序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇電力電子技術(shù)主要內(nèi)容范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

作者簡介：劉晉（1974-），男，河北涿州人，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，講師；牛印鎖（1973-），男，河北定州人，華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，高級工程師。（北京100026）

基金項目：本文系華北電力大學(xué)2010年教改項目的研究成果。

中圖分類號：G642.3     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）06-0064-02

隨著電力電子器件制造技術(shù)和微機技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)在電氣工程的各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，電力電子技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用帶來了相應(yīng)領(lǐng)域的技術(shù)革命。

在電力系統(tǒng)領(lǐng)域，電力電子技術(shù)除了廣泛地應(yīng)用于發(fā)電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)，在太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電等可再生能源發(fā)電領(lǐng)域、電動汽車應(yīng)用和節(jié)能等領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用對電力電子技術(shù)教學(xué)和研究都提出了新的要求和內(nèi)容。

“電力電子技術(shù)”已經(jīng)成為電氣工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。由于專業(yè)背景和就業(yè)方向的不同，國內(nèi)不同高校以及國外大學(xué)在“電力電子技術(shù)”的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點、教學(xué)手段、實驗內(nèi)容以及后續(xù)專業(yè)課程設(shè)置等方面存在許多異同點。

本文對國內(nèi)外幾所大學(xué)“電力電子技術(shù)”本科教學(xué)方面的情況進行了初步的對比，對其教學(xué)安排、教學(xué)內(nèi)容與手段和實驗情況進行了對比總結(jié)，希望這些對比和總結(jié)能夠幫助從事電力電子方面教學(xué)的教師開拓教學(xué)思路、豐富教學(xué)手段、提高教學(xué)效果，為該課程的教學(xué)提供有益的參考和借鑒。

國內(nèi)大部分理工科院校都開設(shè)了“電力電子技術(shù)”課程，本文選取了國內(nèi)的清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、浙江大學(xué)、南京航空航天大學(xué)和華北電力大學(xué)進行了比較分析；國外大學(xué)選取了美國麻省理工學(xué)院和英國曼徹斯特大學(xué)進行了比較分析。

一、課程設(shè)置比較

清華大學(xué)電機工程與應(yīng)用電子系、信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院自動化系開設(shè)了“電力電子技術(shù)”課程，機械工程學(xué)院汽車工程系開設(shè)了“汽車電力電子學(xué)”。后續(xù)相關(guān)課程有“直流輸電技術(shù)”、“電力傳動與控制”、“電力拖動與運動控制”。

西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院、電子與信息工程學(xué)院自動化科學(xué)與技術(shù)系開設(shè)了“電力電子技術(shù)”課程，共56學(xué)時，包括8學(xué)時的4個實驗項目。

浙江大學(xué)電子信息工程、電氣工程及其自動化和自動化等專業(yè)開設(shè)了“電力電子技術(shù)”課程，共56學(xué)時，包括16學(xué)時的實驗項目，實驗學(xué)時數(shù)相對較多。

南京航空航天大學(xué)電氣工程及其自動化和自動化等專業(yè)開設(shè)了“電力電子技術(shù)”課程，共72學(xué)時，包括16學(xué)時的實驗項目，總學(xué)時數(shù)和實驗學(xué)時數(shù)相對較多。

華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)、信息工程專業(yè)，控制與計算機工程學(xué)院自動化專業(yè)開設(shè)了“電力電子技術(shù)”課程，共48學(xué)時，包括8學(xué)時的4個實驗項目。后續(xù)相關(guān)課程有“電力電子技術(shù)應(yīng)用”（專業(yè)選修）、“HVDC與FACTS技術(shù)”、“電力電子課程設(shè)計”和“電力電子綜合實驗”。

國內(nèi)幾所高校課程開設(shè)情況見表1。

美國麻省理工學(xué)院EECS（電氣工程與計算機科學(xué)）系開設(shè)了“電力電子技術(shù)”（Power Electronics）課程。

英國曼徹斯特大學(xué)EE&E（電氣與電子工程）學(xué)院為電氣與電子工程專業(yè)、機械電子工程專業(yè)2年級開設(shè)了“電機、拖動與電力電子”（Machines，Drivers & Power electronics）課程，上述兩個專業(yè)在3年級開設(shè)了“調(diào)速”（Variable Speed Driver）和“電力電子”（Power Electronics）課程。

英國諾丁漢大學(xué)EE&E（電氣與電子工程）系為電氣與電子工程專業(yè)2年級開設(shè)Power Supply Electronics；為電氣工程與可再生能源系統(tǒng)專業(yè)2年級開設(shè)Power Supply Electronics，3年級開設(shè)Power Electronic Design，Renewable Generation Technologies and Control，F(xiàn)ACTS and Distributed Generation，Energy Conversion for Motor and Generator Drives，以及選修課程Advanced AC Drives，Technologies for Wind Generation，Advanced AC Drives with Project，Advanced Electrical Machines等相關(guān)課程。

從課程設(shè)置上看，國內(nèi)大多數(shù)高校電氣工程專業(yè)基本都將“電力電子技術(shù)”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程。但不同專業(yè)特色的學(xué)校在其后續(xù)課程設(shè)置上差別較大，該專業(yè)學(xué)生未來就業(yè)的方向和領(lǐng)域?qū)罄m(xù)課程的設(shè)置影響很大，這也是各個學(xué)校在電力電子技術(shù)教學(xué)上最具專業(yè)特色的地方。

二、教學(xué)內(nèi)容比較

國內(nèi)高校在“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)內(nèi)容上相差不多，主要內(nèi)容有：電力電子器件、整流電路、逆變電路、直流斬波電路、交流―交流電力變換、電路脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)和電力電子應(yīng)用介紹等內(nèi)容。南京航空航天大學(xué)還增加了功率變換器中的磁性元件設(shè)計方面的教學(xué)內(nèi)容。

麻省理工學(xué)院EECS系“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容主要有：整流器，功率因數(shù)畸變檢測與校正，磁場，DC/DC變換器，隔離DC/DC變換器，DC/AC變換器，EMI濾波器，損耗與吸收電路，軟開關(guān)，熱設(shè)計，控制，三相系統(tǒng)介紹，多相整流器，開關(guān)電源，諧振變換器，實際的電力電子系統(tǒng)設(shè)計中的相關(guān)問題和課程設(shè)計等內(nèi)容。

英國曼徹斯特大學(xué)EE&E學(xué)院的“電機、拖動與電力電子”（Machines，Drivers & Power electronic）課程內(nèi)容主要有：交流感應(yīng)電機、交流同步電機、變壓器、相控整流電路及其應(yīng)用?！罢{(diào)速”（Variable Speed Driver）的主要內(nèi)容有：感應(yīng)電機特性，變頻調(diào)速原理等。

通過對比可以看出，國內(nèi)外大學(xué)在“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容上差別比較大，側(cè)重點也各不相同。國內(nèi)使用的“電力電子技術(shù)”本科教材大都是在介紹電力電子開關(guān)器件的基礎(chǔ)上，對各種交、直流電能變換電路的結(jié)構(gòu)和工作原理進行定性和定量的分析，并涉及一些相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)。國外教材則更注重最基本原理介紹和電力電子實際應(yīng)用電路系統(tǒng)的設(shè)計和計算分析。

三、教學(xué)方法與手段比較

在教學(xué)手段上，國內(nèi)外大學(xué)大體相近，大都采用多媒體、動畫技術(shù)與黑板相結(jié)合的教學(xué)手段。另外，國外大學(xué)采用手寫、打印膠片投影授課也較為普遍，在課前把授課講義發(fā)放給學(xué)生。

國內(nèi)高校教學(xué)主要以課堂講授為主，由于學(xué)生人數(shù)比國外學(xué)生多，課堂的互動性以及課堂討論比國外高校要少，且效果不好。另外，國內(nèi)學(xué)生課外查閱文獻資料和閱讀材料的環(huán)節(jié)常常被忽略，這點與國外高校差別較大。

在輔助教學(xué)方面，國內(nèi)外大學(xué)形式上差別不大，主要通過習(xí)題課、答疑、平時測驗和復(fù)習(xí)課等方式幫助學(xué)生進行課下的自學(xué)和考試前的復(fù)習(xí)。

四、實驗環(huán)節(jié)比較

在基礎(chǔ)實驗內(nèi)容上，國內(nèi)高?；旧弦噪娏﹄娮悠骷匦?、相控整流電路實驗、直流斬波電路實驗、交流電力控制電路實驗、負載換相式逆變電路實驗、交―直―交變頻電路實驗、SPWM逆變實驗等作為基礎(chǔ)實驗。由于各個學(xué)校的實驗條件和專業(yè)特色不同，開放性和設(shè)計性實驗的內(nèi)容和開展情況差別較大。

曼徹斯特大學(xué)EE&E學(xué)院電力電子課程實驗內(nèi)容較少，實驗室條件（如實驗室面積，實驗臺套數(shù)等）不如國內(nèi)許多高校，但其學(xué)生對撰寫的實驗報告非常認真，國外學(xué)生正是通過認真撰寫實驗報告加深了對于實驗原理和內(nèi)容的理解。

在后續(xù)課程實驗中，各學(xué)校側(cè)重點各不相同。如華北電力大學(xué)在后續(xù)課程中開設(shè)開發(fā)了閉環(huán)直流電機脈寬調(diào)速實驗、靜止無功補償（SVC）實驗、高壓直流輸電（HVDC）實驗等針對電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)應(yīng)用的專業(yè)實驗內(nèi)容，具有鮮明的電力系統(tǒng)專業(yè)特色。

國內(nèi)多數(shù)高校都存在學(xué)生人數(shù)多而實驗室設(shè)備套數(shù)少，實驗重復(fù)次數(shù)多和實驗室教師工作量大的情況，這種情況在短期內(nèi)很難解決。電力電子網(wǎng)絡(luò)實驗平臺和虛擬實驗室的研究和建設(shè)可以為該問題的解決提供一定的思路。

五、啟發(fā)與體會

通過對國內(nèi)外幾所大學(xué)在電力電子技術(shù)本科教學(xué)方面的對比，有很多值得我們學(xué)習(xí)和借鑒的思路和方法，在“電力電子技術(shù)”教學(xué)改革中，筆者認為應(yīng)注意以下幾點：

（1）建立系統(tǒng)教學(xué)的觀念。在課程體系的設(shè)置、教材編寫、課程內(nèi)容組織和實驗項目安排的過程中，從電力電子系統(tǒng)的角度出發(fā)，結(jié)合本學(xué)校開課專業(yè)未來的應(yīng)用領(lǐng)域，將相關(guān)的知識與未來實際應(yīng)用有機融合起來，使學(xué)生深入了解電力電子技術(shù)在未來工作中的應(yīng)用，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生學(xué)習(xí)做到有的放矢。

（2）注重電力電子基礎(chǔ)實驗和設(shè)計性實驗相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的電路系統(tǒng)設(shè)計思想和能力，根據(jù)本校專業(yè)發(fā)展和應(yīng)用的實際需要開發(fā)相應(yīng)的專業(yè)應(yīng)用實驗項目。

（3）注重課堂教學(xué)、仿真驗證、實驗驗證和電路設(shè)計有機的結(jié)合。豐富教學(xué)手段，通過仿真與實驗的對比分析，使理論和實踐相結(jié)合，提高教學(xué)效果。

（4）建立電力電子教學(xué)資源平臺，為國內(nèi)各個高校相關(guān)專業(yè)的教師和學(xué)生提供一個互相學(xué)習(xí)、交流和資源共享的網(wǎng)絡(luò)平臺，從而不斷提高“電力電子技術(shù)”及其相關(guān)課程的教學(xué)水平，為廣大的師生營造良好的學(xué)習(xí)和學(xué)術(shù)研討氛圍。

六、總結(jié)

本文對國內(nèi)外幾所大學(xué)“電力電子技術(shù)”本科課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、實驗環(huán)節(jié)等進行了比較和分析，對“電力電子技術(shù)”教學(xué)提出了一些建議，希望為該課程的教學(xué)和教學(xué)改革提供一定啟發(fā)和有益的參考。

