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篇(1)

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；開關(guān)電源

現(xiàn)代電源技術(shù)是應(yīng)用電力電子半導(dǎo)體器件,綜合自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)(微處理器)技術(shù)和電磁技術(shù)的多學(xué)科邊緣交又技術(shù)。在各種高質(zhì)量、高效、高可靠性的電源中起關(guān)鍵作用,是現(xiàn)代電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用。

當(dāng)前,電力電子作為節(jié)能、節(jié)才、自動(dòng)化、智能化、機(jī)電一體化的基礎(chǔ),正朝著應(yīng)用技術(shù)高頻化、硬件結(jié)構(gòu)模塊化、產(chǎn)品性能綠色化的方向發(fā)展。在不遠(yuǎn)的將來(lái),電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用,實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。

1.電力電子技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展方向,是從以低頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué),向以高頻技術(shù)處理問(wèn)題為主的現(xiàn)代電力電子學(xué)方向轉(zhuǎn)變。電力電子技術(shù)起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發(fā)展先后經(jīng)歷了整流器時(shí)代、逆變器時(shí)代和變頻器時(shí)代,并促進(jìn)了電力電子技術(shù)在許多新領(lǐng)域的應(yīng)用。八十年代末期和九十年代初期發(fā)展起來(lái)的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導(dǎo)體復(fù)合器件,表明傳統(tǒng)電力電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代電力電子時(shí)代。

1.1整流器時(shí)代

大功率的工業(yè)用電由工頻(50Hz)交流發(fā)電機(jī)提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費(fèi)的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機(jī)車、電傳動(dòng)的內(nèi)燃機(jī)車、地鐵機(jī)車、城市無(wú)軌電車等)和直流傳動(dòng)(軋鋼、造紙等)三大領(lǐng)域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用得以很大發(fā)展。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國(guó)大大小小的制造硅整流器的半導(dǎo)體廠家就是那時(shí)的產(chǎn)物。

1.2逆變器時(shí)代

七十年代出現(xiàn)了世界范圍的能源危機(jī),交流電機(jī)變頻惆速因節(jié)能效果顯著而迅速發(fā)展。變頻調(diào)速的關(guān)鍵技術(shù)是將直流電逆變?yōu)?~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調(diào)速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關(guān)斷晶閘管(GT0)成為當(dāng)時(shí)電力電子器件的主角。類似的應(yīng)用還包括高壓直流輸出,靜止式無(wú)功功率動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)?。這時(shí)的電力電子技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內(nèi)。

1.3變頻器時(shí)代

進(jìn)入八十年代,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,為現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。將集成電路技術(shù)的精細(xì)加工技術(shù)和高壓大電流技術(shù)有機(jī)結(jié)合,出現(xiàn)了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問(wèn)世,導(dǎo)致了中小功率電源向高頻化發(fā)展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現(xiàn),又為大中型功率電源向高頻發(fā)展帶來(lái)機(jī)遇。MOSFET和IGBT的相繼問(wèn)世,是傳統(tǒng)的電力電子向現(xiàn)代電力電子轉(zhuǎn)化的標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計(jì),到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導(dǎo)體器件市場(chǎng)上已達(dá)到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領(lǐng)域巳成定論。新型器件的發(fā)展不僅為交流電機(jī)變頻調(diào)速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現(xiàn)代電子技術(shù)不斷向高頻化發(fā)展,為用電設(shè)備的高效節(jié)材節(jié)能,實(shí)現(xiàn)小型輕量化,機(jī)電一體化和智能化提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

2.現(xiàn)代電力電子的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1計(jì)算機(jī)高效率綠色電源

高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)帶領(lǐng)人類進(jìn)入了信息社會(huì),同時(shí)也促進(jìn)了電源技術(shù)的迅速發(fā)展。八十年代,計(jì)算機(jī)全面采用了開關(guān)電源,率先完成計(jì)算機(jī)電源換代。接著開關(guān)電源技術(shù)相繼進(jìn)人了電子、電器設(shè)備領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對(duì)環(huán)境無(wú)害的個(gè)人電腦和相關(guān)產(chǎn)品，綠色電源系指與綠色電腦相關(guān)的高效省電電源,根據(jù)美國(guó)環(huán)境保護(hù)署l992年6月17日"能源之星"計(jì)劃規(guī)定,桌上型個(gè)人電腦或相關(guān)的設(shè)備,在睡眠狀態(tài)下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關(guān)電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。

2.2通信用高頻開關(guān)電源

通信業(yè)的迅速發(fā)展極大的推動(dòng)了通信電源的發(fā)展。高頻小型化的開關(guān)電源及其技術(shù)已成為現(xiàn)代通信供電系統(tǒng)的主流。在通信領(lǐng)域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網(wǎng)變換成標(biāo)稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機(jī)用的一次電源中,傳統(tǒng)的相控式穩(wěn)壓電源己被高頻開關(guān)電源取代,高頻開關(guān)電源(也稱為開關(guān)型整流器SMR)通過(guò)MOSFET或IGBT的高頻工作,開關(guān)頻率一般控制在50-100kHz范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)高效率和小型化。近幾年,開關(guān)整流器的功率容量不斷擴(kuò)大,單機(jī)容量己從48V/12.5A、48V/20A擴(kuò)大到48V/200A、48V/400A。

因通信設(shè)備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統(tǒng)中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護(hù),且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標(biāo)準(zhǔn)控制板上,對(duì)二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。

2.3直流-直流(DC/DC)變換器

DC/DC變換器將一個(gè)固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)軌電車、地鐵列車、電動(dòng)車的無(wú)級(jí)變速和控制,同時(shí)使上述控制獲得加速平穩(wěn)、快速響應(yīng)的性能,并同時(shí)收到節(jié)約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節(jié)約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調(diào)壓的作用(開關(guān)電源),同時(shí)還能起到有效地抑制電網(wǎng)側(cè)諧波電流噪聲的作用。

通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術(shù),開關(guān)頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展,要求電源模塊實(shí)現(xiàn)小型化,因此就要不斷提高開關(guān)頻率和采用新的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),目前已有一些公司研制生產(chǎn)了采用零電流開關(guān)和零電壓開關(guān)技術(shù)的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。

2.4不間斷電源(UPS)

不間斷電源(UPS)是計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)以及要求提供不能中斷場(chǎng)合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經(jīng)整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經(jīng)逆變器變成交流,經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)送到負(fù)載。為了在逆變器故障時(shí)仍能向負(fù)載提供能量,另一路備用電源通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代UPS普遍了采用脈寬調(diào)制技術(shù)和功率M0SFET、IGBT等現(xiàn)代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術(shù)的引入,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)UPS的智能化管理,進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)和遠(yuǎn)程診斷。目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發(fā)展也很迅速,已經(jīng)有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規(guī)格的產(chǎn)品。

2.5變頻器電源

變頻器電源主要用于交流電機(jī)的變頻調(diào)速,其在電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中占據(jù)的地位日趨重要,已獲得巨大的節(jié)能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過(guò)整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅(qū)動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。

國(guó)際上400kVA以下的變頻器電源系列產(chǎn)品已經(jīng)問(wèn)世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)器中。至1997年,其占有率已達(dá)到日本家用空調(diào)的70%以上。變頻空調(diào)具有舒適、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)于90年代初期開始研究變頻空調(diào),96年引進(jìn)生產(chǎn)線生產(chǎn)變頻空調(diào)器,逐漸形成變頻空調(diào)開發(fā)生產(chǎn)熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)到2000年左右將形成。變頻空調(diào)除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調(diào)速的壓縮機(jī)電機(jī)。優(yōu)化控制策略,精選功能組件,是空調(diào)變頻電源研制的進(jìn)一步發(fā)展方向。

2.6高頻逆變式整流焊機(jī)電源

高頻逆變式整流焊機(jī)電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機(jī)電源,代表了當(dāng)今焊機(jī)電源的發(fā)展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應(yīng)用前景。

逆變焊機(jī)電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經(jīng)全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經(jīng)高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩(wěn)定的直流,供電弧使用。

由于焊機(jī)電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機(jī)電源的工作可靠性問(wèn)題成為最關(guān)鍵的問(wèn)題,也是用戶最關(guān)心的問(wèn)題。采用微處理器做為脈沖寬度調(diào)制(PWM)的相關(guān)控制器,通過(guò)對(duì)多參數(shù)、多信息的提取與分析,達(dá)到預(yù)知系統(tǒng)各種工作狀態(tài)的目的,進(jìn)而提前對(duì)系統(tǒng)做出調(diào)整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。

國(guó)外逆變焊機(jī)已可做到額定焊接電流300A,負(fù)載持續(xù)率60%,全載電壓60~75V,電流調(diào)節(jié)范圍5~300A,重量29kg。

2.7大功率開關(guān)型高壓直流電源

大功率開關(guān)型高壓直流電源廣泛應(yīng)用于靜電除塵、水質(zhì)改良、醫(yī)用X光機(jī)和CT機(jī)等大型設(shè)備。電壓高達(dá)50~l59kV,電流達(dá)到0.5A以上,功率可達(dá)100kW。

自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術(shù),將市電整流后逆變?yōu)?kHz左右的中頻,然后升壓。進(jìn)入80年代,高頻開關(guān)電源技術(shù)迅速發(fā)展。德國(guó)西門子公司采用功率晶體管做主開關(guān)元件,將電源的開關(guān)頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術(shù)成功的應(yīng)用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統(tǒng)的體積進(jìn)一步減小。

國(guó)內(nèi)對(duì)靜電除塵高壓直流電源進(jìn)行了研制,市電經(jīng)整流變?yōu)橹绷?采用全橋零電流開關(guān)串聯(lián)諧振逆變電路將直流電壓逆變?yōu)楦哳l電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負(fù)載條件下,輸出直流電壓達(dá)到55kV,電流達(dá)到15mA,工作頻率為25.6kHz。

2.8電力有源濾波器

傳統(tǒng)的交流-直流(AC-DC)變換器在投運(yùn)時(shí),將向電網(wǎng)注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時(shí)還出現(xiàn)裝置網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化的現(xiàn)象,即所謂"電力公害",例如,不可控整流加電容濾波時(shí),網(wǎng)側(cè)三次諧波含量可達(dá)(70~80)%,網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)僅有0.5~0.6。

