电力与电子技术范文

导语：如何才能写好一篇电力与电子技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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引言：现代电力电子技术是以高新技术知识为基础的一种知识密集型技术综合，是强弱电相结合的新学科，一方面它是电子学在高电压、大电流等强电或电工领域的一个分支，另一方面它也是电工学在低电压、大电流等电流弱电或电子领域的一个分支。当前，电力电子技术与微电子技术的结合已成为当今技术发展的主流电力电子技术的应用，贯穿在电能的获取、传输、变换和利用的几乎每个环节，使用电效率、节能效益、供电质量大大提高。电力电子技术的应用在电气自动化中发挥越来越重要的作用，为电能的产生和利用搭起了桥梁，为电能的输出、应用提供了更好的方式和平台，从根本上提高了电能的应用效率。

 

一、电力电子技术的特点

 

电力电子技术是以功率和变换为主要对象的现代工业电子技术，当代工、农业等各个领域都离不开电能，离不开表征电能的电压、电流、频率、波形和相位等基本参 数的控制和转换，而电力电子技术可以对这些参数进行精确的控制和高效的处理，所以电子技术是实现电气工程现代化的重要基础。电力电子技术应用范围十分广泛，国防、工业、交通运输、能源、通信系统、电力系统、计算机系统、新能源系统以及家用电器等无不渗透着电力电子技术的成果。因而，电力电子技术的发展是以电力电子器件为核心，并伴随着变换技术和控制技术的发展而发展的。

 

二、电力电子技术的发展

 

现代电力应用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。电力电子技术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。

 

1、整流器时代

 

大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供，但是大约20%的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。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，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。

 

2、逆变器时代

 

变频调速的关键技术是将直流电逆变为0～100Hz的交流电。随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内。

 

3、变频器时代

 

当前，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型功率器件、首先是功率M0SFET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，功率 M0SFET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在电力电子领域巳成定论。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，而且使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。

 

三、电力电子技术的应用

 

1、电力电子技术在电力系统中的应用

 

将电力电子技术引人电力系统并获得广泛应用的领域，首推应是同步发电机励磁系统，这种励磁系统由于动作迅速，容易设计出高顶值电压，并且控制功率小，另一领域是交流电动机的变频调速，它的应用，节约了可观的电能 近年来，国外还研究将电力电子技术引入抽水蓄能电站，以提高水泵水轮机的效率。并已取得成果在电力系统的发电、输电和配电环节中都离不开电力电子器件和电力电子技术。电力系统的发电环节涉及发电机组的多种设备，电力电子技术的应用极大地改善这些设备的运行特性。

 

2、电力电子技术在工业中的应用

 

在工业中大量应用交直流电动机进行电力拖动，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。近年来电力电子变频技术的迅速发展，使交流电机的调速性能可与直流电机媲美，交流调速技术大量应用并占据主导地位。电化学工业大量使用直流电源，电解铝、电解食盐水等都需要大容量整流电源。电力电子技术还大量用于冶金工业中的高频或中频感应加热电源、淬火电源及直流电弧炉电源等场合。

 

3、在交通运输上的应用

 

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力电子技术。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，而近年来交流变频调速已成为主流。

 

4、电力电子技术在家用电器中的应用

 

照明在家用电器中有十分突出的地位。由于电力电子照明电源体积小、发光效率高、可节省大量能源，通常被称为“节能灯”，正逐步取代传统的白炽灯和日光灯变频空调器是家用电器中应用电力电子技术的典型例子之一。电视机、音响设备、家用计算机等电子设备的电源部分也都需要电力电子技术。此外，有些洗衣机、电冰箱、微波炉等电器也应用了电力电子技术。电力电子技术广泛用于家用电器使得它和我们的生活变得十分贴近。

 

5、电子装置用电源

 

各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

 

结语

 

电力电子技术正在不断发展，新材料、新结构器件的陆续诞生，计算机技术的进步为现代控制技术的实际应用提供了有力的支持，在各行各业中的应用越来越广泛，从人类对宇宙和大自然的探索，到同民经济的各个领域，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。

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【关键词】电力电子技术；发展；应用

一、电力电子技术概述

电力电子技术是一门具有很强应用性的新兴学科，电力技术、电子技术和控制技术是其基本组成。通常来讲，电力技术涉及的主要是发电、输配电及电力应用，电子技术涉及的主要是各种电路组成的电子系统、设备及电子器件，电力电子技术器件是电力电子技术的基础，而电气电力技术的应用就是对电力电子器件的电能控制与转换。迈入新世纪，作为一种高新技术，电力电子技术对人们生活的影响越来越深刻。当前，电力电子技术主要包括：变频控制器、交流高压净化电源、开关稳压电源、逆变电源等。且随着电力电子技术的迅速发展，其已经被广泛应用于现代通讯、生物工程、计算机、工业控制、国防安全等多个领域。

二、电力电子技术的发展

近年来，我国的电子电子技术取得了迅速的发展，完成了由当初半控、低频、小功率器件向全控、高频、超大功率的转变。当前，晶闸管仍是我国主要生产的电力电子器件，其中低档产品已经趋于成熟，且出口数量相当可观。电力电子技术是通过对电子器件的应用来实现多种的电能控制和变换的，通过电力电子技术来制造电力电子装置，可用弱电来控制强电，具有降耗、节能、省材、用电质量提高等优点。可以说，正式因为电力电子技术诸多优势的存在，才使其成为传统产业改造和新兴产业的基础。但反观国际，相比于发达国家，我国在电力电子器件质量和品种上的差距仍非常大，尚缺乏生产新一代电力电子器件的能力。这一现实情况下，为同我国国民经济发展的基本需要相适应，就必须在新型电力电子器件的开发生产方面下功夫，并将其尽快地推至市场。

在未来的一段时期内，对于四大类电力电子器件的研发应当成为电力电子行业的工作重心，它们是当今技术水平的代表，且有着良好的市场前景。在实际的器件研发当中，注重对关键技术的突破，来推进技术的不断创新：首先，加速对高档大功率晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管、快速晶闸管、高频晶闸管等高新技术产品的开发。在高压扩散技术、全压接技术、高压器件设计、表面造型保护等关键技术上有所突破；其次，加快对ICCT产品的开发。着眼于CCT的设计、硬门极触发设计、封装技术、均匀扩散技术、精密光刻挖槽技术、保护技术、造型技术、制造技术及透明发射极制造技术等急需解决的方面；再次，加大对工艺装备复杂、技术难度大的IGBT产品的开发，将大功率电力电子技术同大规模集成电路制造技术有机结合在一起。且高压器件设计技术、IGBT芯片的封装测试技术和高压场环技术是当下需要着手解决的；最后，加快对大功率速软二极管的开发，将自建电场杂志浓度扩散技术、杂质分布控制技术及电场基区厚度截止等难题尽快解决。

