電力電子技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：電力電子技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】電力電子；器件；應(yīng)用

一、引言

在上世紀(jì)各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)及社會(huì)需求的帶動(dòng)下，電力電子技術(shù)出現(xiàn)并得到了很大的發(fā)展，逐漸它在電控裝置、電氣自動(dòng)化系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。如今，各式各樣的自關(guān)斷器件大量的出現(xiàn)，使性能得到了很大程度的提高，同時(shí)容量方面也有很大的擴(kuò)展。以PWM控制為代表的、采用數(shù)字控制的電力電子裝置性能日趨完替。目前，電力電子技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，從電力到工業(yè)再到交通，無(wú)不有其身影，且目前開(kāi)始迅速想家電、通信以及節(jié)能方面開(kāi)始發(fā)展。

二、其他學(xué)科與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系分析

（一）電子學(xué)與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系

與傳統(tǒng)的電子器件制造工藝相比，電力電子器件的制造工藝、技術(shù)與其沒(méi)有太多的差別，兩者基本相同。如今的電力電子器件生產(chǎn)、制造一般都為集成電路，應(yīng)用了微電子制造相關(guān)方面的技術(shù)，許多設(shè)備都和微電子器件制造設(shè)備通用，說(shuō)明二者同根同源。

（二）電氣工程與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系

電力電子技術(shù)廣泛用于電氣工程中的高壓直流輸電、靜止無(wú)功補(bǔ)償、電力機(jī)車牽引、交直流電力傳動(dòng)電解、電鍍、電加熱、高性能交直流電源等領(lǐng)域。通常把電力電子技術(shù)歸屬為電氣工程學(xué)科，并且電力電子技術(shù)是電氣工程學(xué)科中最為活躍的一個(gè)分支，其不斷進(jìn)步給電氣工程的現(xiàn)代化以巨大的推動(dòng)力。

（三）控制理論與電力電子技術(shù)之間的關(guān)系

控制理論廣泛用于電力電子系統(tǒng)中，使電力電子裝置和系統(tǒng)的性能滿足各種需求。電力電子技術(shù)可看成“弱電控制強(qiáng)電”的技術(shù)，是“弱電和強(qiáng)電的接口”，控制理論是實(shí)現(xiàn)該接口的強(qiáng)有力紐帶。控制理論和自動(dòng)化技術(shù)密不可分，而電力電子裝置是自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)元件和重要支撐技術(shù)。

三、電力電子技術(shù)主要器件分析

電力電子器件既是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，也是電力電子技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。電力電子器件的發(fā)展對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展起著決定性的作用，因此，電力電子技術(shù)的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。至今電力電子器件發(fā)展可分為三個(gè)階段，電力電子技術(shù)的發(fā)展也相應(yīng)地分成三大步。

（一）不可控器件

1955年美國(guó)通用電氣公司研發(fā)了第一個(gè)電力電子器件一一硅整流管（SR）。它的問(wèn)世使變流技術(shù)從機(jī)械整流、汞弧整流進(jìn)入電力半導(dǎo)體整流。1957年出現(xiàn)了硅晶閘管（SCR），接著晶閘管的派生器件：逆導(dǎo)晶閘管（KN）、雙向晶閘管（KS）、快速晶閘管（KK）、門極輔助關(guān)斷晶閘管（GATT）、非對(duì)稱晶閘管（ASCR）等相繼問(wèn)世，從而使電力電子技術(shù)不僅具有整流功能（交流直流），而且具有逆變（直流交流）、斬波（直流直流）、變頻（交流交流）等功能。在這一發(fā)展階段的電力電子器件，基本上都是分立器件或幾個(gè)分立器件的組合，它們能被控制導(dǎo)通，而不能被直接控制關(guān)斷，要靠“電流過(guò)零”或強(qiáng)迫換流才能關(guān)斷，這就形成了以晶閘管及其派生器件為代表的第一代電力電子器件。

（二）半可控器件

半可控器件的代表是晶閘管，它在1956年由貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明，并在1958年由GE公司組織生產(chǎn)，稱為硅可控整流器（Silicon-ControlledRectifie或SCR），中文簡(jiǎn)稱晶閘管。晶閘管是一個(gè)四層三端結(jié)構(gòu)，三個(gè)端子分別為發(fā)射極、集電極和門極，它的導(dǎo)通條件除集電極與發(fā)射極問(wèn)加正向電壓外，還需在門極加正向脈沖，否則不能由斷態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥☉B(tài)。另外，晶閘管開(kāi)通后沒(méi)有切斷電流的能力，要靠電流自行過(guò)零，才能恢復(fù)阻斷狀態(tài)。因而，這是半可控器件，即只能控制開(kāi)通而不能控制阻斷。

80年展起來(lái)的半可控電力電子器件，主要有巨型晶體管（GTR）、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、絕緣柵雙極晶體管（（IGBT）、單極場(chǎng)控晶體管（電力MOSFET）、靜電感應(yīng)晶體管（SIT）、靜電感應(yīng)晶閘管（SITH）和MOS控制晶閘管（MCT）等，形成了第二代電力電子器件。在結(jié)構(gòu)上，它們具有功率集成器件的特點(diǎn)，在功能上，它們具有通過(guò)電流信號(hào)（或電場(chǎng)）控制器件導(dǎo)通或關(guān)斷的特點(diǎn)。

（三）全可控器件

全控型器件主要是功率晶體管GTR，功率場(chǎng)效應(yīng)管Power-MOSFET，門極可關(guān)斷晶閘管。GTR是一種NPN開(kāi)關(guān)器件，可用基極電流開(kāi)關(guān)集電極主電流，即具有自關(guān)斷能力，它還具有開(kāi)關(guān)時(shí)間短、通態(tài)電壓低、開(kāi)關(guān)損耗小、高頻性能好、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。因此它正在中小功率交流調(diào)速、逆變及斬波等方面取代著晶閘管的地位。GT可工作在10kHz，廣泛應(yīng)用于500kW以下的感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速、不間斷電源以及脈沖電源。

門極可關(guān)斷晶閘管GTO是一種既可在門極加正脈沖使之由斷態(tài)變?yōu)橥☉B(tài)，又可在門極加負(fù)脈沖使之由通態(tài)變?yōu)閿鄳B(tài)的器件，因此這種器件可控制電路的通斷。

四、電力電子技術(shù)在各領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用

目前，電力電子技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，從電力到工業(yè)再到交通，無(wú)不有其身影，且目前開(kāi)始迅速想家電、通信以及節(jié)能方面開(kāi)始發(fā)展。

（一）電力系統(tǒng)當(dāng)中對(duì)電力電子技術(shù)的應(yīng)用

將電力電子技術(shù)引入電力系統(tǒng)并獲得廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域，首推應(yīng)是同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，這種勵(lì)磁系統(tǒng)由于動(dòng)作迅速，容易設(shè)計(jì)出高頂值電壓，并且控制功率小，因而，作為電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能；另一領(lǐng)域是交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，它的應(yīng)用，節(jié)約了可觀的電能。近年來(lái)，國(guó)外還研究將電力電子技術(shù)引入抽水蓄能電站，以提高水泵水輪機(jī)的效率，并已取得成果。

在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電和配電環(huán)節(jié)中都離不開(kāi)電力電子器件和電力電子技術(shù)。電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機(jī)組的多種設(shè)備，電力電子技術(shù)的應(yīng)用極大地改善這些設(shè)備的運(yùn)行特性。在輸電環(huán)節(jié)中，電力電子器件大量應(yīng)用于高壓輸電系統(tǒng)，被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。配電系統(tǒng)迫切需要解決的問(wèn)題是如何加強(qiáng)供電可靠性和提高電能質(zhì)量。電能質(zhì)量控制既要滿足對(duì)電壓、頻率、諧波和小對(duì)稱度的要求，還要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)和干擾。電力電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，成功地解決了這些難題。

（二）一般工業(yè)中對(duì)電子電力技術(shù)的應(yīng)用

在工業(yè)中大量應(yīng)用交直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行電力拖動(dòng)，直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來(lái)電力電子變頻技術(shù)的迅速發(fā)展，使交流電機(jī)的調(diào)速性能可與直流電機(jī)媲美，交流調(diào)速技術(shù)大量應(yīng)用并占據(jù)主導(dǎo)地位。

電化學(xué)工業(yè)大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電力電子技術(shù)還大量用于冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場(chǎng)合。

（三）家用電器中對(duì)電力電子技術(shù)的應(yīng)用

照明在家用電器中有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發(fā)光效率高、可節(jié)省大量能源，通常被稱為“節(jié)能燈”，正逐步取代傳統(tǒng)的白熾燈和日光燈變頻空調(diào)器是家用電器中應(yīng)用電力電子技術(shù)的典型例子之一。電視機(jī)、音響設(shè)備、家用計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備的電源部分也都需要電力電子技術(shù)。此外，有些洗衣機(jī)、電冰箱、微波爐等電器也應(yīng)用了電力電子技術(shù)。

五、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，電力電子技術(shù)仍在不斷發(fā)展，新材料、新結(jié)構(gòu)器件的陸續(xù)誕生，計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步為現(xiàn)代控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用提供了有力的支持，在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，從人類對(duì)宇宙和大自然的探索，到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，再到我們的衣食住行，到處都能感受到電力電子技術(shù)的存在和巨大魅力。

參考文獻(xiàn)

[1]張文亮，湯廣福，查鯤鵬，等.先進(jìn)電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010（04）.

