电力电子技术主要内容汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇电力电子技术主要内容范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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作者简介：刘晋（1974-），男，河北涿州人，华北电力大学电气与电子工程学院，讲师；牛印锁（1973-），男，河北定州人，华北电力大学电气与电子工程学院，高级工程师。（北京100026）

基金项目：本文系华北电力大学2010年教改项目的研究成果。

中图分类号：G642.3     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）06-0064-02

随着电力电子器件制造技术和微机技术的发展，电力电子技术在电气工程的各个领域得到了广泛的应用，电力电子技术在各个领域的应用带来了相应领域的技术革命。

在电力系统领域，电力电子技术除了广泛地应用于发电、输电、配电和用电等环节，在太阳能光伏发电、风力发电等可再生能源发电领域、电动汽车应用和节能等领域也得到广泛的应用。电力电子技术的广泛应用对电力电子技术教学和研究都提出了新的要求和内容。

“电力电子技术”已经成为电气工程专业重要的专业基础课。由于专业背景和就业方向的不同，国内不同高校以及国外大学在“电力电子技术”的课程设置、教学内容、教学重点、教学手段、实验内容以及后续专业课程设置等方面存在许多异同点。

本文对国内外几所大学“电力电子技术”本科教学方面的情况进行了初步的对比，对其教学安排、教学内容与手段和实验情况进行了对比总结，希望这些对比和总结能够帮助从事电力电子方面教学的教师开拓教学思路、丰富教学手段、提高教学效果，为该课程的教学提供有益的参考和借鉴。

国内大部分理工科院校都开设了“电力电子技术”课程，本文选取了国内的清华大学、西安交通大学、浙江大学、南京航空航天大学和华北电力大学进行了比较分析；国外大学选取了美国麻省理工学院和英国曼彻斯特大学进行了比较分析。

一、课程设置比较

清华大学电机工程与应用电子系、信息科学技术学院自动化系开设了“电力电子技术”课程，机械工程学院汽车工程系开设了“汽车电力电子学”。后续相关课程有“直流输电技术”、“电力传动与控制”、“电力拖动与运动控制”。

西安交通大学电气工程学院、电子与信息工程学院自动化科学与技术系开设了“电力电子技术”课程，共56学时，包括8学时的4个实验项目。

浙江大学电子信息工程、电气工程及其自动化和自动化等专业开设了“电力电子技术”课程，共56学时，包括16学时的实验项目，实验学时数相对较多。

南京航空航天大学电气工程及其自动化和自动化等专业开设了“电力电子技术”课程，共72学时，包括16学时的实验项目，总学时数和实验学时数相对较多。

华北电力大学电气与电子工程学院电气工程及其自动化专业、信息工程专业，控制与计算机工程学院自动化专业开设了“电力电子技术”课程，共48学时，包括8学时的4个实验项目。后续相关课程有“电力电子技术应用”（专业选修）、“HVDC与FACTS技术”、“电力电子课程设计”和“电力电子综合实验”。

国内几所高校课程开设情况见表1。

美国麻省理工学院EECS（电气工程与计算机科学）系开设了“电力电子技术”（Power Electronics）课程。

英国曼彻斯特大学EE&E（电气与电子工程）学院为电气与电子工程专业、机械电子工程专业2年级开设了“电机、拖动与电力电子”（Machines，Drivers & Power electronics）课程，上述两个专业在3年级开设了“调速”（Variable Speed Driver）和“电力电子”（Power Electronics）课程。

英国诺丁汉大学EE&E（电气与电子工程）系为电气与电子工程专业2年级开设Power Supply Electronics；为电气工程与可再生能源系统专业2年级开设Power Supply Electronics，3年级开设Power Electronic Design，Renewable Generation Technologies and Control，FACTS and Distributed Generation，Energy Conversion for Motor and Generator Drives，以及选修课程Advanced AC Drives，Technologies for Wind Generation，Advanced AC Drives with Project，Advanced Electrical Machines等相关课程。

从课程设置上看，国内大多数高校电气工程专业基本都将“电力电子技术”作为专业基础课程。但不同专业特色的学校在其后续课程设置上差别较大，该专业学生未来就业的方向和领域对后续课程的设置影响很大，这也是各个学校在电力电子技术教学上最具专业特色的地方。

二、教学内容比较

国内高校在“电力电子技术”课程教学内容上相差不多，主要内容有：电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流斩波电路、交流―交流电力变换、电路脉宽调制（PWM）技术、软开关技术和电力电子应用介绍等内容。南京航空航天大学还增加了功率变换器中的磁性元件设计方面的教学内容。

麻省理工学院EECS系“电力电子技术”课程内容主要有：整流器，功率因数畸变检测与校正，磁场，DC/DC变换器，隔离DC/DC变换器，DC/AC变换器，EMI滤波器，损耗与吸收电路，软开关，热设计，控制，三相系统介绍，多相整流器，开关电源，谐振变换器，实际的电力电子系统设计中的相关问题和课程设计等内容。

英国曼彻斯特大学EE&E学院的“电机、拖动与电力电子”（Machines，Drivers & Power electronic）课程内容主要有：交流感应电机、交流同步电机、变压器、相控整流电路及其应用。“调速”（Variable Speed Driver）的主要内容有：感应电机特性，变频调速原理等。

通过对比可以看出，国内外大学在“电力电子技术”课程内容上差别比较大，侧重点也各不相同。国内使用的“电力电子技术”本科教材大都是在介绍电力电子开关器件的基础上，对各种交、直流电能变换电路的结构和工作原理进行定性和定量的分析，并涉及一些相关的应用技术。国外教材则更注重最基本原理介绍和电力电子实际应用电路系统的设计和计算分析。

三、教学方法与手段比较

在教学手段上，国内外大学大体相近，大都采用多媒体、动画技术与黑板相结合的教学手段。另外，国外大学采用手写、打印胶片投影授课也较为普遍，在课前把授课讲义发放给学生。

国内高校教学主要以课堂讲授为主，由于学生人数比国外学生多，课堂的互动性以及课堂讨论比国外高校要少，且效果不好。另外，国内学生课外查阅文献资料和阅读材料的环节常常被忽略，这点与国外高校差别较大。

在辅助教学方面，国内外大学形式上差别不大，主要通过习题课、答疑、平时测验和复习课等方式帮助学生进行课下的自学和考试前的复习。

四、实验环节比较

在基础实验内容上，国内高校基本上以电力电子器件特性、相控整流电路实验、直流斩波电路实验、交流电力控制电路实验、负载换相式逆变电路实验、交―直―交变频电路实验、SPWM逆变实验等作为基础实验。由于各个学校的实验条件和专业特色不同，开放性和设计性实验的内容和开展情况差别较大。

曼彻斯特大学EE&E学院电力电子课程实验内容较少，实验室条件（如实验室面积，实验台套数等）不如国内许多高校，但其学生对撰写的实验报告非常认真，国外学生正是通过认真撰写实验报告加深了对于实验原理和内容的理解。

在后续课程实验中，各学校侧重点各不相同。如华北电力大学在后续课程中开设开发了闭环直流电机脉宽调速实验、静止无功补偿（SVC）实验、高压直流输电（HVDC）实验等针对电力电子技术在电力系统应用的专业实验内容，具有鲜明的电力系统专业特色。

国内多数高校都存在学生人数多而实验室设备套数少，实验重复次数多和实验室教师工作量大的情况，这种情况在短期内很难解决。电力电子网络实验平台和虚拟实验室的研究和建设可以为该问题的解决提供一定的思路。

五、启发与体会

通过对国内外几所大学在电力电子技术本科教学方面的对比，有很多值得我们学习和借鉴的思路和方法，在“电力电子技术”教学改革中，笔者认为应注意以下几点：

（1）建立系统教学的观念。在课程体系的设置、教材编写、课程内容组织和实验项目安排的过程中，从电力电子系统的角度出发，结合本学校开课专业未来的应用领域，将相关的知识与未来实际应用有机融合起来，使学生深入了解电力电子技术在未来工作中的应用，从而提高学生的学习兴趣，使学生学习做到有的放矢。

（2）注重电力电子基础实验和设计性实验相结合，培养学生的电路系统设计思想和能力，根据本校专业发展和应用的实际需要开发相应的专业应用实验项目。

（3）注重课堂教学、仿真验证、实验验证和电路设计有机的结合。丰富教学手段，通过仿真与实验的对比分析，使理论和实践相结合，提高教学效果。

（4）建立电力电子教学资源平台，为国内各个高校相关专业的教师和学生提供一个互相学习、交流和资源共享的网络平台，从而不断提高“电力电子技术”及其相关课程的教学水平，为广大的师生营造良好的学习和学术研讨氛围。

六、总结

本文对国内外几所大学“电力电子技术”本科课程设置、教学内容、教学方法与手段、实验环节等进行了比较和分析，对“电力电子技术”教学提出了一些建议，希望为该课程的教学和教学改革提供一定启发和有益的参考。

参考文献：

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2我国电力电子在发展过程中遇到的问题

目前，我国在研究电力电子技术方面还存在着诸多的问题，这些问题都严重的制约了我国经济的发展。主要问题有：现今我国电力电子产品大多是采用的晶闸管，虽然利用晶闸管可以创造出一部分科技含量较高的产品和设备，但是这些产品和设备多使用的是国外的生产设备以及多组分组集成制造法，特别是很多先进的全控型电力电子器件，几乎全都需要从国外进口，才能满足国内的技术要求，尤其是很多关系着我国的经济发展以及社会安全的关键领域中的核心技术、设备、软件等。另外，我国电力电子技术与国外发达国家的差距甚大，这在一定程度上影响着我国与国外经济的合作。在过去的几十年中，我国经济发展的各部门都先后从欧美发达国家中引进了先进的电力电子技术，并且开始重视国内技术的发展。就目前的发展情况而言，虽然表面上显示出我国在很多技术方面可以满足国内的要求，但实际上在很多关键技术领域，我国的电力电子技术依然需要进口，国内的技术水平依然相对较低。国内与国外发达国家在电力电子技术方面的主要区别在于电力电子技术的发展依然存在着技术含量低、产品可靠性差、数字控制水平满足不了社会的要求、系统控制软件的水平低、应用程序的控制技术差、重大项目领域缺乏经验等问题。这就使得我国必须要依赖从国外进口高性能、高功率的电力电子转换器设备才能满足国内的使用。