三、电力电子技术的应用分析

（一）工业领域中的应用

工业领域中，交直流电动机的应用十分普遍，如大型鼓风机、数控机床伺服电机等。当前，在大量冶金工业中，电力电子技术也被广泛应用于直流电弧炉电源、淬火电源、中高频感应加热电源中。同时，在水电厂的蓄能机组中，应用现代电力电子技术科对大型机组工作状态、调速作出改变。此外，工业领域的有很多高温场合，而在高温环境下，电力电子装置的应用有着十分严格的散热要求。然而随着电力电子器件频率不断提高、容量不断增加，器件发热问题就凸显出来，尤其是在一些高温应用场合，如散热措施不适当，就很有可能造成器件温度超过所允许的最高温。结合高工作温度、大容量的应用场合，提出了液态冷却，其相比于气体冷却和油冷，可提高两个数量级的导热系数，其散热效率比较如表1所示。

通过实践表明，该水冷装置的故障率很低，且具有体积小、冷却效率高、无污染等显著优势。可以说，该装置在工业领域的应用推广，为电力电子技术的应用提供了基础保障，从而使器件潜力得到充分发挥。

（二）交通运输中的应用

电力电子技术在电气化铁道中有着广泛应用，整流装置被应用于直流机车中，交流机中应用变频装置。同时，铁道车辆中，直流斩波器的应用也十分广泛，在磁悬浮列车的未来发展中，电力电子技术扮演者重要角色。除电机的牵引转动外，各种车辆辅助电源同电力电子技术也密不可分，电动汽车电机的驱动与交换就是凭借电力电子装置来实现的，且在蓄电池充电过程，也需要电力电子装置的参与来完成。船舶、飞机均需要很多电源，且有着不同要求，故它们同电力电子技术难以分割。而如果将电梯也视作交通运输的话，且也需要电力电子技术的参与，以往，直流调速系统在电梯中普遍应用，而近年来，电梯中应用方式也主要集中在交流变频调速。

（三）电力系统中的应用

在电力系统中，电力电子技术有着非常广泛的应用，相关数据表明，在用户电能的最终使用中，发达国家的电力电子变流装置至少对60%以上的电能作出过至少一次的处理。而电力系统的现代化发展中，电力电子技术同样是作为关键技术而存在的，扮演者直观重要的角色，不夸张的来讲，如脱离了电力电子技术，现代化的电力系统将难以想象。在大容量、长距离的输电中，直流输电有着很大优势，晶阀管变流装置在送电端整流阀与受电端逆变阀中均有应用。近年来，逐渐发展起来的FACTS（柔流输电）也是在电力电子装置的参与下才得以实现的。FACTS是现代控制技术与电力电子技术的有机结合，可对电力系统的电压、相位角、参数、功率潮流作连续性调控，从而使得输电损耗大幅降低，促进系统稳定水平和输电能力的有效提高。近年来，ASCTS开始在美国、日本、巴西、瑞典等国的重要超高压输电工程中实现应用，其典型运用如表2所示。

（四）家用电器中的应用

家用电器中照明的地位十分突出，因电力电子照明电源发光效率高、体积小，有大量能源节约，故被称之为“节能灯”且正在对传统的日光灯、白炽灯进行取代。家用电器中，电力电子技术应用的典型例子是变频空调器，且电视机、家用计算机、音响设备等电子设备的电源部分也均需要电力电子技术的支持。可以说，电力电子技术在家用电器中的广泛应用，使其日益贴近我们的生活。

四、结语

新时期，电力电子作为节能、节材、智能化、自动化、机电一体化的基础，正在朝着产品性能绿色化、硬件结构模块化、应用技术高频化的方向发展。且我们有理由相信，在不远的将来，电力电子技术必将取得更好地发展和应用，促使电源技术更加实用、经济、成熟，从而实现高品质、高效率的用电。

参考文献

[1]张毅.浅谈现代电力电子技术[J].大科技，2011（6）.

[2]冯茂娥.电力电子技术在我国的发展现状及对策[J].商业科技，2008（9）.

[3]梁斌.关于现代电力电子技术应用的探讨[J].应用科技，2012（1）.

[4]赵争鸣.电力电子技术应用系统的一些新发展[J].综述，2010（5）.

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风机水泵变频调速，实现节能高压和低压变频器的应用，对发电厂的节能有重要作用。发电厂里风机水泵的运行效率其实是很低的，但是耗电量占比却相当高，使电量存在不必要的损失。值得一提的是，高压变频器相对于低压变频器还需要多加研发和使用，是我们目前应该学习提高的技术。

2两种电力电子技术的介绍以及技术发展的历史

2.1直流输电技术

直流输电技术的核心技术就是晶闸管触发技术，此技术的应用为直流输电技术带来了可以操作实现的基础。因为采用的是触发晶闸管，所以在进行光电转换时，省略掉了触发电路板，但是由于晶闸管的性能不够稳定，在实际应用中要加强对晶闸管的保护，这样子就造成了保护电路跟应用电路都集成到晶闸管上，这对加工工艺的要求就比较高了。我们常见的直流输电系统，整体性能较好，稳定性较高，输送电量较大，控制方便，适用于远距离供电，因为直流不产生磁场，所以能够防止频率的干扰，直流输电技术也被应用于海底电缆输电以及频率不同的网络联网。直流输电技术之外还有一种ABB公司研发的新轻型的输电技术，这种技术因为重量较轻，比较好控制，而且运用灵活，完全可以供给小型发电的需要，已经应用于很多小型发电输电电力系统。轻直流输电的工作原理是通过各个输导线路将许多个的终换流站连接到输电终端。轻型直流输电技术除了上面的有点之外，因为整体框架较小，还具备经济的特点，市场上应用较为广泛。

2.2柔流输电技术

此概念是由美国电力学家于八九十年代提出的，当时被称为电力技术的一项重大革命，此技术的提出和应用，能够帮助除了直流之外的所有电力应用技术水平的提高。它是在电力电子技术的基础上，结合现代工业控制技术，对输电系统各个电力值进行灵活调节，实现电力功率的合理分配，降低不必要的损耗，减少发电成本，提高整个电力系统的稳定水平以及可靠性。柔流输电技术能够实现大范围的控制电流，保证输电线的电容量处于一个稳定值，在一定的时间内，传输更多的功率，防止因为交流磁场造成的阻尼作用。

