电力与电子技术精选(九篇)

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第1篇：电力与电子技术范文

【关键词】电力电子技术；虚拟实验平台；研究与实现

虚拟实验室这一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一个通过计算机网络来实现的虚拟实验环境，它是一个不同于信息化网络的综合集成环境，因此其可以更为有效的为用户提供各种数据信息和人力设备等资源。

1 电力电子技术虚拟实验平台的总体设计

1.1 虚拟实验室设计目标

在现实实验室中，我们进行实验教学时，需要先令学生们阅读实验指导书，然后按照要求选择适当的元件，并将其按照电路的原理进行连接，之后再对各部分电路进行检查确认，确认无误后便可以打开电源进行实验了。试验中要对相关数据进行记录，最后完成实验报告。

通过上述流程，我们可以确定虚拟实验平台的基本构成要素包括：实验帮助、实验所需元器件、电路图形连接、计算机仿真电路、结果显示。根据虚拟实验室的构成要素，我们可以基本确定虚拟实验室的设计目标为“控制（输入）部分”、“计算机仿真电路部分”、“实验结果显示（输出部分）”。

1.2 控制（输入）部分

对于控制部分的设计，首先需要对电路元件的相关参数进行设置，如“独立直流电源电压”、“独立直流电源电流”等；然后对其进行触发脉冲信号相关参数的设置，如“触发脉冲信号周期”、“触发脉冲信号占空比”等；最后是对电路的产生进行设置，这部分设置需要对元器件的图片模型进行事先布置，然后通过鼠标进行电路连接，检查无误后点击“确认”或“连接完成”。

1.3 计算机仿真电路部分

计算机仿真电路事实上就是通过计算机程序的自动求解，来根据相应程序建立的一个电路方程。在整个电路方程程序的设计过程中，由数据的结构来决定编程的思路，而如何进行数据结构的选择，则完全取决于实现实验平台的软件选择。然而只要建立了实验方程，那么就可以通过数值方法来进行编程的求解了。

1.4 实验结果显示（输出部分）

关于实验结果的显示，通过有两种形式，一种是随着实验的进行，直接显示出实验当时的实验数值；而另外一种显示方式，则是将整个实验的某一段时间内的所有相关数据计算出来，并将其存储起来，在某些特殊情况下还需要经过数据的二次处理，然后才能输出相应的实验数据结果。

1.5 平台软件的选择

在进行虚拟实验的设计时，我们需要一个“放置”虚拟实验的平台，因此这个平台软件的选择，将对整个虚拟实验的设计起到不可忽视的承载作用。而在平台软件的选择上，我们通常将“减少开发工作的工作量”、“减少低级以及重复工作的开发”、“软件本身的运行效率”等因素放在首位。现今我们所使用的软件，通常都是将若干软件通过取长补短的方式组合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混编、“VB”和“MATLAB”混编等。

2 电力电子技术虚拟实验平台的实现

虚拟实验平台的实现，首先采用了VB和MATLAB混编的方法进行编程，然后再通过对VB中MatrixVB的矩阵函数与绘图函数进行调用，最终将复杂的计算与图形描绘变为简单的编程。

首先在计算机上安装MatrixVB，建立Visual Basic的新项目，添加MatrixVB库，待系统对MMatrix.DLL文件加载完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函数了。

然后将Visual Basic的数组当做矩阵来对待，生产矩阵，来丰富MatrixVB的功能函数，将更多处理问题的先进技术融入到VB编程中去。然后利用括号、实部rN、虚部iN等方式来对矩阵元素进行定位操作，从而精确的对相关矩阵数据进行快速定位，利用simple函数将矩阵转化成为最简单的形式。

最后利用软件Psim对这种方法的可行性进行验证，通过实验的结果确认了这种方法在某些问题范围内，对含有开关器的非线性器件可以被视为理想开关，与独立电源的电力电子形成电路时，这种方法具有有效的可行性。

3 结束语

随着社会经济的发展以及教育事业规模的不断壮大，师资力量薄弱成为了制约教学开展的重要问题。特别是硬件资源的缺失，伴随着信息技术以及计算机技术的发展，成为了促进电力电子技术虚拟实验平台出现的重要因素。而电力电子技术虚拟实验平台的实现，切实有效的缓解了师资资源匮乏这一难题。

【参考文献】

[1]陆地，于瑛，刘晨，朱磊，耿素花，沈虹，孟欣.电力电子技术课程虚拟实验及演示平台的开发与研究[C]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）.2009.

[2]王伟，李伟，马景兰，郭屹松，张永丽.基于CDIO的“电力电子技术”课程教学改革与探索[C]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（上册）.2009.

第2篇：电力与电子技术范文

关键词：电力电子技术 教学改革 项目化教学

一、引言

“电力电子技术”被广泛地应用在工业控制、航空、智能家用电器、开关电源、医疗和军事领域。我院目前电子信息工程系，有2个专业开设了《电力电子技术》课程，而且都是专业主干课。其他后续课程如《交直流调速系统》、《电机与拖动》和《灯具产品设计》等，都与该课程有着千丝万缕的联系，可以说学好《电力电子技术》课程是学好其他专业核心课程的前提和保证。

《电力电子技术》课程内容，涉及到了中山的三大支柱产业“小家电”、“灯具”和“音响”，因此，学好这门课程，为学生今后的就业，提供了有利的保障。

目前，由于石油、天然气等化石燃料的日益枯竭，以及酸雨、厄尔尼诺现象的日益严重，国家越来越重视新能源的开发和利用，国家已经加大了资金的投入并制定了相关优惠政策。目前来说，中山的明阳龙源电力电子有限公司、格美电子有限公司以及明阳风电等已经涉足到太阳能发电及光伏发电领域。我系也与明阳风电集团及明阳龙源电力电子公司建立了长期的合作机制，通过合作为电力电子课程的建设打下了坚实的基础，也为该课程的实践教学提供最接近生产和应用现场的环境。

二、教学过程中存在的问题

通过组织本专业老师研讨，大家认为：近年来，电力电子技术发展迅速，但目前《电力电子技术》课程教学存在下列问题需要改进：

1.电力电子新器件、新装置不断涌现，而传统的电力电子技术课程体系和教学内容则以晶闸管器件为主，主要介绍晶闸管整流电路、逆变电路和调压电路。随着新器件和电路的不断出现，有必要进行课程体系和教学内容的改革。

2.教师讲授有困难，学生学习有难度；围绕应用型高职高专学生培养的定位，有必要减少以往理论教学中的数学推导，增加直观的图形、波形分析内容，有必要进行教学内容和教学手段的改革，增加计算机仿真、flas等辅助教学手段。

3.《电力电子技术》课程是一门技术性、实践性很强的课程，需要有较好的实验条件或仿真实验手段作为支持，有必要进行实践教学体系的探索，建立包含理论教学、课程实验、实习、课程设计等多种教学环节的教学体系。

4.《电力电子技术》课程的特点是要求学生着重电路原理的分析、波形的理解，在此基础上掌握计算公式的使用；课程内容比较零碎，学生要学会课程内容的梳理和总结，有必要根据课程的特点，对课程的考核方法进行改革。