第2篇：電力電子技術(shù)范文

1.典型性

典型性是指所選擇的工程平臺(tái)，應(yīng)該具有廣泛的應(yīng)用背景，是廣大學(xué)生容易接觸、感性認(rèn)知到的東西。采用這種平臺(tái)，學(xué)生容易理解和接受，教學(xué)過(guò)程中教員不用過(guò)多地講授其相關(guān)背景知識(shí)和技術(shù)。典型性的另一方面是指該工程平臺(tái)采用的技術(shù)應(yīng)具有一定的代表性，在所授課程的知識(shí)點(diǎn)中具有典型性。該平臺(tái)采用的技術(shù)，不僅可應(yīng)用于該平臺(tái)上，應(yīng)用于其他類似工程平臺(tái)同樣是可行的?？紤]工程平臺(tái)的典型性，教學(xué)中不宜采用特殊案例，如不宜采用教師在某一個(gè)別方面的特定科研項(xiàng)目和特定的技術(shù)解決手段方式，這些項(xiàng)目所采用的技術(shù)或解決手段不是主流，學(xué)生對(duì)此往往也并不感興趣。

2.適應(yīng)性

適應(yīng)性是指所采用的工程平臺(tái)中涉及的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)該與所講授的本門課程很多知識(shí)內(nèi)容相一致，這樣通過(guò)一個(gè)平臺(tái)，就可完成課堂多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的傳授和實(shí)踐鞏固。適應(yīng)性的另一方面是深度和工作量適度。學(xué)生在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)往往需要同時(shí)學(xué)習(xí)多門功課，這樣花費(fèi)在一門課上的時(shí)間畢竟有限。知識(shí)點(diǎn)太深，學(xué)生會(huì)感到畏難，不能理解；而工作量太大，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生厭倦情緒。在教學(xué)深度方面，教師在傳授時(shí)往往會(huì)盡量使學(xué)生明白、理解課堂上所講授的知識(shí)內(nèi)容；但卻往往忽略學(xué)生為此需要花費(fèi)的時(shí)間代價(jià)，沒(méi)有考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程期間同時(shí)承擔(dān)的其他學(xué)習(xí)任務(wù)。在選擇案例、項(xiàng)目和工程實(shí)例時(shí)，過(guò)多、過(guò)細(xì)和過(guò)繁的工作都交給學(xué)生，這樣教學(xué)效果往往會(huì)適得其反。

3.先進(jìn)性

先進(jìn)性是指所選擇的工程平臺(tái)所涉及的技術(shù)，目前在工程實(shí)際中應(yīng)該廣泛被采用，并在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)被淘汰。以“電力電子技術(shù)”的教學(xué)為例，可控硅是傳統(tǒng)上廣泛采用的一種半控型功率器件，但隨著IGBT、MOSFET、GTO等全控性功率器件的出現(xiàn)，控制電路得到發(fā)展，可控硅應(yīng)用越來(lái)越少，故在講授“電力電子技術(shù)”課程時(shí)，應(yīng)以目前主流的IGBT全控性功率器件為主線，盡量選擇IGBT構(gòu)成的工程平臺(tái)，逐步減少、淘汰可控硅器件的知識(shí)和實(shí)踐內(nèi)容。由于技術(shù)日新月異的變化，對(duì)于計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)等課程的講授同樣如此。

4.系統(tǒng)性

教師在開(kāi)始講授某門課程時(shí)，從課堂講授到實(shí)踐環(huán)節(jié)應(yīng)具有系統(tǒng)性，應(yīng)對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程實(shí)踐環(huán)節(jié)采用的案例、項(xiàng)目和實(shí)例進(jìn)行統(tǒng)一的策劃，對(duì)時(shí)間、內(nèi)容、方式和進(jìn)度預(yù)先進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃、編排，避免臨時(shí)組織出現(xiàn)研究性教學(xué)環(huán)節(jié)與課堂教學(xué)結(jié)合不緊密，實(shí)踐環(huán)節(jié)出現(xiàn)零碎、孤立的現(xiàn)象，只有這樣才能使學(xué)生做到前后承接、融會(huì)貫通。一個(gè)好的綜合性工程平臺(tái)應(yīng)該涉及所講授課程的大多數(shù)知識(shí)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)在同一工程平臺(tái)挑選、提煉出不同案例、項(xiàng)目和實(shí)例，可使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)得到有機(jī)統(tǒng)一，學(xué)生更容易理解和接受。

二、研究性實(shí)踐教學(xué)中工程平臺(tái)選擇舉例

“電力電子技術(shù)”是控制、機(jī)電和電氣等學(xué)科的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它集控制理論、電力學(xué)和電子學(xué)于一體，涉及的知識(shí)點(diǎn)多、范圍廣，與實(shí)際結(jié)合緊密。在講授該課程時(shí)，筆者選擇磁浮列車供電系統(tǒng)作為教學(xué)中的綜合性工程平臺(tái)。雖然是一種新型交通工具，但除了車輛需要懸浮外，與傳統(tǒng)城市軌道交通，如地鐵、輕軌技術(shù)是類似的。列車供電系統(tǒng)由地面和車輛兩部分組成。地面供電系統(tǒng)主要由主變電所、牽引變電所組成；其中主變電所將高壓電網(wǎng)AC110KV、50Hz三相交流電降壓成中壓AC35KV/20KV/10KV、50Hz三相交流電，牽引變電所再將中壓三相交流電降壓整流成DC1500V/750V直流電。最后，通過(guò)接觸軌、電刷和配電系統(tǒng)分配給車載用電設(shè)備，供車輛牽引、懸浮、導(dǎo)向、制動(dòng)、控制、信號(hào)、照明、空調(diào)等設(shè)備使用。磁浮列車供電系統(tǒng)所采用的技術(shù)代表了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展和典型工程實(shí)際應(yīng)用。其車輛供電系統(tǒng)包括牽引逆變器、懸浮電源、控制電源、輔助逆變器，這些電氣設(shè)備涉及了電力電子技術(shù)的典型功率器件，以及AC/DC、AC/AC、DC/DC、DC/AC四大主變換電路和軟開(kāi)關(guān)諧振電路在工程實(shí)際中的應(yīng)用。隨著功率器件的發(fā)展，技術(shù)的不斷進(jìn)步，設(shè)備日趨小型化、模塊化和智能化。磁浮列車供電系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的工程平臺(tái)，筆者在案例和項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)工程實(shí)際的發(fā)展，圍繞磁浮列車供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例和項(xiàng)目。這些案例和項(xiàng)目因?yàn)樵趯?shí)際中有廣泛的應(yīng)用，且都圍繞磁浮列車工程背景，學(xué)生容易理解和接受，學(xué)習(xí)積極性高。

三、結(jié)束語(yǔ)

第3篇：電力電子技術(shù)范文

眾所周知，我國(guó)現(xiàn)有的功率電路器件其工作溫度范圍大多數(shù)來(lái)講都在溫度0度到100度之間，所以在這一溫度區(qū)間的電路器件都是比較好控制的。但是，一旦溫度不在這一區(qū)間內(nèi)，那么各個(gè)功率電路器件就會(huì)有所改變。所以，就筆者看來(lái)，要想很好的研究極限溫度下電力電子技術(shù)的應(yīng)用，首先要考慮的就是功率電路器件在過(guò)高溫度下，或者過(guò)低溫度下的狀態(tài)，從而有利于該研究的發(fā)展。大多數(shù)的電力電子器件都會(huì)受到溫度的嚴(yán)重影響。如果溫度過(guò)高，那么電力電子器件中的電阻就會(huì)加大，相應(yīng)的電流量就會(huì)減小，這一問(wèn)題的出現(xiàn)，不僅會(huì)影響電力電子器件的正常工作，更嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致電力事故，威脅人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。所以，對(duì)于溫度過(guò)高或過(guò)低狀態(tài)下的電力器件，更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其的重視，因?yàn)檫@些電力器件在工作的狀態(tài)下是十分不穩(wěn)定的。因而，對(duì)于極限溫度下工作的電力電子器件，其內(nèi)部的構(gòu)造以及其組成的成分必須要在嚴(yán)格的分析研究下，進(jìn)行選擇。由上述可知，功率電路器件是電力電子技術(shù)中關(guān)鍵的研究部分，功率電子器件對(duì)于極限溫度方面的要求卻是十分復(fù)雜的，并且直接影響到電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。因此，在今后的電力電子技術(shù)的發(fā)展的過(guò)程中，要不斷的加強(qiáng)對(duì)極限溫度方面的的研究和探索。本文在此主要從兩個(gè)方面對(duì)極限溫度下電力電子技術(shù)進(jìn)行了一定的探索，希望能夠?yàn)樵摲矫娴倪M(jìn)一步發(fā)展提供一些參考。

