电力电子技术的认识精选(九篇)
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第1篇：电力电子技术的认识范文
摘 要 随着新时期各类信息技术的不断升级发展，信息技术已经渗透到各个领域中，在当今电信人力资源管理体系中，信息技术的应用至关重要，特别是数据挖掘技术的实践应用已经发展成为电信人力资源管理体系的技术保障。本文着重研究数据挖掘技术在电信人力资源管理中的实践应用，透过数据挖掘技术的深入分析，充分开拓利用数据挖掘技术在电信人力资源管理中的潜在作用。为构建现代化、科技化电信人力资源管理体系提供技术支持。
关键词 数据挖掘技术 电信 人力资源管理 实践应用
一、前言
21世纪，在知识经济浪潮的推动下，人才的竞争已经发展成为企业竞争的关键本质。人力资源管理领域越来越受到社会各界的重视。伴随着柔性化人力资源管理理念的兴起，现代化的人力资源管理体系中单凭先进的理念无法满足日益升级的市场竞争需求。要想保障人力资源管理体系发挥长效的生命力，还需要借助现代信息技术的支撑。电信行业的技术发展是信息技术更新升级的名片之一，在电信人力资源管理实践中，应充分重视技术的支撑以及其积极的反作用。只有宏观上掌控数据挖掘技术的使用领域，不断拓宽数据挖掘技术对电信人力资源管理实践的功能性，才能更好地发挥数据挖掘技术服务于电信人力资源管理的最大化效应。
二、数据挖掘步骤分析
数据挖掘就是在大量数据里利用分析工具发现数据和模型间关系过程，并通过模型与关系来预测。数据挖掘步骤通常包括准备数据、模型构建、验证与评价模型、模型实施四个步骤。
（一）程序化的数据准备
数据准备主要包括取样、特点探索、研究与预处理数据。与此同时，正确选择数据源作为数据挖掘关键环节，还需把握问题本质，择选合适数据以及进行必要调整。数据挖掘目的就是要寻找电信企业运作规律，因而取样数据时务必要对数据质量严格把关，无论任何时候均不可忽视数据质量。
（二）科学化的模型构建
模型构建作为数据挖掘重点环节，构建模型时需要认真观察哪种模型对本电信企业最有用。模型类型既可以是决策树，也可以是神经网络与传统数学统计。对本电信企业选择模型时，要结合本企业电信实际情况，了解对数据所需做的预处理的工作，例如：神经网络要进行数据的转换。当所有数据均准备好后，就要对模型进行训练。
（三）精确化的模型验证与评价
当通过以上步骤获得一系列分析结果与模型后，其中一种评价方法就是直接采用原有模型构建样板数据进行验证，当获取较好评价后，就表明在数据样本里挖掘出了满足实际规律性。当此方法行不通时，就可寻找另一批数据，虽该种方法验证效果相比第一种要差，但是相差程度却有一个度，否则就表明样本数据缺乏代表性或模型不完善。此外，还可通过实际运行环境获取新鲜数据来验证。
（四）模型实施
构建模型并通过验证后，就可采取以下两种方法来实施：第一种，将模型提供给工作人员以及分析人员作为参考，让他们通过查看与探究该模型后得出行动实施建议；第二种，将模型使用在一个数据集上面，用模型来标识事例类别，并给申请打分，或让模型在数据中寻找特定符号要求记录，在采取数据挖掘技术进行进一步分析。
三、探究数据挖掘技术在电信人力资源管理中的实践应用
数据挖掘技术在电信人力资源管理中的实践应用不仅为公司发展战略给出了合理人才规划，还实现了公司人力资源其战略和公司发展战略有机结合。下面探究数据挖掘技术在电信人力资源管理中的实践应用。
（一）数据挖掘技术在电信人力资源管理中的实践应用步骤
1.对挖掘目标进行确定
根据电信企业的实际状况，对挖掘目标进行确定，以寻找电信企业员工的职称、年龄、学历、性别等属性和离职与否间关系，从而在电信企业中找出潜在离职者，进而针对该些潜在离职者，对其采取一系列措施，例如：提高福利、薪资、变更工作性质等来达到降低离职率的目的，因而也可以为电信企业减少损失，形成稳定员工团队。
2.挖掘数据准备
按照人力资源管理部门数据对员工资源间关系进行确定。在职员工的基本信息包括：工号、性别、姓名、所在的部门、现担任的职位、职称、年龄、婚姻、政治面貌、文化程度、入党时间、进电信公司时间、身份证号码等。离职员工的基本信息包括：工号、性别、姓名、所在的部门、职称、年龄、婚姻、政治面貌、文化程度、入党时间、离开电信公司时间、身份证号码等。从以上基本信息中可看到在数据源中获取历史数据，具有存在量大、定义较复杂、属性较繁多、不健全等特性。因此，需要我们在大量数据中择选符合分析条件的数据，并采用SQL查询语句压缩、汇总和删除等来操作员工信息其关系的数据库
3.模型构建
构建模型时，最常用数据挖掘技术为遗传算法、决策树和人工的神经网络。针对电信企业人力资源管理实际情况，最为常用数据挖掘技术为决策树的分类法。建立决策树的过程，就是切分数据过程，并且每次切分均对应着一个问题和一个节点，同时每个切分全部要求分成组间有着最大差异。每种决策法其算法间主要不同就是对该差异衡量模式区别。对于电信公司人力资源管理，我们可将切分当作是将一组数据其分成几个部分，要求统一份内数据要尽可能的相同，不同份之间的数据要尽可能不相同。该类切分过程同样也被称作数据纯化。
（二）数据挖掘技术的实践运用对电信人力资源管理所起的作用
1.优化了人员配备
电信企业熟悉组织内部的人才类型与构成，掌握员工具体实际情况，对选拔人才与制定人才战略具有重大作用。数据挖掘技术在人力资源管理中的应用能够在组织内众多的数据库里获取人力资源的信息，并发现其模式与联系来达到优化其人员配备的目的。
为有效达到以上目的，常采取以下四个数据挖掘步骤：
第2篇：电力电子技术的认识范文
关键词： 《电力电子技术》 教学改革 慕课 翻转课堂
1.引言
电力电子作为一项新兴技术，因为其变换和传输电能的功能，在生产生活的各个领域受到越来越多的关注。全球性的能源危机使人们的目光开始转向环保型能源，如太阳能、风能，不同形式的能量之间的转换必须依赖电力电子技术。以上海为核心的长江三角地区经济的快速发展，必然会带动电力电子技术的大力发展与应用，同时电力电子技术的发展也相应推动长三角地区经济的迅速发展。