三、教学改革的目标及内容

《电力电子技术》课程改革包括以下几个方面：

1.改变原有的学科教学体系，采用项目式教学，以实际项目为目标，整个教学围绕任务的解决展开，突出知识的应用性，引导学生自主思考。整个课程内容以项目模块为引导，每个模块提出一个项目要求，让学生从现象找本质，从感知了解必然。如调光灯模块，先以该项目现象让学生了解其特点，再深入到电力电子器件结构和测试、电力电子电路分析和调试、触发电路的分析和调试、调光灯的设计、开发、组装、调试、故障排除。

2.改变原有的教学模式，采取讲练结合，以学生为主体，教师加以适当的引导，提高学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的实践技能，在教学中增加电路仿真等辅助教学手段。例如，在学习电力电子器件时，教师引导学生分析其特征，及时进行现场测试训练。学习电力电子电路时，理论分析了电路波形，马上让学生现场实践，利用示波器测量关键点波形，加强学生对该部分知识和技能的理解与记忆。

3.改变原有的实践体系，多层次实训，有层次、由浅入深地完成各项技能实训，全方位进行实践技能训练，建成完全开放式的、锻炼学生综合素质及能力的实践环境。实践教学从基础实验-综合实验-综合实训-现场教学。 开关电源模块，从开关电源使用的MOSFET器件测试进行基本技能的训练，到开关电源电路的电路分析、波形分析实验进行系统训练，再到以开关电源模拟系统的综合实训进行组装和调试训练，最后到相关企业现场进行现场参观和调试掌握企业实际应用的要求和企业岗位操作规范。

4.改变原有的教学方法，采用案例教学法，将工厂的实际案例引入教材、教学体系中，每个重要知识点均与实际应用结合起来。如以变频器引出案例，让学生了解整流逆变电路结构，再逐步深入到主电路使用的电力电子器件、相关基础电路等知识，加以相关技能训练，引导学生一步一步挖掘知识要点。

5.改变原有的考核机制，传统的考核以考试为主，忽视了学生动手能力及职业素养的考核，为此，新的考核采用多元化考核机制，理论部分主要考核学生的学习态度、专业知识、与人沟通能力和合作能力等；实践部分考核操作态度、专业技能、职业道德和合作能力等。

6.改变原有的实训条件。目前来说，电子系电力电子实验装置购买天煌公司开发的成套设备，成套设备具有安全可靠、接线方便的特点。但是也存在一些缺点，一些基础较差的学生实训课程很大一部分时间花在了接线上面，如果一条线路接错了，比较难于发现故障，从而影响了整个实验的效果和完成时间；成套设备使用一段时间之后，比较容易损坏，由于厂家涉及到保密的因素，没有提供电路的参数及元件型号，坏了之后需要等厂家来维修，虽然在保修期内不需要收取费用，但是往往报修之后需要等上1个月左右的时间，影响了其他班级的使用；由于电路已经封装在模块之内，学生看不到实际的元件和电路，影响了学生对于实际电路的理解。因此，有必要对实验装置做一定的改进，教师开发出拥有自主知识产权的实用的教学电路，应用到实际的教学中去，充分调动学生的学习积极性和创造性。

四、结束语

电力电子技术是建立在电子学、电力学和控制学三个学科基础上的一门边缘学科，它横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域，运用弱电（电子技术）控制强电（电力技术），是强电、弱电相结合的新学科领域。电力电子技术是目前最活跃、发展最快的一门学科，随着科学技术的发展，电力电子技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术科学。《电力电子技术》的课程改革，对培养学生综合应用所学知识能力、动手能力和创新能力，推动高职高专“工学结合” 教学模式改革，加快我院电气自动化专业课程体系建设有非常重要现实意义。

参考文献：

[1]刘玲.对高职院校《电力电子技术》课程教学方法的探讨[J].科技信息，2008，36：342.

[2]袁晓丽，张明远，万新.冶金工程专业综合实验教学改革[J].中国冶金教育，2011（6）：51-53

[3]王晓刚，王佳庆，林婷.“电力电子技术”教学改革的探索[J].电气电子教学学报，2007，29（2）：13-15.

第3篇：电力与电子技术范文

【关键词】电力电子技术；教学改革；工程教学；仿真实验

1.引言

电力电子技术起源于20世纪后半叶，最初由电子学、电力学和控制理论三门学科交叉而成[1，2]，随着该技术的迅猛发展，所涉及的学科范围也越来越广，如图1所示为当今电力电子技术所涉及的学科领域。电力电子技术的应用领域日益广泛。它不仅用于一般工业，也广泛应用于交通、通信、电力、新能源、汽车、家电等各个领域[3]。因此，电力电子技术课程在培养电气类和机电类专业人才中占有举足轻重的地位。

目前，大多数的工科高校中都开设电气工程及其自动化、自动化、机电一体化等专业，“电力电子技术”作为这些专业的专业基础课，其教学质量的高低将直接影响学生对于本专业知识的把握以及后续专业课程的兴趣建立与学习。因此，对于电力电子技术的教学改革对于提高电气类与机电类教学质量以及学生知识水平具有重要的意义[4]。

目前，“实践才是工科专业的根本”已成为国际高等工程教育界的共识[5]。特别对于要求培养应用型高级工程技术人才的民办三本院校[6]，更是需要加快改革步伐，以适应现代经济和社会发展的需求。

图1 电力电子技术涉及的学科领域

2.教学现状

电力电子技术的教学在诸多高校中均面临一个共同问题，即学生对课程缺乏兴趣。其中原因很多，下面具体分析。

2.1 客观原因现状

2.1.1 内容多、难且滞后

公式多，拓扑多，分析多，波形图多，并且教学内容严重滞后，对学习造成不少困难。

2.1.2 实验室陈旧

实验室陈旧，能做的实验太少且过于简单。只有屈指可数的验证性实验，没有扩展性、综合性实验。

2.2 主观原因现状

2.2.1 专业素养不高

电力电子技术是工科最难的一门学科，学好并教好是一门学问，对于青年教师还有很长的路要走。

2.2.2 方法问题

一味填鸭式教学，缺乏互动，使课堂索然无味；无论书写还是画图都只利用板书；且新技术不断涌现，教学内容滞后发展；公式多，拓扑多，但表述的逻辑性和系统性均欠强，使学习造成死记硬背的局面。

2.2.3 学生问题

民办三本院校的学生入校分数不高，基础偏差，并且学习主动性不高，来混文凭的居多。

3.改革内容

根据教学现状，我们有针对性的进行如下改革，大致可分课堂教学改革与实践教学改革。

3.1 课堂教学改革

教育是一种特殊的实践活动。所谓“教学”应该是教与学相互交流的双向过程。教育者和受教育者都应参与其中，而不应过分强调教师的作用。作为教学的组织者，教师应发挥其主导作用，突出学生的主体地位，要从传统的“填鸭式”教学方法转变到启发式、讨论式的教学。教师需“自编自导互参与”，即要精心组织教学内容，设计能够启发引导学生进行思考的问题，充分调动学生的学习积极性。

3.1.1 重视第一堂课

绪论是学习的向导，也是对课程宏观的把握，在某种程度上说，第一堂课的内容决定了本课程教学的成败[7]。因此教师应花大量时间与精力，认真准备第一堂课。在第一堂课，首先要向学生介绍该专业的人才培养目标及技能要求与本课程的关系，以及该课的前导与后续课程，使学生了解该课程的性质、地位和作用。然后介绍电力电子技术的发展现状及其在国民经济生产中的重大作用，并列举大量的工程实例说明它的重要性，从而使学生对它产生强烈的兴趣，明白本课程是什么，有什么用，该怎么学习，从而为后面的教学打下良好的基础。

