课堂教学电力电子论文范文第1篇
摘要：针对当前“电力电子技术”课程教学内容和教学方法中存在的不足，以卓越工程师教育培养为目标，从教学内容优化、教学方法多样化、实践教学创新等方面进行了研究和探索。改革后的“电力电子技术”课程教学方案更适应“卓越计划”人才培养要求，对促进学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力的提高具有积极作用。
关键词：电力电子技术；卓越工程师；教学改革
作者简介：鲁明丽（1974-），女，陕西西安人，常熟理工学院电气与自动化工程学院，讲师。（江苏 常熟 215500）
“卓越工程师教育培养计划”（简称卓越计划）是教育部的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。卓越计划的重点是培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力，因此必须研究和探索与之相对应的新的培养体系。课程是培养体系的有机组成部分，其教学内容、教学方法和教学模式影响着卓越计划人才培养的质量。只有将卓越工程师教育培养标准融入到专业课程教学之中，才能保证培养目标的实现。
电力电子技术是使用电力电子器件对电力进行变换和控制的技术，该技术在一般工业、交通运输、电力系统、家用电器、新能源技术以及节能环保等领域得到广泛应用。[1]“电力电子技术”课程作为电气工程、自动化等专业的核心课程，在人才培养方案中占据重要地位。该课程在教学中具有理论复杂、结构多变、波形图较多的特点，近年来围绕“电力电子技术”教学改革提出了一些有效的策略。[2-4]如利用MATLAB软件建模和仿真作为辅助教学，解决了“电力电子技术”课程教学中的一些难点问题，但是由于MATLAB软件是对一些难于理解的内容进行仿真实践，和真正的工程实践还相去甚远，达不到卓越工程师培养目标的要求，该课程教学改革有待进一步深化。针对常熟理工学院（以下简称“我校”）卓越班学生基础扎实、学习态度积极、动手能力强的特点以及卓越工程师培养目标的要求，提出基于教学内容优化、教学手段多样、实验环节创新的“电力电子技术”课程教学新方法，为该课程的教学改革提供一种新思路。
一、教学内容的优化
现代电力电子技术正朝着轻量化、小型化及智能化的方向发展。目前在电力电子技术的应用中，基本以全控型器件MOSFET、IGBT为核心构成各种变流电路，而半控型器件——晶体管组成的应用电路逐步减少。以电力电子技术为核心而设计制造的电力电子装置（如变频器、电力有源滤波器、静止无功补偿装置、新能源发电逆变器、开关电源、和UPS不间断电源等在工业生产的不同领域得到广泛应用）使电力电子技术的应用范围得到很大的延伸。软开关技术在变流电路中已成为电力电子器件降低开关损耗和开关噪声的主要技术，PWM控制技术在变频调速技术中已成为核心控制手段。电力电子技术的这些发展和应用客观上需要对教学内容进行整合和优化。作为一门实用性很强的课程，在“电力电子技术”课程的教学中既要注重理论推导又要加强实际应用。针对卓越工程师培养要求，按照以电力电子器件为基础，以变流技术为核心，以工程应用为目标的原则，对教学内容进行模块化设计，即将课程划分为电力电子器件、AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC和电力电子技术的应用等6个模块，并根据工业生产的发展对相应模块的教学内容和课时做出适度调整。如图1所示，其中电力电子技术应用模块为4种变流电路在工业生产中的常见应用。
在各教学模块中，教学内容应该和新技术、实际应用无缝对接。电力电子器件模块应使学生掌握各种电力电子器件的特性和正确的使用方法，教学的核心内容是各器件的开关特性；全控型器件因其开关时间短、通态电压低、开关损耗小、高频性能好、驱动简单、成本低廉等优点在中小功率交流调速、逆变及斩波等方面取代着晶闸管的地位，故教学中应增加全控型器件学习的课时。压缩晶闸管整流电路、直流-直流变流电路、交流-交流变流电路和逆变电路有关的教学课时，除典型电路及实际应用较多的电路精讲外，其余作为学生自主学习内容。如AC/DC模块以工程应用较多的单相全控桥和三相全控桥及双反星形大功率整流电路为重点，其余内容可安排学生课后自主学习；增加全控型器件为核心的逆变电路的课时；加大PWM控制技术的教学，它是现代变频调速技术的核心，特别是交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势；增加电力电子技术应用的课时，尤其要增加电源技术的教学。电力电子装置提供给负载的是各种不同的直流电源、变频交流电源，特别是开关电源和UPS电源在现代生活中得到广泛应用，通过这种优化使“电力电子技术”教学内容更加丰富。
在教学实施过程中应注重资源转化，将技术发展动态和科学研究成果介绍给学生，加大课程内容信息量。学生学习的内容不能局限于掌握基本定义和原理，而应面向工程实际问题，注重教学内容的推陈出新。
二、教学模式的多样化
“电力电子技术”课程教学内容的最大特点是结构图、波形图多，因此“电力电子技术”课程多采用板书+多媒体教学手段。对于卓越工程师培养还应以教学效果为目标，以工程实践为主线，进行教学模式的改革。基于“电力电子技术”课程的特点采用以下几种教学模式：课堂教学为主，网络课程平台为辅的教学模式；推进科研成果场景化课堂教学模式；探索式学习模式。下面对几种教学模式进行详细描述。
1.课堂教学为主，网络课程平台为辅的教学模式