電力有源濾波器是一種能夠動(dòng)態(tài)抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統(tǒng)LC濾波器的不足,是一種很有發(fā)展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關(guān)功率變換器和具體控制電路構(gòu)成。與傳統(tǒng)開關(guān)電源的區(qū)別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環(huán)基準(zhǔn)信號(hào)為電壓環(huán)誤差信號(hào)與全波整流電壓取樣信號(hào)之乘積。

2.9分布式開關(guān)電源供電系統(tǒng)

分布式電源供電系統(tǒng)采用小功率模塊和大規(guī)?？刂萍呻娐纷骰静考?利用最新理論和技術(shù)成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強(qiáng)電與弱電緊密結(jié)合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產(chǎn)效率。

八十年代初期,對(duì)分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的研究基本集中在變換器并聯(lián)技術(shù)的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術(shù)的迅述發(fā)展，各種變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn),結(jié)合大規(guī)模集成電路和功率元器件技術(shù),使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動(dòng)了分布式高頻開關(guān)電源系統(tǒng)研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國(guó)際電力電子學(xué)界的研究熱點(diǎn),論文數(shù)量逐年增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。

分布供電方式具有節(jié)能、可靠、高效、經(jīng)濟(jì)和維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。已被大型計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、航空航天、工業(yè)控制等系統(tǒng)逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場(chǎng)合,如電鍍、電解電源、電力機(jī)車牽引電源、中頻感應(yīng)加熱電源、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電源等領(lǐng)域也有廣闊的應(yīng)用前景。

3.高頻開關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)

在電力電子技術(shù)的應(yīng)用及各種電源系統(tǒng)中，開關(guān)電源技術(shù)均處于核心地位。對(duì)于大型電解電鍍電源,傳統(tǒng)的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關(guān)電源技術(shù),其體積和重量都會(huì)大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節(jié)省材料、降低成本。在電動(dòng)汽車和變頻傳動(dòng)中,更是離不開開關(guān)電源技術(shù)，通過(guò)開關(guān)電源改變用電頻率,從而達(dá)到近于理想的負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)控制。高頻開關(guān)電源技術(shù),更是各種大功率開關(guān)電源(逆變焊機(jī)、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術(shù)。

3.1高頻化

理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當(dāng)我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設(shè)備的體積重量大體下降至工頻設(shè)計(jì)的5~l0%。無(wú)論是逆變式整流焊機(jī),還是通訊電源用的開關(guān)式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統(tǒng)"整流行業(yè)"的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據(jù)這一原理進(jìn)行改造,成為"開關(guān)變換類電源",其主要材料可以節(jié)約90%或更高,還可節(jié)電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來(lái)采用電子管的傳統(tǒng)高頻設(shè)備固態(tài)化,帶來(lái)顯著節(jié)能、節(jié)水、節(jié)約材料的經(jīng)濟(jì)效益,更可體現(xiàn)技術(shù)含量的價(jià)值。

3.2模塊化

模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關(guān)器件和與之反并聯(lián)的續(xù)流二極管,實(shí)質(zhì)上都屬于"標(biāo)準(zhǔn)"功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路也裝到功率模塊中去,構(gòu)成了"智能化"功率模塊(IPM),不但縮小了整機(jī)的體積,更方便了整機(jī)的設(shè)計(jì)制造。實(shí)際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重,對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力(表現(xiàn)為過(guò)電壓、過(guò)電流毛刺)。為了提高系統(tǒng)的可靠性,有些制造商開發(fā)了"用戶專用"功率模塊(ASPM),它把一臺(tái)整機(jī)的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個(gè)模塊中,使元器件之間不再有傳統(tǒng)的引線連接,這樣的模塊經(jīng)過(guò)嚴(yán)格、合理的熱、電、機(jī)械方面的設(shè)計(jì),達(dá)到優(yōu)化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個(gè)模塊固定在相應(yīng)的散熱器上,就構(gòu)成一臺(tái)新型的開關(guān)電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機(jī)體積,更重要的是取消傳統(tǒng)連線,把寄生參數(shù)降到最小,從而把器件承受的電應(yīng)力降至最低,提高系統(tǒng)的可靠性。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過(guò)增加相對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統(tǒng)可靠性,即使萬(wàn)一出現(xiàn)單模塊故障,也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作,而且為修復(fù)提供充分的時(shí)間。3.3數(shù)字化

在傳統(tǒng)功率電子技術(shù)中,控制部分是按模擬信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)和工作的。在六、七十年代,電力電子技術(shù)擬電路基礎(chǔ)上的。但是,現(xiàn)在數(shù)字式信號(hào)、數(shù)字電路顯得越來(lái)越重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)日趨完善成熟,顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn):便于計(jì)算機(jī)處理控制、避免模擬信號(hào)的畸變失真、減小雜散信號(hào)的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調(diào)試和遙感遙測(cè)遙調(diào),也便于自診斷、容錯(cuò)等技術(shù)的植入。所以,在八、九十年代,對(duì)于各類電路和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),模擬技術(shù)還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問(wèn)題以及功率因數(shù)修正(PFC)等問(wèn)題的解決,離不開模擬技術(shù)的知識(shí),但是對(duì)于智能化的開關(guān)電源,需要用計(jì)算機(jī)控制時(shí),數(shù)字化技術(shù)就離不開了。

3.4綠色化

電源系統(tǒng)的綠色化有兩層含義:首先是顯著節(jié)電,這意味著發(fā)電容量的節(jié)約,而發(fā)電是造成環(huán)境污染的重要原因,所以節(jié)電就可以減少對(duì)環(huán)境的污染;其次這些電源不能(或少)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染,國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn),如IEC555、IEC917、IECl000等。事實(shí)上,許多功率電子節(jié)電設(shè)備,往往會(huì)變成對(duì)電網(wǎng)的污染源:向電網(wǎng)注入嚴(yán)重的高次諧波電流,使總功率因數(shù)下降,使電網(wǎng)電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現(xiàn)缺角和畸變。20世紀(jì)末,各種有源濾波器和有源補(bǔ)償器的方案誕生,有了多種修正功率因數(shù)的方法。

總而言之,電力電子及開關(guān)電源技術(shù)因應(yīng)用需求不斷向前發(fā)展,新技術(shù)的出現(xiàn)又會(huì)使許多應(yīng)用產(chǎn)品更新?lián)Q代,還會(huì)開拓更多更新的應(yīng)用領(lǐng)域。開關(guān)電源高頻化、模塊化、數(shù)字化、綠色化等的實(shí)現(xiàn),將標(biāo)志著這些技術(shù)的成熟,實(shí)現(xiàn)高效率用電和高品質(zhì)用電相結(jié)合。這幾年,隨著通信行業(yè)的發(fā)展,以開關(guān)電源技術(shù)為核心的通信用開關(guān)電源,僅國(guó)內(nèi)有20多億人民幣的市場(chǎng)需求,吸引了國(guó)內(nèi)外一大批科技人員對(duì)其進(jìn)行開發(fā)研究。開關(guān)電源代替線性電源和相控電源是大勢(shì)所趨,因此,同樣具有幾十億產(chǎn)值需求的電力操作電源系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正在啟動(dòng),并將很快發(fā)展起來(lái)。還有其它許多以開關(guān)電源技術(shù)為核心的專用電源、工業(yè)電源正在等待著人們?nèi)ラ_發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林渭勛:淺談半導(dǎo)體高頻電力電子技術(shù),電力電子技術(shù)選編,浙江大學(xué),384-390,1992。

篇(2)

從70年代開始，在自關(guān)斷器件發(fā)展中就是的電力電子技術(shù)進(jìn)入到了逆變時(shí)代，在這一時(shí)期由于能源危機(jī)就讓交流電機(jī)變頻調(diào)速因節(jié)能效果明顯而有了很大程度上的發(fā)展，雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了逆變以及整流，但在工作的頻率方面還不高。到了80年代，集成電路技術(shù)開始從大規(guī)模和超大規(guī)模的方向得到了迅猛發(fā)展，一些以MOSFET和IGBT作為代表的大電流以及高頻和高壓功率的半導(dǎo)體復(fù)合器出現(xiàn)以來(lái)，電力電子技術(shù)在這一階段已經(jīng)進(jìn)入到了發(fā)展的重要時(shí)期，多樣化的新型器件都已經(jīng)應(yīng)用在了電路技術(shù)當(dāng)中，同時(shí)向著復(fù)合化和模塊化的方向進(jìn)行發(fā)展，在性能上更加的完善可靠，為用電的設(shè)備高效節(jié)能等提供了重要基礎(chǔ)。

2電力電子技術(shù)在現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用探究

2.1電力電子技術(shù)在交通運(yùn)輸中的實(shí)際應(yīng)用

新時(shí)期電力電子技術(shù)得到了迅速發(fā)展過(guò)程中，已經(jīng)在諸多的領(lǐng)域有了應(yīng)用，其中在電氣化的鐵道交通當(dāng)中就對(duì)電力電子技術(shù)有了廣泛應(yīng)用，在電氣機(jī)車當(dāng)中的直流機(jī)車就是對(duì)整流裝置進(jìn)行的應(yīng)用，而交流機(jī)車方面就是對(duì)變頻裝置進(jìn)行的應(yīng)用。另外，在磁懸浮列車當(dāng)中的電力電子技術(shù)的應(yīng)用比較關(guān)鍵，有著諸多的地方需要電力電子技術(shù)的支持才能夠使得磁懸浮列車得以順利的運(yùn)行，不僅在牽引電機(jī)傳動(dòng)方面，在各種的輔助電源方面也需要這一技術(shù)的支持。而在電動(dòng)汽車的電機(jī)方面也是需要電子裝置對(duì)電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換才能夠起到控制驅(qū)動(dòng)的作用。在船舶以及飛機(jī)等對(duì)電源的使用也有著很大的不同，所以在對(duì)電力電子技術(shù)的應(yīng)用上也比較的關(guān)鍵。

