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電力電子技術(shù)15篇(優(yōu)秀)
電力電子技術(shù)1
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，各種能源消耗速度極大，能源短缺已成為社會生產(chǎn)發(fā)展過程中亟待解決的問題。近年來，新能源的開發(fā)和利用，為解決能源短缺問題提供了一條新的道路，而電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中扮演著重要的角色。本文通過對電力電子技術(shù)的概述、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用、在電力電子技術(shù)運用過程中應(yīng)注意的問題等方面的著重介紹，讓人們充分認(rèn)識和了解電子電力技術(shù)并加強對其合理有效充分的利用。
一、電力電子技術(shù)概述
電力電子技術(shù)，又稱功率電子技術(shù)，學(xué)術(shù)上稱電力電子學(xué)，是指應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，使用電力電子器件對電能進行變換和控制的電子技術(shù)。電力電子技術(shù)包括電力電子器件、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)及其控制三個方面，涉及電力電子器件（上游）、電力電子設(shè)備和系統(tǒng)（中游）、電力電子技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用（下游）三個領(lǐng)域。電力電子技術(shù)將各種能源高效率地變換成為高質(zhì)量的電能，是采用電子信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的有效技術(shù)途徑。電力電子技術(shù)具有高效、節(jié)能、省材的特點，對于我國乃至世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展具有極為重要的作用，是現(xiàn)代科學(xué)、工業(yè)和國防的重要支撐技術(shù)。
二、電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用研究
電力電子技術(shù)是實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和提高人民生活質(zhì)量的重要技術(shù)手段，在執(zhí)行當(dāng)前國家“發(fā)展新能源”和“節(jié)能減排”基本國策的過程中起著重要的作用。下面以一些能源的開發(fā)利用為例，對電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用進行研究。
1、水力發(fā)電
沒有水就沒有生命。這句話充分說明了水的重要性：水是生命的源泉，地球上沒有水，也就不會有生命的存在。有聰明才智的人抓住水在流動過程中產(chǎn)生的動能可以充當(dāng)天然的推動力這一有利條件，再加上一些物理知識和電路原理，以著名的三峽水電站為標(biāo)志的一大批水電站挺立起來了。這一創(chuàng)新，不僅僅降低了對媒體等不可再生能源的消耗，更創(chuàng)造性的為人類尋找可再生能源并加以利用的道路提供了方向。在水利發(fā)電的基礎(chǔ)上，一系列電力電子技術(shù)在新能源的開發(fā)利用中得到了創(chuàng)新。
2、風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)是大自然產(chǎn)生的一種自然現(xiàn)象，具有清潔、可再生、儲量大的特點，而風(fēng)能則順理成章的成為了一種能夠被高效利用的低碳能源。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的`出現(xiàn)，可以有效的減少二氧化碳的排放量、減緩全球氣候變暖，為我們保護環(huán)境、節(jié)約能源、減少資金成本帶來了突破性進展。這項技術(shù)不但將取之不盡、用之不竭的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成源源不斷的電能，而且有利于緩解能源危機和供電壓力，隨著風(fēng)電技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，風(fēng)力發(fā)電組等產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量逐漸增多增強，在價格和效用上自然也會更具優(yōu)勢。在當(dāng)前形式下，除水電技術(shù)外，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比其它可再生能源技術(shù)更為成熟、成本更低、對環(huán)境破壞更小，因此還有改善生態(tài)環(huán)境的重要作用。