我校“电力电子技术”课程已建成网络课程，和课堂教学相辅相成。在课堂教学的基础上利用网络平台可以使教学资源更加丰富，图形、图像、声音、动画、视频等多种媒体组织起来使学生通过全方位的感官接受信息。教学内容不再是从易到难从前到后的线形模式，而是以超链接的方式呈现信息，学生可以根据自身的知识掌握程度、知识背景、知识结构等自由选择学习内容，从而获得最佳学习方式。课程具有开放性和交互性，交互既可是同步的也可是异步的，可以克服时间、地域等差异达到资源共享。网络教学的优势就在于能够实现教学时间和地点随意性，同时又能够保证师生交互的高效性、开放性以及大量教学资源的共享性。[5]网络课程不是简单呈现“电力电子技术”教学内容，而是为学生提供丰富学习资料，也是学生和老师之间学习和交流的平台和媒介，是课堂教学的有益补充。
2.推进科研成果场景化的课堂教学模式
重视学生科研能力培养教育，是现代高等教育发展的趋向，理工科大学生的培养已从知识型向素质型转化，着重培养学生的学习能力、动手能力和综合解决问题的能力。[6]因此把工程案例和教师的科研项目引进课堂教学中是非常有必要的。
推进科研成果场景化的课堂教学法分为两个方面：一是对于重点章节把一些典型工程案例引入到课程教学中，从企业工程师的角度介绍如何完成一个工程项目，包括项目背景、设计要求、详细方案、技术线路、现场调试过程、验收标准以及整个项目的管理办法等。二是把教师的科研成果作为工程案例引入课堂教学。例如我校教师完成的科研项目“浮标光伏锂电供电系统关键技术研究”属于新能源技术类项目，可在课堂上从项目申报、项目实施、项目关键技术的解决、项目验收等方面进行讲解。在整个教学过程中，通过科研项目的引导将整个“电力电子技术”课程中学过的章节串联起来，将学过的知识点通过项目得到应用，从而达到了学习目的。
通过这两种途径，让学生系统地了解作为工程师是如何完成一个工程项目的，如何解决项目实施过程中面临的难题以及项目组成员之间的协作。
3.探索式学习模式
为了改变传统学生被动学习的模式，对教学内容中的某些重要环节采取大作业、专题研究报告、文献综述报告、研究性实验报告为载体的探索式学习模式。针对教学内容可以设计很多的环节，让学生参与其中。例如为了让学生了解电力电子技术发展前沿动态，可在开课初安排学生阅读大量文献后撰写文献综述报告；对于在逆变电路中大量使用的PWM控制技术，可让学生结合交直流调速系统进行研究做出专题研究报告；对于学生利用电力电子及电力传动实验室设备开发出的新实验项目可完成研究性实验报告等。这样在电力电子技术学习的过程中既有老师的教，又有学生主动参与的学，可通过网络课程平台不受时间和地域的限制进行交流。
三、实践教学的创新
“电力电子技术”是实践性很强的课程，而实践教学对加强学生的实践能力、综合能力的培养十分重要。卓越工程师的培养注重的是学生工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力，因此在“电力电子技术”课程实验教学中需要增开综合性、创新性试验。
综合性实验是指学生在具备一定基础知识和基本操作技能的基础上运用一门课程或多门课程的综合知识对学生综合实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合型实验，其目的在于锻炼学生对知识综合应用的能力，培养学生分析和解决复杂问题的能力。例如针对卓越工程师的培养设计了综合性实验项目“晶闸管直流电动机调速系统”，该实验综合应用了“电机与拖动”、“电力电子技术”、“运动控制系统”等多门课程的知识点，原理图如图2所示。在完成直流电机调速的实验过程中既要用到电力电子技术中晶闸管整流电路的知识，又用到了电机与拖动及运动控制系统中调压调速的知识，该实验进一步拓展可构成一个单闭环直流调速系统，对该系统可以进行静特性的研究等。该实验项目既具有综合性又具有开放性，学生在完成基本实验内容的基础上，可根据对课程群知识掌握的程度，进一步对其扩展，综合更多的内容到实验中来。
学生创新能力的培养可利用电力电子及电力传动实验室设备增加开关电源、逆变器等电力电子装置的设计、安装、调试等实践环节。围绕电力电子课程实践教学环节和毕业设计内容建设一些能自主搭建电力电子元件的实验箱或实验台，学生使用这些实验箱（或台）能自己搭电路、自己调试来完成电力电子技术及电力传动方向的课程设计、毕业设计。
另外学生每年都会参加各类竞赛，可把学生的创新成果推广到实践教学环节。如全国大学生电子竞赛的参赛作品可纳入实践环节，用竞赛项目来促进教学，激发学生对本门课程的兴趣。
四、结束语
卓越工程师培养计划以培养面向工业界、面向世界、面向未来、创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才为目标。本文在此基础上，以学生的实践能力、创新能力为核心，分别从教学内容优化、教学方法多样性、实践环节创新等三个方面对“电力电子技术”课程教学进行了探索和实践。实践表明，采用这些方法能够激发学生自主学习的能力，提高学生分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力，为培养高质量工程技术人才奠定良好的基础。
参考文献：
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[5]沈菊红.关于多元统计分析课程教学的几点思考[J].学科教学，
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[6]陈高华，张井岗，赵志诚.内模控制在液位控制系统中的应用研究[J].电气电子教学学报，2011，33（1）：83-86.