參考文獻：

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2我國電力電子在發(fā)展過程中遇到的問題

目前，我國在研究電力電子技術(shù)方面還存在著諸多的問題，這些問題都嚴重的制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。主要問題有：現(xiàn)今我國電力電子產(chǎn)品大多是采用的晶閘管，雖然利用晶閘管可以創(chuàng)造出一部分科技含量較高的產(chǎn)品和設(shè)備，但是這些產(chǎn)品和設(shè)備多使用的是國外的生產(chǎn)設(shè)備以及多組分組集成制造法，特別是很多先進的全控型電力電子器件，幾乎全都需要從國外進口，才能滿足國內(nèi)的技術(shù)要求，尤其是很多關(guān)系著我國的經(jīng)濟發(fā)展以及社會安全的關(guān)鍵領(lǐng)域中的核心技術(shù)、設(shè)備、軟件等。另外，我國電力電子技術(shù)與國外發(fā)達國家的差距甚大，這在一定程度上影響著我國與國外經(jīng)濟的合作。在過去的幾十年中，我國經(jīng)濟發(fā)展的各部門都先后從歐美發(fā)達國家中引進了先進的電力電子技術(shù)，并且開始重視國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展。就目前的發(fā)展情況而言，雖然表面上顯示出我國在很多技術(shù)方面可以滿足國內(nèi)的要求，但實際上在很多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，我國的電力電子技術(shù)依然需要進口，國內(nèi)的技術(shù)水平依然相對較低。國內(nèi)與國外發(fā)達國家在電力電子技術(shù)方面的主要區(qū)別在于電力電子技術(shù)的發(fā)展依然存在著技術(shù)含量低、產(chǎn)品可靠性差、數(shù)字控制水平滿足不了社會的要求、系統(tǒng)控制軟件的水平低、應(yīng)用程序的控制技術(shù)差、重大項目領(lǐng)域缺乏經(jīng)驗等問題。這就使得我國必須要依賴從國外進口高性能、高功率的電力電子轉(zhuǎn)換器設(shè)備才能滿足國內(nèi)的使用。

3提高我國電力傳動系統(tǒng)性能的主要方法

現(xiàn)今，我國電力傳動系統(tǒng)研究工作主要圍繞著交流傳動系統(tǒng)進行。伴隨著交流電動機調(diào)速裝置的性能越來越完善以及調(diào)速理論的重大突破，電動機的調(diào)速技術(shù)漸漸從直流發(fā)電機—電動機組調(diào)速、晶閘管可控整流器、直流調(diào)壓調(diào)速向交流電動機變頻調(diào)速轉(zhuǎn)變。之所以交流傳動系統(tǒng)發(fā)展的這么迅速，其原因與我國在功率半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)、交流電動機控制技術(shù)、以大規(guī)模集成電路和微型計算機為基礎(chǔ)的數(shù)字化控制技術(shù)、電力變換技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)方面的突破有關(guān)。要提高交流傳動系統(tǒng)的整體性能，可從以下三個方面開展研究工作：（1）PWM技術(shù)的應(yīng)用隨著電壓型PWM逆變器在高性能交流驅(qū)動系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，我國對PWM技術(shù)的研究更為深入。PWM功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)控制主要采用是高頻技術(shù)，一般來說，PWM技術(shù)可分為三類進行研究，即隨機PWM、正弦PWM以及優(yōu)化PWM。正弦PWM的開關(guān)頻率對于提升電力電子器件的功率有著非常突出的作用，這使得該技術(shù)在中小功率交流驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用極為廣泛。不過，這種技術(shù)不適用于容量過大的電源轉(zhuǎn)換設(shè)備，因為高開關(guān)頻率將會引起極大的開關(guān)損失。（2）直接轉(zhuǎn)矩、矢量控制技術(shù)的應(yīng)用對于交流電機的交流驅(qū)動系統(tǒng)而言，其具有強耦合、多變量、非線性等特點，這就使得其控制工作變得十分的動態(tài)化，不過我國目前在這方面的研究還是較為成功的。在上世紀七八十年代，我國就提出了交流電機的動態(tài)控制理論，該理論要求不僅要對各個變量的振幅進行全面的控制，同時還要對各個階段進行控制。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)以及矢量控制技術(shù)是我國在交流驅(qū)動系統(tǒng)控制中的主要技術(shù)，此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制等智能控制技術(shù)也在我國逐漸發(fā)展起來，對提高交流傳動系統(tǒng)的控制精確度有著極其重要的作用。（3）微電子技術(shù)的應(yīng)用微電子技術(shù)對于提高我國數(shù)字控制處理芯片的運算能力以及可靠性有著極大的作用。當前，適合用在交流傳動系統(tǒng)中的微處理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、單片機等。其中，高性能計算機的結(jié)構(gòu)形式主要采用的是多總線結(jié)構(gòu)、多處理器結(jié)構(gòu)以及流水線結(jié)構(gòu)等。

篇（3）

隨著社會經(jīng)濟快速發(fā)展，社會的進步，我國科技和信息化水平在逐漸的提高，電網(wǎng)在發(fā)展過程中也面臨著全新的挑戰(zhàn)。依靠著現(xiàn)代信息、網(wǎng)絡(luò)、通訊技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，同時這也是未來發(fā)展的主要趨勢。但是配電網(wǎng)在發(fā)展過程中還面臨著一些問題，因此如何加強電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)的使用已經(jīng)成為了人們在研究過程中的主要一部分。

1 電力電子技術(shù)的發(fā)展

隨著社會不斷的發(fā)展，電力電子技術(shù)在電力發(fā)展過程中得到了廣泛的應(yīng)用，同時還也加大了功率開關(guān)器件的使用效率?，F(xiàn)階段，在市場上已經(jīng)有6kv/6ka的門級可關(guān)斷元件，在元件使用過程中，其主要的效率達到了10MW，這對電力電子裝置技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用起到了重要的作用[1]。隨著電力電子技術(shù)在電力電子芯片中的使用，使電力集成技術(shù)得到了快速發(fā)展，同時，這在一定程度上還能減少配電網(wǎng)功率的開關(guān)，將電力信號信息更好檢測出來，從而形成一種自動診斷、保護功能合為一體的主要智能模版，使電力電子技術(shù)更好的在配電網(wǎng)中得應(yīng)用。現(xiàn)階段，電力電子裝置在運行中具有一定的穩(wěn)定性、可靠性與先進性，為人們的用電生活得到了保障。

電力電子在裝置應(yīng)用過程中為電力系統(tǒng)提供較高了現(xiàn)實性。電力電子的開關(guān)元件本身還具有一定的高速開端和觸電點性能的主要特點，其使用壽命較長，方便人們使用，同時它還在一定程度上了取代了傳統(tǒng)的繼電保護裝置，從而提高電力電子技術(shù)的穩(wěn)定性與可靠性。電力電子技術(shù)主要內(nèi)容就是在不改變現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的情況下，將電力電自己技術(shù)與配電網(wǎng)進行結(jié)合，從而有效的控制住現(xiàn)代信息技術(shù)，并對電力系統(tǒng)中的電壓、線路、功率等進行準確的調(diào)控，從而降低輸電的損耗，這在一定程度上保證了電力系統(tǒng)在使用過程中的穩(wěn)定性。

2 電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著時代快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量也在逐漸的提高，電力用戶對電能質(zhì)量的要求也越來越高。人們在用電過程中要求供電不斷、電壓波動較小，還有一些用戶在用電中要求電壓波形近與正弦形，不會受到任何撒布的干擾，如果出現(xiàn)電壓不穩(wěn)現(xiàn)象，需要不受故障波動的而影響用戶的生活[2]。針對這些問題，我國供電部門一直在不斷的研究。

2.1 用戶用電

美國早在90年代就提出了專業(yè)的“用戶電力”概念。用戶用電的主義含義是指電力電子技術(shù)在設(shè)計計算和現(xiàn)代通信儀器時的主要成就，按照制定的標準來滿足配電系統(tǒng)的可靠性與電力質(zhì)量的要求。同時“用戶用電”還被人們稱作為“制定的電力”，要想將電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)更好的應(yīng)用需要將電力電子技術(shù)落實到配電自動化系統(tǒng)中，從而提高用電質(zhì)量。要想更好的提高用電質(zhì)量還需要注意噴點系統(tǒng)用電源投入，發(fā)生故障需要及時解決，在故障解決之后需要將普通的開關(guān)切換到備用的電源中，在這個過程中只需要0.2～0.5秒之間。如果電子為靜態(tài)，只需要5毫秒就可以，從而保證電力可以正常運行。但是，配電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，不管是兩相短路還是三相短路，都會使整個的系統(tǒng)電壓下降，這對用戶的用電安全造成了一定的影響。如果出現(xiàn)問題，只有使用電力電子裝置稱才能保證電力正常運行。

2.2 電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用特點

電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的裝置的主要原因有：（1）提高用戶用電的可靠性，我國相關(guān)的電業(yè)部門在流輸電應(yīng)用都廣泛使用電力電子技術(shù)；（2）電力電子裝置自動化程度更高，方便人們使用。同時電力電子在裝置過程中其速度極快，同時還非常的智能化，相關(guān)技術(shù)人員可以在使用過程中按照一些列的專業(yè)設(shè)備完成各種自動化系統(tǒng)；（3）隨著社會不斷的發(fā)展，電力電子技術(shù)安裝的容量已經(jīng)不斷的擴大，已經(jīng)完全的接近配電系統(tǒng)在應(yīng)用時所需的規(guī)模。通過人們不斷的研究，電力電子裝置也被人們充分保護，其在工作過程中更高發(fā)揮出更好的作用，同時還能承受了足夠的短路與電路電流中的所有電壓；（4）電力電子裝置技術(shù)的主要趨勢是在常規(guī)項目安裝中，在安裝過程中除了可以保證其技術(shù)的主要特點之外，同時電力電子技術(shù)還可以根據(jù)一些可防效線性元件。比如說一些在生產(chǎn)時不穩(wěn)定的電壓、電流以及各種調(diào)制系統(tǒng)等等；（5）電力電子技術(shù)在裝置過程中使用成本較低，滿足人們的需求。成本主要下降的原因的電力電子技術(shù)中的一些元件價格隨著市場的調(diào)動而產(chǎn)生變化。這些電力電子技術(shù)在配網(wǎng)中主要的應(yīng)用特點[3]。

3 結(jié)語

電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中也得到了廣泛的應(yīng)用，電力電子技術(shù)會隨著社會不斷的發(fā)展而改變。電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)的應(yīng)用會有效的提高其本身元件的使用壽命，提高人們用電的可靠性與穩(wěn)定性。本文對電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用進行了簡單的分析，文中還存在著一定的不足，希望專業(yè)人員加強對電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中的應(yīng)用，從而使我國的配電元件開斷功率得到快速的提升。同時，這也的預(yù)示著電力電子技術(shù)在配電網(wǎng)中未來的發(fā)展趨勢，實現(xiàn)了配電系統(tǒng)電子開關(guān)的靈活調(diào)控模式。

參考文獻：

篇（4）

2、智能電網(wǎng)發(fā)展歷程

智能電網(wǎng)也是近幾年來隨著我國電力電子技術(shù)的發(fā)展在電子行業(yè)興起的概念。在人們的潛意識里，基本上認為電力電子技術(shù)、傳感技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、通訊技術(shù)等是驅(qū)動“智能電網(wǎng)”的主要因素。事實上，電力電子技術(shù)是一門包括靈活輸電、新型儲能、傳感、先進的信息、控制等技術(shù)，它承載著大規(guī)模的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，以實現(xiàn)電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、高效運行。近些年來，世界各國對于智能電網(wǎng)的研究愈加重視，2008年，美國提出了智能電網(wǎng)計劃，企圖用智能電網(wǎng)對各種新能源進行入網(wǎng)管理，并在此基礎(chǔ)上全面地對能源進行分布式的管理，最終是美國創(chuàng)造出世界上高能源使用效率的記錄。同年10月，我國也針對智能電網(wǎng)正式地啟動了一個具有可行性的研究項目。并依據(jù)這一項目規(guī)劃出了一個“三步走”的戰(zhàn)略。所謂“三步走”戰(zhàn)略，即在2010年將我國的電網(wǎng)高級調(diào)度中心建成，在2020年將我國具有初步智能特征的數(shù)字化電網(wǎng)全面建成，在2030年使得我國具有自愈能力的智能電網(wǎng)得以真正建成?？梢哉f，電力電子應(yīng)用系統(tǒng)近些年來被廣泛運用與智能電網(wǎng)中。