二.SiC器件及其應(yīng)用

近年來(lái)，以硅器件為基礎(chǔ)的電力電子技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟，對(duì)于器件的研究重點(diǎn)在于降低通態(tài)和開(kāi)關(guān)損耗，提高工作頻率并且提高器件的集成度。然而，目前硅器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝已經(jīng)相當(dāng)完善而接近其由材料特性決定的理論極限，特別是在高溫應(yīng)用領(lǐng)域其發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)十分有限。在這種情況下，SiC電力電子器件應(yīng)運(yùn)而生。由于碳和硅之間的共價(jià)鍵比硅原子之間的要強(qiáng)，因此SiC器件的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度是硅器件的10倍，導(dǎo)熱性是其3倍，這些使得SiC器件具有更高的性能。高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)可以使SiC電力器件的摻雜區(qū)更薄，摻雜濃度更大，降低了通態(tài)電阻。這樣就可以極大地減小通態(tài)和開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)可以提高器件的工作頻率。良好的導(dǎo)熱性可以使SiC器件在固定的結(jié)溫下得到較高的開(kāi)關(guān)容量。另外，由于SiC器件屬于寬禁帶材料，其最高工作溫度有可能超過(guò)600℃。所有這些特性都決定了SiC器件能夠勝任現(xiàn)代電力電子技術(shù)的各種應(yīng)用，尤其是在高溫場(chǎng)合其優(yōu)越性就更明顯了。電力電子器件的發(fā)展過(guò)程中，功率頻率乘積這個(gè)指標(biāo)可以很好的反映器件水平的進(jìn)展和狀態(tài)。

三.新型冷卻和散熱技術(shù)

隨著電力電子元器件容量不斷增加、頻率不斷提高，器件發(fā)熱的問(wèn)題就凸現(xiàn)出來(lái)了。特別是在一些高溫的應(yīng)用場(chǎng)合，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)纳岽胧?，就可能使器件的溫度超過(guò)所允許的最高結(jié)溫，從而導(dǎo)致器件性能的惡化以致?lián)p壞。所以在電路設(shè)計(jì)中，選擇適當(dāng)?shù)睦鋮s和散熱方式并合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)是使器件的潛力得到充分發(fā)揮，提高電路可靠性不可缺少的重要環(huán)節(jié)之一。對(duì)于上述的空氣冷卻方式，增加翅片散熱的表面積，加大風(fēng)量可降低對(duì)流熱阻和空氣溫升熱阻。然而此舉與降低傳導(dǎo)熱阻正好矛盾。因此傳統(tǒng)散熱器是在有限的傳導(dǎo)熱阻之中取盡可能大的散熱面積。而使用熱管可以解決這一矛盾。熱管是一個(gè)密閉封焊的蒸發(fā)冷卻器件，由密封管、吸液芯和蒸汽通道組成，利用充在其中的工作液體的循環(huán)作用將熱量傳導(dǎo)并散發(fā)。熱管誕生于1963年，并迅速應(yīng)用于人造衛(wèi)星上，但是由于成本太高，始終不能廣泛使用。目前，我國(guó)電子產(chǎn)品市場(chǎng)種類日益豐富，電力電子裝置逐漸的走向高頻化和小型化，熱管散熱器的市場(chǎng)價(jià)格偏低，因此，將熱管散熱器應(yīng)用于電路中有良好的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的散熱方式不能滿足溫度對(duì)電力電子裝置的要求，所以，針對(duì)大容量、高工作溫度的應(yīng)用場(chǎng)合，提出了液態(tài)冷卻。液體冷卻系統(tǒng)是利用循環(huán)泵來(lái)保證冷卻液在熱源和冷源之間循環(huán)交換熱量。極限溫度下，電力電子技術(shù)的應(yīng)用是一種技術(shù)難度比較高，且涉及方面比較廣的技術(shù)。而以上僅僅只是對(duì)該研究?jī)蓚€(gè)方面的粗略研究。然而僅僅是這兩個(gè)方面還有很多內(nèi)容需要研究，而事實(shí)上，在極限溫度下，電力電子技術(shù)還有許多方面需要進(jìn)行探索和研究。因此，對(duì)于極限溫度下，電力電子技術(shù)的發(fā)展還需要該領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的進(jìn)一步分析和探索。

四.結(jié)語(yǔ)

第4篇：電力電子技術(shù)范文

一、“電力電子技術(shù)”課程實(shí)踐教學(xué)體系

從培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才目標(biāo)出發(fā)，根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)，建立起如圖1所示的“電力電子技術(shù)”課程實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)踐教學(xué)體系以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力為核心，涵蓋課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、學(xué)生科研、教師科研四個(gè)方面。在培養(yǎng)體系中，課程實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)階段，課程設(shè)計(jì)是提高階段，學(xué)生科研和教師科研是升華階段。下面對(duì)體系的四個(gè)組成部分予以分別介紹。

1“.電力電子技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)

課程實(shí)驗(yàn)是整個(gè)體系的基礎(chǔ)階段，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的最起碼的條件。課程實(shí)驗(yàn)包括驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)，主要是鍛煉學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的電力電子理論知識(shí)驗(yàn)證電力電子主電路、觸發(fā)電路與控制電路的工作原理、綜合應(yīng)用電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)、電力電子電路等方面的能力，使學(xué)生具備初步的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。為了更好地鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，我們采取的措施一是在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，使其達(dá)到50%，二是大膽嘗試研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)根據(jù)“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)大綱要求，根據(jù)課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)要求，讓學(xué)生完成規(guī)定的研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目跟一般的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目相比有著本質(zhì)的區(qū)別，著重鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的目的。研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以單獨(dú)完成，也可以和其他學(xué)生組成小組共同完成。完成后必須撰寫實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告并答辯。

2“.電力電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)是實(shí)踐教學(xué)體系的提高階段，主要是鍛煉學(xué)生在課程實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上綜合應(yīng)用所學(xué)的電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)某種實(shí)際的電力電子應(yīng)用電路（電力電子裝置）或驅(qū)動(dòng)電路、控制電路。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇、功率開(kāi)關(guān)器件的選型與參數(shù)計(jì)算、控制電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和保護(hù)電路設(shè)計(jì)等，為將來(lái)從事電力電子裝置的研究和開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)需要，我們給學(xué)生課程設(shè)計(jì)的題目也基本上歸納為主電路（含整流電路、斬波電路、交流電力控制與交變頻電路、逆變電路）設(shè)計(jì)及器件選型與參數(shù)計(jì)算、PWM控制電路設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)和保護(hù)電路設(shè)計(jì)，同時(shí)要求學(xué)生能熟練應(yīng)用PSIM和MATLAB等仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電力電子主電路、控制電路和保護(hù)電路進(jìn)行仿真分析。通過(guò)課程設(shè)計(jì)讓學(xué)生具備“方案論證—理論分析—仿真分析—參數(shù)計(jì)算—器件選型—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的電力電子裝置設(shè)計(jì)能力。

3“.電力電子技術(shù)”學(xué)生科研

學(xué)生科研就是積極鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)電力電子技術(shù)類科研課題，帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)、去探索，鍛煉學(xué)生的文獻(xiàn)查閱能力、應(yīng)用電力電子技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力等，從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面全面提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。學(xué)生科研的主要途徑就是申報(bào)各級(jí)各類大學(xué)生科研項(xiàng)目，如湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目、邵陽(yáng)學(xué)院學(xué)生科研項(xiàng)目等。我們鼓勵(lì)并資助大學(xué)生開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目，從項(xiàng)目的實(shí)施與管理、資助條件與項(xiàng)目申報(bào)、項(xiàng)目結(jié)題與獎(jiǎng)勵(lì)等幾個(gè)方面對(duì)大學(xué)生申報(bào)項(xiàng)目進(jìn)行管理。到目前為止，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生已獲得湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目4項(xiàng)、獲得校級(jí)大學(xué)生科研立項(xiàng)項(xiàng)目2項(xiàng)。這些項(xiàng)目均以電力電子裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)為研究?jī)?nèi)容。通過(guò)這些項(xiàng)目的研究，學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文8篇、獲得軟件著作權(quán)3項(xiàng)。

4“.電力電子技術(shù)”教師科研

除了學(xué)生自己申報(bào)各級(jí)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目外，同時(shí)積極引導(dǎo)學(xué)生參與教師與電力電子技術(shù)相關(guān)的科研課題，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。在鍛煉創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的過(guò)程當(dāng)中，要結(jié)合學(xué)生具體的研究課題進(jìn)行專題培訓(xùn)。主要是讓學(xué)生通過(guò)閱讀相關(guān)專著、文獻(xiàn)等掌握所研究課題的發(fā)展情況及最新進(jìn)展。目前，學(xué)生已經(jīng)參與到湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于VSI-SPWM結(jié)構(gòu)的綜合電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器關(guān)鍵技術(shù)研究”、湖南省教育廳優(yōu)秀青年項(xiàng)目“基于并聯(lián)補(bǔ)償?shù)呐潆娋W(wǎng)電能質(zhì)量控制技術(shù)研究”等多項(xiàng)電力電子研究課題當(dāng)中，學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題、申報(bào)的科研項(xiàng)目也大都與教師的科研課題相關(guān)。