3提高我国电力传动系统性能的主要方法

现今，我国电力传动系统研究工作主要围绕着交流传动系统进行。伴随着交流电动机调速装置的性能越来越完善以及调速理论的重大突破，电动机的调速技术渐渐从直流发电机—电动机组调速、晶闸管可控整流器、直流调压调速向交流电动机变频调速转变。之所以交流传动系统发展的这么迅速，其原因与我国在功率半导体器件的制造技术、交流电动机控制技术、以大规模集成电路和微型计算机为基础的数字化控制技术、电力变换技术等关键性技术方面的突破有关。要提高交流传动系统的整体性能，可从以下三个方面开展研究工作：（1）PWM技术的应用随着电压型PWM逆变器在高性能交流驱动系统中的广泛应用，我国对PWM技术的研究更为深入。PWM功率半导体器件的开关控制主要采用是高频技术，一般来说，PWM技术可分为三类进行研究，即随机PWM、正弦PWM以及优化PWM。正弦PWM的开关频率对于提升电力电子器件的功率有着非常突出的作用，这使得该技术在中小功率交流驱动系统中的应用极为广泛。不过，这种技术不适用于容量过大的电源转换设备，因为高开关频率将会引起极大的开关损失。（2）直接转矩、矢量控制技术的应用对于交流电机的交流驱动系统而言，其具有强耦合、多变量、非线性等特点，这就使得其控制工作变得十分的动态化，不过我国目前在这方面的研究还是较为成功的。在上世纪七八十年代，我国就提出了交流电机的动态控制理论，该理论要求不仅要对各个变量的振幅进行全面的控制，同时还要对各个阶段进行控制。直接转矩控制技术以及矢量控制技术是我国在交流驱动系统控制中的主要技术，此外，随着科学技术的发展，神经网络控制、模糊控制等智能控制技术也在我国逐渐发展起来，对提高交流传动系统的控制精确度有着极其重要的作用。（3）微电子技术的应用微电子技术对于提高我国数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性有着极大的作用。当前，适合用在交流传动系统中的微处理器有ApplicationSpecificIntegratedCircuit—ASIC、DigitalSignalProcessor—DSP、单片机等。其中，高性能计算机的结构形式主要采用的是多总线结构、多处理器结构以及流水线结构等。

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随着社会经济快速发展，社会的进步，我国科技和信息化水平在逐渐的提高，电网在发展过程中也面临着全新的挑战。依靠着现代信息、网络、通讯技术的发展，电力电子技术在配电网中得到了广泛的应用，同时这也是未来发展的主要趋势。但是配电网在发展过程中还面临着一些问题，因此如何加强电力电子技术在配电网的使用已经成为了人们在研究过程中的主要一部分。

1 电力电子技术的发展

随着社会不断的发展，电力电子技术在电力发展过程中得到了广泛的应用，同时还也加大了功率开关器件的使用效率。现阶段，在市场上已经有6kv/6ka的门级可关断元件，在元件使用过程中，其主要的效率达到了10MW，这对电力电子装置技术在配电网的应用起到了重要的作用[1]。随着电力电子技术在电力电子芯片中的使用，使电力集成技术得到了快速发展，同时，这在一定程度上还能减少配电网功率的开关，将电力信号信息更好检测出来，从而形成一种自动诊断、保护功能合为一体的主要智能模版，使电力电子技术更好的在配电网中得应用。现阶段，电力电子装置在运行中具有一定的稳定性、可靠性与先进性，为人们的用电生活得到了保障。

电力电子在装置应用过程中为电力系统提供较高了现实性。电力电子的开关元件本身还具有一定的高速开端和触电点性能的主要特点，其使用寿命较长，方便人们使用，同时它还在一定程度上了取代了传统的继电保护装置，从而提高电力电子技术的稳定性与可靠性。电力电子技术主要内容就是在不改变现代网络的情况下，将电力电自己技术与配电网进行结合，从而有效的控制住现代信息技术，并对电力系统中的电压、线路、功率等进行准确的调控，从而降低输电的损耗，这在一定程度上保证了电力系统在使用过程中的稳定性。

2 电力电子技术在配电网系统中的应用

随着时代快速发展，人们的生活质量也在逐渐的提高，电力用户对电能质量的要求也越来越高。人们在用电过程中要求供电不断、电压波动较小，还有一些用户在用电中要求电压波形近与正弦形，不会受到任何撒布的干扰，如果出现电压不稳现象，需要不受故障波动的而影响用户的生活[2]。针对这些问题，我国供电部门一直在不断的研究。

2.1 用户用电

美国早在90年代就提出了专业的“用户电力”概念。用户用电的主义含义是指电力电子技术在设计计算和现代通信仪器时的主要成就，按照制定的标准来满足配电系统的可靠性与电力质量的要求。同时“用户用电”还被人们称作为“制定的电力”，要想将电力电子技术在配电网更好的应用需要将电力电子技术落实到配电自动化系统中，从而提高用电质量。要想更好的提高用电质量还需要注意喷点系统用电源投入，发生故障需要及时解决，在故障解决之后需要将普通的开关切换到备用的电源中，在这个过程中只需要0.2～0.5秒之间。如果电子为静态，只需要5毫秒就可以，从而保证电力可以正常运行。但是，配电网系统发生故障时，不管是两相短路还是三相短路，都会使整个的系统电压下降，这对用户的用电安全造成了一定的影响。如果出现问题，只有使用电力电子装置称才能保证电力正常运行。

2.2 电力电子技术在配电网的应用特点

电力电子技术在配电网中的装置的主要原因有：（1）提高用户用电的可靠性，我国相关的电业部门在流输电应用都广泛使用电力电子技术；（2）电力电子装置自动化程度更高，方便人们使用。同时电力电子在装置过程中其速度极快，同时还非常的智能化，相关技术人员可以在使用过程中按照一些列的专业设备完成各种自动化系统；（3）随着社会不断的发展，电力电子技术安装的容量已经不断的扩大，已经完全的接近配电系统在应用时所需的规模。通过人们不断的研究，电力电子装置也被人们充分保护，其在工作过程中更高发挥出更好的作用，同时还能承受了足够的短路与电路电流中的所有电压；（4）电力电子装置技术的主要趋势是在常规项目安装中，在安装过程中除了可以保证其技术的主要特点之外，同时电力电子技术还可以根据一些可防效线性元件。比如说一些在生产时不稳定的电压、电流以及各种调制系统等等；（5）电力电子技术在装置过程中使用成本较低，满足人们的需求。成本主要下降的原因的电力电子技术中的一些元件价格随着市场的调动而产生变化。这些电力电子技术在配网中主要的应用特点[3]。

3 结语

电力电子技术在配电网中也得到了广泛的应用，电力电子技术会随着社会不断的发展而改变。电力电子技术在配电网的应用会有效的提高其本身元件的使用寿命，提高人们用电的可靠性与稳定性。本文对电力电子技术在配电网中的应用进行了简单的分析，文中还存在着一定的不足，希望专业人员加强对电力电子技术在配电网中的应用，从而使我国的配电元件开断功率得到快速的提升。同时，这也的预示着电力电子技术在配电网中未来的发展趋势，实现了配电系统电子开关的灵活调控模式。

参考文献：

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2、智能电网发展历程

智能电网也是近几年来随着我国电力电子技术的发展在电子行业兴起的概念。在人们的潜意识里，基本上认为电力电子技术、传感技术、新能源发电技术、通讯技术等是驱动“智能电网”的主要因素。事实上，电力电子技术是一门包括灵活输电、新型储能、传感、先进的信息、控制等技术，它承载着大规模的可再生能源并网发电，以实现电网的安全、稳定、高效运行。近些年来，世界各国对于智能电网的研究愈加重视，2008年，美国提出了智能电网计划，企图用智能电网对各种新能源进行入网管理，并在此基础上全面地对能源进行分布式的管理，最终是美国创造出世界上高能源使用效率的记录。同年10月，我国也针对智能电网正式地启动了一个具有可行性的研究项目。并依据这一项目规划出了一个“三步走”的战略。所谓“三步走”战略，即在2010年将我国的电网高级调度中心建成，在2020年将我国具有初步智能特征的数字化电网全面建成，在2030年使得我国具有自愈能力的智能电网得以真正建成。可以说，电力电子应用系统近些年来被广泛运用与智能电网中。

3、电气节能发展历程

变频调速作为电气节能的主要内容。它是解决我国节能规划工程中电机系统节能的关键。我国政府对自2006启动的节能规划工程投入颇多，因此，节能这一举措势在必行。变频调速系统在运行过程中的主要依靠作为电机的电力电子变频器驱动电源。随着我国电子技术应用系统的不断发展，我国的变频调速技术也变得日趋成熟，在市场上有极大的发展空间，且其保质期延长了许多。目前，我国高压电机系统中采用变频调速技术的大约有20%，而低气压电机系统中采用此技术的大约占30%。可见，我国使用电力电子变频器来驱动源的变频调速系统在未来有着极大的发展空间。除此之外，变频调速系统将会在未来继续随着电子技术应用系统的发展成为一个集成型、专用型的系统产品。它的特点即是将变频器、电机以及其控制集于一体。

4、电力牵引发展历程

电力牵引对于我国的交通系统来说，有着越来越重要的作用。现在，由于国家及政府的大力支持，它正在迅速发展成为我国乃至世界交通的发展重点。近几年来，由于电力电子技术的发展，我国利用电力牵引技术制造出许多种类的电动汽车。而在电力牵引中，最关键的即是电力传动与电力电子。可见，近些年来，电力电子技术应用系统的发展愈加成熟。