3.1.2 工程项目教学

以应用型高级工程技术人才为培养目标，是目前三本工科院校人才培养方案中的突出字眼。对电力电子技术进行教改与研究顺应了时代的要求[8]。在实施过程中，通过查阅大量相关资料.结合自身工程经验.将工程具体案例按一定比例增加在课堂教学的。实现抽象公式具体化、复杂原理简单化的效果。提高学生的应用意识和工程素养。加快学生由学习型人才向工程应用型人才转变。

3.1.3 多媒体教学

目前，该课程仍然采用传统单调的黑板+粉笔的“黑白”教学法。由于本课程的特点，有大量电路图、波形图和公式推导占据了课堂时间。结果却是虽然教师工作量大的惊人，但授课信息量小、课时的利用率不高、学生收获不大的现状。而多媒体教学集文字、声音、图像、动画等多功能于一身，是当前教育发展的方向。在本课程中引入多媒体教学，教师不但可以从繁重的板书中解放出来，而且可以将更多的时间放在与学生的交流互动上。比如在三相整流电路的教学中，可以加入一些动画演示，通过点击鼠标设置参数，如触发控制角、负载类型等，并将电路的工作状态和输出波形显示出来，这样不但节省了大量的绘图时间，学生也更感兴趣，看起来也更直观，更容易接受。

3.1.4 双语教学[9]

电力电子技术教材繁多，多是对国外书籍的翻译整理。但翻译五花八门，不少常用词汇都没有统一。比如晶闸管的触发极，有的教材叫门极、有的叫栅极。而英文却只有一个，即GATE。这对学生自学造成了极大的困扰。类似的情况还有很多，如GTO、MOSFET、IPM、PWM等。因此建议针对有实力的院校，进行双语教学。即便目前没有能力进行纯双语教学，也应向学生介绍适量的英文专业术语和专业名词。

教师也可用英文的方式布置作业，并推荐学生查阅原版外文文献。

3.2 实践教学改革

3.2.1 引入仿真技术，弥补实验条件不足

近年来，计算机仿真技术作为计算机辅助设计（CAD）的有力工具，广泛应用于电力电子电路的分析和设计中。将电子仿真设计软件Multsim和数学建模仿真分析软件MATLAB等引入到教学中，建模并动态仿真不但有利于抓住其主要矛盾，加深对所学知识的理解，也为学生将来从事工程设计打下良好的基础。随着电力电子技术的迅猛发展，我院校规模的不但扩大，而电路、电工、电力电子技术等多项实验却共用一个实验台、同处一个实验室，并且我院各项实验均由理论授课教师讲授，这对安排实验造成了极大的困难。引入计算机仿真实验，不但可以拓宽学生眼界、打好工程设计基础，还可有效缓解实验室的压力。

做仿真实验时，由教师提出实验目的及要求、并给出电路参数。由学生自行设计，如选择器件、设计主电路、驱动电路和保护电路等。仿真软件可操作性极强和安全性也有保障，让学生自己动手设计，其实就是学生自动研发的过程，这不仅可以进一步熟悉所学内容，并且极大的调动了年轻人的相互竞争和向困难挑战的激情。

3.2.2 增加电力电子课程设计及实训

课程设计是大学课程的综合性实践教学环节。对于工科专业更是不可或缺，它是对课程的深化理解与学以致用的系统性活动。

目前，我院已有模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、单片机课程设计。经学生反映，课程设计使他们不但知道这门学科能干什么，而且还亲手做到了。言教不如身教，告诉学生那是什么能干什么，不如带着学生亲手去实践。

本项改革涉及较广、内容较多，具体实践过程切忌胡子眉毛一把抓。需抓重点，找主流，按部就班，步步为营。

4.结论与展望

此项改革与研究正在进行，其中课堂教学改革及实验改革中的仿真实验已在实施，课程设计及实训涉及到人才培养方案的修订，而尚未启动。从目前改革的成效来看，效果明显。学生反映良好，并希望这样的改革越多越好。在此基础上，人才培养方案的修订有望通过，相信到时教学效果以及创新型人才培训必将达到更高的水平。

参考文献

[1]王兆安，黄俊.电力电子技术（第四版）[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[3]严克宽，张仲超.电气工程和电力电子技术[M].北京：化学工业出版社，2002.

[4]红梅，张庆新，许谨.电力电子技术课程教学改革的探索[J].实验室科学，2008（3）：17-19.

[5]石彪.提高工科课程设计质量的思考[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2006（1）：58-59.

[6]程琼，郑建勇.整合“电力电子技术”教学内容培养应用型人才[J].电气电子教学学报，2008（2）：19-20.

[7]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（19）：87-91.

[8]朱树先，朱学莉，郭胜辉.工程实例化教学在《电力电子技术课程》教学中的应用[J].科技信息，2011（23）： 148，166.

[9]康劲松，牛一川.浅谈电力电子技术教学改革[J].第七届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会，2011.

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第4篇：电力与电子技术范文

电气自动化专业的一门重要课程就是《电力电子技术》，该课程的应用性强，且往往需要把实践和理论结合在一起。

在进行改革前，理论教学采取的是教师在教室内讲解知识，学生被动学习的形式，学生能够学习到内容较深、知识面较宽的知识。实践教学则是采用实训装置，对实验进行原理性的验证，而不是把训练应用到实际中。该方法在很大程度上限制了学生的动手能力和创新思维，因此无法满足学校的教学需求。

该文作者结合自身的工作经验，把自身的工作过程和工作任务作为载体，对教学内容进行序化、整合，从而设计一个科学合理的教学项目。教学组织采取切实的行动，以培养学生职业能力的基本规律为准则，创造一种“理实一体”的教学模式，在教学中取得了良好的效果。

1 课程改革所遵循的依据

1.1 工作岗位需求

随着越来越多的企业采用先进的自动化设备，企业对高技能人才的需求不断增加，对技术人员也提出了更高更新的要求。该文作者通过对往届毕业生座谈及用人单位访谈得知，电气自动化专业技术人才主要有设计工程师、安装调试与维修工和电气自动化设备或系统操作员三类工作岗位。现今高职院校的大专毕业生主要的工作岗位是安装调试与维修工，而且社会也需要大量的安装调试与维修工。

1.2 工作能力判断

技术人员如果想从事电力电子设备安装与调试的相关工作，那么需要具有以下的能力。（1）电工工具的使用能力；（2）电子设备的安装能力；（3）电子设备原理图的识读能力；（4）电子产品焊接能力；（5）电子电器元件识别和选择能力。另外，技术人员还应该具有良好的沟通和协调能力和职业道德，并且具有安全意识、环保意识以及成本核算意识等基本素质。

2 课程定位

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，其核心是应用各种电力电子器件完成电能的变换与控制。学生在学习完《电机拖动》《电子产品制图》《电工电子技术》等课程后，应该初步具有使用电工工具和仪器的能力以及相关的电工电子和电机基础知识，并且以绘制电子电路的能力为基础，培养学生具有从事相关工作所需要的专业技能和知识。另外，还需要开展一门专业课来加强学生的职业素养和职业道德，从而培养出大量符合社会需求的人才。

