電力與電子技術精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇電力與電子技術，期待它們能激發您的靈感。

篇1

《電力電子技術》是自動化及其相關專業的一門重要的專業基礎課程，它的內容繁雜抽象，但是實用性強，技工電氣高職班的學生要很好地學習它還不是件易事，這使得教學工作進行起來比較棘手。經過總結多年的教學經驗，我們摸索出了以項目教學法為核心，分步驟，對該課程的知識由淺入深，化繁為簡進行教學，取得較為明顯的教學效果。

1學情分析

首先，我們應對學習該課程的對象進行分析，結合學生接受知識的特點，有的放矢，設計出一套適合學生特點的教學方法，這為取得良好的教學效果打下堅實的基礎。該課程是面對技工高職電氣相關專業學生所設的，這樣的班級在目前的技工教育中，人數一般為35～45人之間，其中有1/3的學生學習較為積極主動，1/3的學生需要在教師和同學的帶領下被動地學習，還有1/3是無心向學的“差生”。針對這種情況，我們對全班的學生進行分組，通過以強帶弱，以積極帶被動的學習形式，同時培養學生的團隊協作意識。技工學校電氣相關專業的學生還是普遍存在動手能力強，理論分析能力差的情況。針對這樣的學情，教師在教學過程中應該注意將難懂復雜的理論知識融入到一個個典型制作電路當中去。另外，因為他們是電氣相關專業的學生，有一定電工電子技術的基礎知識，為接受繁雜的電力電子知識打下一定的基礎。

2制定教學計劃

通過學情分析，我們幾位一起任教該門課程的教師進行集體備課，這里要特別感謝陳琨韶老師和陳國榮老師，他們為我們上好這門課想出了很多好辦法，他們結合深厚扎實的專業知識，將整門電力電子課程轉化成幾個項目進行教學。項目教學方法是將零散難懂的知識融入到每個具有代表性的項目上，這里是尋找合適的典型工作電路，再自制合理的工作頁引導學生參與學習。這樣一來，一向被公認難上的一門課，經過我們的努力將其變得更容易教，更容易讓學生接受和對學生產生更好教學效果的一門課。

3確定典型工作電路

該門課程主要使用的工具有:示波器，萬用表，電烙鐵，變壓器等。本課程結合重點知識、查找相關資料，設計出學生易學易懂的工作電路，主要用了兩個電路作為實訓內容。它們分別是調光燈電路———包含單相整流電路和單結晶體管觸發電路兩大部分;555PWM脈寬調制電路。調光燈電路。在實訓室中為了方便學生實訓并安全完成任務，我們將該電路的交流電源220V經過變壓器把電壓將為16～18V交流電，同時所用燈泡也更換為額定電壓為8V的小燈泡。另外，為了適應以上改變，電路中的R1和R4兩個電阻應被短接，這樣才能出現既定實訓效果。也就是當調節電位器Rp時，燈泡的亮度會隨之改變。555PWM脈寬調制電路，該電路應用555芯片驅動整個電路，以起到控制直流電機速度和燈泡亮度的作用。學生可以通過示波器檢測555芯片6腳和2腳連接處的波形，如果電路連接正確，檢測出來的波形是鋸齒波。如果不能出現該波形，應提醒學生檢查電路的焊接是否出錯。另外，學生可以通過檢測NPN三極管的b極，測出正確波形為方波。

4制作有針對性的工作頁

任務的實施通過了解學生的知識結構，我們編寫了幾個典型工作頁，以此來引導學生“在做中學，在學中做”。第一個階段的工作頁是以復習電工電子知識為主，新學的電力電子元件知識為輔。從而引導學生回憶、鞏固已學知識，對比、聯系地來學新知識。第二個階段的工作頁一共有兩個，是圍繞圖1、2—兩個典型工作電路，展開一系列知識點編制的。該工作頁的主要內容是設計相關的題目，這些題目主要體現了在學生制作該電路時所需要的電力電子技術方面的理論知識。通過工作頁可以讓學生邊做題邊從課本、網絡中查找需要的知識。這樣就有效地化被動接受知識為主動查找知識，教師在一旁加以點撥和提醒，協助學生完成。教師結合每次講解的內容布置相應題目，并作為作業要求學生完成。