3、電氣節(jié)能發(fā)展歷程

變頻調(diào)速作為電氣節(jié)能的主要內(nèi)容。它是解決我國節(jié)能規(guī)劃工程中電機系統(tǒng)節(jié)能的關(guān)鍵。我國政府對自2006啟動的節(jié)能規(guī)劃工程投入頗多，因此，節(jié)能這一舉措勢在必行。變頻調(diào)速系統(tǒng)在運行過程中的主要依靠作為電機的電力電子變頻器驅(qū)動電源。隨著我國電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的不斷發(fā)展，我國的變頻調(diào)速技術(shù)也變得日趨成熟，在市場上有極大的發(fā)展空間，且其保質(zhì)期延長了許多。目前，我國高壓電機系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速技術(shù)的大約有20%，而低氣壓電機系統(tǒng)中采用此技術(shù)的大約占30%。可見，我國使用電力電子變頻器來驅(qū)動源的變頻調(diào)速系統(tǒng)在未來有著極大的發(fā)展空間。除此之外，變頻調(diào)速系統(tǒng)將會在未來繼續(xù)隨著電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展成為一個集成型、專用型的系統(tǒng)產(chǎn)品。它的特點即是將變頻器、電機以及其控制集于一體。

4、電力牽引發(fā)展歷程

電力牽引對于我國的交通系統(tǒng)來說，有著越來越重要的作用?，F(xiàn)在，由于國家及政府的大力支持，它正在迅速發(fā)展成為我國乃至世界交通的發(fā)展重點。近幾年來，由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，我國利用電力牽引技術(shù)制造出許多種類的電動汽車。而在電力牽引中，最關(guān)鍵的即是電力傳動與電力電子?？梢姡┠陙?，電力電子技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展愈加成熟。

篇（5）

目前“電力電子技術(shù)”教材存在的主要問題

由于電力電子技術(shù)自身發(fā)展較快，編寫教材時，當時技術(shù)發(fā)展的水平有限，上述教材中新知識點介紹嚴重不足，不能全面介紹電力電子技術(shù)當前發(fā)展的先進水平。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。尤其與運動控制系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容有重疊、斷點的現(xiàn)象。重復(fù)的內(nèi)容加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔，浪費了寶貴的教學(xué)時間；銜接上有斷點的內(nèi)容形成許多知識點的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學(xué)生對整個專業(yè)知識系統(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。由于當時新技術(shù)的實際應(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)用案例嚴重不足。過多的理論教學(xué)不結(jié)合先進的實際應(yīng)用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺不到該門課程的價值，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

本校在借鑒以往該類教材優(yōu)點的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合本校自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，將畢業(yè)生培養(yǎng)目標定位于“工程實施型人才”。本教材在保證知識先進性和系統(tǒng)性的同時，將著重培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的理念貫穿于整個教材內(nèi)容中。1.對教材內(nèi)容進行整合和優(yōu)化結(jié)合培養(yǎng)目標，在每一章內(nèi)容編寫上都要認真地貫徹優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容的理念，堅持以實踐教學(xué)內(nèi)容為主導(dǎo)思想。針對工程實施型人才需要掌握知識的特點，在保持理論知識系統(tǒng)性和完整性的前提下，對過于深入的理論教學(xué)內(nèi)容進行弱化整合，對于偏離當前電力電子技術(shù)主流技術(shù)的理論進行適當?shù)膭h減。教材內(nèi)容加強了與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系，對原有實驗內(nèi)容進行篩選、綜合和補充，減少驗證性實驗，開出綜合性和設(shè)計性實驗，在此基礎(chǔ)上，開出一些有助于培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)的實訓(xùn)項目。[3]2.加強教材的先進性和工程應(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，在補充和完善新知識的同時，重點增加介紹新技術(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)生深切體會到該項技術(shù)的有用性。興趣是最好的老師，學(xué)生實際能看到該門課程有價值的工程應(yīng)用案例和廣闊的前景，在加深對理論知識理解的同時，必將激發(fā)對該門課程的學(xué)習(xí)熱情和主動性。3.解決與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接不好的問題，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)容加重了師生的負擔，浪費了課堂的教學(xué)時間；銜接上有斷點的內(nèi)容形成許多知識點的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學(xué)生對整個專業(yè)知識系統(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動控制系統(tǒng)相關(guān)課程在內(nèi)容上存在重復(fù)和斷點的情況，使整體自動化專業(yè)的教學(xué)在教材內(nèi)容上形成一個連續(xù)、完整的體系。4.寫作風格通俗易懂，可讀性好一般的專業(yè)教材習(xí)慣于大量的深奧理論的堆砌和抽象的長篇論述，容易使讀者產(chǎn)生為難和反感的情緒，不利于知識的吸收和消化。為此在全書的寫作風格上力求淺顯易懂。例如，在闡述一個抽象基本原理之前，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、通俗易懂的寫作風格在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中會起到引人入勝的奇特效果。[4]

篇（6）

作者簡介：田海（1968-），男，北京人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，副教授；崔桂梅（1963-），女，內(nèi)蒙古包頭人，內(nèi)蒙古科技大學(xué)信息工程學(xué)院，教授。（內(nèi)蒙古 包頭 014010）

基金項目：本文系2011年內(nèi)蒙古科技大學(xué)教材建設(shè)基金（項目編號：2011-2）資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）02-0079-02

內(nèi)蒙古科技大學(xué)的前身（包頭鋼鐵學(xué)院）是隸屬原冶金工業(yè)部的部屬高等院校，隨著國家行政管理體制的調(diào)整，1998年原冶金工業(yè)部的所屬院校改為由中央和地方共建，逐步過渡到地方管理，2003年本校更名為內(nèi)蒙古科技大學(xué)，成為地方建設(shè)的高等院校。由于歷史的原因，本校許多專業(yè)目前還具有較明顯的行業(yè)背景特征，絕大多數(shù)畢業(yè)生要到冶金系統(tǒng)的相關(guān)企業(yè)從事生產(chǎn)、管理和設(shè)計等具體的技術(shù)工作。因此，在本校新版的自動化專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方案中，將學(xué)生定位于培養(yǎng)成“工程實施型人才”，要求畢業(yè)生能夠很快適應(yīng)和勝任工作崗位，具有較強的工程實施能力。[1]經(jīng)過多年的不懈努力，本校自動化專業(yè)建設(shè)取得了驕人的成績，于2008年被評為“國家特色專業(yè)”、2012被評為教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施專業(yè)、2005被評為“品牌專業(yè)”，自動化專業(yè)教師團隊2010年被評為“優(yōu)秀教師團隊”，本校2012年被評為15個國家級就業(yè)先進高校之一，尤其是自動化專業(yè)畢業(yè)生一次就業(yè)率連續(xù)十年保持在95％以上，受到用人單位的普遍歡迎。

一、教材改革的背景

在自動化專業(yè)“電力電子技術(shù)”課程建設(shè)過程中，隨著教學(xué)改革不斷向縱深方向推進，通過課題組深入分析和研究后發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)采用主流的“電力電子技術(shù)”教材及多年來本校采用的“電力電子技術(shù)”教材已不能滿足新版自動化專業(yè)人才培養(yǎng)方案的培養(yǎng)要求。課程建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，教材建設(shè)又是課程建設(shè)的核心。結(jié)合本校辦學(xué)定位和目標，重新編寫適合培養(yǎng)“工程實施型人才”的“電力電子技術(shù)”教材十分必要，對于提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神具有重要的意義。此時正值國家教育部高等學(xué)校自動化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會組織編寫“十二五”國家級規(guī)劃教材。根據(jù)高等教育改革和國家建設(shè)的需要，當前國內(nèi)大部分普通高等院校將人才培養(yǎng)方案定位于培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才，教育部有關(guān)專家普遍認為目前“電力電子技術(shù)”教材已不能適應(yīng)當前的需要，組織編寫出版一本針對培養(yǎng)“工程實施型人才”的“電力電子技術(shù)”教材十分迫切。本?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”教材編寫組憑借對該教材的深入研究積累，以及對編寫教材的特色、定位及創(chuàng)新點等方面的綜合優(yōu)勢分析，通過與國內(nèi)多所大學(xué)激烈的競爭和教育部相關(guān)專家組織的嚴格評審，最終獲得了該國家級“十二五”規(guī)劃教材的編寫任務(wù)。

二、目前國內(nèi)“電力電子技術(shù)”教材的對比分析

通過本校組織的“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)，目前國內(nèi)本科院校自動化專業(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?/p>

由機械工業(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：結(jié)構(gòu)科學(xué)、合理，體系較完整，系統(tǒng)性強，理論分析較為全面，體現(xiàn)了當時電力電子技術(shù)的概貌，適合于課堂教學(xué)。該教材成為國家“九五”重點教材，是國內(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)生實踐能力和創(chuàng)新精神的內(nèi)容嚴重不足。

由高等教育出版社出版的陳堅主編的《電力電子學(xué)》（2004年已出2版），該教材的特點：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和全面，便于讀者進行自學(xué)，成為普通高等教育國家級“十五”規(guī)劃教材，受到相關(guān)專業(yè)研究生和國內(nèi)重點大學(xué)相關(guān)本科專業(yè)學(xué)生的歡迎。該教材的缺點是理論分析過于深化，與實踐工程應(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)特點和實用性，但新技術(shù)應(yīng)用的案例顯得不足，與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系不夠緊密，關(guān)于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的內(nèi)容偏少。

三、目前“電力電子技術(shù)”教材存在的主要問題

以本校自動化專業(yè)培養(yǎng)“工程實施型人才”為目標，結(jié)合多年課程實踐教學(xué)的經(jīng)驗積累，對目前國內(nèi)院校主要采用的“電力電子技術(shù)”教材進行深入的研究，主要存在的問題概括為以下幾點：

以往教材內(nèi)容與現(xiàn)行的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)脫節(jié)嚴重，存在實踐教學(xué)與理論教學(xué)聯(lián)系不夠緊密的現(xiàn)象。嚴重偏離本校自動化專業(yè)制定的“工程實施型人才”的總體培養(yǎng)目標，有關(guān)培養(yǎng)學(xué)生提高實踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)的內(nèi)容偏少或嚴重不足。

“電力電子技術(shù)”是一門仍在不斷更新和成長中的實用技術(shù)課程。由于電力電子技術(shù)自身發(fā)展較快，編寫教材時，當時技術(shù)發(fā)展的水平有限，上述教材中新知識點介紹嚴重不足，不能全面介紹電力電子技術(shù)當前發(fā)展的先進水平。

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。尤其與運動控制系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容有重疊、斷點的現(xiàn)象。重復(fù)的內(nèi)容加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔，浪費了寶貴的教學(xué)時間；銜接上有斷點的內(nèi)容形成許多知識點的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學(xué)生對整個專業(yè)知識系統(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。由于當時新技術(shù)的實際應(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)用案例嚴重不足。過多的理論教學(xué)不結(jié)合先進的實際應(yīng)用，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感覺不到該門課程的價值，不能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

四、本教材的特色及創(chuàng)新點

本校在借鑒以往該類教材優(yōu)點的基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合本校自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，將畢業(yè)生培養(yǎng)目標定位于“工程實施型人才”。本教材在保證知識先進性和系統(tǒng)性的同時，將著重培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的理念貫穿于整個教材內(nèi)容中。

1.對教材內(nèi)容進行整合和優(yōu)化

結(jié)合培養(yǎng)目標，在每一章內(nèi)容編寫上都要認真地貫徹優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容的理念，堅持以實踐教學(xué)內(nèi)容為主導(dǎo)思想。針對工程實施型人才需要掌握知識的特點，在保持理論知識系統(tǒng)性和完整性的前提下，對過于深入的理論教學(xué)內(nèi)容進行弱化整合，對于偏離當前電力電子技術(shù)主流技術(shù)的理論進行適當?shù)膭h減。教材內(nèi)容加強了與實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的聯(lián)系，對原有實驗內(nèi)容進行篩選、綜合和補充，減少驗證性實驗，開出綜合性和設(shè)計性實驗，在此基礎(chǔ)上，開出一些有助于培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)的實訓(xùn)項目。[3]

2.加強教材的先進性和工程應(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，在補充和完善新知識的同時，重點增加介紹新技術(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)生深切體會到該項技術(shù)的有用性。興趣是最好的老師，學(xué)生實際能看到該門課程有價值的工程應(yīng)用案例和廣闊的前景，在加深對理論知識理解的同時，必將激發(fā)對該門課程的學(xué)習(xí)熱情和主動性。

3.解決與相關(guān)課程的內(nèi)容銜接不好的問題，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)容加重了師生的負擔，浪費了課堂的教學(xué)時間；銜接上有斷點的內(nèi)容形成許多知識點的“信息孤島”現(xiàn)象，不利于學(xué)生對整個專業(yè)知識系統(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動控制系統(tǒng)相關(guān)課程在內(nèi)容上存在重復(fù)和斷點的情況，使整體自動化專業(yè)的教學(xué)在教材內(nèi)容上形成一個連續(xù)、完整的體系。

4.寫作風格通俗易懂，可讀性好

一般的專業(yè)教材習(xí)慣于大量的深奧理論的堆砌和抽象的長篇論述，容易使讀者產(chǎn)生為難和反感的情緒，不利于知識的吸收和消化。為此在全書的寫作風格上力求淺顯易懂。例如，在闡述一個抽象基本原理之前，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、通俗易懂的寫作風格在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中會起到引人入勝的奇特效果。[4]

五、結(jié)束語

該教材在保證知識先進性和系統(tǒng)性的同時，著重將提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力的理念貫穿于整個教材。在內(nèi)容安排上，合理地對理論教學(xué)內(nèi)容進行弱化整定，增加實踐性的教學(xué)內(nèi)容，突出工程應(yīng)用性和實用性，增加對新技術(shù)在新領(lǐng)域中的工程應(yīng)用的介紹。目前，該教材已通過了教育部委托專家的審閱，正在樣書的校對過程中，近期由高等教育出版社出版。

參考文獻：

[1]崔桂梅，賈玉瑛.自動化專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革和實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28（11）.

