對電力電子技術的認識大全11篇

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電力電子技術是自動化專業、電氣工程及其自動化專業的重要專業基礎課程，在專業教學過程中起著承上啟下的重要作用。它既是以高等數學、電子學、電路以及電機學等專業基礎知識為基礎，并體現其發展和綜合應用的一門專業技術。同時，它又是電力拖動控制系統、電力系統等相關后續專業課程的基礎。電力電子技術課程具有理論性強、與工程實際緊密聯系等特點。電力電子技術在直流輸電、風電領域、新能源轉換技術等方面都起到非常重要的作用。

一、整流電路故障模式研究

電力電子電路的故障可分為參數性故障和結構性故障。參數性故障是指電路中器件參數（如：電阻阻值、開關參數等）偏離正常值而導致的故障；結構性故障是指由于電路中電力電子器件出現短路、斷路或由于驅動電路故障而導致電路拓撲結構發生的故障。通常，將保護電路發生動作（諸如：保險絲熔斷、斷路器跳閘等）導致的電路拓撲變化也歸入結構性故障。本文對整流電路故障模式的研究就是針對整流電路的結構性故障進行分析。

1.整流電路的故障分析。整流電路故障模式的建立主要是根據整流電路的電路結構，通過對電路的故障工作特性進行分析，并歸納和總結其分析的結果，最終構成整流電路的故障模式?，F以三相橋式全控整流電路為例進行故障分析。

三相橋式全控整流電路如圖1-1所示，主電路中a、b、c三相電源分別聯接有共陰極組（VT1、VT3、VT5）和共陽極組（VT4、VT6、VT2）共六個晶閘管。整流電路工作時，共陰極組與共陽極組分別有一個晶閘管導通，從而構成通電回路。電路中六個晶閘管依VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的次序、相隔60？觸發導通，并以此循環控制。在控制角α相同的情況下，可在整流電路的輸出端獲得形狀相同、大小相等的六相電壓。

一旦整流電路出現故障（如：晶閘管損壞），則將造成輸出電壓波形發生畸變。并且，不同的晶閘管損壞時，整流電路輸出電壓波形發生畸變的情況不同。對于不同結構的整流電路，其故障模式不盡相同。

2.三相橋式全控整流電路的故障模式分類。三相橋式全控整流電路的故障模式從工程應用的角度出發，一般只考慮一個或兩個晶閘管發生故障的情況，因為對整流電路而言，三個以上晶閘管同時發生故障的幾率很小。因此，三相橋式全控整流電路可獲得4大類、共計21種故障模式。三相橋式全控整流電路的21種故障模式，在電路帶不同性質負載、以及不同控制角α的情況下，整流電路輸出的畸變電壓波形的形狀、波頭數或幅值大小不盡相同。因此，可以從整流電路實際輸出電壓的畸變波形預判電路的故障類型。

二、整流電路故障模式的應用

電力電子電路中，電力電子器件一旦損壞將造成電路輸出的各種參數發生變化，同時可能引起電力電子裝置或系統的損壞。整流電路故障模式的研究就是針對電力電子器件一旦發生故障，有可能引起的參數變化進行的，為盡快地發現并解決問題創造有利條件。

1.整流電路的工作原理。電力電子技術是以電力變換電路中電力電子器件（如：晶閘管）為核心，通過對電力電子器件的通、斷進行控制，從而實現對電能進行轉換和控制的目的。電力變換電路有整流電路、逆變電路等四大基本變換電路，以及建立在四大基本變換基礎上的組合變流電路的多種拓撲形式。整流電路有多種基本電路結構，如單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電路等。圖1-1所示為三相橋式全控整流電路帶電容濾波負載時的原理結構圖，該電路共有6個晶閘管VT1～VT6，工作時依次觸發導通。輸出電壓波形每周期6個波頭，波頭形狀完全相同。整流電路在不同的電路結構、不同性質的負載、不同的控制角α的情況下，其輸出電壓具有特定的波形形狀。

2.整流電路故障模式的應用。對整流電路故障模式的研究，基本是對故障電路電壓波形的分析和研究。當整流電路發生故障（如電力電子器件損壞等）時，必將造成輸出電壓波形的畸變。電路中橋臂上的開關發生故障時，都會產生與之相對應的畸變波形。如圖1-1所示三相橋式整流電路，只有一只晶閘管發生故障，即：VT1～VT6。

因此，對整理電路故障模式的應用與研究，即為對整流電路進行分析和研究，將其在各種故障情況下的畸變波形進行匯總，制定各種故障模式，并以此作為分析和判斷整流電路發生故障起因的參考，從而能夠快速找出故障原因的方法和手段。

三、整流電路故障模式研究對電力電子技術教學的輔助作用

電力電子技術是一門綜合性學科，三相橋式全控整流電路單管故障是輸出電壓波形，其內容涉及多個學科和領域。課程內容理論知識點多、難點多，而且實踐性強。在電力電子技術課程的學習過程中，要求學生具有較強的專業理論基礎知識，具有對電路進行理論分析、波形分析和參數計算的能力。整流電路故障模式的研究對于提高學生的綜合能力具有積極的輔助作用。

1.有利于提高學生對電力電子技術課程知識的理解能力。電力電子技術是一門理論性和實踐性較強的專業基礎課程，課程內容圍繞著電力變換技術進行闡述，其電力變換技術又以整流和逆變為基礎和核心。電力電子技術的基本電路及其拓撲結構具有多樣性和復雜性。伴隨著電力電子技術在實際應用中的不斷普及和發展，各種理論知識的不斷完善，電力電子技術所涉及的知識越來越豐富，同時，對學生各方面的要求越來越高。學生對課程知識的了解和認識基本來源于老師在課堂上對知識的闡述和引導，基本圍繞電路正常工作狀態，對電路的工作原理和性能進行分析。這樣教學的結果往往固化了學生的思維方式，影響和限制了學生深入領會、認識和理解事物發展變化的本質特征的能力，減弱了學生的應變能力。對電路故障模式的研究能夠引導學生從不同的角度觀察和分析電路的變化，活躍了學生的思維，引導學生學會思考，從而進一步提高學生對電力電子技術課程知識的理解。

2.有利于增強學生對電力電子電路的分析能力。在電力電子技術的教學過程中，對電路的分析主要體現在原理分析和波形分析兩個方面。電路中各點參數（電壓和電流）的波形分析往往被作為對電路工作原理分析和研究的重要方法和手段。不同的電路結構，在不同的控制角α的作用下，電路各點電壓、電流波形都具有不同的形狀。在電力電子技術實驗中，電路中各點電壓波形所起的作用更加明顯和重要。通過示波器中的波形形狀，可以直接觀察、分析和判斷出電路和各種設備的運行狀態。整流電路故障模式研究就是探討整流電路在電力電子器件發生故障時，其電路輸出電壓波形發生畸變的問題。針對各種不同的故障情況，研究出了相對應的輸出電壓波形。通過對相對電壓波形的對比和分析，可以幫助學生更加深刻地理解電路的工作原理和運行狀態，對整個電力電子技術課程的學習具有非常重要的作用。

3.有利于培養學生的實踐動手能力。實踐是檢驗真理的唯一標準。通過電力電子技術實驗可以增強學生的實際動手能力，強化了學生的實驗技能，培養了學生分析問題和解決問題的能力，有利于加深學生對于電力電子技術理論知識的理解和認識。在電力電子技術的實驗過程中，經常發生由于學生操作不當，造成電力電子電路出現各種故障，其結果往往造成電力電子器件被損壞等情況發生。由于電路結構具有多樣性和復雜性，一旦主電路發生故障（如：主電路中某個電力電子器件損壞），將造成電路輸出電壓波形發生畸變。只是通過示波器中的波形很難直接判斷出故障發生的原因。同時，在電路中直接檢測電力電子器件，其結果不夠準確，這也就無形中增加了實驗的難度，使實驗過程復雜化。學生在教學過程中幾乎沒有接觸到這類知識和認識，也就不能直接清楚地認識到故障產生的原因。