5項目的實施

項目的實施分為幾大部分，分別是查找資料填寫工作頁、列出元件清單、繪制電路原理圖、繪制電路實物圖、焊接電路和調試電路。

1)查找資料填寫工作頁。學生根據教師提供的工作頁，通過上網查找資料或者課本完成相關題目，為順利完成該項目奠定理論基礎。

2)繪制電路原理圖。學生根據教師提供的原理圖，自己動手繪制出來，一來鍛煉學生繪圖的能力，二來加強學生對原理圖的理解。

3)列出元件清單。學生根據原理圖和教師分發的元件實物列出元件清單，該清單包括元件的型號、參數、圖形符號、文字符號等。

4)繪制電路實物連接圖。學生以電路原理圖為依據，根據元件引腳實際封裝的位置匯出最合理的布線圖，避免元件與元件之間的連接線路錯亂，要求符合電路布線原則。

5)焊接電路，電路的焊接要求學生掌握熟練的焊接技術，不能出現虛焊、假焊、空焊和冷焊等。

6)調試電路。教師要求高職的學生應自己調試電路板。首先應該對照實物接線圖檢查成品電路板的連接有無錯漏，其次利用示波器測試電路板相應位置的電路波形以檢測所焊接的電路板是否能出現正確電路的波形圖，如果波形吻合說明電路板制作成功，反之亦然。最后學生根據理論知識分析成功電路板出現對應波形的原理。

6師生小結

每制作完成一個典型工作電路后，教師會根據學生在該項目學習的過程中存在的主要問題進行小結和解答。學生則以小組為單位，上講臺匯報他們的學習成果以及提出學習過程中的疑問。最后教師要求每位學生應自行完成該項目的實訓報告，以此作為作業。

7結語

篇2

在1957年，美國生產出了世界上第一個晶閘管，電子技術才開始逐漸的發展，電子技術也進入了晶閘管整流階段。對于工業用電來說，其功率相對較大，一般采用工頻交流發電機進行提供。在電能的實際使用過程中，大約1/5的電能都是由直流的形式所消耗的。在以后的10~20年間，較大功率的硅整流管以及晶閘管有了顯著的發展，其推廣領域也逐漸的擴大，此時電力電子技術有了長足的發展與進步。上世紀70年代初期，自管段期間的出現與發展，標志著電力電子技術逆變階段的開始。在此階段內，世界范圍內的能源短缺與危機開始出現，而交流電機變頻調速的功能，會使電能的利用率明顯提升，因此，交流變頻技術被逐漸重視而快速的發展與進步。逆變與整流技術不斷發展，但是其工作頻率相對還較低。從上世紀80年代開始，電力電子技術中的集成電路逐漸的轉向了大規模與超大規模的發展方向，很多的大電流、高頻率、高壓以及高功率的半導體元件開始出現與使用，此時電力電子技術已經發展到了關鍵階段，功能多樣的電子元件開始在電路技術中使用，并逐漸走向電路的復合化以及模塊化，使得整體的性能不斷的改進與完善，使得設備具有更加優越的節能效果。

2電力電子技術的實際應用

現階段，很多的行業與領域都涉及到了電力電子技術的應用。全球范圍內的經濟模式都逐漸走向信息化發展方向，這就需要對傳統的產業模式進行改革，轉變為依靠高新技術的經濟發展模式，而電力電子技術在經濟模式轉變過程中是重要的技術保障。電力電子技術在不斷的應用的過程中，也在不斷的得到完善與發展，很多高性能、多功能的元件被不斷的開發并使用到電力變流設備運行中來。高性能元件的發展與使用，很大程度上推動了電力電子技術的進步，同時也推進了半導體器件、集成電路、自動化技術以及信息技術等領域的發展。所以，電力電子技術在實際應用中展示出了越來越多的優勢，并逐漸的被廣泛推廣。