篇（7）

作者簡介：金楠（1982-），男，河南商丘人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院，講師；楊存祥（1966-），男，河南臺前人，鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院，教授。（河南 鄭州 450002）

基金項目：本文系鄭州市科技攻關(guān)項目（項目編號：112PPTGY249-7）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）27-0111-02

著名的Newell倒三角理論指出，電力電子技術(shù)是由電力技術(shù)、電子技術(shù)與控制理論三者交叉綜合而成。隨著三項技術(shù)快速發(fā)展，近年來，電力電子技術(shù)在器件制造、控制方法和系統(tǒng)設(shè)計等方面發(fā)展迅速。目前，電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)、開關(guān)電源、電機驅(qū)動、綠色照明等重要行業(yè)，并且其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷擴展。[1]尤其是新能源發(fā)電與分布式發(fā)電、高壓直流輸電和柔流輸電、用戶電力技術(shù)和電能質(zhì)量技術(shù)、儲能技術(shù)等大功率電力電子技術(shù)已經(jīng)融入到電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)。因此，電力電子技術(shù)已經(jīng)成為支撐智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

電力電子技術(shù)是鄭州輕工業(yè)學(xué)院（以下簡稱“我?！保╇姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)基礎(chǔ)核心課程，該專業(yè)每年有150名學(xué)生學(xué)習(xí)此課程。目前總學(xué)時為58學(xué)時，其中理論教學(xué)50學(xué)時，實驗8學(xué)時。在以往本科教學(xué)過程中，并未設(shè)置計算機仿真的教學(xué)安排。僅有的實驗學(xué)時安排4次實驗，分別是單相半控整流橋?qū)嶒?、三相全控整流橋?qū)嶒?，交流調(diào)壓電路實驗和直流斬波電路實驗。實驗內(nèi)容陳舊落后，無法滿足電力電子技術(shù)快速發(fā)展的需要。

電力電子技術(shù)課程教學(xué)應(yīng)與該技術(shù)的發(fā)展相適應(yīng)，然而，目前在實際教學(xué)過程中存在以下問題：首先，學(xué)生對該技術(shù)興趣濃厚，但目前教師授課內(nèi)容主要以波形理論分析為主，內(nèi)容枯燥，不易入門。其次，教學(xué)內(nèi)容零散，缺少系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練。系統(tǒng)設(shè)計是多種知識模塊的組合，但教學(xué)中缺乏知識模塊之間相互貫通的內(nèi)容。因此，在設(shè)計實際系統(tǒng)時無從下手，缺少應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的知識與技能。再次，教學(xué)實驗裝置中所使用的控制方案主要是利用運放組成的比例積分控制，難以將微控制器技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)與電力電子技術(shù)相結(jié)合，無法實現(xiàn)復(fù)雜控制算法。學(xué)生普遍反映電力電子課程理論分析較多，課程中缺少真實案例，不易理解，希望增加實驗數(shù)量。由于受到實驗條件限制，增加硬件實驗需要更新添置實驗設(shè)備，周期較長。

因此，在電力電子課程中增加了應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計部分，通過使用PSIM軟件對應(yīng)用系統(tǒng)進行仿真研究，填補基礎(chǔ)理論教學(xué)與實際應(yīng)用之間的斷帶，幫助學(xué)生加深對基礎(chǔ)理論和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計知識的理解，掌握利用仿真技術(shù)進行輔助分析與設(shè)計的技能。

一、PSIM軟件

計算機仿真技術(shù)通過搭建模擬實際器件的仿真模型，為系統(tǒng)分析提供有效方法，極大簡化了電力電子與電氣傳動系統(tǒng)分析與設(shè)計的過程。仿真中需要使用數(shù)學(xué)模型代替實際器件，通過數(shù)值方法求解電力電子系統(tǒng)中狀態(tài)變量的運動規(guī)律。由于工程人員無法完成復(fù)雜的數(shù)學(xué)建模、數(shù)值求解和編程工作，PSIM、SABER、MATLAB等仿真軟件的出現(xiàn)極大提高了科研、開發(fā)效率。

PSIM是專業(yè)的電力電子與電機控制仿真軟件，與其他通用性仿真軟件相比，占用資源少，仿真速度快。該軟件主要應(yīng)用于基本電力電子電路設(shè)計、電氣傳動系統(tǒng)設(shè)計、電機設(shè)計、新能源發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計等領(lǐng)域，基本覆蓋了電力電子與電氣傳動領(lǐng)域的主要內(nèi)容。PSIM軟件在電力電子應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計課程教學(xué)中有以下特點：[2-4]

特點一：PSIM軟件的基本操作簡單，學(xué)生能夠較快掌握并進行簡單的電路設(shè)計，易于入門。與其他軟件的復(fù)雜操作配置相比，通過兩個學(xué)時的簡短功能介紹后，學(xué)生可以自主使用PSIM軟件仿真驗證電力電子課程中的基本電路和理論。教學(xué)實踐表明，學(xué)生經(jīng)過簡單操作能夠產(chǎn)生教材中長篇介紹的復(fù)雜波形，減小了入門難度，容易引起興趣和求知欲。

特點二：包含電力電子技術(shù)課程中涉及的全部元件，能夠?qū)崿F(xiàn)模擬控制和數(shù)字控制，便于將控制理論的基本方法應(yīng)用于電力電子系統(tǒng)設(shè)計。通過設(shè)計高性能控制算法，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜控制問題的能力。

特點三：對于復(fù)雜的電力電子應(yīng)用系統(tǒng)，PSIM可以通過編寫動態(tài)鏈接庫（DLL）的方法實現(xiàn)控制算法，同時能夠與其他仿真軟件配合使用，增強了仿真系統(tǒng)的擴展性，為希望深入學(xué)習(xí)的學(xué)生提供了有力的工具支持。

特點四：針對可再生能源領(lǐng)域，PSIM具有光伏電池模塊和風機模塊，通過配置參數(shù)得到設(shè)計所需的仿真模型，提高了仿真效率。

PSIM軟件具有強大的功能和擴展性，在日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機構(gòu)（NEDO）、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等國內(nèi)外電力電子教學(xué)科研機構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用。因此，我校電力電子課程體系改革中，加入了該軟件教學(xué)部分，以培養(yǎng)學(xué)生電力電子系統(tǒng)分析與設(shè)計的綜合能力。以有源電力濾波器為例介紹使用PSIM軟件進行系統(tǒng)設(shè)計與仿真的過程。

二、并聯(lián)有源電力濾波器（Active Power Filter， APF）仿真

變頻器、開關(guān)電源等電力電子裝置廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)。由于許多電力電子裝置具有非線性、沖擊性和不平衡性，這些裝置從電網(wǎng)中吸收能量維持正常工作的同時，將一部分能量以諧波電流的形式注入到電網(wǎng)。電力電子裝置的廣泛使用導(dǎo)致電網(wǎng)中諧波污染問題日益嚴重，造成電網(wǎng)電壓波動和電流波形畸變，成為影響供電質(zhì)量的突出問題。[5]

有源電力濾波器是解決電力系統(tǒng)非線性負載產(chǎn)生諧波污染問題的有效裝置，通過檢測諧波源產(chǎn)生的諧波電流，利用逆變裝置產(chǎn)生等幅值、反相位諧波電流抵消負載諧波電流，從而提高功率因數(shù)、降低網(wǎng)損、改善電能質(zhì)量。[6]

1.APF的原理與電路結(jié)構(gòu)

圖1（a）為并聯(lián)型有源電力濾波器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中，es表示交流電網(wǎng)電壓，負載為諧波源，產(chǎn)生諧波電流并消耗無功。并聯(lián)型有源電力濾波器由兩部分組成，即諧波電流檢測電路和補償電流發(fā)生電路。諧波電流檢測電路檢測出補償對象電流中的諧波分量，以此作為補償電流指令參考值。補償電流發(fā)生電路根據(jù)指令參考值，產(chǎn)生實際補償電流。功率變換電路采用電壓型逆變器，PSIM仿真模型如圖1（b）。

2.基于瞬時無功功率理論的ip-iq諧波電流檢測算法

ip-iq諧波檢測算法是瞬時無功功率理論的改進，該算法對電網(wǎng)電壓初始相位沒有嚴格要求，檢測結(jié)果不受電壓波形畸變的影響。考慮直流側(cè)電壓波動下的諧波電流檢測算法如圖2。

其中，A相電壓ea通過鎖相環(huán)（PLL）模塊后產(chǎn)生同相位的正弦和余弦信號，檢測得到三相負載電流ia、ib、ic經(jīng)過C32變換后得到坐標系下電流分量iα、iβ，C32用（1）式表示：

（1）

然后經(jīng)過C變換后得到ip、iq，用（2）式表示：

（2）

ip、iq經(jīng)過低通濾波后得到直流分量、，經(jīng)過CT變換、C23變換后得到負載電流的基波分量iaf、ibf、icf，其中。負載電流與其基波分量相減得到有源電力濾波器諧波電流檢測值iah、ibh、ich。

穩(wěn)態(tài)運行時，APF直流側(cè)電容的平均電壓需要保持恒定。由于電路損耗會產(chǎn)生直流側(cè)電壓下降，需要從系統(tǒng)注入有功功率補償損失功率，維持直流側(cè)電壓恒定。損耗電流幅值由直流側(cè)電容電壓實際值與參考值的偏差量經(jīng)過PI調(diào)節(jié)器后得到，損耗電流相位與系統(tǒng)電壓相位相同。利用PSIM軟件能夠?qū)崿F(xiàn)上述諧波檢測補償算法。

3.仿真結(jié)果

仿真系統(tǒng)參數(shù)如下：電網(wǎng)線電壓380V，頻率50Hz，非線性負載為三相整流橋接阻容性負載，并聯(lián)電阻5Ω，并聯(lián)電容470μF。APF直流側(cè)電容2000μF，初始電壓600V。有源濾波器與電網(wǎng)連接電感為2mH。

APF在0.2s時投入工作，圖3（a）中，ISA為A相電網(wǎng)電流波形，I_LA為A相負載電流波形。仿真結(jié)果表明，APF投入工作后，電網(wǎng)電流諧波成份得到有效治理，諧波畸變小于3%。PSIM軟件中包含功率因數(shù)表與視在功率表模塊，圖3（b）為系統(tǒng)功率因數(shù)及視在功率波形。仿真結(jié)果表明，APF能夠補償負載諧波和無功電流，提高系統(tǒng)功率因數(shù)使之接近1，同時系統(tǒng)輸出視在功率下降到4.45KW。由于負載消耗的視在功率下降，線路電流減小，降低了線路損耗。利用PSIM軟件驗證了APF及其控制算法的有效性，為實際裝置的設(shè)計與調(diào)試提供了理論依據(jù)。

三、結(jié)論

實際教學(xué)過程中，電力電子技術(shù)的理論計算和波形分析較為枯燥，教師單一課堂講授，學(xué)生被動學(xué)習(xí)的效果并不理想。PSIM軟件使學(xué)生能夠借助仿真工具對電力電子功率變換電路及控制方法進行驗證，引起了對該課程的濃厚興趣。利用該軟件能夠完成本文中有源電力濾波器這類復(fù)雜電力電子系統(tǒng)的分析與設(shè)計，培養(yǎng)了學(xué)生實踐創(chuàng)新、主動學(xué)習(xí)的能力，幫助學(xué)生掌握利用仿真工具輔助設(shè)計的技能，取得良好的教學(xué)效果。PSIM軟件操作簡單、內(nèi)容豐富，對優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)思路方法、培養(yǎng)工程實踐能力發(fā)揮了重要作用。

參考文獻：

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[2]關(guān)靜.基于PSIM的電工基礎(chǔ)課程教學(xué)方法的探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，（19）.