整流電路故障模式的研究恰好解決了這一問題，它可以為學生提供一個迅速查找故障原因并盡快恢復正常實驗的方法和手段。實驗中一旦主電路發生故障，將造成波形畸變，可通過故障模式識別，進行波形對比，直接限定主電路發生故障的局部區域和范圍，簡化了檢測過程，理順了實驗思路，從而為提高效率、加快實驗進程創造有利條件。同時，可以培養學生在實踐中形成較為成熟的思維和判斷能力。

四、結束語

由于電力電子電路在實際工程應用中具有多樣性和復雜性，因此，對電力電子技術的故障模式研究還不夠完善，在實際應用中還有一定的局限性。但對于電力電子技術課程的教學而言，由于實驗裝置中組建的實驗電路基本屬于各種原理電路結構，電路結構和附加設備明確，實驗中電力電子器件損壞較常見。因此，整流電路故障模式研究針對電力電子技術課程的教學而言，具有較強的輔助作用，是針對教學改革的一種積極地探索。

參考文獻：

[1]王兆安.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]莫正康.電力電子應用技術[M].北京：機械工業出版社，2003.

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中圖分類號：G642.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0189-01

電力電子技術是電氣工程專業的重要的專業課，該課程綜合了弱電和強電兩個大的領域的學科，是近幾十年新發展起來一門技術。其應用領域廣泛包括自動化、電機和電器控制、電力系統等方面，具有非常好的前景和較高的技術經濟效益。

電力電子技術的綜合性、應用性和實踐性很強，尤其是實踐環節是電力電子技術必不可少的部分。隨著新疆近些年工業的大力發展，工業自動化水平的要求越來越高，為了滿足人才市場日漸增長的需求，進一步積極研究和探索電力電子技術的實踐教學的教學方法和教學手段，構建與工農業發展相適應的電力電子技術實踐教學的新方案是一個值得研究的課題。

1 完善電力電子技術課程設計

由于電力電子技術理論學時為48學時，受到電氣專業總學時的限制，一般院校都沒有開始電力電子技術課程設計，另外電力電子技術課程設計的經費需求也較高，和模擬電子和數字電子的元器件相比，電力器件的價格往往要高得多，同時電力器件都工作在高電壓、大電流下，因此實驗安全性也是重要的制約因素。

課程設計是工科實踐教學的一個重要的環節。指導教師根據教學計劃對學生進行基礎或專業強化訓練。課程設計能夠培養出學生把理論和實踐相結合的能力，能夠初步完成把知識轉化成現實生產力的可能。

電力電子技術我校是在2003年開課，其課程設計剛開設，具體設計要求有：一方面主電路的設計。主電路不用半空器件晶閘管，不論是整流電路、逆變電路還是斬波電路都改為全控器件MOSFET和IGBT。另一方面，由于全控器件的開關頻率遠遠大于半控器件，因此對全控器件的控制方法如脈沖寬度調制技術等要強化。

在課程設計的實施過程中，通過分組完成，每個小組分配不同的任務，按照完成的質量給予不同，選出最好的結果給予頒發獎勵證書，大大促進學生動手、動腦的積極性。同時給學生充分的自，指導教師事先不做示范設計，即便對于學生燒毀元器件等現象，也鼓勵學生自主完成，這樣既減少指導教師的工作負擔，又提高學生課程設計的含金量。

2 注重實踐環節訓練加強實踐能力的培養

電力電子技術課程實踐性很強，實驗等實踐環節在教學的地位非常重要，這些實驗在培養學生動手能力方面的起著非常大的作用。由于電力電子技術的實驗和實踐內容豐富，因此如何計劃和實施好電力電子技術實踐內容是使學生充分理解其內容的重要保障。在我們教學實踐中結合下面的一些方法。

2.1 理論和實踐結合

理論與實踐相互結合。對于不同專業的學生，對于電力、電子和控制方面的技術理解和基礎不同，因此電力電子技術理論課和實驗課交叉進行，通過實驗課能及時快速檢查學生課堂理論的理解程度。

2.2 前后知識串聯、提高綜合性

教學后期設計綜合性實驗。在做這類實驗的時候學生要獨立設計實驗方案、步驟等。指導教師根據學生開課以來學到的知識提出問題，學生解決問題，學生在解決問題過程中不但會用到剛剛學到新知識，還要用到前面章節學到的知識，形成知識串聯，舉一反三綜合利用。另外，在課程結束后可將電力電子技術與其學過的課程相結合進行綜合實驗實訓。不同專業學生可結合不同的綜合實驗，如果是弱電專業可結合單片機開發板設計輸出發脈沖來控制全控橋式電路的開閉。和其他先修過的課程相結合知識比較新，這部分綜合設計能夠讓學生了解更多的實際應用。通過綜合實驗實訓使學生獲得比較全面的綜合技能和專業能力，能盡快適應本專業的崗位需求。

2.3 結合工程實際應用

對于電力電子技術課程中大量的波形和公式很容易讓學生混淆，理解起來難度也大，為了更好理解其原理在講解過程中有必要舉出生產和生活中的實例，如企業單位中最應用最普遍的變頻器，實驗室中常用的開關電源等。在講授的時候把學生帶到實驗室中對這些教學產品現場拆裝，結合具體元器件講解原理，這樣比單純講解波形要形象的多。學生既有理性認識又有直接的感性認識，更會極大的激發其對本專業的學習興趣。

2.4 其他增強實踐教學的方法

除了上述實驗實訓之外還可以結合其他方法促進學生掌握實際知識，例如開發實驗室、開始創新性實驗等。在實驗室開放過程中應保障儀器設備、元器件的數量充足，能夠滿足學生要做的實驗基本需求，例如要保證學生做實訓的時間、要能夠排開實驗等。創新性實驗是指學生在完成教學大綱規定的實驗項目后，指導教師可結合學生的實際能力，提出和實際應用密切相關的一些課題，來考查學生所設計的電路創新思維能力。

3 結語

電力電子技術課程實踐教學改進、完善需要長期實踐來逐步完成。一方面，隨著電力電子技術不斷的發展和創新，例如電子器件從半控的晶閘管到全控的IGBT等，實踐教學也會隨之變化改革；另一方面，由于工農業的發展，企事業單位對電力電子技術的需求也不同，為了適應培養高等技術應用型人才的需要，電力電子技術的實踐教學也要隨之改進。

參考文獻

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引言

隨著社會經濟的快速發展，各種能源消耗速度極大，能源短缺已成為社會生產發展過程中亟待解決的問題。近年來，新能源的開發和利用，為解決能源短缺問題提供了一條新的道路，而電力電子技術在新能源的開發利用中扮演著重要的角色。本文通過對電力電子技術的概述、電力電子技術在新能源領域的應用、在電力電子技術運用過程中應注意的問題等方面的著重介紹，讓人們充分認識和了解電子電力技術并加強對其合理有效充分的利用。

1電力電子技術概述

電力電子技術，又稱功率電子技術，學術上稱電力電子學，是指應用于電力領域的電子技術，使用電力電子器件對電能進行變換和控制的電子技術。電力電子技術包括電力電子器件、電力電子設備和系統及其控制三個方面，涉及電力電子器件（上游）、電力電子設備和系統（中游）、電力電子技術在各個行業的應用（下游）三個領域。電力電子技術將各種能源高效率地變換成為高質量的電能，是采用電子信息技術改造傳統產業的有效技術途徑。電力電子技術具有高效、節能、省材的特點，對于我國乃至世界范圍內的經濟發展具有極為重要的作用，是現代科學、工業和國防的重要支撐技術。