1）電力電子技術在交通設施中的應用。電力電子技術隨著自身不斷的改革與進步，其應用范圍也越來越廣，而電力電子技術在交通運輸中的應用尤為廣泛。例如鐵道運輸中的電氣機車，其分為直流機車與交流機車兩種，這兩種機車就是分別對整流以及變頻裝置的實際使用。此外，最新開發的磁懸浮列車，電力電子技術在其中起著重要的作用，很多的設備以及元件都需要借助電力電子技術才可以進行正常運轉。例如，在磁懸浮列車的牽引機傳動過程中以及輔助電源運行過程中，都需要利用到電力電子技術。目前所研發的綠色節能汽車，就是依靠電力作為汽車運行的動力。而電力在通過電機轉化為動力的過程中，也需要電子裝置將電力轉換處理，才可以達到有效控制驅動的效果。船舶以及飛機等交通工具其電源在使用過程中差異也非常大，也需要采用電力電子技術進行控制與改進。

2）電力電子技術在家電中的應用。越來越多的家用電器開始應用電力電子技術，以更加方便的為人們的生活服務，提高人們生活的質量。例如，日常中經常用到的洗衣機，通過應用電力電子技術就能夠實現洗衣過程的自動化控制，減少了人力工作，我們僅僅把衣服放置到洗衣機中，通過給定制定的操作，就可以借助電力電子技術的功能實現我們想要的目的。才出現時間不長的洗碗機，其工作原理與洗衣機相似，都是通過電力電子技術來完成的。空調也逐漸的向變頻節能的功能轉變，利用電力電子技術的變頻功能，可以為我們降低近1/3的電能消耗，不僅節省了日常開銷，也在很大程度上節約了資源與能源的消耗。電頻熒光照明燈泡同樣要比白熾燈泡擁有更好的節能性能，其中也是電力電子技術所應用的效果。

3）電力電子技術在工業節能中的應用。隨著我國的社會經濟不斷發展，工業對于能源以及資源的消耗也在逐漸的增加，特別是對于電力能源的消耗數量尤為高。由于電力能源具有性能穩定、利用率相對較高的特點，工業生產中大多都采用電力作為能源的主要來源，使得電力的消耗隨著經濟的不斷發展而大幅增加。就目前工業發展的大體狀況上來說，其用電過程中依然出現較多不科學現象，特別是工業用電效率普遍偏低，使得電力能源大量的浪費。隨著我國可持續發展戰略的不斷深化與改革，電力能源的節約使用已成為一個重大的社會問題，而電力電子技術可以在很大程度上降低對于電力能源的消耗。很多的企業開始逐漸使用電力電子節能設備，使得設備的運行更加優化，極大提升了電力能源的使用效率。

4）電力電子技術在發電站的應用。世界能源的短缺促使了人們加快開發新能源的步伐，我國也逐漸的重視風力發電以及水力發電的工程建設，在這些電力設施建設與運行的過程中，發電機電流頻率的轉換是非常關鍵與重要的技術。對于水力發電來說，發電的功率大小跟水壓頭的大小以及水流量的大小有直接關系，也在很大程度上影響著發電機組的轉速改變，為了獲得發電機組的最佳運轉功率，就要借助電力電子技術來改變電流的頻率，以達到改變發電機組轉速的目的。

3結語

篇3

【關鍵詞】電力電子技術；虛擬實驗平臺；研究與實現

虛擬實驗室這一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一個通過計算機網絡來實現的虛擬實驗環境，它是一個不同于信息化網絡的綜合集成環境，因此其可以更為有效的為用戶提供各種數據信息和人力設備等資源。