3、太陽能發(fā)電
在大自然賜予地球的能源中，太陽能也是一種取之不盡、用之不竭的清潔能源之一，陽光是人類賴以生存的因素之一，世間萬物離開了太陽就難以繼續(xù)維持生命。據(jù)統(tǒng)計，我國2/3以上國土面積的年日照時間在2200h以上，年輻射總量在502萬kJ/m2以上，為太陽能的利用創(chuàng)造了豐富的資源和有利條件。目前太陽能在利用中，主郭建要采用了三種技術(shù)：太陽能光電技術(shù)、太陽能光熱技術(shù)和太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。這些技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，對于新能源的開發(fā)利用起到了巨大的作用。太陽能電池是電力電子技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用中的典型案例。太陽能熱水器、蔬菜大棚的照明、藥材和果脯的干燥、太陽能路燈等，都是利用了太陽能發(fā)電發(fā)熱的原理�？梢哉f，太陽能發(fā)電技術(shù)，在未來生活中具有更廣泛、更有前途的發(fā)展前景。
4、潮汐能發(fā)電
在波濤洶涌的大海上，潮汐狂妄的拍打著海面，巨大的潮汐能為新能源的開發(fā)和利用帶來了契機，通過電力電子變換裝置，發(fā)電機將巨大的潮汐能轉(zhuǎn)換成電能，也就是能使這些波動能（潮汐能）的電能以恒壓恒頻方式輸出，再通過其他的電力裝置，為電力系統(tǒng)提供電力，其提供的電能既能源源不斷輸出，又對克服能源危機（煤、石油、天然氣等化石類能源匱乏）提供了重要的解決措施，可以說，自然界的可再生資源也是無窮無盡的，只要我們擁有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛，并采用先進的各項技術(shù)加以不斷創(chuàng)新和完善，就可以在循環(huán)利用的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)造出各種新的清潔、高效、可再生、無限利用的能源。
三、結(jié)束語
由上述諸多例子中可以看出，新能源的開發(fā)和利用已成為一種優(yōu)勢更大的發(fā)展趨勢，而電力電子技術(shù)在這項偉大的工程中發(fā)揮著難以想象的重要作用。目前，電力電子技術(shù)對我國來說，在大氣污染治理、節(jié)能環(huán)保、電力系統(tǒng)及國民生活等等中的應(yīng)用非常廣泛，而從大方面來講，電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟與人民日常生活中正發(fā)揮越來越重要的作用。由此我們可見，電力電子技術(shù)不僅是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是未來技術(shù)的發(fā)展趨勢之一。我國政府相關(guān)職能部門已經(jīng)采取了一系列有力措施，將發(fā)展電力電子技術(shù)作為在相當(dāng)長的一段時間里的重點發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。新能源發(fā)電系統(tǒng)給電力電子技術(shù)提供了新的方向，也為從事可再生發(fā)電能源系統(tǒng)的研究提供了新的思路。在國家政策強有力的推動下，電力電子技術(shù)正迎來其發(fā)展的大好時機。
作者:郭建 單位:南京磐能電力科技股份有限公司
電力電子技術(shù)2
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國電力領(lǐng)域也是取得了不小的成就。為了更好的實現(xiàn)現(xiàn)代化電力發(fā)展目標(biāo)，將電子技術(shù)與電力事業(yè)相融合，形成新穎的電力電子技術(shù)，以高新技術(shù)知識為基礎(chǔ)，為我國電力事業(yè)提供方便、快捷的生產(chǎn)途徑。也為人們的生產(chǎn)生活提供源源不斷的能源需求，因此本文也會針對電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用進行詳細的討論，充分體現(xiàn)電力電子技術(shù)在社會發(fā)展中的重要性。
【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；發(fā)展應(yīng)用