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目前“电力电子技术”教材存在的主要问题

由于电力电子技术自身发展较快，编写教材时，当时技术发展的水平有限，上述教材中新知识点介绍严重不足，不能全面介绍电力电子技术当前发展的先进水平。以往的教材与相关课程的内容衔接不紧密，使自动化专业整体教学的系统性和连续性较差。尤其与运动控制系统课程的教学内容有重叠、断点的现象。重复的内容加重了学生的学习负担，浪费了宝贵的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。[2]目前，电力电子技术与其相关技术呈现出相互交叉和相互融合发展的新局面，产生了许多新技术应用领域。由于当时新技术的实际应用不够成熟和广泛，以往的教材中有关新技术工程应用内容不足，缺少新技术工程应用实例，尤其是电力电子技术在绿色环保、节能等方面的应用案例严重不足。过多的理论教学不结合先进的实际应用，使学生在学习过程中感觉不到该门课程的价值，不能很好地激发学生的学习热情。

本教材的特色及创新点

本校在借鉴以往该类教材优点的基础上，紧密结合本校自动化专业的人才培养方案，将毕业生培养目标定位于“工程实施型人才”。本教材在保证知识先进性和系统性的同时，将着重培养和提高学生的工程实践能力和创新能力的理念贯穿于整个教材内容中。1.对教材内容进行整合和优化结合培养目标，在每一章内容编写上都要认真地贯彻优化理论教学内容的理念，坚持以实践教学内容为主导思想。针对工程实施型人才需要掌握知识的特点，在保持理论知识系统性和完整性的前提下，对过于深入的理论教学内容进行弱化整合，对于偏离当前电力电子技术主流技术的理论进行适当的删减。教材内容加强了与实践教学环节的联系，对原有实验内容进行筛选、综合和补充，减少验证性实验，开出综合性和设计性实验，在此基础上，开出一些有助于培养学生工程实践能力和创新素养的实训项目。[3]2.加强教材的先进性和工程应用性，激发学生的学习热情为突出工程应用，本教材以“器件-电路-工程应用”为主线，在补充和完善新知识的同时，重点增加介绍新技术工程应用的内容。在各章中都增加了与该部分理论紧密相关的工程应用案例，尤其增加电力电子新技术在节能、绿色环保等方面的成功应用案例。让学生深切体会到该项技术的有用性。兴趣是最好的老师，学生实际能看到该门课程有价值的工程应用案例和广阔的前景，在加深对理论知识理解的同时，必将激发对该门课程的学习热情和主动性。3.解决与相关课程的内容衔接不好的问题，完善整体专业教学内容的连续性重复的教学内容加重了师生的负担，浪费了课堂的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。本教材较好地解决了与相关课程的衔接，尤其解决了以往教材与运动控制系统相关课程在内容上存在重复和断点的情况，使整体自动化专业的教学在教材内容上形成一个连续、完整的体系。4.写作风格通俗易懂，可读性好一般的专业教材习惯于大量的深奥理论的堆砌和抽象的长篇论述，容易使读者产生为难和反感的情绪，不利于知识的吸收和消化。为此在全书的写作风格上力求浅显易懂。例如，在阐述一个抽象基本原理之前，首先从该原理在日常生活中的小应用或大家熟知的工程应用讲起，引起读者的兴趣，文字描述贴近人们的日常生活，迅速拉近与学生的距离，消除隔阂和为难情绪，然后再逐层深入触及原理核心内容。由浅入深、通俗易懂的写作风格在学生学习过程中会起到引人入胜的奇特效果。[4]

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作者简介：田海（1968-），男，北京人，内蒙古科技大学信息工程学院，副教授；崔桂梅（1963-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学信息工程学院，教授。（内蒙古 包头 014010）

基金项目：本文系2011年内蒙古科技大学教材建设基金（项目编号：2011-2）资助的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）02-0079-02

内蒙古科技大学的前身（包头钢铁学院）是隶属原冶金工业部的部属高等院校，随着国家行政管理体制的调整，1998年原冶金工业部的所属院校改为由中央和地方共建，逐步过渡到地方管理，2003年本校更名为内蒙古科技大学，成为地方建设的高等院校。由于历史的原因，本校许多专业目前还具有较明显的行业背景特征，绝大多数毕业生要到冶金系统的相关企业从事生产、管理和设计等具体的技术工作。因此，在本校新版的自动化专业学生培养方案中，将学生定位于培养成“工程实施型人才”，要求毕业生能够很快适应和胜任工作岗位，具有较强的工程实施能力。[1]经过多年的不懈努力，本校自动化专业建设取得了骄人的成绩，于2008年被评为“国家特色专业”、2012被评为教育部“卓越工程师教育培养计划”实施专业、2005被评为“品牌专业”，自动化专业教师团队2010年被评为“优秀教师团队”，本校2012年被评为15个国家级就业先进高校之一，尤其是自动化专业毕业生一次就业率连续十年保持在95％以上，受到用人单位的普遍欢迎。

一、教材改革的背景

在自动化专业“电力电子技术”课程建设过程中，随着教学改革不断向纵深方向推进，通过课题组深入分析和研究后发现，目前国内采用主流的“电力电子技术”教材及多年来本校采用的“电力电子技术”教材已不能满足新版自动化专业人才培养方案的培养要求。课程建设是专业建设的基础，教材建设又是课程建设的核心。结合本校办学定位和目标，重新编写适合培养“工程实施型人才”的“电力电子技术”教材十分必要，对于提高学生的实践能力和创新精神具有重要的意义。此时正值国家教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会组织编写“十二五”国家级规划教材。根据高等教育改革和国家建设的需要，当前国内大部分普通高等院校将人才培养方案定位于培养工程应用型人才，教育部有关专家普遍认为目前“电力电子技术”教材已不能适应当前的需要，组织编写出版一本针对培养“工程实施型人才”的“电力电子技术”教材十分迫切。本校“电力电子技术”教材编写组凭借对该教材的深入研究积累，以及对编写教材的特色、定位及创新点等方面的综合优势分析，通过与国内多所大学激烈的竞争和教育部相关专家组织的严格评审，最终获得了该国家级“十二五”规划教材的编写任务。

二、目前国内“电力电子技术”教材的对比分析

通过本校组织的“电力电子技术”教材编写组成员前期深入调研后发现，目前国内本科院校自动化专业主要采用的同类教材有二十余种，主流教材的情况汇总如下：

由机械工业出版社出版的王兆安主编的《电力电子技术》（2000年已出第4版）。该教材的特点：结构科学、合理，体系较完整，系统性强，理论分析较为全面，体现了当时电力电子技术的概貌，适合于课堂教学。该教材成为国家“九五”重点教材，是国内工科本科院校的“电力电子技术”经典范例教材，目前国内仍有百余所高校采用该教材。该教材的不足之处是由于技术自身发展的原因，部分内容在当前显得较为陈旧，电力电子新技术的内容不全面，再有，关于培养学生实践能力和创新精神的内容严重不足。

由高等教育出版社出版的陈坚主编的《电力电子学》（2004年已出2版），该教材的特点：层次分明，结构科学合理，主要内容地推证和分析比较详细和全面，便于读者进行自学，成为普通高等教育国家级“十五”规划教材，受到相关专业研究生和国内重点大学相关本科专业学生的欢迎。该教材的缺点是理论分析过于深化，与实践工程应用有些脱节，不适用于工科相关本科专业的教学，更不适用于“工程实施型人才”的培养。

丁道宏主编的《电力电子技术》（航空工业出版社，1999年），以及赵良炳主编的《现代电力电子技术基础》（清华大学出版社，1996年），也是经典教材，也受到众多高校的欢迎。另外贺益康、潘再平主编的《电力电子技术》（科学出版社，2004年）和莫正康主编的《电力电子应用技术》（机械工业出版社，2003年第3版），还有徐德鸿主编的《电力电子应用技术》（科学出版社，2006年第1版），上述教材的特色是尽量照顾到行业特点和实用性，但新技术应用的案例显得不足，与实践教学环节的联系不够紧密，关于培养学生实践能力和创新精神的内容偏少。

三、目前“电力电子技术”教材存在的主要问题

以本校自动化专业培养“工程实施型人才”为目标，结合多年课程实践教学的经验积累，对目前国内院校主要采用的“电力电子技术”教材进行深入的研究，主要存在的问题概括为以下几点：

以往教材内容与现行的实践教学环节脱节严重，存在实践教学与理论教学联系不够紧密的现象。严重偏离本校自动化专业制定的“工程实施型人才”的总体培养目标，有关培养学生提高实践能力和创新素养的内容偏少或严重不足。

“电力电子技术”是一门仍在不断更新和成长中的实用技术课程。由于电力电子技术自身发展较快，编写教材时，当时技术发展的水平有限，上述教材中新知识点介绍严重不足，不能全面介绍电力电子技术当前发展的先进水平。

以往的教材与相关课程的内容衔接不紧密，使自动化专业整体教学的系统性和连续性较差。尤其与运动控制系统课程的教学内容有重叠、断点的现象。重复的内容加重了学生的学习负担，浪费了宝贵的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。[2]

目前，电力电子技术与其相关技术呈现出相互交叉和相互融合发展的新局面，产生了许多新技术应用领域。由于当时新技术的实际应用不够成熟和广泛，以往的教材中有关新技术工程应用内容不足，缺少新技术工程应用实例，尤其是电力电子技术在绿色环保、节能等方面的应用案例严重不足。过多的理论教学不结合先进的实际应用，使学生在学习过程中感觉不到该门课程的价值，不能很好地激发学生的学习热情。

四、本教材的特色及创新点

本校在借鉴以往该类教材优点的基础上，紧密结合本校自动化专业的人才培养方案，将毕业生培养目标定位于“工程实施型人才”。本教材在保证知识先进性和系统性的同时，将着重培养和提高学生的工程实践能力和创新能力的理念贯穿于整个教材内容中。

1.对教材内容进行整合和优化

结合培养目标，在每一章内容编写上都要认真地贯彻优化理论教学内容的理念，坚持以实践教学内容为主导思想。针对工程实施型人才需要掌握知识的特点，在保持理论知识系统性和完整性的前提下，对过于深入的理论教学内容进行弱化整合，对于偏离当前电力电子技术主流技术的理论进行适当的删减。教材内容加强了与实践教学环节的联系，对原有实验内容进行筛选、综合和补充，减少验证性实验，开出综合性和设计性实验，在此基础上，开出一些有助于培养学生工程实践能力和创新素养的实训项目。[3]