目前国内外高等教育部门均已认识到加强电力电子技术专业教育的重要性。通观全球的电力电子技术教育现状，“改革”的观念渗透到从课堂教育、仿真、实验到专业论文的方方面面。近十年，当高职完成规模建设的过程后，必然实现走内涵发展的道路，实现人才培养目标。我院人才培养目标定位：立足不断探索创新人才培养模式，培养高素质的技术技能型人才。因此，无论从该课程对国计民生的重要性还是从教学务实的角度讲，对于该课程的建设和教学改革都具有重要的实际意义。
2.教学现状
（1）学生方面。对于高职学生，本门课程一般在大二开设，已有电学的基础知识，但是本门课程涉及的电学知识，被遗忘和不扎实现象特别严重，在讲授过程中因为没有掌握基础知识，所以学习这门课程很吃力，以致厌学。
（2）教学方面。近十年来电力电子技术得到飞速发展，新器件和新的控制方法不断出现，《电力电子技术》教学内容必须随自身技术的发展及时更新，但实际授课教材大纲往往内容滞后，与电力电子技术的发展不协调，造成课堂教学与工程实践相脱节；基本沿用传统的以课堂教学为主、验证性实验为辅的教学模式，与先进的现代教学方法和教学手段不相适应，不利于学生对本课程的深入理解；目前课时越来越少，给高职学生的学习和教师教学带来难度。
3.教学方法改革
利用新的教学方法提高学生对电力电子课程的兴趣，被视为电力电子教学改革的重要手段。迅速发展的信息技术和网络技术不仅被应用于实验室建设，而且被广泛作为课程教学的新方法。国内外许多大学都已开发出电力电子的网上授课内容，并以多媒体的形式呈现，其中以瑞士的iPES最著名。
通观国内外高校电力电子教学现状，有很多值得我们学习和借鉴的新方式、新方法，在我国电力电子教学改革中，以下几方面值得注意。
（1）建立系统的观念。在教材编写与课程内容组织的过程中，从电力电子系统的观点出发，将相关知识有机融合，避免将各种电力电子器件、各种结构功能的电路作孤立讲解，因为电力电子电路通常都是几种电路组合在一起构成一个系统实现一定的功能的，仅仅孤立地讲解其中的一个意义不大。
（2）注重电力电子电路的设计，培养学生的电路设计思想和能力。从电路设计的角度出发组织电力电子技术的教学内容，是一种很好的教学方式。哪怕是最简单的电力电子电路的设计，也是一个很好的开端。
（3）课堂教学、仿真、实验并重。在课堂教学中引入各种先进的教学手段，在实验室中引入先进的仿真软件，如MATLAB、PSPICE等，同时下大力气建立电力电子技术实验室。通过各种实验电路搭建完整的电力电子系统，应是实验室的基本功能，而不仅仅是对各种功能电路的验证。
（4）在教学中，为了跟上电力电子技术快速发展的步伐，仅仅讲授教材中的内容是不够的，还应采取调研、讨论、讲座、专题报告等各种形式，使学生对电力电子技术的前沿技术有所把握，为学生未来的科研与工作打好基础。
（5）积极开展电力电子及相关课程的网上教学，用动画、多媒体等先进手段展示电力电子的课程内容，提高学生的学习兴趣。通过交互式网页设计使学生主动参与学习，增强教学效果，如“慕课”（MOOC，大规模在线开放课程）。
4.MOOC+翻转课堂
近年兴起的“慕课”已在全球高等教育界引发热潮，我国北大、清华、复旦等高校相继加入“慕课”平台。同时，国内高校认识到，应借势“慕课”冲击，努力提高教学质量，还能用较低的成本进一步均衡国内高等教育优质资源。建设“中国式慕课”很快由理念变为行动。
翻转课堂是指重新调整课堂内外的时间，教师不再占用课堂的时间讲授信息，这些信息需要学生通过看视频讲座、听播客、网络阅读等形式课后自行学习。教师更多地利用课堂时间对学生进行一对一的互动和指导。
把基于MOOC的翻转课堂法融入《电力电子技术》的教学实践活动中，使师生共同走进课程，体验、思考，成为课程的创造者和主体，这种教学改革在全国范围的课程改革中尚属前沿。
参考文献：
[1]陶生桂，胡兵.长三角地区电力电子技术发展及应用[J].变流技术与电力牵引，2007，1：38.
[2]关晓菡，赵徐森，张卫平，刘元超.电力电子技术实验教学改革探讨[J].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集，2005：543.
第3篇：电力电子技术的认识范文
一、掌握重点、难点
1.课程的重点
各类电力电子器件的通断控制特性、四类基本电力电子开关电路拓扑结构、实现电力电子变换和电力电子补偿控制的原理、电力电子变换的过程中运行参数的变化及实时控制特性、输入输出电流电压波形分析。
2.课程的难点
电力电子电路种类繁多，当电路中含多个开关器件时电路的运行模态较多，且理解电力电子电路特性时常常要从s级、ms级和us级等不同时间尺度人手，因此学生学习时容易被本门课程表面的繁杂所迷惑，甚至感到无所适从。而且本门课程实践性很强，学生在课程学习时难以将所学知识与实践相结合。
二、整合教学内容
1.优化课程内容
晶闸管是半控型器件的代表，在20世纪90年代前期，应用范围相当广泛。但从20世纪80年代初，以P-MOS-FET和IGBT为代表的全控型器件发展迅速，目前已经成为电力电子领域的核心器件，这影响到主电路拓扑结构、控制方法，也同样影响电力电子技术课程的教学。在教学过程中，将半控型器件的相关内容删减，介绍全控型器件的特性，由全控型器件组成的斩波器、逆变器、变频器。压缩和删减一些已过时或在实际工程中应用较少的器件和电路。例如在整流电路章节中晶闸管直流电动机系统，原来它是可控整流装置的主要用途之一，但目前已由全控型器件构成的PWM脉宽调制电路所取代，因此在授课时就简单介绍。在删减晶闸管教学的同时，必须强化全控型器件及电路、控制方法的教学。
在课程内容上，将电力电子技术的内容分为有机的几个部分，提出了新的课程内容设置思路，即以电力电子开关器件为核心、以四类基本变换器和两种控制方法为基础、以四类应用为目标，兼顾当前技术发展，这种内容设置方法有利于学生掌握课程核心内容。
在器件学习中，就着重指出全控型尤其是电压型全控器件的优点，让学生知道全控器件制造工艺的发展决定电力电子的发展。在讲授斩波电路和逆变电路时，要以全控器件为基础。对脉宽调制PWM控制技术这一章要重点讲解，指出正是采用了全控器件才得以使这一技术得到大量应用，成为电力电子的核心技术，是电力电子技术的一场革命。另外结合应用，要加强交直交变频和直流开关电源的教学。
2.适当增加最新技术的教学