[3]羅如山，陳政石，劉美.基于PSIM的“電力電子技術(shù)”仿真教學(xué)研究[J].中國電力教育，2012，（27）.

[4]洪武.PSIM在電力電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，

篇（8）

電力電子技術(shù)是計算技術(shù)在電力系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)，隨著電力系統(tǒng)計算機化和信息化的水平不斷提高，電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的作用也越發(fā)明顯。簡單的說，電力電子技術(shù)就是通過計算機技術(shù)將強電和弱電進行有效的組合，它是計算機應(yīng)用技術(shù)、電子技術(shù)、電路技術(shù)還有電力控制技術(shù)為一體的服務(wù)性的技術(shù)。筆者就電力電子技術(shù)在我國電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展進行了重點闡述，說明電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的重要性。

一、電力電子技術(shù)的發(fā)展

1.電力電子技術(shù)的產(chǎn)生

電力電子技術(shù)的產(chǎn)生要追溯到上世紀50年代時期，電力電子技術(shù)的產(chǎn)生是以晶閘管的問世為里程碑的。作為現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的重要傳動技術(shù)，電力電子技術(shù)在晶閘管的基礎(chǔ)上可發(fā)出了可控硅整流裝置，可控硅整流裝置的問世，代表了電力系統(tǒng)傳動技術(shù)的一次巨大的跨越。從此以后，電能的變換和控制正式步入了電力電子器件構(gòu)成的變流器時代。所以說，電力電子技術(shù)的產(chǎn)生是以可控硅整流裝置為標志的。

2.電力電子器件的發(fā)展

電力電子技術(shù)產(chǎn)生自以后在電力系統(tǒng)中有了十足的發(fā)展。第一代的電力電子器件主要以電力二極管和晶閘管為代表。第一代電力電子器件的特點是體積小、耗能低。在電力電子技術(shù)產(chǎn)生以后其迅速的取代了原有電力系統(tǒng)中的老式汞弧整流器，為電力電子技術(shù)的推廣和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。同時，電力二極管對于電路系統(tǒng)中電路性能的改善作用十分明顯，它在降低電路損耗和提高電源使用率方面也各有建樹。

電力電子技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，整流二極管的種類各式各樣，功能也各不相同。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，第二代電力電子器件在上世紀79年代產(chǎn)生，第二代電子電力器件的特點是具有自動關(guān)斷能力（例如可關(guān)斷晶閘管和靜電感應(yīng)晶體管等）。第二代全自動可控型的電力電子器件較第一代晶閘管相比，開關(guān)速度有了明顯的提升，可以用于開關(guān)頻率較高的電路中。

第三代電力電子器件的產(chǎn)生是在上世紀末90年代，隨著電力系統(tǒng)的不斷建設(shè)和發(fā)展，電力電子裝置的結(jié)構(gòu)和體積得到了進一步的改良，第三代電力器件的體積更小，結(jié)構(gòu)也更為緊湊。并且出現(xiàn)了將幾種電力器件相結(jié)合的電子模塊形式，為電力器件的發(fā)展和使用創(chuàng)造了很大的方便。后來，又在集成模塊的基礎(chǔ)上，把應(yīng)用于控制電力技術(shù)中的多中國電力器件相組合，構(gòu)成了集成電路。功率集成電路的出現(xiàn)，標示著電力電子技術(shù)邁向了高頻化和標準模塊化以及集成化和智能化的新時代。

電力電子技術(shù)的產(chǎn)生至現(xiàn)在，以電力電子器件的變革為歷程，經(jīng)歷了以上三個階段。目前，電力電子技術(shù)正向著以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電子技術(shù)方向發(fā)展。在實現(xiàn)高頻技術(shù)的基礎(chǔ)上，更增加了節(jié)能、環(huán)保、自動化、自能化等特點。

二、電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在發(fā)電環(huán)節(jié)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在發(fā)電機組的勵磁控制和變頻調(diào)速上。在我國范圍內(nèi)乃至全球范圍內(nèi)的各個大型電廠發(fā)電機組中，運用的最為普遍的就是靜止勵磁系統(tǒng)，電力電子技術(shù)的發(fā)展，使電子技術(shù)取代了勵磁控制中的勵磁機環(huán)節(jié)，使靜止勵磁實現(xiàn)了簡單的控制構(gòu)造和高性能低成本的運作。同時由于電子技術(shù)代替了勵磁機的環(huán)節(jié)，使靜止勵磁能夠?qū)ψ陨磉M行迅速有效的調(diào)節(jié)，提高電力系統(tǒng)的運作效率。

其次，電子技術(shù)也普遍應(yīng)用在電廠發(fā)電機組的變速恒頻勵磁上。由于在水力發(fā)電中，水源頭的壓力和單位時間內(nèi)水力的流動量對水力發(fā)電的效率產(chǎn)生著影響，水力發(fā)電機組的運轉(zhuǎn)速度也在隨著水力的壓力和流動量不斷變化。同樣的道理也發(fā)生在風力發(fā)電和活力發(fā)電當中。因此，對發(fā)電機組轉(zhuǎn)動的勵磁電流頻率進行調(diào)整，使發(fā)電機組的電流頻率同轉(zhuǎn)速通過電子技術(shù)達到一致，保證發(fā)電機組實現(xiàn)最大功效的運作，變速恒頻勵磁技術(shù)就是其中的代表。

同時，電子技術(shù)也應(yīng)用于電廠的風機水泵的變頻調(diào)速上和太陽能發(fā)電控制機組的控制系統(tǒng)中。在電廠的電力生產(chǎn)過程中，由于發(fā)動機組等設(shè)備對于發(fā)電量的損耗相對較大，考慮電力生產(chǎn)中節(jié)約能源的要求。在高壓電和低壓電的轉(zhuǎn)換過程中，使用風機水泵變頻機替代原有的變頻器，改變電能轉(zhuǎn)換過程中耗能大效率低的問題。這一技術(shù)還在不斷完善和摸索中，還需要電力研究工作者不斷的努力和創(chuàng)新。

而在太陽能發(fā)電的控制系統(tǒng)中，電子技術(shù)的作用尤為突出，太陽能作為21世紀被廣泛重視的新型能源，發(fā)展太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)是整個國家乃至全世界的戰(zhàn)略目標。然而由于太陽能發(fā)電本身的功率過大，在使用太陽能發(fā)電機組發(fā)電的時候，需要將生產(chǎn)出來的電能進行轉(zhuǎn)換，這個時候就需要大功率的電流轉(zhuǎn)換器。而電子技術(shù)能夠很好的解決這一問題。

2.電力電子技術(shù)在輸電線路中的應(yīng)用

電力電子技術(shù)在輸電線路中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在柔流電技術(shù)、高壓直流電技術(shù)以及靜止無功補償器等上。

（1）柔流輸電技術(shù)

柔流輸電技術(shù)（FACTS）產(chǎn)生于上世紀的80年代，主要以柔性的交流輸電設(shè)備為表現(xiàn)方式廣泛應(yīng)用于輸電線路中。在電力的輸送過程中，由于傳統(tǒng)電力功率的控制方法過于粗糙，無法實現(xiàn)在輸電過程中對于電能的調(diào)整，使輸電過程中產(chǎn)生大量的電力損耗和高昂的輸送成本。而柔流輸電技術(shù)的主要內(nèi)容是在輸電線路的重要部位使用電力電子控制裝置，對輸電系統(tǒng)中的各項參數(shù)進行適時的控制，以實現(xiàn)輸送過程中電能功率的合理分配，降低書店過程中的輸送成本和電能消耗，大幅度的提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（2）高壓直流輸電技術(shù)

高壓直流輸電技術(shù)在輸電系統(tǒng)中的主要實現(xiàn)是以晶閘管為代表的。晶閘管是電力電子技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)明，自從晶閘管產(chǎn)生并被嘗試應(yīng)用于直流電的輸電系統(tǒng)上，晶閘管換流閥就一直應(yīng)用于輸電系統(tǒng)中的直流電輸送中。在這之后又出現(xiàn)了具有可操作的電力輸送控制器，例如GTO、IGBT等等，可操作的電力系統(tǒng)輸送設(shè)備為電流的轉(zhuǎn)換過程減少了交直轉(zhuǎn)換變壓器的使用，為電廠的電能生產(chǎn)減少了生產(chǎn)成本，加強了電流交換設(shè)備在電力系統(tǒng)中的競爭力。

（3）靜止無功補償器

靜止無功補償器（SVC）在上世紀70年代被廣泛使用電力系統(tǒng)之中，靜止無功補償器在電力系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用于負荷補償和輸電線路補償當中，在大功率的輸電網(wǎng)絡(luò)中，靜止無功補償器主要起到的是控制電壓的作用，也用于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和阻尼等。靜止無功補償器的設(shè)計不包含旋轉(zhuǎn)部件，它不使用大容量的電容器，所需要的無功功率通過電感器來獲得，靜止無功補償器通過對電抗器進行迅速的調(diào)控，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)出無功功率到吸收無功功率的平滑轉(zhuǎn)變，特別適用于中高壓輸電線路中的無功補償工作。

3.電力電子技術(shù)在配電過程中的應(yīng)用

要使配電系統(tǒng)能夠配送出高質(zhì)量的電力資源，需要在配電過程中滿足配電頻率、電壓以及在諧波上滿足相應(yīng)的條件，同時，在配電過程中需要阻止電能的各種不穩(wěn)定的波動和影響。這個過程中，電力電子技術(shù)作為配電環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制部分，以用戶電力技術(shù)和FACTS技術(shù)為實現(xiàn)形式。FACTS技術(shù)在前文已經(jīng)提及，它是通過在配電線路中增設(shè)電力電子裝置，加強對與電壓，電流和功率的可控性，調(diào)控電力傳輸能力的技術(shù)。

用戶電力技術(shù)解決的是配電系統(tǒng)中既時發(fā)生的需要馬上解決的重要問題，主要復(fù)負責配電系統(tǒng)在配電過程中的安全性和穩(wěn)定性，用于保證配電輸電過程中，電力能源的質(zhì)量。而FACTS技術(shù)則更為傾向于配電系統(tǒng)中對于電能的輸送能力和有效控制力。FACTS技術(shù)和用戶電力技術(shù)都是針對配電系統(tǒng)開發(fā)出的新型電力電子技術(shù)，兩者的構(gòu)造和工作原理大致上相同，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在近些年，F(xiàn)ACTS技術(shù)和用戶電力技術(shù)在一定程度上已經(jīng)逐步同步并合用，其中比較具有代表性的就是定制電力（DFACTS）技術(shù)。

4.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應(yīng)用

電子技術(shù)在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個方面，分別是：變負荷電動機調(diào)速運行方面和提高電能使用率方面。電廠生產(chǎn)電能和配送電過程中，常常產(chǎn)生大量的電能浪費。上文已述，電廠在生產(chǎn)電能的過程中，由于發(fā)電能源的變化，發(fā)電機組不能夠很好的實現(xiàn)配合，會產(chǎn)生無功功率的浪費現(xiàn)象。通過對變負荷電動機的運轉(zhuǎn)速度進行調(diào)整和控制，能夠?qū)崿F(xiàn)電能的良好生產(chǎn)和配用。這項技術(shù)在國外已經(jīng)比較成熟，但是我國仍然處在研究和探索的階段。但是，變負荷電動機在實際的應(yīng)用中也存在不可忽視的缺陷，變負荷電動機在控制和調(diào)控運轉(zhuǎn)速度方面適用的發(fā)電機組較為廣泛，在實際運行中的工作效率也十分準確。但是變負荷電動機的生產(chǎn)和配置成本較高，而且在工作過程中對電網(wǎng)的影響較大，只適用于中大型電廠。同時，我國電力系統(tǒng)現(xiàn)用的電力設(shè)備，在配送電的過程中，對于電能的損耗和生產(chǎn)的成本較高，對于電能的質(zhì)量影響較大。而電子技術(shù)能夠通過在配送電系統(tǒng)中增設(shè)可控設(shè)備，對配送電過程中的電能進行調(diào)控，保證電能的質(zhì)量和穩(wěn)定。