2.加强教材的先进性和工程应用性，激发学生的学习热情

为突出工程应用，本教材以“器件-电路-工程应用”为主线，在补充和完善新知识的同时，重点增加介绍新技术工程应用的内容。在各章中都增加了与该部分理论紧密相关的工程应用案例，尤其增加电力电子新技术在节能、绿色环保等方面的成功应用案例。让学生深切体会到该项技术的有用性。兴趣是最好的老师，学生实际能看到该门课程有价值的工程应用案例和广阔的前景，在加深对理论知识理解的同时，必将激发对该门课程的学习热情和主动性。

3.解决与相关课程的内容衔接不好的问题，完善整体专业教学内容的连续性

重复的教学内容加重了师生的负担，浪费了课堂的教学时间；衔接上有断点的内容形成许多知识点的“信息孤岛”现象，不利于学生对整个专业知识系统性的理解和学习。本教材较好地解决了与相关课程的衔接，尤其解决了以往教材与运动控制系统相关课程在内容上存在重复和断点的情况，使整体自动化专业的教学在教材内容上形成一个连续、完整的体系。

4.写作风格通俗易懂，可读性好

一般的专业教材习惯于大量的深奥理论的堆砌和抽象的长篇论述，容易使读者产生为难和反感的情绪，不利于知识的吸收和消化。为此在全书的写作风格上力求浅显易懂。例如，在阐述一个抽象基本原理之前，首先从该原理在日常生活中的小应用或大家熟知的工程应用讲起，引起读者的兴趣，文字描述贴近人们的日常生活，迅速拉近与学生的距离，消除隔阂和为难情绪，然后再逐层深入触及原理核心内容。由浅入深、通俗易懂的写作风格在学生学习过程中会起到引人入胜的奇特效果。[4]

五、结束语

该教材在保证知识先进性和系统性的同时，着重将提高学生的工程实践能力和创新能力的理念贯穿于整个教材。在内容安排上，合理地对理论教学内容进行弱化整定，增加实践性的教学内容，突出工程应用性和实用性，增加对新技术在新领域中的工程应用的介绍。目前，该教材已通过了教育部委托专家的审阅，正在样书的校对过程中，近期由高等教育出版社出版。

参考文献：

[1]崔桂梅，贾玉瑛.自动化专业应用型人才培养模式的改革和实践[J].实验室研究与探索，2009，28（11）.

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作者简介：金楠（1982-），男，河南商丘人，郑州轻工业学院电气信息工程学院，讲师；杨存祥（1966-），男，河南台前人，郑州轻工业学院电气信息工程学院，教授。（河南 郑州 450002）

基金项目：本文系郑州市科技攻关项目（项目编号：112PPTGY249-7）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）27-0111-02

著名的Newell倒三角理论指出，电力电子技术是由电力技术、电子技术与控制理论三者交叉综合而成。随着三项技术快速发展，近年来，电力电子技术在器件制造、控制方法和系统设计等方面发展迅速。目前，电力电子技术广泛应用于智能电网、开关电源、电机驱动、绿色照明等重要行业，并且其应用领域仍在不断扩展。[1]尤其是新能源发电与分布式发电、高压直流输电和柔流输电、用户电力技术和电能质量技术、储能技术等大功率电力电子技术已经融入到电力系统各个环节。因此，电力电子技术已经成为支撑智能电网的关键技术之一。

电力电子技术是郑州轻工业学院（以下简称“我校”）电气工程及其自动化专业基础核心课程，该专业每年有150名学生学习此课程。目前总学时为58学时，其中理论教学50学时，实验8学时。在以往本科教学过程中，并未设置计算机仿真的教学安排。仅有的实验学时安排4次实验，分别是单相半控整流桥实验、三相全控整流桥实验，交流调压电路实验和直流斩波电路实验。实验内容陈旧落后，无法满足电力电子技术快速发展的需要。

电力电子技术课程教学应与该技术的发展相适应，然而，目前在实际教学过程中存在以下问题：首先，学生对该技术兴趣浓厚，但目前教师授课内容主要以波形理论分析为主，内容枯燥，不易入门。其次，教学内容零散，缺少系统设计训练。系统设计是多种知识模块的组合，但教学中缺乏知识模块之间相互贯通的内容。因此，在设计实际系统时无从下手，缺少应用系统设计的知识与技能。再次，教学实验装置中所使用的控制方案主要是利用运放组成的比例积分控制，难以将微控制器技术、数字信号处理技术与电力电子技术相结合，无法实现复杂控制算法。学生普遍反映电力电子课程理论分析较多，课程中缺少真实案例，不易理解，希望增加实验数量。由于受到实验条件限制，增加硬件实验需要更新添置实验设备，周期较长。

因此，在电力电子课程中增加了应用系统设计部分，通过使用PSIM软件对应用系统进行仿真研究，填补基础理论教学与实际应用之间的断带，帮助学生加深对基础理论和应用系统设计知识的理解，掌握利用仿真技术进行辅助分析与设计的技能。

一、PSIM软件

计算机仿真技术通过搭建模拟实际器件的仿真模型，为系统分析提供有效方法，极大简化了电力电子与电气传动系统分析与设计的过程。仿真中需要使用数学模型代替实际器件，通过数值方法求解电力电子系统中状态变量的运动规律。由于工程人员无法完成复杂的数学建模、数值求解和编程工作，PSIM、SABER、MATLAB等仿真软件的出现极大提高了科研、开发效率。

PSIM是专业的电力电子与电机控制仿真软件，与其他通用性仿真软件相比，占用资源少，仿真速度快。该软件主要应用于基本电力电子电路设计、电气传动系统设计、电机设计、新能源发电系统设计等领域，基本覆盖了电力电子与电气传动领域的主要内容。PSIM软件在电力电子应用系统设计课程教学中有以下特点：[2-4]

特点一：PSIM软件的基本操作简单，学生能够较快掌握并进行简单的电路设计，易于入门。与其他软件的复杂操作配置相比，通过两个学时的简短功能介绍后，学生可以自主使用PSIM软件仿真验证电力电子课程中的基本电路和理论。教学实践表明，学生经过简单操作能够产生教材中长篇介绍的复杂波形，减小了入门难度，容易引起兴趣和求知欲。

特点二：包含电力电子技术课程中涉及的全部元件，能够实现模拟控制和数字控制，便于将控制理论的基本方法应用于电力电子系统设计。通过设计高性能控制算法，培养学生解决复杂控制问题的能力。

特点三：对于复杂的电力电子应用系统，PSIM可以通过编写动态链接库（DLL）的方法实现控制算法，同时能够与其他仿真软件配合使用，增强了仿真系统的扩展性，为希望深入学习的学生提供了有力的工具支持。

特点四：针对可再生能源领域，PSIM具有光伏电池模块和风机模块，通过配置参数得到设计所需的仿真模型，提高了仿真效率。

PSIM软件具有强大的功能和扩展性，在日本新能源产业技术开发机构（NEDO）、清华大学、华中科技大学等国内外电力电子教学科研机构得到了广泛应用。因此，我校电力电子课程体系改革中，加入了该软件教学部分，以培养学生电力电子系统分析与设计的综合能力。以有源电力滤波器为例介绍使用PSIM软件进行系统设计与仿真的过程。

二、并联有源电力滤波器（Active Power Filter， APF）仿真

变频器、开关电源等电力电子装置广泛应用于现代工业。由于许多电力电子装置具有非线性、冲击性和不平衡性，这些装置从电网中吸收能量维持正常工作的同时，将一部分能量以谐波电流的形式注入到电网。电力电子装置的广泛使用导致电网中谐波污染问题日益严重，造成电网电压波动和电流波形畸变，成为影响供电质量的突出问题。[5]

有源电力滤波器是解决电力系统非线性负载产生谐波污染问题的有效装置，通过检测谐波源产生的谐波电流，利用逆变装置产生等幅值、反相位谐波电流抵消负载谐波电流，从而提高功率因数、降低网损、改善电能质量。[6]

1.APF的原理与电路结构

图1（a）为并联型有源电力滤波器系统结构图。其中，es表示交流电网电压，负载为谐波源，产生谐波电流并消耗无功。并联型有源电力滤波器由两部分组成，即谐波电流检测电路和补偿电流发生电路。谐波电流检测电路检测出补偿对象电流中的谐波分量，以此作为补偿电流指令参考值。补偿电流发生电路根据指令参考值，产生实际补偿电流。功率变换电路采用电压型逆变器，PSIM仿真模型如图1（b）。

2.基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测算法

ip-iq谐波检测算法是瞬时无功功率理论的改进，该算法对电网电压初始相位没有严格要求，检测结果不受电压波形畸变的影响。考虑直流侧电压波动下的谐波电流检测算法如图2。

其中，A相电压ea通过锁相环（PLL）模块后产生同相位的正弦和余弦信号，检测得到三相负载电流ia、ib、ic经过C32变换后得到坐标系下电流分量iα、iβ，C32用（1）式表示：

（1）

然后经过C变换后得到ip、iq，用（2）式表示：

（2）

ip、iq经过低通滤波后得到直流分量、，经过CT变换、C23变换后得到负载电流的基波分量iaf、ibf、icf，其中。负载电流与其基波分量相减得到有源电力滤波器谐波电流检测值iah、ibh、ich。

稳态运行时，APF直流侧电容的平均电压需要保持恒定。由于电路损耗会产生直流侧电压下降，需要从系统注入有功功率补偿损失功率，维持直流侧电压恒定。损耗电流幅值由直流侧电容电压实际值与参考值的偏差量经过PI调节器后得到，损耗电流相位与系统电压相位相同。利用PSIM软件能够实现上述谐波检测补偿算法。

3.仿真结果

仿真系统参数如下：电网线电压380V，频率50Hz，非线性负载为三相整流桥接阻容性负载，并联电阻5Ω，并联电容470μF。APF直流侧电容2000μF，初始电压600V。有源滤波器与电网连接电感为2mH。

APF在0.2s时投入工作，图3（a）中，ISA为A相电网电流波形，I_LA为A相负载电流波形。仿真结果表明，APF投入工作后，电网电流谐波成份得到有效治理，谐波畸变小于3%。PSIM软件中包含功率因数表与视在功率表模块，图3（b）为系统功率因数及视在功率波形。仿真结果表明，APF能够补偿负载谐波和无功电流，提高系统功率因数使之接近1，同时系统输出视在功率下降到4.45KW。由于负载消耗的视在功率下降，线路电流减小，降低了线路损耗。利用PSIM软件验证了APF及其控制算法的有效性，为实际装置的设计与调试提供了理论依据。

三、结论

实际教学过程中，电力电子技术的理论计算和波形分析较为枯燥，教师单一课堂讲授，学生被动学习的效果并不理想。PSIM软件使学生能够借助仿真工具对电力电子功率变换电路及控制方法进行验证，引起了对该课程的浓厚兴趣。利用该软件能够完成本文中有源电力滤波器这类复杂电力电子系统的分析与设计，培养了学生实践创新、主动学习的能力，帮助学生掌握利用仿真工具辅助设计的技能，取得良好的教学效果。PSIM软件操作简单、内容丰富，对优化课程教学内容、调整教学思路方法、培养工程实践能力发挥了重要作用。

参考文献：

[1] 王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2011.