2電力電子技術在新能源領域的應用研究

電力電子技術是實現節能環保和提高人民生活質量的重要技術手段，在執行當前國家“發展新能源”和“節能減排”基本國策的過程中起著重要的作用。下面以一些能源的開發利用為例，對電力電子技術在新能源領域的應用進行研究。

2.1水力發電

沒有水就沒有生命。這句話充分說明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上沒有水，也就不會有生命的存在。有聰明才智的人抓住水在流動過程中產生的動能可以充當天然的推動力這一有利條件，再加上一些物理知識和電路原理，以著名的三峽水電站為標志的一大批水電站挺立起來了。這一創新，不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗，更創造性的為人類尋找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利發電的基礎上，一系列電力電子技術在新能源的開發利用中得到了創新。

2.2風力發電

風是大自然產生的一種自然現象，具有清潔、可再生、儲量大的特點，而風能則順理成章的成為了一種能夠被高效利用的低碳能源。L力發電技術的出現，可以有效的減少二氧化碳的排放量、減緩全球氣候變暖，為我們保護環境、節約能源、減少資金成本帶來了突破性進展。這項技術不但將取之不盡、用之不竭的風能轉換成源源不斷的電能，而且有利于緩解能源危機和供電壓力，隨著風電技術的不斷發展和完善，風力發電組等產品的數量和質量逐漸增多增強，在價格和效用上自然也會更具優勢。在當前形式下，除水電技術外，風力發電技術比其它可再生能源技術更為成熟、成本更低、對環境破壞更小，因此還有改善生態環境的重要作用。

2.3太陽能發電

在大自然賜予地球的能源中，太陽能也是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源之一，陽光是人類賴以生存的因素之一，世間萬物離開了太陽就難以繼續維持生命。據統計，我國2/3以上國土面積的年日照時間在2200h以上，年輻射總量在502萬kJ/m2以上，為太陽能的利用創造了豐富的資源和有利條件。目前太陽能在利用中，主郭建要采用了三種技術：太陽能光電技術、太陽能光熱技術和太陽能光伏發電技術。這些技術的產生和發展，對于新能源的開發利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術在新能源領域的應用中的典型案例。太陽能熱水器、蔬菜大棚的照明、藥材和果脯的干燥、太陽能路燈等，都是利用了太陽能發電發熱的原理?？梢哉f，太陽能發電技術，在未來生活中具有更廣泛、更有前途的發展前景。

2.4潮汐能發電

在波濤洶涌的大海上，潮汐狂妄的拍打著海面，巨大的潮汐能為新能源的開發和利用帶來了契機，通過電力電子變換裝置，發電機將巨大的潮汐能轉換成電能，也就是能使這些波動能（潮汐能）的電能以恒壓恒頻方式輸出，再通過其他的電力裝置，為電力系統提供電力，其提供的電能既能源源不斷輸出，又對克服能源危機（煤、石油、天然氣等化石類能源匱乏）提供了重要的解決措施，可以說，自然界的可再生資源也是無窮無盡的，只要我們擁有一雙善于發現的眼睛，并采用先進的各項技術加以不斷創新和完善，就可以在循環利用的基礎上不斷創造出各種新的清潔、高效、可再生、無限利用的能源。

2.5在其他系能源中的應用

上述新能源將會在未來的發展中占到能源結構的絕大部分。電力電子技術的應用不僅局限于以上所述的幾種領域，還可以將其應用到新能源中的很多其他領域，這些領域包括抽水蓄能發電、超導儲能、超級電容儲能、低谷電儲能。

結束語

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作者簡介：侯麗華（1966-），女，滿族，吉林伊通人，長春工程學院教師發展中心主任兼教務處副處長，教授；杜波（1976-），女，吉林長春人，長春工程學院電氣與信息工程學院，副教授。（吉林 長春 130012）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0072-02

“電力電子技術”課程是自動化專業重要的專業基礎課，是一門工程應用性很強的課程。該課程具有教學內容多、課時少、更新快的特點。如何在有限學時內使學生較好地掌握課程知識，提高工程實踐能力和創新能力，增強學習興趣，是教學改革要解決的主要問題。長春工程學院（以下簡稱“我校”）“電力電子技術”課程組根據學校辦學定位和人才培養目標，在明確了自動化專業面向基礎工業基層一線應用型人才培養目標、基本規格、專業核心能力以及知識體系等方面基礎上，緊密結合工業企業現場實際和電力電子技術發展現狀，以先進的教育思想為指導，以應用能力和工程素質培養為核心，不斷整合教學內容，完善實驗教學條件，開發綜合性和設計性實驗項目，增加實踐環節，改進教學方法與手段，改革考試方式，在教學實踐中取得了較好的效果。

一、優化教學內容，構建以應用能力培養為核心的課程體系

1.課程建設與改革思路

教學內容和教學體系的改革是“電力電子技術”課程改革中最重要的環節，直接關系到教學質量的提高，關系到應用型人才培養的要求。我校按照電力電子器件―電力電子變換電路―電力電子電路的微機控制技術―電力電子技術應用的思路，以電力電子器件為電路服務，電路為電力電子系統服務，系統為電力電子應用服務的理念作為教學內容設置的主導思想，以應用能力和工程素質培養為核心，精選理論內容，強化技術應用，及時而恰當地引入電力電子技術的新知識、新技術、新工藝。

2.調整教學內容

在教學設計上理論與實踐相結合，知識傳授與應用能力培養相結合，課內與課外相結合，講授與研討相結合。將電力電子器件、變換電路作為傳統內容，將電力電子技術應用作為實用內容，將最先進的自動控制生產線作為新技術，對典型電力電子及電氣傳動系統分析作為討論內容，將科研課題引入課堂作為啟發內容，通過典型案例分析，將理論與實際結合，培養學生解決實際問題的能力，并通過滲透行業規范、安全操作規程、文明生產等知識培養學生的工程素質。課程的講授以電力電子器件的工作原理、特性、參數、選擇、驅動與保護電路為基礎，以AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換電路結構、工作原理、波形分析和參數計算及電路設計為核心，以微機控制的脈寬調制技術（PWM）和各種軟開關技術作為新的控制方法和新技術，把電力電子學科的發展方向引入課堂。以電力電子器件的應用電路為教學的重點，解決實際工程問題，使學生能充分認識現代電力電子技術對交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續課程“運動控制系統”深入學習及畢業設計打下堅實的基礎。

二、強化實踐教學，提高學生實踐能力和創新能力

1.完善實踐教學條件

“電力電子技術”課程具有很強的工程性和實用性，而實驗是培養學生理論聯系實際、動手能力、嚴謹的態度和科學研究方法的重要手段。因此，以營造真實的、先進的工程環境為目標，緊密結合工程實際應用，投入100多萬元建設和完善了電力電子技術實驗室?，F實驗室擁有實驗設備24臺套，開發了電力電子技術仿真研究平臺，構建了電力電子技術實踐教學體系（包括課內實驗、課外實驗、課程設計、生產實習和畢業設計等），編制相關的教學文件。實驗室向學生全面開放，學生以團隊的形式開展自主性實驗和學科競賽培訓，并為學生提供實際工程技術資料、仿真實訓教學軟件，培養工程實踐應用能力。

2.精心設計實驗內容

課程組精心設計了實驗教學項目和內容，引導學生從問題出發，逐步由基礎實驗走向設計性和綜合性實驗，再過渡到創新性實驗。開設了晶閘管整流、逆變的驗證性實驗，使學生對本課程的應用有初步認識；對直流斬波、交交變換以及PWM控制技術部分的實驗，則由教師給出電路參數要求，由學生自行設計主電路、驅動電路等，完成設計性實驗，培養學生分析問題，解決問題的能力；軟開關技術的實現等具有較高實用價值的實驗項目，密切聯系著當今電力電子技術發展的最前沿技術，并且在國民經濟發展中起著重要作用。通過實驗學生了解了電力電子新技術的發展動態，同時對本課程的應用領域、可以解決的問題有了更直觀感性的認識。實驗項目與科研、工程、社會應用實踐密切聯系，形成良性互動，實現基礎與前沿、經典與現代的有機結合，有利于學生創新能力的培養和自主訓練。