電力電子技術(shù)是一種科學(xué)性和實用性較高的新型電力技術(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的主流，對我國的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展有著很重要的影響。其使用速度也是在逐年上漲。主要用在電能的獲取、傳輸、交換和利用等環(huán)節(jié)，有效的提高了用電效率，提升供電質(zhì)量，同時也為能源的節(jié)省創(chuàng)造了有利條件，為環(huán)境保護提供了可靠的保障。本文通過闡述電力電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，充分體現(xiàn)電力電子技術(shù)對于國民經(jīng)濟水平提高的重要性。
1電力電子技術(shù)的發(fā)展
1.1電力電子技術(shù)的晶閘管時代
電力電子技術(shù)的晶閘管時代起源于20世紀(jì)60年代末期，主要是為各工業(yè)領(lǐng)域提供大功率的用電能源。通過大功率硅整流器傳送，將交流電轉(zhuǎn)化成直流形式的電消費，應(yīng)用在有色金屬、化工原料、電氣機車、地鐵電車、軋鋼、造紙等大型工業(yè)領(lǐng)域中。這種大功率硅整流器的研發(fā)在當(dāng)時的社會發(fā)展中占有著很重要的地位，曾掀起了各地建立硅整流器廠的熱潮，因此被人們稱作電力電子技術(shù)的晶閘管時代。
1.2電力電子技術(shù)的逆變時代
電力電子技術(shù)的逆變時代始發(fā)于20世紀(jì)70年代初期，以自關(guān)斷器件為基礎(chǔ)，創(chuàng)新出交流電機，也被稱作是逆變時代。其優(yōu)點是交流電機中的變頻調(diào)速可以自動的調(diào)節(jié)電流量的使用頻率差異，將多余電能儲存起來，有效的降低了電能源的浪費。因此在當(dāng)時交流電機的發(fā)展也是十分迅猛，尤其是其構(gòu)建組成的元件，如：晶閘管、巨型功率晶體管及門極可關(guān)斷晶閘管，更是發(fā)揮了其節(jié)電的優(yōu)勢。盡管電力電子技術(shù)在那個年代已經(jīng)實現(xiàn)了整流和逆變的功效，可所產(chǎn)生的工作頻率較低，僅適用于中低頻范圍內(nèi)，根本無法滿足日后的工業(yè)發(fā)展需求。
1.3現(xiàn)代電力電子時代
進入90年代初期，我國研制出了功率半導(dǎo)體復(fù)合器件，集結(jié)了多種電力技術(shù)的優(yōu)勢，如：高頻、高壓、大電流等功效�？梢詫⒁缘皖l技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子學(xué)有效的轉(zhuǎn)化成以高頻技術(shù)處理問題為主的電力電子學(xué)，充分體現(xiàn)了電力電子技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。同時各種應(yīng)用在新型器件上的集成電路技術(shù)也在以大批量的走勢向復(fù)合化、模塊化的方向發(fā)展，經(jīng)過這樣一系列的轉(zhuǎn)變，可以使器件體積變小、結(jié)構(gòu)緊湊，并結(jié)合了其他器件的優(yōu)勢，完全符合新時代的電力電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。另外在器件性能上也發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，不僅提高了器件的容量，也提高了其工作效率。此外隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，電力電子技術(shù)逐漸向人工智能技術(shù)的方向靠攏，各種新型的器件控制方法也在大范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，尤其是智能學(xué)科中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，利用強大的.混合人工技術(shù)，對半導(dǎo)體復(fù)合器件采取相應(yīng)的控制技術(shù)和評估技術(shù)，使其更好的應(yīng)用在各工業(yè)生產(chǎn)中，對故障監(jiān)測和故障耐力起到很大的功效。
2電力電子技術(shù)的具體應(yīng)用