由于电力半导体器件和微电子半导体器件日新月异的发展，电力电子技术每隔不久便有一个新飞跃，其应用领域也在不断扩大。要及时传授该学科的前沿知识、介绍其发展趋势，使学生对该学科有一个清晰的认识。如对当前电力电子最新应用：矩阵式交一交变换器、电网谐波抑制技术、功率因数提升技术等内容作较为详细的介绍。另外，应加强理论联系实际，介绍一些和生活息息相关的应用，如电子镇流器，增加学生的见识，提高他们的学习兴趣。
三、改进方法和手段
1.培养学生的主动性，提高学习兴趣
从第一节课开始，通过大量的图片，演示了电力电子的多种应用，包括工业生产、交通运输、电力系统、家用电器、航天飞行器等。通过这些生动的实例，使学生明白电力电子其实就在身边。这门课的内容不是空洞的理论，而是与实际紧密结合的。在讲授DC-DC变换器时，与直流开关电源结合起来，并制作了小功率Buck变换器样机。演示时调节占空比，观察输出电压，学生印象深刻。此外，还向学生推荐阅读相关的期刊，并精选了几篇文章让学生仔细阅读。这些文章从理论分析、电路设计、控制系统设计到仿真和实验验证都比较完整，内容具备典型性，让学生初步了解电力电子科研和最新发展的动态。这些措施改变了以往学生被动接受的状态，学生对这门课的兴趣大大提高，学习有了主动性。
2.利用现代化教学手段，改善教学效果
近年来，多媒体教学逐渐代替了板书成为主流课堂教学手段，那么这种静态的演示文稿却还不能吸引学生。如何有效地利用多媒体手段，将枯燥的分析变得生动，也是该课程教学中一个棘手的问题。具体对于电力电子技术课程，方法是使图形、波形动起来。采用了相对易用的软件Matlab/Simulink。软件中有完善的电力电子工具包SimPow-ersystem，其中有各种器件、电源、负载、测量和波形显示元件等，可以搭建教材中的各种电路。在课堂上演示给学生，且可以方便地修改电路的参数。为了使演示界面更友好，我们在课下制作flash课件，可进一步丰富教学资源。采用这些方法后，大大改善了课堂讲授效果。
四、加强实践能力
在学校的大力支持下，近年来实验教学从教学思想、实验教学管理和教学条件上都有了很大改进，正在由演示性、验证性实验向设计性和创新性实验发展，由封闭实验室管理向开放管理发展，由单一的电力电子实验向综合性实验发展，由教师主导进行实验向发挥学生自主性发展。
调整实验的内容，保证实验的先进性、代表性和方向性实验内容，首先要考虑理论教学的进度及其知识的难点和重点，以利于学生对基本理论、基本原理的掌握；其次要对原有的实验内容进行筛选、补充、综合，减少验证性实验，多开一些综合性、设计性实验。对电力电子技术实验，保留原有的晶闸管整流、逆变的验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识，对直流斩波、交一交变换以及PWM控制技术部分的实验，则可开出设计型实验，由教师给出电路参数，由学生自行设计主电路，选择器件及其驱动电路、保护电路，进而完成实验，培养学生分析问题，解决问题的能力。
五、探索改革方向
电力电子技术课程的教学也是一门艺术，要上好这门课是不容易的。除了开发多媒体动态课件外，下一步的工作是开发出仿真实验平台，提供更多的虚拟实验项目，为学生的自主学习提供一个宽松的环境。
第4篇：电力电子技术的认识范文
关键词：Saber；电力电子技术；课堂教学
作者简介：丁新平（1975-），男，甘肃定西人，青岛理工大学自动化工程学院，副教授；马淋淋（1979-），男，黑龙江黑河人，青岛理工大学自动化工程学院，讲师。（山东 青岛 266520）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）06-0053-02
随着半导体器件技术的日益成熟和数字控制技术（Digital Signal Control）的飞速发展。电力电子技术在国民经济和工业生产中的地位越来越突出：节能减排的很大一部分比重都是通过以电力电子技术为核心的变频调速、高效节能灯具等电力电子节能产品完成。在国家大力发展的新能源利用以及分布式发电等领域，电力电子技术也是大有用武之地，作用越来越明显。同时，电力电子技术人才供不应求，国家需要大量电力电子技术的应用型人才。
本科教学中，对电力电子技术的要求越来越高。而电力电子技术教学中存在的主要问题是该门功课属于理论和实践结合性非常强的课程，任何一个环节出现问题都会影响到学习效果。高校中电力电子技术课堂教学主要以理论讲解为主，在教学过程中配以部分典型电路的实验验证等实践教学。而实验项目的完全封闭性（考虑到学生安全性等原因）造成了学生在学习过程中的盲目性和迷茫感。学生很难把课堂所学理论知识和实际应用项目联系起来。笔者调研后发现，学生由于缺乏对理论知识相对应实践环节的感性认识，学习的主动性和积极性不高。学生最主要的迷茫感是——学习的电力电子电路能用到什么地方？怎么去用？成天讲的电力电子器件在实际中到底如何控制？这些问题在传统课堂教学中得不到有效解决，久而久之，学生就丧失了学习的积极性。单纯为了分数的学习使得教师教得费劲，学生学得没劲。
Saber仿真软件是一款专门针对电力电子学而开发的仿真软件，其主要应用于科研人员对新型拓扑电路的验证上，为实验验证提供相关参数和对新电路的有效性进行验证。[1，2]先有很多仿真软件都是把物理特性用数学模型表示出来，然后在数学模型的基础上进行仿真。这些仿真电路和实际硬件电路相差较多，更不能给人带来更直观的硬件电路设计指导作用。Saber仿真软件最大的优点是“硬件化”仿真思想的植入，其在仿真时能够完整还原真实系统，而不是用数学模型来代替系统特性进行设计研究。Saber仿真软件应用在电力电子技术课堂教学中将解决目前在学习过程中困扰学生的主要难题。
第一，增加学生的成就感，进而培养学生的学习兴趣。很多时候，学生在接触到一门新课的时候，都会有一个过程：满怀信心和好奇地去了解和学习感性认识和理论入门主动（或被动）学习考试。在一门课程学习过程中，起关键作用的是感性认识和理论入门阶段，如果此时能有真实的应用电路来入门，其必然的结果将是学生主动和有兴趣去学习，效果将不言而喻。Saber软件的“硬件化设计”给人以电力电子电路的真实感，解决了学生学习过程中由于理论公式推导而造成的“实际电路和理论分析对不上号”的困境，能够起到“感性认识电路仿真出结果学习成就感学习兴趣”的良性循环。