3.增設課程設計與調試環節

開設了1周“電力電子技術”課程設計與調試實踐環節，以完整的電力電子系統為載體，將電力電子器件選擇以及電力電子主電路、驅動電路、保護電路、檢測電路、控制電路等內容有機地結合起來，使學生通過設計、組裝、實驗和調試“四位一體”的訓練，培養學生的實踐能力和創新能力。同時，在教學中使用計算機仿真軟件Matlab/Simulink搭建各種常用電力電子電路，且可方便地調整電路的參數進行仿真，培養學生應用計算機處理復雜電力電子電路的能力，也為日后從事工程設計和科學研究打下良好的基礎。

三、改進教學方法與手段，調動學生學習主動性和積極性

在實際教學實踐中，筆者始終堅持以學生為主體、教師為主導、能力為主線的教育理念，根據課程內容合理采用不同的教學方法組織課堂教學，將“理論+實踐+應用能力”的教學模式貫穿在整個教學活動中，由傳統的教師滿堂灌唱獨角戲變成了教師學生共同參與的互動學習，教與學融為一體。教師有所教，學生有所學，極大地調動了學生的學習積極性，加深了學生的理解，加快了學習步伐。通過啟發教學法、案例教學法、任務驅動教學方法等，增強學生主觀能動性，活躍課堂氣氛，挖掘學生潛力，增強專業素養，逐漸讓學生由“學會”變成“會學”，由被動變主動汲取知識。

為了分析電力電子器件和電路的工作狀態，使學生弄清電路中能量的變換和傳遞，筆者制作了本課程比較完善的多媒體教學課件。利用多媒體技術將實際應用中的電路和電力電子裝置做成影音資料帶到課堂上，結合典型工程實例，并把電力電子前沿的研究狀況、最新的研究成果以圖表、圖片等方式充實到教學課件中，提高學生的感性認識，激發學生學習的興趣，不斷提高教學效果及教學質量。同時，建設了本課程的教學網站，網站資料豐富，包括教學資料和典型工程實例等，學生可以在網上學習，教師可以在網上進行答疑，激發了學生學習的興趣，提高了教學效果。

四、改革考核方式，提高學生對知識的綜合運用能力

1.考試過程全程化

教師根據“電力電子技術”課程性質和不同階段的教學要求，通過課堂提問、討論、平時作業、單元測驗、實際操作、撰寫報告或論文等方式加強形成性考試評價，并安排階段性考試以強化學生平時對課程教學內容的學習和掌握，弱化期末終結性考核。

2.考核內容能力化

考核內容圍繞應用能力和工程素質培養為核心這個目標設置，結合新的“電力電子技術”教學內容體系，加大電力電子器件特性分析、實際電路分析、應用案例分析、實踐技能的比例，側重考查學生對知識的綜合運用、解決問題的能力。

3.考核方式多元化

根據不同階段的教學要求，考核采取口試、筆試（開卷、閉卷）、開發設計相結合的形式，變單一形式的考核為多種形式的考核。

五、組織課外科技創新活動，探索課內與課外培養的有效機制

按照課內培養與課外培養相結合的原則，把培養學生實踐創新能力固化在教學任務中，成立了課外科技活動小組，注意引導和鼓勵學生積極參加各種科技競賽活動。依托電力電子實驗室的硬件設施，積極組織學生參加全國大學生電子設計大賽和“挑戰杯”競賽，以培養和提高學生的自學能力、實踐能力和創新意識。在運行中，加強課外實踐活動的組織和管理，制訂《大學生課外科技創新實踐活動運行管理辦法》和《實驗室開放運行管理辦法》，對大學生第二課堂教育的條件保障、激勵政策、管理辦法、評價辦法等做了明確規定，形成了有效的大學生科技創新實踐活動保障體系。

六、加強青年教師培養，提高課程組教師整體水平

師資隊伍建設是課程建設的關鍵，課程組教師的理論教學水平、工程實踐能力、科研水平直接關乎“電力電子技術”課程建設水平。按照校內培養與校外培養相結合、教學培養和科研培養相結合的原則，通過建立青年教師“導師制”、定期開展教學研討和教學觀摩、實行青年教師實驗室坐班制、深入工業企業生產實際、選派教師參加新技術培訓等措施，不斷提高青年教師教學水平、學術水平和實踐能力。

七、結語

電力電子技術隨著社會科學技術的發展而不斷地更新，其應用范圍越來越廣泛，不僅用于一般工業，也廣泛用于交通運輸、電力、通信、計算機、新能源系統等。“電力電子技術”課程教學應緊跟時代變化的步伐，不斷更新和充實教學內容，改進教學方法與手段，完善實踐教學條件建設，創新實驗內容，將電力電子技術理論知識與實踐緊密聯系，培養學生的工程意識，提高實踐能力和創新能力。

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一、我國電子電力技術的發展現狀與內容

（一）電力電子技術的發展過程

縱觀整個電力電子技術的發展過程，不難發現的是，幾年之前的那種，較為傳統的電力電子技術主要依靠的是低頻的處理技術，這樣的技術水平不能很好的滿足當前我國快速發展的電力事業的要求，也無法很好的滿足廣大民眾們對電力系統的需要。因此，隨著科學技術的快速發展，我國在電力電子技術方面進行了更多的創新與突破，形成了現在較為先進的電力電子科學技術，并且實現了逐漸的向高頻電力電子系統進行追趕并靠攏。

（二）電力電子技術發展過程中存在的不足與問題

當前經過改良的電力電子技術已經能夠成功的將各種自然資源有效地轉換成電能源，這樣的做法雖然能夠成功的解決環境污染、能源浪費等消極狀況，但是經過調查顯示，當前的這種科學技術在實際應用的過程中，仍然有很多的問題和不足。舉幾個例子來說，當前的家用電器中，很多都是在自身運行的過程中，能夠達一定的感性負荷，這樣一來，在電器運行的過程中，會導致電力電子技術的不穩定，在一定程度上會對設備中的相關裝置產生一定的破壞或損害。

另外一方面，在電力電子技術不斷創新的過程中，還有可能會被諧波污染，這樣一來，也會對自身的電子設備產生不可估量的損失。一旦讓無功率進入電網，就一定會導致相關的電能質量被影響，產生一定的降低和損失，對于用電一方有著十分不利的影響，嚴重的還會引發一定的電網污染的情況。為了能夠成功的避免這些消極情況的發生，相關的電力電子技術工作人員們就應當在實踐的過程中，加強對這一技術主題與技術的管理與監督，以此為我國的電力事業做出更大、更多的貢獻。

二、有效促進電力電子技術發展的有效措施與方法

（一）發展過程中能夠提高技術的內容與方面

為了能夠更好的發展我國的電力事業，就應當在對電力電子進行發展與研究的過程中，不斷的增加一定的理論創新，爭取將理論知識與實踐進行有機的結合，不斷的創造出一些能夠有效促進電力系統健康發展的措施與方法。

另外，當電力系統出現一些缺點或不足的時候，可以針對其發生的具體原因，拿出行之有效的解決措施來。例如，對電力系統自身發展中的抑制閃變、調節平衡等內容的解決方面。在這些問題中的解決辦法上，主要借用濾波自身獨特的特點，即不受相關系統的影響與阻礙作用的這個特性，這樣一來就能使電力電子系統不受相關因素的影響，從而在一定程度上能夠解決電力電子系統中的科學問題，有效的為電力系統的正常運行提供了相關的保障與內容，促進了我國電力系統的快速發展。那么為什么說在當前的家用電器的使用中，大多數的電器都是在自身運行的過程中，達到一定的感性負荷。這樣一來，在電器運行的過程中，一般會導致電力電子技術不穩定的發展，也就會對設備中的相關裝置產生一定的破壞或損害。