[2]关静.基于PSIM的电工基础课程教学方法的探索[J].中国现代教育装备，2010，（19）.

[3]罗如山，陈政石，刘美.基于PSIM的“电力电子技术”仿真教学研究[J].中国电力教育，2012，（27）.

[4]洪武.PSIM在电力电子技术教学中的应用[J].实验科学与技术，

篇（8）

电力电子技术是计算技术在电力系统中的具体实现，随着电力系统计算机化和信息化的水平不断提高，电力电子技术在电力系统中的作用也越发明显。简单的说，电力电子技术就是通过计算机技术将强电和弱电进行有效的组合，它是计算机应用技术、电子技术、电路技术还有电力控制技术为一体的服务性的技术。笔者就电力电子技术在我国电力系统中的应用和发展进行了重点阐述，说明电力电子技术在电力系统中的重要性。

一、电力电子技术的发展

1.电力电子技术的产生

电力电子技术的产生要追溯到上世纪50年代时期，电力电子技术的产生是以晶闸管的问世为里程碑的。作为现代电力系统中的重要传动技术，电力电子技术在晶闸管的基础上可发出了可控硅整流装置，可控硅整流装置的问世，代表了电力系统传动技术的一次巨大的跨越。从此以后，电能的变换和控制正式步入了电力电子器件构成的变流器时代。所以说，电力电子技术的产生是以可控硅整流装置为标志的。

2.电力电子器件的发展

电力电子技术产生自以后在电力系统中有了十足的发展。第一代的电力电子器件主要以电力二极管和晶闸管为代表。第一代电力电子器件的特点是体积小、耗能低。在电力电子技术产生以后其迅速的取代了原有电力系统中的老式汞弧整流器，为电力电子技术的推广和发展奠定了良好的基础。同时，电力二极管对于电路系统中电路性能的改善作用十分明显，它在降低电路损耗和提高电源使用率方面也各有建树。

电力电子技术发展到现在，整流二极管的种类各式各样，功能也各不相同。随着电力系统的不断发展，第二代电力电子器件在上世纪79年代产生，第二代电子电力器件的特点是具有自动关断能力（例如可关断晶闸管和静电感应晶体管等）。第二代全自动可控型的电力电子器件较第一代晶闸管相比，开关速度有了明显的提升，可以用于开关频率较高的电路中。

第三代电力电子器件的产生是在上世纪末90年代，随着电力系统的不断建设和发展，电力电子装置的结构和体积得到了进一步的改良，第三代电力器件的体积更小，结构也更为紧凑。并且出现了将几种电力器件相结合的电子模块形式，为电力器件的发展和使用创造了很大的方便。后来，又在集成模块的基础上，把应用于控制电力技术中的多中国电力器件相组合，构成了集成电路。功率集成电路的出现，标示着电力电子技术迈向了高频化和标准模块化以及集成化和智能化的新时代。

电力电子技术的产生至现在，以电力电子器件的变革为历程，经历了以上三个阶段。目前，电力电子技术正向着以高频技术处理问题为主的现代电力电子技术方向发展。在实现高频技术的基础上，更增加了节能、环保、自动化、自能化等特点。

二、电力电子技术在电力系统中的应用

1.电力电子技术在发电环节中的应用

电力电子技术在发电环节中的应用，主要体现在发电机组的励磁控制和变频调速上。在我国范围内乃至全球范围内的各个大型电厂发电机组中，运用的最为普遍的就是静止励磁系统，电力电子技术的发展，使电子技术取代了励磁控制中的励磁机环节，使静止励磁实现了简单的控制构造和高性能低成本的运作。同时由于电子技术代替了励磁机的环节，使静止励磁能够对自身进行迅速有效的调节，提高电力系统的运作效率。

其次，电子技术也普遍应用在电厂发电机组的变速恒频励磁上。由于在水力发电中，水源头的压力和单位时间内水力的流动量对水力发电的效率产生着影响，水力发电机组的运转速度也在随着水力的压力和流动量不断变化。同样的道理也发生在风力发电和活力发电当中。因此，对发电机组转动的励磁电流频率进行调整，使发电机组的电流频率同转速通过电子技术达到一致，保证发电机组实现最大功效的运作，变速恒频励磁技术就是其中的代表。

同时，电子技术也应用于电厂的风机水泵的变频调速上和太阳能发电控制机组的控制系统中。在电厂的电力生产过程中，由于发动机组等设备对于发电量的损耗相对较大，考虑电力生产中节约能源的要求。在高压电和低压电的转换过程中，使用风机水泵变频机替代原有的变频器，改变电能转换过程中耗能大效率低的问题。这一技术还在不断完善和摸索中，还需要电力研究工作者不断的努力和创新。

而在太阳能发电的控制系统中，电子技术的作用尤为突出，太阳能作为21世纪被广泛重视的新型能源，发展太阳能发电产业是整个国家乃至全世界的战略目标。然而由于太阳能发电本身的功率过大，在使用太阳能发电机组发电的时候，需要将生产出来的电能进行转换，这个时候就需要大功率的电流转换器。而电子技术能够很好的解决这一问题。

2.电力电子技术在输电线路中的应用

电力电子技术在输电线路中的应用主要体现在柔流电技术、高压直流电技术以及静止无功补偿器等上。

（1）柔流输电技术

柔流输电技术（FACTS）产生于上世纪的80年代，主要以柔性的交流输电设备为表现方式广泛应用于输电线路中。在电力的输送过程中，由于传统电力功率的控制方法过于粗糙，无法实现在输电过程中对于电能的调整，使输电过程中产生大量的电力损耗和高昂的输送成本。而柔流输电技术的主要内容是在输电线路的重要部位使用电力电子控制装置，对输电系统中的各项参数进行适时的控制，以实现输送过程中电能功率的合理分配，降低书店过程中的输送成本和电能消耗，大幅度的提高电力系统的稳定性和可靠性。

（2）高压直流输电技术

高压直流输电技术在输电系统中的主要实现是以晶闸管为代表的。晶闸管是电力电子技术发展的一个重要发明，自从晶闸管产生并被尝试应用于直流电的输电系统上，晶闸管换流阀就一直应用于输电系统中的直流电输送中。在这之后又出现了具有可操作的电力输送控制器，例如GTO、IGBT等等，可操作的电力系统输送设备为电流的转换过程减少了交直转换变压器的使用，为电厂的电能生产减少了生产成本，加强了电流交换设备在电力系统中的竞争力。

（3）静止无功补偿器

静止无功补偿器（SVC）在上世纪70年代被广泛使用电力系统之中，静止无功补偿器在电力系统中被广泛应用于负荷补偿和输电线路补偿当中，在大功率的输电网络中，静止无功补偿器主要起到的是控制电压的作用，也用于提高系统的稳定性和阻尼等。静止无功补偿器的设计不包含旋转部件，它不使用大容量的电容器，所需要的无功功率通过电感器来获得，静止无功补偿器通过对电抗器进行迅速的调控，能够实现发出无功功率到吸收无功功率的平滑转变，特别适用于中高压输电线路中的无功补偿工作。

3.电力电子技术在配电过程中的应用

要使配电系统能够配送出高质量的电力资源，需要在配电过程中满足配电频率、电压以及在谐波上满足相应的条件，同时，在配电过程中需要阻止电能的各种不稳定的波动和影响。这个过程中，电力电子技术作为配电环节的质量控制部分，以用户电力技术和FACTS技术为实现形式。FACTS技术在前文已经提及，它是通过在配电线路中增设电力电子装置，加强对与电压，电流和功率的可控性，调控电力传输能力的技术。

用户电力技术解决的是配电系统中既时发生的需要马上解决的重要问题，主要复负责配电系统在配电过程中的安全性和稳定性，用于保证配电输电过程中，电力能源的质量。而FACTS技术则更为倾向于配电系统中对于电能的输送能力和有效控制力。FACTS技术和用户电力技术都是针对配电系统开发出的新型电力电子技术，两者的构造和工作原理大致上相同，随着电子技术的不断发展，在近些年，FACTS技术和用户电力技术在一定程度上已经逐步同步并合用，其中比较具有代表性的就是定制电力（DFACTS）技术。

4.电力电子技术在电力系统节能方面的应用

电子技术在电力系统节能方面的应用主要体现在两个方面，分别是：变负荷电动机调速运行方面和提高电能使用率方面。电厂生产电能和配送电过程中，常常产生大量的电能浪费。上文已述，电厂在生产电能的过程中，由于发电能源的变化，发电机组不能够很好的实现配合，会产生无功功率的浪费现象。通过对变负荷电动机的运转速度进行调整和控制，能够实现电能的良好生产和配用。这项技术在国外已经比较成熟，但是我国仍然处在研究和探索的阶段。但是，变负荷电动机在实际的应用中也存在不可忽视的缺陷，变负荷电动机在控制和调控运转速度方面适用的发电机组较为广泛，在实际运行中的工作效率也十分准确。但是变负荷电动机的生产和配置成本较高，而且在工作过程中对电网的影响较大，只适用于中大型电厂。同时，我国电力系统现用的电力设备，在配送电的过程中，对于电能的损耗和生产的成本较高，对于电能的质量影响较大。而电子技术能够通过在配送电系统中增设可控设备，对配送电过程中的电能进行调控，保证电能的质量和稳定。

三、总结

电力电子技术在电力系统中的应用和发展对于电力系统的建设和发展起到了里程碑的作用。随着计算机技术和电力技术的不断发展，电力电子技术也在不断的吸收新的技术不断的发展。然而，作为一种处在发展过程中的电力控制技术。电力电子技术在电力系统中的应用和稳定性还远远不能够达到电力电子技术的设计要求。如何实现电力电子技术在电力系统中应当起到的控制作用，我们要从电子设备的革新和电力电子技术的不断发展上谋求出路，不断的探索和发展电力电子技术对于提高电力的生产质量，减少生产成本和配送损耗，实现电力系统的经济效益，有着重要的意义。

参考文献

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[2]郑锦彪.浅谈电力电子技术在电力系统中的应用与研究[J].黑龙江科技信息,2007(05).