三、總結(jié)

電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和發(fā)展對于電力系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展起到了里程碑的作用。隨著計算機技術(shù)和電力技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)也在不斷的吸收新的技術(shù)不斷的發(fā)展。然而，作為一種處在發(fā)展過程中的電力控制技術(shù)。電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和穩(wěn)定性還遠遠不能夠達到電力電子技術(shù)的設(shè)計要求。如何實現(xiàn)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)當起到的控制作用，我們要從電子設(shè)備的革新和電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展上謀求出路，不斷的探索和發(fā)展電力電子技術(shù)對于提高電力的生產(chǎn)質(zhì)量，減少生產(chǎn)成本和配送損耗，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，有著重要的意義。

參考文獻

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篇（9）

一、引言

隨著WTO正式將教育歸入到國際服務(wù)貿(mào)易的第五大類，高等教育的國際化就開始步入“跨境教育”的新階段。作為“國際教育服務(wù)貿(mào)易”的重要組成部分，留學(xué)生教育在我國日益受到政府和高校的重視?？紤]到一定規(guī)模的留學(xué)生教育不僅可以在不影響原有國內(nèi)學(xué)生教育的同時，還能有效開拓辦學(xué)經(jīng)費來源，增加預(yù)算外收入，從而反哺并促進國內(nèi)學(xué)生教育的進一步發(fā)展，因此，我校從2009年開始招收電氣工程及其自動化專業(yè)的巴基斯坦留學(xué)生。

電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，其應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及一般工業(yè)、交通運輸、電力系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、計算機、新能源發(fā)電等，因而《電力電子技術(shù)》已成為電氣工程及其自動化專業(yè)本科教學(xué)階段的專業(yè)基礎(chǔ)課程，地位十分重要。然而由于課程難，內(nèi)容多，課時少，所以給留學(xué)生上好《電力電子技術(shù)》是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。

通過多聽有豐富教學(xué)經(jīng)驗的老師授課，并向他們請教，筆者對如何給留學(xué)生上好《電力電子技術(shù)》這門課有了一些初步認識，概括起來，主要是注意三個方面的問題：思想上高度重視，提升教師自身素質(zhì);做好備課工作;運用好案例教學(xué)法。

二、思想上高度重視，提升教師自身素質(zhì)

首先要從思想上高度重視留學(xué)生的教學(xué)工作，認識到能否順利完成對留學(xué)生的教學(xué)工作，不僅是授課教師的個人形象問題，也是我校整體形象問題，更關(guān)系到我國電氣工程及其自動化專業(yè)教育事業(yè)的國際形象問題。自從教育部[2001]4號文件中要求大學(xué)本科“積極推動使用英語等外語進行教學(xué)以來”，我校就行動起來，努力貫徹這一精神，并逐步開設(shè)了一些雙語教學(xué)課程;但距離全英語授課仍有一定距離和困難。只有充分認識到留學(xué)生教學(xué)工作的重大意義，教師才能克服思想上的畏難情緒，發(fā)揮主觀能動性，投入更大的熱情和更多的精力實現(xiàn)對留學(xué)生的全英語授課。

《電力電子技術(shù)》全英語授課，對我校來講是一個新的教學(xué)領(lǐng)域和課題，也是對教師的一個新的能力要求;這是一種挑戰(zhàn)，同時也是一種機遇。提升教師自身素質(zhì)是實現(xiàn)留學(xué)生《電力電子技術(shù)》全英語授課并保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。為此，我校三管齊下：其一，從思想上讓教師深刻認識到，留學(xué)生全英語授課是國家利益需要、學(xué)校發(fā)展需要和個人成長需要的一個極好的結(jié)合點。教師應(yīng)抓住這個難得的機會，努力糅合自己的專業(yè)知識平臺和課程教學(xué)需要，提高英語表達能力，躍過“語言”這個門檻，使得自己的信息來源和知識視野更加寬廣，從而取得更大的教學(xué)成果和科研成就。其二，從組織上加強教師公共英語和專業(yè)英語的學(xué)習(xí)。例如，派送教師出國進行為期半年或一年時間的進修，分期分批安排青年教師參加由外教授課的各種英語培訓(xùn)，要求教師觀摩教學(xué)示范課等。其三，從制度上保證教師全英語授課的積極性。例如，按照給國內(nèi)學(xué)生的授課課時乘以系數(shù)2.5來計算教學(xué)工作量等。

三、做好備課工作

眾所周知，要想上好一門課，首先是要備好課。備課有兩種類型：一種是針對全課程內(nèi)容而言的整體性備課，另一種是每次課（大學(xué)中通常是將連續(xù)的兩節(jié)課作為一次課）的課前備課。

1.整體性備課

整體性備課是對《電力電子技術(shù)》的全面準備，是教師能否講好這門課程的最關(guān)鍵一步。只有對《電力電子技術(shù)》有了整體上的把握，對教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)做到了圓熟貫通，才能在具體講授每次課時有一個全局的高度、有一種俯視的自信，才能清晰流暢、舉重若輕地講授課程，猶如庖丁解牛、游刃有余。

在整體性備課中，關(guān)鍵是要弄清楚五個基本問題，并完成好六項準備工作。五個基本問題是指：（1）《電力電子技術(shù)》的主體框架、基本內(nèi)容、各部分內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，以及貫穿全課程的關(guān)鍵線索是什么？（2）《電力電子技術(shù)》的教學(xué)目標是什么？也就是說，學(xué)了這門課程以后，留學(xué)生能夠做到些什么？（3）《電力電子技術(shù)》的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展方向是什么？（4）《電力電子技術(shù)》在整個教學(xué)計劃中的地位和作用是什么？（5）《電力電子技術(shù)》的主要內(nèi)容應(yīng)通過怎樣的教學(xué)步驟和教學(xué)方法傳授給留學(xué)生？應(yīng)該做好的六項準備工作分別為：（1）認真研讀《電力電子技術(shù)》教學(xué)大綱;（2）認真選擇、研讀教材及參考書;（3）認真研讀《電力電子技術(shù)》的前修課和后續(xù)課的教材;（4）自己動手做教材中的全部練習(xí)題及思考題;（5）了解留學(xué)生;（6）撰寫一份《電力電子技術(shù)》教學(xué)安排表，并在課前發(fā)放給每個留學(xué)生。其中，最要緊的是了解留學(xué)生。

了解留學(xué)生的語言能力、文化特點、知識結(jié)構(gòu)、就業(yè)去向等信息是順利開展《電力電子技術(shù)》教學(xué)的前提與基礎(chǔ)。比如，我們了解到：（1）英語是巴基斯坦的官方語言，從小學(xué)起所有教科書均為英文版，所以留學(xué)生的英語聽、讀、寫的水平普遍較高，但他們的口語發(fā)音與我們中國教師所熟悉的“美式英語”、“英式英語”有所不同，清輔音“t”“k”“p”通常讀成濁輔音“d”“g”“b”等。熟悉并適應(yīng)留學(xué)生的口語發(fā)音特點，就能逐漸減少與他們交流的語言障礙。（2）不同于國內(nèi)學(xué)生，由于從小受英美文化的影響，巴基斯坦留學(xué)生在上課時很喜歡就不懂的或感興趣的問題隨時提問、自由討論，課堂氣氛非常活躍。對于已經(jīng)習(xí)慣了國內(nèi)學(xué)生內(nèi)斂特點的教師而言，如何在不傷害留學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時，有效保持課堂秩序并保證教學(xué)進度就是一個值得關(guān)注的問題。（3）作為發(fā)展中國家，巴基斯坦的經(jīng)濟較為落后，教育普及程度低于中國，加上留學(xué)生又來自不同地區(qū)，家庭條件各異，受教育程度參差不齊。因此，教師不僅要注意留學(xué)生之間的知識結(jié)構(gòu)差異，還要留心他們同國內(nèi)學(xué)生在授課內(nèi)容多少及難易方面的問題。在選擇教材和授課內(nèi)容時，我們主要是以Denis Fewson教授的Introduction to Power Electronics為藍本，并糅合了Ned Mohan教授的First Course on Power Electronics and Drives的部分內(nèi)容;在講授順序上，我們是先把開關(guān)器件看成為理想開關(guān)，并先學(xué)習(xí)DC/DC變流電路、基于PWM控制技術(shù)的DC/AC變流電路，再逐漸過渡到開關(guān)器件的開關(guān)特性、基于相位控制技術(shù)的AC/DC變流電路等教學(xué)內(nèi)容。（4）現(xiàn)階段招收的巴基斯坦留學(xué)生回國后基本上都是去發(fā)電廠工作，因此，從新能源發(fā)電角度楔入，在授課時我們重點講授基于PWM控制方式的變流電路，對基于相位控制方式的變流電路僅以AC/DC變流電路為例進行了簡單介紹。

2.每次課的課前備課

整體性備課是非常重要的，但課還得一次一次地講。事實上，只有每一次課都講好了，整體性的把握才能落到實處。因此，在每一次講課之前也要備好課，具體來說：（1）要根據(jù)《電力電子技術(shù)》教學(xué)安排表明確每次課所講授內(nèi)容的大題目，確立教學(xué)目的，選擇具體內(nèi)容及講授重點;（2）根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容確定教學(xué)模式，例如，課堂講授、實驗或討論等;（3）要把選定的教學(xué)內(nèi)容組織成一次講授式或議論式或談話式的文稿，應(yīng)服從并服務(wù)于主題，把各部分內(nèi)容按起始段、中間段到結(jié)尾段的順序安排組織好;（4）選擇合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段;（5）寫出一份教案，準備在課堂中使用。其中，教案是做好每次課的課前備課工作的最為核心之處。比如，根據(jù)巴基斯坦留學(xué)生的特點，我們預(yù)先設(shè)想留學(xué)生在上課時的反應(yīng)、容易提出的問題、可能出現(xiàn)的困難等，在教案中寫下應(yīng)對之策。

四、運用好案例教學(xué)法

教學(xué)方法是多種多樣的，包括講授法、談話法、討論法、直觀教學(xué)法、準直觀法、邊講邊練法、單元教學(xué)法、發(fā)現(xiàn)教學(xué)法、程序教學(xué)法、案例教學(xué)法、暗示教學(xué)法等[3]，上述方法都有它們各自的優(yōu)勢和不足，適用于不同的場合，因此，不應(yīng)盲目肯定或否定一種方法，而應(yīng)結(jié)合教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)備加以綜合使用。

對于《電力電子技術(shù)》這門課程而言，筆者非常信賴案例教學(xué)法――通過精心選擇Randall Shaffer教授在Fundamentals of Power Electronics with MATLAB”一書中的例題，向留學(xué)生演示Matlab/Simulink模型搭建與仿真分析，從而傳授他們點石成金的“金手指”，實現(xiàn)“授之以魚，不如授之以漁”的目的。比如，在講授基本斬波電路的相關(guān)內(nèi)容時，筆者以Buck電路為例，對其小信號建模方法進行了介紹，并用Matlab/Simulink進行了對比仿真分析。由于電路拓撲簡單（開關(guān)器件的通斷只衍生出兩個線性子電路拓撲），涵蓋內(nèi)容卻豐富（涉及電路分析、偏微分運算、狀態(tài)方程求解，傳遞函數(shù)與控制框圖表示等），因此，一方面留學(xué)生能夠輕松掌握對于變流電路這類因含有開關(guān)器件而呈現(xiàn)出非線性的電路的建模方法，另一方面，也讓留學(xué)生明白了整個大學(xué)階段所學(xué)的各門課程其實是相互關(guān)聯(lián)的，共同服務(wù)于解決問題的需要。

五、結(jié)語

現(xiàn)階段，留學(xué)生教育在我國日益受到政府和高校的重視。我校從2009年開始招收電氣工程及其自動化專業(yè)的巴基斯坦留學(xué)生。由于課程難，內(nèi)容多，課時少，所以給留學(xué)生上好《電力電子技術(shù)》并非易事。筆者從思想上高度重視，并提升教師自身素質(zhì);做好備課工作;運用好案例教學(xué)法三個方面談了自己給留學(xué)生講授《電力電子技術(shù)》的認識和體會，希望能起到拋磚引玉的作用。

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篇（10）

作者簡介：湯賜（1978-），男，湖南湘潭人，長沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，講師。（湖南 長沙 410114）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0070-03