（二）提高對生態內容的分析與研究

為了能夠更加有效的促進我國電力系統的正常運行，并且能夠在發展的過程中，對其進行不斷的創新與完善，這就在電力電子的科學技術方面提供出更多的有效的促進措施與方法。在未來幾年的發展前景中，我國電力電子系統的相關工作人員們應當不斷的加強自身對電力系統的認識。

與此同時，當前我國是十分提倡節能環保政策的，在對當前生態內容進行研究的過程中，相關的工作人員們也應當積極響應國家這個十分重要的決策，積極的將工作中產生的能源消耗降到最低。因此，在對我國電力電子技術進行研發與決定的過程中，應當將注意力側重于節能這個方面，以此更好的為我國電力電子系統的快速發展做出更多有效的、積極的促進意義。另外一方面，在未來近幾年的發展中，我國必然會在交通運輸等方面實現對電動機速度的調整。因此，在這樣的情況下，電力電子技術的應用是有十分大的晉升空間的。

總結

綜上所述，當前我國的經濟已經得到了越來越快的發展，廣大居民們也在這個信息時代快速發展的時代，對電力有了越來越多的要求與需求。在這樣的情況下，加之我國正在不斷的對自身綜合素質進行改善與改進，這些方面對電力系統的發展與改進有著一定的影響，都會在一定程度上對我國目前的電力系統產生些許影響，這樣一來，就需要對電力電子技術進行不斷的突破與改進，以此為我國電力事業的不斷發展做出一定的積極影響與意義。

參考文獻

[1]韋林，廖慧昕，易干洪.電力電子技術在電力系統中的應用研究[J].數字技術與應用，2012（10）.

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一、電力電子技術概述

電力電子技術，又稱功率電子技術，學術上稱電力電子學，是指應用于電力領域的電子技術，使用電力電子器件對電能進行變換和控制的電子技術。電力電子技術包括電力電子器件、電力電子設備和系統及其控制三個方面，涉及電力電子器件（上游）、電力電子設備和系統（中游）、電力電子技術在各個行業的應用（下游）三個領域。

電力電子技術將各種能源高效率地變換成為高質量的電能，是采用電子信息技術改造傳統產業的有效技術途徑。電力電子技術具有高效、節能、省材的特點，對于我國乃至世界范圍內的經濟發展具有極為重要的作用，是現代科學、工業和國防的重要支撐技術。

二、電力電子技術在新能源領域的應用研究

電力電子技術是實現節能環保和提高人民生活質量的重要技術手段，在執行當前國家“發展新能源”和“節能減排”基本國策的過程中起著重要的作用。下面以一些能源的開發利用為例，對電力電子技術在新能源領域的應用進行研究

1、水力發電

沒有水就沒有生命。這句話充分說明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上沒有水，也就不會有生命的存在。有聰明才智的人抓住水在流動過程中產生的動能可以充當天然的推動力這一有利條件，再加上一些物理知識和電路原理，以著名的三峽水電站為標志的一大批水電站挺立起來了。這一創新，不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗，更創造性的為人類尋找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利發電的基礎上，一系列電力電子技術在新能源的開發利用中得到了創新。

2、風力發電

風是大自然產生的一種自然現象，具有清潔、可再生、儲量大的特點，而風能則順理成章的成為了一種能夠被高效利用的低碳能源。風力發電技術的出現，可以有效的減少二氧化碳的排放量、減緩全球氣候變暖，為我們保護環境、節約能源、減少資金成本帶來了突破性進展。這項技術不但將取之不盡、用之不竭的風能轉換成源源不斷的電能，而且有利于緩解能源危機和供電壓力，隨著風電技術的不斷發展和完善，風力發電組等產品的數量和質量逐漸增多增強，在價格和效用上自然也會更具優勢。在當前形式下，除水電技術外，風力發電技術比其它可再生能源技術更為成熟、成本更低、對環境破壞更小，因此還有改善生態環境的重要作用。

3、太陽能發電

在大自然賜予地球的能源中，太陽能也是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源之一，陽光是人類賴以生存的因素之一，世間萬物離開了太陽就難以繼續維持生命。據統計，我國2/3以上國土面積的年 日照時間在2200h以上，年輻射總量在502萬kJ/m2以上，為太陽能的利用創造了豐富的資源和有利條件。目前太陽能在利用中，主要采用了三種技術：太陽能光電技術、太陽能光熱技術和太陽能光伏發電技術。這些技術的產生和發展，對于新能源的開發利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術在新能源領域的應用中的典型案例。太陽能熱水器、蔬菜大棚的照明、藥材和果脯的干燥、太陽能路燈等，都是利用了太陽能發電發熱的原理。可以說，太陽能發電技術，在未來生活中具有更廣泛、更有前途的發展前景。

4、潮汐能發電

在波濤洶涌的大海上，潮汐狂妄的拍打著海面，巨大的潮汐能為新能源的開發和利用帶來了契機，通過電力電子變換裝置，發電機將巨大的潮汐能轉換成電能，也就是能使這些波動能（潮汐能）的電能以恒壓恒頻方式輸出，再通過其他的電力裝置，為電力系統提供電力，其提供的電能既能源源不斷輸出，又對克服能源危機（煤、石油、天然氣等化石類能源匱乏）提供了重要的解決措施，可以說，自然界的可再生資源也是無窮無盡的，只要我們擁有一雙善于發現的眼睛，并采用先進的各項技術加以不斷創新和完善，就可以在循環利用的基礎上不斷創造出各種新的 清潔、高效、可再生、無限利用的能源。

篇（7）

1 傳統課堂教學的不足

課堂教學只能授予學生理論知識，而無法提高學生的工程實驗能力和創新能力，這樣的教學模式也無法培養出滿足市場需求的高素質創新型人才。在傳統的課程教育中，教師偏重于知識和技能的教學，注重知識體系的結構和邏輯性，而學生通過教師的講解獲得知識，通過做大量的習題來強化對所學內容的記憶和加深對所學內容的理解；教師偏重于知識的傳授和灌輸，而對學生學習興趣、自主學習的培養不夠重視；做習題成為應用知識的唯一方式，并且缺乏與實際生活、現代科學技術的聯系；重結果輕過程，學生很少能經歷科學探究的過程，學生只能被動地跟著教師的思路走，難以發揮其創造性。因此高等教育必須要增加大量的實踐實訓教學環節，尤其是高級專業的學生實踐，實訓教學課時基本上要占到總教學課時的40%以上。電力電子技術這門課綜合性、應用性和實踐性都很強，實踐環節尤為重要。但傳統的講授模式存在很大的不足，在講解晶閘管的換流尤其是三相整流電路時，為了把問題講得更清楚需要畫好幾個波形，這樣往往要花很長的時間，且學生學習的效果不是很理想。要真正學好這門課，我們有必要給學生提供自己動手實踐的軟件和硬件環境，來激發學生的主觀能動性，使他們利用現有條件，在電力電子技術的實踐學習中，提高自己綜合分析和解決工程實際問題的能力，提高自己的創新創新能力和就業競爭力，以滿足人才市場的需求。