3 项目化教学整体设计

3.1 课程设计思路

“项目教学”以建构主义教学理论为基础，是一种新的教学方法。所谓建构主义，指的是把学生作为教学的中心，教师只起辅助的作用，通过绘画、协作、情景等方式，让学生的创造性、积极性和主动性得到充分的发挥，从而让学生能够重新的构建知识。在《电力电子技术》项目化的教学中，笔者按照理论够用，注重能力的原则，以“项目引领，任务驱动”为课程改革的指导思想。把网络、企业和学校作为一个整体，为学生搭建一个从学校到职场的桥梁。

3.2 课程项目设置

该课程共选取了六个典型项目，各项目包含的知识目标和能力目标如表1所示。在每个项目实施的过程中，建立完整的电力电子设备的整体概念，体验完整的电力电子设备的安装与调试过程。

电力电子中很有大量不同种类的实用电路，选择的范围很广。如，选择安装、调试在很多企业中都有使用的软启动器，各种各样的声控电路、调温电路等为载体构建项目。

3.3 项目实施

项目实施考虑人的认知规律，依据设备电路从简单到复杂，能力从基础到综合，合理排布。

项目导向教学流程：（1）接受任务；（2）查阅资料、准备知识、熟悉设备；（3）制定安装调试方案；（4）安装调试设备并记录；（5）检查验收；（6）整理资料并归档。在进行项目时，应该逐步加强学生独立完成的能力，相应的减少教师的指导，同时渗入职业道德、职业标准和职业行为规范教育。

3.4 考核与评价

成绩评定由教师评定、学生自评和学生互评三部分组成。通过学生自评和互评加强了学生间的交流与合作，让学生养成客观的、实事求是的态度，让学生更加的渴望教师的评价，树立较好的学习风气。

工作任务的成绩评定=20%学生自评+20%学生互价+60%教师评价。

项目实施的过程是成绩考核的主要依据，具体评分标准见表2。

单项总成绩=项目验收成绩×40%+工作过程考核成绩×30%+素质能力成绩×30%。

总成绩=∑单项总成绩/项目数。

现今，还有很多的问题存在于教学过程中，等待我们去解决。如，设备的数量和种类不足，无法满足技术训练的需求；设置的项目覆盖面较窄等。

第5篇：电力与电子技术范文

关键词：电力电子技术 实验实训 教学

引言

电力电子技术是20世纪后期发展起来的一门崭新的技术，它已成为电类专业的一门重要的专业基础课程。随着电力电子技术的迅猛发展，教学内容越来越丰富，教学要求也越来越高。为了增强学生动手能力，培养应用型人才，改革实验设备，使之能在人才培养中发挥尽可能大的作用就显得尤为重要。我校电子系与苏州市百神科技共同研制了BSJY-V型电力电子技术实验实训平台。本套装置的功能非常强大，价格合理，很适合各类院校开设电力电子技术课程的应用。经对该装置的开发以及在实验、实训教学中的应用，我们体会到整套装置具有灵活、直观、易于上手等特点，利用该装置一个学生就可完成电路搭接、数据记录等全部实验过程，既可培养学生独立思考以及分析问题、解决问题的能力，又要求学生动手完成实验的每一个环节，从而提高实际动手及分析问题、解决问题的能力。利用该装置可以在较短的时间内组织学生进行电力电子技术的实训，并能够获得较好的实训效果。该套实验装置既可用于教学，也可用于科研开发工作。本文将简要地介绍一下该套系统的功能、结构、应用及其特点。

1.功能

本平台的功能非常强大，能在一套装置上完成《电力电子技术》、《电机拖动自动控制系统》等课程的主要实验。它能够开设的实验有六类，每类又有若干具体的实验项目。

1.1 半控型器件部分实验

这部分能够完成由半控器件构成的典型电路的实验，能够很好地展示单相、三相的各个拓扑结构的整流、逆变、交交调压电路，很方便地观察各处波形。还设计了触发信号的产生电路，给学生灌输设计电路的概念。

1.2全控型器件特性部分实验

这部分对全控器件的特性进行了验证。学习电力电子技术，一个重要的内容就是要掌握器件，包括半控和全控器件，掌握器件需要掌握其基本特性，这样才能够根据具体的情况进行恰当应用。但是以往这些特性都是依靠教师的讲述，现在利用这套装置很方便地检测全控器件的特性，不但教师省力，而学生也从直观的资料中获得知识。本实验平台根据现在电力电子器件的市场情况，对应用较广的功率场效应管（P-MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）以及电力晶体管（GTR）提供了实验环境。

1.3全控型器件典型线路部分实验

研究电力电子技术，尤其是对来说初学者首先要掌握那些经典的线路以后才能有所创新。本平台提供了直流斩波电路、交直交变频电路、开关稳压电源电路、交流调压电路、SPWM逆变电路，以及整流电路的有源功率因数校正实验，覆盖了电力电子技术中的经典技术部分。任课教师可以讲完理论然后用本平台加以验证，使得学生对于这样一门实践较强的课程有个整体的认识，而不像其他课程，停留在一些理论概念中。

1.4直流调速实验、交流调速实验

一般来说这两部分实验是《电机拖动自动控制系统》的内容，但是有时又把它们作为电力电子器件的一个应用来看待，属于电机方面的应用。正是因为电力电子技术的飞速发展，给电机调速带来了新的活力。在此平台上学生通过实验能够掌握实际系统的运行情况。

1.5信号源、频率计及超高频数字式毫伏表

这部分的内容能够提供实验中所需的信号，并可以测量常见的波形，以及测试开关电源、高频电路等超高频信号。

另外，在使用中还发现了本平台的一个重要功能，那就是能给学生展现实际电路是怎么回事。因为本套装置基本配置部分的箱盖很容易打开，可以让学生亲眼看到内部结构，看到每个电路是怎样实现的，从而更好地消化了课堂所讲的内容。

2.结构

本装置采用组件式结构，可根据不同的内容进行组合，结构非常紧凑，使用方便灵活，并且可以随着功能的扩展只需增加组件即可。本平台由基础配件、挂件配置以及电机组件组成。另外，需要外配示波器以便观察波形。

2.1基础配件

在基础配件部分，BSJY-V300基本控制单元、仪表为实验实训提供了所需的给定信号（G）、零速封锁器（DZS）、速度变换器（FBS）、转速调节器（ASR）、电流调节器、±15V电源、±15V直流电压表、±2A直流电流表、±450V电压表，这些结构基本满足了在实验实训中搭建实际系统的要求。每部分电路都在面板上有主要的结构示意，使学生只要认真看面板示意图就可以对自动控制系统中这些必有的结构有所了解。

BSJY-V111电源控制屏单元给整个平台提供电源。BSJY-V321电流变送器与过流过压保护单元主要的功能是检测电流反馈信号和发出过流信号。BSJY-V141提供共地的±15V低压电源。BSJY-V131提供直流励磁电源220V。每部分电源均有开关进行控制，增加了安全性。

2.2挂件

这部分可以根据实验实训要求自行选用。本平台提供的挂件有：逻辑无环流控制电路BSJY-V361，三相可变电阻箱―900欧*2 BSJY-V516，三相可变电阻箱―90欧*2 BSJY-V517，三相可变电容箱BSJY-V524，三相变压器BSJY-V545，信号源、频率计及超高频数字式毫伏表BSJY-V581，单结晶体管、模拟集成、锯齿波集成电路BSJY-V611，半控三相集成触发电路及主回路BSJY-V662，电力电子器件的特性及驱动电路BSJY-V711，直流脉宽调速BSJY-V774，单相正弦逆变电源及交流调压电路BSJY-V775，整流电路的有源功率因素矫正BSJY-V776，直流斩波电路、单相交直交变频电源、半桥型稳压电源BSJY-V778，两相交流变频调速系统及两相同步电动机BSJY-V781。