第二，培养学生的主动思考能力。一改传统教学中课堂上教师枯燥地讲和学生被动听的教学模式，变被动听课为主动参与设计电路，通过在仿真软件上自己搭建电路及设计闭环控制器，培养了学生主动思考问题的能力。
第三，在课堂教学中，引入硬件仿真电路的现场演示，增加电路的直观和感性认识。通过仿真电路对电力电子电路工作原理和工作模式的验证和演示，现场用“硬件电路”验证了理论分析的结果，加深了学生对所学电力电子电路知识的认识和掌握。
第四，实验前认识电路工作原理，验证各部分实验波形，为知识点的更好掌握和实验的顺利进行做前期准备工作。有些论文介绍计算机仿真软件能够部分或者全部代替实验教学，[3]笔者持否定观点。仿真软件无外乎是理论知识的验证，其根本代替不了实验对学生实践动手能力的锻炼。笔者认为要学好学通“电力电子技术”这门课程，不但要保留电力电子实验，还应该增加相关课程创新项目等实践活动来增加学生在实际设计中对理论知识的加强和融会贯通。
一、典型电力电子电路工作原理介绍
几乎所有的电力电子电路都可以用Saber软件实现仿真，其中包括各种电能转换电路：AC-DC，DC-DC，DC-AC，以及AC-AC电路。在现代电力电子技术里面颇具代表性的几种典型电路有：应用于开关电源中的DC-DC斩波电路之Boost /Buck/Buck-boost电路；广泛应用于节能减排中，作为变频调速系统主要能量转换环节的电压源全桥逆变电路（VSI）；大功率场合应用较广的可控整流电路。限于篇幅限制，本文主要以Boost电路和电压源逆变器为例进行阐述。
作为应用较广的电路之一，Boost电路能够实现对输入电压的任意升压功能，通过控制开关管的占空比能够控制输出电压的大小。在闭环控制器的作用下，该电路能够抑制输入电压扰动和负载扰动对系统的影响，保持恒定的输出电压。Boost电路除了应用于开关电源DC-DC中外，主要应用在PFC电路实现功率因数的校正。同时，在新能源能量转换电路中，其可以作为前级电路以实现MPPT（Maximum Power Point Tracking）调整功能，在实现光伏模块和燃料电池等新型能源的最大功率输出的基础上，实现对输入电压的升压功能。图1所示为Boost电路在光伏电池发电中实现MPPT和升压功能的原理图。图2为实现PFC功能的Boost电路，能够实现较高的功率因数，减少了开关电源对电网的影响，并得到相对稳定的直流电压。
图3为应用广泛的变频器主电路图，电网输入，经过二极管不控整流得到6脉波波动的直流电，再通过电压源逆变器实现DC-AC转换，得到所需的可控交流电（CVCF或者VVVF），实现电机的变频调速功能。全桥电压源逆变器控制可以采用比较简单的SPWM控制或者SVPWM方法实现。
二、Saber软件在电力电子典型电路中的应用
1.课堂授课中的应用
Saber软件应用到课堂教学中，可以增加上课时学生的参与性和理论知识验证的直观性。为枯燥的课堂教学带来生机，具体例子为：在讲授DC-DC斩波电路时，必须要讲明白两个前提（概念）：一是稳态的概念，二是电感的伏秒平衡（电容的安秒平衡）法则。在此基础上，所有的变换电路都可以解释并推导出来。在讲到这两个概念的时候，学生很难理解透彻，大多数情况下学生都是一知半解的状态，这时能够利用Saber软件进行说明则会起到事半功倍的效果。在电路启动阶段，此时电感电流从零开始上升，然后振荡几个周期，最后进入稳态阶段，具体如图4所示。稳态状态最关键的现象是：每个开关周期，电感电流的上升变化量和下降变化量保持相等，通过电感公式VL=Ldi/dt可以推导出电感的伏秒平衡法则。用该法则可以推导出几乎所有DC-DC斩波电路输出-输入电压关系。用该仿真软件直观验证和理论推导相结合教学效果非常好。
在讲不同DC-DC电路输出-输入电压关系时，推导的公式可以直接用Saber仿真软件验证，具体如图5所示，Vout=（1/（1-D）Vg=12/0.6=20V。图5直观显示出两个关键现象：一是让学生知道了开关管是如何驱动的；二是输出-输入电压增益的验证。DC-DC斩波电路另一个比较关键的概念是电路的连续工作模式（CCM）和断续工作模式（DCM）。通过仿真软件能够非常直观地呈现给学生，当电感电流较大的时候，电路工作在连续工作模式（CCM）下；当电感电流变小到在一个开关周期里面有部分时段电感电流等于零，此即进入了断续工作模式（DCM）。具体仿真演示结果如图6所示。
在讲到其他电力电子电路时，Saber仿真软件在讲课中的直观性优势也非常明显，譬如以电压源逆变器为例，其交流输出电压频率和幅值受调制波的控制而变化。最直观的讲解如图7仿真所示，图7上半部分为调制因子M的波形，可以控制交流输出电压的大小，也就是说输出交流电的频率和调制信号频率相同，而幅值和调制信号幅值成正比。通过上下两部分仿真图的比较，非常直观地看出逆变器输出电压和调制信号之间的关系。
2.课后设计电路时的应用
Saber仿真软件还可以作为课后设计电路参数和闭环控制器的主要依据。工业应用中，绝大部分产品都是工作在闭环控制方式下，以达到抑制输入扰动和负载扰动、最后输出稳定的直流电压。在主电路参数（L，C）选型和闭环控制器设计上，Sabrer软件起到指导和验证的作用。在控制器参数设计完毕后，可以通过Saber仿真软件进行初期验证，对参数进行优化和微调以得到最优的控制参数。图8所示是Boost变换器在闭环控制器的作用下进行的负载扰动和输入扰动仿真验证，由图可以看到在PI闭环控制器的作用下，系统具有抑制负载扰动和输入电压扰动的能力，输出电压Vout很少受两种扰动的影响。
三、结论
本文研究了Saber仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用。在教学中通过引入Saber软件使得课堂教学生动直观，一改传统教学中的死板和枯燥。以“电力电子技术”课程里的几种典型电路为例，详细地说明了如何有效地应用Saber软件辅助传统课堂教学以收到直观生动和事半功倍的效果。
参考文献：
[1]李艳林，宋海良，陈凯，等.基于saber的电压源仿真设计[J].科技信息，2012，（33）：30-31.