（责任编辑：王意琴）
课堂教学电力电子论文范文第2篇
[摘 要] 传统的电力电子技术课程教学存在不能调动学生积极性、学生创造性得不到发挥甚至学生的实践能力得不到应有的提高等不足。针对目前教学中存在的问题，该文提出并论证了通过工学结合、兴趣主导、项目驱动、情景设计的具体实施过程，以实现基于项目驱动法的电力电子技术教学的新模式。该教学模式将理论教学与工程项目设计融为一体，具有一定的科学性、先进性和实用性，是一种提升学生综合素质和创新能力行之有效的方法。
[关键词] 电力电子技术;项目驱动;教学改革
[基金项目] 2018年度防灾科技学院教育研究与教学改革项目（JY2019B02）;2019年度防灾科技学院“课程思政”教学改革项目（2019KCSZ24）
[作者简介] 邱忠超（1987—），男，山东济宁人，工学博士，防灾科技学院电子科学与控制工程学院讲师，主要从事灾害监测技术与仪器、电磁无损检测技术研究。
一、引言
电力电子技术是电气工程及其自动化专业一门重要的专业核心课，也是理论性、工程性和实用性非常强的课程，该技术被称为人类社会的第二次电子革命[1]。随着经济水平的不断提高，电能的应用已经普及到生产、生活的方方面面，其主要应用领域包括新能源汽车、太阳能（风能）发电、铁路机车牵引器、航空电源、发电厂电气变流等。因此，无论对传统工业的改造，还是对高新技术产业的发展，电力电子技术都起着至关重要的作用[2]。
上世纪90年代以来，电力电子技术得到了迅速发展，新的电力电子器件和控制方式不断出现。然而，传统的教学过程只注重了专业理论知识的传授，忽视了学生能力的培养，导致学生对课程并没有太多兴趣。因此，如何激发学习兴趣、调动学生的积极性、培养学生综合分析和解决实际问题的能力，显得尤为重要。
一、电力电子技术课程特点及教学现状
（一）电力电子技术课程特点
IEEE（国际电气和电子工程师协会）将电力电子技术表述为：一门有效地使用电力半导体器件，应用电路设计理论以及分析开发工具，实现对电能高效变换和控制的技术。电力电子技术主要内容包括：电力电子器件、整流电路（AC/DC变换）、逆变电路（DC/AC变换）、直流-直流变流电路（DC/DC变换）、交流-交流变流电路（AC/AC变换）、PWM控制技术、软开关技术、电力电子器件应用的共性问题、电力电子技术的应用等[3]。电力电子技术的教学目标是让学生全面认识并掌握常用电力半导体器件的相关特性，掌握各种电能变换电路的基本原理，学会分析、设计基本的电力电子电路;掌握常用的电力电子控制电路，并同时具备扎实的理论基础和实践技能。随着新器件的不断涌现，电力电子技术相关知识越来越丰富，因此内容多、信息量大、学时少的问题愈发突出，同时存在教学大纲、教学内容与实际工程应用脱节的问题，以王兆安编写的《电力电子技术》（第五版）为例，课本主要介绍以晶闸管构建的整流电路、逆变电路等，变换电路公式多，波形较复杂，占据了大量教学课时。而在实际应用中，晶闸管的应用在逐渐减少，导致使学生对电力电子技术的学以致用产生困惑。
（二）电力电子技术教学现状
目前电力电子技术教学大都是以教师为中心的教学模式，没有充分体现学生的积极性和主动性，学生获得的知识比较死板。实验教学大都是验证性的，而综合性和创新性实验较少，学生对实验原理很少关心，这些都不利于培养学生的综合素质和创新能力。电力电子技术教学存在的主要问题为：（1）理论内容以教师讲述为主，由于学生在听课时跟实际联系不上，对理论难以理解，形成对电力电子技术“抽象、难学”的思想障碍，从而失去学习信心。（2）传统的教学不能适应培养应用型人才，目前更加注重培养学生的实践能力和创新能力。（3）电力电子技术的高速发展，学校购置的实验箱由于经费问题无法做到更新，实验室购置的器件只能实现一些验证性的实验，不能让学生随意发挥，限制了学生的思想。
二、基于项目教学法的电力电子技术教学实施
（一）项目教学法
项目驱动法是一种典型的“以学生自主學习为主、教师指导为辅”的教学方法[4]。该方法要求学生积极主动地思考，把课程理论和实际项目结合起来，在规定时间内自主安排学习，克服各种困难且解决项目中遇到的问题，最终完成项目并进行成果展示[5]。其中，项目教学中更加注重项目完成的过程，学习成为每名学生主动参与的创新实践过程;项目结束时对项目进行比较、评价，找出不足，积累经验。
（二）项目的选取与实施
教师在选取项目的过程中应多联系实际情况，熟悉电力电子技术的实际应用和最新成果，并紧紧围绕教学目标制定合适地教学项目。一般情况下，所选教学项目应具有实用性、代表性、可操作性及整体性。根据该课程特点及教学目标的具体要求，选取如下五个项目来完成课程教学：（1）MOS管驱动电路（电力电子器件）;（2）调光灯（交流调压部分）;（3）直流电机调速装置（整流变换）;（4）开关电源（DC/DC变换）;（5）单相变频电源（逆变部分）。电力电子技术教学过程中，各模块之间因教学目标不同，教学实施方式会有所不同，但都是以学生为中心的。教学项目任务由教师统一下达，学生根据教学项目任务进行自由分组和合理分工，教师协助指导每一组分析目标和确定具体操作方案;项目执行过程中，学生通过各种渠道查阅文献资源，借助学校实验平台，独立分析并完成教学项目;项目完成后教师和学生共同对项目进行总结、点评，这个过程中学生应积极参加分析、讨论。
（三）项目考核与评价
教师要根据客观情况，综合分析教学项目的难度，科学评价学生的学习效果，并进行成绩最终认定。主要包括：（1）注重形成性评价，即合理评价整个教学过程中学生的学习态度、操作技能和实验报告撰写质量等;（2）重视成果评价的综合性，即每个教学项目结束后，对项目结果进行统一、全面的科学评价。