1 電力電子技術虛擬實驗平臺的總體設計

1.1 虛擬實驗室設計目標

在現實實驗室中，我們進行實驗教學時，需要先令學生們閱讀實驗指導書，然后按照要求選擇適當的元件，并將其按照電路的原理進行連接，之后再對各部分電路進行檢查確認，確認無誤后便可以打開電源進行實驗了。試驗中要對相關數據進行記錄，最后完成實驗報告。

通過上述流程，我們可以確定虛擬實驗平臺的基本構成要素包括：實驗幫助、實驗所需元器件、電路圖形連接、計算機仿真電路、結果顯示。根據虛擬實驗室的構成要素，我們可以基本確定虛擬實驗室的設計目標為“控制（輸入）部分”、“計算機仿真電路部分”、“實驗結果顯示（輸出部分）”。

1.2 控制（輸入）部分

對于控制部分的設計，首先需要對電路元件的相關參數進行設置，如“獨立直流電源電壓”、“獨立直流電源電流”等；然后對其進行觸發脈沖信號相關參數的設置，如“觸發脈沖信號周期”、“觸發脈沖信號占空比”等；最后是對電路的產生進行設置，這部分設置需要對元器件的圖片模型進行事先布置，然后通過鼠標進行電路連接，檢查無誤后點擊“確認”或“連接完成”。

1.3 計算機仿真電路部分

計算機仿真電路事實上就是通過計算機程序的自動求解，來根據相應程序建立的一個電路方程。在整個電路方程程序的設計過程中，由數據的結構來決定編程的思路，而如何進行數據結構的選擇，則完全取決于實現實驗平臺的軟件選擇。然而只要建立了實驗方程，那么就可以通過數值方法來進行編程的求解了。

1.4 實驗結果顯示（輸出部分）

關于實驗結果的顯示，通過有兩種形式，一種是隨著實驗的進行，直接顯示出實驗當時的實驗數值；而另外一種顯示方式，則是將整個實驗的某一段時間內的所有相關數據計算出來，并將其存儲起來，在某些特殊情況下還需要經過數據的二次處理，然后才能輸出相應的實驗數據結果。

1.5 平臺軟件的選擇

在進行虛擬實驗的設計時，我們需要一個“放置”虛擬實驗的平臺，因此這個平臺軟件的選擇，將對整個虛擬實驗的設計起到不可忽視的承載作用。而在平臺軟件的選擇上，我們通常將“減少開發工作的工作量”、“減少低級以及重復工作的開發”、“軟件本身的運行效率”等因素放在首位。現今我們所使用的軟件，通常都是將若干軟件通過取長補短的方式組合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混編、“VB”和“MATLAB”混編等。

2 電力電子技術虛擬實驗平臺的實現

虛擬實驗平臺的實現，首先采用了VB和MATLAB混編的方法進行編程，然后再通過對VB中MatrixVB的矩陣函數與繪圖函數進行調用，最終將復雜的計算與圖形描繪變為簡單的編程。

首先在計算機上安裝MatrixVB，建立Visual Basic的新項目，添加MatrixVB庫，待系統對MMatrix.DLL文件加載完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函數了。

然后將Visual Basic的數組當做矩陣來對待，生產矩陣，來豐富MatrixVB的功能函數，將更多處理問題的先進技術融入到VB編程中去。然后利用括號、實部rN、虛部iN等方式來對矩陣元素進行定位操作，從而精確的對相關矩陣數據進行快速定位，利用simple函數將矩陣轉化成為最簡單的形式。

最后利用軟件Psim對這種方法的可行性進行驗證，通過實驗的結果確認了這種方法在某些問題范圍內，對含有開關器的非線性器件可以被視為理想開關，與獨立電源的電力電子形成電路時，這種方法具有有效的可行性。

3 結束語

隨著社會經濟的發展以及教育事業規模的不斷壯大，師資力量薄弱成為了制約教學開展的重要問題。特別是硬件資源的缺失，伴隨著信息技術以及計算機技術的發展，成為了促進電力電子技術虛擬實驗平臺出現的重要因素。而電力電子技術虛擬實驗平臺的實現，切實有效的緩解了師資資源匱乏這一難題。

【參考文獻】

[1]陸地，于瑛，劉晨，朱磊，耿素花，沈虹，孟欣.電力電子技術課程虛擬實驗及演示平臺的開發與研究[C]//第6屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業教學改革研討會論文集（下冊）.2009.