2.2電力電子技術(shù)在家用電器中的實(shí)際應(yīng)用

新時(shí)期電力電子技術(shù)在人們?nèi)粘Ｉ钪械募矣秒娖鞣矫娴膽?yīng)用也比較的廣泛，這對(duì)人們的生活提供了很大的方便，其中洗衣機(jī)是生活中常用的家用電器，在電力電子技術(shù)的應(yīng)用下能夠代替人工工作，只需要將衣服放進(jìn)洗衣機(jī)按下按鈕，就能夠通過(guò)電力電子技術(shù)的功能支持完成整整個(gè)洗衣的過(guò)程。還有就是在廚房洗碗機(jī)家用電器的電力電子技術(shù)的應(yīng)用上和洗衣機(jī)的原理類似，在空調(diào)器的電力電子技術(shù)的應(yīng)用上能夠起到節(jié)能作用，實(shí)踐證明能夠節(jié)約30%的電能，而電頻熒光燈在工作效率上要比普通的能的效率高很多。

2.3電力節(jié)能中的電力電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)得到迅速發(fā)展的過(guò)程中，也在能源的消耗上付出了很大的代價(jià)，尤其是在電力能源的消耗上比較嚴(yán)重。當(dāng)前的工業(yè)和電力的結(jié)合已經(jīng)成了發(fā)展的必需條件，所以在電力能源的消耗上逐漸的增加，主要就是由于電力能源而對(duì)穩(wěn)定以及利用率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。從我國(guó)整體的工業(yè)發(fā)展情況來(lái)看，在工業(yè)的用電方面還存在著一些不合理的情況，尤其是在用電的效率上得不到有效提高，從而造成了嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象，在當(dāng)前的可持續(xù)發(fā)展理念深化背景下節(jié)約電力能源是可持續(xù)發(fā)展理念實(shí)踐的一個(gè)內(nèi)容，通過(guò)對(duì)電力電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用能夠有效的將電源的消耗程度有效的降低，在電力電子技術(shù)的作用下，能夠?qū)﹄娏υO(shè)備得到性能上的優(yōu)化以及節(jié)約原材料的使用，這樣就能夠最大化的對(duì)電力能源進(jìn)行節(jié)約。

2.4電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的實(shí)際應(yīng)用

隨著我國(guó)對(duì)新能源的開發(fā)利用，例如風(fēng)力發(fā)電以及水力發(fā)電等，這其中就涉及到發(fā)電機(jī)的電流頻率的變換，水力發(fā)電功率要取決于水頭壓力以及流量，而這對(duì)機(jī)組的最佳轉(zhuǎn)速變化也會(huì)產(chǎn)生影響，為能夠?qū)⒆畲蟮挠行Чβ实靡詫?shí)現(xiàn)，就需要通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流頻率促進(jìn)機(jī)組的變速運(yùn)行。另外在大型的發(fā)電機(jī)相對(duì)靜止勵(lì)磁控制方面正是采用的晶閘管整流自并勵(lì)的方式，省去了勵(lì)磁機(jī)中間的慣性環(huán)節(jié)。

3結(jié)語(yǔ)

篇(3)

“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的基本框架還是以所選教材為基礎(chǔ)，但在具體內(nèi)容上應(yīng)當(dāng)以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)該課程的用途與重要性為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，緊扣行業(yè)應(yīng)用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性。首先，注意開好頭，要重視緒論課的教學(xué)，如在介紹“1.3電力電子技術(shù)的應(yīng)用”時(shí)應(yīng)將重點(diǎn)側(cè)重到交通運(yùn)輸和電子這一領(lǐng)域中，重點(diǎn)介紹電力電子技術(shù)在汽車與軌道車輛上的應(yīng)用。針對(duì)新能源汽車專業(yè)學(xué)生可舉例介紹車輛能源系統(tǒng)的“骨架結(jié)構(gòu)”，如油電混合動(dòng)力汽車等新能源汽車的能量系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖與基本工作原理；針對(duì)城市軌道車輛專業(yè)學(xué)生介紹地鐵車輛的電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖等等，緊緊抓住行業(yè)應(yīng)用為起始點(diǎn)引發(fā)學(xué)生的興趣。另外針對(duì)電子裝置用電源可從大家時(shí)刻不離身的手機(jī)充電器說(shuō)起，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電力電子技術(shù)無(wú)處不在，實(shí)用性很強(qiáng)，提高學(xué)生積極性。其次，隨著課程內(nèi)容教學(xué)的深入，應(yīng)繼續(xù)圍繞專業(yè)行業(yè)應(yīng)用，將原來(lái)的“骨架結(jié)構(gòu)”補(bǔ)充上“血肉”，即實(shí)際具體電路，進(jìn)行內(nèi)容的豐富。如介紹DC/DC變換時(shí)，可以將原先介紹的地鐵車輛電源系統(tǒng)中DC/DC的變流電路具體化，在知識(shí)認(rèn)知的體系結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步具體化，加深知識(shí)點(diǎn)的理解和印象。最后為提高學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)的關(guān)注度，提高學(xué)生資料收集與自學(xué)能力，一方面對(duì)部分內(nèi)容調(diào)整為課后自學(xué)內(nèi)容，要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)、圖書館等資源條件完成學(xué)習(xí)，如器件中IGCT、功率集成電路、脈寬調(diào)節(jié)電路等的相關(guān)內(nèi)容將由學(xué)生進(jìn)行資料收集并選擇部分主題由學(xué)生在課堂上給大家進(jìn)行介紹，提高學(xué)習(xí)的相關(guān)性。另外一方面提供一些已經(jīng)完成的電源板，讓有興趣的同學(xué)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試，在實(shí)踐中體會(huì)電能的變換與控制，實(shí)現(xiàn)“自主行走”。這些同學(xué)能在今后相關(guān)的實(shí)踐設(shè)計(jì)中有較好的基礎(chǔ)，且能幫助并帶動(dòng)其他同學(xué)提高實(shí)踐能力。

2“電力電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)改革

“電力電子技術(shù)”課程應(yīng)用性強(qiáng)，因此要求學(xué)生有較強(qiáng)的動(dòng)手實(shí)踐能力。課程開設(shè)了6個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)實(shí)踐時(shí)間較少。因此率先在車輛工程專業(yè)新能源汽車專業(yè)方向開設(shè)了“汽車電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”課題，時(shí)間為一周，精選了“太陽(yáng)能電動(dòng)車SPWM控制逆變電路設(shè)計(jì)”、“車載逆變電源—推挽式直流變換電路設(shè)計(jì)”、“車載逆變電源—工頻逆變電路設(shè)計(jì)”等設(shè)計(jì)課題，要求學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)能充分了解電力電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用以及應(yīng)用設(shè)計(jì)，要求學(xué)生“腳踏實(shí)地”進(jìn)行電路方案論證比較，完成電力電子電路的參數(shù)計(jì)算、器件的選型、繪制電路原理圖等過(guò)程，掌握電力電子電路的設(shè)計(jì)，并能夠掌握電力電子器件常用的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)保護(hù)電路。同時(shí)對(duì)于電路原理圖要求采用EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，ElectronicDesignAu-tomation）軟件進(jìn)行繪圖，將學(xué)生所學(xué)的電力電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、EDA技術(shù)等幾門課程在汽車電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中進(jìn)行融合，提高學(xué)生的實(shí)際設(shè)計(jì)能力。對(duì)multisim實(shí)踐能力較強(qiáng)、學(xué)有余力的同學(xué)進(jìn)一步指導(dǎo)其采用仿真手段（Matlab或者M(jìn)ultisim）進(jìn)行仿真實(shí)習(xí)，論證設(shè)計(jì)結(jié)果。通過(guò)緊張而充實(shí)的課程設(shè)計(jì)，大部分的同學(xué)對(duì)電力電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，并對(duì)所學(xué)的相關(guān)課程進(jìn)行貫通融合，充分了解所學(xué)專業(yè)課程之間的相互聯(lián)系，增強(qiáng)了對(duì)自身所學(xué)專業(yè)知識(shí)架構(gòu)的認(rèn)識(shí)，能夠熟練利用相關(guān)課程、相關(guān)技術(shù)手段進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在專業(yè)知識(shí)架構(gòu)中的“自由天地”。

3總結(jié)

篇(4)

結(jié)合幾年教學(xué)實(shí)踐和CDIO工程教育的特點(diǎn)，對(duì)原有的教學(xué)模式進(jìn)行了改革，將授課內(nèi)容中規(guī)律和特點(diǎn)并加以靈活利用，引導(dǎo)學(xué)生采用發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和掌握學(xué)習(xí)等創(chuàng)造性學(xué)習(xí)方法、加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際;從系統(tǒng)角度、實(shí)踐角度出發(fā)建立了一套適合于“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的教學(xué)體系。

教學(xué)思路

在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，首先，教師一定要意識(shí)到，興趣是最好的老師，興趣是學(xué)習(xí)的動(dòng)力和源泉。只要通過(guò)有效的興趣培養(yǎng)和教學(xué)方式，就可以讓這些學(xué)生達(dá)到甚至超過(guò)自己的水平。以科研的態(tài)度和精神貫穿于教學(xué)之中，讓學(xué)生在“學(xué)生做”和“做中學(xué)”激發(fā)課程學(xué)習(xí)熱情。鼓勵(lì)學(xué)生走上講臺(tái)，敢于大膽走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室;敢于向老師發(fā)難，以“我”為中心，全然不顧“名家顏面。

其次在教學(xué)理念上，以發(fā)展學(xué)生思考能力為本，結(jié)合課程實(shí)驗(yàn)和教師現(xiàn)有的課題進(jìn)行實(shí)踐，建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，通過(guò)對(duì)主電路和控制電路、保護(hù)電路、檢測(cè)電路同時(shí)分組進(jìn)行設(shè)計(jì)。CDIO強(qiáng)調(diào)以熟悉產(chǎn)品研發(fā)的生命周期為工程背景的