電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術(shù)，其應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及一般工業(yè)、交通運輸、電力系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、計算機、新能源發(fā)電等，因而“電力電子技術(shù)”已成為本科教學(xué)階段的專業(yè)基礎(chǔ)課程，地位十分重要。然而由于課程難、內(nèi)容多、課時少，所以上好“電力電子技術(shù)”是一件具有挑戰(zhàn)性的工作。

評判“電力電子技術(shù)”課上得是否好，至少應(yīng)關(guān)注它有無具備以下7個方面的特征：[1]內(nèi)容豐富、概念明確、重點突出、脈絡(luò)清晰、語言生動、板書精當和學(xué)時準確（不拖堂、不早退）；其中第一、二點主要取決于授課教師的學(xué)術(shù)水平，而后面五點則與教師傳授、幫促方面的基本功有關(guān)。目前，大學(xué)新進教師普遍為高學(xué)歷人才，在學(xué)術(shù)上有著一定深度和廣度，但在傳授和幫促的基本功方面還顯得有些薄弱。

作為大學(xué)新進教師中一員，筆者通過多聽有豐富教學(xué)經(jīng)驗的老師授課，向他們請教，并拜讀北京理工大學(xué)龔紹文教授所著《大學(xué)青年教師教學(xué)入門：大學(xué)施教學(xué)初步》，[1]對如何上好“電力電子技術(shù)”有了一些初步認識，概括起來，主要是注意四個方面的問題：做好整體性備課工作、做好每次課的課前備課工作、重視第一堂課以及掌握并運用好教學(xué)基本原則。

一、做好整體性備課工作

眾所周知，要想上好一門課，首先是要備好課。備課有兩種類型：[1]一種是針對全課程內(nèi)容而言的整體性備課，另一種是每次課（大學(xué)中通常是將連續(xù)的兩節(jié)課作為一次課）的課前備課。

整體性備課是對“電力電子技術(shù)”的全面準備，是教師能否講好這門課程的最關(guān)鍵的一步。只有對“電力電子技術(shù)”有了整體上的把握，對教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)做到了融會貫通，才能在具體講授每次課時有一個全局的高度、有一種俯視的自信，才能清晰流暢、舉重若輕地講授課程，猶如庖丁解牛，游刃有余。在整體性備課時，關(guān)鍵是要弄清楚5個基本問題，并完成好6件準備工作。

1.5個基本問題

（1）“電力電子技術(shù)”的主體框架，基本內(nèi)容、各部分內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系，以及貫穿全課程的關(guān)鍵線索是什么？這個問題是從整體上把握“電力電子技術(shù)”的首要問題，直接挑戰(zhàn)教師對所授內(nèi)容的理解深度和運用程度。

“電力電子技術(shù)”主要由三大部分組成：[2]電力電子器件；AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC四大類基本變流電路以及由它們組合而成的組合變流電路；對各種變流電路都適用的PWM控制技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)。其中，各種變流電路及其控制技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握是本課程的主體。變流電路種類繁多，突出帶有共性的分析方法對于理解各種電路的工作原理具有十分重要的作用。例如，通斷型電力電子器件的存在，使得四大類變流電路及其他們的組合變流電路呈現(xiàn)出非線性特性；但當電路中各通斷型電力電子器件的通斷狀態(tài)確定后，整個變流電路又可以根據(jù)線性電路的基本理論進行分析。相位控制和脈沖寬度調(diào)制（PWM）則是分別針對半控型器件和全控型器件組成的電路拓撲的兩種控制技術(shù)。而所選用的通斷型電力電子器件的類型（即不可控型、半控型、全控型）則是將各種變流電路及其控制技術(shù)（對不可控型器件構(gòu)成的電路不存在控制問題）構(gòu)成一個有機整體的關(guān)鍵線索。

（2）“電力電子技術(shù)”的教學(xué)目標是什么？也就是說，學(xué)了這門課程以后，學(xué)生能夠做到些什么？為了從宏觀上控制大學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，教育部對主要的基礎(chǔ)性、專業(yè)基礎(chǔ)性課程都制定了相應(yīng)的“課程教學(xué)基本要求”，一般涉及兩個方面的內(nèi)容：一個方面是規(guī)定了一門課程必須包含的知識點和基本技能；另一個方面是學(xué)生對這些知識和技能應(yīng)該掌握的程度層次，例如，識記、了解、理解、應(yīng)用（可進一步細化為簡單應(yīng)用、分析、綜合和評價等）。

通過對“電力電子技術(shù)”的學(xué)習(xí)，學(xué)生熟悉并掌握晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）、電力雙極型晶體管（BJT）、電力場效應(yīng)晶體管（Power MOSFET）和絕緣柵極雙極型晶體管（IGBT）等電力電子器件的工作原理、開關(guān)特性和電氣參數(shù)；熟悉并掌握單相、三相整流電路和有源逆變電路的基本原理、波形分析，以及各種性質(zhì)的負載對電路工作性能的影響；掌握直流斬波電路的工作原理、電路結(jié)構(gòu)、換相方法及參數(shù)計算；掌握交流調(diào)壓電路的電路結(jié)構(gòu)、換相方法、波形分析和參數(shù)計算，了解交-交變頻電路的基本原理；掌握逆變電路，特別是PWM型逆變電路的工作原理、控制方法、波形分析；了解軟開關(guān)技術(shù)的基本概念；了解電力電子技術(shù)的發(fā)展方向。

（3）“電力電子技術(shù)”的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展方向是什么？了解歷史，分析現(xiàn)狀，是為了更好地預(yù)測未來。所謂“了解歷史”，首先，要清楚所授課程的發(fā)展經(jīng)歷了幾個階段；其次，應(yīng)知道每個階段的標志性事件、代表性人物和重要結(jié)果；最后，對某些重要結(jié)果在歷史上的獲得過程也需有所涉獵，從而有助于利用歷史所蘊含的科學(xué)精神、研究方法和思想啟迪，創(chuàng)造性地挖掘新方法、新技術(shù)。[1]而在分析現(xiàn)狀時，不但要聚焦本校、兄弟院校、國外高校對本課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面的情況，還應(yīng)關(guān)注本課程所屬學(xué)科的最新科研進展。

由于電力電子器件的發(fā)展對電力電子技術(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。

使用電子管、水銀整流器的時期屬于電力電子技術(shù)的史前期或黎明期。在這一時期，各種整流電路、逆變電路和周波變流電路的理論已經(jīng)發(fā)展成熟并廣為應(yīng)用。1957年美國通用電氣公司研制出第一個晶閘管標志著電力電子技術(shù)的正式誕生；隨著晶閘管及晶閘管變流技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)的概念和基礎(chǔ)得以逐漸確立。由于晶閘管是通過對門極的控制能夠使其導(dǎo)通而不能使其關(guān)斷的器件（即半控型器件），因而所采用的控制方式主要是相位控制，其關(guān)斷通常需要依靠電網(wǎng)電壓等外部條件來實現(xiàn)，實際應(yīng)用時受到很大的局限。20世紀70年代后期，以GTO、BJT和Power MOSFET為代表的全控型器件迅速發(fā)展，把電力電子技術(shù)推進到一個新的發(fā)展階段。與晶閘管電路的相位控制方式相對應(yīng)，采用全控型器件電路的主要控制方式為PWM。PWM方式不僅在逆變、斬波、整流、變頻及交流電力控制中均可應(yīng)用，而且使得電路的控制性能大為改善，因而對電力電子技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠的影響。在20世紀80年代后期，以IGBT為代表的復(fù)合型器件異軍突起。由于綜合了MOSFET驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快和BJT通態(tài)壓降小、載流能力大的優(yōu)點，因此，IGBT成為了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的主導(dǎo)器件。同IGBT相類似的，還有復(fù)合了MOSFET和GTO優(yōu)良性能的MOS控制晶閘管（MCT）和集成門極換流晶閘管（IGCT）。目前，把驅(qū)動、控制、保護電路和功率器件集成在一起，構(gòu)成功率集成電路（PIC）成為了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。

（4）“電力電子技術(shù)”在整個教學(xué)計劃中的地位和作用是什么？整個大學(xué)四年的教學(xué)過程是一個系統(tǒng)工程，而具體到某一門課程則只屬于它的一個局部，因此，各門課程的教學(xué)不能孤立地進行，而必須與其他課程相互配合，特別是要關(guān)注前修課和后續(xù)課。

“電力電子技術(shù)”是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，在學(xué)習(xí)它之前，學(xué)生應(yīng)學(xué)過“電路”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)”，并已能熟練使用示波器等電子儀器；而“電力拖動自動控制系統(tǒng)”則是該課程的后續(xù)課之一。

（5）“電力電子技術(shù)”的主要內(nèi)容應(yīng)通過怎樣的教學(xué)步驟和教學(xué)方法傳授給學(xué)生？設(shè)計一個合理的教學(xué)步驟或教學(xué)過程，并采用科學(xué)的教學(xué)方法幫助和鼓勵學(xué)生達到教學(xué)目標是整體性備課的最后一個基本問題。

一般來講，教學(xué)過程可分為三步走：首先，是把“電力電子技術(shù)”的教學(xué)目標具體化、明確化，并通過教學(xué)內(nèi)容這一載體反映出來。然后，采用各種行之有效的教學(xué)方法，幫助和鼓勵學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)來達到課程教學(xué)目標，所謂“授之魚，不如授之以漁”。比如，可以幫助和鼓勵學(xué)生自己運用Matlab/Simulink搭建簡單的變流電路拓撲，[3]驗證相位控制方式和PWM方式；幫助和鼓勵學(xué)生使用Matlab/Simulink中自帶的仿真模型，并善于利用Google搜索網(wǎng)絡(luò)資源；最后，就是要合理評價學(xué)生的進步。

教學(xué)方法是多種多樣的，包括講授法、談話法、討論法、直觀教學(xué)法、準直觀法、邊講邊練法、單元教學(xué)法、發(fā)現(xiàn)教學(xué)法、程序教學(xué)法、案例教學(xué)法、暗示教學(xué)法等，[1]上述方法都有它們各自的優(yōu)勢和不足，適用于不同的場合，因此，不應(yīng)盲目肯定或否定一種方法，而應(yīng)結(jié)合教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)備加以綜合使用。對于“電力電子技術(shù)”這門課程而言，筆者非常信賴案例教學(xué)法――通過演示Matlab/Simulink模型搭建與仿真分析來傳授學(xué)生點石成金的“金手指”。

2.6件準備工作

有了對上述5個基本問題的認識后，接下來就應(yīng)該做好以下6件準備工作了：認真研讀“電力電子技術(shù)”教學(xué)基本要求和教學(xué)大綱；認真選擇、研讀教材及參考書；認真研讀“電力電子技術(shù)”的前修課和后續(xù)課的教材；自己動手做過教材中的全部練習(xí)題及思考題；了解學(xué)生；撰寫一份“電力電子技術(shù)”教學(xué)安排表，并在課前發(fā)放給每個學(xué)生。其中，最要緊的是研讀教材、做好習(xí)題和了解學(xué)生。

所謂“研讀”，是指通過仔細的、反復(fù)的、研究式的將選定的《電力電子技術(shù)》教材讀上很多遍，從而把教材中的重點和難點部分完全吃透，即要讀到不會被人就教材中的內(nèi)容問倒、讀到可以脈絡(luò)清晰、有理有據(jù)地用自己的語言來闡述教材中的重點和難點內(nèi)容。

西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》（第4版），[2]每章均提供有習(xí)題及思考題。這些習(xí)題及思考題都是精心安排的，與正文相互呼應(yīng)、相互配合，有助于學(xué)生對教材內(nèi)容的理解和能力的培養(yǎng)。然而學(xué)生在做題的過程中又最容易出現(xiàn)問題，也最需要教師的幫助和指導(dǎo)，因此，教師必須事先親自動手做一遍，做到對所有習(xí)題都心中有數(shù)，這樣才能使學(xué)生通過“帶著問題自學(xué)”、“向教師尋求答疑釋惑”的過程獲得“豁然開朗”的明悟。

所謂了解學(xué)生，首先，是要了解學(xué)生當前的知識基礎(chǔ)，因為一切新的知識都是在已有知識平臺的基礎(chǔ)上增加的。其次，是要了解學(xué)生的能力狀況、所學(xué)專業(yè)、就業(yè)去向等信息，以便決定“電力電子技術(shù)”對本屆學(xué)生的講法，如何運用啟發(fā)式教學(xué)原則以及如何與學(xué)生的專業(yè)、就業(yè)相結(jié)合。

