電力與電子技術
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電力與電子技術范文第1篇
中圖分類號：TM92 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973(2011)010-042-02
1、引言
電力電子技術是一個新興的領域，它將電子技術應用到電力領域，將強電和弱電結合控制。從電力電子技術問世至今，在各行各業都有廣泛的應用，尤其在工業上發揮著重要的作用。在工業方面，電力電子技術主要應用在電力牽引、電機驅動和先進裝備制造業等。在電力電子技術的基礎上實現的大功率變流器及其控制系統，大功率高精度可程控交、直流電源系統，高精度數控機床的驅動和控制系統，這些技術不但提高了工業制造精度和效率。更重要的是有效地降低了能耗，實現綠色工業。
2、電力電子技術的發展歷史
從1958年美國通用公司研制出世界第一個工業用普通晶閘管開始，電能的變換和控制就開始了從旋轉的變流機組和靜止的離子變流器進入由功率半導體器件構成的變流器時代。雖然早在20世紀初就已經出現在了可以控制電流的真空管和水銀整流器，但電力電子技術真正得到飛速發展并被廣泛應用，還是在硅整流器件誕生之后。硅整流器件包括從半控型晶閘管(SCR)到全控型的門極可關斷晶閘管(GTO)、電力雙極型晶體管(BJT)和電力場效應晶體管(Power-MOS．FET)?隨著硅整流器件的發展，電力電子器件的控制能力和開關速度得到了提高，而電力電子技術的發展也相應先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代。
3、電力電子節能技術的典型應用
3.1變頻調速系統 變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實現對交流異步電機的軟起動、變頻調速、提高運轉精度、改變功率因數、過流／過壓／過載保護等功能。變頻器的功能很多，比如其優化電機運行，全世界中用電量有60％左右是通過電動機來消耗的，因此變頻器在提高電動機的電能利用率上有很大的作用。根據全球著名變頻器生產企業ABB的測算，單單該集團全球范圍內已經生產并安裝的變頻器每年就能夠節省1150億千瓦時電力，相應減少9700萬噸二氧化碳排放，這已經超過芬蘭一年的二氧化碳排放量?！≡谝话愕墓I領域，通常場合下的電機調速均采用電力電子技術與電力傳動技術，目前該技術已經比較成熟。在異步電動機運行時，需要同步進行調壓和調頻使電機在獲得良好的運行性能，同時保持控制的靈活性。目前主要通過交-直-交變頻調速系統來實現這一目標。包括可控整流調壓、方波(六脈波)逆變調頻和不控整流器整流、脈寬調制逆變器同時調壓調頻兩種主要結構形式。但一些高壓大功率應用(電力牽引，中高壓高性能電機驅動等)場合，依然是這一領域的技術制高點，仍在進行不斷的研究?！钚沦Y料統計。在美國大約有8％的發電量消耗與照明負載有關，約50％－60％的發電量用于電動機的驅動。近年來，由于美國應用高度發展的電力電子變頻技術對白熾燈和各種電機進行改造，使電能節約15％－25％左右，在日本，由于廣泛使用變頻技術，使得目前單位國民總值平均能耗居世界最低的情況下，又再把全國發電量的10％節約下來。
3.2高頻開關電源技術 電氣產品的體積、重量與供電頻率的平方根成反比，所以當我們把頻率從50Hz提升到200Hz時，用電設備的體積重量大體下降至原來的5％-10％，基于這個原理，對傳統行業的電鍍、電加工、充電等各種電源進行改造，不僅其主要材料可以節約90％或者更高，還可節電30％或者更多?！∧壳埃哳l小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流，傳統的相控式穩壓電源已逐步被高頻開關電源所取代，高頻開關電源通過MOSFET或IGBT在高頻下工作，其開關頻率一般在50Hz-100Hz之間，以實現高效率的小型化。