“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式，這不是對(duì)教師主導(dǎo)作用的弱化，相反對(duì)教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中的掌控能力、自身的知識(shí)水平提出了更高的高求?！敖處煛奔鏋椤皩?dǎo)師”，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在知識(shí)獲取過(guò)程中的地位由“被動(dòng)”到“主動(dòng)”的角色轉(zhuǎn)變:學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極、主動(dòng)地參與實(shí)踐，從獨(dú)立學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向合作學(xué)習(xí);從深層次角度講，就是大學(xué)中“物質(zhì)教育”與“自由教育”的轉(zhuǎn)變。在探索、實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用中行動(dòng)上給與相當(dāng)?shù)撵`活性，這樣可以喚起學(xué)生的好奇心，使其熱切地尋求有助于解決問(wèn)題的知識(shí)，同時(shí)又具備相當(dāng)?shù)膶?shí)行工具。學(xué)生所具有的創(chuàng)造性的和富有想象力的遠(yuǎn)見都將發(fā)揮作用，并能控制其沖動(dòng)和習(xí)慣。他自己的目的就能指導(dǎo)他的行動(dòng)。

再次，就教學(xué)方法而言，堅(jiān)持把工程科學(xué)基礎(chǔ)和工程專業(yè)知識(shí)緊密地揉合在一起進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生仍然需要堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。在講述定理、結(jié)論時(shí)，要注意理論基礎(chǔ)與專業(yè)知識(shí)的結(jié)合。除了應(yīng)用高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理分析內(nèi)容的機(jī)理之外，還要講定理、結(jié)論的提出背景、前提條件以及應(yīng)用情況和近展?fàn)顩r等等。在教學(xué)手段上注意應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如多媒體動(dòng)畫和系統(tǒng)仿真技術(shù)。熟練的、精心的準(zhǔn)備過(guò)的課堂講授仍然是最有效的學(xué)習(xí)和教授經(jīng)驗(yàn)。

最后，在重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)模式上，采用項(xiàng)目或者案例教學(xué)模式，基于問(wèn)題解決模式的模式;教師引導(dǎo)學(xué)生效仿教師、專家學(xué)者做項(xiàng)目的方法，如專題研討、方案和技術(shù)設(shè)計(jì)、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)操作等，探索并解決課程內(nèi)容相關(guān)工程應(yīng)用中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題;培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與綜合分析問(wèn)題的能力。因此恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)題目是項(xiàng)目教學(xué)法運(yùn)用成功的保證，既不能太難，讓學(xué)生望而卻步，又不能太簡(jiǎn)單，沒(méi)有挑戰(zhàn)性。這要求教師平時(shí)有一定知識(shí)積累?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”實(shí)力較強(qiáng)的幾個(gè)院校的積極嘗試為我們提供了較好的參考。浙江大學(xué)將“功率因數(shù)校正實(shí)驗(yàn)”等部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列為創(chuàng)新設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。哈爾濱工業(yè)大學(xué)以直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)為課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。南京航空航天大學(xué)開發(fā)了“軟開關(guān)逆變電源實(shí)驗(yàn)裝置”課程設(shè)計(jì)教學(xué)平臺(tái)，以此設(shè)計(jì)若干個(gè)課程設(shè)計(jì)題目。中國(guó)石油大學(xué)選擇反激式開關(guān)電源為課程設(shè)計(jì)題目。這些題目既緊密聯(lián)系書本知識(shí)，又有創(chuàng)新的空間，值得借鑒。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在方式上注重啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的同時(shí);在時(shí)間和內(nèi)容安排上注意了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的循序漸進(jìn)。在實(shí)踐平臺(tái)裝置的設(shè)計(jì)上，注意

“先進(jìn)性、實(shí)用性、開放性、安全性”的特點(diǎn)，滿足基礎(chǔ)型和綜合設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)的要求。使學(xué)生既動(dòng)手又動(dòng)腦，豐富工程實(shí)踐知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時(shí)學(xué)生小組成員之間密切協(xié)作和互相配合，鍛煉學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)作、互助的團(tuán)隊(duì)精神。

教學(xué)案例

以“電力電子技術(shù)”內(nèi)容直流一直流變流技術(shù)為例。首先，教師備課時(shí)要把自己想象成學(xué)生，想象二下學(xué)生的已知與未知，研究學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的需求，要想到學(xué)生在課堂教學(xué)過(guò)程中可能有的變化，從而使備課活動(dòng)不再是琢磨怎么講能講得清楚、透徹、到位，讓學(xué)生聽得懂、記得牢，要注重的是課堂上學(xué)生怎么學(xué)、怎么動(dòng)以及為了實(shí)踐活動(dòng)的有效開展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何點(diǎn)起學(xué)生創(chuàng)新的火花，促使學(xué)生生動(dòng)活潑地參與，使課堂教學(xué)豐富多樣，把課堂真正還給學(xué)生。引言部分如講到buck變換器時(shí)，先介紹變換器的背景。授課時(shí)，按照“識(shí)電路”“畫波形”“會(huì)計(jì)算”“輸出（電壓或電流）控制”四部曲進(jìn)行。顯然，第四部曲是壓軸大戲。buck變換器的電路原理圖如圖1所示，先講每一個(gè)功率器件的工作原理。再?gòu)挠性撮_關(guān)V導(dǎo)通，到無(wú)源開關(guān)VD因反偏而截止，再到輸出濾波電感儲(chǔ)能（或勵(lì)磁），并向負(fù)載提供能量；反過(guò)來(lái)從有源開關(guān)V截止，到電感電流不能突變。故使無(wú)源開關(guān)VD正偏而導(dǎo)通，此時(shí)電感電流經(jīng)二極管續(xù)流，其儲(chǔ)存的能量繼續(xù)供向負(fù)載，并由輸出電壓對(duì)其進(jìn)行去磁。輸出濾波電容作用：主要用來(lái)限制輸出電壓上的開關(guān)頻率紋波分量，使之遠(yuǎn)小于穩(wěn)態(tài)的直流輸出電壓。內(nèi)容強(qiáng)調(diào)講穩(wěn)態(tài)關(guān)系和特征。buck變換器的特征公式如式1所示，讓學(xué)生對(duì)比以前學(xué)過(guò)的理想變壓器的特征公式，說(shuō)明為什么buck也叫“直流變壓器”。第二部曲是利用多媒體動(dòng)畫技術(shù)演示功率器件開通和關(guān)斷時(shí)電路的電流流經(jīng)路徑和主要物理量的波形變化情況。采用MATLAB仿真時(shí)所得的波形與課本的波形進(jìn)行對(duì)比，反映了理論知識(shí)的現(xiàn)實(shí)性。同時(shí)對(duì)比圖1（b）、（c）圖，對(duì)電流下降及上升的原因及“斷續(xù)”和“連續(xù)”概念結(jié)合高等數(shù)學(xué)中“連續(xù)”的概念不一樣的地方進(jìn)行辨析。當(dāng)改變參數(shù)使得仿真結(jié)果變化時(shí)，也能通過(guò)理論分析與仿真調(diào)試，使輸出達(dá)到理想狀態(tài)。第三部曲講授在已知輸入電壓范圍、負(fù)載電流范圍和給定的輸出電壓下，利用獲得的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，可以方便計(jì)算buck變換器的開關(guān)占空比范圍，從而來(lái)計(jì)算buck變換器中的元器件電壓穩(wěn)態(tài)應(yīng)力、電流峰值、電流平均值和電流有效值。在講第四部曲即“輸出（電壓或電流）控制”時(shí)，學(xué)生不易明白也看不到。有些內(nèi)容理解不夠具體，如何控制實(shí)現(xiàn)的疑問(wèn)產(chǎn)生。此時(shí)重要的是培養(yǎng)學(xué)生有精細(xì)、認(rèn)真、窮追不舍的態(tài)度和敢于提出問(wèn)題、勇于解決問(wèn)題的創(chuàng)新精神。學(xué)生參與設(shè)計(jì)教師的100V/600A大功率開關(guān)斬波恒流源科研項(xiàng)目，共分四組，每一組完成一個(gè)功能設(shè)計(jì)調(diào)試或仿真。第一組學(xué)生設(shè)計(jì)不控整流部分的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，具體參數(shù)：濾波電抗為1200A/0.71mH，整流二極管600A/1600V，鋁電解電容0.3F/400V。第二組學(xué)生參與斬波電路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的斬波電路圖如圖3所示。通過(guò)計(jì)算得出電抗器1200A/300μH，C2電容大小190μF/400V。阻容吸收單元選擇電容C3為80μF/450V，選取電阻R1為10Ω。IGBT模塊2MBI1200U4G-120，驅(qū)動(dòng)模塊在教師的指導(dǎo)下選用瑞士CONCEPT公司的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊2SD315A，該驅(qū)動(dòng)模塊集成智能驅(qū)動(dòng)、自檢、狀態(tài)反饋、隔離等功能于一身，能夠驅(qū)動(dòng)1200A/1200V的IGBT。有的學(xué)生還畫了驅(qū)動(dòng)電路圖。第三組學(xué)生設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335DSP作為控制回路的核心的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器。學(xué)生在CCS集成開發(fā)環(huán)境下編寫的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器，在軟仿真下可以明顯看到給定變化引起PWM脈寬的變化。第四組學(xué)生負(fù)責(zé)基于MATLAB下仿真。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，學(xué)生體會(huì)到了控制環(huán)節(jié)如何閉環(huán)、控制量如何檢測(cè)，控制算法如何實(shí)現(xiàn)，控制信號(hào)如何發(fā)出，能量流動(dòng)必須要有電動(dòng)勢(shì)以及流經(jīng)通路等等。學(xué)生們主動(dòng)、積極利用老師的科研項(xiàng)目，構(gòu)思、設(shè)計(jì)、調(diào)試以及實(shí)驗(yàn)。教師注意發(fā)揮激勵(lì)和導(dǎo)向作用，注重肯定、贊賞學(xué)生的點(diǎn)滴進(jìn)步，讓學(xué)生感受到成功的歡樂(lè)，心中喚起自豪感和自尊感。當(dāng)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)受到目的的指引，進(jìn)行時(shí)還有措施和方法時(shí)，試驗(yàn)就變成合理的了。此外注意事實(shí)的分析和重組是增進(jìn)知識(shí)、增長(zhǎng)解釋能力和正確分類的能力所不可缺少的?？傊癈DIOInitiative”是一個(gè)資源開放、寬松自由、包容性強(qiáng)的改革計(jì)劃。

篇(5)