第5篇：电力电子技术的认识范文
关键词：电力电子技术 FPGA 综合实验平台
电力电子技术是指电力电子变换和控制的技术，是涉及电子技术、控制技术和电力技术等多专业的交叉学科。同时，也是电气工程及其自动化、工业自动化等相关专业的重要专业基础课。该课程教学内容复杂抽象、信息量大，应用性和实践性强。课程内容以电力电子器件和变流电路为主，通过分析各类电力电子器件的通断来学习理解整流、逆变、斩波和变压变频等典型电路的工作原理，并分析在不同负载情况下的电压、电流波形。通过本课程的学习可独立分析、解决实际的工程技术问题[1]。
鉴于电力电子技术是一门强调理论与实践相结合的专业基础课，而目前电力电子技术课程的实验教学大多依托插拔式实验平台，主要是演示性或验证性实验。学生实验时大多按照实验指导书进行简单线路连接，并没有通过实验深入理解理论知识，出现问题也不会主动分析和解决。另外，由于对实验操作不熟而导致实验装置损坏，维护量大[2]。为此，需要增加学生真正动手设计、搭建和调试电路的机会，让学生完全掌握具体实现过程，加强学生动手能力和创新能力的培养。
1 目前电力电子技术实验教学现状及存在问题
实验的目的是让学生更好地理解和掌握理论知识，培养在实际应用过程中的实践能力。但目前电力电子技术实验普遍存在着实验与理论结合不紧密、实验与生产实践相脱节的问题[3，4]。主要体现在：
（1）传统的电力电子技术实验装置封装程度高，容易损坏，维护困难。课堂讲授的理论知识与实验过程衔接度低，尽管学生对工作原理掌握得很好，但在实际实验过程中还是无从下手，无法真正达到实际应用。
（2）传统的电力电子实验大多是演示性或验证性实验，只能观测实验结果，而不能有效地进行电路分析和动态分析，几乎没有仿真和模拟。
（3）传统的电力电子实验内容固定，较难实现模块化，无法根据学生实际情况定制实验内容。
随着电力电子技术朝着高度模块化、集成化以及应用多元化的方向发展，相应地也要求加强实验教学，让学生真正动手，在实际应用中更好地理解和掌握电力电子技术基本概念和工作原理。因此，需要设计和开发一种具有良好扩展性且交互式的综合实验平台来满足教学要求。
2 便携式综合实验平台
目前，我校电力电子技术实验设备相对陈旧且占地面积大，维护困难。为满足实践教学改革需要，我们研究和开发了一种便携式电力电子技术综合实验平台。
2.1 硬件平台
该实验平台的硬件系统主要由PC机、eMotion模块、FPGA芯片和实验模块组成（如图1所示）。
整个综合实验平台采用标准化的模块结构，PC机通过以太网或串口与eMotion模块相连。而FPGA1芯片卡通过ISA总线与eMotion模块相连，实验模块通过JP与FPGA2芯片相连。FPGA1与FPGA2通过SIO相连，使得FPGA1与实验模块完全隔离。实验模块包括示波器显示模块LCD，直流斩波模块DC2DC，逆变模块DC2AC等模块（如图2所示）。
2.2 软件平台
该实验平台运行在Matlab环境下，主要包括操作界面、波形显示界面和逻辑分析界面等。如图3所示，给出buck转换电路实验界面。整个实验系统采用层次式结构，如图4所示。所有实验均用Matlab编程实现，其中每个实验包括多个操作界面。
具体操作过程如下：
（1）开机运行后，首先执行eMotion模块，在PC机中执行Telnet程序，进入工作目录。
（2）启动Matlab，并进入相应实验的m文件目录。选择相应的实验，启动界面。
在实验过程中，学生可根据实际需要选择相关实验。该综合平台具有良好的可扩展性，可根据实验室规模灵活配置，方便携带。
3 实验内容设置
根据实际教学和学生不同能力的需要，设置了基础性实验、设计性实验、综合性实验和创新性实验4类实验，形成阶梯式实验教学。
3.1 基础性实验
这些实验基本上是演示性及验证性教学实验，实验指导书给出具体电路、实验内容及操作步骤。通过实验使学生获得感性认识并与理论知识相衔接，掌握各种典型电路的工作原理、波形分析及定量计算，为综合设计实验打下基础。
3.2 设计性实验
在基础性实验的内容和基础上，由学生自行设计设备参数及其特性，并通过编程进行仿真实现。主要目标是掌握电子电路的设计及软件编程，并学习实验参数的设置与调试。
3.3 综合性实验
根据教师提供的不同实验项目，从最初的方案设计，元器件选型，软件编程仿真到具体实物实现，将实验与实际问题相结合，提高学生的动手能力，积累学生的工程实践经验。
3.4 创新性实验
挑选优秀学生，采取集中培训的形式，在课程设计过程中结合国家或省市级大学生科技创新项目，进行创新性实验设计，深化课堂与实践教学的效果。
4 结束语
随着电力电子技术的快速发展以及电力电子在各行各业中的广泛应用，针对相关专业的本科生培养以及学校教育教学改革的深入，构建了一种便携式电力电子技术实验教学综合平台。该平台具有良好的可扩展性与交互性，实验内容丰富，开放性强。通过该平台，学生易于理解和掌握电力电子技术的理论知识与分析方法，提高动手能力和工程实践能力。
根据教学实践，还可进一步提高该平台的性能，形成多层次、立体化的实验教学。
参考文献
[1] 王兆安，刘进军.电力电子技术[M].第5版.北京：机械工业出版社，2009.
[2] 唐杰，刘丽，罗庆跃.“电力电子技术”课程研究性教学初探[J].中国电力教育，2009（12）：86-87.
第6篇：电力电子技术的认识范文
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7篇：电力电子技术的认识范文
1.掌握相关课程之间的联系。教师应该熟悉掌握本课程与相关课程的联系，例如了解先修课“电路”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的教学情况和后续课“电力拖动自动控制系统”的安排，处理好它们之间的关系，使整个专业课程体系前后衔接，避免内容的重复和疏漏。例如讲“半导体电力开关器件”一章时，模拟电子技术中已讲过小功率晶体管结构、原理、特性及应用。在本门课程中，对晶体管应重点讲述其与小功率晶体管的不同之处。模拟电子技术中讲述的晶体管其工作特性在线性放大区，而在电力电子技术中，晶体管工作在截止区和饱和区之间，使用的是其开关特性。对于晶闸管相控有源逆变的应用部分，重点讲解在整流、有源逆变两种状态下，直流电机四象限传动系统的特性，也就是直流电机的转矩正比于电枢电流，转速正比于电枢电压，改变电枢电压、电流的方向，就可以使直流电机四象限运行，为后续课程《电力拖动自动控制系统》中的直流调速部分做好铺垫工作。
2.导论是说明编者写作意图、本书内容的主要特点、背景及主要内容的知识体系和概要等，同时还向学习者指明了学习本教材的学习方法，因此，教材的导论部分对学习者的入门学习起到了提纲挈领的重要作用。我们在每学年的第一节导论课时，通常要给学生做一个专题讲座，以图文并茂的形式详细介绍电力电子技术领域最新的发展动态、国内外的发展现状以及在相关领域的应用等，开阔学生的视野，使其对本课程有个大概的了解，引导学生充分认识到本课程在现实生活中及在本专业中的重要性。
3.电力电子器件是电力电子技术的基础，四类基本变流电路（AC／DC、DC／DC、AC／AC、DC／AC）是电力电子技术的研究核心。教学内容大致分为三部分：（1）电力电子器件。主要包括电力二极管、晶体三极管、晶闸管、MOS-FET、IGBT等器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性等问题。（2）四种基本的电力电子电路。对于直流斩波电路，主要电路为BUCK、BOOST、CUK斩波电路等。重点讲解BUCK、BOOST斩波电路的原理，输出电压电流波形的画法，改变占空比的方式：脉冲宽度调制PWM，脉冲频率调制PFM。逆变电路是主要依赖于全控型开关器件，重点讲解正弦波脉冲宽度调制SPWM基本原理，单极性、双极性倍频正弦波脉冲宽度调制逆变器的原理及其控制方式。以半控型器件晶闸管为主的整流电路部分，主要包括晶闸管驱动和保护、整流电路及有源逆变电路。交流电路的器件为双向晶闸管，电路为单相交流调压电路、单相调功电路、三相调压电路及触发电路等内容的讲解。