3.3新型靜止無功發生器(ASVG) 變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此無功電源與有功電源一樣，是保證電能不可缺少的部分。隨著電力電子技術的進一步發展，逐步出現在了應用變流技術進行動態無功補償的靜止補償器。它是通過將自換相橋梁式電路直接并聯到電網上或者通過電抗器并聯到電網上。ASVG根據直流側采用電容和電感兩種不同的儲能元件，可以分為電壓型和電流型兩種，圖1所示的原理圖為電壓型補償器，如果將直流側的電容器用電抗器代替，交流側的串聯電感用并聯電容代替，則為電流型的ASVG。交流側所接的電感L和電容C的作用分別為阻止高次諧波進入電網和吸收換相時產生的過電壓。當逆變器脈沖寬度恒定時，調節逆變器輸出電壓及系統電壓之間的夾角，就可以調節無功功率及逆變器直流側電容電壓Uc，同時調節夾角和逆變器脈寬，既可以保持Uc恒定的情況下，發出或吸改所需的無功功率。
4、我國電力電子技術應用于工業節能情況
我國電力電子行業起步較早，1957年美國發明了晶閘管，1962年我國就研制出自己的晶閘管，電力電子節能技術遍布工業制造、交通運輸、電力系統、電子裝置等各個領域，包括一大批軋機、無軌電車、電焊機、電鍍和電解電源以及風機和水泵等機電設備，由于采用現代電力電子技術進行改造，其效率大大提高。電力電子技術已經滲透到日常生活的各個角落：上班乘坐的交流調速地鐵；上下樓用的交流調速電梯；室內用的變頻調速空調；照明用的高頻振蕩熒光燈；計算機用的開關電源和UPS．家用電炊具中的電磁爐等。這些新型設備大大提高了效率，降低了能耗。
5、結論
通過以上分析，可以看出電力電子技術能夠實現工業上高效節能的目的，具有非常高的實用性，應用范圍也相當廣泛，在工業中很多領域已經開始發揮出重要的節能作用。隨著電力電子技術的發展，其必將為綠色工業提供更好的指導和更強的動力，為節能減排創造更廣闊的發展空間，從而造福全人類。
注釋：
①唐政．淺談電力電子技術發展與應用[J]中國科技博覽,2010,30： 635．
②李澤元．21世紀的電力電子技術[J]電信技術．1999,11：1．3．
③林輝．異步電動機的軟起動技術[J]I電機技術．2010,3：32-34．
④劉冬巖，韓直．電力電子技術與節能[J]．中國能源，1997,10： 43-44．
電力與電子技術范文第2篇
關鍵詞:電力電子器件;晶閘管;技術創新;智能化
中圖分類號:TN6文獻標識碼:A
自本世紀五十年代末第一只晶閘管問世以來,電力電子技術開始登上現代電氣傳動技術舞臺,以此為基礎開發的可控硅整流裝置,是電氣傳動領域的一次革命,使電能的變換和控制從旋轉變流機組和靜止離子變流器進入由電力電子器件構成的變流器時代,這標志著電力電子的誕生。
進入70年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產品,普通晶閘管不能自關斷的半控型器件,被稱為第一代電力電子器件。
隨著電力電子技術理論研究和制造工藝水平的不斷提高,電力電子器件在容易和類型等方面得到了很大發展,是電力電子技術的又一次飛躍,先后研制出GTR.GTO,功率MOSFET等自關斷全控型第二代電力電子器件。而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件,開始向大容易高頻率、響應快、低損耗方向發展。
而進入90年代電力電子器件正朝著復臺化、標準模塊化、智能化、功率集成的方向發展,以此為基礎形成一條以電力電子技術理論研究,器件開發研制,應用滲透性,在國際上電力電子技術是競爭最激烈的高新技術領域。
一、電力電子器發展回顧
整流管是電力電子器件中結構最簡單,應用最廣泛的一種器件。目前已形成普通型,快恢復型和肖特基型三大系列產品,電力整流管對改善各種電力電子電路的性能,降低電路損耗和提高電流使用效率等方面都具有非常重要的作用。
自1958年美國通用電氣GE公司研制出第一個工業用普通晶閘管開始,其結構的改進和工藝的改革為新器件開發研制奠定了基礎,在以后的十年間開發研制出雙向、逆變、逆導、非對稱晶閘管,至今晶閘管系列產品仍有較為廣泛的市場。
70年代研制出GTR系列產品,其額定值已達1.8kV/0.8kA/2kHZ,0.6kV/0.003kA/100kHZ,它具有組成的電路靈活成熟,開關損耗小、開關時間短等特點,在中等容量、中等頻率的電路中應用廣泛,而作為高性能,大容量的第三代絕緣柵型雙極性晶體管IGBT,因其具有電壓型控制,輸入阻抗大、驅動功率小,開關損耗低及工作頻率高等特點,其有著廣闊的發展前景。