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)；教案

作者簡(jiǎn)介：屈克慶（1970-），男，河南洛陽(yáng)人，上海電力學(xué)院電氣工程學(xué)院，副教授。（上海 200090）

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）09-0077-02

“電力電子分析與設(shè)計(jì)”課程是上海電力學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）本科生教育中為電力電子與風(fēng)力發(fā)電專業(yè)方向開設(shè)的一門專業(yè)選修課，也是必選課程。這門課程著重教授現(xiàn)代電力電子技術(shù)內(nèi)容，要求理論課程與實(shí)踐緊密結(jié)合，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)踐能力為目的，能為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)和今后工作奠定良好的基礎(chǔ)，以期滿足當(dāng)今社會(huì)急劇增長(zhǎng)的對(duì)電力電子技術(shù)的知識(shí)和人才需求。

一、教學(xué)現(xiàn)狀和分析

電力電子技術(shù)是一門關(guān)于電能變換與利用的學(xué)科，涉及到發(fā)電、輸電、配用電、傳動(dòng)等各個(gè)環(huán)節(jié)。隨著當(dāng)今社會(huì)迅速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)、交通運(yùn)輸、生活醫(yī)療、新能源發(fā)電等各個(gè)方面，這些都與實(shí)踐內(nèi)容密切相關(guān)。

電力電子技術(shù)是在時(shí)展要求下產(chǎn)生的節(jié)能與發(fā)電技術(shù)，是高校電氣專業(yè)的一門重要課程，其理論性和工程實(shí)踐性都很強(qiáng)，是學(xué)生既感興趣，又普遍感覺(jué)較難的一門課程。結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐總結(jié)，探討了這其中的主要原因，大概可分為以下三個(gè)方面：

1.電力電子技術(shù)內(nèi)容繁多，并且知識(shí)點(diǎn)分布廣泛

根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)合和要求不同，電力電子電路形式和內(nèi)容紛繁多樣。

從應(yīng)用場(chǎng)合上劃分主要有基本四種變換形式：直流-直流、直流-交流、交流-直流、交流-交流；每種變換形式從電源種類上看包括有單相、三相、多重化、多電平電路，從負(fù)載方面上看包括有電阻負(fù)載、阻感負(fù)載、阻容負(fù)載；從電力電子元件上看主要包括有二極管、晶體管、晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管GTO、場(chǎng)效應(yīng)管MOSFET、絕緣柵型場(chǎng)晶體管IGBT；采用不同的元件、電路和負(fù)載都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。

從應(yīng)用目的上包括有幅值的變化（如電壓的升高與降低）、頻率的改變（如變頻調(diào)速）、相位的移動(dòng)（如無(wú)功補(bǔ)償）、相數(shù)的改變（如三相到多相）、功率或轉(zhuǎn)矩的變化（如電機(jī)傳動(dòng)）、諧波的治理（如電力濾波）。

從不同形式的電力電子電路和不同的負(fù)載特性上，都可以得到不同的工作波形，對(duì)于波形的把握與理解，也是電力電子技術(shù)區(qū)別于其他學(xué)科的顯著特點(diǎn)之一。這需要在理解電力電子器件的特性上掌握電路的功能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立電路的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行多種電路的對(duì)比總結(jié)，才能具備分析主電路功能的基本能力。

2.電力電子技術(shù)涵蓋涉及學(xué)科眾多，并且理論內(nèi)容廣泛

既涵蓋到電氣基礎(chǔ)的課程有：電路、電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)、電磁場(chǎng)，又涉及到電氣專業(yè)的課程有：控制理論、微機(jī)原理、電力系統(tǒng)分析、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等。

電力電子技術(shù)是一門弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)，也是所謂將“粗電”變換為“精電”過(guò)程，學(xué)科跨度和綜合性非常廣。實(shí)際的電力電子裝置既包括由電力電子器件等構(gòu)成的主電路，又包括由DSP等微處理器構(gòu)成的控制電路。

首先在主電路設(shè)計(jì)中，根據(jù)以電路、電機(jī)和電力系統(tǒng)為主的應(yīng)用對(duì)象，進(jìn)行原理分析和推證，實(shí)施具體的功能要求和性能指標(biāo)。

其次在控制電路設(shè)計(jì)中，要根據(jù)裝置要求和特點(diǎn)，不僅要實(shí)現(xiàn)各種功能要求，而且考慮諧波及電磁干擾問(wèn)題，很多裝置也需要DSP等微處理器來(lái)進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn)。最后還要進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和測(cè)試EMI影響。

大學(xué)三年級(jí)本科生已具備了電路、電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，講授電力電子技術(shù)課程是以主電路作為內(nèi)容。由于在初步學(xué)習(xí)各專業(yè)課階段，尚未形成多學(xué)科知識(shí)交叉匯總的全面思維模式。雖然能掌握主電路基本原理，對(duì)于涉及控制電路和應(yīng)用對(duì)象，常感到困惑并難以理解。如何培養(yǎng)學(xué)生形成對(duì)電學(xué)各學(xué)科的整體意識(shí)，而不能“只見樹木，不見森林”，是這項(xiàng)教學(xué)課程所要探討的主要內(nèi)容和目的之一。

3.電力電子技術(shù)的理論內(nèi)容發(fā)展迅速，并且實(shí)踐應(yīng)用范圍廣泛多樣

電力電子技術(shù)自身的理論體系處于迅速發(fā)展階段。其中：電力電子器件的發(fā)展起決定性作用，從二極管、三極管、晶閘管、MOSFET、IGBT、IGCT等的發(fā)展，推動(dòng)了主電路結(jié)構(gòu)的本質(zhì)變化；根據(jù)本質(zhì)不同的器件形成紛繁多樣的主電路拓?fù)湫问?，又因不同的?shí)際要求而形成眾多獨(dú)立不同的控制方式，其中形成了具有突破性的控制理論，比如PWM技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)、空間矢量等。

如何將電力電子器件、主電路結(jié)構(gòu)、控制方法和理論相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生從電力電子技術(shù)的發(fā)展來(lái)全面理解和掌握知識(shí)，懂得從發(fā)展歷史上進(jìn)行思考和總結(jié)，也是需要探討的內(nèi)容之一。

電力電子技術(shù)的實(shí)踐性非常強(qiáng)，這種實(shí)踐性體現(xiàn)在對(duì)電力電子裝置的設(shè)計(jì)、調(diào)試和操作等諸多方面。在實(shí)踐中，需要對(duì)電路功能和各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合驗(yàn)證，不僅要求懂得硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試，涉及到主電路、元器件、印刷電路板、布線和布局；也要求懂得軟件設(shè)計(jì)和配合，包括有匯編、C語(yǔ)言、DSP、FPGA等。電力電子器件對(duì)環(huán)境和用法要求較高，在使用之前需要對(duì)電路非常熟悉，即便是工作經(jīng)驗(yàn)豐富的人員，也還有預(yù)料不到的情況發(fā)生，導(dǎo)致器件和電路損壞。

對(duì)于大三學(xué)生而言，僅僅具備了有限的初步認(rèn)識(shí)，實(shí)踐能力欠缺，體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，電力電子器件的損壞現(xiàn)象最為普遍。這當(dāng)中自然有主觀的因素，但是如何降低損耗，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識(shí)，提高學(xué)生動(dòng)手能力，也是教學(xué)改革面臨的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一。

二、教學(xué)目的和特點(diǎn)

從本科教學(xué)計(jì)劃上看，大學(xué)本科生在第三學(xué)年學(xué)習(xí)了“電力電子技術(shù)”，這門課程內(nèi)容豐富，但因2～3學(xué)分課時(shí)有限，主要是講授以晶閘管為主的整流和逆變電路，讓學(xué)生掌握傳統(tǒng)的相控式電路及應(yīng)用。此外，也著重講授直流變換電路中的升壓及降壓基本工作原理，初步介紹MOSFET和IGBT為主的斬控式逆變和整流電路。通過(guò)對(duì)這門課程的教授，使學(xué)生掌握四種基本變換的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，對(duì)電力電子技術(shù)有了基本認(rèn)識(shí)，奠定了學(xué)生的基本電力電子知識(shí)體系。

結(jié)合前述情況的分析可知，現(xiàn)有的課程內(nèi)容不完全適應(yīng)我院新開辟的“電力電子與風(fēng)力發(fā)電”專業(yè)方向的教學(xué)需要，除此之外，近十多年間電力電子技術(shù)在節(jié)能、傳動(dòng)、新能源、電力系統(tǒng)等行業(yè)迅猛發(fā)展，因此有必要在課程內(nèi)容中增加這方面知識(shí)的比重，以及通過(guò)增設(shè)“電力電子分析與設(shè)計(jì)”專業(yè)選修課的方式拓展學(xué)生的知識(shí)面。

這門課程介紹由IGBT和MOSFET為主要電力電子器件所構(gòu)成的現(xiàn)代電力電子電路，重點(diǎn)要求掌握直流-直流斬波器、直流-交流逆變器這兩種應(yīng)用最普遍系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法。內(nèi)容包括主電路的選擇、功率器件的選擇、控制電路的設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路的設(shè)計(jì)、變壓器設(shè)計(jì)及元件參數(shù)的技術(shù)、仿真實(shí)踐等。該課程注重將理論分析和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，使學(xué)生掌握新型電力電子電路的分析方法，具備初步的設(shè)計(jì)能力。

三、課程內(nèi)容

現(xiàn)代電力電子技術(shù)主要是圍繞PWM技術(shù)展開的，其中DC/DC和DC/AC變換是基本的兩種電源變換方式，也是實(shí)踐生產(chǎn)中最為普遍的應(yīng)用方式，不僅涉及到基本的變換電路及參數(shù)，而且涵蓋了基本的變換理論和技術(shù)。

課程內(nèi)容結(jié)合了多年的實(shí)踐和教學(xué)總結(jié)，是從電力電子裝置的角度來(lái)傳授相關(guān)理論、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電力電子的系統(tǒng)知識(shí)，樹立整體觀念。教學(xué)形式以理論教學(xué)和仿真實(shí)踐相結(jié)合，各占一半課時(shí)。這兩部分內(nèi)容交叉進(jìn)行，如單周進(jìn)行理論教學(xué)，雙周進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。其中：第一部分理論教學(xué)內(nèi)容安排如下表1所示。在理論教學(xué)的同時(shí)，配合進(jìn)行以MATLAB的實(shí)踐教學(xué)，仿真實(shí)踐內(nèi)容安排如下列表2所示。

四、教學(xué)效果總結(jié)

經(jīng)過(guò)2學(xué)期的教學(xué)工作，筆者總結(jié)了一下教學(xué)效果。同學(xué)們普遍認(rèn)為在學(xué)習(xí)這門課程以后，能夠全面理解和掌握以DC/DC斬波變換，以及DC/AC逆變的基本原理和基本控制方法，學(xué)會(huì)了應(yīng)用Matlab仿真軟件對(duì)電力電子電路進(jìn)行分析方法，設(shè)計(jì)控制電路參數(shù)和調(diào)試控制參數(shù)。在后期的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生能夠輕松上手，對(duì)復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)如新能源發(fā)電，領(lǐng)悟和掌握較快，較多同學(xué)的畢業(yè)論文被評(píng)為優(yōu)秀本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。不足之處在于，由于受制于課時(shí)和實(shí)踐條件有限，只是通過(guò)仿真實(shí)踐來(lái)掌握學(xué)習(xí)。如果能進(jìn)一步聯(lián)系實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更能提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

在今后的教學(xué)實(shí)踐中，仍然面臨提高本科學(xué)習(xí)興趣、全面提高學(xué)生理論知識(shí)水平和動(dòng)手實(shí)踐能力等問(wèn)題，這些都是值得深入分析和探討，不斷改進(jìn)完善的重要課題。

參考文獻(xiàn)：

[1]鐘炎平.電力電子電路設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，

2010.