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

篇4

關鍵詞：電力電子技術；教學改革；仿真

作者簡介：李林琳（1977-），女，遼寧沈陽人，長春工程學院電氣與信息工程學院，配電自動化吉林省高校工程研究中心，講師；邢順濤（1976-），男，吉林延吉人，長春工程學院電氣與信息工程學院，講師。（吉林 長春 130012）

基金項目：本文系2011年長春工程學院教學研究課題的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）03-0064-02

“電力電子技術”是電氣工程及其自動化專業的專業基礎課程，在人才培養方案和課程體系中起著至關重要的作用。通過“電力電子技術”課程的學習，使學生掌握電力變換的基本理論知識，為后續專業課程打下堅實的理論基礎。本課程來源于工程實踐，理論與實踐并重，因此，本課程將實踐貫穿始終，具有層次性和互補性。通過理論教學、實踐鍛煉、MATLAB仿真等教學活動，有助于提高學生理論聯系實際和應用創新的能力。

一、“電力電子技術”課程教學改革的必要性

目前“電力電子技術”的教學仍然停留在傳統的教學模式上，即在課程教學中依照教材的內容和順序講述各種電力變換原理。[1]這種傳統的教學模式存在以下弊病：第一，傳統的教學思想重視學生對書本知識的掌握程度，忽視學生的素質教育，忽視學生應用創新能力的培養；第二，傳統的教學形式方法單一，課堂上教師講授課程，學生只是被動參與，這樣很難激發學生的學習興趣；第三，由于現行教材不能很好地體現電力電子技術的應用和發展，且教材中講授的理論都只集中在技術層次，而忽略了現場應用的實際因素。因此現有的教學存在與實際脫節的情況，從事電力系統及相關行業工作的學生走上工作崗位后，還需投入大量的時間去了解電力電子技術的新原理和在電力系統中的應用，以及電力變換對電力系統的影響。

本文主要是針對長春工程學院（以下簡稱“我校”）電氣自動化專業的“卓越工程師培養計劃”，在“電力電子技術”課程教學中探索科學合理的教學方法，加強實踐教學工程針對性，培養學生創新思維，提高學生理論聯系實際的能力，為成就未來的“卓越工程師”奠定基礎。

二、探索“電力電子技術”課程的教學方法

1.采用多媒體教學，增加教學的直觀性

由于“電力電子技術”課程中有很多電力變換的原理需要畫波形，受板書的限制，授課的信息量很有限，所以可將“電力電子技術”課程的有關內容制作成多媒體課件進行講解。講述時多媒體教學可與黑板手寫教學同時進行，將多媒體教學和手寫的重點、難點知識相結合，增強教學效果。

現在“電力電子技術”課程的多媒體課件有很多，但是這些課件普遍存在一個共同的缺點：課件制作過于簡單，缺少動畫和過程講解，很多原理圖都是直接出現，很多結論也是直接給出，這樣對于剛剛接觸電力電子的學生來說很生硬，很難提高學生的學習興趣。對于“電力電子技術”課程的改革，首先從課件入手，重新制作課件，在課件中增加大量動畫和工程實例。比如在講授整流電路時，對于每一種整流變換的電路圖結合工作原理都制作了動畫。教師在上課時，講到某一回路和器件時，該回路和器件都有明顯的標注、聲音和動畫變換。這樣，學生有更直觀的視覺和聽覺感受，加深對工作原理的理解。