3电力配电对电力电子技术的应用

电能的质量好坏取决于对电压电频等的要求控制，还有对干扰和瞬间性波动的控制能力。在配电过程中，我们要保证终端用户用电的稳定以及电能的质量，所谓电能的质量就是指电流电压稳定。电力系统中应用新型控制技术可以保障用户用电的情况下，维持整个系统的安全性能。这类新型控制技术就是DFACTS技术，又称用户电力技术，它的设备和FACTS设备基本一样，只是比后者设备体积要小。

4电子电力技术在电力节能方面的应用

4.1对变负荷电动机的应用

电动机耗电量大是有目共睹的。电力系统中，最关键的部位无疑是电动机本身，但是即使在优秀的电动机都需要消耗电能，为了节约整体电路系统运行中消耗的能量，我们必须用电子电力技术加以辅助。变负荷电动机调速有交流调速和变频调速。交流调速控制对风力大小和水流的流量进行调速，保证其产生的功率稳定，很多一部分应用于风车等和泵类机器。但是从成本上来说，交流调速比变频调速的成本要低，而且变频调速虽然精度高还可以连续调速但是运作所产生的电波对电网有不好的影响。

4.2提升电气设备效率，及时无功补偿

电气设备中的无功电源并不是可有可无的。电力系统要想保证电能质量必须兼顾有功电源和无功电源。有些感性负载的机器的运行同时需要这两种功率。所以这两种功率在电力系统中的存在应该是均衡的。必要时使用无功补偿设备，保障功率。在无功功率没办法供给的情况下，就导致整个系统的功率降低，有时还会因为功率过低出现系统崩溃，发生停电事故，影响终端用户的用电。

5总结

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作为一套全面的参考书，《电力电子技术与能量转换系统》介绍了大量的经典理论，也通过很多应用实例论述了电力电子技术在能量转换中最新进展。本套丛书共分5卷，第1卷是电力电子技术与硬开关技术，第2卷是开关电容变频器和开关电感变频器，第3卷是软开关变频器，第4卷是电力电子的控制技术，第5卷是交-直和直-交能量变换。

第1卷详述了电力电子基本组件及其运行的原理，并介绍了经典的硬开关直-直变频器，整流器（交-直）和逆变器（直-交）。本书提供了全面的技术分析细节，介绍了平均模型和小信号模型，比较了它们的推导过程和应用方法。基于现代工业的具体解决方案和工程实际应用，本书系统地给出了硬开关变频器的完整分析，还分析了以往文献中的各种错误认识。

本书共有4章：1. 电力电子技术基础，主要介绍了电力电子技术的应用方向、运行特点、电路的基本构成、变频器主要类型以及各种基本控制方法；2. 直-直变频器建模技术，介绍了各种电路拓扑的平均模型和小信号模型、开环传递函数、平均脉宽调制模型、电力电子器件模型、谐振变换器和准谐振变换器模型；3. 经典直-直脉宽调制硬开关变频器，包括各种经典电路拓扑：Buck电路、Boost电路、BuckBoost电路、Cuk电路、SEPIC电路、Zeta电路、正激变换器、反激变换器、推挽变换器、半桥变换器和全桥变换器。4. 衍生直-直变频器，内容包括各种衍生变频器：电流倍增变频器、电压倍增变频器、四象限变频器、关管BuckBoost变频器、开关电容＼＼电感变频器、SheppardTaylor变频器、低电压应力变频器和耦合电感变频器。

本套丛书介绍全面，使用便捷，由浅入深地介绍了基本问题和复杂应用。本套丛书可以做为本科生和研究生电力电子学的百科全书，也适合研究人员和工程师使用。

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关键词：IEET工程认证；电力电子；项目教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）04（c）-0000-00

1前言

中华IEET工程认证学会简称IEET，评估受认证的课程或机构是否符合认证机构的学术或专业标准，通过认证的大学院系毕业生，代表其已具备执行工程专业所需之基础教育，且国内学历将为各会员国所承认，扩大国内毕业生的学历适用地区。

电力电子技术这门课程在“机械电子工程专业人才需求”企业调研活动中，84.66%的毕业生主要从事与电力电子技术课程相关的产品开发与设计工作，一般从事机械工业及维修、电子传动、汽车、车床、电路设计、售后服务，产品检修与分析、产品测试以及产品研发等行业，说明了这门课程的工程认证的必要性。

2教学现状

电力电子技术是一门横跨电力、电子、自动控制三门课程的交叉边缘学科，是利用大功率半导体器件对电能进行变换与控制的专业基础课程。

基于种种原因，以往电力电子技术理论学习难较大，课堂教学将学生置于一种被动地位，不利于学生主动进行知识建构，所以急需一种新的教学模式，以此来吸引学生的关注，加强基础理论与工程实例的结合应用，结合电力电子领域的新技术和工程应用技术，为专业模块化课程“机电传动控制”、“机电产品创新设计”、“工业机器人”、“机电一体化系统设计”，以及复合型课程“电动汽车”、“汽车电器与电子技术”、“电动汽车驱动技术”、“智能装置设计”、“智能家居”做知识储备。

随着各高校教学改革的深入，电力电子技术课程的课时量越来越少，实验学时也不断压缩，同时实体的实验设备极易损坏，软件仿真又不能让学生完全的理解概念。只是仿真，见不到实物，对驱动模块和控制模块没有研究，对课程的学习效果大打折扣。例如：简单的整流桥电路，仿真只要选择模块即可，学生根本不知道做实物整流桥用电力电子器件应该如何搭建，若是选集成的芯片也不知道应该选择哪一个，是半控芯片还是全控芯片，控制引脚该如何连接，芯片需要不需要驱动？这些问题都是软件仿真无法解决的，不是单纯改革实验教学就可以解决的，因此需要一种工程认证的思路来进行教学改革，让学生学有所得。

