺的性能還可以進一步提高，以更好地滿足教學和科研需要，形成多層次、立體化的實驗教學特色。

參考文獻

[1] 胡少強,王智東,林聲宏.電力系統動態模擬仿真綜合性實驗教學研究[J].中國現代教育裝備,2010(7):81-82.

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論文關鍵詞：電力電子技術；課程設計；教學方法

電力電子技術始于20世紀50年代末、60年代初，主要研究電力領域中使用電力電子器件對電能進行高效的變換和控制，是電力、電子、控制三大學科的交叉學科。目前，“電力電子技術”課程已成為我國高等院校電氣工程與自動化類本科專業最為重要的學科基礎課之一，教學內容涵蓋電力電子器件、四大類電力變換電路、控制技術以及電力電子新技術等多方面知識，理論性和實用性都非常強。為實現良好的教學效果，該課程要求教師能結合各自學校的實際情況合理地設計課程，均衡理論和實驗教學的比例，針對具體不同的授課內容靈活運用多種教學方法和教學手段，注重激發學生的學習興趣，使學生通過學習掌握相關的基本概念、基本分析方法等理論知識并提高他們理論聯系實際和分析解決問題的實踐能力。

浙江工業大學（以下簡稱“我?！保半娏﹄娮蛹夹g”課程是全校電氣工程與自動化類本科專業教學鏈中一個承上啟下的重要環節。它的前續課程有“電路原理與實驗”、“模擬電子技術”、“電機學”、“數字電路與數字邏輯”、“電氣工程基礎等”，后續課程有“開關電源設計”、“控制電機及應用”、“現代電氣傳動控制技術”、“DSP原理及應用”、“畢業設計”等。多年來，我校在不斷學習國內外高校教學經驗的同時不斷實踐，豐富自身的教學經驗，積極改革創新，追求高質量和高水平的教學。

本文將主要介紹我校多年來在電力電子技術本科生教學方面所取得的一些實踐經驗以及關于今后如何繼續提高教學質量和水平的一些設想。

一、注重建設教學團隊和培養青年教師

在整個教學過程中，教師不但是知識的教授者、教學活動的組織者，同時還是學生學習效果的評估者。優秀的教師是保證教學高質量和高水平的關鍵，他們為人師表、具有豐富的知識和經驗、富有愛心，能夠激發學生求知的熱情，既教會學生學習方法，又讓學生掌握科學知識。 我校電力電子技術本科生教學團隊自組建以來一直定期召開會議討論并解決教學中遇到的問題，交流并總結教學經驗，共同開展教學和科研課題項目，促進各成員教師特別是青年教師在業務上的進步。在培養教學新生力量上，該教學團隊引入青年教師導師制度，由多位（副）教授級的教師擔任指導教師，對經驗尚淺的青年教師進行全程、全方位的培訓，包括寫教案、制作PPT課件、課堂試講、實驗指導、批改作業、學生答疑、擬考試卷、指導畢業設計等。每個階段，指導教師都會對青年教師的表現做出中肯的評價，幫助他們盡快熟悉業務、提高水平。在整個團隊的關心下，青年教師成長很快，在由學院組織的學評教和教學技能比賽中都取得了良好的成績。

二、完善適合學校實際情況的課程設計

三、以學生為本的教學活動實踐

在具體實施電力電子教學的過程中，教師激發學生的學習興趣，創造良好的互動教學氛圍是非常重要的。這就需要教師以學生為本結合具體的授課內容靈活運用多種教學方法和教學手段。