三、项目教学法教学效果
项目驱动教学法涉及到教学内容调整、教学模式创新、教学组织（理论和实践）等环节，实现理论教学和实践教学的有机统一，最大限度地调动学生学习的兴趣、主动性，有助于提高学生的实践能力和工程意識，进而提高学生的综合竞争力。教学效果主要体现在三个方面：
（1）提高学生的学习兴趣，有利于养成自主学习能力 项目驱动法充分调动了学生学习的自主性，提高了知识掌握的程度，并培养了学生的创造性思维。（2）培养学生的多种能力 项目教学法要求学生完成指定的项目任务，这是一种“真刀实枪”的操作，锻炼了学生分析和解决问题的能力，并使学生掌握了工作思路和方法。（3）能更加全面地评价学生，其成绩评价系统更加注重过程性评价 项目驱动教学法对增强学生综合素质，提高学生实践能力和培养学生的创新思维具有积极的促进作用。
四、结论
项目驱动教学法在电力电子技术教学中的应用采用了比较完整的教学过程和教学方法。在教学过程中，发现该方法明显提升了学生主动参与意识，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的工程实践能力，对教学效果比较满意。但方法不太适合理论性强的课程，而更适合培养工程实践能力的课程。
参考文献
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Key words：Power electronics technology;project-driven;teaching reform
课堂教学电力电子论文范文第3篇
摘要：“电力电子分析与设计”介绍了以MOSFET、IGBT为功率器件的现代电力电子电路分析和设计方法，着重讲授DC/DC和DC/AC这两种变换的理论和实践。分析了电力电子技术的教学现状，介绍了教学目的和特点，给出了教学内容和安排，最后对教学效果进行了总结。为高等本科生实施电力电子技术方面的课程建设提供了一种参考做法。
关键词：电力电子技术；实践教学；教案
作者简介：屈克庆（1970-），男，河南洛阳人，上海电力学院电气工程学院，副教授。（上海 200090）
“电力电子分析与设计”课程是上海电力学院（以下简称“我院”）本科生教育中为电力电子与风力发电专业方向开设的一门专业选修课，也是必选课程。这门课程着重教授现代电力电子技术内容，要求理论课程与实践紧密结合，以激发学生的学习兴趣，培养学生的理论知识和实践能力为目的，能为本科毕业设计和今后工作奠定良好的基础，以期满足当今社会急剧增长的对电力电子技术的知识和人才需求。
一、教学现状和分析
电力电子技术是一门关于电能变换与利用的学科，涉及到发电、输电、配用电、传动等各个环节。随着当今社会迅速发展，广泛应用于工业企业、交通运输、生活医疗、新能源发电等各个方面，这些都与实践内容密切相关。
电力电子技术是在时代发展要求下产生的节能与发电技术，是高校电气专业的一门重要课程，其理论性和工程实践性都很强，是学生既感兴趣，又普遍感觉较难的一门课程。结合多年的教学实践总结，探讨了这其中的主要原因，大概可分为以下三个方面：
1.电力电子技术内容繁多，并且知识点分布广泛
根据应用的场合和要求不同，电力电子电路形式和内容纷繁多样。
从应用场合上划分主要有基本四种变换形式：直流-直流、直流-交流、交流-直流、交流-交流；每种变换形式从电源种类上看包括有单相、三相、多重化、多电平电路，从负载方面上看包括有电阻负载、阻感负载、阻容负载；从电力电子元件上看主要包括有二极管、晶体管、晶闸管、门极可关断晶闸管GTO、场效应管MOSFET、绝缘栅型场晶体管IGBT；采用不同的元件、电路和负载都会产生不同的效果。
从应用目的上包括有幅值的变化（如电压的升高与降低）、频率的改变（如变频调速）、相位的移动（如无功补偿）、相数的改变（如三相到多相）、功率或转矩的变化（如电机传动）、谐波的治理（如电力滤波）。
从不同形式的电力电子电路和不同的负载特性上，都可以得到不同的工作波形，对于波形的把握与理解，也是电力电子技术区别于其他学科的显著特点之一。这需要在理解电力电子器件的特性上掌握电路的功能和结构特点，建立电路的数学模型，并进行多种电路的对比总结，才能具备分析主电路功能的基本能力。
2.电力电子技术涵盖涉及学科众多，并且理论内容广泛
既涵盖到电气基础的课程有：電路、电子技术、电机学、电磁场，又涉及到电气专业的课程有：控制理论、微机原理、电力系统分析、运动控制系统等。
电力电子技术是一门弱电控制强电的技术，也是所谓将“粗电”变换为“精电”过程，学科跨度和综合性非常广。实际的电力电子装置既包括由电力电子器件等构成的主电路，又包括由DSP等微处理器构成的控制电路。
首先在主电路设计中，根据以电路、电机和电力系统为主的应用对象，进行原理分析和推证，实施具体的功能要求和性能指标。
其次在控制电路设计中，要根据装置要求和特点，不仅要实现各种功能要求，而且考虑谐波及电磁干扰问题，很多装置也需要DSP等微处理器来进行算法实现。最后还要进行整体结构设计和测试EMI影响。
大学三年级本科生已具备了电路、电机的基础知识，讲授电力电子技术课程是以主电路作为内容。由于在初步学习各专业课阶段，尚未形成多学科知识交叉汇总的全面思维模式。虽然能掌握主电路基本原理，对于涉及控制电路和应用对象，常感到困惑并难以理解。如何培养学生形成对电学各学科的整体意识，而不能“只见树木，不见森林”，是这项教学课程所要探讨的主要内容和目的之一。