二、注重教师自身建设，提高综合素质
1.在讲授《电力电子技术》这门课程内容的时候，教师不能只讲课程教学大纲或教科书的内容，还要广泛涉猎其他有关的教材和参考书，形成自己的独到见解。因此，任课教师对电力电子技术的现状和发展趋势，理论如何与实际相联系，必须要有所了解。例如在讲授直流斩波电路时，可以引出该电路可以使用在开关电源、太阳能发电系统中；在讲解整流变换时，介绍其在电力机车的启动、调速与制动中的应用，有源逆变电路可应用到变频空调、电梯、计算机不间断电源；逆变变换可联系太阳能发电、风力发电；在讲授交流电路时，说明其在可调光台灯、异步电动机软启动装置中的应用。通过以上讲解就可以使学生了解所学的书本知识在实际生活中的应用，激发学生的学习兴趣。
2.教师要定期地阅读最新的与电力电子技术有关的学术期刊，及时浏览相关的专业技术网站，掌握本学科前沿发展的动向，熟悉本学科和相邻学科的新成果、新进展。
3.教师还要承担一些与电力电子技术相关的科研工作，将科研与教学有机地结合起来，把科研成果转化成教学资源，将科研成果和科研体会引进课堂教学，丰富教学内容，促进专业教学水平的提高。
三、激发学生学习兴趣，增强课堂效果
1.充分发挥学生的主体作用。教师要学会调动学生学习的主动性和积极性，才能培养出高质量的人才。教师对内容相似或易于理解的内容予以精简，选择一部分内容留给学生去自学，然后让学生站在老师的角度去给别的同学讲解所理解的内容，让学生画出主电路波形图，通过相互交流，互相促进，提高学生的学习兴趣。
2.平等待人，积极鼓励。在近几年教学过程中，发现学生中有消极待学的现象，这部分学生或沉迷于游戏，或忙于出外打工赚钱，严重地影响了其学业，考试成绩也不理想。对于这部分学生，教师一定要找到症结所在，积极引导、平等对待、不断勉励。要重视学生的个性培养，积极鼓励学生求新、求异、求难、质疑、进取的精神，对于部分考研的学生，他们认为凡是和考研有关的课程就认真对待，无关的就不学，对于这样的学生，我们的做法是将考研数学的傅里叶变换与电力电子技术中的基波和谐波的概念结合起来，既加强了考研知识学习，又解决了电力电子技术中的知识难点掌握问题，使其认识到课程之间都是相关的，只有这样才能使师生之间建立一种平等、和谐、融洽的关系，激发学生在课堂上的思维能力。
四、运用多种教学手段，提高教学效果
1.从以上对课程特点的分析可以看出，只采用黑板板书的方法对课程进行讲授的话，教师势必会在概念、电路图、波形图及参数变化对波形图的影响方面的书写花费大量的时间。而若只采用多媒体进行教学的话，在波形和物理计算公式的推导的讲解过程中，讲解速度虽然会加快，但是与学生的互动也会相应减少。这样势必不利于启发学生，培养学生的独立思考能力。教师在讲授的过程中应根据教学内容确定使用哪种方法进行讲解。文字内容比较多的情况，可采用多媒体辅助教学。利用PPT向学生展示学习内容中涉及到的实物照片，这样不仅可以增加教学内容的知识量，而且可以提高学生的学习兴趣。如果讲解的是可控电路的工作原理和输出波形，可采用多媒体（电路图演示）和板书教学（波形图绘制）相结合的方法。
2.实验是培养理论联系实际、学生动手能力的重要手段。对电力电子技术实验，保留原有的晶闸管整流验证性实验，使学生对本课程的应用有初步认识，对直流斩波电路以及正弦波同步移相触发电路实验，则可当成设计型实验，由教师给出电路图及参数，由学生自行设计，选择器件及其驱动电路、保护电路，进而完成实验，培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.课程设计作为实践课教学中的重要组成部分，在人才培养中起着举足轻重的作用。因此切实提高课程设计的质量，具有重要意义。《电力电子技术》课程设计教学模式分以下几个方面：（1）课程设计走进实验室。建立开放式综合性实验，将实验时间交给学生，让他们自行安排。而日常生产和生活中，有许多实用的电力电子产品，其电路相对简捷，很接近教材，非常具有代表性，例如手机的充电器、录音机用的变压器，可以把它引入到课程设计中来。通过这样的过程，学生能够更真切地理解电力电子技术的基本内容、基本原理，更加真实地感受电力电子电路的设计、调试过程。（2）课程设计引入计算机辅助设计。传统的电力电子技术实验，基本上是学生利用protel软件画出PCB板图，再利用电力电子开关器件、电阻、电容等元件搭建电路来获得电子线路的感性知识。但在教学实践中，由于电路板连线可靠性差，学生的操作技术不够熟练，产生错误的概率较高。为了解决上述问题，我们引入了计算机仿真软件MATLAB，Simulink作为MATLAB软件下的仿真系统，通过它下面的工具箱可以对电力电子技术进行建模、仿真分析，实现高效率开发系统的目标。
五、结语
第8篇：电力电子技术的认识范文
【关键词】电力电子技术；PSIM仿真；整流电路；斩波电路
1.引言
随着科技和经济以及电力电子技术自身的快速发展，电力电子技术日益成为了基础性和应用性都很强的技术，在电气工程、自动化工程、电子工程、通信工程等诸多工程领域已得到广泛应用，因此多数高校都将电力电子技术作为电气工程专业的必修课程。本课程主要讲授电能的转换和控制，通常是采用波形分析法进行分析，通过比较电路图和波形图的变化来阐明各种变流电路的基本原理和工作过程。由于电力电子变换器的电路拓扑形式多样， 而且所带负载不同时， 变换器的工作特性和输出波形等会发生相应改变， 现有的教材主要用文字、公式和波形图等方式讲述变换器的工作原理及过程。这种教学形式单调， 导致学生的学习效果差。同时随着高校课程的改革，电力电子技术的课时有不同程度的挤压，对于理论学时少而教学内容多的电力电子技术教学面临更大的压力。
现代计算机仿真技术为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的途径，可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加简单有效，同时也成为我们学习电力电子技术必不可少的重要手段。
PSIM是专门为电力电子和电机控制而设计的仿真包，仿真快速且有着友好的用户界面，PSIM还提供了强大的仿真环境，可以从事电力电子、模拟数字控制、电机驱动等方面的仿真。目前，应用PSIM进行电力电子系统的分析、建模、开发受到了广泛的关注。
本文采用PSIM仿真软件，对单相半波可控整流电路和升压斩波电路进行建模仿真，仿真结果与理论分析一致，验证了建模方法的正确性。
2.PSIM简介
PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件，具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。
PSIM / elements中包含有丰富的控制元件库， 为电力电子装置设计与控制分析提供了良好的仿真开发环境。另外，除了PSIM / control中提供传统的（ 如PI模块） 控制模块同时， PSIM 还允许嵌入C /C+ + 等代码编写的控制算法。在PSIM6. 0和PSIM 9.1版本中还附加有SimCoupler模块， 能和Matlab /Simulink进行连接而共同仿真， 提高了PSIM 的仿真处理能力， 缩短了产品的设计周期。