2 信息技術在電力電子課程上應用的優點

通過信息技術與教學課程的有機結合，對教學過程中的信息技術、資源、課程內容等等進行整合，是一種新型的電力電子技術課堂教學模式。從信息技術與課堂教學整合的特點來看，它主要是采用多媒體網絡教學方式，將抽象化的電力電子教學內容變得生動直觀，利用信息技術對課堂知識進行處理，使學生能夠融入到課堂知識的整合中來，大大提高了電力電子技術課堂教學的質量。這種新穎、高效的課堂教學模式能發揮教師在課堂教學中的主導地位，也讓學生自主合作，對課堂知識進行探究總結，體現了學生的主體地位。通過對傳統的“電力電子技術課堂教學”進行改革，營造了一種更加活躍積極的教學氛圍，培養了學生自主學習的主動性和創造性，從而提高了“電力電子技術課堂”的實際教學水平。

2.1 增加教學趣味性，提高學生的學習興趣

電力電子教學常圍繞復雜而又抽象的技術內容展開，枯燥干澀的課堂內容再加上傳統的課堂教育方式，使得電力電子技術教學更加得乏味干澀，大大降低了學生的學習興趣。但采用信息技術教學，可以將抽象的教學內容轉換成生動的圖片、動畫效果進行展示，以更加直觀的方式將課程內容展現在學生眼前，降低抽象思維的難度以及學生對知識理解的偏差，這樣不僅有助于幫助學生理解并掌握知識點，更能激發學生的學習興趣。讓學生能夠自覺主動地融入到課堂教學，同時也降低了教師的教學難度，有利于提高“電力電子技術課堂教學”的教學質量。

2.2 增加學生的參與機會，激發學生的創造能力。

在電力電子教學中，除了課堂講授的知識原理以外，讓學生能夠參與到課程實驗中來也是一個非常重要的教學環節。但由于課堂時間、教師精力、實驗安全等因素的限制，使得電力電子技術實驗很難落實到每一位學生身上來，也很難落實學生對相關知識的實際掌握情況。但應用信息技術模擬電力電子技術的相關實驗，讓學生能夠融入到中間來，提高了教學質量。此外，教師還可以利用信息技術設計教學內容，選擇教學課題讓學生自己分組討論，進行模擬實驗，這樣既能考量學生對課堂知識理解掌握的程度，又能保證實驗的安全性，讓學生大膽設計的同時還能夠提高學生的創造力。通過這樣安全的實驗，能夠讓學生對實驗進行仔細的分析探究，思考實驗的合理性以及存在的不合理地方，提高學生自主設計的能力，同時也能夠幫助學生有效地掌握課堂知識內容，增強學生的自主創造能力和創新意識。

電力電子技術是以實驗為主要手段進行教學的學科，與其他的學科有明顯的不同。隨著社會的進步與科學技術的發展，信息技術以其獨有的先進性進入各個學科的教學中，信息教育技術，尤其是多媒體技術的運用，在整個電力電子技術學科的教學中有很大的作用，利用多種高效便捷的多媒體網絡技術，能夠將抽象的內容實體化，突破時間以及空間的舒服，進行虛擬場景展示，將原本無法顯示的、虛擬的物理過程展現在學生的眼前。同時也能夠降低教學實驗的危險指數，使得原本難以理解的電力電子技術教學變得簡單化，幫助學生進行理解，減輕學生的學習壓力，同時也能減輕教師的教學壓力，在一定程度上能夠促進整個“電力電子技術教學”的發展。對于可見度小，不易觀察，實驗原理難以理解，又不太好想象的實驗，借助多媒體也能幫助理解，而且還可以化想象對直觀。例如，電流的波形變動研究，通過信息技術的應用分析，可以通過眼球直觀的感受電流的變化，在課堂中使學生對與知識的認識理解更加的深刻。對于我們實驗室無法辦到的演示實驗也可以通過多媒體來完美演示，現代化的信息技術的多媒體教學手段與實驗的整合，是解決課堂效率的有效方法。

2.3 增加課時的信息量，提高教學效率

多媒體可以提供聲音動畫等多種信息，圖文并茂，動靜結合，能使抽象的概念、復雜的定理、定律、公式以及較復雜的物理過程等形象化。傳統的教學模式中最常見的就是板書，教師要花費大量的時間以及精力將模擬圖像或者知識體系等內容寫出來，這樣不僅浪費了大量的時間，還增加了教師的教學負擔。但通過信息技術的方式做好課件準備，學生可以通過各種感官同時接受信息，在這樣輕松、愉快的教學環境中學習，不再感到單調枯燥，大大增加了課時的信息量，提高了教學效率。在教育教學過程中，引進現代信息技術形成教學內容的信息化，教學過程的數字化，教學手段的現代化，和教學資源的網絡化。信息技術與電子技術的整合要堅持信息技術服務電子技術課程的原則，信息技術在電子技術課程中的應用，決不能只是為了簡單的應用，而是應該結合在電力電子技術的課程中，為了滿足學生的求知欲以及教師的教學任務。

人們常說，依靠視覺能夠獲取八成以上的信息量，但是如果僅僅依靠視覺，卻最多只能擁有兩成的信息。這也就是說，要想獲取更多、更準確的電力電子技術的相關信息，必須依靠多種感官的結合。在現代電力電子技術教學中，僅僅依靠文字、語言、圖片等方式授課，是很難將復雜的知識解釋清楚的，也很難讓學生真正掌握到這些知識。但隨著信息網絡技術的高速發展，出現了許多便捷高效的多媒體應用技術。比如PowerPoint、幾何畫板、Flash動畫等的教學技術軟件，它們能夠將復雜的內容變得更加的簡單生動。有些電力電子技術實驗出于安全等因素的考慮，在現實中很難真的做出好的實驗，這種時候運用信息技術模擬實驗的流程及效果，就能夠產生很好的學習效果。信息技術在電力電子技術教學中的應用使很多復雜的內容簡單化，教師不用花費大量的時間精力進行板書，減輕了教師們的教學壓力，還可以根據學生的學習特點改變教學方式，使枯燥復雜的電力電子技術教學變得更加靈活，在減輕教師教學壓力的同時還能激發學生的學習興趣，培養學生的自主創造能力和創新型思維。

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一、引言

我國是一個發展中的國家,目前尚處于前工業化階段,傳統產業仍然是我國國民經濟的主力軍,因此在近期或在較長一段時期內,傳統產業的改造和發展將在很大程度上決定著我國經濟的發展。電力、機械、冶金、石油、化工、交通運輸是傳統產業的重要支柱,這些產業技術水平的高低直接關系到我國工業基礎的強弱。特別是,近年來隨著經濟的穩步發展,巨大的電力缺口與人們對電力的強烈需求之間的矛盾越來越明顯。由于我國常規能源資源的有限性和環保的巨大壓力,能源建設必須走節電和開發利用可再生能源之路,這就決定了在今后相當長的一段時期內,我國國民經濟的發展和巨大的用戶市場對電力電子技術具有巨大的、持久的需求,這就意味著我國電力電子和電力傳動產業面臨著良好的機遇。

今后世界市場的競爭主要表現為高新技術的競爭,誰擁有電力電子這種先進的高新科技產品,誰就掌握競爭的優勢。面臨我國已加入世貿組織和必須適應國際大循環的形勢,我們面臨著嚴峻的挑戰,因為總體說來我國當前電力電子技術的水平落后于國際先進水平,遠遠跟不上我國國民經濟發展的需要,特別是還面臨著國外產品嚴重沖擊,因此,我們必需清醒地認識到這一挑戰并且要勇敢地面對。

二、電力電子的含義和任務

從學科的角度講,電力電子的主要任務是研究電力電子(功率半導體)器件、變流器拓撲及其控制和電力電子應用系統,實現對電、磁能量的變換、控制、傳輸和存貯,以達到合理、高效地使用各種形式的電能,為人類提供高質量電、磁能量。電力電子的研究范圍與研究內容主要包括:(1)電力電子元、器件及功率集成電路。(2)電力電子變流技術,其研究內容主要包括新型的或適用于電源、節能及電力電子新能源利用、軍用和太空等特種應用中的電力電子變流技術;電力電子變流器智能化技術;電力電子系統中的控制和計算機仿真、建模等。(3)電力電子應用技術,其研究內容主要包括超大功率變流器在節能、可再生能源發電、鋼鐵、冶金、電力、電力牽引、艦船推進中的應用;電力電子系統信息與網絡化;電力電子系統故障分析和可靠性;復雜電力電子系統穩定性和適應性等。(4)電力電子系統集成,其研究內容主要包括電力電子模塊標準化;單芯片和多芯片系統設計;電力電子集成系統的穩定性、可靠性等。