篇(6)

論文關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；課程設(shè)計(jì)；教學(xué)方法

電力電子技術(shù)始于20世紀(jì)50年代末、60年代初，主要研究電力領(lǐng)域中使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行高效的變換和控制，是電力、電子、控制三大學(xué)科的交叉學(xué)科。目前，“電力電子技術(shù)”課程已成為我國(guó)高等院校電氣工程與自動(dòng)化類本科專業(yè)最為重要的學(xué)科基礎(chǔ)課之一，教學(xué)內(nèi)容涵蓋電力電子器件、四大類電力變換電路、控制技術(shù)以及電力電子新技術(shù)等多方面知識(shí)，理論性和實(shí)用性都非常強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果，該課程要求教師能結(jié)合各自學(xué)校的實(shí)際情況合理地設(shè)計(jì)課程，均衡理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比例，針對(duì)具體不同的授課內(nèi)容靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的基本概念、基本分析方法等理論知識(shí)并提高他們理論聯(lián)系實(shí)際和分析解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。

浙江工業(yè)大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“我?！保半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程是全校電氣工程與自動(dòng)化類本科專業(yè)教學(xué)鏈中一個(gè)承上啟下的重要環(huán)節(jié)。它的前續(xù)課程有“電路原理與實(shí)驗(yàn)”、“模擬電子技術(shù)”、“電機(jī)學(xué)”、“數(shù)字電路與數(shù)字邏輯”、“電氣工程基礎(chǔ)等”，后續(xù)課程有“開關(guān)電源設(shè)計(jì)”、“控制電機(jī)及應(yīng)用”、“現(xiàn)代電氣傳動(dòng)控制技術(shù)”、“DSP原理及應(yīng)用”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等。多年來(lái)，我校在不斷學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外高校教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)不斷實(shí)踐，豐富自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，積極改革創(chuàng)新，追求高質(zhì)量和高水平的教學(xué)。

本文將主要介紹我校多年來(lái)在電力電子技術(shù)本科生教學(xué)方面所取得的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及關(guān)于今后如何繼續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量和水平的一些設(shè)想。

一、注重建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)和培養(yǎng)青年教師

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師不但是知識(shí)的教授者、教學(xué)活動(dòng)的組織者，同時(shí)還是學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)估者。優(yōu)秀的教師是保證教學(xué)高質(zhì)量和高水平的關(guān)鍵，他們?yōu)槿藥煴怼⒕哂胸S富的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)、富有愛心，能夠激發(fā)學(xué)生求知的熱情，既教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法，又讓學(xué)生掌握科學(xué)知識(shí)。

經(jīng)過(guò)多年的積累，目前我校電力電子技術(shù)本科生教學(xué)團(tuán)隊(duì)已初具規(guī)模，核心成員主要有教授1人、副教授2人、講師2人、實(shí)驗(yàn)員1人。其中具有博士學(xué)位2人，碩士學(xué)位3人。該團(tuán)隊(duì)每年都會(huì)承擔(dān)全校3個(gè)電氣工程與自動(dòng)化類本科專業(yè)（電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)和電氣工程及其自動(dòng)化教育專業(yè)）約6～8個(gè)班的電力電子技術(shù)教學(xué)工作。為保證全校范圍內(nèi)該課程教學(xué)內(nèi)容與質(zhì)量的一致性，各授課教師按統(tǒng)一的教學(xué)大綱分專業(yè)分班級(jí)進(jìn)行教學(xué)，期末所有選課的學(xué)生參加全校統(tǒng)一的考試。不同專業(yè)、不同班級(jí)的學(xué)生呈現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)也各不相同。在學(xué)內(nèi)容的前提下，各教師遵循以學(xué)生為本的原則采取靈活恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法進(jìn)行針對(duì)性授課，確保達(dá)到良好的教學(xué)效果。

我校電力電子技術(shù)本科生教學(xué)團(tuán)隊(duì)自組建以來(lái)一直定期召開會(huì)議討論并解決教學(xué)中遇到的問(wèn)題，交流并總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，共同開展教學(xué)和科研課題項(xiàng)目，促進(jìn)各成員教師特別是青年教師在業(yè)務(wù)上的進(jìn)步。在培養(yǎng)教學(xué)新生力量上，該教學(xué)團(tuán)隊(duì)引入青年教師導(dǎo)師制度，由多位（副）教授級(jí)的教師擔(dān)任指導(dǎo)教師，對(duì)經(jīng)驗(yàn)尚淺的青年教師進(jìn)行全程、全方位的培訓(xùn)，包括寫教案、制作PPT課件、課堂試講、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、批改作業(yè)、學(xué)生答疑、擬考試卷、指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)等。每個(gè)階段，指導(dǎo)教師都會(huì)對(duì)青年教師的表現(xiàn)做出中肯的評(píng)價(jià)，幫助他們盡快熟悉業(yè)務(wù)、提高水平。在整個(gè)團(tuán)隊(duì)的關(guān)心下，青年教師成長(zhǎng)很快，在由學(xué)院組織的學(xué)評(píng)教和教學(xué)技能比賽中都取得了良好的成績(jī)。

二、完善適合學(xué)校實(shí)際情況的課程設(shè)計(jì)

“電力電子技術(shù)”是一門理論性、實(shí)用性都很強(qiáng)的課程，課程內(nèi)容量多且面廣，合理分配理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比例就顯得非常重要。結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，我校電力電子技術(shù)本科生教學(xué)團(tuán)隊(duì)為電氣工程與自動(dòng)化類相關(guān)的3個(gè)本科專業(yè)制訂了統(tǒng)一的教學(xué)大綱。“電力電子技術(shù)”課程總共安排了64學(xué)時(shí)，其中，理論教學(xué)48學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)16學(xué)時(shí)，在注重教授學(xué)生基本概念和基本分析方法等理論知識(shí)的同時(shí)也同樣注重培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和分析解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。與大多數(shù)國(guó)內(nèi)高校接軌，教材主要選用普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、普通高等教育電氣工程與自動(dòng)化類“十一五”規(guī)劃教材——機(jī)械工業(yè)出版社出版的《電力電子技術(shù)》最新版本和學(xué)校自編的《電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)用書》，實(shí)驗(yàn)裝置采用求是公司生產(chǎn)的MCL型電力電子及電力傳動(dòng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。所選教材《電力電子技術(shù)》第5版本一共有10個(gè)章節(jié)，僅48學(xué)時(shí)的理論課不可能也沒(méi)必要面面俱到講授教材中的所有內(nèi)容。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)這10章的教學(xué)內(nèi)容劃分了主次，對(duì)電力電子器件、電力電子器件應(yīng)用的共性問(wèn)題、整流電路、直流－直流變流電路這4個(gè)章節(jié)做重點(diǎn)教學(xué)，對(duì)其余的6個(gè)章節(jié)做次重點(diǎn)教學(xué)。16學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課要求完成5個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，內(nèi)容涉及各主要電力電子器件及其驅(qū)動(dòng)電路、晶閘管可控整流電路、PWM直流斬波電路分析及測(cè)試和開關(guān)電源分析及測(cè)試，進(jìn)度與理論課的相關(guān)內(nèi)容同步，確保學(xué)生能在第一時(shí)間把所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生學(xué)習(xí)效果考評(píng)兩方面同時(shí)做到了對(duì)理論與實(shí)踐的兼顧，規(guī)定學(xué)生學(xué)習(xí)該課程所得總成績(jī)由以下三部分組成，即期末理論考試成績(jī)占70％、平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績(jī)占10％、課堂表現(xiàn)及課后作業(yè)成績(jī)占20％。

轉(zhuǎn)貼于

三、以學(xué)生為本的教學(xué)活動(dòng)實(shí)踐

在具體實(shí)施電力電子教學(xué)的過(guò)程中，教師激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)造良好的互動(dòng)教學(xué)氛圍是非常重要的。這就需要教師以學(xué)生為本結(jié)合具體的授課內(nèi)容靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段。

我?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”是“電路原理與實(shí)驗(yàn)”等課程的后續(xù)課程，理論性很強(qiáng)。在教授該課程新知識(shí)點(diǎn)時(shí)，若涉及到相關(guān)前續(xù)課程重要的舊知識(shí)點(diǎn)，教師會(huì)采用先溫故后知新的教學(xué)方法，通過(guò)學(xué)生回答問(wèn)題的方式復(fù)習(xí)舊知識(shí)點(diǎn)，由淺入深幫助學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)以便教授新知識(shí)點(diǎn)。比如，在講述變壓器漏感對(duì)整流電路的影響這一節(jié)內(nèi)容的最開始，先溫習(xí)理想變壓器的特性和非理想變壓器的等效電路模型，再把簡(jiǎn)化后的非理想變壓器等效電路模型代入到已學(xué)的整流電路中，然后進(jìn)入正題——分析電路的工作原理。教師在講授電路工作原理時(shí)，會(huì)一再?gòu)?qiáng)調(diào)電力電子器件的開關(guān)工作狀態(tài)和電力電子電路的分段線性分析方法這兩個(gè)貫穿整個(gè)課程始終的基本概念和基本方法，并現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成一部分電路的分析工作，通過(guò)加強(qiáng)學(xué)生的參與感來(lái)促使他們更積極地把外在的基本知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為內(nèi)在的電路分析能力。