而IGCT是最近發展起來的新型器件,它是在GTO基礎上發展起來的器件,稱為集成門極換流晶閘管,也有人稱之為發射極關斷晶閘管,它的瞬時開關頻率可達20kHZ,關斷時間為1μs,dildt 4kA/ms,du/dt10-20kV/ms,開關時間1000Hz。
二、電力電子器件發展趨勢
進入90年代電力電子器件的研究和開發,已進入高頻化,標準模塊化,集成化和智能時代。高頻化是今后電力電子技術創新的主導方向,而硬件結構的標準模塊是器件發展的必然趨勢,目前先進的模塊,已經包括開關元件和與其反向并聯的續流二極管在內及驅動保護電路多個單元,并都以標準化和生產出系列產品,并且可以在一致性與可靠性上達到極高的水平。
日本新電元公司的IPM智能化功率模塊的主要特點是:
(一)其功率芯片采用的是開關速度高,驅動電流小的IGBT,且自帶電流傳感器,可以高效地檢測出過電流和短路電流,給功率芯片以安全的保護。
(二)在內部配線上將電源電路和驅動電路的配線長度控制到最短,從而很好地解決了浪涌電壓及噪聲影響誤動作等問題。
(三)自帶可靠的安全保護措施,當故障發生時能及時關斷功率器件并發出故障信號,對芯片實施雙重保護,以保證其運行的可靠性。
三、電力電子技術創新
電力電子技術雖然它具有微電子技術的許多共同特征,如發展變化都非常迅速,滲透力和創新表現十分突出,生命力格外旺盛,處于陽光產業地位,并與其它學科相互融合和發展產生新的機遇,而電力電子技術還有其自身一些獨具特色的地方,如高電壓、大容量及控制功率范圍大,因此技術的創新難度在于必須跨越高電壓大功率這一關卡,及其技術的綜合難度,如材料工業和制造工藝,而電力電子器件工作的可靠性是其極其重要的一個技術指標。為此電力電子技術的創新是與多種學科相互滲透并對各種工業領域有著極強的滲透性。
因此電力電子技術與國家的基礎產業關系密切,并與國家發展的各項方針及產業政策相配臺的要求在21世紀會顯得越來越強烈。電力電子技術又稱為能流技術,因此電力電子技術的發展與創新是21世紀可持續發展戰略綱領的重要組成部分。
電力與電子技術范文第3篇
關鍵詞：電力電子技術；教學改革；教學方法；實踐教學
“電力電子技術”是對電力進行變換和控制的一門技術，相對于電氣專業的其他學科來說，是一門比較活躍的學科。隨著科學技術的進步，電力電子技術也得到了迅猛的發展。電力電子技術中不斷涌現出許多新技術、新觀點，使得其內容越來越豐富。如何在有限的學時內，更好地完成教學任務，使學生能夠在今后的工作中應用到所學的知識，成了“電力電子技術”課程教師普遍面對的一個問題。因此對“電力電子技術”課程的教學內容、教學方法、教學手段和實驗實踐等進行全面的改革勢在必行。
一、“電力電子技術”課程定位
“電力電子技術”是電氣工程專業必修的專業基礎課，是電力技術、電子技術和控制技術三個領域的工程技術科學，是一門利用開關器件對電能進行高效變換和控制的技術。該課程具有電路圖多，波形圖多，工程性強等特點。上至神舟飛船，下至家用電器等均有電力電子技術，因此其應用十分廣泛。
二、“電力電子技術”教改理念
以現代教育思想為指導，以高素質師資團隊為基礎，以建設先進性、實用性的教材為前提，以適應工程實際需要為目標，以培養能力為主線，以交、直流傳動為平臺，以嚴格教學管理體制為保障，對教學內容、方法、手段和實驗實踐等進行改革的探討與實踐。
三、“電力電子技術”改革內容
1.課程內容改革
（1）大綱與教材。首先必須對教學大綱進行修訂。2005年以來，對“電力電子技術”課程教學大綱進行多次修改，以滿足社會對畢業生技術知識的需求。教材也是教學內容改革很重要的一環，從2007年開始選用《電力電子應用技術》教材至今已經使用6年，該教材雖好但也跟不上不斷增加的新器件、新電路、新技術（如PWM控制技術）等內容，故教研室于2009年編寫出版了《電力電子技術》教材。
（2）內容模塊化。以工程應用為目標，篩選內容，構成模塊化，即將課程劃分為器件、AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC、工程應用（整流、變頻等）和控制（相位與PWM）等7個模塊，如圖1所示；并且在器件模塊中由單一講授SCR而改為SCR、MOSFET、IGBT等三種器件，如圖2所示。不是把所有器件逐一講授，而以滿、直流傳動和整流電源需要為前提。