2.3电机组件

这部分提供了几种常用的电机。直流并励电动机BSJY-V561，它的参数是PN=185W，UN=220V，IN=1.1A，n=1500r／min。复励直流发电机BSJY-V563，它的参数是PN=100W，UN=220V，IN=0.5A，n=1500r／min。三相绕线式异步电机BSJY-V566，它的参数是PN=100W，UN=220V，IN=0.55A，n=1350r／min。还有电机导轨及光电编码器和数字转速表，型号为BSJY-V582。

3.应用

运用此本平台，我校的电力电子技术课和电力拖动课程都根据各自的需要开发了符合实际的实验内容，结合大纲制定了教学计划，授课效果明显提高，从根本上摆脱了教师大量黑板画图，波形表达不灵活的授课局限，使学生动态地了解了这项技术的实质。由于篇幅所限，这里以自关断器件的单相交流调压电路为例介绍一下如何运用此实验平台来进行实验。通过单相交流调压电路这个实验，首先，要让学生掌握PWM专用集成电路SG3525的基本原理。在电力电子技术理论课上，一般都把这个电路的原理以及时序图加以介绍，可是学生没有感性上的认识，那么通过此实验台能够方便地观察到各处的波形，从而体会到实际情况芯片的工作情况。此实验的另一个目的是验证采用斩波技术的交流调压。斩波调速是一种很有前途的调压方法，可用于电机调速、调温、调光等设备。本实验系统以调光为例，进行斩波调压研究。斩波调压的主电路由MOSFET及其反并联的二极管组成双向全控电子斩波开关。

4.结束语

综上所述，BSJY-V型电力电子技术实验实训平台具有以下特点：

4.1本套装置布局合理，外形美观，面板示意图明确、直观，学生可通过面板的示意查询故障，分析工作原理。电机采用导轨式安装，更换机组简捷、方便，所采用的电机经过特殊设计，其参数能够模拟3KW左右的通用实验机组，能给学生正确的感性认识。除实验控制屏外，还设置有实验用台，内可放置机组，实验组件等，并有可活动的抽屉，内可放置导线、工具等，使实验更加方便。

4.2典型的实验线路，配合教学内容，满足教学大纲的要求。控制电路全部采用模拟和数字集成芯片，可靠性高，维修检测方便，触发电路采用数字集成电路双窄脉冲。

4.3装置具有较完善的过流、过压，RC吸收、熔断器等保护功能，提高了设备的运用可靠性和抗干扰性。

4.4面板上有多只发光二极管指示每一个脉冲的有无和熔断器的通断。触发脉冲可外加，也可采用内部的脉冲触发可控硅，并可模拟整流缺相和逆变颠覆等故障现象。

4.5本系列产品中信号源、频率计及超高频数字式毫伏表不但方便了典型的实验而且为教学实验的拓展和研究提供了方便。

参考文献：

[1]李序葆，赵永健．电力电子器件及其应用[M]．北京：机械工业出版社，1996．

第6篇：电力与电子技术范文

论文摘要：电力电子技术是电力电子变换和控制技术的简称，是一门综合性电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科，是自动化专业的一门重要的专业基础课。随着信息科技的不断进步，电力电子技术教学内容也不断革新。

“电力电子技术”是自动化及其相关专业的一门重要的专业基础课，内容繁杂抽象，实践性很强，其教学内容主要研究各类电力电子装置中的电磁过程，工作原理及控制技术，并通过各种电路的波形分析和相位分析掌握这些装置的原理及应用。伴随着现代信息的快速发展，对于其相关产业的电力电子技术的要求越发严苛，需要其在满足使用需求的同时，能够更轻，更小，更高效。为此，电力电子技术也正经历着翻天覆地的变化，新型的电路拓扑及新技术的研发成为了如今电力电子的技术发展大方向。信息化脚步的加快也使电力电子人才培养刻不容缓。

一、电子电力技术教学改革

目前，世界各地在电力电子教学上花费大量的心思，推陈出新。随着科技的日新月异，教师深入研究电力电子课程内容，总结归纳教学经验，发展新的更适宜学生学习的教学模式。甚至有不少学校开展网络电力电子课程，寓教于乐，让教学变得更有趣味。

例如欧洲的大学，导师教学以学生为主题。让学生按照个人兴趣组成小组，自我设定课题，完成课程的研究。通过学生的自主学习，更易激发学生对于学习的热情。在课程研究过程中，自己发现问题，解决问题。这不仅能提高学生自主学习能力，在与组员的沟通中，也是一种人际交往能力的提升。这一形式的教学模式不仅发展了学生，更为企业培养了真正的实用型人才。

网上的教学脱离了呆板的课堂黑板手写的模式，使学生对所学的知识有更直观的认识。教师与学生之间也能通过互联网达到一种更好的沟通。国内的一些大学就在开展此类课程，收到了不错的反响。教师通过特定的软件，以动画等形式展示电路在不同形态下的开关状态及与之对应的电量、对应的波形图等。此举大大提高了学生学习的主动性，同时也提高了电力电子教学的效率。

二、新电力电子教学举措

近年来，电力电子技术在新能源、航天信息等领域得到广泛应用。据统计，在电力系统，用户使用的电能60%以上至少需经过电力电子变流装置处理。其中直流输电系统送电端的整流阀和受电端的逆变阀均为晶闸管变流装置；晶闸管控制电抗器、晶闸管投切电容器是重要的无功功率补偿装置；近年来出现的静止无功发生器、有源电力滤波器等新型电力电子器件具有更为优越的无功补偿和谐波补偿性能；在配电系统中，电力电子装置可用于防止电网瞬时停电、瞬时电压跌落、闪变等。

本文针对电力电子技术的不断改革出新，探讨新的电力电子教学内容方案，以全控器件作为主要的学习对象，围绕全控器件的应用组织课程内容。

1.控制电路的工作原理

一般来说，正常运行的电力电子设备由其主电路按一定方式控制主电路的开关元件，组成一个闭环变换器的系统。其主要有电流控制和电压控制两种基本方式，在电力电子技术教学时，以这两种方式为主要学习对象。学生主要学习的内容有：典型控制技术、PWM控制芯片、频域测试技术、电力电子闭环分析等。教师在授课时，可以将理论知识结合图例，使教学内容变得生动。如在谈及摄像机系统控制电路时可配以一些图例加深印象。

2.全控器件为主导，压缩半控器件

（1）电力电子器件。电力电子器件主要用作功率开关，利用不同的控制技术与开关配合，达到向电机提供不同电压、不同频率、不同相序供电电压的目的，以控制电机的起停、转向和转速。该类器件通常具有良好的静态特性，快速的动态特性，安全的极限参数与工作区。

电力电子器件按其特性分两类：半控型和全控型器件。电力电子教学的内容以全控型器件为主，按其结构与工作机理分为双极型、单极型和混合型。对于全控型器件的讲述主要可按照以下分类作具体描述。

GTO的特性：GTO 是可关断晶闸管，为PNPN 四层结构的器件，具有普通晶闸管的全部优点，同时又具有关断能力。GTR 静态特性的阻断区仅有极小的反向漏电流存在，而承受全部高电压，类似于开关处于断开状态，在饱和区，即非线性区电流增益和导通电压都很小，类似于开关处于接通状态。