只有在弄清楚5個基本問題并做好6件準備工作后，整體性備課才能算大致完成，所獲得的一個重要結(jié)果就是寫出一份“‘電力電子技術(shù)’教學(xué)安排表”；據(jù)此，實現(xiàn)每次課的課前備課，即寫出一份針對每次課的教案，從而給學(xué)生具體上好每一次課。

二、做好每一次課的課前備課工作

整體性備課是非常重要的，但課還得一次課一次課地講。事實上，只有每一次課都講好了，整體性的把握才能落到實處，因此，在每一次講課之前也要備好課，具體來說：要根據(jù)“電力電子技術(shù)”教學(xué)安排表明確每次課所講授內(nèi)容的大題目，確立教學(xué)目的，選擇具體內(nèi)容及講授重點；根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容確定教學(xué)模式，例如，課堂講授、實驗或討論等；要把選定的教學(xué)內(nèi)容組織成一次講授式或議論式或談話式的文稿，應(yīng)服從并服務(wù)于主題，把各部分內(nèi)容按起始段、中間段到結(jié)尾段的順序安排組織好；選擇合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段；寫出一份教案來，準備在課堂中使用。其中，教案是做好每次課的課前備課工作的最為核心之處。

一般來說，一次“電力電子技術(shù)”課的教案由兩大部分組成：概述和教學(xué)進程。概述主要用于闡釋教師對本次課的基本認識和實施教學(xué)的指導(dǎo)思想，涉及授課對象及其特點（重點是學(xué)生的專業(yè)特色、就業(yè)去向、已有的知識基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力）、題目或主題、教學(xué)目的、重點和難點、講授方法和教學(xué)手段等。[4]教學(xué)進程則負責具體組織教學(xué)步驟，用以落實概述中的基本分析和指導(dǎo)思想，通常按授課時序?qū)懨髅總€教學(xué)段落的教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、表達方式和時間分配等細節(jié)。

三、重視第一堂課

俗話說，良好的開端是成功的一半！第一堂課講得好不好對整個“電力電子技術(shù)”課程能否順利進行是至關(guān)重要的。如果學(xué)生對第一堂課的印象好，為以后的講課就創(chuàng)造了良好條件；相反，如果第一堂課準備不足，給學(xué)生的印象不好，以后就要花上好幾倍的工夫才能挽回。因此，教師首先要從思想上高度重視第一堂課。

那么，第一堂課怎樣才算成功呢？“興趣是最好的老師”，筆者認為，第一堂課應(yīng)努力使學(xué)生產(chǎn)生三個興趣：讓學(xué)生對教師產(chǎn)生興趣；讓學(xué)生對電氣工程學(xué)科產(chǎn)生興趣；讓學(xué)生對學(xué)習(xí)“電力電子技術(shù)”課程產(chǎn)生興趣。為此，教師須明確教學(xué)目的，并完美演繹“三個介紹”。

1.明確教學(xué)目的

“電力電子技術(shù)”第一堂課通常為緒論課?？紤]到大學(xué)生都有一定的自學(xué)能力，即表現(xiàn)為對具體問題的理解以及數(shù)學(xué)演繹能力，但從課程整體內(nèi)容上把握實質(zhì)問題的能力還較弱，因此，第一堂課的教學(xué)目的旨在把學(xué)生的注意力抓過來，免得課程一開頭就使學(xué)生在沒有任何思想準備的情況下盲目陷入到具體問題的思考之中。通過對一些教學(xué)內(nèi)容，如“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用是什么，什么是電力電子技術(shù)，它的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段，目前主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域等具體教學(xué)內(nèi)容的初步說明，使學(xué)生對電力電子技術(shù)有一個宏觀意義上的了解。在進行課堂講授時，要重點分析“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用；闡述電力電子技術(shù)與電子學(xué)、電氣工程、控制理論三者的關(guān)系；并結(jié)合授課對象所學(xué)專業(yè)的特點及需要，介紹電力電子技術(shù)目前主要應(yīng)用的領(lǐng)域。

2.教師的自我介紹

對于任何一門新開課，簡短的自我介紹是師生間建立起相互了解的第一步。教師良好的精神風貌、對本學(xué)科知識孜孜以求的精神以及求學(xué)、工作、生活中面對困難、挫折的勇氣都會深深地感染學(xué)生，使對未來還多少感到迷茫的他們多一份信心，少一些顧慮。因此，教師在進行自我介紹時，需注意以下幾個方面：第一，內(nèi)容應(yīng)盡量貼近電氣工程學(xué)科的發(fā)展或“電力電子技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)。例如，筆者通過自己本科階段學(xué)習(xí)自動化專業(yè)、碩士研究生階段從事電機與電器專業(yè)、博士研究生階段畢業(yè)于電力電子與電力傳動專業(yè)的求學(xué)歷程介紹，為后續(xù)分析“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用埋下伏筆。第二，用語準確、規(guī)范、生動，有著自己鮮明或獨特的語言風格和表達特點。第三，要把自己的學(xué)科造詣、科研成就適度的介紹給學(xué)生，使學(xué)生對教師產(chǎn)生信任感和敬佩感。

3.電氣工程學(xué)科的介紹

電氣工程是研究電磁現(xiàn)象、規(guī)律及應(yīng)用的學(xué)科，下設(shè)5個二級學(xué)科，分別為電機與電器、電力系統(tǒng)及其自動化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動和電工理論與新技術(shù)。

作為現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一，以及當今高新技術(shù)領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵學(xué)科，電氣工程的教育和科研不僅在我國，而且在發(fā)達國家的大學(xué)中也一直占據(jù)著十分重要的地位。通過“電路原理”、“電路實驗”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“電子技術(shù)實驗”、“自動控制原理”、“微機原理與接口技術(shù)”等基礎(chǔ)必修課，認識實習(xí)、電子實習(xí)、金工實習(xí)等基礎(chǔ)實踐環(huán)節(jié)，“工程電磁場”、“電機學(xué)”、“電力電子技術(shù)”、“電氣控制與PLC技術(shù)”、“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”、“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”、“發(fā)電廠的電氣部分”、“電力系統(tǒng)繼電保護”、“電力系統(tǒng)自動裝置”、“高電壓與絕緣技術(shù)”、“電力系統(tǒng)微機繼電保護”等專業(yè)必修課，“單片機原理及應(yīng)用”、“控制系統(tǒng)仿真”、“嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用”、“自動化儀表與過程控制”、“虛擬儀器”、“電力工程概論”、“電能質(zhì)量分析與控制”、“新能源發(fā)電技術(shù)”、“配電自動化”、“絕緣在線檢測技術(shù)”、“電力系統(tǒng)過電壓”、“電力系統(tǒng)調(diào)度運行與控制”、“電力系統(tǒng)市場營銷”、“電力系統(tǒng)自動化”等專業(yè)選修課，“電子技術(shù)課程設(shè)計”、“高電壓與絕緣技術(shù)課程設(shè)計”、“發(fā)電廠的電氣部分課程設(shè)計”、“電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計”、“電力系統(tǒng)繼電保護課程設(shè)計”、“變電站微機監(jiān)控實訓(xùn)”、“生產(chǎn)實習(xí)”、“畢業(yè)實習(xí)”、“畢業(yè)設(shè)計（論文）”等專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，培養(yǎng)有關(guān)電能生產(chǎn)、傳輸直至使用的全過程中，各種電氣設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計、制造、運行、測量和控制等方面的高層次科學(xué)研究、工程技術(shù)與管理專門人才和高等學(xué)校師資。

由于電氣工程研究范圍廣泛，應(yīng)用前景樂觀，加上在人才培養(yǎng)模式上突出了寬口徑、復(fù)合型，因此，該專業(yè)的畢業(yè)生在就業(yè)時呈現(xiàn)出“點多、面寬、適應(yīng)性強”等特點。一般來說，從電氣工程專業(yè)順利畢業(yè)后能夠在系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗技術(shù)、研制開發(fā)、經(jīng)濟管理以及電子與計算機技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域擔任重要工作，也能到各級發(fā)電廠、供電局、電網(wǎng)調(diào)度所、各類大中型企業(yè)從事電力設(shè)計、建設(shè)、調(diào)試、生產(chǎn)、運行、管理、市場運營、科技開發(fā)和技術(shù)培訓(xùn)等工作，或從事電氣設(shè)備的維護、檢修、安裝和調(diào)試等方面的工作。

通過對電氣工程學(xué)科的介紹，一方面讓學(xué)生產(chǎn)生能有幸從事電氣工程學(xué)習(xí)的自豪感，并形成正確的學(xué)習(xí)觀，明確學(xué)習(xí)目的；另一方面也有助于引出“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

4.“電力電子技術(shù)”學(xué)習(xí)方法的介紹

對于學(xué)生而言，他們最關(guān)心的是即將要開始學(xué)習(xí)的這門課程到底要學(xué)些什么，學(xué)完了以后有什么用，難不難學(xué)，該怎樣學(xué)等，因此，教師在第一堂課上，應(yīng)結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和科研體會，向?qū)W生介紹“電力電子技術(shù)”的學(xué)習(xí)方法。例如，筆者通過介紹自己如何運用電力電子技術(shù)提高電能質(zhì)量的科研經(jīng)歷，鼓勵學(xué)生自己運用Matlab/Simulink搭建簡單的變流電路拓撲，驗證相位控制方式和PWM方式；鼓勵學(xué)生使用Matlab/Simulink中自帶的仿真模型；將適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)資源介紹給他們，以期達到“授之漁”的目的。

四、掌握并運用好教學(xué)基本原則

首先，要建立一個指導(dǎo)思想，就是“教完全是為了學(xué)”，即明確教學(xué)效果和學(xué)生的收獲才是“電力電子技術(shù)”教學(xué)研究的出發(fā)點和落腳點。

其次，應(yīng)確立啟發(fā)式教學(xué)的原則。所謂啟發(fā)式教學(xué)是指在教學(xué)活動中學(xué)生對于知識的獲得不是被動地由教師灌入而來的，而是在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)下，通過自己的思考、推理或聯(lián)想而來的。這種教學(xué)方式保證了學(xué)生是教學(xué)活動的主體，教師是教學(xué)活動的主導(dǎo)，有利于發(fā)揮二者的積極性。那么，每一堂課怎樣實施啟發(fā)式教學(xué)呢？是不是在講述一個問題時，只有向?qū)W生不斷提問才算是啟發(fā)式教學(xué)呢？其實不然。

在講述一個問題時，只要教師抓住了問題的本質(zhì)，或通過剖析提煉出某類問題的共性，并深刻地闡明了它，在解決問題的講述中體現(xiàn)了解決此類問題的一般方法和特殊技巧，那么對學(xué)生就會有啟發(fā)作用，因而也就屬于啟發(fā)式教學(xué)。[1]例如，在講授基本斬波電路的相關(guān)內(nèi)容時，筆者以Buck電路為例，對其小信號建模方法進行了介紹。由于電路拓撲簡單（開關(guān)器件的通斷只衍生出兩個線性子電路拓撲），涵蓋內(nèi)容卻豐富（涉及電路分析、偏微分運算、狀態(tài)方程求解，傳遞函數(shù)與控制框圖表示等），因此，一方面學(xué)生能夠輕松掌握對于變流電路這類因含有開關(guān)器件而呈現(xiàn)出非線性的電路的建模方法，另一方面，也讓學(xué)生明白了整個大學(xué)階段所學(xué)的各門課程其實是相互關(guān)聯(lián)的，共同服務(wù)于解決問題的需要。

最后，需強調(diào)師生互動，發(fā)揮教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的積極性。師生之間的互動有兩種表現(xiàn)形式：一種是顯性的，一種是隱形的。前者有明顯的身體動作方面的互動；后者則體現(xiàn)為思維上、眼神上的互動，尤其是思維上的互動。要想在課堂上與學(xué)生有思維上的互動，教師要努力做到讓學(xué)生的腦子里始終帶有問題，引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)解決問題的方法，使之有成就感，教師再適時地給予肯定，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲起來。

五、結(jié)束語

由于課程難，內(nèi)容多，課時少，所以對于大學(xué)新進教師來說，上好“電力電子技術(shù)”并非易事。筆者從做好整體性備課工作、做好每次課的課前備課工作、重視第一課堂以及掌握并運用教學(xué)的基本原則4個方面談了談自己講授《電力電子技術(shù)》的認識和體會。

參考文獻：

[1]龔紹文.大學(xué)青年教師教學(xué)入門――大學(xué)施教學(xué)初步[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2006.