3.电力电子技术的理论内容发展迅速，并且实践应用范围广泛多样
电力电子技术自身的理论体系处于迅速发展阶段。其中：电力电子器件的发展起决定性作用，从二极管、三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT、IGCT等的发展，推动了主电路结构的本质变化；根据本质不同的器件形成纷繁多样的主电路拓扑形式，又因不同的实际要求而形成众多独立不同的控制方式，其中形成了具有突破性的控制理论，比如PWM技术、软开关技术、空间矢量等。
如何将电力电子器件、主电路结构、控制方法和理论相结合，培养学生从电力电子技术的发展来全面理解和掌握知识，懂得从发展历史上进行思考和总结，也是需要探讨的内容之一。
电力电子技术的实践性非常强，这种实践性体现在对电力电子装置的设计、调试和操作等诸多方面。在实践中，需要对电路功能和各项指标进行综合验证，不仅要求懂得硬件设计和调试，涉及到主电路、元器件、印刷电路板、布线和布局；也要求懂得软件设计和配合，包括有汇编、C语言、DSP、FPGA等。电力电子器件对环境和用法要求较高，在使用之前需要对电路非常熟悉，即便是工作经验丰富的人员，也还有预料不到的情况发生，导致器件和电路损坏。
对于大三学生而言，仅仅具备了有限的初步认识，实践能力欠缺，体现在实验教学当中，电力电子器件的损坏现象最为普遍。这当中自然有主观的因素，但是如何降低损耗，增强学生实践意识，提高学生动手能力，也是教学改革面临的难点和重点之一。
二、教学目的和特点
从本科教学计划上看，大学本科生在第三学年学习了“电力电子技术”，这门课程内容丰富，但因2～3学分课时有限，主要是讲授以晶闸管为主的整流和逆变电路，让学生掌握传统的相控式电路及应用。此外，也着重讲授直流变换电路中的升压及降压基本工作原理，初步介绍MOSFET和IGBT为主的斩控式逆变和整流电路。通过对这门课程的教授，使学生掌握四种基本变换的主电路拓扑结构和特点，对电力电子技术有了基本认识，奠定了学生的基本电力电子知识体系。
结合前述情况的分析可知，现有的课程内容不完全适应我院新开辟的“电力电子与风力发电”专业方向的教学需要，除此之外，近十多年间电力电子技术在节能、传动、新能源、电力系统等行业迅猛发展，因此有必要在课程内容中增加这方面知识的比重，以及通过增设“电力电子分析与设计”专业选修课的方式拓展学生的知识面。
这门课程介绍由IGBT和MOSFET为主要电力电子器件所构成的现代电力电子电路，重点要求掌握直流-直流斩波器、直流-交流逆变器这两种应用最普遍系统的分析与设计方法。内容包括主电路的选择、功率器件的选择、控制电路的设计、驱动和保护电路的设计、变压器设计及元件参数的技术、仿真实践等。该课程注重将理论分析和实际应用相结合，使学生掌握新型电力电子电路的分析方法，具备初步的设计能力。
三、课程内容
现代电力电子技术主要是围绕PWM技术展开的，其中DC/DC和DC/AC變换是基本的两种电源变换方式，也是实践生产中最为普遍的应用方式，不仅涉及到基本的变换电路及参数，而且涵盖了基本的变换理论和技术。
课程内容结合了多年的实践和教学总结，是从电力电子装置的角度来传授相关理论、知识和经验，培养学生对电力电子的系统知识，树立整体观念。教学形式以理论教学和仿真实践相结合，各占一半课时。这两部分内容交叉进行，如单周进行理论教学，双周进行实践教学。其中：第一部分理论教学内容安排如下表1所示。在理论教学的同时，配合进行以MATLAB的实践教学，仿真实践内容安排如下列表2所示。
四、教学效果总结
经过2学期的教学工作，笔者总结了一下教学效果。同学们普遍认为在学习这门课程以后，能够全面理解和掌握以DC/DC斩波变换，以及DC/AC逆变的基本原理和基本控制方法，学会了应用Matlab仿真软件对电力电子电路进行分析方法，设计控制电路参数和调试控制参数。在后期的本科毕业设计中，学生能够轻松上手，对复杂的毕业设计如新能源发电，领悟和掌握较快，较多同学的毕业论文被评为优秀本科毕业设计论文。不足之处在于，由于受制于课时和实践条件有限，只是通过仿真实践来掌握学习。如果能进一步联系实验教学，更能提高学生的感性认识，提高动手实践能力。
在今后的教学实践中，仍然面临提高本科学习兴趣、全面提高学生理论知识水平和动手实践能力等问题，这些都是值得深入分析和探讨，不断改进完善的重要课题。
参考文献：
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（责任编辑：王意琴）
课堂教学电力电子论文范文第4篇
摘 要：发电企业需要通过电力系统来满足人们对用电的需求，提高供电效率从而更好的提高发电企业的收益，所以在发电企业当中电力系统的作用是毋庸置疑的。与此同时，电力系统对国家经济的发展也会产生一定的影响，这是因为，电力系统的供电效果与人们的生活和工作息息相关，供电效果好的话，人们的生活更加幸福，工作效率也会更高，从而对社会的发展产生积极的营销。近些年来，随着科学技术的不断发展，电力系统的发展成为了必然，运用新技术保障电力系统的平稳运行成为了时代的要求。在这一背景下电力电子变流技术就出现了，电力电子变流技术能够对电能进行有效的控制和调整，对于电力系统的发展有着积极的作用。
关键词：电流电子变流技术；电力系统；电能控制；电能调整；发电效率