[3]李亚峰,蒋奋翘.电力电子技术发展的新趋势[J].浙江工商职业技术学院学报,2006(03).

[4]杨超.基于DSP的有源电力滤波器的开发研究[D].河北工业大学,2003.

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一、引言

随着WTO正式将教育归入到国际服务贸易的第五大类，高等教育的国际化就开始步入“跨境教育”的新阶段。作为“国际教育服务贸易”的重要组成部分，留学生教育在我国日益受到政府和高校的重视。考虑到一定规模的留学生教育不仅可以在不影响原有国内学生教育的同时，还能有效开拓办学经费来源，增加预算外收入，从而反哺并促进国内学生教育的进一步发展，因此，我校从2009年开始招收电气工程及其自动化专业的巴基斯坦留学生。

电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，其应用范围非常广泛，涉及一般工业、交通运输、电力系统、通信网络、计算机、新能源发电等，因而《电力电子技术》已成为电气工程及其自动化专业本科教学阶段的专业基础课程，地位十分重要。然而由于课程难，内容多，课时少，所以给留学生上好《电力电子技术》是一项具有挑战性的工作。

通过多听有丰富教学经验的老师授课，并向他们请教，笔者对如何给留学生上好《电力电子技术》这门课有了一些初步认识，概括起来，主要是注意三个方面的问题：思想上高度重视，提升教师自身素质;做好备课工作;运用好案例教学法。

二、思想上高度重视，提升教师自身素质

首先要从思想上高度重视留学生的教学工作，认识到能否顺利完成对留学生的教学工作，不仅是授课教师的个人形象问题，也是我校整体形象问题，更关系到我国电气工程及其自动化专业教育事业的国际形象问题。自从教育部[2001]4号文件中要求大学本科“积极推动使用英语等外语进行教学以来”，我校就行动起来，努力贯彻这一精神，并逐步开设了一些双语教学课程;但距离全英语授课仍有一定距离和困难。只有充分认识到留学生教学工作的重大意义，教师才能克服思想上的畏难情绪，发挥主观能动性，投入更大的热情和更多的精力实现对留学生的全英语授课。

《电力电子技术》全英语授课，对我校来讲是一个新的教学领域和课题，也是对教师的一个新的能力要求;这是一种挑战，同时也是一种机遇。提升教师自身素质是实现留学生《电力电子技术》全英语授课并保证教学质量的关键。为此，我校三管齐下：其一，从思想上让教师深刻认识到，留学生全英语授课是国家利益需要、学校发展需要和个人成长需要的一个极好的结合点。教师应抓住这个难得的机会，努力糅合自己的专业知识平台和课程教学需要，提高英语表达能力，跃过“语言”这个门槛，使得自己的信息来源和知识视野更加宽广，从而取得更大的教学成果和科研成就。其二，从组织上加强教师公共英语和专业英语的学习。例如，派送教师出国进行为期半年或一年时间的进修，分期分批安排青年教师参加由外教授课的各种英语培训，要求教师观摩教学示范课等。其三，从制度上保证教师全英语授课的积极性。例如，按照给国内学生的授课课时乘以系数2.5来计算教学工作量等。

三、做好备课工作

众所周知，要想上好一门课，首先是要备好课。备课有两种类型：一种是针对全课程内容而言的整体性备课，另一种是每次课（大学中通常是将连续的两节课作为一次课）的课前备课。

1.整体性备课

整体性备课是对《电力电子技术》的全面准备，是教师能否讲好这门课程的最关键一步。只有对《电力电子技术》有了整体上的把握，对教学内容已经做到了圆熟贯通，才能在具体讲授每次课时有一个全局的高度、有一种俯视的自信，才能清晰流畅、举重若轻地讲授课程，犹如庖丁解牛、游刃有余。

在整体性备课中，关键是要弄清楚五个基本问题，并完成好六项准备工作。五个基本问题是指：（1）《电力电子技术》的主体框架、基本内容、各部分内容之间的逻辑关系，以及贯穿全课程的关键线索是什么？（2）《电力电子技术》的教学目标是什么？也就是说，学了这门课程以后，留学生能够做到些什么？（3）《电力电子技术》的历史、现状和发展方向是什么？（4）《电力电子技术》在整个教学计划中的地位和作用是什么？（5）《电力电子技术》的主要内容应通过怎样的教学步骤和教学方法传授给留学生？应该做好的六项准备工作分别为：（1）认真研读《电力电子技术》教学大纲;（2）认真选择、研读教材及参考书;（3）认真研读《电力电子技术》的前修课和后续课的教材;（4）自己动手做教材中的全部练习题及思考题;（5）了解留学生;（6）撰写一份《电力电子技术》教学安排表，并在课前发放给每个留学生。其中，最要紧的是了解留学生。

了解留学生的语言能力、文化特点、知识结构、就业去向等信息是顺利开展《电力电子技术》教学的前提与基础。比如，我们了解到：（1）英语是巴基斯坦的官方语言，从小学起所有教科书均为英文版，所以留学生的英语听、读、写的水平普遍较高，但他们的口语发音与我们中国教师所熟悉的“美式英语”、“英式英语”有所不同，清辅音“t”“k”“p”通常读成浊辅音“d”“g”“b”等。熟悉并适应留学生的口语发音特点，就能逐渐减少与他们交流的语言障碍。（2）不同于国内学生，由于从小受英美文化的影响，巴基斯坦留学生在上课时很喜欢就不懂的或感兴趣的问题随时提问、自由讨论，课堂气氛非常活跃。对于已经习惯了国内学生内敛特点的教师而言，如何在不伤害留学生学习积极性的同时，有效保持课堂秩序并保证教学进度就是一个值得关注的问题。（3）作为发展中国家，巴基斯坦的经济较为落后，教育普及程度低于中国，加上留学生又来自不同地区，家庭条件各异，受教育程度参差不齐。因此，教师不仅要注意留学生之间的知识结构差异，还要留心他们同国内学生在授课内容多少及难易方面的问题。在选择教材和授课内容时，我们主要是以Denis Fewson教授的Introduction to Power Electronics为蓝本，并糅合了Ned Mohan教授的First Course on Power Electronics and Drives的部分内容;在讲授顺序上，我们是先把开关器件看成为理想开关，并先学习DC/DC变流电路、基于PWM控制技术的DC/AC变流电路，再逐渐过渡到开关器件的开关特性、基于相位控制技术的AC/DC变流电路等教学内容。（4）现阶段招收的巴基斯坦留学生回国后基本上都是去发电厂工作，因此，从新能源发电角度楔入，在授课时我们重点讲授基于PWM控制方式的变流电路，对基于相位控制方式的变流电路仅以AC/DC变流电路为例进行了简单介绍。

2.每次课的课前备课

整体性备课是非常重要的，但课还得一次一次地讲。事实上，只有每一次课都讲好了，整体性的把握才能落到实处。因此，在每一次讲课之前也要备好课，具体来说：（1）要根据《电力电子技术》教学安排表明确每次课所讲授内容的大题目，确立教学目的，选择具体内容及讲授重点;（2）根据教学的具体内容确定教学模式，例如，课堂讲授、实验或讨论等;（3）要把选定的教学内容组织成一次讲授式或议论式或谈话式的文稿，应服从并服务于主题，把各部分内容按起始段、中间段到结尾段的顺序安排组织好;（4）选择合适的教学方法和教学手段;（5）写出一份教案，准备在课堂中使用。其中，教案是做好每次课的课前备课工作的最为核心之处。比如，根据巴基斯坦留学生的特点，我们预先设想留学生在上课时的反应、容易提出的问题、可能出现的困难等，在教案中写下应对之策。

四、运用好案例教学法

教学方法是多种多样的，包括讲授法、谈话法、讨论法、直观教学法、准直观法、边讲边练法、单元教学法、发现教学法、程序教学法、案例教学法、暗示教学法等[3]，上述方法都有它们各自的优势和不足，适用于不同的场合，因此，不应盲目肯定或否定一种方法，而应结合教学模式、教学手段和教学设备加以综合使用。

对于《电力电子技术》这门课程而言，笔者非常信赖案例教学法――通过精心选择Randall Shaffer教授在Fundamentals of Power Electronics with MATLAB”一书中的例题，向留学生演示Matlab/Simulink模型搭建与仿真分析，从而传授他们点石成金的“金手指”，实现“授之以鱼，不如授之以渔”的目的。比如，在讲授基本斩波电路的相关内容时，笔者以Buck电路为例，对其小信号建模方法进行了介绍，并用Matlab/Simulink进行了对比仿真分析。由于电路拓扑简单（开关器件的通断只衍生出两个线性子电路拓扑），涵盖内容却丰富（涉及电路分析、偏微分运算、状态方程求解，传递函数与控制框图表示等），因此，一方面留学生能够轻松掌握对于变流电路这类因含有开关器件而呈现出非线性的电路的建模方法，另一方面，也让留学生明白了整个大学阶段所学的各门课程其实是相互关联的，共同服务于解决问题的需要。

五、结语

现阶段，留学生教育在我国日益受到政府和高校的重视。我校从2009年开始招收电气工程及其自动化专业的巴基斯坦留学生。由于课程难，内容多，课时少，所以给留学生上好《电力电子技术》并非易事。笔者从思想上高度重视，并提升教师自身素质;做好备课工作;运用好案例教学法三个方面谈了自己给留学生讲授《电力电子技术》的认识和体会，希望能起到抛砖引玉的作用。

【参考文献】

[1]张民选， 黄复生， 闫温乐.大学的收益：留学生教育中的经济学意义[J].教育研究， 2008， 4： 22-29.