3 教学改革

3.1IEET理念下教师角色的转变

IEET强调七大核心能力：具备资讯工程相关知识的能力，具备设计与执行实验及分析解释数据的能力，具备工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力，具备协调、领导及沟通、整合的能力，具备适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯，具备第二外语沟通与表达的能力，具备工程伦理与善尽社会责任的能力。这些不是对教师主导作用的弱化，而是对教师在整个教学活动中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的要求，老师的角色要求既不能一味的灌输知识也不能完全的不干涉，而是要作为一名引路人，为学生设计短期或是长期的学习目标，激励学生寻找到达目标的路径和方法，这就要求理论知识的掌握不仅要有广度还要有深度，并且具备解决问题的能力。例如讲解“电力电子器件”时，应当重视各种器件的外部特性的讲解，从使用角度让学生了解其应用的场合，参数的含义，设置这几个参数的意义。而内部结构和工作原理的详细分析可以让学生自行查阅资料深入了解。介绍国内一些大型企业（“株洲南车时代电气股份有限公司”）的最新电力电子器件―脉冲功率组件、集成门极换流晶闸管，然后让学生自己查资料了解这些器件的具体应用范围，扩展学生的知识面。在讲每一种电量变换电路之前，应当把学生引导到某一个应用场景下，这时学生会主动思考在这种情境下电量要如何变换才能满足应用需求。例如，在讲解整流电路之前，可以先引出大家日常会用到的“手机充电器”的场景。手机充电器是从城市电网当中获得交流电，在充电器内部通过整流电流转化成直流电给手机充电的设备，目前手机充电器的充电时间如何缩短？各种不同型号的手机充电器是否可以通用？又有怎样的缺陷？野外如何充电？没有充电线的情况下又是怎样的充电结构？针对这结问题学生会积极的思考，并且和复合型的课程紧密结合在一起，知识点的讲解也就更显通俗易懂。

3.2运用项目

项目教学法是将传统的学科体系中的章节内容转化为若干个教学项目，围绕项目组织和展开教学，使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生在项目实践的过程中，理解知识点的要求，掌握知识点的技能，体验项目建立和实现的艰难与乐趣，培养分析问题与解决问题的能力，建立团队意识和组织协调能力，这正是IEET工程认证理念的完整体现。

恰当设置项目的题目：巧妙的设计题目是项目教学法运用成功的保证，这要求教师平时的知识更新以及积累，才能既涵盖知识点，又符合社会实际需求，所以项目的题目类型要从―跨学科理论验证、校企结合、创新设计等方面入手，题目层次要分明--包括易、适中、难几个难度。例如：A.每一章节可以首先给学生提出一个设计要求，比如在学习逆变电路时，要求设计一个基于SPWM的三相电压型逆变电路，给出具体性能指标，把问题抛给学生，等课堂知识点讲完之后，学生已经有了大体的调剂思路，完成主电路的设计。B.全部课程上完之后的课程设计的项目会与企业需求相结合，完成时间周期长，如“直流脉宽调速系统驱动电源的设计”。C.此外，项目的题目可以跨学科综合，如“模糊控制下家电产品的电子设计”。

项目完成的考核方法：IEET工程认证模式，更关心的是项目完成的过程而不是结果，所以可以以小组讨论的形式来完成考核。教师从项目组织情况、设计思路、设计文档、技术指标、创新性、项目完成情况等各方面来给学生打分，并且可以在小组讨论时，评出组织者、设计能力者、文档编撰者等有不同优势的同学，检测学生技术层面和团队协作层面的差异。

Matlab、Simplorer等仿真软件的应用：随着新技术的发展，目前高校实验室条件跟不上新技术发展的步伐，学生动手做实验的机会少，许多理论需要通过实验来验证，除了项目教学法的运用，采用软件对电力电子进行仿真可以解决这些矛盾。这两个软件强大的协同仿真功能，建模更容易，和实际电路模型极为相似，易为学生所接受

3.3拟解决的关键问题

按照上述设想，本课程拟解决的主要问题如下：

（1）锻炼学生团队协同合作的能力，为各级比赛提供一批有电子设计基础的学生；

（2）设置电力电子技术的课程设计环节；

（3）调整教学大纲；

（4） 通过项目，培养较强的项目开发、设计和建造的能力；

（5）组织兴趣小组进行实际工程项目作业，理论联系实际，加强对理论内容的理解。以社会需求为教学依据，让学生学有所需，学能所用。

3.4实施计划及可行性分析

电力电子技术课程为专业限选课，一般机电专业学生必选，学生数约100人，拟打算在每年的电力电子技术课程中，分别按照教学改革思路进行对照教学，观察其教学效果，具体实施计划如下：

1）去同类独立院校调研，学习他们电力电子技术类课程的建设经验；

2）调研本专业毕业生就业情况；以毕业生就业行业分布，就业难易程度等情况为依据讨论电力电子技术课程建设，并对教学大纲做相应修正；

3）以企业用人需求情况统计表的统计情况，来设置课程项目的题目，决定以下三个方向的题目“电子电工产品生产与加工”、“机电产品开发与设计”以及“企业工程项目管理工作”的侧重点和比例。

4）通过教学日历的完成情况和就业趋势对项目的题目进行微调，令学生自行组织项目合作小组，通过做电力电子技术项目的形式，把课堂理论直接与实践相结合，通过结合实践课程增加学生动手能力、协同合作能力、提高专业素养。

5）对整个教改过程进行总结分析，整合课程项目的题目，根据学生的反馈改进教学方式，为本课程深入教改做准备。

6）作品展示：进行电力电子技术课程的项目实物展示活动，从电力电子的课程项目成品当中，选择具有创新性和实用性的作品进行公开答辩和实物展示，为大学生创新创业项目提供作品，丰富毕业设计作品的内容，也提升了本专业在学校的影响力。

4创新点

特色与创新：

1）电力电子技术是一门理论与实践紧密结合的课程，为了解决理论知识学习难度大的问题，设立项目教学环节。针对理论学科性质拓展了课堂教学的问答环节、实验教学的软件仿真环节、课程设计的项目研发等环节，使该课程教学过程更加生动，使学生主动地学习，加强基础理论与工程实例的结合应用，拓宽学生知识面宽，培养学生创新意识和实践能力，从实践过程中通过项目学习来获取工程能力；

2）形成了校内首个将电力电子技术课程IEET工程模式下的理论与实践相结合的教学模式；

3）本课程所设的项目为“毕业设计选题”、“大学生创新创业的项目”以及“校、企合作的项目”提供了丰富的题目资源，丰富毕业设计作品的内容，也提升了本专业在学校的影响力。