又如AC/DC模塊以工程應用較多的單相全控橋和三相全控橋及雙反星形大功率整流電路為重點，刪減其他整流電路等內容。DC/AC模塊以無源逆變（變頻）PWM控制為重點，刪減其他逆變電路等等。
（3）必修與選修內容。必修內容為整流與無源逆變，它是工程實踐必備的知識，是最基本的內容，是教材的精髓；選修內容為已具備的知識，能讀懂，通過自學就能學會的知識。如整流變參數計算，RC保護等知識，約占1/3時數。
2.方法改革
以教學效果為目標，以教學方法為手段，以工程實踐為主線，進行教學方法的改革。講授時以工程實際項目引入課題如格力變頻空調、神州飛船整流罩、百米飛人博爾特金項鏈用的黃金怎么煉出來的等等實例，引導學生學習SCR整流和無源逆變等內容。激發興趣，有時布置小問題，讓學生查閱資料，第2次課啟發學生回答，激發學生的學習興趣，產生學習動力，使學生從不愿學轉變為主動學。
在此基礎上，教師用精練的語言、思路的清晰講解新內容，居高臨下地運用教師知識庫中的“那一桶水”，把知識講活，豐滿知識“血肉”，展現在學生面前的不是一堆雜亂無章、分不清精髓的“死知識”，而是一個無比誘人的知識世界，把學生興味盎然地一步一步引入知識的勝境。有設疑，有激穎，有答穎等，千姿百態的教學方法牢牢地吸引學生。
3.手段改革
手段上變“死教”為“活教”，廢絕“滿堂灌”。新方法既不是“黑板+粉筆”，也不是一律“PPT”課件的教學手段，而是依內容恰當地靈活的采用上述手段或復合式手段（黑板+粉筆+PPT），有時畫龍點睛，有時融合知識、娓娓動聽地講故事，有時長于形象的比喻，有時運用直觀教具或CAI課件。教師一個神色，一個比喻，一個手勢，幾乎勝過千言萬語，各現異彩，使學生不知不覺中度過90分鐘，課后回味無窮。運用好啟發式，能更好地解決內容與時間的矛盾，知識數量和質量的矛盾。教學中教師不是背教材，不是說內容，不是解說員而是解惑、答疑傳授員，學生主體老師主導。教活知識，求規律，給方法，打開學生學知識的閘門，把疑解得開，把感悟釋放明白，用于實踐，變知識為能力。
4.實踐改革
實驗、實踐內容也有選修與必修之分。必修內容是必須學會的基本技能，動手能力，如三相橋整流與觸發器調試、無源逆變的變頻調速等內容。選修內容是綜合、設計、創新等內容，如雙反星形大功率整流柜安裝，變頻器安裝，大學生電子設計競賽中運動控制題目設計安裝調試及課程設計中的內容等。這不僅解決課時與內容多的矛盾，又培養了學生基本技能和創新實踐的能力。多實踐、多練是學生掌握知識、學會技能、變知識為能力的有效捷徑。
學校購買了新的“電力電子技術”實驗裝置，開放實驗室。“自動化研究所”、“吉林省智能電力電子工程研究中心”等，都有大量學生參與關于整流電源和變頻柜等工程實踐。實驗手段上增加了MATLAB電力電子仿真實驗。
四、改革效果
通過幾年改革實踐，取得效果如下：學生學習本課程興趣大增，考試平均成績從70.4分提高到72.6分；動手能力、基本技能提高，學生通過競爭考核才能參加“研究所”、“智能研究中心”的工程項目，并給學生一定報酬；參與老師科研項目的學生增多，近三年來獲得跑車運動控制項目東北地區一等獎3項，省級一等獎3項，其項目電源都是采用“電力電子技術”；三年來公開出版了《電力電子技術》教材一部，發表相關論文數篇，購買了新的實驗設備，先后建設了實驗室、自動化研究所、智能電力電子工程研究中心等3個實訓校內基地；就業率提高，凡參與上述工程實踐活動的學生百分之百就業，有的成為企業中維修整流電源的骨干力量。
五、結束語
隨著電力電子技術發展應用的廣泛和深入，“電力電子技術”課程的改革也一樣會不斷地向前推進，各種各樣的探討和方法也會不斷涌現。因此，圍繞學生，追尋電力電子技術發展前沿，鍛煉和培養學生的實際工作能力和激發其創新能力，是課程改革發展的方向。
參考文獻：
[1]王兆安，黃俊.電力電子技術[M].北京：機械工業出版社，2000.
[2]曲永印，宋宏，等.電力電子變流技術[M].北京：冶金工業出版社，2002.
[3]莫正康，錢新宇，等.電力電子應用技術[M].北京：機械工業出版社，2000.