PSIM具有快速的仿真功能和友好的用户界面等优点，针对各不同用户而提供的一种强有效的仿真环境。PSIM具有独特仿真速度、可控制任意大小的电力变换回路、及对控制回路仿真功能的特点，在各不同系统的仿真领域、控制环的设计、以及电机驱动系统设计领域被广泛应用。
另外， PSIM 官方网站提供免费试用版， 虽然试用版的仿真元器件个数受到一定的限制， 但并不影响本课程学习的需要。
3.典型电力电子电路仿真实例
下面分别以单相半波可控整流电路和升压斩波电路为例在PSIM中进仿真。
3.1、实例一 单相半波可控整流电路
电源为正弦交流电源，峰值为Ue=100V，交变频率为50Hz，电阻为2Ω，通过晶闸管的驱动信号频率为50Hz，触发角为30°。电路如图1所示。
图1 整流电路 图2 选择要显示的参数
（2）仿真结果
仿真时间设置： 仿真显示的起点时间（ Printtim e）为0s， 仿真显示的终点时间（ Total time）为0.04s。点击Run Simulation 进行仿真。选择要显示的参数如图2 所示， 当要显示的参数选择完毕后， 点击OK， 系统就会显示选中参数的波形， 如图3所示
图3 仿真结果波形图
理论分析，而仿真电阻R上的压降为29.7V，与理论计算相符。改变触发角，仿真电阻R上的压降也随即改变。通过控制触发角大小即触发脉冲的相位来控制直流输出电压的大小的原理学生就很容易理解。
3.2、实例二 升压斩波电路
电源电压为直流Ue=100V，电阻为20Ω，电感L=1000mH，电容C=1000uF，通过晶闸管的驱动信号频率为50Hz，电阻R=20Ω，IGBT的驱动信号频率是1600H z， 脉冲宽度为150°。通过改变IGBT 的驱动信号的脉冲宽度就可以改变IGBT的通断时间， 从而在负载端得到期望的高于
电源电压的直流。电路图如图4所示。
图4 升压斩波电路
（2）仿真结果
仿真时间设置： 仿真显示的起点时间（ Printtim e）为950ms， 仿真显示的终点时间（ Total time）为1000ms。点击Run Simulation 进行仿真。选择要显示的参数， 点击OK， 系统就会显示选中参数的波形， 如图5所示。
图 5 仿真结果波形图
理论分析，而仿真电阻R上的压降为141.35V，在误差范围内与理论计算相符。通过观察电感、电容以及负载电阻的电流波形，可以知道在IGBT导通时，电源对电感供电，同时电容对电阻供电；当IGBT 截止时，电源和电感共同向电容C充电，并向负载电阻提供能量。从而能够更好地理解升压载波电路的工作原理。
4.结论
由上述教学实例分析可见， PSIM 仿真程序的使用非常简单易学， 仿真结果直观， 可以使课堂讲解更加直观清楚，使学生对于课程的学习较以前更为轻松，说明了利用PSIM 对电力电子电路进行仿真可以使学生对电路有更为具体的认识，有助于激发学生学习的兴趣，提高教学质量，同时对于提高学生分析问题、解决问题的能力也有很好的效果。因此，在电力电子技术中应用计算机仿真技术是一个有益的探索，让学生掌握一些计算机仿真技术，对他们以后的学习很有帮助。
参考文献
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第9篇：电力电子技术的认识范文
关键词：电力电子技术；仿真；教学模式；MATLAB；Simulink
作者简介：龚建芳（1970-），女，上海人，上海电机学院电气学院，副教授。（上海 200240）
基金项目：本文系2011年上海市重点课程电力电子技术建设项目（课题编号：2012SZDKC-08）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0063-03
“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的专业基础课程，[1]该课程的特点在于既有较强的理论性，又有较广的工程背景；教学内容既多又比较抽象，并且相对于其他的课程，电力电子技术的内容更新较快。[2]课程的主要内容包括电力电子器件、电力电子电路及控制技术三大部分，学习难度较大，比如电力电子电路部分其变换器的电路拓扑形式多样，并且在不同负载情况下变换器的工作特性和输出波形也会发生相应改变。在课程教学过程中碰到学生对学习内容不容易理解、容易被本课程表面的繁杂所迷惑甚至感到无所适、总体感觉比较费力等问题时，采用普通的教学方法，形式单调，学生的学习积极性难以提高，很难达到良好的教学效果。
因此，在“电力电子技术”课程的教学过程中，将仿真软件与课堂理论教学和实践教学相结合，倡导一种基于仿真平台的，理论与实践并进，实物实验与虚拟实验技术手段相结合，课内和课外实验并进的“电力电子技术”教学模式。其关键在于通过仿真电路和画面显示，让学生能够把各种电力电子变换器的工作原理、物理波形及数学关系等紧密联系在一起，有效解决电力电子变换电路波形抽象、电路变换复杂等难点，[3]将电力电子技术教学、实验及仿真有机结合起来。本文从理论教学和实验教学两个方面对此进行了探讨。
一、仿真软件的选择
国内高校电类专业都已引入各种仿真软件，如MATLAB、EWB、Protel、Saber、PISM及 PSpice等，[4]其中MATLAB、Saber、PISM及PSpice等是在电力电子领域使用较多的仿真软件，并取得了一定成效。仿真软件的选择是根据笔者所在上海电机学院（以下简称“我校”）的实际情况来确定的。我校的“电力电子技术”课程是这样设置的：普通班级共64学时，其中理论58学时、实验6学时，而人才实验创新实验区试点班级设置的“电力电子技术”课程共64学时，其中理论48学时、实验16学时。人才实验创新实验区试点班级的教学模式应以不删减教学内容、不增加学时以及契合我校学生实际情况为前提，因此，仿真软件必须具有易学易用、运算快速等特点，同时结合我校学生在学习高等数学时已经接触到了MATLAB 软件的情况，因此选用MATLAB软件。MATLAB/Simulink中提供的SimPowerSystem模型库，是进行电力电子系统仿真的理想工具，SimPowerSystem模型库中包含了常用的电源模块、电力电子器件模块等。通过使用这些模块可以搭接各种电路，能方便得到电路中的电流、电压等各种波形，并能方便改变电路参数而得到不同的波形。
二、MATLAB/Simulink软件在理论教学活动中的应用
利用MATLAB/Simulink软件能够非常容易地构建与实际相符合的教学场景。教师在教学中引入仿真软件，在讲授基本变流理论时，利用 MATLAB/ SIMLINK软件构建电力电子电路进行仿真演示，电力电子变换与控制领域所遇到的多数典型开关电路均可建立仿真模型，通过对模型的仿真，可直观展示各种参数变化对电路波形图的影响以及数值计算，以便学生全面准确理解教学内容，可以为教学现场营造一种真实的电力电子电路工作场景，既具体又生动。除此以外，还可以利用软件提供的参数设置功能，通过改变器件参数值，学生在学习的时候，可以先自己分析某种参数值条件下电路的工作情况和对应的波形图，然后再在仿真模型中输入相应的参数值，把自己分析的结果与仿真结果相对比。同时，在电路仿真时，可以模拟各种电力电子器件故障，如开路、短路或脉冲丢失等，能够清晰地展示各种电力电子电路的工作过程，使学生能够直观、全面地掌握课程学习内容，同时将学习活动情境化、趣味化，这大大加深了学生对所学知识的理解，使学生能够将隐性的理论知识转化为显性的技能。