2.引入問題教學法，激勵學生自主學習

該方法是指采用互動學習的方式，在引出一個新的知識點時，教師首先將問題提出，讓學生先進行充分討論，通過問題來激發學生學習的自主性，然后由老師進行總結，得出一個正確的結論。例如，老師在課堂上給學生提出問題：如果三相橋式整流電路中，某一相觸發電路的觸發信號丟失，整流電路負載側輸出的波形會是什么樣？先請學生闡述自己的觀點，然后由老師理論講解。教師還可以利用MATLAB程序，在課堂上演示，使學生加深對理論知識的理解。這種方法可以極大地激發學生的興趣，使學生成為主動的學習者。問題式教學方法與國際教育相接軌，國外的教育跟注重人的培養，老師不會每天給學生留作業，通常會讓學生準備課題，上課進行討論。國際教育更需要學生自己主動學習，學習完全是自己的事，這樣更好地培養學生的邏輯思維、語言表述和創新意識。

3.推進案例教學法，引領學生探究工程實踐

“電力電子技術”的理論教學應與電力企業及日常生產、生活實例相結合。實例可根據教學內容穿插引入，課堂上引用的例子盡可能是學生日常接觸過的或電力行業中的設備，這樣學生會更感興趣。相關章節舉出相應實例，指出課本上的基本電路、基本原理是怎樣運用的實際中去的。這樣一方面能深刻地講述教材上的基礎知識，另一方面能擴大學生的專業應用能力，將會有更好的教學效果。例如，在講完脈沖寬度調制技術（PWM）基本原理內容后，通過風力發電生產案例引入變頻器。首先給出變頻器的主電路及各部分參數要求，其次根據變頻器的主電路圖，結合理論課講過的整流、逆變和PWM控制理論給出變頻器的工作原理，最后可以利用MATLAB仿真軟件給出逆變器各參數波形圖。

同理，在講授電力電子各部分基本知識的基礎上，可以適時地引入電力企業生產實際案例，使學生對電力電子技術在電力系統中的應用和電力變換對電網穩定性和電能質量的提高、及電力電子新技術的發展對新能源、高壓直流輸電和柔流輸電技術等的影響有所了解，以提高學生的理論知識和實踐能力。

三、加強實踐教學

“電力電子技術”是一門實踐性很強的課程，實驗實踐環節占據十分重要的位置。通過“電力電子技術”課程實驗、實習、教學仿真及學生的科技創新活動等活動，構成了螺旋上升式的實踐教學體系，逐步提高學生的實踐動手及應用創新能力。

1.課程實驗

電力電子實驗室實行開放式管理，開設近十個實驗，教師教學中可根據需要從中選做5個的實驗。每個實驗每個班級分批、分組進行，每組最多不超2人，每次實驗都由任課教師和一名電力電子實驗室老師共同指導，這樣教師可以對每組學生進行詳細指導。通過課程實驗，可以增加學生的感性認識，提高學生的動手能力，激發學生對所學知識的探索欲望，加深對理論知識的理解。

2.仿真教學

仿真實驗模塊主要是根據教學內容設計了相關的仿真實驗內容，要求學生完成簡單的電路設計，實現所要求的電路功能。為完成“卓越工程師培養計劃”的目標，現將MATLAB仿真引入到電力電子技術的理論與實踐教學中，培養學生分析解決問題的能力，在掌握基本理論知識的前提下，培養學生創新意識。

在對比目前比較流行的仿真軟件后，發現MATLAB更適合電力電子仿真。用計算機仿真可以方便地進行不同器件、不同參數的比較，進行反復試驗。MATLAB提供的仿真工具箱SIMULINK，是一個功能十分強大的仿真軟件，可以根據用戶的需要方便地為系統建立模型，并且十分直觀，它的仿真精度很高，仿真結果準確。應用計算機仿真來研究電力電子技術，有利于提高研究效率，降低研發成本。

“電力電子技術”仿真所用到的電氣、電子元件模型全部都包含在MATLAB元件庫里面。在MATLAB提示符下鍵入Powerlib命令，這個命令將打開SIMULINK仿真窗口，同時顯示出電力系統模塊工具箱。電力系統仿真環境簡稱“psb”，它幾乎提供了組成電力系統的所有元件。其中包括：同步機、異步機、變壓器、直流機、線性和非線性模塊、傳輸線路、斷路器、負荷模型、電力半導體器件、控制元件、測量元件以及信號顯示模塊等等。