2.1電力電子技術(shù)在再生能源中的應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的快速騰飛，我國可再生能源在電力事業(yè)的發(fā)展中占有著重要的作用，其發(fā)電形式也是多種多樣，如：風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、水力發(fā)電及生物質(zhì)能發(fā)電等形式。其中風(fēng)力發(fā)電是再生能源中最為關(guān)鍵的組成部分，具有發(fā)電施工的周期較短、投資靈活、占地面積小、無污染等特點，為電力發(fā)展帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著電力電子技術(shù)和變頻調(diào)控技術(shù)的發(fā)展，其在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用也是越來越廣泛�？梢源蟠蟮奶岣唠娔茉瓷a(chǎn)量，還可以有效的控制風(fēng)電機組，并在電能轉(zhuǎn)換和改善電能質(zhì)量上都有著顯著地成果。是再生能源中不可或缺的重要組成部分。
2.2電力電子技術(shù)在電力節(jié)能中的應(yīng)用
進入新時期以來，電力在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，主要是因為電力具有清潔、無污染、穩(wěn)定性及實用性較高的特點。現(xiàn)如今電力供給已經(jīng)全面的深入到工業(yè)的各個領(lǐng)域中，對其發(fā)展和經(jīng)濟效益都有著很大的促進作用。然而在實際的運用中，我國工業(yè)用電還是存在很多不合理的現(xiàn)象，如：用電效率低、大量浪費等。因此為了緩解這些用電難題，將電力電子技術(shù)應(yīng)用在電機和電機控制方面，則大大提高了供電效率，并且每年可為我國節(jié)省總電量的百分之十八的電能，由此可見電力電子技術(shù)對于能源節(jié)省的重要性，可以充分保證我國能源供給情況，實現(xiàn)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
2.3電力電子技術(shù)在電動汽車及工業(yè)機器人控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
隨著時代的進步和發(fā)展，我國在電動汽車和工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)改造中也發(fā)生了翻天覆地的變化，利用電力電子技術(shù)手段實現(xiàn)了電動汽車的信息化發(fā)展，將其與汽車驅(qū)動裝置有效的融合，形成車速性能高、噪音低、無污染、能源效率高的現(xiàn)代化靈敏電動車型，符合當(dāng)代綠色交通運輸。工業(yè)機器人的產(chǎn)生代表著我國工業(yè)向信息化、科技化的方向發(fā)展，不僅提高了生產(chǎn)效率也為生產(chǎn)技術(shù)工人減輕了工作負(fù)擔(dān)，極大的改善了傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。再其控制系統(tǒng)中加入了電力電子技術(shù)可以有效的提升機器人的靈敏度，讓其進行更為精細的生產(chǎn)加工程序，同時通過調(diào)速變頻裝置，還可以控制機器人的工作速度，避免其在工作和休息時耗費能源差異過大，引起不必要的能源浪費情況。由此可見，電力電子技術(shù)無論是應(yīng)用在電動汽車方面還是應(yīng)用在工業(yè)機器人控制系統(tǒng)上都有著很重要的作用。
3結(jié)束語
綜上所述，電力電子技術(shù)作為一種時代進步的科技產(chǎn)物，有著十分顯著的實用性和安全性。被越來越廣泛的應(yīng)用在各生產(chǎn)領(lǐng)域中，幾乎所有的電子產(chǎn)品都離不開電力電子技術(shù)的滲入，不僅提高了生產(chǎn)效率，增大生產(chǎn)效益，也為我國能源的節(jié)省做出了巨大的貢獻，是能源發(fā)展中不可缺失的組成部分，隨著我國國民經(jīng)濟水平的不斷提高，電力電子技術(shù)也會不斷的進步和完善，為我國節(jié)省更多的能源，更好的為國家經(jīng)濟建設(shè)貢獻力量。
參考文獻
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電力電子技術(shù)3
【文章摘要】信息技術(shù)的快速發(fā)展推動許多學(xué)科進一步完善，以電力電子技術(shù)為例，其本身具有較強的理論性、實踐性等特征，涉及的波形圖、電路圖也較多，相關(guān)設(shè)計人員需掌握較多相關(guān)理論，且在設(shè)計分析中面臨較多的難題。在此背景下便提出仿真技術(shù)，即Matlab，其可通過相應(yīng)模型的構(gòu)建使所有波形結(jié)果具有可視化特征。對此，本文將對電力電子設(shè)計中Matlab應(yīng)用的必要性、基于Matlab的系統(tǒng)模塊構(gòu)建以及系統(tǒng)仿真思路進行探析。
【關(guān)鍵詞】Matlab；電力電子技術(shù)；應(yīng)用
0前言