[2]王兆安， 黄俊.电力电子技术（第4版）[M].北京： 机械工业出版社， 2000.

[3]龚绍文.大学青年教师教学入门――大学施教学初步[M].北京： 北京理工大学出版社， 2006.

篇（10）

作者简介：汤赐（1978-），男，湖南湘潭人，长沙理工大学电气与信息工程学院，讲师。（湖南 长沙 410114）

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）07-0070-03

电力电子技术是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术，其应用范围非常广泛，涉及一般工业、交通运输、电力系统、通信网络、计算机、新能源发电等，因而“电力电子技术”已成为本科教学阶段的专业基础课程，地位十分重要。然而由于课程难、内容多、课时少，所以上好“电力电子技术”是一件具有挑战性的工作。

评判“电力电子技术”课上得是否好，至少应关注它有无具备以下7个方面的特征：[1]内容丰富、概念明确、重点突出、脉络清晰、语言生动、板书精当和学时准确（不拖堂、不早退）；其中第一、二点主要取决于授课教师的学术水平，而后面五点则与教师传授、帮促方面的基本功有关。目前，大学新进教师普遍为高学历人才，在学术上有着一定深度和广度，但在传授和帮促的基本功方面还显得有些薄弱。

作为大学新进教师中一员，笔者通过多听有丰富教学经验的老师授课，向他们请教，并拜读北京理工大学龚绍文教授所著《大学青年教师教学入门：大学施教学初步》，[1]对如何上好“电力电子技术”有了一些初步认识，概括起来，主要是注意四个方面的问题：做好整体性备课工作、做好每次课的课前备课工作、重视第一堂课以及掌握并运用好教学基本原则。

一、做好整体性备课工作

众所周知，要想上好一门课，首先是要备好课。备课有两种类型：[1]一种是针对全课程内容而言的整体性备课，另一种是每次课（大学中通常是将连续的两节课作为一次课）的课前备课。

整体性备课是对“电力电子技术”的全面准备，是教师能否讲好这门课程的最关键的一步。只有对“电力电子技术”有了整体上的把握，对教学内容已经做到了融会贯通，才能在具体讲授每次课时有一个全局的高度、有一种俯视的自信，才能清晰流畅、举重若轻地讲授课程，犹如庖丁解牛，游刃有余。在整体性备课时，关键是要弄清楚5个基本问题，并完成好6件准备工作。

1.5个基本问题

（1）“电力电子技术”的主体框架，基本内容、各部分内容之间的逻辑关系，以及贯穿全课程的关键线索是什么？这个问题是从整体上把握“电力电子技术”的首要问题，直接挑战教师对所授内容的理解深度和运用程度。

“电力电子技术”主要由三大部分组成：[2]电力电子器件；AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC四大类基本变流电路以及由它们组合而成的组合变流电路；对各种变流电路都适用的PWM控制技术和软开关技术。其中，各种变流电路及其控制技术的学习和掌握是本课程的主体。变流电路种类繁多，突出带有共性的分析方法对于理解各种电路的工作原理具有十分重要的作用。例如，通断型电力电子器件的存在，使得四大类变流电路及其他们的组合变流电路呈现出非线性特性；但当电路中各通断型电力电子器件的通断状态确定后，整个变流电路又可以根据线性电路的基本理论进行分析。相位控制和脉冲宽度调制（PWM）则是分别针对半控型器件和全控型器件组成的电路拓扑的两种控制技术。而所选用的通断型电力电子器件的类型（即不可控型、半控型、全控型）则是将各种变流电路及其控制技术（对不可控型器件构成的电路不存在控制问题）构成一个有机整体的关键线索。

（2）“电力电子技术”的教学目标是什么？也就是说，学了这门课程以后，学生能够做到些什么？为了从宏观上控制大学的教学质量，教育部对主要的基础性、专业基础性课程都制定了相应的“课程教学基本要求”，一般涉及两个方面的内容：一个方面是规定了一门课程必须包含的知识点和基本技能；另一个方面是学生对这些知识和技能应该掌握的程度层次，例如，识记、了解、理解、应用（可进一步细化为简单应用、分析、综合和评价等）。

通过对“电力电子技术”的学习，学生熟悉并掌握晶闸管、门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）和绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）等电力电子器件的工作原理、开关特性和电气参数；熟悉并掌握单相、三相整流电路和有源逆变电路的基本原理、波形分析，以及各种性质的负载对电路工作性能的影响；掌握直流斩波电路的工作原理、电路结构、换相方法及参数计算；掌握交流调压电路的电路结构、换相方法、波形分析和参数计算，了解交-交变频电路的基本原理；掌握逆变电路，特别是PWM型逆变电路的工作原理、控制方法、波形分析；了解软开关技术的基本概念；了解电力电子技术的发展方向。

（3）“电力电子技术”的历史、现状和发展方向是什么？了解历史，分析现状，是为了更好地预测未来。所谓“了解历史”，首先，要清楚所授课程的发展经历了几个阶段；其次，应知道每个阶段的标志性事件、代表性人物和重要结果；最后，对某些重要结果在历史上的获得过程也需有所涉猎，从而有助于利用历史所蕴含的科学精神、研究方法和思想启迪，创造性地挖掘新方法、新技术。[1]而在分析现状时，不但要聚焦本校、兄弟院校、国外高校对本课程在教学内容、教学模式、教学方法和教学手段等方面的情况，还应关注本课程所属学科的最新科研进展。

由于电力电子器件的发展对电力电子技术的发展起着决定性的作用，因此，电力电子技术的发展史是以电力电子器件的发展史为纲的。

使用电子管、水银整流器的时期属于电力电子技术的史前期或黎明期。在这一时期，各种整流电路、逆变电路和周波变流电路的理论已经发展成熟并广为应用。1957年美国通用电气公司研制出第一个晶闸管标志着电力电子技术的正式诞生；随着晶闸管及晶闸管变流技术的发展，电力电子技术的概念和基础得以逐渐确立。由于晶闸管是通过对门极的控制能够使其导通而不能使其关断的器件（即半控型器件），因而所采用的控制方式主要是相位控制，其关断通常需要依靠电网电压等外部条件来实现，实际应用时受到很大的局限。20世纪70年代后期，以GTO、BJT和Power MOSFET为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推进到一个新的发展阶段。与晶闸管电路的相位控制方式相对应，采用全控型器件电路的主要控制方式为PWM。PWM方式不仅在逆变、斩波、整流、变频及交流电力控制中均可应用，而且使得电路的控制性能大为改善，因而对电力电子技术的发展产生了极为深远的影响。在20世纪80年代后期，以IGBT为代表的复合型器件异军突起。由于综合了MOSFET驱动功率小、开关速度快和BJT通态压降小、载流能力大的优点，因此，IGBT成为了现代电力电子技术的主导器件。同IGBT相类似的，还有复合了MOSFET和GTO优良性能的MOS控制晶闸管（MCT）和集成门极换流晶闸管（IGCT）。目前，把驱动、控制、保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）成为了电力电子技术发展的一个重要方向。

（4）“电力电子技术”在整个教学计划中的地位和作用是什么？整个大学四年的教学过程是一个系统工程，而具体到某一门课程则只属于它的一个局部，因此，各门课程的教学不能孤立地进行，而必须与其他课程相互配合，特别是要关注前修课和后续课。

“电力电子技术”是一门技术基础课，在学习它之前，学生应学过“电路”和“电子技术基础”，并已能熟练使用示波器等电子仪器；而“电力拖动自动控制系统”则是该课程的后续课之一。

（5）“电力电子技术”的主要内容应通过怎样的教学步骤和教学方法传授给学生？设计一个合理的教学步骤或教学过程，并采用科学的教学方法帮助和鼓励学生达到教学目标是整体性备课的最后一个基本问题。

一般来讲，教学过程可分为三步走：首先，是把“电力电子技术”的教学目标具体化、明确化，并通过教学内容这一载体反映出来。然后，采用各种行之有效的教学方法，帮助和鼓励学生通过自主学习来达到课程教学目标，所谓“授之鱼，不如授之以渔”。比如，可以帮助和鼓励学生自己运用Matlab/Simulink搭建简单的变流电路拓扑，[3]验证相位控制方式和PWM方式；帮助和鼓励学生使用Matlab/Simulink中自带的仿真模型，并善于利用Google搜索网络资源；最后，就是要合理评价学生的进步。

教学方法是多种多样的，包括讲授法、谈话法、讨论法、直观教学法、准直观法、边讲边练法、单元教学法、发现教学法、程序教学法、案例教学法、暗示教学法等，[1]上述方法都有它们各自的优势和不足，适用于不同的场合，因此，不应盲目肯定或否定一种方法，而应结合教学模式、教学手段和教学设备加以综合使用。对于“电力电子技术”这门课程而言，笔者非常信赖案例教学法――通过演示Matlab/Simulink模型搭建与仿真分析来传授学生点石成金的“金手指”。

2.6件准备工作

有了对上述5个基本问题的认识后，接下来就应该做好以下6件准备工作了：认真研读“电力电子技术”教学基本要求和教学大纲；认真选择、研读教材及参考书；认真研读“电力电子技术”的前修课和后续课的教材；自己动手做过教材中的全部练习题及思考题；了解学生；撰写一份“电力电子技术”教学安排表，并在课前发放给每个学生。其中，最要紧的是研读教材、做好习题和了解学生。

所谓“研读”，是指通过仔细的、反复的、研究式的将选定的《电力电子技术》教材读上很多遍，从而把教材中的重点和难点部分完全吃透，即要读到不会被人就教材中的内容问倒、读到可以脉络清晰、有理有据地用自己的语言来阐述教材中的重点和难点内容。

西安交通大学王兆安教授和黄俊教授主编的《电力电子技术》（第4版），[2]每章均提供有习题及思考题。这些习题及思考题都是精心安排的，与正文相互呼应、相互配合，有助于学生对教材内容的理解和能力的培养。然而学生在做题的过程中又最容易出现问题，也最需要教师的帮助和指导，因此，教师必须事先亲自动手做一遍，做到对所有习题都心中有数，这样才能使学生通过“带着问题自学”、“向教师寻求答疑释惑”的过程获得“豁然开朗”的明悟。