應用MATLAB軟件，著重研究整流、逆變、斬波及變頻等基本電路的仿真及其波形結果分析，驗證課本中的基本原理。例如整流電路中，對不同的觸發角、不同的負載時參量輸出波形會產生什么樣的差別等，使學生能夠對這些比較難以理解的抽象內容有一個直觀的認識。如圖1單相橋式可控整流電路原理圖。

在仿真電路中，更改負載的參數就可以得到不同負載類型，如電阻性負載和阻感負載。對于相位控制的整流電路來說，控制角的相位直接影響輸出波形，可以利用MATLAB仿真調整控制角α數值，觀測單相橋式整流電路的輸出波形，及晶閘管兩端的電壓、電流的波形圖。當α=60°時，各參量輸出如圖2。

MATLAB軟件也可以對一些復雜電路進行模擬仿真，如改變觸發角對波形的影響、缺相對波形的影響等等，并對其波形結果進行量化分析研究。通過改變各項輸入參數觀察其波形變化，從而使學生對電路模型能夠熟知和精通，加深印象，改善課堂教學效果。

3.體驗式教學

根據卓越工程師培養計劃，為提高學生的實踐能力，部分課程的實踐環節可占總學時的50%，根據“電力電子技術”課程的特點，可將課堂直接搬到仿真實驗室、實訓基地甚至單位現場。根據現場實際設備結合所學的理論知識進行講解，加深學生對電力電子技術一些抽象概念的理解，做到理論與實際相結合。

對一些有興趣的學生，可以組織參加教師的科研實踐、學校或省級科技創新計劃、全國電子大賽等。很多學生在比賽中獲得優異的成績，取得良好的效果。通過引領學生參與學科競賽及科技創新活動，使學生對于知識的應用與創新有了完整的體驗。

四、結論

電力電子技術在不斷地發展，教學內容與方式也要相應地變化。結合教學方法的改革，可引入新的教學內容；理論授課結合仿真、工程案例和實踐教學環節，使枯燥的理論變成體驗式課程，激發學生的學習興趣，使學生牢固地掌握電力變換的基本理論和當今電力電子技術發展的新動向，豐富知識面，為今后的工作打下堅實的基礎。

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【關鍵詞】電子；技術；應用；發展；分析

電力電子技術是研究采用電力電子器件實現對電能的控制和變換的科學，是介于電氣勤務員三大主要領域—電力，電子和控制之間的交叉學科，在電力，工業，交通，航空航天等領域具有廣泛的應用。電力電子技術的應用已經深入到工業生產和社會生活的各個方面，成為傳統產業和高新技術領域不可缺少的關鍵技術，可以有效地節約能源。

1.我國電力工業面臨的挑戰

（1）電力供需矛盾難以根本緩解。按照統計分析，每個國家的人均GDP與人均的能耗有十分密切的相關關系。我國要在下世紀中葉達到中等發達國家水平，人均用電水平的增長是不可避免的。人口增長和現代化進程使用我國對電子表力需求不斷增加，按照規劃，2050年我國發電裝機應超過15億千瓦，比現有的裝機凈增13億千瓦以上，按常規格化的發展模式幾乎不可能達到這個目標，除非尋求新的發展途徑。

（2）有限資源的制約日趨嚴重。我國去年已成為石油進口國，不能指望靠石油發電。水電可發容量不足3.7億千瓦，在相當長的時期內煤碳仍是主要的一次能源，但燃煤生產的環境污染的治理是一個極為困難的問題，此外，煤炭基地資源短缺是我國發展水電的又一重要制約因素。