二、“電力電子技術(shù)”課程實(shí)踐教學(xué)體系的成效

根據(jù)以上內(nèi)容構(gòu)建的“電力電子技術(shù)”課程實(shí)踐教學(xué)體系在電氣工程系實(shí)踐三年多來(lái)，成績(jī)顯著，學(xué)生在電力電子技術(shù)方面的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力得到明顯提高。到目前為止，學(xué)生獲得的與電力電子技術(shù)相關(guān)的成果為：獲得湖南省大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目4項(xiàng)，獲得校級(jí)大學(xué)生科研立項(xiàng)項(xiàng)目2項(xiàng)，獲得校級(jí)優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3篇，學(xué)生參與開(kāi)發(fā)70kvar微機(jī)型低壓動(dòng)態(tài)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和50kvar新型靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置各一套，發(fā)表電力電子學(xué)術(shù)論文8篇，獲得國(guó)家實(shí)用新型專利1項(xiàng)，獲得軟件著作權(quán)3項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)了我校電氣工程系電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生被許繼電氣、中山南瑞錄用從事電力電子技術(shù)研發(fā)工作零的突破。在今后的工作中，我們將進(jìn)一步完善“電力電子技術(shù)”課程實(shí)踐教學(xué)體系，進(jìn)而推廣所取得的成果。

第5篇：電力電子技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；課程建設(shè)；初探

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）24-0271-02

一、本課程存在的問(wèn)題

1.理論內(nèi)容太深，過(guò)多的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)超出了學(xué)生的承受能力，教學(xué)內(nèi)容枯燥繁雜，缺乏聯(lián)系實(shí)際情況，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力難以達(dá)到預(yù)期的效果，不符合應(yīng)用型大學(xué)新型技術(shù)技能人才的培養(yǎng)目標(biāo)，比如陳堅(jiān)的《電力電子學(xué)》教材。

2.教學(xué)內(nèi)容滯后，比如晶閘管作為典型的半控型器件，在20世紀(jì)90年代前期都以基于晶閘管的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主進(jìn)行介紹。但自上世紀(jì)80年代以來(lái)，以絕緣柵雙極晶體管和電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管為代表的全控型器件發(fā)展迅速，這已經(jīng)是電子電力領(lǐng)域的主要器件，在一定程度上影響了電路控制方法與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等，而與此相關(guān)的內(nèi)容在課堂上和教材中卻未得到充分體現(xiàn)。

3.在教學(xué)方法上，以問(wèn)題為導(dǎo)向的教學(xué)模式有可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)授課對(duì)象認(rèn)識(shí)不夠全面，從而背離最初的教學(xué)目標(biāo)?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》的前接課程主要以電路直觀的方式進(jìn)行教學(xué)，而進(jìn)入本課程學(xué)習(xí)時(shí)，要讓學(xué)生逐漸建立起電路―模型―系統(tǒng)的概念。

4.實(shí)驗(yàn)課程安排不合理。實(shí)驗(yàn)作為課程教學(xué)中的重要部分，卻得不到應(yīng)有的重視，課時(shí)安排較少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不充足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后，難以體現(xiàn)《電力電子技術(shù)》的最新內(nèi)容，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。由此可見(jiàn)，《電力電子技術(shù)》課程建設(shè)刻不容緩?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》課程建設(shè)應(yīng)適應(yīng)專業(yè)特點(diǎn)、社會(huì)需求和學(xué)科建設(shè)的需要，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)等幾個(gè)方面鞏固和加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的教學(xué)。通過(guò)現(xiàn)代化教學(xué)手段改善教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教學(xué)質(zhì)量；也通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)幫助學(xué)生增強(qiáng)專業(yè)意識(shí)，并通過(guò)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)使學(xué)生受到實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)手段方面的訓(xùn)練，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，從而提高創(chuàng)新人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

二、課程建設(shè)的主要內(nèi)容

1.理論教學(xué)內(nèi)容?！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)》是一門理論與應(yīng)用相結(jié)合，實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，它不僅為電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等各相關(guān)專業(yè)在校學(xué)生打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也可為從事與電能變換、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)化、電力系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員提供現(xiàn)代高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)知識(shí)。參考國(guó)內(nèi)各高校《電力電子技術(shù)》課程內(nèi)容與體系，課程組將對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化整合，制定符合專業(yè)需求和人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)大綱。在教學(xué)過(guò)程中，以整流電路和逆變電路為重點(diǎn)，壓縮斬波電路和交流變換電路的內(nèi)容；以PWM控制方法為主線，講授電力電子器件在電能變換以及提高電能品質(zhì)方面應(yīng)用；在電力電子器件中，重點(diǎn)講述IGBT和集成門極換流晶閘管（IGCT），同時(shí)兼顧智能功率模塊（IPM）在現(xiàn)代電力變換器中的應(yīng)用；以電力電子技術(shù)在電力補(bǔ)償和交直流調(diào)速方面的應(yīng)用為重點(diǎn)，同時(shí)兼顧其他應(yīng)用。由于電力電子電路類型多，波形分析和參數(shù)計(jì)算復(fù)雜，如果仍采用靜態(tài)的電路和波形圖片難以達(dá)到好的教學(xué)效果。因此，可以考慮在教學(xué)中使用Labview或者M(jìn)atlab提供的動(dòng)態(tài)仿真工具對(duì)電子電路系統(tǒng)進(jìn)行仿真，只需將相關(guān)的模塊拖入至仿真平臺(tái)，設(shè)置模塊參數(shù)便可得出生動(dòng)的仿真結(jié)果，有利于彌補(bǔ)課堂學(xué)時(shí)少的不足。

2.實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。電力電子技術(shù)有很強(qiáng)的實(shí)踐性，而實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段，因此應(yīng)精選最基本的也有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。①在《電力電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的原有驗(yàn)證性基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)針對(duì)電氣工程系統(tǒng)的綜合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，比如故障檢測(cè)項(xiàng)目、變頻器項(xiàng)目、開(kāi)關(guān)電源項(xiàng)目等。②開(kāi)發(fā)1～2個(gè)基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)裝置并用于教學(xué)實(shí)踐。通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)正在設(shè)計(jì)或者已經(jīng)存在的對(duì)象的模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，有利于提高其精確度，重復(fù)性也較好。利用虛擬的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一方面節(jié)省昂貴儀器的購(gòu)置費(fèi)用、實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)地等，另一方面讓學(xué)生參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，深化學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，能輕松而且更扎實(shí)地掌握所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，也為學(xué)生今后從事工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。③開(kāi)放電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。通過(guò)開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，在專業(yè)教師的指導(dǎo)下，一方面提高設(shè)備、儀器的綜合利用率；另一方面充實(shí)學(xué)生的業(yè)余時(shí)間，激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣，并為后續(xù)的電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)和保障。④通過(guò)教學(xué)改革項(xiàng)目研究，完善以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)體系。結(jié)合社會(huì)需求和學(xué)科發(fā)展情況，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)室設(shè)備與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3.教材建設(shè)。①應(yīng)當(dāng)以必需和夠用為原則精簡(jiǎn)和精選內(nèi)容，以應(yīng)用型工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)目標(biāo)為主線組織教材內(nèi)容。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的選取，積極編寫與相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的科技發(fā)展水平同步、適用于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的教材，適當(dāng)?shù)卦黾庸こ虒?shí)踐性的教學(xué)內(nèi)容，減少數(shù)學(xué)理論公式的推導(dǎo)等。②編寫《電力電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，爭(zhēng)取將該指導(dǎo)書建設(shè)成為校級(jí)優(yōu)秀教材。學(xué)生通過(guò)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書可以清楚了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為順利完成實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。這樣將教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書相結(jié)合，對(duì)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有一定的促進(jìn)作用，還能及時(shí)將工程實(shí)踐與課堂理論學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合。③編寫“電力電子技術(shù)題集”。利用各種各樣的題目，加深學(xué)生對(duì)已有知識(shí)的理解，或未知知識(shí)的補(bǔ)充。通過(guò)實(shí)戰(zhàn)，更好地學(xué)會(huì)解題方法，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。④2～3年內(nèi)實(shí)現(xiàn)教學(xué)聲像媒體資料上網(wǎng)。利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)這種全新的教學(xué)方式，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足，提供靈活的學(xué)習(xí)模式和大量豐富的學(xué)習(xí)資源，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

4.師資隊(duì)伍建設(shè)。加強(qiáng)教師隊(duì)伍建設(shè)是課程建設(shè)的根本。目前，課程組教師共計(jì)6人，其中1名教授，3名副教授，2名高級(jí)實(shí)驗(yàn)師；其學(xué)歷結(jié)構(gòu)是2名博士、3名碩士和1名學(xué)士；課程組教師的平均年齡是40歲，最大年齡是52歲，最小年齡是34歲。雖然課程組高學(xué)歷高職稱的教師所占比例偏高，可是缺少35歲以下青年教師作為后備力量。因此，須從以下三點(diǎn)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)：①盡可能地創(chuàng)造條件，讓教師們與企業(yè)合作，或者與企業(yè)進(jìn)行交流，培養(yǎng)具有“雙素質(zhì)型”教師，既要具備理論教學(xué)的素質(zhì)，也應(yīng)具備實(shí)踐教學(xué)的素質(zhì)。②積極開(kāi)展教學(xué)研究活動(dòng)，在教學(xué)理念、教學(xué)水平和教學(xué)能力方面，提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師的整體素質(zhì)，形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、師德優(yōu)良、教學(xué)水平高、教學(xué)效果好的主講教師隊(duì)伍。③積極開(kāi)展科研工作，提高教師科研水平。結(jié)合教師科研活動(dòng)，開(kāi)發(fā)綜合性、創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并帶動(dòng)學(xué)生科技活動(dòng)的蓬勃發(fā)展。