在傳統(tǒng)的口頭講授過(guò)程中，教師會(huì)適當(dāng)?shù)亟柚办o動(dòng)相宜”的PPT課件、具體的實(shí)物教具和靈活的板書等來(lái)提高“電力電子技術(shù)”課程的理論教學(xué)效果。此外，教師還會(huì)適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)充一些教科書以外的電力電子技術(shù)內(nèi)容，如仿真技術(shù)等。教師利用仿真軟件PSPICE、MATLAB等在課堂上虛擬地實(shí)時(shí)演示電路更真實(shí)的工作過(guò)程，既拓展了學(xué)生的視野又能很形象地解說(shuō)課程中的知識(shí)難點(diǎn)，如三相半波可控整流電路中晶閘管的正向耐壓?jiǎn)栴}。電力電子器件的封裝材料及形式多種多樣，性能也不盡相同。為了讓學(xué)生更真實(shí)、更立體地認(rèn)識(shí)電力電子器件，教師除了展示器件照片外還會(huì)提供一些器件的樣品讓學(xué)生親身接觸。關(guān)于教材中重要公式的推導(dǎo)，教師會(huì)采用PPT課件與板書相結(jié)合的方式幫助學(xué)生更容易理解和掌握。

“電力電子技術(shù)”課程包含很多基本概念，在講述時(shí)教師會(huì)根據(jù)聽課學(xué)生的實(shí)際英語(yǔ)能力，有意識(shí)地就專業(yè)術(shù)語(yǔ)部分進(jìn)行中英文雙語(yǔ)教學(xué)。這不但能增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)英語(yǔ)水平，而且還可以提高學(xué)生使用中英文關(guān)鍵詞檢索科技文獻(xiàn)的能力，為該課程的后續(xù)課程特別是“畢業(yè)設(shè)計(jì)”的教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。

在“電力電子技術(shù)”的理論教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)電力電子技術(shù)對(duì)國(guó)計(jì)民生的重要性是非常必要的。比如，在舉例說(shuō)明電力電子技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，教師會(huì)盡量多舉些與學(xué)生日常生活以及當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)相關(guān)的例子（如手機(jī)電池充電器、筆記本電腦電源適配器、未來(lái)的“光源之星”LED照明、節(jié)能環(huán)保的電動(dòng)汽車等）。先拋磚引玉讓學(xué)生有些感性的認(rèn)識(shí)，再通過(guò)啟發(fā)性的提問(wèn)鼓勵(lì)學(xué)生積極地去發(fā)現(xiàn)身邊所遇到的科學(xué)技術(shù)。在增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，提高學(xué)生對(duì)該課程的重視程度。

“電力電子技術(shù)”是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。為了更好地銜接理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教師在課堂上除了提供電力電子電路的理想波形圖，還會(huì)提供一些電力電子電路的實(shí)際波形圖，讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)和思考它們之間的異同。用一連串的疑問(wèn)激發(fā)起學(xué)生的強(qiáng)烈求知欲，令他們更主動(dòng)地去預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，更認(rèn)真地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且更努力地去嘗試著尋找答案。比如，反激式電路在電流斷續(xù)工作模式下，由教科書提供的開關(guān)管S兩端電壓的理想波形和在實(shí)驗(yàn)中用示波器觀察到的S兩端電壓的實(shí)際波形在S關(guān)斷的部分是有很大差別的。在理論課堂上，當(dāng)教師同時(shí)給出理論和實(shí)驗(yàn)波形圖加以對(duì)照時(shí)，學(xué)生表現(xiàn)出極大的興趣，躍躍欲試地去尋找實(shí)際電路中S兩端電壓在S關(guān)斷時(shí)刻出現(xiàn)阻尼振蕩現(xiàn)象的原因。此時(shí)，教師正好因勢(shì)利導(dǎo)，鼓勵(lì)他們認(rèn)真地去完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)再結(jié)合已學(xué)理論知識(shí)自主地找出答案。實(shí)踐結(jié)果表明該教學(xué)效果很好。

四、關(guān)于今后教學(xué)的一些設(shè)想

電力電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，關(guān)于“電力電子技術(shù)”的教學(xué)也需要與時(shí)俱進(jìn)，緊跟潮流，與社會(huì)接軌。目前，在我校采用全英文教學(xué)電力電子技術(shù)的條件還不夠成熟。但是，教師可采用循序漸進(jìn)的方法，從目前以中文為主的雙語(yǔ)授課，到中英文各半的雙語(yǔ)授課，再到以英文為主的雙語(yǔ)授課，最后過(guò)渡到全英文授課。目前，最適合我校的辦法是課程的重要章節(jié)主要采用中文教學(xué)，務(wù)必讓學(xué)生掌握必要的基本知識(shí)；而次重要章節(jié)則可主要采用英文教學(xué)，這對(duì)擴(kuò)展學(xué)生視野很有利。

層出不窮的電力電子新技術(shù)不斷豐富著“電力電子技術(shù)”的教學(xué)內(nèi)容。全面而系統(tǒng)的“電力電子技術(shù)”教學(xué)是無(wú)法僅通過(guò)一門課程來(lái)完成的，但它可以通過(guò)一系列課程來(lái)不斷深化。在現(xiàn)有“電力電子技術(shù)”課程的基礎(chǔ)上，按社會(huì)就業(yè)的需求配套完善其后續(xù)課程。除了強(qiáng)化這些課程之間的內(nèi)在聯(lián)系、完善整個(gè)教學(xué)鏈，教師還應(yīng)多鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生積極參加各類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、申請(qǐng)由學(xué)院提供的建龍基金等，在教師指導(dǎo)下開展一些與電力電子技術(shù)相關(guān)的小課題。通過(guò)一系列課程的學(xué)習(xí)和科研課題的參與，學(xué)生能更深入地了解和掌握電力電子技術(shù)，對(duì)他們今后從事與電力電子技術(shù)相關(guān)的工作具有積極的意義。

篇(7)

關(guān)鍵詞：電力電子；教學(xué)改革；應(yīng)用人才培養(yǎng)；工程能力

作者簡(jiǎn)介：茅靖峰（1976-），男，浙江寧波人，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院，副教授；顧菊平（1971-），女，江蘇南通人，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院，教授。（江蘇　南通　226019）

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省高?！扒嗨{(lán)工程”基金項(xiàng)目、南通大學(xué)教學(xué)研究基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2011B50、2010B10）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）33-0032-02

近20年來(lái)，電力電子技術(shù)受計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)與材料科學(xué)等關(guān)鍵技術(shù)的推動(dòng)，得到了快速發(fā)展，其工程應(yīng)用領(lǐng)域得到了迅猛擴(kuò)張。由現(xiàn)代電力電子技術(shù)支撐的新型產(chǎn)業(yè)和對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的技術(shù)改造，如新能源、綠色交通、智能電網(wǎng)、先進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)、極端環(huán)境探索、節(jié)能減排等，都取得了巨大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，展現(xiàn)出了良好應(yīng)用前景。[1，2]

為了適應(yīng)電氣信息類工程應(yīng)用學(xué)科的發(fā)展，保持教學(xué)內(nèi)容的新穎性，跟蹤電力電子技術(shù)的最新熱點(diǎn)，自2006年以來(lái)，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院開設(shè)了“現(xiàn)代電力電子技術(shù)”課程，在傳統(tǒng)“電力電子技術(shù)”課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展特色和技術(shù)需求，講授現(xiàn)代電力電子技術(shù)高級(jí)原理、新器件與新型工程應(yīng)用，以此提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的工作能力，培養(yǎng)市場(chǎng)應(yīng)用型人才。本文從該課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等方面，介紹了課程教研組對(duì)這門課程的教學(xué)改革和實(shí)踐情況。

一、傳統(tǒng)教學(xué)存在的問(wèn)題分析

1.裝置與系統(tǒng)級(jí)的概念不突出

傳統(tǒng)的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)，側(cè)重于器件級(jí)的理論分析，強(qiáng)調(diào)基于電力電子器件的電路拓?fù)浣馑?，即以電力電子器件為核心，在器件基本結(jié)構(gòu)、原理和特性學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，針對(duì)典型電力電子拓?fù)湓黼娐?，從電力電子器件的通和斷兩個(gè)狀態(tài)入手，對(duì)電力電子電路換流的物理過(guò)程、波形特性、電參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行分析和計(jì)算。

該教學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是概念清楚、體系完備、機(jī)理分析透徹，但也存在諸多弊端。例如，學(xué)生將電力電子學(xué)過(guò)多地關(guān)注在了電力電子器件上，弱化了從裝置級(jí)和系統(tǒng)級(jí)的角度對(duì)電力電子電路進(jìn)行理解和認(rèn)知；割裂了電力電子功率電路與基于反饋原理的數(shù)模電控制電路、自動(dòng)控制原理、工程實(shí)際應(yīng)用電路之間的關(guān)系；大篇幅的基于晶閘管器件的理論分析和計(jì)算，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣；單一和過(guò)少的工程應(yīng)用實(shí)例，減少了學(xué)生對(duì)課程實(shí)用性的認(rèn)同感等等。

2.實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱

電力電子技術(shù)作為工程技術(shù)需要有一定量的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)才能保障學(xué)習(xí)效果。但在傳統(tǒng)的“電力電子技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，基礎(chǔ)性和簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，不能很好地與當(dāng)前的工程實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，致使許多新技術(shù)、新方法無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)直觀的體驗(yàn)。

而且電力電子實(shí)驗(yàn)設(shè)備的常用形式為基于掛件結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)和實(shí)驗(yàn)箱，基本上與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的重要元器件、電路和系統(tǒng)都被封閉于內(nèi)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生們無(wú)法看到功率元器件、配件及電子儀表的外觀和關(guān)鍵連線。學(xué)生依照原理圖機(jī)械地連接主電路、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形，即使不了解電路的工作原理，也能較順利地完成實(shí)驗(yàn)。因此，無(wú)法發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，沒(méi)有探索學(xué)習(xí)的動(dòng)力，鍛煉創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力的教學(xué)內(nèi)容和平臺(tái)也不足。