作為近年來能夠合理控制電能形態(tài)的技術(shù)，電力電子技術(shù)在信息技術(shù)推動下得到快速發(fā)展，其以自身相關(guān)器件轉(zhuǎn)換與控制電能，無論數(shù)瓦電器或數(shù)千瓦輸電系統(tǒng)，都可通過電力電子裝置進行控制。據(jù)統(tǒng)計分析，國外許多發(fā)達國家依托于電力電子技術(shù)所轉(zhuǎn)換的電能達到90%，而這一轉(zhuǎn)換過程的實現(xiàn)主要得益于其在仿真過程中能夠取得精確的結(jié)果。因此，本文對電力電子技術(shù)中Matlab的應(yīng)用研究，對促進電力電子技術(shù)發(fā)展具有十分重要的意義。
1電子電路設(shè)計中Matlab應(yīng)用的必要性
目前，電子電路設(shè)計中逐漸強調(diào)以自動化為主，通過原理圖設(shè)計與仿真相應(yīng)的電路，使電子電路的設(shè)計達到最優(yōu)，并分析電路中的最壞條件等。然而這些設(shè)計自動化目標(biāo)的實現(xiàn)，要求將控制領(lǐng)域中的典型代表Matlab引入其中，其具備基本交互式編程能力，且較多圖像或數(shù)據(jù)處理以及原理圖設(shè)計等都可利用其完成。特別Matlab近年來發(fā)展中，版本處于不斷更新態(tài)勢，且有較多系統(tǒng)模塊與模型如電力電子器件、電路以及電機等都被囊括其中。加上完善中將Sinulink環(huán)境引入其中，更能容納較多關(guān)于電力電子的相關(guān)模塊，為電路電子設(shè)計提供具體的指導(dǎo)。同時，電力電子系統(tǒng)在構(gòu)造中，將Matlab引入其中，也可直接通過仿真計算以測出相關(guān)電路結(jié)果，無需考慮以往因硬件試驗條件缺失而難以仿真的難題，保證設(shè)計精準(zhǔn)性的同時減輕設(shè)計人員的負(fù)擔(dān)。因此，將Matlab引入電子電路設(shè)計中極為必要。
2基于Matlab的模型構(gòu)建
模型構(gòu)建中主要需考慮到Simulink環(huán)境，根據(jù)電氣系統(tǒng)設(shè)計要求，將其融入SinPowerSystems中，該仿真系統(tǒng)對電力電子系統(tǒng)以及電路都較為適用，而且能夠仿真電路傳輸過程以及電機拖動系統(tǒng)等。其中，SinPowerSystems模塊在內(nèi)容上應(yīng)以晶閘管、整流二極管、Mosfet模塊、Diode模塊等為主，同時的也容納較多集成度較高的模塊與底層模塊等，如Universalbridge、Thyristor模塊。實際建模過程中由于需考慮整流系統(tǒng)，所以對各模塊要求合理建模。具體建模過程中，主要需考慮Sinulink系統(tǒng)構(gòu)建、仿真等問題，實現(xiàn)的步驟體現(xiàn)在：①將Sinulink進行打開，可從Matlab中尋找具體內(nèi)容；②完成Sinulink構(gòu)建后，對其進行命名，可使模型后綴名界定在mdl上；③根據(jù)電子電路設(shè)計需要，在模塊集中進行相應(yīng)模塊的尋找，將其向所構(gòu)建的模型放置；④進行電力電子系統(tǒng)的構(gòu)造，并對該系統(tǒng)進行仿真；⑤綜合分析仿真結(jié)果，得出最終結(jié)論。
3基于Matlab系統(tǒng)仿真研究
電力電子技術(shù)實際設(shè)計過程中，其目標(biāo)多集中在如何控制與變換電能方面，其中電力可細化為直流電力、交流電力為主，前者多表現(xiàn)在干電池、蓄電池方面，而后者集中在公用電網(wǎng)方面。但電力由電源獲取，應(yīng)在電力變換的基礎(chǔ)上才可滿足電力電子設(shè)計要求，所以應(yīng)做好電力變換工作�，F(xiàn)行電力變換中，常用的方式主要以直流變與交流變直流、交流為主。一般被叫做整流的為交流變直流，而作為逆變的則為直流變交流；直流變直流主要指不同電壓下直流的轉(zhuǎn)變，交流變交流則叫做的.交流電力控制，側(cè)重于變換電力或電壓。明確這些內(nèi)容的基礎(chǔ)上，便可引入Matlab完成仿真。具體仿真過程主要表現(xiàn)在以下幾方面。
3.1仿真過程在整流電路中的實現(xiàn)
近年來整流電路在應(yīng)用過程中，多以三相橋式類型為主，所以將Matlab引入后，主要對三相橋式類型電路進行仿真。具體仿真中，首先需做好Sinulink環(huán)境的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上完成三相橋式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建。實踐研究發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中要求電橋模塊需保證具有較高的精度，且在觸發(fā)脈沖方面，也需引入具體的脈沖發(fā)生器，這樣可達到整流電路要求。完成仿真模型構(gòu)建后，便可得到仿真結(jié)果，若利用相應(yīng)的波形圖表示，整個三相橋式電路在整流結(jié)果上將更清晰的顯示出來，僅需對控制角進行操作，便可得到整流波形變化結(jié)果，為電路設(shè)計提供準(zhǔn)確的參考。