5.本課程建設(shè)的最終目標(biāo)。①針對(duì)目前學(xué)生基礎(chǔ)能力的具體情況，落實(shí)理論以“必需”、“夠用”為度，突出定性，強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。要根據(jù)形勢(shì)的發(fā)展和專業(yè)建設(shè)需要，不斷充實(shí)和改革教學(xué)內(nèi)容。②優(yōu)化多媒體教學(xué)，改進(jìn)教學(xué)水平，進(jìn)一步研制、開(kāi)發(fā)和改進(jìn)多媒體教學(xué)課件，力爭(zhēng)1年內(nèi)完成全課程多媒體課件。③在市級(jí)或校級(jí)立項(xiàng)1～2個(gè)課題，推進(jìn)教學(xué)改革，通過(guò)教學(xué)改革項(xiàng)目研究，完善以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)為目標(biāo)的教學(xué)體系。④探索有效培養(yǎng)學(xué)生“三創(chuàng)”能力（即創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力）的方法和途徑，充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)方法與手段，逐漸向以立體化和網(wǎng)絡(luò)化呈現(xiàn)教材，完善現(xiàn)有多媒體課件，開(kāi)發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式教學(xué)。

通過(guò)在理論教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、教材建設(shè)及師資隊(duì)伍建設(shè)等幾個(gè)方面開(kāi)展《電力電子技術(shù)》課程建設(shè)，探索培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電力電子知識(shí)和理論的“三創(chuàng)”能力（即創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力）提高的方法和途徑；同時(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量，擴(kuò)大知名度，并將該課程建設(shè)成校級(jí)優(yōu)質(zhì)課程。

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[4]丁衛(wèi)紅.合理運(yùn)用教學(xué)評(píng)價(jià)，促進(jìn)電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革[C]//《第五屆全國(guó)高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集（1），2008-04-01.

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第6篇：電力電子技術(shù)范文

通過(guò)本校組織的“電力電子技術(shù)”教材編寫組成員前期深入調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)本科院校自動(dòng)化專業(yè)主要采用的同類教材有二十余種，主流教材的情況匯總?cè)缦拢河蓹C(jī)械工業(yè)出版社出版的王兆安主編的《電力電子技術(shù)》（2000年已出第4版）。該教材的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理，體系較完整，系統(tǒng)性強(qiáng)，理論分析較為全面，體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)電力電子技術(shù)的概貌，適合于課堂教學(xué)。該教材成為國(guó)家“九五”重點(diǎn)教材，是國(guó)內(nèi)工科本科院校的“電力電子技術(shù)”經(jīng)典范例教材，目前國(guó)內(nèi)仍有百余所高校采用該教材。該教材的不足之處是由于技術(shù)自身發(fā)展的原因，部分內(nèi)容在當(dāng)前顯得較為陳舊，電力電子新技術(shù)的內(nèi)容不全面，再有，關(guān)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的內(nèi)容嚴(yán)重不足。由高等教育出版社出版的陳堅(jiān)主編的《電力電子學(xué)》（2004年已出2版），該教材的特點(diǎn)：層次分明，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，主要內(nèi)容地推證和分析比較詳細(xì)和全面，便于讀者進(jìn)行自學(xué)，成為普通高等教育國(guó)家級(jí)“十五”規(guī)劃教材，受到相關(guān)專業(yè)研究生和國(guó)內(nèi)重點(diǎn)大學(xué)相關(guān)本科專業(yè)學(xué)生的歡迎。該教材的缺點(diǎn)是理論分析過(guò)于深化，與實(shí)踐工程應(yīng)用有些脫節(jié)，不適用于工科相關(guān)本科專業(yè)的教學(xué)，更不適用于“工程實(shí)施型人才”的培養(yǎng)。丁道宏主編的《電力電子技術(shù)》（航空工業(yè)出版社，1999年），以及趙良炳主編的《現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》（清華大學(xué)出版社，1996年），也是經(jīng)典教材，也受到眾多高校的歡迎。另外賀益康、潘再平主編的《電力電子技術(shù)》（科學(xué)出版社，2004年）和莫正康主編的《電力電子應(yīng)用技術(shù)》（機(jī)械工業(yè)出版社，2003年第3版），還有徐德鴻主編的《電力電子應(yīng)用技術(shù)》（科學(xué)出版社，2006年第1版），上述教材的特色是盡量照顧到行業(yè)特點(diǎn)和實(shí)用性，但新技術(shù)應(yīng)用的案例顯得不足，與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系不夠緊密，關(guān)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的內(nèi)容偏少。

目前“電力電子技術(shù)”教材存在的主要問(wèn)題

由于電力電子技術(shù)自身發(fā)展較快，編寫教材時(shí)，當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展的水平有限，上述教材中新知識(shí)點(diǎn)介紹嚴(yán)重不足，不能全面介紹電力電子技術(shù)當(dāng)前發(fā)展的先進(jìn)水平。以往的教材與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接不緊密，使自動(dòng)化專業(yè)整體教學(xué)的系統(tǒng)性和連續(xù)性較差。尤其與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容有重疊、斷點(diǎn)的現(xiàn)象。重復(fù)的內(nèi)容加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，浪費(fèi)了寶貴的教學(xué)時(shí)間；銜接上有斷點(diǎn)的內(nèi)容形成許多知識(shí)點(diǎn)的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學(xué)生對(duì)整個(gè)專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)性的理解和學(xué)習(xí)。[2]目前，電力電子技術(shù)與其相關(guān)技術(shù)呈現(xiàn)出相互交叉和相互融合發(fā)展的新局面，產(chǎn)生了許多新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。由于當(dāng)時(shí)新技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用不夠成熟和廣泛，以往的教材中有關(guān)新技術(shù)工程應(yīng)用內(nèi)容不足，缺少新技術(shù)工程應(yīng)用實(shí)例，尤其是電力電子技術(shù)在綠色環(huán)保、節(jié)能等方面的應(yīng)用案例嚴(yán)重不足。過(guò)多的理論教學(xué)不結(jié)合先進(jìn)的實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中感覺(jué)不到該門課程的價(jià)值，不能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

本教材的特色及創(chuàng)新點(diǎn)

本校在借鑒以往該類教材優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合本校自動(dòng)化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，將畢業(yè)生培養(yǎng)目標(biāo)定位于“工程實(shí)施型人才”。本教材在保證知識(shí)先進(jìn)性和系統(tǒng)性的同時(shí)，將著重培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的理念貫穿于整個(gè)教材內(nèi)容中。1.對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)，在每一章內(nèi)容編寫上都要認(rèn)真地貫徹優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容的理念，堅(jiān)持以實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容為主導(dǎo)思想。針對(duì)工程實(shí)施型人才需要掌握知識(shí)的特點(diǎn)，在保持理論知識(shí)系統(tǒng)性和完整性的前提下，對(duì)過(guò)于深入的理論教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行弱化整合，對(duì)于偏離當(dāng)前電力電子技術(shù)主流技術(shù)的理論進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭h減。教材內(nèi)容加強(qiáng)了與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行篩選、綜合和補(bǔ)充，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，開(kāi)出綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，開(kāi)出一些有助于培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。[3]2.加強(qiáng)教材的先進(jìn)性和工程應(yīng)用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情為突出工程應(yīng)用，本教材以“器件-電路-工程應(yīng)用”為主線，在補(bǔ)充和完善新知識(shí)的同時(shí)，重點(diǎn)增加介紹新技術(shù)工程應(yīng)用的內(nèi)容。在各章中都增加了與該部分理論緊密相關(guān)的工程應(yīng)用案例，尤其增加電力電子新技術(shù)在節(jié)能、綠色環(huán)保等方面的成功應(yīng)用案例。讓學(xué)生深切體會(huì)到該項(xiàng)技術(shù)的有用性。興趣是最好的老師，學(xué)生實(shí)際能看到該門課程有價(jià)值的工程應(yīng)用案例和廣闊的前景，在加深對(duì)理論知識(shí)理解的同時(shí)，必將激發(fā)對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性。3.解決與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接不好的問(wèn)題，完善整體專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的連續(xù)性重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容加重了師生的負(fù)擔(dān)，浪費(fèi)了課堂的教學(xué)時(shí)間；銜接上有斷點(diǎn)的內(nèi)容形成許多知識(shí)點(diǎn)的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學(xué)生對(duì)整個(gè)專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)性的理解和學(xué)習(xí)。本教材較好地解決了與相關(guān)課程的銜接，尤其解決了以往教材與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)課程在內(nèi)容上存在重復(fù)和斷點(diǎn)的情況，使整體自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)在教材內(nèi)容上形成一個(gè)連續(xù)、完整的體系。4.寫作風(fēng)格通俗易懂，可讀性好一般的專業(yè)教材習(xí)慣于大量的深?yuàn)W理論的堆砌和抽象的長(zhǎng)篇論述，容易使讀者產(chǎn)生為難和反感的情緒，不利于知識(shí)的吸收和消化。為此在全書的寫作風(fēng)格上力求淺顯易懂。例如，在闡述一個(gè)抽象基本原理之前，首先從該原理在日常生活中的小應(yīng)用或大家熟知的工程應(yīng)用講起，引起讀者的興趣，文字描述貼近人們的日常生活，迅速拉近與學(xué)生的距離，消除隔閡和為難情緒，然后再逐層深入觸及原理核心內(nèi)容。由淺入深、通俗易懂的寫作風(fēng)格在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中會(huì)起到引人入勝的奇特效果。[4]