电力系统主要包括了发电、输电、配电这三个环节，通过这三个环节，电力系统来为相关的企业和社区提供相应的电能服务，电力系统对电能的控制也可以通过上述三个环节来实现，总之电力系统可以保障人们的正常生活和工作的用电。随着科学技术的不断发展，电力电子变流技术应运而生，这一技术在科技的不断发展下，不断的进行改进和完善，所以他的应用前景愈加的广泛，对电力系统的作用也更大了。可以促进电力系统的现代化，所以近些年来也被广泛的应用在我国的电力系统当中。
一.电力电子变流技术的基本情况介绍
在控制技术领域的应用时最广泛的，在电力系统中，电力电子变流技术能够试点电能的调整和控制，能够推动电能的合理使用，从而实现社会可持续发展的目标。电力电子电流技術是在多种技术相融合的情况下产生的，在电力电子变流技术中包含了计算机技术、电路技术、电力控制技术等多种技术。在电力电子变流技术的不断发展完善之下，其应用的前景愈加的广阔，受到了越来越多的关注和重视。
二.电力电子变流技术的应用状况介绍
电力电子变流技术是电力电子技术中相当重要的一部分，这一技术从20世纪七八十年代开始应用在电力系统当中，这一技术刚刚被应用的时候开始就受到了广泛的关注和重视。电力电子变流技术的主要应用方式有四种，这四种方式的应用要求是不同的，所以需要工作人员根据实际情况选择最恰当应用方式。近些年来，随着科学技术的不断发展，电力系统的发展成为了必然，运用新技术保障电力系统的平稳运行成为了时代的要求。电力系统的供电效果与人们的生活和工作息息相关，供电效果好的话，人们的生活更加幸福。
三.电力电子变流技术在电力系统中应用的积极作用
电力系统主要包括了发电、输电、配电这三个环节，通过这三个环节，电力系统来为相关的企业和社区提供相应的电能服务，电力系统对电能的控制也可以通过上述三个环节来实现，总之电力系统可以保障人们的正常生活和工作的用电。
1.促进电力电子技术的发展
近些年来，我国的电力电子控制设备不断的进行着革新，变流技术也在不断的进行改变，因此间接的促进了电力电子技术的发展尤其是是对电力电子的现代化、智能化的发展更是发挥出来举足轻重的作用，它的不断发展促使电力电子技术在新的电子革命到来之前就进行了充分的准备。
2.实现电能使用的高效化、合理化
与传统的电力技术相比电力电子变流技术能够对电能进行充分的因那个呀和控制，解决了传统的电力技术在电力运用上的浪费和管控不足的问题，实现了电能的高效配置和合理使用。在电力系统中应用电力电子变流技术从而对电流和电压进行适当的调整，满足各种用电的用球，有效地节约了电能，促使社会在电能应用中的可惜恶化、高效化和合理化。
3.推动电力系统的全面发展
发电企业需要通过电力系统来满足人们对用电的需求，提高供电效率从而更好的提高发电企业的收益，所以在发电企业当中电力系统的作用是毋庸置疑的。传统的电力电子设备体积比较庞大，但是反应速度却比较的缓慢，运行效果不好，这对电力系统的发展是非常的不利的。自从在电力系统中应用了电力电子变流技术以后，大大地提高了电力系统的工作效率，且设备的题解缩小了，运行速度变快了，这对于电力系统朝着高效率、高频化、现代化的发展有着积极的作用。
4.促进在相关产业中的普及和信息化发展
在电力电子变流技术的应用下，人们生产和生活用电的需求被不断的满足，所以人们就可以全身心的投入到生产和工作当中，所以我们说在电力系统当中应用电力电子变流技术可以间接的促进人们生产生活领域相关工作的展开，也渐渐的实现了电力电子变流技术的普及。从另一方面来讲，电力电子变流技术可以将计算机技术与机电技术进行有效的融合，如果这种融合可以实现微电子技术的应用，并将微电子技术不断地进行科学的改进，那么就可以实现相关企业的现代化和信息化发展。
四.电力电子变流技术在电力系统中的应用现状
1.发电环节
电力发电的形式具有多样性，主要的电力发电形式包括以下五种：水力发电、火力发电、太阳能发电、风能发电、核能发电等等，但随着人们用电需求量的不断上升，上述发电方式由于多种限制因素的作用就很难满足人们的用电需求，再加上部分发电方式不是特别的稳定就需要将电力电子变流技术应用在这些发电方式中，从而减少环境因素或者是电力储存对发电的不利影响。
2.输电环节
输电环节的电力电子技术能够有效地解决电压不稳的问题，对电压进行有效的控制，实现电流的有效转化。在电力电子系统当中应用电力电子变流技术实现了直流输电以及交流输电过程中电力输送的平稳运行。
3.配电环节
在电力系统的配电环节当中应用电力电子变流技术也有着积极的作用，保证配电工作的正常完成，还可以实现用电的稳定和相应设备的维护。
五.结论
在人们生活水平的不断提高下，人们的用电需求量变得更大了，对用电的安全和稳定也提出了更高的要求，为了满足人们日益增长的用电需求，电力系统必须不断的进行改进和完善，电力电子变流技术也应该进行更深层次的研究。在不断发展的科学技术的促进下，电力电子变流技术实现了对电力系统中电流的转换和有效控制的目标。但同时，社会依旧在不断的向前发展，所以想要的承载电力电子变流技术的电力电子设备也应该不断的向前发展，从而促进电力系统的稳定化，实现电力系统的现代化。
参考文献：
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[2]周若林，赵应林.基于电力电子技术在电力系统中的应用探究[J].电子测试，2015（07）：144-147.
[3]宋正强，陈旭，于标.MATLAB/SIMULINK在“电力电子变流技术”课程教学中的应用[J].扬州职业大学学报，2010，14（04）：60-62.