3.2仿真過程在逆變電路中的實現(xiàn)
對于逆變電路，其主要指直流電轉(zhuǎn)換為交流電。目前，逆變電路的應(yīng)用也較為常見，如較多直流電源包括太陽能電池或蓄電池等，在對交流負(fù)載進行供電時要求逆變電路作用充分發(fā)揮。同時，也有許多電力電子裝置，如感應(yīng)加熱或不間斷電源以及變頻器等，其在設(shè)計過程中都需將逆變電路作為核心內(nèi)容。所以電力電子技術(shù)中關(guān)鍵的內(nèi)容在于逆變電路方面。需注意的是，區(qū)別于直流側(cè)電源，逆變電路通常以電流型、電壓型兩種形式為主，在仿真過程中需通過Matlab做好全橋電路的構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上完成仿真過程。根據(jù)實踐發(fā)現(xiàn)，整個構(gòu)建的結(jié)構(gòu)中，全橋逆變在構(gòu)成上主要以四個橋臂為主，且各橋壁需依托于PWM發(fā)生器向其提供脈沖，這樣便可通過仿真結(jié)果判斷逆變后負(fù)載電流、電壓波形等。綜合來看，無論將Matlab用于整流電路或逆變電路中，僅需保證Sinulink環(huán)境合理構(gòu)造，將相關(guān)電路與具體設(shè)計內(nèi)容進行仿真，便可得到相關(guān)的波形與設(shè)計性能指標(biāo)，為電路電子設(shè)計提供合理指導(dǎo)。
4結(jié)論
電力電子技術(shù)中引入Matlab能夠為設(shè)計提供更多的指標(biāo)數(shù)據(jù)。實際引入中應(yīng)正確認(rèn)識電力電子技術(shù)、Matlab的基本內(nèi)涵，以Matlab為依托進行電路電子模型的具體構(gòu)建，在此基礎(chǔ)上將整流電路與逆變電路引入具體仿真過程中，可結(jié)合仿真結(jié)果分析實際設(shè)計中需注意的問題，能夠保證電路電子的設(shè)計更為完善，推動電力電子技術(shù)的進一步發(fā)展。
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電力電子技術(shù)4
摘要：“電力電子技術(shù)”是高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)課，課程內(nèi)容復(fù)雜，涉及多門學(xué)科。本文在分析獨立學(xué)院學(xué)生特點和“電力電子技術(shù)”課程特點的基礎(chǔ)上，對“電力電子技術(shù)”課程進行了教學(xué)方法的改革，提出基于仿真軟件的“實例教學(xué)”方法，強化了課程教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；仿真軟件；教學(xué)改革
一、引言
“電力電子技術(shù)”是獨立學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)的一門專業(yè)課，課程理論性強、概念多、與工程實際聯(lián)系緊密。電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛。它不僅用于一般工業(yè)，而且廣泛用于交通運輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、新能源系統(tǒng)等，在照明、空調(diào)等家用電器及其他領(lǐng)域中也有廣泛應(yīng)用�，F(xiàn)今，電力電子技術(shù)正以令人矚目的發(fā)展速度，改變著我國工業(yè)的整體面貌。同時，對社會的生產(chǎn)方式、人們的生活方式和思想觀念也產(chǎn)生了重大影響，隨著與信息科學(xué)、計算機科學(xué)和能源科學(xué)等相關(guān)學(xué)科的交叉融合，它正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化的方向發(fā)展［1］。近幾年金城學(xué)院發(fā)展迅速，建立了很多新的實驗室，配備了相應(yīng)的軟硬件設(shè)施，同時學(xué)院的生源水平也有了很大提高，用人單位招聘時的要求也在不斷提高，這些變化促使學(xué)院提出新的培養(yǎng)目標(biāo)，即“高素質(zhì)應(yīng)用型人才”，對于電氣工程及其自動化專業(yè)而言就是培育掌握電氣工程及其自動化領(lǐng)域的理論知識；具有創(chuàng)新精神和實踐應(yīng)用能力的電氣工程及其自動化領(lǐng)域的高級工程技術(shù)人才�！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”作為重要的專業(yè)課，原先的授課方式已無法滿足要求，必須做出相應(yīng)調(diào)整。