5总结

本论文旨在通过IEET工程认证模式的培养和锻炼，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。从资讯工程相关知识的能力，设计与执行实验及分析解释数据的能力，工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力，协调、领导及沟通、整合的能力，适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯，第二外语沟通与表达的能力，工程伦理与善尽社会责任的能力等七个层面达到预定目标。学生可以直接参与本专业的最新应用与工程项目，培养出的学生得到企业的认同，该成果可在独立学院相近专业推广，对本校其它专业也有一定的参考意义。

参考文献：

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2002

[2]刘海波.《电力电子技术》实验教学改革探索与实践[J].实验科学与技术.2012

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关键词：研究性教学；案例式教学；兴趣；积极性

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）15-0233-02

1998年，美国博耶研究型大学本科生教育委员会报告“重建本科教育：美国研究型大学发展蓝图”中提出：教学应与研究相结合，学生的学习应基于研究，建立以研究为基础的教学模式。2005年，国家教育部《关于进一步加强高等本科教学工作的若干意见》中明确提出：“要积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”。2010年教育部提出实行“卓越工程师教育培养计划”，其主要目标是培养一大批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量工程技术人才，促进工程教育改革和创新，全面提高我国工程教育人才培养质量[1]。在此背景下，必须对现有的课堂教学模式进行改革。本文主要探讨将研究性教学与案例教学相结合引入到针对独立课程《电力电子技术》中的初步尝试。

一、研究性教学和案例教学结合的可行性

所谓研究性教学是指以解决问题的方式组织教学过程。而案例教学是要求教师根据工程实际，加以分析汇总，改编加工成教学案例，通过多媒体等教学手段对生产现场的实际情况进行模拟再现，并组织学生分析和讨论相关问题，提出解决方案的一种教学方法。将两种教学方式结合起来，就是将工程实际转化为课程的课题、问题。引导学生在自主体验生产过程通过师生互动，对提出的问题通过提出解决方案、质疑方案、修改方案的方式解决问题，并在这一过程中，将相关的知识点深刻理解和熟练掌握。

二、教学的实施过程

本文主要探讨将研究性教学与案例教学相结合引入到《电力电子技术》中的初步尝试。《电力电子技术》课程是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业的基础课。课程的教学过程初步探索由确定项目任务、制定方案、课堂讨论、教学评价四个环节组成。项目在结合生产实际的基础上针对某个教学内容而设计的。下面以“单周期控制电机启动”项目为例。

1.确定项目任务。确定项目任务：设计单周期控制电机启动控制电路。项目中涉及到的课程知识包括：电力电子器件（IGBT）、调压电路及IGBT驱动电路。因此在学习本课程相关知识时，结合项目相关知识点提出问题：如在介绍电力电子器件IGBT时，可以提出如何IGBT判断的极性及好坏的问题，让学生带着问题学习，有利于提高学生的学习兴趣。并在进行项目之前，掌握相关的知识点。在进行项目过程中，温习前续课程的知识，如电工电子知识（识别常用元器件并能借助仪器仪表对这些元器件进行好坏判别、性能参数检测等），电机启动中串电阻启动知识。这样可以在学习电力电子技术的同时，将自动化的一些相关学科知识整合在一起。

2.制定方案。由学生自由组合组成5～6人的学习小组。这些学习小组在教师的引导下，通过网络、图书馆等资源查找资料，结合所学课本知识提出各自设计方案。设计方案包括电路图绘制、器件型号及参数的选择等。

学生设计方案及单周期控制部分电路图分别如如图1、图2所示。

？摇？摇3.课堂讨论。各学习小组提出设计方案后，组织课堂讨论，主要采用学生讨论为主，教师引导为辅的方法。可以讨论设计的具体问题，如讨论时对于开关器件选择的问题，有的同学采用晶闸管，有的同学选择IGBT，在指导的时候，应该让学生知道两种器件都可以实现单周期控制，但是晶闸管由于是半控型器件，在其关断过程中要给它增加辅助关断电路，因此控制电路较全控型器件IGBT来说更为复杂。也可对各小组的设计方案进行比较，让学生在讨论的过程中取长补短，改善设计方案。在此过程中提高了学生参与的主动性，激发了学生的学习兴趣。

4.教学评价。没有评价的教学活动是没有生命力的。教学评价分为学生设计方案陈述、教师总结、给出设计分数等三个环节。首先，学生自己讲解设计方案；其次，由教师指出设计中存在的问题和改进的方法；最后根据学生的设计方案及陈述给出适当的分数，以此来激励学生。在进行上述评价过程中，可以使学生总结设计中的经验和教训，找到理论学习的不足，促进学生更好地学习理论知识，更好地将理论与实践相结合；同时教师也可在学生的设计方案中查找教学中不足，在今后的教学中进行适当的调节和改进。

三、总结

通过项目教学法的初步探索，发现可以较好地激发学生的学习兴趣，增进对项目设计相关知识点的理解和掌握，而且可以将分散的知识点整合起来，建立对《电力电子技术》课程的总体认识。在以后的教学中，应该探索更多的项目与课程学习相结合，并且根据学生的实际水平，调整项目的难易程度。防止难度过大打击学生的学习信心，影响学生的学习兴趣。教师的指导要适时、有效，但要防止越俎代庖，影响学生自主学习的能力。

参考文献：

[1]吕宏丽，孙茂松.《电机与电力拖动基础》研究性课堂教学的初步探索[J].教育教学论坛，2013，（15）.

[2]博耶研究型大学本科生教育委员会.重建本科生教育：美国研究型大学发展蓝图[J].教学参考资料，2000，（19）.

[3]夏志华，彭咏龙.项目驱动式教学法在《电力电子技术》课程中的应用[J].职业时空，2009，（10）.

[4]刘婉华，罗朝猛.聚焦研究性学习：从理论到实践[M].广州：中山大学出版社，2002.