二、課程教學(xué)改革措施

1.以服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展為導(dǎo)向，確立教改思路和目標(biāo)

作為地方綜合性高校，南通大學(xué)的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的定位是培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供智力支撐和人才支持。因此，本課程作為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的主干專業(yè)課程之一，其教學(xué)目標(biāo)的確立需結(jié)合本區(qū)域的產(chǎn)業(yè)分布與發(fā)展特點(diǎn)，同時(shí)又緊緊圍繞本專業(yè)的學(xué)科方向。

形成了以幫助學(xué)生從裝置和系統(tǒng)角度理解和掌握電力電子技術(shù)，培養(yǎng)理論與實(shí)踐能力兼具的創(chuàng)新型電力電子應(yīng)用技術(shù)人才為目的，以新能源、運(yùn)動(dòng)控制、電源技術(shù)、柔流輸配電等應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楸尘埃灾v授電力電子技術(shù)在實(shí)際工程應(yīng)用中所需要處理的相關(guān)問(wèn)題為主要內(nèi)容的課程教學(xué)思路和培養(yǎng)目標(biāo)。

2.整合教學(xué)內(nèi)容，突出應(yīng)用能力培養(yǎng)

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，在學(xué)院學(xué)科特色和現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，對(duì)課程體系和內(nèi)容進(jìn)行了合理調(diào)整。舍棄了傳統(tǒng)的以大篇幅晶閘管半控器件分析為主線的教學(xué)內(nèi)容體系，建立了“以基于全控器件的實(shí)際應(yīng)用為主線，以電力電子主拓?fù)潆娐方Y(jié)合系統(tǒng)級(jí)的自動(dòng)控制原理及其實(shí)現(xiàn)電路分析為主要技術(shù)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生從整體的角度認(rèn)識(shí)和設(shè)計(jì)電力電子電路的能力”的課程教學(xué)體系。

整合后的教學(xué)內(nèi)容由三部分組成：功率器件、典型電路、應(yīng)用及其系統(tǒng)。功率器件是基礎(chǔ)，重點(diǎn)講授開關(guān)全控器件及其驅(qū)動(dòng)電路；典型電路是主體，重點(diǎn)講授基于全控器件的直直、逆變和整流三種變換電路及其控制機(jī)理；應(yīng)用及其系統(tǒng)是提升，重點(diǎn)講授電力電子在新能源發(fā)電、運(yùn)動(dòng)控制、電源和柔流輸配電技術(shù)中的應(yīng)用原理及其典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例。三者層次明晰，但學(xué)時(shí)又有所側(cè)重。即前兩部分作為前續(xù)“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容的回顧與拓展，講授學(xué)時(shí)占總理論學(xué)時(shí)的近一半，第三部分作為工程應(yīng)用與系統(tǒng)提升的重要部分，需著重講授，以逐次勾勒出一個(gè)電力電子技術(shù)及其工程應(yīng)用的整體全貌。

在教學(xué)內(nèi)容的組織與講授中，凝煉理論教學(xué)的內(nèi)容，在原理的講授中注意培養(yǎng)學(xué)生面向工程的意識(shí)和思維，并及時(shí)動(dòng)態(tài)地將教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得的最新科研成果以及科研項(xiàng)目的最新進(jìn)展融合到相關(guān)的課程內(nèi)容中去，讓學(xué)生接受到來(lái)自科研和工程研發(fā)第一線的新知識(shí)、新技術(shù)。

另外，針對(duì)基于電力電子技術(shù)應(yīng)用的電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和前沿內(nèi)容，以及課程中被壓縮掉或被取消的專業(yè)知識(shí)，設(shè)置為系列課外專題講座，聘請(qǐng)對(duì)專題內(nèi)容有深入研究和獨(dú)特造詣的教師及企業(yè)的科技人員講授，以開拓學(xué)生的知識(shí)面、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思維及能力。

3.加強(qiáng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)，注重理論聯(lián)系實(shí)際

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)是在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和初步設(shè)計(jì)技能，增強(qiáng)解決問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力的必要教學(xué)一環(huán)。為了突出課程的工程實(shí)用性，采取了優(yōu)選驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加了設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)置方法。

注重電路的工作機(jī)理分析與工程實(shí)際問(wèn)題是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選的該類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：常用PWM控制器件及特性、不控整流的諧波與抑制、SPWM/SVPWM/方波PWM逆變策略的實(shí)現(xiàn)電路及特性等。

注重工程實(shí)用性是設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇標(biāo)準(zhǔn)。我們要求學(xué)生們對(duì)該類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目遵循“理論設(shè)計(jì)計(jì)算—>計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證—>硬件實(shí)驗(yàn)電路測(cè)試—>波形數(shù)據(jù)分析總結(jié)”的順序開展路線，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，并促進(jìn)學(xué)生形成理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)實(shí)驗(yàn)作風(fēng)。

增設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括：各型升/降壓直直變換器設(shè)計(jì)、有源功率因數(shù)校正器設(shè)計(jì)、諧振軟開關(guān)設(shè)計(jì)、三相高頻PWM整流器設(shè)計(jì)，以及他們的復(fù)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置為必修和開放式的選修兩類，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)授課學(xué)時(shí)不足的矛盾，同時(shí)采取“案例講解法”、“實(shí)物演示法”等不同的教學(xué)方法，在實(shí)驗(yàn)課上認(rèn)真講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟和注意事項(xiàng)，以激發(fā)學(xué)生興趣，調(diào)動(dòng)其積極性。

此外，應(yīng)改革課內(nèi)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)定方式，突出對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核，鼓勵(lì)探索性的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。具體措施包括增加課內(nèi)實(shí)驗(yàn)在課程總成績(jī)中的權(quán)重，增加實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)操作測(cè)評(píng)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程問(wèn)辯三方面的成績(jī)考核項(xiàng)等，通過(guò)確立科學(xué)合理的考核方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，形成務(wù)實(shí)的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。

4.優(yōu)化課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)能力

課程設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，其課時(shí)安排在全部理論課程講授完畢后進(jìn)行。

該實(shí)踐環(huán)節(jié)依托于以現(xiàn)代電力電子技術(shù)與運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室為主體，以工程訓(xùn)練中心、控制電機(jī)、虛擬儀器、風(fēng)力發(fā)電動(dòng)模實(shí)驗(yàn)室等其他專業(yè)實(shí)驗(yàn)室為輔助的課程設(shè)計(jì)開放式創(chuàng)新訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。[3，4]課程設(shè)計(jì)內(nèi)容以學(xué)生熟悉并感興趣的熱點(diǎn)工程為背景，從南通大學(xué)電氣工程學(xué)院專業(yè)與學(xué)科特色以及科研項(xiàng)目中，提煉出其中典型的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)出合理的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目。可選的背景包括：風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、精密電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)、電力無(wú)功與諧波控制、磁懸浮控制、特種電源等。其中的典型技術(shù)問(wèn)題包括：整流、正弦逆變、直直變換、Delta逆變、閉環(huán)自動(dòng)控制、檢測(cè)技術(shù)等。

針對(duì)少部分優(yōu)秀學(xué)生采用“導(dǎo)師制”的課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法，通過(guò)細(xì)致的指導(dǎo)，緊密的設(shè)計(jì)過(guò)程跟蹤，來(lái)進(jìn)一步提高課程設(shè)計(jì)質(zhì)量，并促進(jìn)這部分學(xué)生研究性論文、專利、小制作等方面成果的形成。

針對(duì)大部分學(xué)生采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”的課程設(shè)計(jì)教學(xué)方法。學(xué)生以小組為單位，在選題庫(kù)中自由選題，利用書刊、網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料，自主形成完成項(xiàng)目的各種設(shè)計(jì)思路，以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

通過(guò)課程設(shè)計(jì)的鍛煉，使學(xué)生將書本上的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)真正融入了自己的知識(shí)鏈，提高了其綜合能力以及自主創(chuàng)新和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5.注重網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)，提高自主性學(xué)習(xí)能力

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是彌補(bǔ)課堂教學(xué)學(xué)時(shí)局限，開拓課程學(xué)習(xí)的知識(shí)面，引導(dǎo)學(xué)生開展自主性學(xué)習(xí)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑。課程組以校Blackboard網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)長(zhǎng)期投入、持續(xù)積累、動(dòng)態(tài)跟蹤的建設(shè)方式，建立了課程的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái)。

網(wǎng)站的教學(xué)材料提供了與課程相關(guān)的豐富的資源，內(nèi)容包括教學(xué)資源庫(kù)（課程教學(xué)大綱、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)例程、實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作視頻等文件）、參考資源庫(kù)（經(jīng)典學(xué)術(shù)論文、典型芯片和模塊的使用手冊(cè)、常用仿真軟件說(shuō)明、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)案例、產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)和研究熱點(diǎn)等信息）、復(fù)習(xí)思考題庫(kù)等版面區(qū)。

此外，課程組充分利用Blackboard網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的交互功能，完成諸如教學(xué)信息、在線電子試卷測(cè)試、遠(yuǎn)程答疑和討論等教學(xué)工作，提高了教學(xué)的效率和效果。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述教學(xué)改革措施，同學(xué)們?cè)谡n程學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、系統(tǒng)級(jí)的分析設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的工程應(yīng)用能力等方面均得到了提高，培養(yǎng)的學(xué)生在近年來(lái)的挑戰(zhàn)杯、機(jī)器人和電子設(shè)計(jì)大賽等學(xué)科競(jìng)賽中均取得了良好成績(jī)。

顯然，基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程改革是一項(xiàng)持續(xù)而動(dòng)態(tài)的工作，課程教學(xué)中需依據(jù)卓越工程師教育培養(yǎng)思想，以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)需求與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的無(wú)縫對(duì)接為導(dǎo)向，明確樹立學(xué)生的主體觀，合理安排理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，運(yùn)用合理的教學(xué)方法和手段以及科學(xué)的評(píng)價(jià)體系，以切實(shí)提高教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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