（3）對電網可靠性和電能質量要求不斷提高。20世紀電力系統發展的特征常以“大機組、大電網、高電壓”來描述。近二十年的世界各國的經驗表明，在下世紀，這個趨勢不會再繼續下去，研究表明，機組的單機容量和交流輸電電壓等級的發展已出現飽和趨勢，單機容量120MW和電壓等級800KV已達到由電網可靠性決定的極限。盡管現代電網的設計運行技術近年取得了長足發展，但仍不能完全避免大電網的瓦解事故的發生。近幾年內，世界上的達電網事故仍有發生，有時還造成了災難性的后果。

2.電力電子技術的發展概述

（1）整流器時代。大功率的工業用電由工頻交流發電機提供，但是大約20%的電能是以直流形式消費的，其中最典型的電解，牽，直流傳動等大三領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電，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與應用是以很大發展，當時國內曾經掀起了一股各地大辦硅整流器廠的熱潮，目前全國大小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。

（2）變頻器時代。進入八十年代，大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展，為現代電力電子技術的發展奠定了基礎，將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合，出現了一批全新的全控制功率器件，首先是功率MOSFET的問世，導致了中小功率電源向高頻化發展，而后絕緣門極雙極晶體管（IGBT）的出現，又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世，是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計，到1995年底下，功率MOSFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步，而用IGBT代替GTR在電力電子領域已成定論，新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率，使其性能更加完善可靠，而且僅現代電子技術不斷向高頻化發展，為用電設備的高效節材節能，實現小型輕量化，機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。

3.電力電子技術的應用

（1）一般工業。工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的高速速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千KW的各種軋網機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交流調速技術，一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。

（2）交通運輸。電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術，電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術，除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電子技術，電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置，一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制，飛機，船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術，如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術，以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻器調速已成為主流。

4.電子電力技術關鍵技術在電力方面的應用

（1）智能電網應用的關鍵技術。采用電子傳感技術，對電子表網用戶端，電網設備，電網運行狀況進行適時監控，確保智能電網穩定性與經濟性，以便實現電力資源最大利用率，增強電網運營的高效低耗。在智能電網中采用先進的電子電力裝置，諸如故障電流限制器，人性化交流輸電設備，儲能控制裝置，智能保護設備等，這些裝置與其它技術相結合，保障了智能化電網的可靠性。采用系統控制技術，能夠對電網故障作出快速診斷并根據專家系統對電網診斷結果給出處理方案，控制系統從電網相關設備采集數據信息，通過系統運算確定電網的運行是否正常，藉此實現配電，變電自動化，繼電的自適應保護，電網智能化等功效。

（2）電力系統中的太赫茲技術。在電力系統中，電纜通常埋于地下，故障查找非常麻煩，采用太赫茲探測器能夠透射探測碳板，塑料，沙塵等，還能探測厚墻，干燥土層等，可以突破傳統探測技術的10米極限，目前亟待研制便攜式太赫茲探測器，可以利用太赫茲波的敏感性查找隨時查找電纜的損壞情況和無破損故障。

（3）竊電行為給供電企業造成了極大的經濟損失。而查處竊電者需要時間和程序，給竊電者銷毀證據提供了機會，使竊電行為難以舉證，供電企業在證據不足的情況下，不敢貿然查處竊電行為，導致竊電行為不能及時受到懲處，供電企業查處竊電的技術不足，不能查處較為隱蔽的竊電手段，導致企業損失慘重，采用太赫茲技術進行竊電監測，可以實現遠距離線損監控，竊電取證舉證功能，有效防止竊電行為。

5.結束語

電力電子技術的應用范圍十分廣泛，從人類對宇宙和大自然的探索，到國民經濟的各個領域，再到我們的衣食住行，到處都能感受到電力電子技術的存在和巨大魅力，這也激發了一代又一代的學者和工程技術人員學習，研究電力電子技術并使其飛速發展，電力電子裝置提供給負載的是各種不同的直流電源，恒頻交流電源和變頻交流電源，因此也可以說，電力電子技術研究的也就是電源技術，電力電子技術對節省電能有重要意義。

【參考文獻】

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