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一、电力电子技术概述

电力电子技术，又称功率电子技术，学术上称电力电子学，是指应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，涉及电力电子器件（上游）、电力电子设备和系统（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）三个领域。电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能，是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点，对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。

二、电力电子技术在新能源领域的应用研究

电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段，在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例，对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究。

1、水力发电

没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上没有水，也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件，再加上一些物理知识和电路原理，以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新，不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗，更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上，一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。

2、风力发电

风是大自然产生的一种自然现象，具有清洁、可再生、储量大的特点，而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。风力发电技术的出现，可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖，为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能，而且有利于缓解能源危机和供电压力，随着风电技术的不断发展和完善，风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强，在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下，除水电技术外，风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小，因此还有改善生态环境的重要作用。

3、太阳能发电

在大自然赐予地球的能源中，太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一，阳光是人类赖以生存的因素之一，世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计，我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上，年辐射总量在502万kJ/m2以上，为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中，主郭建要采用了三种技术：太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展，对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等，都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说，太阳能发电技术，在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。

4、潮汐能发电

在波涛汹涌的大海上，潮汐狂妄的拍打着海面，巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机，通过电力电子变换装置，发电机将巨大的潮汐能转换成电能，也就是能使这些波动能（潮汐能）的电能以恒压恒频方式输出，再通过其他的电力装置，为电力系统提供电力，其提供的电能既能源源不断输出，又对克服能源危机（煤、石油、天然气等化石类能源匮乏）提供了重要的解决措施，可以说，自然界的可再生资源也是无穷无尽的，只要我们拥有一双善于发现的眼睛，并采用先进的各项技术加以不断创新和完善，就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的清洁、高效、可再生、无限利用的能源。

三、结束语

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[关键词]配电网 电力电子装备 网络互联 网络化技术

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0099-01

在现阶段我国的配电网系统中，电力电子技术的应用非常广泛，使得大容量变换器拥有能量双向或多向的流动能力，同时，还能够实现各种电能形式的调控、管理。电子技术与通信技术的结合改变了电力电子装备体系，形成一套集成性的电力系统，该系统的核心技术便是网络化技术，该技术的应用在很大程度上促进了我国配电网以及用户端的发展。

一、电力电子装备技术

电力电子装备技术主要指的是通过电力电子装备，改变配电网中电能的技术，实现电力电子装备技术在配电网中的应用，需要注意以下三个方面的技术：

1.半导体开关器件

在电力电子装备技术中，该器件是整个技术系统中的基础与核心，，半导体开关器件的性能对电力电子装备技术的实现至关重要。因此，在选择器件的过程中，需要注意材料与工艺这两个方面。电子器件的工作温度一直是制约其技术发展的重要因素，近年来，随着科学技术的不断进步，很多新型的半导体材料也逐渐走入到了人们的视线中。半导体器件制作、加工工艺不断进步，使得半导体开关器件开关速度提升，开关损耗和驱动动率不断降低，而绝缘材料与一些磁性元件的运用与改善，也能够在很大程度上降低器件产生的能耗，缩小器件的体积，节约空间。

2.变换器

变换器是电能功率的处理器，将一种频率、幅值的输入电能转变为另一种频率、幅值的电能，促使电能可以完全适用用户端和配电网。变换器技术不断前进发展，目前人们己经研究出了大量的拓扑结构，从而实现了对双向甚至多项电能流动的控制，当前变换器的效率达到了前所未有的高度，甚至达到了99%的超高效率，在大功率系统中，变换器已经能够实现对系统中电压与电流的妥善处理，通过将变换器串联或者并联，这便能够达到与配电网实际容量相匹配的目的。

3.电力电子系统

大型的电力电子系统一般需要多个变换器和辅助电路一起构成电力电子系统。因为系统的规模一般较大，一个控制器不可能处理，所以需多个控制器一同运行，而且大多是分层结构，分为系统控制器和交换器控制器。前者一般只有一个，后者可以有多个，前者可以与每个变换器控制器进行通信。

二、互联与网络化技术

近年来，电力电子装备被广泛的应用到电力系统中，配电网中的电力电子装备技术也

比较常见，但在实际应用过程中，配电网却无法实现对这些装备的良好协调与管理，这对于配电网电能管理的灵活性和可控性有着不利影响，随着网络技术的日益发展，网络化的应用越来越广泛也越来越成熟，合理的应用通信技术，实现电力电子装备的互联与网络化是当前配电网电子电力装备研究过程中的重点方向。

在配电网中可以将电子电力装备看成是一个个的节点，通过通信技术、互联网技术将

每一个这样的节点互相连接起来，这就是电子电力装备的互联，通信网络将这些节点的电能

状态数据实时的收集起来，并发出节点指令，从整体上协调电子电力装备的运行，保证整个

配电网电能管理的灵活性和可控性，这就是电力电子装备的网络化技术。在当今的电力电子装备互联和网络化技术体系适用性十分广泛，可以直接面对民用用户和工业用户，其主要的构架以及具体的技术主要有以下三个要素：

1. 即插即用功率接口。这种功率接口的特点可以将终端系统随时向配电网中接入，由于在不同设备的运用过程中，其电能的输入形式与电网之间存在差异，而这种功率接口可以实现电能与功能之间的相互转化，从而为匹配设备与电网之间的电能。这种功率接口实际上就属于电力电子装备，其运用过程中需要配备通信接口，与网络连接，从而实现对终端设备的识别，将其运行信息上传到网络中，让系统可以对设备更好的调控。

2.能量路由器。在整个网络中，它是整个网络中的智能能量管理模块，能量路由器的工作原理及功能主要体现在以下几个方面：第一，实现能量的双向流动，实现中压配电网和低压区域网直接的互相连接，不同压力的配电网之间，以能量路由器为基础实现连接，还可以为电力电子设备提供更多的可再生能源。第二，能量路由器可以接受功率接口传输的设备运行信息，通过对信息的分析，将配电网的指令传输到终端设备中，能量路由器能够维持配电网电压的稳定、保证低压穿越以及限制故障电流。

3.操作系统。在电力电子装备互联技术中，能量流和信息流是电子电力装备互联网技术中的基础，一个标准的操作系统，实际上便是一个通用化的网络协议，这个网络协议能够统一所有的功率接口以及能量路由器，对网络中设备的识别、监测、以及统一的协调处理有着重要的作用，。现阶段，绝大多数系统的能量层已经发展的相对成熟，但通信层仍然存在一些问题，需要进一步的发展完善，在一些智能化设备中的应用还需要加强。

三、结束语

综上所述，电力电子装备的应用能够充分提升配电网的性能，在配电系统中广泛应用电力电子装备，不仅可以提升配电网的性能，还可以促进配电网的结构变革。随着各种通信方式及其相关技术的发展，对电能与信息集成一体化有着重要的意义，通信技术与电力电子技术相结合是电力系统未来主要的发展方向，电力电子技术网络化需要面临的挑战颇多，但由于其可以使电能得以高效利用，因此值得在配电网的应用方面大力推广。

参考文献

[1] 魏佳.配电网远动终端的研究与设计[D]. 西北工业大学.2003.