結(jié)束語(yǔ)

第7篇：電力電子技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；燃油汽車

現(xiàn)代社會(huì)中，汽車已不僅是代步工具，而且具有娛樂(lè)、辦公和通訊等多種功能。伴隨汽車工業(yè)與電子信息產(chǎn)業(yè)加速融合，汽車開(kāi)始向電子化、多媒體化和智能化方向發(fā)展，由以機(jī)械產(chǎn)品為主向高級(jí)機(jī)電一體化產(chǎn)品方向演變，電子裝置占汽車整車（特別是轎車）價(jià)值量的比重逐步提高。

為了滿足人們對(duì)汽車的動(dòng)力性、操作穩(wěn)定性、安全性、舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性、對(duì)環(huán)境的友好性等各方面不斷提高的要求，各種電子裝置不斷地被應(yīng)用于汽車，使現(xiàn)代汽車成了一個(gè)廣泛的電氣系統(tǒng)，包含大量的電氣設(shè)備。在汽車電氣系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)正起著越來(lái)越重要的作用。

一、汽車的電源系統(tǒng)

今天的汽車具有200多個(gè)電氣設(shè)備，其平均功率在800W以上。最初汽車上電能是由與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)同軸（或其它傳動(dòng)結(jié)構(gòu)帶動(dòng)）的發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，并供給14V（標(biāo)稱12V）標(biāo)準(zhǔn)蓄電池（組）和用電器。當(dāng)發(fā)電機(jī)停止工作時(shí)，蓄電池可滿足汽車啟動(dòng)和短期的用電要求。

隨著汽車電氣系統(tǒng)的不斷增加，一輛中檔汽車的供電系統(tǒng)需要負(fù)擔(dān)50多個(gè)連接器，1500多個(gè)電路模塊，2000多個(gè)終端，指示和照明燈就超過(guò)100多個(gè)，線纜長(zhǎng)度近5km，耗電超過(guò)2.8KW，這就給供電系統(tǒng)的安全使用造成了極大的威脅，同時(shí)極大地限制了車用電器設(shè)備的配備使用和開(kāi)發(fā)。所以現(xiàn)在的汽車采用了新的電源系統(tǒng)，這種系統(tǒng)有兩種類型，一種是單一電壓的42V系統(tǒng)，另一種是雙電壓的14/42V系統(tǒng)。兩種電源系統(tǒng)的目的雖然一致，但出于實(shí)現(xiàn)難易程度不同，又各有自己的特點(diǎn)，前者為最終型，后者為過(guò)渡型。功率器件在改善系統(tǒng)效率和性能等方面起著關(guān)鍵作用，電力電子技術(shù)也被廣泛應(yīng)用到各個(gè)電氣設(shè)備中，以提高功率，節(jié)約電能。

二、電力電子技術(shù)給汽車提供的功能

1.高亮度放電燈

高亮度放電燈（HID）已經(jīng)開(kāi)始在汽車中作為短焦距燈和霧燈使用。高亮度放電燈較之傳統(tǒng)的鹵素?zé)艟哂懈叩陌l(fā)光效率、更高的可靠性、更長(zhǎng)的壽命和更大的外觀設(shè)計(jì)靈活性，并且具有功率大、紋波小、觸發(fā)起動(dòng)快、工作穩(wěn)定可靠及抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。HID燈的發(fā)光效率是鹵燈的3倍，而壽命大約為2000h。HID運(yùn)行時(shí)需要采用電力電子鎮(zhèn)流器。初始時(shí)，需12k-30k的高壓點(diǎn)燃電極之間的弧，而后需要大約85V的電壓來(lái)維護(hù)電弧。

2.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制

電動(dòng)機(jī)在汽車上的應(yīng)用很多，比如向乘客艙供氣的風(fēng)機(jī)、對(duì)水箱（或冷凝器）進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷電動(dòng)風(fēng)扇等，它們常需要實(shí)現(xiàn)變速控制。例如向乘客艙供氣的電動(dòng)機(jī)，一般是具有鼠籠風(fēng)扇的永磁直流電動(dòng)機(jī)，其速度通常是通過(guò)改變與電動(dòng)機(jī)繞組串聯(lián)的電阻來(lái)進(jìn)行控制的，這種方法導(dǎo)致了很大的功耗。目前，已研究出的大功率器件脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速上得到了廣泛的應(yīng)用。利用這些器件具有自關(guān)斷能力，并有體積小、重量輕、開(kāi)關(guān)速度快、損耗小、效率高等優(yōu)點(diǎn)，使調(diào)速系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)高頻化、模塊化，且動(dòng)、靜特性指標(biāo)大大提高。

3.防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）

汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱ABS，是指在制動(dòng)過(guò)程中，可自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)力大小，防止車輪抱死，以獲得最佳制動(dòng)性能包括最佳方向穩(wěn)定性、正常轉(zhuǎn)向能力和最小制動(dòng)距離的裝置。它是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成部分。在汽車上裝用ABS可有效地減少交通事故，提高行車安全性。國(guó)外的ABS發(fā)展于20世紀(jì)初，目前ABS技術(shù)和工藝都非常成熟，己廣泛應(yīng)用于轎車和重型汽車中。目前ABS的發(fā)展方向?yàn)椋海?）ABS和驅(qū)動(dòng)控制裝置的一體化；（2）ABS與電子全控式（或半控式）懸掛、電子控制四輪轉(zhuǎn)向、電子控制液壓轉(zhuǎn)向、電子控制自動(dòng)變速器等行駛系統(tǒng)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的組合裝置；（3）ABS和自動(dòng)制動(dòng)器的一體化。

4.超聲電動(dòng)機(jī)

超聲電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱USM）是一種新穎的微型電機(jī)。它利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并依靠摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)。由于超聲電動(dòng)機(jī)特殊的工作原理，它具有很多傳統(tǒng)電磁電機(jī)無(wú)法比擬的優(yōu)越性能，如低速大轉(zhuǎn)矩、體積小重量輕功率密度大、響應(yīng)速度快、微位移、不受電磁場(chǎng)的影響、掉電自保持、設(shè)計(jì)自由度大等。

超聲電動(dòng)機(jī)可以作為汽車窗戶提升、座位定位和駕駛員頭部保護(hù)裝置的執(zhí)行器。超聲電動(dòng)機(jī)要求電力電子電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因而電力電子電路的好壞會(huì)極大影響到超聲電動(dòng)機(jī)的性能。

5.發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)電氣門

現(xiàn)在電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)在汽車系統(tǒng)中具有越來(lái)越多的應(yīng)用，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)較之其它類型的（例如液壓的、風(fēng)力）執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有很多優(yōu)勢(shì)，更易利用微處理器進(jìn)行更為精確的控制。應(yīng)用電磁執(zhí)行機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門代替凸輪軸和凸輪氣門，可以通過(guò)控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門和排氣門的開(kāi)關(guān)來(lái)在一個(gè)由多種變量如速度、負(fù)載、高度和溫度確定的大范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能和提高燃料經(jīng)濟(jì)性的目的。

6.電子燃油噴射系統(tǒng)

和傳統(tǒng)的化油器系統(tǒng)相比，電子燃油噴射系統(tǒng)可以對(duì)燃油噴射進(jìn)行更加精確的控制，因而提高了汽車的效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，提高功率性能，增強(qiáng)汽車的操縱靈活性并且使排放更加清潔，目前電子燃油噴射系統(tǒng)已在汽車上被廣泛使用。

7.電氣空調(diào)

在常規(guī)汽車中，通常由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空調(diào)的壓縮機(jī)，因此壓縮機(jī)的速度在一個(gè)很大的范圍種變化，并且壓縮機(jī)的容量必須大于標(biāo)準(zhǔn)，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)時(shí)也能提供足夠的制冷。此外，軸封和橡皮軟管會(huì)導(dǎo)致制冷劑（CFC）泄漏，造成環(huán)境污染。

而在電氣空調(diào)中，一般是由三相MOSFET橋驅(qū)動(dòng)的直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。電氣空調(diào)的壓縮機(jī)速度和發(fā)動(dòng)機(jī)速度無(wú)關(guān)。因此，壓縮機(jī)可以采用標(biāo)準(zhǔn)的，并且沒(méi)有過(guò)冷的問(wèn)題發(fā)生。同時(shí)，軸封和軟管可以利用密封系統(tǒng)代替，避免制冷劑泄漏。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是電氣空調(diào)由于不需發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所以安裝位置非常靈活。