我校“電力電子技術”是“電路原理與實驗”等課程的后續課程，理論性很強。在教授該課程新知識點時，若涉及到相關前續課程重要的舊知識點，教師會采用先溫故后知新的教學方法，通過學生回答問題的方式復習舊知識點，由淺入深幫助學生進入狀態以便教授新知識點。比如，在講述變壓器漏感對整流電路的影響這一節內容的最開始，先溫習理想變壓器的特性和非理想變壓器的等效電路模型，再把簡化后的非理想變壓器等效電路模型代入到已學的整流電路中，然后進入正題——分析電路的工作原理。教師在講授電路工作原理時，會一再強調電力電子器件的開關工作狀態和電力電子電路的分段線性分析方法這兩個貫穿整個課程始終的基本概念和基本方法，并現場指導學生獨立完成一部分電路的分析工作，通過加強學生的參與感來促使他們更積極地把外在的基本知識點轉化為內在的電路分析能力。

在傳統的口頭講授過程中，教師會適當地借助“靜動相宜”的PPT課件、具體的實物教具和靈活的板書等來提高“電力電子技術”課程的理論教學效果。此外，教師還會適當地擴充一些教科書以外的電力電子技術內容，如仿真技術等。教師利用仿真軟件PSPICE、MATLAB等在課堂上虛擬地實時演示電路更真實的工作過程，既拓展了學生的視野又能很形象地解說課程中的知識難點，如三相半波可控整流電路中晶閘管的正向耐壓問題。電力電子器件的封裝材料及形式多種多樣，性能也不盡相同。為了讓學生更真實、更立體地認識電力電子器件，教師除了展示器件照片外還會提供一些器件的樣品讓學生親身接觸。關于教材中重要公式的推導，教師會采用PPT課件與板書相結合的方式幫助學生更容易理解和掌握。

“電力電子技術”課程包含很多基本概念，在講述時教師會根據聽課學生的實際英語能力，有意識地就專業術語部分進行中英文雙語教學。這不但能增強學生的專業英語水平，而且還可以提高學生使用中英文關鍵詞檢索科技文獻的能力，為該課程的后續課程特別是“畢業設計”的教學打下良好的基礎。

在“電力電子技術”的理論教學過程中，強調電力電子技術對國計民生的重要性是非常必要的。比如，在舉例說明電力電子技術的實際應用時，教師會盡量多舉些與學生日常生活以及當前社會熱點相關的例子（如手機電池充電器、筆記本電腦電源適配器、未來的“光源之星”LED照明、節能環保的電動汽車等）。先拋磚引玉讓學生有些感性的認識，再通過啟發性的提問鼓勵學生積極地去發現身邊所遇到的科學技術。在增加學生學習興趣的同時，提高學生對該課程的重視程度。

“電力電子技術”是一門理論性和實踐性都很強的課程。為了更好地銜接理論知識和實驗內容，教師在課堂上除了提供電力電子電路的理想波形圖，還會提供一些電力電子電路的實際波形圖，讓學生自己去發現和思考它們之間的異同。用一連串的疑問激發起學生的強烈求知欲，令他們更主動地去預習實驗，更認真地進行實驗，并且更努力地去嘗試著尋找答案。比如，反激式電路在電流斷續工作模式下，由教科書提供的開關管S兩端電壓的理想波形和在實驗中用示波器觀察到的S兩端電壓的實際波形在S關斷的部分是有很大差別的。在理論課堂上，當教師同時給出理論和實驗波形圖加以對照時，學生表現出極大的興趣，躍躍欲試地去尋找實際電路中S兩端電壓在S關斷時刻出現阻尼振蕩現象的原因。此時，教師正好因勢利導，鼓勵他們認真地去完成相關的實驗，通過實驗再結合已學理論知識自主地找出答案。實踐結果表明該教學效果很好。

四、關于今后教學的一些設想

電力電子技術的發展日新月異，關于“電力電子技術”的教學也需要與時俱進，緊跟潮流，與社會接軌。目前，在我校采用全英文教學電力電子技術的條件還不夠成熟。但是，教師可采用循序漸進的方法，從目前以中文為主的雙語授課，到中英文各半的雙語授課，再到以英文為主的雙語授課，最后過渡到全英文授課。目前，最適合我校的辦法是課程的重要章節主要采用中文教學，務必讓學生掌握必要的基本知識；而次重要章節則可主要采用英文教學，這對擴展學生視野很有利。