MOSFET的特性：MOSFET的静态特性、动态特性与GTR相似，但它不存在存储电荷问题，而有极间电容放电问题。

IGBT的特性：IGBT是一种复合型器件，它相当于一个由MO SFET驱动的厚基区GTR，具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、耐压高和承受大电流等优点。IGBT的伏安特性与GTR不同的是控制参数是门源电压，而不是基极电流。 转贴于

除了以上全控型主要原件特性阐述外，可按由浅入深的教学模式，进一步对其外形特征、适用领域、应用背景等进行描述。以各类原件参数为例，要求学生通过其性能比对，重点掌握每个元件的主要特点、适用场合及其特性。

此外，对于电力电子器件的驱动保护电路也是一个学习重点，驱动电路是低电平的逻辑控制信号与高压大电流的电力电子器件之间的放大缓冲单元，要求学生掌握一些典型驱动电路及芯片。如GTR 的驱动，正向基极驱动电流在驱动初期，不但要有陡峭的前沿并要有一定时间的过驱动电流，以便强迫其开通，开通之后，在正常导通阶段的基极驱动电流则应该使GTR 恰好维持在饱和状态，以便缩短存储时间t。这样能加快开通过程、降低开通损耗。而MO SFET器件的输入端为容性负载，也需要过冲的驱动前沿。典型驱动电路有贝克嵌位电路和推拉式电路以及门极驱动电路。

（2）主电路。对于电力电子主电路的讲述主要集中于其四种基本电力电子变换器的工作原理。在分析时可遵循如下规律：先理想电路后实际电路、先仿真分析后理论分析、先模仿设计后创新设计、先典型后一般。主电路主要研究内容为：理想DC/DC、DC/AC、AC/DC和AC/AC变换器的工作原理和静态特性以及器件的选择原则；介绍小功率的典型电路，如PFC电路、整流电路、反激/正激变换器；主电路的仿真技术（应用Pspice通用电路仿真软件）；功率磁性元件的设计与选择；与主电路相配合的控制电路的框图。

三、加强实验环节，打造应用型人才

在完成了课堂教学内容后，可适当进行实验内容，使教学内容联系实际运用，加深学生对所学知识的理解应用。根据教学内容的调整，建议保留原有晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有一个初步认识。在器件研究上则以全控器件研究为主，对直流斩波、交—交变换及PWM控制技术部分的内容，开设设计型实验。实验安排可由易至难，鼓励学生自主完成实验的设计，实验，数据记录研究等步骤。此外，增加信号的调制，SPWM信号的产生与实现、电力电子电路闭环动态特性观察及超调量抑制、DC/AC SPWM单相全桥逆变电路设计等综合性实验。

四、结束语

电力电子行业正迎来良好的发展机遇，而自主创新是电力电子行业发展的持久动力。只有通过自主创新，用创新精神引领企业，掌握核心技术，才能提高企业的竞争力，进一步发展和壮大企业，才能尽快缩短与发达国家的差距，促进电力电子行业的高速发展。

在电力电子发展创新的大环境下，本文针对电力电子技术教学提出新的教学方向。提倡展开全控型器件的教学，重点围绕全控型器件及由其构成的主电路，通过分析一些典型的电力电子装置，使学生掌握实用分析法，强调学生自主学习能力，鼓励学生自主开展课题研究或进行实验探索，激发学生学习热情，培养学生全面发展。

参考文献

[1]杨志民.适用于集成电路的大时间常数积分器的研究[J].西北师范大学学报(自然科学版)，2000，(1).

[2]关晓菡，张卫平，张东彦.国内外高校电力电子技术教育现状综述[J].电气电子教学学报，2006，28(2):438.

[3]郑宏婕.电力电子技术[M].北京:科学普及出版社，2004.

第7篇：电力与电子技术范文

[关键词]热电厂；电子技术管理；系统设计

中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）31-0187-01

1 引言

热电厂有别于传统意义上的大型发电厂，主要区别在于功用和机组规模等。大型发电厂主要的目的是为了用户供电，因此在装机容量、受热负荷大小和规模等方面都要优于热电厂，热电厂的目的一方面为用户提供供电功能，另一方面也为用户提供供暖效用，因此热电厂在我国北方地区有着较为广泛的应用。热电厂因其独特的应用性质（既发电又供暖），热电厂必须比一般火电厂多增设锅炉容量以备用，水处理量也大。热电厂必须靠近热负荷中心，往往又是人口密集区的城镇中心，其用水、征地、拆迁、环保要求等均大大高于同容量火电厂，同时还建热力管网，因此对于热电厂的建设通常采用分布式的方式，这需要对热电厂的电子技术管理进行有效的调配，本文正是针对热电厂的电子技术管理展开研究。

2 热电厂电子管理简介

电力技术如今正飞速发展，高强度的计算机技术作为电力技术的强有力后盾，时刻支撑着电力技术的新发展。热电厂作为为广大居民提供供暖的基础设施，利用供暖产生的余热进行发电功能，做到资源的最大化利用，提高了热能利用效率，调节了热负荷的不平衡性，提高了设备使用率，热电联产作为一种节能环保的能源利用方式，已经获得了大规模的应用。在实现供暖和发电双功效的基础下，提高热电厂整体的自动化水平，积极引进了分散式控制系统，采用电子管理技术对系统进行统筹管理。

2.1 电子技术管理中遇到的阻碍

职业素养不够。热电厂在进行电子化自动控制时，缺少相应的技术人员对自动化系统进行维护。对于这种新型的技术，多数老员工表现出不适应性，没有很高的技术热情，这使得电子自动化的平台没有发挥很大的优势。往往出现了诸多故障之后，员工不知从何处着手解决。

工作热情减弱。受到原有职业习惯的影响，很多热电厂人员失去了原先的工作热情，对于这种新型的电子自动化管理系统缺乏足够的研究，对系统各部件的功能也缺乏深刻的认识，因此在工作中难免有诸多不适应性，从而较大地影响了工作热情。

2.2 电子自动化管理中故障处理方法

硬件是整个热电厂电子自动化控制的核心，硬件发生异常会导致整个电子自动化控制系统难以正常运行，不利于系统控制作用的发挥。根据目前的情况来看，常见的几种硬件故障主要可以采用几下几种处理措施。

输入/输出模块。I/O模块在电子自动化控制主要负责功能的转换，对于此模块发生故障问题，通常是需要对针对具体的问题进行逐次梳理，对整体的控制流程进行分段检测，要先弄清处理思路和故障可能出现的模块，对模块进行结构化更新，从而达到良好的控制效果。

运行装置。硬件中涉及到多个方面的设备，在处理运行装置设备时，需要分析故障可能出现的原因，对于整个系统中各个部分进行分部调试，逐段分析，操作人员需要根据故障描述进行全面综合的判断，因此，这对故障排除人员要求较高，检修人员需要具备非常完备的经验，能够根据经验和现场状态对故障进行分析。

排除干扰。通常电子自动化系统出现故障可能由于多方面的原因，一方面是来源于操作人员本身，另一方面则是系统自身的问题。操作人员若没有充足的操作经验，很好的现场实施经验则很难保证是系统自身的原因还是因为系统的原因导致的故障。在排除了因操作人员自身失误的前提下，则需要对系统因素进行排查，排除无关因素对故障检查的干扰。