三、小結(jié)

電力電子技術(shù)已是汽車的核心控制技術(shù)之一，電力電子器件的性能關(guān)系到汽車的可靠性，在汽車中正在起著越來(lái)越重要的作用。它為提高汽車性能、安全性和功能的新技術(shù)應(yīng)用提供可能。可以肯定地說(shuō)，電力電子技術(shù)在未來(lái)汽車技術(shù)的發(fā)展中必將繼續(xù)起著重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：電力電子技術(shù)范文

電力電子技術(shù)課程內(nèi)容量大、知識(shí)點(diǎn)多、既有理論分析又有實(shí)際電路應(yīng)用。以我校自動(dòng)化專業(yè)為例，采用王兆安老師主編的《電力電子技術(shù)》第五版教材，課程內(nèi)容將涉及電力電子器件、電力電子電路（AC-DC整流電路、DC-AC逆變電路、DC-DC直流-直流變流電路、AC-AC交流-交流變流電路）及電路控制技術(shù)（PWM、軟開(kāi)關(guān)），課時(shí)安排為56學(xué)時(shí)，其中8學(xué)時(shí)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在48學(xué)時(shí)的理論教學(xué)內(nèi)容中，除緒論、習(xí)題課和總復(fù)習(xí)占4學(xué)時(shí)外，電力電子器件占4學(xué)時(shí)，電力電子電路占34學(xué)時(shí)，PWM控制與軟開(kāi)關(guān)技術(shù)占6學(xué)時(shí)。由上可見(jiàn)，電力電子電路占理論教學(xué)學(xué)時(shí)的70%，但是該部分的實(shí)際教學(xué)內(nèi)容非常多，以整流電路部分為例，將主要涉及到兩大類（單相整流、三相整流）、四小類（單相半波整流、單相橋式整流、三相半波整流、三相橋式整流）、三種負(fù)載（電阻性、阻感性、反電動(dòng)勢(shì)）及多種電路變換形式（如帶續(xù)流二極管），其中每種電路還要分析不同觸發(fā)角（如30度、60度、90度、120度等）控制下的電路工作原理、電壓和電流波形圖（如負(fù)載直流電壓、負(fù)載直流電流、晶閘管承受電壓、晶閘管流過(guò)電流、交流電流等）、電量參數(shù)計(jì)算（如直流平均值、交流有效值）。如此復(fù)雜的電路教學(xué)過(guò)程，若僅靠傳統(tǒng)黑板板書及幻燈片教學(xué)模式進(jìn)行講解，將不能在有限的課時(shí)時(shí)間內(nèi)，既完成教學(xué)內(nèi)容，又讓學(xué)生深入理解各種電路的工作過(guò)程，其結(jié)果是學(xué)生沒(méi)能抓住電力電子電路學(xué)習(xí)的根本，不具有分析和設(shè)計(jì)電力電子電路的能力。電力電子技術(shù)的仿真教學(xué)改革就是要改變上述由于教學(xué)內(nèi)容多、課程內(nèi)容復(fù)雜、課時(shí)分配少而帶來(lái)的教學(xué)和學(xué)習(xí)問(wèn)題，其改革的內(nèi)容就是在有效的教學(xué)時(shí)間內(nèi)，通過(guò)仿真軟件搭建電力電子電路并進(jìn)行仿真波形分析與工作原理講解的教學(xué)模式，該模式不僅能把教學(xué)基本內(nèi)容講授清楚，同時(shí)能大大提高學(xué)生對(duì)課程教學(xué)重點(diǎn)與教學(xué)難點(diǎn)的理解和把握，達(dá)到事半功倍的效果。仿真教學(xué)改革中采用MATLAB仿真軟件，其中的電力系統(tǒng)模型庫(kù)包含電源模塊庫(kù)、電器元件模塊庫(kù)、電機(jī)模塊庫(kù)、電力電子元件模塊庫(kù)、連接件模塊庫(kù)、測(cè)量?jī)x器模塊庫(kù)和其他電氣模塊庫(kù)。通過(guò)使用Simulink模塊庫(kù)組成電力電子控制電路，使用電力系統(tǒng)模塊庫(kù)組成電力電子主電路和驅(qū)動(dòng)電路，可以較為容易的分析和設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的電力電子電路，可以深入的研究和觀察電力電子電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

二、仿真教學(xué)過(guò)程實(shí)例分析

由于電力電子技術(shù)課程中的各種電路形式復(fù)雜多樣，因此以三相橋式全控整流電路為例，來(lái)說(shuō)明電力電子技術(shù)的仿真教學(xué)過(guò)程。三相橋式全控整流電路在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要位置，大量用于電解、電鍍、直流電機(jī)傳動(dòng)、勵(lì)磁等場(chǎng)合，因此該電路是電力電子技術(shù)課程的重點(diǎn)內(nèi)容。三相橋式全控整流電路為如上所述教材的3.2.2節(jié)內(nèi)容，主要包括電路原理圖、電阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載工作情況三部分內(nèi)容。該節(jié)課程的知識(shí)目標(biāo)定位于掌握三相橋式全控整流電路的組成、特點(diǎn)及應(yīng)用，理解三相橋式全控整流電路的工作原理；能力目標(biāo)定位于能夠根據(jù)電路圖搭建相應(yīng)電路并進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)能夠根據(jù)任務(wù)要求開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。該節(jié)課程的仿真教學(xué)過(guò)程中首先讓學(xué)生掌握電路結(jié)構(gòu)，然后針對(duì)不同負(fù)載情況下，讓學(xué)生理解工作原理并學(xué)會(huì)波形分析及參數(shù)定量計(jì)算，最后結(jié)合“自動(dòng)控制原理”及“電機(jī)學(xué)”課程相關(guān)內(nèi)容，給出仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)，目的讓學(xué)生逐步進(jìn)入狀態(tài)，逐步掌握學(xué)習(xí)這門課的方法，下面給出仿真教學(xué)中需要注意的教學(xué)重點(diǎn)，其它教學(xué)部分可參考相應(yīng)教材，這里不再贅述。

1.三相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)該部分首先介紹三相橋式全控整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，它區(qū)別于單相整流與三相半波整流，具有功率大、直流脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)采用幻燈片播放實(shí)際應(yīng)用案例的形式，來(lái)增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該部分內(nèi)容的感性認(rèn)識(shí)，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，介紹該電路中包含六個(gè)晶閘管元件，是目前學(xué)習(xí)中器件最多的電路，需要學(xué)生們認(rèn)真理解六個(gè)晶閘管器件的觸發(fā)工作過(guò)程。再次，采用MATLAB仿真軟件搭建三相橋式全控整流電路原理圖，如圖1所示。搭建的過(guò)程中，一定要強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：①晶閘管器件編號(hào)務(wù)必為共陰極組內(nèi)VT1、VT3、VT5，共陽(yáng)極組內(nèi)VT4、VT6、VT2；②晶閘管門極觸發(fā)脈沖順序務(wù)必為VT1-VT6；③晶閘管觸發(fā)脈沖相位間隔60度。

2.帶電阻性負(fù)載情況分析前面講解完三相橋式全控整流電路搭建后，真正進(jìn)入到電路工作原理、波形分析及定量計(jì)算部分。進(jìn)一步完善上面仿真電路原理圖，將負(fù)載選擇為電阻性負(fù)載，并增加若干示波器觀察點(diǎn)，其中三相電源設(shè)置為幅值100V、頻率50Hz，電阻負(fù)載2Ω，仿真參數(shù)設(shè)置為仿真起始時(shí)間0.0s，結(jié)束時(shí)間0.1s，算法選擇ode23tb。帶電阻性負(fù)載情況下的教學(xué)重點(diǎn)為：①不同觸發(fā)角下的波形分析；②負(fù)載電流的連續(xù)與斷續(xù)分析；③晶閘管的單觸發(fā)脈沖與雙觸發(fā)脈沖形式。其中難點(diǎn)內(nèi)容為連續(xù)與斷續(xù)狀態(tài)下的脈沖形式。首先通過(guò)仿真詳細(xì)講解30度觸發(fā)角時(shí)的波形情況，要求學(xué)生在給定電源條件下能夠正確理解觸發(fā)脈沖、直流負(fù)載電壓、直流負(fù)載電流、晶閘管承受電壓和交流電源電流的波形。講授過(guò)程中需要注意：①觸發(fā)角的觸發(fā)時(shí)刻，由于三相整流電路的自然換相點(diǎn)對(duì)應(yīng)A相電壓波形的30度位置，因此30度觸發(fā)角情況下的晶閘管VT1觸發(fā)時(shí)刻為60度位置，換算成時(shí)間為0.0033s；②將整個(gè)電源周期分成6段，每段先確定6個(gè)晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)，再分析其他電量；③特別注意強(qiáng)調(diào)線電壓波形及波形畫法。然后，利用仿真教學(xué)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步講解如上教學(xué)重點(diǎn)要求，如圖3所示為60度和90度觸發(fā)角下的晶閘管觸發(fā)脈沖情況和直流輸出電壓波形情況。圖中可以清楚的看到60度觸發(fā)角為負(fù)載電壓和電流連續(xù)與斷續(xù)的臨界點(diǎn)，90度觸發(fā)角時(shí)清楚的看到負(fù)載電流為斷續(xù)狀態(tài)，同時(shí)各個(gè)觸發(fā)脈沖為保證電流斷續(xù)下正常工作而變成雙觸發(fā)脈沖形式。為了讓學(xué)生能夠更深入的理解電阻性負(fù)載時(shí)的工作情況，在仿真教學(xué)過(guò)程中，可以采取更小的脈沖角度間隔對(duì)多個(gè)觸發(fā)角進(jìn)行多次仿真，這樣更能深入理解隨著觸發(fā)角的增加，直流負(fù)載電壓不斷降低的過(guò)程。