[4]劉曉蘭，王東署.電力電子技術課程的教學方法改革與實踐[J].中國科教創新導刊，2010，（28）：206.
[5]李久勝，等.研究型大學中“電力電子技術基礎”課程改革[J].電氣電子教學學報，2010，（2）：79-82.
[6]夏美娟，李為相.電力電子技術教學改革實踐與體會[J].科技信息，2009，（31）：113.
電力與電子技術范文第4篇
【關鍵詞】電力電子技術 教學方法 教學改革
一、積極探索逆向思維教學法及工學結合的教學模式的研究
《電力電子技術》是機電類專業的專業基礎課。課程涉及到大量的電路分析，是一門與實踐聯系比較緊密的課程。逆向思維教學法是從果導因的逆向分析法。在逆向思維教學的基礎上，為加強學生實際能力的培養，探索工學結合的教學模式，課程組結合課程教學特點，創建了“理論——實踐——工程設計”一體化的教學模式。我們將教學過程分解為三個互相聯系的模塊，整個過程將理論教學、實訓與實踐、工程設計三大部分進行了一體化的組織設計，各個模塊的有機銜接，教學組織過程依次展開。同時，根據教學內容，選擇了靈活的教學方法，如現場教學、案例教學、項目驅動、真題實做等，構成一個學?！髽I——社會貫通的現代教學鏈，加強了學生實際動手能力和創新能力的培養。從真正意義上實現了理論與實踐互交互融和開放性教學，體現了工學結合特色。
二、加強課程建設，精心、合理選擇教學內容
1.了解相關課程之間的分工。知識是相互聯系、相互滲透的。在開課前，熟悉本課程與相關學科的聯系，了解先修課“電路”和“電子技術基礎”兩門課程的教學情況和后續課“變頻調速技術”的安排，處理好他們之間的關系，保持整個專業課程體系前后銜接，避免內容的重復和疏漏。例如“自關斷器件”一章節，電子技術基礎中已講過小功率晶體管、場效應管的結構、原理、特性及應用。在本門課程中，對功率晶體管、功率場效應管應重點講述其與小功率管的不同之處。對于晶閘管直流電動系統部分，重點應在整流、有源逆變兩種狀態下，電流連續、斷續時的電動機特性，而直流可逆調速系統的內容則需放到后續課程“變頻調速技術”中。
2.以器件、電路、應用為主線，加強基礎知識的學習。以開關方式工作的電力半導體器件是現代電力電子技術的基礎核心。電力電子器件的基礎之一是能以小信號輸入控制很大的輸出，這就使電力電子設備成為強弱電之間的接口的基礎。講解器件原理及特性，目的是為了應用器件組成電路，故應掌握器件外部特性、極限參數和使用注意事項。三方面的內容應以電路為主，學習各類電力半導體器件所構造各種功率變換電路時，學生應掌握功率變換主電路的構成、工作原理和工作波形，不同負載對電路工作特性的影響以及主電路的元件參數計算和選擇。
3.介紹學科前沿發展的動向，反映本學科和相鄰學科的新成果、新進展。無電網污染、無電磁干擾、節能省電等綠色指標是全球范圍內的熱門話題。由于很多電力電子裝置結構相當復雜，為簡化設計而出現的集功率開關、變換控制電路、傳感控制電路為一體的智能功率集成模塊受到歡迎，厚膜集成模塊、積木式的功能模塊，靈活機動既能單獨使用，也能相互組合成較大的系統，成為電力電子技術的發展方向。教學內容應主動吸收最新信息，同時引導學生了解電力電子技術的發展動態，擴大知識面，這可通過指導學生閱讀與電力電子技術有關的學術期刊，登陸相關的專業網站，使學生了解自己目前所學知識在本領域所處的位置，從而站在較高的起點上，去適應學科未來發展的需要。
三、改革教學方法，形成以能力培養為主線的課程特色
《電力電子技術》是一門理論包含實踐的課程，根據其自身的特點，課程的內容設計應注重“講”“練”。多年來，電力電子技術課程的教學方法是以教師為中心的，逐章逐節不厭煩地講授，講得過多、過細，以求“當堂弄懂”“課上解決”。這樣只是傳授，學生總是處于被動接受的地位，極大地妨礙了學生學習的主動性和積極性的發揮，不利于學生的素質和能力的培養。而實現教學現代化是加大授課信息量，節約課時，增強教學效果的重要措施。為改變這種情況，首先，教師在課前注意調查學生的學習基礎，合理安排教學內容。而在教學中力求突出內容的重點和難點，但又要保證內容的系統性、完整性，并精選一部分內容留給學生去自學，寫報告，然后開展課堂討論，同時，結合學生看到的一些與電力電子技術有關的現象，讓學生設計主電路，畫出波形圖。