從工程應用的角度看,無論是電力、機械、礦冶、交通、石油化工、輕紡等傳統產業,還是通信、激光、機器人、環保、原子能、航天等高科技產業,都迫切需要提供高質量的電能,特別是要求節能。而電力電子則是實現將各種能源高效率地變換成高質量電能、節能、環保和提高人民生活質量的重要手段,它已經成為弱電控制與強電運行之間,信息技術與先進制造技術之間,傳統產業實現自動化、智能化、節能化、機電一體化的橋梁。電力電子的突出特點是高效、節能、省材,所以電力電子已成為我國國民經濟的重要基礎技術,是現代科學、工業和國防的重要支撐技術。因此,無論上述諸多高技術應用領域,還是各種傳統產業,乃至照明、家電等量大面廣的,與人民日常生活密切相關的應用領域,電力電子產品已無所不在。由于目前我國還沒有形成獨立自主的、完整的、強大的電力電子的產業體系,因此它已成為制約我國建立獨立自主的現代科學、工業和國防體系的瓶頸之一。

三、電力電子技術目前在我國的發展、應用現狀和存在的問題

雖然我國電力電子的開發研究已有50年歷史,過去我們已經取得了長足的進步,但是與超大規模集成電路的發展一樣,該領域科技發展速度太快,加之我國財力和原有基礎薄弱的限制,特別是面臨國外高科技的沖擊等原因,我國電力電子有被“邊緣化”的趨勢,即各行各業都迫切需要,但是各應用領域均沒將其作為研究重點,國內解決不了就依靠進口。應當承認,目前我們與國外先進水平的差距還是很大的。當前存在的主要問題是:目前我國生產的大多數電力電子產品和裝置還主要基于晶閘管;雖然也能制造一些高技術的電力電子產品和裝置,但是它們均是采用國外生產的電力電子器件和組件以組裝集成的方式制造的;特別是先進的全控型電力電子器件則全部依賴進口,而許多關系到國民經濟命脈和國家安全的若干關鍵領域中的核心技術和軟硬件,國外均是對我國進行控制和封鎖的。我們正面臨著國際競爭的嚴峻形勢,特別是關系到國民經濟命脈和國家安全的若干關鍵領域中的核心技術與國外先進水平的差距更大,迅速改變這一現狀是我們面臨挑戰和義不容辭的任務。

過去,我國國民經濟各部門雖然引進了不少國外先進技術,也強調了國產化的問題,盡管它們中的絕大多數幾年后都可以達到國產化率70%的要求,可是只要我們仔細分析一下,就不難發現,最終國外公司拒絕轉讓的技術和重要部件,均是涉及到高技術的電力電子及電力傳動產品中的核心技術。各應用領域所涉及到的關鍵電力電子技術可概括為:大功率變流技術;電力電子及其系統控制技術;大功率逆變器并網技術;大功率全控電力電子器件和電力電子全數字控制技術等。與國外的主要差距和存在的問題是:全控電力電子器件國內不能制造;大功率變流器制造技術水平較低,裝置可靠性差;電力電子全數字控制技術水平還處于初級階段;應用系統控制技術和系統控制軟件水平較低;缺乏重大工程經驗積累等。高性能大功率變流裝置目前幾乎全部依靠進口。

四、我國發展電力電子技術的對策

電力電子技術雖然有微電子技術的許多共同特征,如發展變化都非常迅速,滲透力和創新表現十分突出,生命力格外旺盛,處于陽光產業地位,并與其他學科相互融合和發展產生新的機遇,而電力電子技術還有其自身一些獨具特色的地方,如高電壓、大容量及控制功率范圍大,因此技術的創新難度在于必須跨越高電壓大功率這一關卡,及其技術的綜合難度,如材料工業和制造工藝,而電力電子器件工作的可靠性是其極其重要的一個技術指標。為此電力電子技術的創新是與多種學科相互滲透并對各種工業領域有著極強的滲透性。因此電力電子技術與國家的基礎產業關系密切,并與國家發展的各項方針及產業政策相配套的要求在21世紀會顯得越來越強烈。電力電子技術又稱為能流技術,因此電力電子技術的發展與創新是21世紀可持續發展戰略綱領的重要組成部分。在21世紀初加快現代電力電子轉化的力度,必將形成一條朝陽的高科技產業鏈,推動我國工業領域的技術創新。

電力電子技術的創新與電力電子器件制造工藝,已成為世界各國工業自動化控制和機電一體化領域競爭最激烈的陣地,各發達國家均在這一領域注入極大的人力,物力和財力,使之進入高科技行業,就電力電子技術的理論研究而言,目前日本、美國及法國、荷蘭、丹麥等西歐國家可以說是齊頭并進,在這些國家各種先進的電力電子功率量不斷開發完善,促進電力電子技術向著高頻化邁進,實現用電設備的高效節能,為真正實現工控設備的小型化,輕量化,智能化奠定了重要的技術基礎,也為21世紀電力電子技術的不斷拓展創新描繪了廣闊的前景。我國開發研制電力電子器件的綜合技術能力與國外發達國家相比,仍有較大的差距,要發展和創新我國電力電子技術,并形成產業化規模,就必須走有中國特色的產學創新之路,即牢牢堅持和掌握產、學、研相結合的方法走共同發展之路。從跟蹤國外先進技術,逐步走上自主創新,從交叉學科的相互滲透中創新,從器件開發選擇及電路結構變換上創新,這對電力技術創新是尤其實用的。也要從器件制造工藝技術引導創新,從新材料科學的應用上創新,以此推動電力電子器制造工藝的技術創新,提高器件的可靠性。由此形成基礎積累型的創新之路。并要把技術創新與產品應用及市場推廣有機結合,以加快科技創新的自我強化的循環,促進和帶動技術創新有著穩定的基礎,以使我國電力電子技術及器件制造工藝技術有以長足的發展,并形成一個全新的朝陽產業,轉化為巨大的生產力,推動我國工業領域由粗放型經營走向集約型,促進國民經濟以高速、高度、可持續發展。

參考文獻:

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中圖分類號：G42 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）06-0237-02

0 引言

電力電子技術是應用在電力領域的一門技術，主要是通過運用電力電子器件對電能實現變換和控制的技術。電力電子技術與信息電子技術合稱為電子技術，但二者又有本質的區別。電力電子技術是電力、電子與控制三大領域的交叉學科[1]。目前，電力電子技術作為節能、環保、自動化、智能化、機電一體化的基礎，正朝著應用技術高頻化，硬件結構模塊化，產品性能綠色化的方向發展，有著廣闊的發展前景1[2]。

《電力電子技術》作為電氣工程及其自動化專業的一門很重要的專業基礎課，與生產實際聯系非常緊密，其內容繁雜，原理抽象，圖形復雜，同時又涉及電子，電力，控制理論等多學科內容，是學生一直認為比較難學、難懂的一門課程。隨著電力電子技術的發展，內容不斷增加，那么如何在有限的學時內獲得更好的教學效果，讓學生較好地掌握課程內容，并培養學生的工程實踐能力和科學創新精神，增強學生的學習興趣，是一項迫切須解決的問題。本文就筆者在《電力電子技術》教學方面的經驗來談談《電力電子技術》教學改革的一些措施。