3.帶阻感性負(fù)載情況分析當(dāng)三相橋式全控整流電路帶阻感性負(fù)載工作時(shí)，其特點(diǎn)就是能保證負(fù)載電流續(xù)流而不出現(xiàn)斷續(xù)的狀態(tài)，因此該部分的教學(xué)重點(diǎn)為：①讓學(xué)生能夠清楚的理解整個(gè)移相范圍內(nèi)負(fù)載電流總是連續(xù)的工作狀態(tài)；②由于電感的作用，負(fù)載電壓會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分；③大電感狀態(tài)下，負(fù)載電流近似為一條直線。圖4為觸發(fā)角為90度時(shí)三相橋式全控整流電路的波形情況，與圖3中觸發(fā)角為90度情況進(jìn)行對(duì)比，可以清楚的看出阻感性負(fù)載時(shí)的直流負(fù)載電壓波形既有正向波形，又有負(fù)向波形，負(fù)載電流波形始終處于連續(xù)狀態(tài)，同時(shí)還可以通過(guò)仿真教學(xué)清楚的展示電感為5mH和200mH時(shí)的直流電流波形，其中5mH時(shí)電流波形脈動(dòng)較大，而200mH時(shí)電流波形脈動(dòng)較小，近似為一條直線，這也充分說(shuō)明當(dāng)電感值為200mH時(shí)，感抗相對(duì)于阻抗來(lái)說(shuō)充分大。

4.仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)：直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)完成如上規(guī)定的仿真教學(xué)任務(wù)后，可以給學(xué)生布置相應(yīng)的仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)，結(jié)合直流電機(jī)原理和閉環(huán)控制原理，安排直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)，可以安排在實(shí)驗(yàn)課中完成或課后自行完成。仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)如下：（1）仿真參數(shù)設(shè)置：仿真起始時(shí)間0.0s，結(jié)束時(shí)間5s，算法選擇ode23tb。（2）系統(tǒng)要求跟蹤恒值速度給定500r/min。（3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)定為比例控制，要求分析不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩、不同轉(zhuǎn)速比例調(diào)節(jié)下的電機(jī)電壓、電流和轉(zhuǎn)速波形。這里給出用于教學(xué)參考的系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)圖及電機(jī)電壓和電流波形，如圖5和圖6所示。由于直流電機(jī)為阻感性負(fù)載，因此通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)可以更深入的認(rèn)識(shí)阻感性負(fù)載下的三相橋式全控整流電路的工作過(guò)程，直流負(fù)載電壓即電機(jī)供電電壓有正負(fù)波形，直流負(fù)載電流即電機(jī)電樞電流為連續(xù)狀態(tài)且近似為一條直線，轉(zhuǎn)速波形由學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)中自行觀察。

三、結(jié)論

第9篇：電力電子技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；研究與實(shí)現(xiàn)

虛擬實(shí)驗(yàn)室這一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一個(gè)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，它是一個(gè)不同于信息化網(wǎng)絡(luò)的綜合集成環(huán)境，因此其可以更為有效的為用戶提供各種數(shù)據(jù)信息和人力設(shè)備等資源。

1 電力電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)

1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)目標(biāo)

在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室中，我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，需要先令學(xué)生們閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，然后按照要求選擇適當(dāng)?shù)脑⑵浒凑针娐返脑磉M(jìn)行連接，之后再對(duì)各部分電路進(jìn)行檢查確認(rèn)，確認(rèn)無(wú)誤后便可以打開(kāi)電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。試驗(yàn)中要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

通過(guò)上述流程，我們可以確定虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基本構(gòu)成要素包括：實(shí)驗(yàn)幫助、實(shí)驗(yàn)所需元器件、電路圖形連接、計(jì)算機(jī)仿真電路、結(jié)果顯示。根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)成要素，我們可以基本確定虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)目標(biāo)為“控制（輸入）部分”、“計(jì)算機(jī)仿真電路部分”、“實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示（輸出部分）”。

1.2 控制（輸入）部分

對(duì)于控制部分的設(shè)計(jì)，首先需要對(duì)電路元件的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如“獨(dú)立直流電源電壓”、“獨(dú)立直流電源電流”等；然后對(duì)其進(jìn)行觸發(fā)脈沖信號(hào)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，如“觸發(fā)脈沖信號(hào)周期”、“觸發(fā)脈沖信號(hào)占空比”等；最后是對(duì)電路的產(chǎn)生進(jìn)行設(shè)置，這部分設(shè)置需要對(duì)元器件的圖片模型進(jìn)行事先布置，然后通過(guò)鼠標(biāo)進(jìn)行電路連接，檢查無(wú)誤后點(diǎn)擊“確認(rèn)”或“連接完成”。

1.3 計(jì)算機(jī)仿真電路部分

計(jì)算機(jī)仿真電路事實(shí)上就是通過(guò)計(jì)算機(jī)程序的自動(dòng)求解，來(lái)根據(jù)相應(yīng)程序建立的一個(gè)電路方程。在整個(gè)電路方程程序的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)來(lái)決定編程的思路，而如何進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇，則完全取決于實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件選擇。然而只要建立了實(shí)驗(yàn)方程，那么就可以通過(guò)數(shù)值方法來(lái)進(jìn)行編程的求解了。

1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示（輸出部分）

關(guān)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示，通過(guò)有兩種形式，一種是隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，直接顯示出實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)值；而另外一種顯示方式，則是將整個(gè)實(shí)驗(yàn)的某一段時(shí)間內(nèi)的所有相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)，并將其存儲(chǔ)起來(lái)，在某些特殊情況下還需要經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的二次處理，然后才能輸出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果。

1.5 平臺(tái)軟件的選擇

在進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)時(shí)，我們需要一個(gè)“放置”虛擬實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，因此這個(gè)平臺(tái)軟件的選擇，將對(duì)整個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)起到不可忽視的承載作用。而在平臺(tái)軟件的選擇上，我們通常將“減少開(kāi)發(fā)工作的工作量”、“減少低級(jí)以及重復(fù)工作的開(kāi)發(fā)”、“軟件本身的運(yùn)行效率”等因素放在首位?，F(xiàn)今我們所使用的軟件，通常都是將若干軟件通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短的方式組合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混編、“VB”和“MATLAB”混編等。

2 電力電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，首先采用了VB和MATLAB混編的方法進(jìn)行編程，然后再通過(guò)對(duì)VB中MatrixVB的矩陣函數(shù)與繪圖函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，最終將復(fù)雜的計(jì)算與圖形描繪變?yōu)楹?jiǎn)單的編程。

首先在計(jì)算機(jī)上安裝MatrixVB，建立Visual Basic的新項(xiàng)目，添加MatrixVB庫(kù)，待系統(tǒng)對(duì)MMatrix.DLL文件加載完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函數(shù)了。

然后將Visual Basic的數(shù)組當(dāng)做矩陣來(lái)對(duì)待，生產(chǎn)矩陣，來(lái)豐富MatrixVB的功能函數(shù)，將更多處理問(wèn)題的先進(jìn)技術(shù)融入到VB編程中去。然后利用括號(hào)、實(shí)部rN、虛部iN等方式來(lái)對(duì)矩陣元素進(jìn)行定位操作，從而精確的對(duì)相關(guān)矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行快速定位，利用simple函數(shù)將矩陣轉(zhuǎn)化成為最簡(jiǎn)單的形式。

最后利用軟件Psim對(duì)這種方法的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果確認(rèn)了這種方法在某些問(wèn)題范圍內(nèi)，對(duì)含有開(kāi)關(guān)器的非線性器件可以被視為理想開(kāi)關(guān)，與獨(dú)立電源的電力電子形成電路時(shí)，這種方法具有有效的可行性。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及教育事業(yè)規(guī)模的不斷壯大，師資力量薄弱成為了制約教學(xué)開(kāi)展的重要問(wèn)題。特別是硬件資源的缺失，伴隨著信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，成為了促進(jìn)電力電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)出現(xiàn)的重要因素。而電力電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)，切實(shí)有效的緩解了師資資源匱乏這一難題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陸地，于瑛，劉晨，朱磊，耿素花，沈虹，孟欣.電力電子技術(shù)課程虛擬實(shí)驗(yàn)及演示平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與研究[C]//第6屆全國(guó)高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集（下冊(cè)）.2009.

[2]王偉，李偉，馬景蘭，郭屹松，張永麗.基于CDIO的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革與探索[C]//第6屆全國(guó)高等學(xué)校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)改革研討會(huì)論文集（上冊(cè)）.2009.