所谓了解学生，首先，是要了解学生当前的知识基础，因为一切新的知识都是在已有知识平台的基础上增加的。其次，是要了解学生的能力状况、所学专业、就业去向等信息，以便决定“电力电子技术”对本届学生的讲法，如何运用启发式教学原则以及如何与学生的专业、就业相结合。

只有在弄清楚5个基本问题并做好6件准备工作后，整体性备课才能算大致完成，所获得的一个重要结果就是写出一份“‘电力电子技术’教学安排表”；据此，实现每次课的课前备课，即写出一份针对每次课的教案，从而给学生具体上好每一次课。

二、做好每一次课的课前备课工作

整体性备课是非常重要的，但课还得一次课一次课地讲。事实上，只有每一次课都讲好了，整体性的把握才能落到实处，因此，在每一次讲课之前也要备好课，具体来说：要根据“电力电子技术”教学安排表明确每次课所讲授内容的大题目，确立教学目的，选择具体内容及讲授重点；根据教学的具体内容确定教学模式，例如，课堂讲授、实验或讨论等；要把选定的教学内容组织成一次讲授式或议论式或谈话式的文稿，应服从并服务于主题，把各部分内容按起始段、中间段到结尾段的顺序安排组织好；选择合适的教学方法和教学手段；写出一份教案来，准备在课堂中使用。其中，教案是做好每次课的课前备课工作的最为核心之处。

一般来说，一次“电力电子技术”课的教案由两大部分组成：概述和教学进程。概述主要用于阐释教师对本次课的基本认识和实施教学的指导思想，涉及授课对象及其特点（重点是学生的专业特色、就业去向、已有的知识基础和学习能力）、题目或主题、教学目的、重点和难点、讲授方法和教学手段等。[4]教学进程则负责具体组织教学步骤，用以落实概述中的基本分析和指导思想，通常按授课时序写明每个教学段落的教学要求、教学内容、表达方式和时间分配等细节。

三、重视第一堂课

俗话说，良好的开端是成功的一半！第一堂课讲得好不好对整个“电力电子技术”课程能否顺利进行是至关重要的。如果学生对第一堂课的印象好，为以后的讲课就创造了良好条件；相反，如果第一堂课准备不足，给学生的印象不好，以后就要花上好几倍的工夫才能挽回。因此，教师首先要从思想上高度重视第一堂课。

那么，第一堂课怎样才算成功呢？“兴趣是最好的老师”，笔者认为，第一堂课应努力使学生产生三个兴趣：让学生对教师产生兴趣；让学生对电气工程学科产生兴趣；让学生对学习“电力电子技术”课程产生兴趣。为此，教师须明确教学目的，并完美演绎“三个介绍”。

1.明确教学目的

“电力电子技术”第一堂课通常为绪论课。考虑到大学生都有一定的自学能力，即表现为对具体问题的理解以及数学演绎能力，但从课程整体内容上把握实质问题的能力还较弱，因此，第一堂课的教学目的旨在把学生的注意力抓过来，免得课程一开头就使学生在没有任何思想准备的情况下盲目陷入到具体问题的思考之中。通过对一些教学内容，如“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用是什么，什么是电力电子技术，它的发展经历了哪些阶段，目前主要应用在哪些领域等具体教学内容的初步说明，使学生对电力电子技术有一个宏观意义上的了解。在进行课堂讲授时，要重点分析“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用；阐述电力电子技术与电子学、电气工程、控制理论三者的关系；并结合授课对象所学专业的特点及需要，介绍电力电子技术目前主要应用的领域。

2.教师的自我介绍

对于任何一门新开课，简短的自我介绍是师生间建立起相互了解的第一步。教师良好的精神风貌、对本学科知识孜孜以求的精神以及求学、工作、生活中面对困难、挫折的勇气都会深深地感染学生，使对未来还多少感到迷茫的他们多一份信心，少一些顾虑。因此，教师在进行自我介绍时，需注意以下几个方面：第一，内容应尽量贴近电气工程学科的发展或“电力电子技术”课程的学习。例如，笔者通过自己本科阶段学习自动化专业、硕士研究生阶段从事电机与电器专业、博士研究生阶段毕业于电力电子与电力传动专业的求学历程介绍，为后续分析“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用埋下伏笔。第二，用语准确、规范、生动，有着自己鲜明或独特的语言风格和表达特点。第三，要把自己的学科造诣、科研成就适度的介绍给学生，使学生对教师产生信任感和敬佩感。

3.电气工程学科的介绍

电气工程是研究电磁现象、规律及应用的学科，下设5个二级学科，分别为电机与电器、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术、电力电子与电力传动和电工理论与新技术。

作为现代科技领域中的核心学科之一，以及当今高新技术领域中不可或缺的关键学科，电气工程的教育和科研不仅在我国，而且在发达国家的大学中也一直占据着十分重要的地位。通过“电路原理”、“电路实验”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“电子技术实验”、“自动控制原理”、“微机原理与接口技术”等基础必修课，认识实习、电子实习、金工实习等基础实践环节，“工程电磁场”、“电机学”、“电力电子技术”、“电气控制与PLC技术”、“电力系统稳态分析”、“电力系统暂态分析”、“发电厂的电气部分”、“电力系统继电保护”、“电力系统自动装置”、“高电压与绝缘技术”、“电力系统微机继电保护”等专业必修课，“单片机原理及应用”、“控制系统仿真”、“嵌入式系统及应用”、“自动化仪表与过程控制”、“虚拟仪器”、“电力工程概论”、“电能质量分析与控制”、“新能源发电技术”、“配电自动化”、“绝缘在线检测技术”、“电力系统过电压”、“电力系统调度运行与控制”、“电力系统市场营销”、“电力系统自动化”等专业选修课，“电子技术课程设计”、“高电压与绝缘技术课程设计”、“发电厂的电气部分课程设计”、“电力系统分析课程设计”、“电力系统继电保护课程设计”、“变电站微机监控实训”、“生产实习”、“毕业实习”、“毕业设计（论文）”等专业实践环节的学习和培训，培养有关电能生产、传输直至使用的全过程中，各种电气设备和系统的设计、制造、运行、测量和控制等方面的高层次科学研究、工程技术与管理专门人才和高等学校师资。

由于电气工程研究范围广泛，应用前景乐观，加上在人才培养模式上突出了宽口径、复合型，因此，该专业的毕业生在就业时呈现出“点多、面宽、适应性强”等特点。一般来说，从电气工程专业顺利毕业后能够在系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域担任重要工作，也能到各级发电厂、供电局、电网调度所、各类大中型企业从事电力设计、建设、调试、生产、运行、管理、市场运营、科技开发和技术培训等工作，或从事电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作。

通过对电气工程学科的介绍，一方面让学生产生能有幸从事电气工程学习的自豪感，并形成正确的学习观，明确学习目的；另一方面也有助于引出“电力电子技术”课程及电力电子技术的地位与作用的学习内容。

4.“电力电子技术”学习方法的介绍

对于学生而言，他们最关心的是即将要开始学习的这门课程到底要学些什么，学完了以后有什么用，难不难学，该怎样学等，因此，教师在第一堂课上，应结合自己的学习经历和科研体会，向学生介绍“电力电子技术”的学习方法。例如，笔者通过介绍自己如何运用电力电子技术提高电能质量的科研经历，鼓励学生自己运用Matlab/Simulink搭建简单的变流电路拓扑，验证相位控制方式和PWM方式；鼓励学生使用Matlab/Simulink中自带的仿真模型；将适合学生自主学习和探究学习的网络资源介绍给他们，以期达到“授之渔”的目的。

四、掌握并运用好教学基本原则

首先，要建立一个指导思想，就是“教完全是为了学”，即明确教学效果和学生的收获才是“电力电子技术”教学研究的出发点和落脚点。

其次，应确立启发式教学的原则。所谓启发式教学是指在教学活动中学生对于知识的获得不是被动地由教师灌入而来的，而是在教师的启发、引导下，通过自己的思考、推理或联想而来的。这种教学方式保证了学生是教学活动的主体，教师是教学活动的主导，有利于发挥二者的积极性。那么，每一堂课怎样实施启发式教学呢？是不是在讲述一个问题时，只有向学生不断提问才算是启发式教学呢？其实不然。

在讲述一个问题时，只要教师抓住了问题的本质，或通过剖析提炼出某类问题的共性，并深刻地阐明了它，在解决问题的讲述中体现了解决此类问题的一般方法和特殊技巧，那么对学生就会有启发作用，因而也就属于启发式教学。[1]例如，在讲授基本斩波电路的相关内容时，笔者以Buck电路为例，对其小信号建模方法进行了介绍。由于电路拓扑简单（开关器件的通断只衍生出两个线性子电路拓扑），涵盖内容却丰富（涉及电路分析、偏微分运算、状态方程求解，传递函数与控制框图表示等），因此，一方面学生能够轻松掌握对于变流电路这类因含有开关器件而呈现出非线性的电路的建模方法，另一方面，也让学生明白了整个大学阶段所学的各门课程其实是相互关联的，共同服务于解决问题的需要。

最后，需强调师生互动，发挥教师“教”与学生“学”的积极性。师生之间的互动有两种表现形式：一种是显性的，一种是隐形的。前者有明显的身体动作方面的互动；后者则体现为思维上、眼神上的互动，尤其是思维上的互动。要想在课堂上与学生有思维上的互动，教师要努力做到让学生的脑子里始终带有问题，引导学生自己去发现解决问题的方法，使之有成就感，教师再适时地给予肯定，让学生的学习积极性高涨起来。

五、结束语

由于课程难，内容多，课时少，所以对于大学新进教师来说，上好“电力电子技术”并非易事。笔者从做好整体性备课工作、做好每次课的课前备课工作、重视第一课堂以及掌握并运用教学的基本原则4个方面谈了谈自己讲授《电力电子技术》的认识和体会。

参考文献：

[1]龚绍文.大学青年教师教学入门――大学施教学初步[M].北京：北京理工大学出版社，2006.