3 热电厂电子技术管理系统设计

热电联产是一种节能环保的新举措，一方面解决了集中供暖的问题，避免了小锅炉造成的资源浪费，另一方面也利用余热进行发电，在进行热电联产系统设计时，充分考虑了系统的自动化功效，系统的设计示例如图1所示。

3.1 物理架构设计

系统的设计需要处理数据的传输，因此包括底层数据的接收过程，设计传感器，变送器，集散控制系统等等。在接口层的设计过程中，为了考虑数据的统一输出和输出的转换问题，需要对接口进行数据格式转换，设计数据的传输格式和传输方式等要求。此外，还包括对数据采集端的设计，包括对数据的分发，数据的综合处理和数据的协同分析等。

3.2 逻辑架构设计

将本系统的各层次之间设备和对象之间的关联性进行统筹规划，按照各自的功能特性进行逻辑组合并给出对应的形式化描述。对象包括：命名方式、属性特征（数据格式和对应的通信规则）、操作流程（与其它逻辑设备之间的通信搭建、数据流交换、协议转换、数据存储格式转换等）。操作包括直接对采用的模拟信号的电平化分析，数据的实例分析，数据的存储方式和存储格式分析，热电厂各个部件之间的通信建立规则和数据的实时上传功能等。

3.3 数据采集方法

按照一般的设计思路，建立热电厂的采集遥测和遥信信号，为了节约成本和投资，设计变电所和热电厂共用一套信号采集和传输系统。由于热电厂和变电所一般距离较远，通常采用通讯电线将热电厂和变电所进行连接，实现数据通讯传输。采用此模式采集接收信号，热电厂调度自动化系统就不用自己再建设一个采集系统去采集信号，直接转发电厂监控系统采集处理好的信息，是信息最完整，最省工、省时、省钱的设计。

3.4 层次结构设计

热电厂电子管理系统从整体上来说进行划分可以包括：客户服务层、WEB输出层、业务逻辑层和资源管理层。客户服务层主要为用户进行服务，提供客户和系统的交互。WEB输出层主要封装了访问本电子管理系统的所有客户端的表示层逻辑。业务逻辑层主要提供业务功能，主要包括业务受理、业务反馈和业务数据的综合管理。其囊括了绝大多数的数据处理流程。资源管理主要负责对系统资源进行调配，设计资源的分配和回收，资源的最大化利用，如何保证资源的合理高效利用。

4总结

电力系统的自动化发展，电力系统与计算机技术的结合无疑是时下最热门的趋势，本文正是在这样的前提下，分析热电厂电子自动化管理的现状，并就热电厂如今的发展趋势展开分析，一方面要满足集中供暖的需求，另一方面要将供暖产生的余热进行发电再利用，实现资源的最大化利用。结合计算机技术对热电厂的自动化管理系统进行设计。

参考文献

[1] 朱淋，徐秀英，肖中图.浅论电力系统及其自动化技术的应用能力[J].科技风，2010（04）.

[2] 张敬.电子信息技术在电力自动化系统中的应用研究[J].中国电力教育.2010（09）.

第8篇：电力与电子技术范文

利用仿真软件增加虚拟实验

计算机仿真具有生动直观、经济、灵活的特点，[5]不但可以弥补实验设备数量不足的缺陷，而且不用担心实验设备损坏和学生的人身安全问题。在电力电子技术实验教学过程中引入计算机仿真，可以使枯燥的理论知识变得生动有趣，激发学生的学习兴趣和积极性，加深学生对理论知识的理解，有利于学生开展探索性、研究性实验，实现理论与实践的紧密结合，在提高教学质量和改善实验效果方面起到了很好的作用，而且仿真实验不受时间和地点的限制，学生也可以在课外用计算机仿真，克服了实验课时有限的限制。例如，图1是运用Multisim10软件对三相半波可控整流电路带电阻性负载时的仿真电路。电源为220V、50Hz的三相对称正弦电源，晶闸管选用2N3898，采用脉冲发生器作为晶闸管的触发信号。控制角α=0°时的仿真结果如图2所示。示波器XSC1显示的是输出整流电压的波形和晶闸管两端的电压波形，仿真结果与教材一致。学生可以很方便地仿真不同控制角α和不同负载情况下输出电压的波形，甚至可以模拟电路出现的故障，如开路、短路或脉冲丢失时的情况，在很大程度上满足了学生的探索性要求。仿真实验克服了传统实验调试过程中控制角α调节不准而导致的理论值与实测值不符的问题以及由于晶闸管两端电压较高（峰值为539V），考虑到学生和设备的安全而一般不允许学生操作的缺陷。

增加课程设计环节

课程设计是学生在整个学习过程中的一项综合性实践环节，是实验教学的一个重要组成部分。过去的教学内容中没有课程设计这个环节，部分学生学完该课程后，只了解了课本上的一些原理知识，对电力电子技术的具体应用并不清楚。通过增加课程设计环节，选取日常生活中比较熟悉、比较有代表性的一些产品，如可调光台灯、可调直流稳压电源、手机充电器等作为设计题目，把抽象的理论知识转变为活生生的实物，以拉近理论与实际生活的距离，从而激发学生的学习兴趣，提高学生对该课程的重视程度。通常2～3名学生做一个题目，学生们既有分工又相互协作，以共同完成设计题目。由于时间有限，不一定所有的学生都能做出实物，但要求每个题目都要用仿真软件仿真出结果。通过课程设计，可以使学生全面、综合地运用在“电力电子技术”和其他课程中学到的理论知识，让学生意识到各个课程之间不再是相互孤立的，而是一个紧密联系的整体，从而培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

开放实验室，开设综合与设计性实验

烟台大学自2011年开始实施教学实验室开放工作，设立了实验室开放专项基金，在教学计划外安排时间向学生开放实验室，为学有余力、有兴趣做探索性实验的学生提供了良好的条件。同时，教师可利用此机会，积极申报与电力电子技术相关的课题，鼓励学生走进实验室参与综合、设计、创新性开放实验项目。学生可以自主设计产品，也可以选作教师提供的课题，设计过程中教师要给予一定的指导，学生可自行查阅资料，购买元器件，设计、焊接和调试电路。学生在采购过程中了解了元件的参数和特性，在调试过程中学会了使用示波器，培养了分析问题、解决问题的能力，这样做不仅有利于因材施教，为学生的自由发展创造良好条件，而且可以提高实验室的利用率，同时还开发了学生的潜力，为学校组织山东省机电产品创新大赛、全国电子设计大赛等培养了人才。如学生制作的数字晶闸管触发器、三相桥式全控整流电路实验装置等产品实际使用效果很好，完全可以取代TKDD-1型实验台上的相应挂件，还可以供下一届学生做实验时使用。通过开放实验室项目的实施，实现了理论与实践相结合的实验教学理念，充分调动了学生的兴趣和积极性，达到了培养其创新能力和动手能力的目的。

第9篇：电力与电子技术范文

关键词 电力电子；新能源；风力发电

中图分类号：TM92 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）09-0096-02

New Teaching Methods of Power Electronics Combined with New Energies//Li Peng

Abstract Power electronics is the bridge of electrics and electronics. With the rapid development of new energies， the teaching and research of power electronics are facing with chances and challenges. Based on practical teaching experience， this paper describes the necessity， principles and methods of combining power electronics with new energies， which may be of valuable reference for teaching and exploration.