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关键词：电力电子技术；新能源领域；应用；研究

引言

随着社会经济的快速发展，各种能源消耗速度极大，能源短缺已成为社会生产发展过程中亟待解决的问题。近年来，新能源的开发和利用，为解决能源短缺问题提供了一条新的道路，而电力电子技术在新能源的开发利用中扮演着重要的角色。本文通过对电力电子技术的概述、电力电子技术在新能源领域的应用、在电力电子技术运用过程中应注意的问题等方面的着重介绍，让人们充分认识和了解电子电力技术并加强对其合理有效充分的利用。

1电力电子技术概述

电力电子技术，又称功率电子技术，学术上称电力电子学，是指应用于电力领域的电子技术，使用电力电子器件对电能进行变换和控制的电子技术。电力电子技术包括电力电子器件、电力电子设备和系统及其控制三个方面，涉及电力电子器件（上游）、电力电子设备和系统（中游）、电力电子技术在各个行业的应用（下游）三个领域。电力电子技术将各种能源高效率地变换成为高质量的电能，是采用电子信息技术改造传统产业的有效技术途径。电力电子技术具有高效、节能、省材的特点，对于我国乃至世界范围内的经济发展具有极为重要的作用，是现代科学、工业和国防的重要支撑技术。

2电力电子技术在新能源领域的应用研究

电力电子技术是实现节能环保和提高人民生活质量的重要技术手段，在执行当前国家“发展新能源”和“节能减排”基本国策的过程中起着重要的作用。下面以一些能源的开发利用为例，对电力电子技术在新能源领域的应用进行研究。

2.1水力发电

没有水就没有生命。这句话充分说明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上没有水，也就不会有生命的存在。有聪明才智的人抓住水在流动过程中产生的动能可以充当天然的推动力这一有利条件，再加上一些物理知识和电路原理，以著名的三峡水电站为标志的一大批水电站挺立起来了。这一创新，不仅仅降低了对媒体等不可再生能源的消耗，更创造性的为人类寻找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利发电的基础上，一系列电力电子技术在新能源的开发利用中得到了创新。

2.2风力发电

风是大自然产生的一种自然现象，具有清洁、可再生、储量大的特点，而风能则顺理成章的成为了一种能够被高效利用的低碳能源。L力发电技术的出现，可以有效的减少二氧化碳的排放量、减缓全球气候变暖，为我们保护环境、节约能源、减少资金成本带来了突破性进展。这项技术不但将取之不尽、用之不竭的风能转换成源源不断的电能，而且有利于缓解能源危机和供电压力，随着风电技术的不断发展和完善，风力发电组等产品的数量和质量逐渐增多增强，在价格和效用上自然也会更具优势。在当前形式下，除水电技术外，风力发电技术比其它可再生能源技术更为成熟、成本更低、对环境破坏更小，因此还有改善生态环境的重要作用。

2.3太阳能发电

在大自然赐予地球的能源中，太阳能也是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源之一，阳光是人类赖以生存的因素之一，世间万物离开了太阳就难以继续维持生命。据统计，我国2/3以上国土面积的年日照时间在2200h以上，年辐射总量在502万kJ/m2以上，为太阳能的利用创造了丰富的资源和有利条件。目前太阳能在利用中，主郭建要采用了三种技术：太阳能光电技术、太阳能光热技术和太阳能光伏发电技术。这些技术的产生和发展，对于新能源的开发利用起到了巨大的作用。太阳能电池是电力电子技术在新能源领域的应用中的典型案例。太阳能热水器、蔬菜大棚的照明、药材和果脯的干燥、太阳能路灯等，都是利用了太阳能发电发热的原理。可以说，太阳能发电技术，在未来生活中具有更广泛、更有前途的发展前景。

2.4潮汐能发电

在波涛汹涌的大海上，潮汐狂妄的拍打着海面，巨大的潮汐能为新能源的开发和利用带来了契机，通过电力电子变换装置，发电机将巨大的潮汐能转换成电能，也就是能使这些波动能（潮汐能）的电能以恒压恒频方式输出，再通过其他的电力装置，为电力系统提供电力，其提供的电能既能源源不断输出，又对克服能源危机（煤、石油、天然气等化石类能源匮乏）提供了重要的解决措施，可以说，自然界的可再生资源也是无穷无尽的，只要我们拥有一双善于发现的眼睛，并采用先进的各项技术加以不断创新和完善，就可以在循环利用的基础上不断创造出各种新的清洁、高效、可再生、无限利用的能源。

2.5在其他系能源中的应用

上述新能源将会在未来的发展中占到能源结构的绝大部分。电力电子技术的应用不仅局限于以上所述的几种领域，还可以将其应用到新能源中的很多其他领域，这些领域包括抽水蓄能发电、超导储能、超级电容储能、低谷电储能。

结束语

由上述诸多例子中可以看出，新能源的开发和利用已成为一种优势更大的发展趋势，而电力电子技术在这项伟大的工程中发挥着难以想象的重要作用。目前，电力电子技术对我国来说，在大气污染治理、节能环保、电力系统及国民生活等等中的应用非常广泛，而从大方面来讲，电力电子技术在国民经济与人民日常生活中正发挥越来越重要的作用。由此我们可见，电力电子技术不仅是国民经济支柱产业的重要组成部分，也是未来技术的发展趋势之一。我国政府相关职能部门已经采取了一系列有力措施，将发展电力电子技术作为在相当长的一段时间里的重点发展的关键技术。新能源发电系统给电力电子技术提供了新的方向，也为从事可再生发电能源系统的研究提供了新的思路。在国家政策强有力的推动下，电力电子技术正迎来其发展的大好时机。

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“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课，是交叉了电子技术、控制技术及电力技术等多门学科的综合课程，在本专业的人才培养中占有非常重要的地位。针对教育部财政部对于高校建设国家级特色专业的要求，结合兰州交通大学电气工程及其自动化专业的特点，应对“电力电子技术”课程的教学目标、教学内容及教学方式等方面进行改变和革新。本文将从几个方面对“电力电子技术”的课程改革提出一些建议。

教学目标及教学内容的全新定位

依托于本校的特色，本专业的定位为在电气工程领域，以铁道电气化为依托，拓展为地方电力系统和城市轨道交通牵引供电系统服务的职能，既服务于铁路建设事业，又能适应地方电力部门需要。“电力电子技术”课程的教学内容必须紧密联系特色专业的定位和行业发展动向，联系新技术及其应用。对教学内容应进行合理组织，精心编排，有机融合相关知识点，避免将各种电力电子器件、功能电路做孤立讲解。此外，可将电子技术、电力电子技术、自动控制技术、牵引供变电技术、高电压技术等课程结合起来，形成支撑特色专业建设的学科体系，同时也体现出“电力电子技术”这门课程在专业知识链中的桥梁作用。