在教学设计上，教学初期，刚刚讲授电路变换时，学生初次接触，实际的感观并不多，对电路电压、电流波形、管子的切换、工作原理等理解有些困难，需要构建一个与实际相符合的情境，并且学生对MATLAB仿真软件的应用还不熟练，需要在课堂上现场建立仿真模型。以单相半控桥式整流电路为例，把电路图投影到大屏幕上，教师首先要分析电路的组成和工作原理，然后再一步一步建立MATLAB单相半控桥式整流电路仿真模型，该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。
1.建立仿真模型
（1）建立一个仿真模型的新文件。从MATLAB窗口进入Simulink环境有三种方式，我们选择其中一种：在MATLAB的菜单栏上点击File，选择 New，再在弹出菜单中选择 Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
（2）提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击图标调出模型库浏览器，找到Simulink/PowerSystem的模型窗口，在模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成单相半控桥式整流电路的元器件有交流电源、晶闸管、二极管、脉冲发生器、RLC负载、示波器等。
（3）将电路元器件模块按单相半控桥式整流电路原理图连接起来组成仿真电路，如图1所示。
2.设置模型参数
设置模型参数是保证仿真准确和顺利进行的重要一步。有些参数由仿真任务决定，如电压、电流等，有些参数是需要通过仿真来确定的。设置模型参数可以双击模块图标弹出参数设置对话框，然后按框中提示输入，若有不清楚的地方可以借助help帮助。在本例中，参数设置交流电源、晶闸管、二极管、负载、脉冲等。以下以交流电源参数设置为例：双击交流电源模块，弹出对话框，设置电压为220V，频率为50Hz，初始相位为0°。
3.观察仿真结果
在模型开始仿真前还必须首先设置仿真参数。在菜单中选择Simulation，在下拉菜单中选择Simulation parameters，在弹出的对话框中设置的项目很多，主要有开始时间、终止时间、仿真类型等。
在参数设置完毕后即可以开始仿真。在菜单Simulation下选择Start，立即开始仿真，若要中途停止仿真可以选择Stop。
在仿真计算完成后即可以通过示波器来观察仿真的结果。在需要观察的点上放置示波器，双击示波器图标，即弹出示波器窗口显示输出波形，同时在Display模块可以看到输出电压的平均值。以下是不同负载时的仿真波形图。
（1）Rd负载时的仿真波形。如图2所示为控制角α=60°单相半控桥式整流电路电阻负载时二次侧电压、触发脉冲、负载的电压和电流及管子VT1两端的电压波形。
（2）Rd+Ld负载时的仿真波形。研究阻感性负载时电路工作情况，只需重新设置负载参数。再次启动仿真，在单相半控整流电路中，阻感性负载时电路的二次侧电压、触发脉冲、负载的电压以及管子二端的电压波形都同阻性负载时相同，如图2所示。与阻性负载不同的是负载电流波形不同，阻性负载时负载电流波形为断续的，而阻感负载时负载电流的波形为连续的。
（3）失控时的仿真。在研究单相半控桥式整流电路电阻电感负载时，当触发脉冲丢失会发生失控现象，只需断开一个触发脉冲，再次启动仿真，得到如图3所示波形。
通过这样一个过程，使学生在脑海里深深留下了电路的各点波形形状，电压波形为什么会变化，电压波形变化同哪些参数有关？控制角与输出电压波形有着怎样的对应关系？怎样的情况下发生失控，失控时电路的工作情况又是如何？引导学生自然地进入单相半控桥式整流电路的知识学习。
在教学过程的中后期，学生已经熟悉MATLAB/Simulink软件使用，就不必在课堂上现场建立电路的仿真模型。为了节约时间，把《电力电子技术》教材各个电路的仿真模型都事先建好备用，当讲解到哪个电路时就可以运行这个模型，改变参数看电路仿真结果。
通过这样一个环节，让学生能够把电力电子变换器的工作原理、物理波形及数学关系等紧密联系在一起，从而全面掌握变换器的工作过程，为学生提供一种直接感性的学习方式，帮助学生更深刻地理解这门课程。
三、MATLAB/Simulink软件在实验教学活动中的应用
传统本科电力电子技术实验大都依托实验平台进行，实验平台的优点是安全、方便管理。但是依托实验平台进行的实验基本都属于演示性或验证性实验，硬件实验条件很难覆盖知识点的各个方面，动手能力提高较慢，同时，学生误操作多、实验装置损坏较严重，而且出现问题不知道如何分析解决，只能等老师来解决[4]，其主要原因是学生对所学知识掌握不够以及对实验台和操作缺少感性认识，直接导致误操作，学生应掌握的知识和应具备的能力没能落到实处。同时实验基本上局限于对教材中部分理论的验证，不能很好地与实际应用相联系，这使得教学工作比工程实际滞后很多，不能充分实现技术应用型本科人才的培养目标，对于学生能力的培养和将来的就业很不利。
因此，我们在实践教学中采用实物实验与虚拟实验技术手段相结合的模式，即先仿真实验后实物实验的双实验环节。在实验教学环节上，依托实验平台进行，每章精选出1-2个实验作为必做实验教学内容，使学生通过做这些实验，熟悉并掌握实验设备及仪器仪表的使用方法，在掌握理论知识的基础上进行实验，各种电力电子器件的性能特性、各种应用电路的工作过程及技术指标也通过实验得以验证。同时，在现有条件的情况下，针对电力电子技术实验中存在的问题，采用计算机模拟仿真的手段进行弥补，用MATLAB/ Simlink仿真软件对电力电子电路进行测试，根据教学内容设计了相关的仿真实验内容（10个课外实验），教师在课内布置要完成的项目，每个项目给学生提出一个设计要求（如设计一个三相交流电到直流电的变换电路，给出这个直流电源的具体性能指标，如输出电压的变化范围、电流大小、电压纹波系数等等，要求自己选择元器件，设计电路，并最终实现或仿真验证），要求学生完成简单的电路设计，实现所要求的电路功能，可以让学生在课外利用仿真软件自主完成。教师验证结果，做到课内和课外实验相结合，充分发挥学生的主体作用，培养自信，调动了学生学习的主动性、积极性和创造性。同时，通过对实际电路的仿真分析，可进一步提高学生对电路的认识分析和创新能力，弥补实物实验的不足。
四、结束语
本文提出的基于MATLAB仿真平台的“电力电子技术”教学模式，以MATLAB/Simulink仿真技术为工具，探究教学创新模式为手段，形成理论与实践并进，实物实验与虚拟实验技术手段相结合，课内和课外实验并进的教学模式，将电力电子技术教学、实验及仿真有机结合起来，为课程的教与学提供了一种新的思路和模式。
该教学模式已在我校电气学院人才培养模式实验创新实验区试点班级中应用，取得了较好的教学效果，学生在理论知识和实践动手能力两方面都得到很大提高，通过应用仿真软件，还可以帮助学生学会使用计算机仿真软件进行电路分析和研究，学生可以自己设计电力电子电路并加以验证，为下一阶段的课程设计和毕业设计打下基础。也能充分发挥学生的创造性，进一步锻炼了他们自主分析问题和解决问题的能力，提高了学生的知识转化能力和实际动手能力。
参考文献：
[1]丘东元，张波.基于仿真平台的“电力电子技术”教学模式探讨[J].电气电子教学学报，2010，（4）：73-76.
[2]龚建芳.技术应用型本科《电力电子技术》课程教学改革与实践探讨[C].第七届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学教改研讨会会议论文集，2010.