作者简介：
张立达 1996.6，性别：男，民族：汉，籍贯：湖南省益阳市，职务/职称：学生，学历：本科，单位：六盘水师范学院，研究方向：电气工程及其自动化。
课堂教学电力电子论文范文第5篇
摘要： 电力电子的发展实现从传统电力电子学到现代电力电子学的过渡。电源技术是电力电子技术内容的具体延伸，在电源中起到关键作用，为电源的质量、效率和可靠性提供良好的保障。现代电力电子技术经过不断的发展以后，已经实现多种功能，如节能、自动化和智能化、机电一体化等，电力电子正在朝更高端的技术、绿色化的性能方向发展。
关键词： 电力电子；电源技术；发展
现代电力电子技术经过不断的发展以后，已经实现了多种功能，如节能、自动化和智能化、机电一体化等，电力电子正在朝更高端的技术、绿色化的性能方向发展。电源技术则是充分利用用电力电子半导体器件，综合自动控制、计算机（微处理器）技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。电源技术是电力电子技术内容的具体延伸，在电源中起到了关键作用，为电源的质量、效率和可靠性提供了良好的保障。
1 电力电子技术的发展
电力电子技术起始于上个世纪50年代末，80年代末则逐步向现代电力电子技术发展。电力电子的发展是从低频技术处理到高频技术处理问题的逐步转变，实现了从传统电力电子学到现代电力电子学的过渡。无论是最初的硅整流器件，还是如今的大功率半导体复合器件，都充分表明了现代电力电子技术正在以蓬勃向上的姿态发展。
1.1 整流器时代
20世纪60年代至70年代，电解、牵引、直流传动是整流器时代衍生的领域。大功率硅整流器把工频电流转为直流电，这三大领域就是通过直流电进行消费的。大功率硅整流管和晶闸管在当时非常流行，备受重视，电力电子技术已经开始受到人们的关注。
1.2 逆变器时代
由于能源危机，整流器时代逐渐不再适合20世纪70年代的发展现状，此时变频调速技术开始进入人们的视线，人们利用此技术来进一步缓解当年的能源危机。80年代以后，变频调速装置开始普及，各种电力电子器件成为当时非常普遍的器件，如大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管等。此时的电力电子技术还并没有达到先进的状态，可以实现整流和逆变。
1.3 变频器时代
80年代以后，大规模和超大规模集成电路技术闪亮登场，这些技术与高压大电流技术经过有效的融合后，就诞生了各种全控型功率器件，从功率M0SFET到绝缘门极双极晶体管的相继问世，颠覆了传统电力电子技术的领域，为现代电力电子技术的发展奠定了良好的基础，实现并推动了高频化的发展。
2 现代电力电子的应用领域
2.1 计算机高效率绿色电源
计算机技术的发展促进了电源技术的发展，也促使这个时代转变为信息化时代。计算机完成电源换代以后，对于开关电源又有了新的要求。绿色电脑和绿色开关是针对保护环境而提出的，绿色电源与绿色电脑搭配，成为一种高效节能、对环境无污染的绿色产品。绿色电源可以有效减少电能损耗，提高工作效率。
2.2 通信用高频开关电源
目前，高频小型化的开关电源技术正在不断的发展，高频开关电源广泛地应用在通讯领域中，其代替了相控式稳压电源，通过开关的控制和高频化工作，体现了高频小型化开关电源的优势。由于通讯设备的电源电压不同，通常采取高频高密度的隔离电源模块经母线电压转化成直流电压，这种方式操作方便、灵活，还可以减少能源的损耗。
2.3 直流-直流（DC/DC）变换器
直流-直流（DC/DC）变换器主要应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制，其工作原理就是将直流电压从固定变为可以变换的电压，起到节省电能的作用。直流斩波器具备调压和抑制噪声的作用，而且同样能起到节省电能的效果。
2.4 不间断电源（UPS）
不间断电源（UPS）是计算机和通信系统中的一种重要的电源，这种可靠性极强、性能极高的电源普遍采用了脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件，大大减少了电源的噪声，并提高了其可靠性和安全性。不间断电源的容量最大可以达到600kVA，并通过微处理器软硬件技术的管理，实现UPS智能化管理和维护。UPS也正在朝小型和超小型发展，功能更加强大。
2.5 变频器电源
这种电源主要应用于交流电机的变频调速，并具备超强的节能效果。变频器电源已经受到国际的关注，如日本将变频调速技术应用到空调中，这种空调不仅舒适，而且还充分节能。
2.6 高频逆变式整流焊机电源
这种电源有着非常广阔的应用前景，焊机电源通常处于极其恶劣的环境中开展工作，因此对于高频逆变式整流焊机电源的工作是否能够可靠也是人们最为关心的问题。利用微处理器来处理信息，这样就可以提前知晓系统工作状态，根据状态及时调整，提高了高频逆变式整流焊机电源的可靠性和安全性。
除此之外，还有大功率开关型高压直流电源、电力有源滤波器、分布式开关电源供电系统等相关电源，这些电源不断推动着现代电力电子技术的发展，在不同的领域中具备广泛的应用前景。
3 高频开关电源的发展趋势
高频开关电源与传统电源相比，更加精致，还可以提高电源的利用率。
3.1 高频化
高频可以用于减少电气设备的体积和重量，调快频率进行工作对于用电设备而言均可以利用这一原理进行自身的改造，从而达到节省材料和节省电能的目的。对电镀、电解、电加工等各种直流电源也可以改造成类似这样的电源，会受到良好的效果。
3.2 模块化
模块化分为功率器件和电源单元的模块化。一些智能化的功率模块应运而生，节省了许多制作材料。模块化可以进一步提高系统的可靠性，利用多个模块并联工作，可以有效分担电流，提高器件容量。这样即使模块发生故障，也不会影响整个系统的正常运行，保持了系统的可靠性。
3.3 数字化
随着现代电力电子技术的不断发展，数字化成为这个时代的标志之一。在计算机的处理过程中，数字信号处理技术主要可以增强抗干扰性、避免信号失真等功效。
3.4 绿色化
绿色化主要体现在节电和节能上。环境污染日益严重，尤其是各大发电站对环境的影响危害极大，绿色化电源系统可以减少发电对环境造成的影响。而一些节电设备却很容易污染电网，使电网不能正常运行。
4 结束语
综上所述，现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础，而现代电源技术更需要与时俱进，按照技术的发展和社会的需要不断更新换代，并应用到更多的领域当中。
随着开关电源技术的不断更新，这一技术已经充分体现了高效率和高性能，其高频化、模块化、数字化、绿色化等特征，是对现代电力电子技术最好的证明。在国内通信行业中，开关电源技术吸引了大批人士的目光，并对其进行深入开发和研究，开关电源技术存在着巨大的市场潜力和需求，因此只有不断的发展和研究，才能摸索出更多、更先进的技术。
参考文献：
[1]张新文、张杰飞，论现代电子技术在汽车智能管理系统中的应用研究[J].才智，2010年，03期.
[2]柳超、白志中、李广志，军用车载通信电源关键技术及发展趋势[J].四川兵工学报，2010年，02期.
[3]吴洁雯，现代电子技术在汽车智能管理系统中的应用研究[J].硅谷，2008年，05期.
[4]梁斌，关于现代电力电子技术应用的探讨[J].科技风，2011年，12期.