四、加強實踐環節，注重綜合能力培養
電力電子技術有很強的實踐性，而實驗是培養理論聯系實際、動手能力、嚴謹的科學態度和科學研究方法的重要手段，因此應精選最基本的也有較高實用價值的實驗項目。例如選擇在計算機、通訊設備及家用電器等廣泛應用的開關電源作為實驗項目，介紹典型的開關電源的線路，比較開關電源和線性電源的性能，使學生對開關電源有了深刻的印象，并增強了學習電力電子技術課程的興趣。由于電力電子電路具有強、弱電結合的特點，要特別強調實驗操作的認真、規范，保證實驗順利進行，避免事故發生。實驗前，要求學生根據實驗名稱及預習要求進行預習，從而在觀察現象和發現問題等方面充分發揮主觀能動性。實驗過程中，注意考察每個學生的實際動手能力，針對性提出線路連接和實驗現象方面的問題。讓學生邊做邊答，防止學生機械接線，使實驗走過場。注意介紹新儀表、新儀器的使用，例如數字式示波器的使用，這樣學生會直接感受到科技發展帶來的巨大方便。
計算機仿真是使用計算機對已經存在或正在設計的對象的模型進行研究，具有精度高、重復性好等特點，是進行科學研究的重要手段之一。現在出現了大量的仿真軟件，將電子仿真設計軟件PSPICE和科學計算軟件MATLAB等引入到電力電子技術教學中，讓學生按研究的側重面或實際需要對實際對象進行簡化提煉，而不是原型的復現，這樣有利于抓住其本質或主要矛盾，對所學理論有深刻的理解，也為學生今后從事工程設計和科學研究打下良好的基礎。
在課程結束前安排一周的課程設計，可將電力電子技術及其他先修課程(電工基礎、電子技術、電機學等)中所學到的理論和實踐知識全面地結合起來，同時培養和提高學生自我獲取知識的能力。課程設計的內容應具有一定的系統性、新穎性。教師要發揮指導作用，指導學生閱讀參考文獻，審閱設計方案，檢查設計進度，及時指導和幫助其解決存在的問題，逐步培養學生的獨立工作能力、設計技能和建立正確的設計思想，重視學生的具有創新精神的見解。
五、結束語
電力電子技術課程的教學改革是一項系統工程，其學術性和技術性較強，涉及面很廣。而教學改革是一項長期而艱巨的任務，我們只有不斷積極探索教學內容、教學方法，充實自己，以適應當今社會的需要。
參考文獻
[1]黃俊，王兆安.電力電子變流技術［M］.北京：機械工業出版社，2000.
電力與電子技術范文第5篇
隨著現代電力工業自動化水平的提高，電力電子技術在輸電網、配電網、電源、可再生能源發電系統、微電網等方面的應用日益廣泛，要求維修電工、電氣運行值班人員、設備安裝檢修人員、繼電保護技術人員等都必須具備電力電子知識和技能。為滿足專業崗位群的電力電子技術應用能力需要，課程進行了“任務驅動、理實一體”教學模式的探索和實踐，始終以鍛煉學生能力為中心，進行了課程內容與學習情境設計、教學實施過程設計，充分利用現有實訓場地，讓教學過程盡可能貼近實際工作過程，全面培養學生的技能操作水平和職業素養。
一、以職業能力培養為核心進行課程內容的整合與構建
1.課程定位與課程設計思路
“電力電子技術及應用”課程對學生的職業能力培養和職業素質養成起著重要的支撐作用，是雙證培養模式中維修電工等國家技能鑒定的嵌入課程，通過本課程的學習，學生應能通過國家職業資格鑒定，獲取維修電工等相關職業資格證書，同時為學生考取電氣檢修、電氣值班員和變電站值班員初、中級技術資格證打下良好基礎。
“電力電子技術及應用”課程設計以職業能力培養為核心，緊扣用人單位的能力需求，依據該課程在人才培養中所具備的能力結構、知識結構和素質結構及該課程在專業人才培養中的定位，由企業行業提出具體的培養目標和要求，聘請企業行業中的高級技術、技能人員共同進行課程開發與設計。
2.課程內容的整合與構建