1 教學現狀及存在的問題

1.1 理論教學方面 傳統的課堂教學中，教師主要是按照電力電子技術的知識體系按照教學計劃以板書的方式進行課堂教學。這種教學方式的缺陷是對于電力電子技術器件的原理，結構以及電力變換電路的波形分析等不能明確、詳細地進行分析。雖然后來在理論課堂上采用了多媒體課件教學方式，但是大多數老師還是采用了“讀”課件的方式，使得學生總是被動接受，同時也不易理解。

1.2 實驗實訓教學方面 隨著我院招生規模的擴大，實驗室現有設備已經遠不能滿足所有的教學任務。就《電力電子技術》課程方面而言，所帶來的問題是：課內實驗不能及時完成，更不能完成一些創新性實驗?！峨娏﹄娮蛹夹g》課程設計以及畢業設計方面，更是“紙上談兵”，實踐操作機會的缺乏，加之由于學生人數較多，題目比較集中，因此抄襲現象嚴重。

2 《電力電子技術》的課程改革

2.1 教學手段的改革

2.1.1 提高學生學習的積極性 經驗證明，要取得良好的教學效果，關鍵是要激發學生的學習興趣，興趣是最好的老師。讓學生保持對所學知識的興趣和渴求，其才會主動、認真地去學習。

例如，在講“緒論”的時候，重點給學生介紹電力電子技術的應用部分，比如充電器、節能燈、變頻空調等等，讓學生明確電力電子技術就用在自己身邊。這些看得見、摸得著的例子大大激發了學生的興趣，激發了學生的求知欲望[3]。

2.1.2 教學手段的改革 總結以往的教學經驗，我們采用多媒體+板書的教學手段。多媒體課件PPT是提綱性質的，給出關鍵性的圖，公式及語句即可。那么在講授的過程中，對于這些圖的分析，公式的推導就要借助于黑板，將重點內容進行詳細講解。這樣才能既提高教學效率，又使學生更容易接受。再者，多媒體課件要適當體現教材里沒有體現出來的內容，比如利用一些仿真軟件，動態地對電路進行仿真。提高學生的接收興趣。例如在講解直流斬波電路的時候，可以對Buck變換器進行仿真，觀察其紋波電壓的變換情況，在濾波電路前后，紋波電壓波形變化情況如圖1所示。

通過演示，讓學生對紋波電壓波形有了更深一層次的了解。這樣的演示可以激發學生學習仿真軟件的興趣，比如PSpice軟件[4]，讓每個人都能親自動手接觸電路，進行器件接線、參數設置。邊連線、邊測試、邊修改、邊分析，并與理論計算結果進行對照，分析各元件參數對電路的作用和影響，調試和測量過程就是最好的學習過程。這樣不僅讓學生對所學的知識有了更深的認識，還能鍛煉其自學能力、動手能力、分析問題的能力，也提高了學生利用現代教育技術手段進行創新學習的能力。

同時在講授的過程中，不能一貫采用“滿堂灌”的形式，要加強訓練學生通過對比、總結的形式來加深理解知識的能力。例如在三相整流電路中，各電路的主要參數如表1所示。

這樣既便于學生的理解，也能節省課時，給講授新知識、新技術、新產品騰出時間。有效利用課堂教學，有利于啟發和培養學生的創新意識和創新能力，增強學生的發展后勁。

2.2 教學內容的重新調整

2.2.1 教學重點的改革 《電力電子技術》主要分三大部分：器件、電路、控制[1]。器件是基礎，電路是主體，控制是拓展，三者相互支撐，相互配合，構成一個整體。

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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。

經過多年的積累，目前我校電力電子技術本科生教學團隊已初具規模，核心成員主要有教授1人、副教授2人、講師2人、實驗員1人。其中具有博士學位2人，碩士學位3人。該團隊每年都會承擔全校3個電氣工程與自動化類本科專業（電氣工程及其自動化專業、自動化專業和電氣工程及其自動化教育專業）約6～8個班的電力電子技術教學工作。為保證全校范圍內該課程教學內容與質量的一致性，各授課教師按統一的教學大綱分專業分班級進行教學，期末所有選課的學生參加全校統一的考試。不同專業、不同班級的學生呈現出來的特點也各不相同。在學內容的前提下，各教師遵循以學生為本的原則采取靈活恰當的教學方法進行針對性授課，確保達到良好的教學效果。

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

“電力電子技術”是一門理論性、實用性都很強的課程，課程內容量多且面廣，合理分配理論教學和實驗教學的比例就顯得非常重要。結合學校的實際情況，我校電力電子技術本科生教學團隊為電氣工程與自動化類相關的3個本科專業制訂了統一的教學大綱?！半娏﹄娮蛹夹g”課程總共安排了64學時，其中，理論教學48學時、實驗教學16學時，在注重教授學生基本概念和基本分析方法等理論知識的同時也同樣注重培養學生理論聯系實際和分析解決問題的實踐能力。與大多數國內高校接軌，教材主要選用普通高等教育“十一五”國家級規劃教材、普通高等教育電氣工程與自動化類“十一五”規劃教材——機械工業出版社出版的《電力電子技術》最新版本和學校自編的《電力電子技術實驗用書》，實驗裝置采用求是公司生產的MCL型電力電子及電力傳動教學實驗臺。所選教材《電力電子技術》第5版本一共有10個章節，僅48學時的理論課不可能也沒必要面面俱到講授教材中的所有內容。因此，教學團隊進一步對這10章的教學內容劃分了主次，對電力電子器件、電力電子器件應用的共性問題、整流電路、直流－直流變流電路這4個章節做重點教學，對其余的6個章節做次重點教學。16學時的實驗課要求完成5個實驗的教學，內容涉及各主要電力電子器件及其驅動電路、晶閘管可控整流電路、PWM直流斬波電路分析及測試和開關電源分析及測試，進度與理論課的相關內容同步，確保學生能在第一時間把所學的理論知識和實際聯系起來。教學團隊在教學內容和學生學習效果考評兩方面同時做到了對理論與實踐的兼顧，規定學生學習該課程所得總成績由以下三部分組成，即期末理論考試成績占70％、平時實驗成績占10％、課堂表現及課后作業成績占20％。

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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?！半娏﹄娮蛹夹g”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。

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2增加課程設計環節

學生在完成基本實驗后可參加課程設計，并在課程設計過程中發現問題，學生需要通過自學相關內容才可以設計出方案，課程設計是在整個學習過程中的綜合實踐，是實驗教學的重要環節．以往電力電子技術教學過程中沒有課程設計，部分學生學完課程后，僅僅知道書本上的一些原理知識，對于電力電子技術的實際應用并不了解．課程設計可以是3～4名學生做一個專題，學生相互合作完成設計題目．由于時間的限制，課程設計要求用仿真軟件仿真出結果．通過課程設計促使學生把電力電子技術及其它課程的理論知識相融合，使學生認識到課程之間的知識點是相互聯系的，進而培養學生分析實際問題的綜合能力．

3利用仿真軟件增加虛擬實驗

電力電子技術實驗教學用到的是各功率器件，三相交流電源與示波器等，其成本高昂且具有危險性．可以在電力電子技術實驗中引入計算機仿真，把電子仿真軟件PSPICE和MATLAB引入到電力電子技術實驗中，不僅可彌補實驗設備數量不足的缺點，還不用擔心實驗設備損壞和人身安全問題．仿真實驗沒有時間與地點的限制，學生也可在課外用計算機仿真，從而克服了實驗課時有限的不足．計算機仿真是使用仿真軟件對被控對象的數學模型進行仿真，直觀地顯示電路的工作狀態與系統波形，可以起到虛擬實驗的教學目標，計算機仿真的優點是精度高和重復性好．讓學生按照課題設計的重點和需要對實際模型進行建模，這樣有利于學生加深所學的理論知識，而且為學生將來從事工程設計打下基礎．