教学内容的全新定位也离不开教材的建设。在传统教材及参考书的基础上，加入电子教案、多媒体教学课件、习题库、网络课程等多种元素，丰富教学资源，有利用促进教学改革、提供教师水平，开拓学生知识获取途径。

教学方式及教学手段的多样化

“电力电子技术”教学过程中主要采用分析法，通过对各种电量的波形分析，使学生了解到电力电子器件和变换电路在各时段的工作状态。传统的教学方式都是以教师的讲授为主，将动态的电路工作过程通过语言和静态的波形输出图给学生逐一分析，细致不够形象，往往适得其反，会让学生因为需要被动地接受知识而产生厌烦情绪，教学效率会受到影响。反之，若是单纯依靠学生去自主学习，课堂上只做简单引导，只能适于学习能力较强的学生，并不适合学习自制能力较弱的学生。对于这种两相矛盾的情况，应该从两个角度入手。一方面，在课堂上对于重点难点应尽力突出，内容要由浅入深，既要保证课程的系统完整性，又要反复强调重、难点，提高课堂效率。另一方面，结合特色专业的特点，采取开放型教学方式，启发、引导学生。具体可采用以下方式：

案例与自学讨论

根据特色专业建设和教学目标的需要，可选取实践性较强的电路案例提供给学生，如SWPM逆变电源，高频高压脉冲电源等。学生可在教师的帮助下深入学习教材中涉及案例的相关内容，并通过文献检索工具查阅相关资料，进行拓展学习。并利用软件平台进行仿真验证。之后根据学习与实践的结果提交一份研究性的报告。

对于一些适当的课程内容，可组织学生通过自学讨论的方式进行教学。学生课前进行自学，课堂上与教师进行互相问答的方式进行知识的巩固和细化，最后掌握。

习题讨论

学生完成课后习题后，以小组的形式进行谈论，互相交流解题思路，之后教师对习题涉及的关键知识点进行点评。

实验实践

传统的实验环节多是规定了具体的实验内容，学生在实验课上只是在老师的教学基础中依葫芦画瓢地动手连接电路或是测量数据，一堂课下来甚至于对实验内容与课程哪些部分相关都毫无印象。实验的目的更多的是学生去实践学习如何去搭建和调试电路，并且还要帮助学生把调试成功的电路与理论课上的基本电路联系起来。另外还可以指导学生进行一些简单实用的综合项目，例如直流电源的实践创新设计，帮助学生提供综合专业能力。

参观学习

2010年兰州交通大学电气工程专业获批为国家级特色专业建设点，2011年被教育部授予第二批“卓越工程师教育培养计划”试点专，并于2012级电气工程专业招手了第一届“卓越试点班”。针对本专业服务铁路面向本地电力系统领域的人才培养原则，在课程的教学过程中要为学生创造能够去企业参观的学习的机会，让学生接触一些“电力电子技术”这门课程在机车牵引供电、电力传输、城轨供电等领域中的应用。这样电力变换电路不再是书本上的电路，而是完整的电力电子控制系统，让学生身临其境大开眼界，做到理论与实际的联系。

这些方式让学生真正参与到教学过程中，并且课将学生的表现结合到平时成绩考核中，对能力强的学生有提高作用，对学习能力弱的学生有警醒作用。

对于“电力电子技术”课程来说，电力电子器件和变换电路种类繁多，波形变化复杂，需要在教学手段上加入多媒体教学手段才能解决教师板书画图占用时间太长且不够形象的问题。但是多媒体教学时容易因为翻页过快，学生往往来不及思考，对知识认识比较肤浅，所以在课件的制作时不能单纯地复制书本内容，授课时单纯地宣读课件内容，而是配合传统的板书教学模式，通过制作精良的课件为学生讲授。采用多媒体教学方式的同时，也应配合多种仿真分析软件，可以使教学更加生动和直观。下面以三相桥式全控整流电路的教学过程来进行具体说明。

首先，在多媒体课件中加入Flas，利用Flas来完整仿真器件导通、关断过程中电压电流波形形成的动画过程，如图1所示，使学生有直观印象，更加容易理解。

另外，可以引领学生利用已学过的仿真软件对教材中的一些典型的、难点的、重点的变换电路进行仿真实践。Simulink提供了动态系统建模、分析和仿真的交互环境，用户只需应用鼠标拖放的方式将所需电气元件的模块添加到模型编辑窗口，并将它们连接起来就可以快速地组建仿真模型实现电力系统的计算仿真。以三相桥式全控整流电路为例，使用Simulink对三相桥式全控整流电路进行仿真的电路及结果。通过提取模型元件库中合适的模块在仿真平台上按电路原理图连接建立仿真模型并进行仿真（α=0°），仿真模型及输出波形如图2所示。

Multisim仿真软件系统高度集成，界面直观操作简捷，可交互式搭建电路原理图并对电路仿真。上例中的三相桥式全控整流电路也可以利用Multisim进行模型搭建及仿真运行，如图3所示。

通过仿真可以看出，α=0°时负载电压ud为三相线电压在正半周的包络线，还可以得到负载电流波形及各相桥臂上晶闸管的电流、电压波形。

在此基础之上，应有计划地进行开放性网络实验平台的建设，即计算机网络环境下的虚拟实验室。区别于利用仿真软件的虚拟实验，所有实验数据皆由设在远端的物理设备真实产生。学生可远程选择实验电路进行组合搭建，并直接获得由远端的实际设备装置测得的实验数据。

教师与学生观念的转变

首先需要转变的就是一张试卷定成绩的情况。除了笔试成绩外，应将平时作业递交、讨论任务完成、课堂及实验环节表现、学习态度等情况记入成绩，减少笔试成绩所占总评比例，使考核能够真正、全面、客观地反映学生的实际情况。

教师的角色由“讲授者”转变为“指导者”，增强教学的研究性质。教师不再是以填鸭的方式向学生灌输知识，而是以“引导者”的身份引领学生学习。在推导定理、结论时，除了数学和物理分析内容之外，还应穿插这些知识的相关背景、器件电路的应用近况以及发展前景，这要求教师对有关内容有充分的准备，还有比较宽的专业知识面及丰富的科研经验。