“電力電子技術及應用”課程對應的崗位職業能力是：常用電力儀表使用能力、電力電子器件檢測能力、電力電子系統的調試能力、電氣測試及現場試驗的能力、電氣線路識圖能力、安裝及檢修電氣設備的能力等，為完成職業崗位的核心能力培養目標，本課程以職業能力為本位進行了課程內容的整合與構建，依據專業人才培養目標所制定的知識、能力、素質三要素和專業職業資格證書的要求，選擇相應的教學內容，將職業資格證書所需的應知應會內容融入教學過程，將電力電子技術與電機控制和自動控制技術相結合，并按照課程規律把相關內容有機銜接，使學生具有中級、高級維修電工（電力電子技術及其應用部分）的綜合職業能力，并為獲取其他相關職業資格證書奠定基礎。
“電力電子技術及應用”課程以“電力電子器件―電力電子變換電路―電力電子裝置的應用”為思路，描述了SCR、GTO、BJT、IGBT等電力電子器件的工作原理、特性、參數、保護與驅動電路，詳細分析了各種AC/DC、DC/AC、DC/DC、AC/AC變換技術及單相和三相整流器、逆變器和斬波器，介紹了脈寬調制技術（PWM）和各種軟開關技術，并隨著現代電力工業自動化水平的提高，增加了電力電子技術在輸電網、配電網、電源、可再生能源發電系統、微電網等方面的應用實例。
3.學習情境設計
“電力電子技術及應用”課程學習情境設計遵循“器件認知-電路分析-電力電子裝置的應用"能力培養的規則，選取與專業崗位和生活實際緊密結合的典型應用案例進行情境化教學設計，以真實工作任務及其工作過程為依據整合、序化教學內容，科學設計學習性工作任務，突出實用性和應用性知識的傳授及技能的訓練，著力提高學生職業能力和素質。學生在學習了本課程之后，能充分認識現代電力電子技術對交、直流電路的控制和變換能力，并掌握各種變換原理和方法，為后續課程“模擬電廠實訓”、“變電站仿真實習”、“頂崗實習”、“畢業設計”等的學習奠定了良好的理論基礎和能力基礎，也為學生畢業后適應電力行業各專業技術崗位的要求打下堅實的職業能力和素質基礎。
課程學習情境設計見圖1，每一個學習情境都體現了工作過程的完整性，把培養學生實踐創新能力固化在教學任務中，并積極組織學生參與全國大學生電子設計大賽等各種科技競賽活動，培養和提高學生的實踐技能和創新能力，將職業技能與素質教育貫穿整個教學過程中。
二、以實現“學做循環”為目標 完成了課程教學平臺建設
“電力電子技術及應用”一方面以實現“學做循環”為目標，構建了全新的“四位一體”教學平臺；另一方面整合各種優質資源，開發核心課程教學資源庫，建設了數字化教學資源平臺。
1.精心構建了全新的“四位一體”教學平臺
根據當前行業企業的先進技術水平和最新崗位資格要求，本課程突出職業能力培養在整個培養體系中的重要地位，按照“理實一體化”要求，整合優化資源，精心搭建了基本實訓教學平臺、綜合仿真教學平臺、綜合場景教學平臺、生產現場教學平臺相結合的“四位一體”的教學平臺體系。在學校政策和中央財政支持下，購置更新儀器設備，完善了校內實訓基地；同時，為保證教學過程的實施，本課程建設了國內一流的“電力電子與電能質量”實驗室、靜模實驗室、仿真實訓室等實訓場所，以保證課程的綜合仿真實訓；按照統籌規劃、資源共享的原則，依托國網技術學院優質的實訓資源，建設了以220KV智能變電站、變電實訓場、電力電子與電能質量沙盤展示等為中心的綜合場景教學平臺，實現了真實場景教學；生產現場教學平臺的建設主要依托山東魯能智能有限公司、山東彼岸電力科技有限公司、石橫電廠、鄒縣電廠、濟南供電局、泰安供電局、黃臺電廠等單位，在綜合實訓環節，學生通過現場教學、頂崗實習、企業鍛煉等方式，在真實的工作環境中提升學生的職業素養和職業能力，使學生具備崗位工作的基本能力，適應崗位需求。
本課程依托課堂多媒體教學、仿真教學、校內外實訓教學，引入實際案例，應用多種教學手段和方法設計教學過程，較好地解決了理論知識傳授與能力培養的有機結合問題，完善了以“學做交融、能力漸進”為主線的人才培養模式，實現了專業教育和崗位工作的相互對接。
2.整合各種優質資源，開發課程教學資源庫，建設了數字化的教學資源平臺