课堂教学电力电子论文范文第6篇
关键词：电力电子器件;应用现状;发展策略
电力电子器件及其应用的现状和发展是一项多方面的研究内容，技术人员在进行研究时应当考虑到电力电子器件在节约能源发展与绿色技术革新等方面所起到的重要作用，才能够确保电力电子器件的应用与发展进一步成为电气工程学科领域中极为重要、最为活跃的环节。
一、电力电子器件的应用现状
电力电子器件的应用是一项系统性的工作，以下从应用领域扩展、重要程度提升、应用效率提升等方面出发，对于电力电子器件的应用现状进行了分析。
(一)应用领域扩展
电力电子器件的应用领域持续扩展。随着我国整体电力电子器件及其应用装置推广力度的增加，电力电子器件已经日益广泛地应用并渗透到包括能源、交通运输、环境、先进装备制造、激光、航空航天及航母、舰船、坦克、第五代战机、激光炮、电磁炮等军用领域中去。其次，随着我国30多年来电力电子器件领域和电力电子技术的飞速发展，我国在电力、机械、矿冶、交通、石油、能源、化工、轻纺等民用領域方面也获得了喜人的发展，在这一过程中电力电子器件也在通信、激光、机器人、环保、原子能、航天等高新尖端技术产业中，获得了良好的应用效果。
(二)重要程度提升
电力电子器件应用的重要程度也与日俱增。电力电子器件应用的重要性在20世纪80年代后就开始逐年增加，这在诸如半导体、微电子技术、计算机、通信技术、电力电子技术等领域中表现的尤为显著，并且也对世界范围内的科学技术、经济、文化、军事等各方面的发展造成了实质性的影响。其次，电力电子器件应用的重要程度还在诸如微电子、计算机、通信等领域中有着显著提升。与此同时，电力电子器件应用的重要程度提升还需要考虑到实施信息的传输、处理、存储和产生控制指令等方面的情况，因此需要在保障电能安全、可靠、高效、经济运行的前提下，才能够将能源与信息更加高度的集成在一起。
(三)应用效率提升
电力电子器件应用的效率逐年提升。众所周知电力电子是我国国民经济的重要的基础性技术，因此在实质上是现代科学、工业和国防的重要支撑部件。因此，电力电子器件应用效率的逐渐提升，并且在照明、家电等量大面广的与人民日常生活密切相关的应用领域已经无所不在。因此就本质上而言，作为基础性技术与高尖端技术的电力电子器件应用技术两者都无法或缺，同时也不能够简单的相互替代。
二、电力电子器件的发展策略
电力电子器件的发展策略应当具有多样性，以下从注重智能化发展、增强电力电子器件性能、减少电力电子器件损耗等方面出发，对于电力电子器件的发展策略进行了分析。
(一)注重智能化发展
电力电子器件发展的第一步是注重智能化发展。技术人员在注重智能化发展的过程中应当确保对有限能量进行合理利用。众所周知电气系统的微型化及电源智能管理促进了电力电子近50年来的革命性发展，而在这一过程中新型电力电子器件的出现，在事实上带来一场电力电子技术的革命，因此其在未来发展过程中会朝着更加智能化的方向发展。其次，技术人员在注重智能化发展的过程中应当做好智能化整合技术的合理应用，这是考虑到电力电子器件属于现代电力电子装置的心脏，而整合性能虽然在整台装置中的性能比例不会超过总价值的20%-30%，但是对装置的总价值，尺寸、重量、动态性能往往会起到决定性的作用。与此同时，技术人员在注重智能化发展的过程中还应当注重强化设备的便捷性，正是便捷性和灵活性推动了现代电力电子装置的广泛应用，如果没有日益扩大的电力电子应用市场需求所带来的强烈推动与促进，也不会出现今天现代电力电子器件的蓬勃发展的局面，因此在这一前提下技术人员更加注重电力电子器件的智能化发展就显得极为必要了。
(二)增强电力电子器件性能
电力电子器件发展的关键是增强电力电子器件的性能。技术人员在增强电力电子器件性能的过程中应当确保电力电子器件的发展能够保持一个理想的运作功率，并获得较为理想的静态和动态特性。举例来说，新时期的电力电子器件能够在阻断状态下承受高电压，而在导通状态则可以具有高的电流密度和低的导通压降。其次，技术人员在增强电力电子器件性能的过程中还应当确保在开关状态和转换时能够具有更低的开关损耗，并在运行时具有全控功能和良好的温度特性。与此同时，技术人员在增强电力电子器件性能的过程中还应当为提供高质量、高效率的电能做出自己的贡献，从而确保电力电子器件能够成为实现节能环保和提高人民生活质量的重要手段，并成为弱电控制与强电运行之间、信息技术与先进制造技术之间、传统产业实现自动化、智能化改造和兴建高科技产业之间不可或缺少的重要桥梁，因此在这一前提下增强电力电子器件性能就有着很强的现实意义了。
(三)减少电力电子器件损耗
电力电子器件发展需要着眼于减少电力电子器件的损耗。技术人员在减少电力电子器件损耗的过程中首先应当清醒的认识到，以晶闸管为代表的半控型器件已经达到了非常高的水平，而在此基础上电力电子器件的全控器件也发展实际上也达到了非常高的水平，这在事实上达到了寄生二极管限制下硅材料所能够达到的极限，因此在这一前提下技术人员应当尽可能的减少电力电子器件的损耗，这就显得极为必要了。其次，技术人员在减少电力电子器件损耗的过程中还应当为更高电压、更好开关性能的电力电子器件的使用提供更多的辅助，才能够更加有效地降低了装置的故障率和成本。
三、结语
近年来，随着我国电力电子器件领域整体发展情况的不断进步，在这一过程中我国电力电气器件的应用现状得到了很大程度改良。因此在这一前提下，我国的电力电子器件的发展应当朝着提高电流和电压的等级、提高工作频率、缩小体积、高度模块化和高工作效率化等方向发展，才能够在此基础上为提高我国电力电子器件的整体水平奠定坚实的基础。
参考文献：
[1]刘丽.电力电子器件及其应用的现状和发展[J].能源化工.2015，3(12)：41-43.
[2]高艳青.电力电子器件发展与展望.吕梁市工业技术研究所，2014，6(11)：45-47.