Key words power electronics； new energy； wind power

1 电力电子课程特点

电力电子技术属大学工科专业课程，早期也称半导体变流技术。从学科角度，它由电力学、电子学和控制理论交叉形成，是连接“信息电子”（弱电）和“电力电子”（强电）的桥梁。从目的角度，它旨在利用电力电子器件实现电压、电流、频率和相位等电能变换和控制。从内容角度，它包括器件、电路、系统及其控制三部分。

根据授课对象及课时要求不同，侧重点也应有所差异。在大多电气类相关专业中，本课程多作为专业主干课，课时在64学时以上，上述三部分内容均需细致讲解且辅以专业实验。而对控制类专业，本课程多作为专业选修课，课时多在32学时以下，目标在于与控制工程相关的基础学习，偏重基本原理和方法。因此，课程大纲和课堂讲授应紧密结合学生所需，以最大效率地实现教与学的有机结合。

同时，与许多本科课程相比，电力电子知识点更加分散，各种器件特点、符号、物理参数等容易混淆，且电路波形绘制和分析对于学生理解和记忆难度较大。因此，未来新课程内容和教学模式探索至关重要。

本文结合新能源尤其是风电技术，简析课程教学中的一些探索性方法，为实现教学探索提供一定参考。

2 新能源技术与电力电子教学

2.1 新能源与大学教学

能源与环境是当前世界发展的两大课题，而对于能源问题的技术解决，电力电子技术提供了重要的支撑。在诸多新能源中，风力发电和光伏发电与电力电子技术关系尤为密切，其能量转换部件及控制电路都包含有电力电子器件。尤其是风力发电，作为公认的安全、环保、技术成熟的新能源，是电力电子技术与自动控制技术的有机融合体。

近年来，国内高校陆续开设了新能源课程，甚至增设了相关学科专业，而电力电子课程多作为此类专业的基础课展开。相比之下，在非能源类学科或者信息电子为主导的学科中，适当引入新能源背景对于整个电力电子技术的宏观把握大有裨益。

2.2 基于新能源的电力电子教学示例

下面以电力电子技术的绪论为例，简述基于新能源的课程讲解方法。讲解电力电子课程的绪论时，首先需要学生对整个课程的章节内容有宏观把握。而教学过程中，学生对整流、逆变、PWM等专业技术尚未深入理解，通常很难作为一个有机系统来快速接受。

以国家“十一五”规划教材《电力电子技术》为例，课程共分为9章，其中，第2章“电力电子器件”是基础，第3、4章“整流”“逆变”是核心，第5、6章“DC-DC”“AC-AC”是辅助，第7章“PWM控制”是重点，第8、9章作为拓展简单了解。笔者发现，各章内容可以通过一类简单的风电系统有机融为一体，如图1所示。

风电机组是将“风能”转为“机械能”进而转为“电能”的复杂系统，其基本过程为：风扫过叶轮引起转动产生机械能，经过驱动链耦合输送给发电机转化为电能。由于风的随机特性，该电能无法直接利用或并网，需进行电力变换处理，而处理过程涵盖了电力电子课程的核心章节。

1）整流。发电机所得电能先经过第一次变换，将不规则的交流转化为直流，这种“AC-DC”的变化过程即为“整流”。整流是电力电子核心技术之一，作为第3章内容，是讲授重点。

2）斩波。整流所得直流一般不满足并网幅值的要求，需要进行升降压转化，这种“DC-DC”技术即为第5章的“斩波”。与此类似，可进行“AC-AC”的讲解，即第6章的“交交变频”技术。

3）逆变。斩波所得直流无法直接并入交流电网，需要再次转换为交流并经滤波后并入电网，这种“DC-AC”的技术即为“逆变”。逆变是与整流互逆的电能转换过程，作为第4章内容，也应着重讲解。

4）器件。上述转换多依赖电力电子器件实现，如现代变流技术中的IGBT正逐渐取代晶闸管成为主流控制器件。可结合教材第2章对此展开深入讲述。

5）控制。诸多电能转换控制方法中，脉宽调制（PWM）是主流技术，另有软开关等辅助技术，分别对应第7、8章。这些技术已广泛应用于电力电子工程，大大改善了电路控制性能。

由此可见，看似相互孤立的各章节在风电这一实际系统中紧密联合为一个整体，学生可快速把握课程主线，并对课程的工程应用价值有初步理解。

除此之外，其他新能源系统如光伏发电、电动汽车等，也具有类似的模块或功能构成，可作为课程讲解的工程背景。

3 教学中的其他辅助方法探讨

上节以一个例子简单描述了引入新能源的电力电子课程绪论的讲解方法，下面对教学中的其他辅助方法进行简要的探讨。

3.1 教学方式探讨

1）板书结合Flas。良好的板书可以促进学生的感性认知度，控制课堂节奏，加强师生互动效果。以电力电子为例，诸多电路结构仅用PPT解释难以达到良好效果，利用板书逐层递进地绘制并讲解，需要重点强调以及逻辑推理的用板书，大量的描述或辅解释用PPT，从而很好地利于学生接受。

传统电力电子教学中，电路及波形多用静态PPT描述，生动性较差，难以描述电路动态变化过程，而将Flas引入PPT中，可形象演示电路的工作过程和参数流向。例如：基于晶闸管的整流桥电路，其板书绘制繁琐，静态PPT讲述难度较大，而引入Flash后可以清晰看到各时段晶闸管的通断情况、电流流向以及输出情况，从而极大地提高学生学习乐趣，达到寓教于乐的效果。在实际教学中，建议根据课程内容灵活选择板书、PPT、Flash等教学手段，适当融合，形成“重点突出、形象生动”的教学模式。

2）波形结合MATLAB仿真。电力电子教学通常有这样的体会：最耗时也最难讲解的多是电路波形。MATLAB的引入将教师从繁重的原理讲解中解脱出来，作为数值计算和图形处理的软件工具，MATLAB比传统的高级语言更容易学习和掌握，被誉为“巨人肩膀上的工具”。尤其它集成了SIMULINK和SIMPOWER工具箱，可以很容易地提取元器件，建立系统建模，并利用其友好的交互式界面进行仿真分析。这样，学生可以清楚地看到整个电路运行过程，对诸多结论性的波形“知其所以然”。

3.2 拓展内容探讨

根据课程学时安排的不同，建议有针对性地进行课堂内容的拓展讲解，开阔学生视野，同时为后续课开设做一定的技术铺垫。例如，作为控制与电气学科的连接纽带，电力电子许多知识点会涉及相关先行课程。对此，建议回顾并凝练相关的重要结论，这种学科交叉点最难以讲解但极容易引发学生的积极性并锻炼其发散思维。此外，与主干课不同，作为选修课的电力电子通常没有实验课，建议结合MATLAB等工具进行模拟，加深学生的理解和记忆。

最后需要注意，电力电子是一种工程性极强的技术，课堂中要注意理论与工程的结合。例如前面提到的新能源技术，可以渗透到每章的课程中，这对于实现研究型和启发性教学具有积极意义。

4 结语

电力电子技术既是“强电”和“弱电”的桥梁，也是理论与实践相结合的典范。本文简要探讨了电力电子技术的教学思路，结合新能源技术，探索了一些新的教学方法，希望对于提高大学课堂效率、培养学生兴趣以及实践科研型教学提供有益参考。

参考文献

[1]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]黄忠霖.电力电子技术的MATLAB实践[M].北京：国防工业出版社，2009.