本課程組的教師和企業人員一起，進一步整合優化了教學資源，建設了豐富的教學資源平臺。精品課程網站資源豐富，包括了課程整體設計介紹、課程標準、整體教學設計、單元教學設計、多媒體課件、動畫庫、仿真電路庫、學案、習題試題庫、課程拓展、課程錄像、案例庫、職業技能鑒定等。網站的教學資源庫中有整個課程各學習情境的多媒體課件、課程教學過程錄像、實訓項目操作錄像、仿真操作錄像、實際工作任務操作錄像等視頻資源、來源于實際工作崗位的企業典型案例資源、對應教學中各知識點圖片資源、考核評價資源等，為課程教學的順利實施提供了有利保障。
三、以理實一體化教學為主體 實現了雙證融通的學習過程
1.課程層次性實踐項目的設計
本課程在對職業崗位所需的技能進行分析的基礎上設計實訓項目。針對典型工作崗位的作業流程和工程項目，分析崗位所需的知識、能力和素質，形成崗位技能要求，開發形成單項實驗、專項實訓、綜合實訓、崗位實訓等層次項目，結合現場工作任務，設計本課程學習性的實踐任務，通過課內實訓、校內綜合實訓、校內場景實訓、技能鑒定和頂崗實習等環節完成，使學生達到課程標準提出的要求，學生的專業能力、方法能力、社會能力得到提高，逐步培養學生的職業道德、職業規范、職業能力。課程的實踐教學項目如圖2所示。
2.課程內容組織及教學實施過程設計
基于“四位一體”的教學平臺，以任務驅動、理實一體化教學為主體，完成每一個學習情境中的工作任務。以工作情境：“調光燈電路”為例，說明教學的設計與實施過程，見圖3所示。先由任課教師下達任務書，明確任務目標，接著由教師指導學生分解任務，查找難點，然后教師引導學生進行完成任務所需的必備知識技能學習，小組討論完成任務的實施方案，教師審核各小組的方案，并監督和指導學生實施方案，教師組織學生對方案實施過程中的共性問題展開主題討論，各小組進行檢查、自評、完善，并派代表匯報任務完成情況，教師根據過程表現及報告內容給出每個學生的綜合評價。
3.理實一體教學 實現“學做交融，能力漸進”
課程教學的實施，遵循“學做交融，能力漸進”的原則，把職業資格證書教育納入教學計劃，建立突出職業能力培養的課程標準，通過各種教學環節加強實踐訓練，引入案例，創設真實情境，學做循環，把職業能力的培養貫穿于教學的全過程，使學生在取得畢業證的同時也獲得相應的崗位職業資格證書。圖4為電力電子技術及應用課程學習過程。
四、實踐效果
“電力電子技術及應用”課程通過四位一體的課程平臺建設、課程內容重組和情境化教學設計、“任務驅動、理實一體”的教學模式的實施等工作，提高了教學質量，全方位提升了學生的綜合素質，教學效果逐顯成效，實現了學生素質化、教學系統化、用人單位滿意化的目標。
1.學校和學生對課程的評價顯著提高
“電力電子技術及應用”課程 “任務驅動、理實一體”的教學模式的實施，注重了項目制任務式教學策略和團隊協作學習策略。課程的6個學習情境，每個學習情境的實現由6至7個環節組成，在學習過程中均采用小組（團隊）方式，討論、收資、成果等環節均以小組為單位，“分解任務”、“查找難點”進行小組協商、討論，方案實施制定和實施過程中小組成員要求分工、協作、團結、交流，共同完成測試任務，成績評定中有團隊系數，師生密切交流，切實提高了學生的職業能力和素質，學校和學生對課程的評價顯著提高。
2.學生的專業技能水平顯著提高
“任務驅動 理實一體”教學模式在電力電子技術課程教學中的應用，為學生考取《通用電工證》、《維修電工證》初、中級技術資格證打下了良好基礎，學習該課程的畢業生雙證率高達97%以上；學生在學習了本課程之后，能掌握基本電力電子電路的電路結構、工作原理、電氣性能，充分認識現代電力電子技術對交、直流電路的控制和變換能力，了解電力電子技術的發展概況、技術動向和新的應用領域，學生的專業技能水平顯著提高，學習該課程的學生組織的電子設計協會被授予“2014年山東省優秀大學生科技社團”榮譽稱號，學生被評為山東省優秀大學生科技社團干部，參加全國大學生電子設計競賽和“飛思卡爾”杯智能車競賽，榮獲山東省一等獎、二等獎多項。