二、“電力電子技術(shù)”課程的特點
“電力電子技術(shù)”課程的主要內(nèi)容為電力電子器件、整流電路、逆變電路、直流-直流變流電路、PWM控制技術(shù)、電力電子器件應(yīng)用的共性問題。課程主要特點為：1.理論性強、概念多：“電力電子技術(shù)”課程要求學(xué)生先修電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等課程，同時涉及“電子學(xué)”、“電力學(xué)”、“控制理論”，屬于交叉學(xué)科，所以相關(guān)概念較多，內(nèi)容復(fù)雜。2.實踐性強：“電力電子技術(shù)”是一門實用性課程，學(xué)習(xí)的目的是解決工程應(yīng)用中的實際問題。對學(xué)生的項目設(shè)計開發(fā)能力、制作與測試研究能力都有較高要求。
三、仿真軟件在課程教學(xué)中的應(yīng)用
1.仿真軟件介紹Saber軟件是美國Synopsys公司推出的.一款系統(tǒng)仿真軟件，可用于電子、電力電子、機電一體化、機械、光電、光學(xué)、控制等不同類型系統(tǒng)構(gòu)成的混合系統(tǒng)仿真，為復(fù)雜的混合信號設(shè)計與驗證提供了一個功能強大的混合信號仿真器，兼容模擬、數(shù)字、控制量的混合仿真，可以解決從系統(tǒng)開發(fā)到詳細設(shè)計驗證等一系列問題［2］。該軟件可以對電源的各個組成部分及整體運行狀態(tài)進行模擬，并對結(jié)果進行分析。Saber軟件仿真真實性強，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)實例較多，適用于“電力電子技術(shù)”課程的教學(xué)及學(xué)生電源開發(fā)設(shè)計驗證。Matlab軟件是美國MathWorks公司出品的一款仿真軟件。其中的Simulink提供了可視化開發(fā)環(huán)境，可以在基本模塊庫及電氣模塊庫中選擇合適的模塊搭建電源系統(tǒng)進行電源整體或部分的運行狀態(tài)仿真。Labview軟件由美國國家儀器(NI)公司研制開發(fā)，使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。Labview開發(fā)環(huán)境集成了工程師和科學(xué)家快速構(gòu)建各種應(yīng)用所需的所有工具，旨在幫助工程師和科學(xué)家解決問題、提高生產(chǎn)力和不斷創(chuàng)新，是開發(fā)測量或控制系統(tǒng)的理想選擇［3］。三種仿真軟件易于獲得，可互相通信，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)實例較多，方便學(xué)生自學(xué)，對于后期電源實物研制或電源研究是不可或缺的部分。
2.結(jié)合仿真軟件的實例教學(xué)“電力電子技術(shù)”初始的授課方式就是基本理論的講解，這樣的教學(xué)方式使得內(nèi)容較分散，學(xué)生沒有電源整體概念。在授課內(nèi)容和方式上結(jié)合仿真軟件，采取整體-分布-整體的講解方式。首先，以具體的應(yīng)用實例（比如一個筆記本電腦用的電源適配器）說明一個完整的電源內(nèi)部的組成，讓學(xué)生有整體概念；其次，對每一部分的內(nèi)容進行基本工作原理和特性的講解，再回到整體，介紹如何進行整體電源的設(shè)計。在講解過程中結(jié)合三種仿真軟件，每講解完一個部分，就用仿真軟件搭建相應(yīng)的模型，在仿真環(huán)境下演示此部分的特性或運行原理。最后，演示完整電源的仿真運行及結(jié)果。運用這樣的授課方式可提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容有直觀了解，同時仿真軟件的應(yīng)用對學(xué)生后期的發(fā)展有較大幫助。學(xué)生可用仿真軟件做電源前期的設(shè)計驗證工作，特別是一些較復(fù)雜電源，此步驟不可缺少；在電源研究過程中出現(xiàn)問題時，可在仿真環(huán)境中模擬，找到問題的所在并解決問題；在課堂教學(xué)中結(jié)合仿真軟件可不用開設(shè)專門的課程來學(xué)習(xí)軟件，節(jié)省了相應(yīng)的時間，提高了教學(xué)效率。
四、結(jié)語
在“電力電子技術(shù)”的教學(xué)改革中，根據(jù)學(xué)生的特點和社會需求進行教學(xué)方式改革，內(nèi)容上以基礎(chǔ)知識為重，注重實踐應(yīng)用，利用仿真軟件進行實例教學(xué)，這樣可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，收到良好的教學(xué)效果。
參考文獻：
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電力電子技術(shù)5
一、智能電網(wǎng)對電力電子技術(shù)的要求
目前,電力電子技術(shù)雖然取得一定的進步但是仍然存在諸多的問題。例如如何讓它實現(xiàn)最大的優(yōu)化控制改善電能的質(zhì)量、減小對電網(wǎng)的污染，這都是需要解決的問題。安全使用電力電子器件是另一個急需解決的問題，在安全的前提下才可以實現(xiàn)其他的應(yīng)用。我國的電網(wǎng)建設(shè)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)雖然相對穩(wěn)定但是仍存在很多問題,需要提高電網(wǎng)建設(shè)的要求和利用先進電力電子器件提高電網(wǎng)輸出電能的質(zhì)量。而隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展,電力需求量也越來越大,大電網(wǎng)的建設(shè)必然是今后電力事業(yè)發(fā)展的方向,這也就意味著電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也會越來越復(fù)雜，我國地理地獄遼闊氣候復(fù)雜，因此電網(wǎng)所面臨的條件很復(fù)雜，這就需要利用先進的電力電子技術(shù),采用先進的`電子裝置來調(diào)控電力系統(tǒng),以增強電網(wǎng)的構(gòu)架,避免電網(wǎng)故障的擴散,并增強電網(wǎng)的故障抵抗和故障恢復(fù)能力，這些問題都是可以通過先進電力電子技術(shù)的應(yīng)用得到改善。社會的進步對電能的需求量變大同時對電能的質(zhì)量要求也是越來越高，輸出電能質(zhì)量如果達不到要求會對整個電網(wǎng)產(chǎn)生重大影響，帶來的損失也是不可估量的。先進電力電子設(shè)備可以改善電網(wǎng)電能質(zhì)量，大大的提高輸電效率和經(jīng)濟發(fā)展。能源是整個人類社會存在與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，更是經(jīng)濟快速穩(wěn)定增長的根本驅(qū)動力。隨著常規(guī)化石能源的不斷消耗以及生態(tài)平衡、環(huán)境污染等能源安全問題的日益突出，以清潔無污染、循環(huán)可再生為特點的太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)利用越來越受到世界各國的高度重視。我國雖然是當(dāng)今世界上最大的發(fā)展中國家，能源資源總量豐富，但是資源分布不均衡，開發(fā)利用難度較大，且人均擁有量較低。當(dāng)前正值經(jīng)濟飛速發(fā)展、能源高消耗時期，以常規(guī)化石能源為主要能源造成的環(huán)境污染問題與經(jīng)濟快速發(fā)展之間的矛盾較為突出。為了從根本上解決我國的能源問題，滿足經(jīng)濟穩(wěn)定增長和社會和諧發(fā)展的需要，必須保護生態(tài)環(huán)境，實行能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。一方面要大力提高能源利用效率，另一方面則是加快風(fēng)能、太陽能等新能源的開發(fā)利用進度。這些新能源的發(fā)對電力電子器件的要求更高。
二、先進電力電子技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用
柔性交流輸電包括SVC和STATCOM，通過SVC進行無功補償?shù)碾妷狠敵鲋C波大、基波損耗高、占地面積較大，因此，用STATCOM進行無功補償成為電力系統(tǒng)無功補償?shù)闹饕椒�。靜止同步補償器（StaticSynchronousCompensator，STATCOM）是柔性交流輸電系統(tǒng)的核心裝置和技術(shù)之一。1976年，美國人L.Gyugyi第一次提出了它的概念，即利用半導(dǎo)體變流器進行無功補償?shù)睦碚�。通過對系統(tǒng)無功功率實現(xiàn)動態(tài)無功補償，提高系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)運行安全，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。與傳統(tǒng)的無功補償裝置相比，STATCOM裝置能夠連續(xù)調(diào)節(jié)無功，輸出諧波小，器件損耗低，運行范圍寬，調(diào)節(jié)速度快，可靠性高等優(yōu)點；其輸出電流在電網(wǎng)電壓低時不受影響，具有較硬的低壓無功功率特性；而且接入系統(tǒng)后不會改變系統(tǒng)阻抗特性引起振蕩。近年來，世界上有很多學(xué)者都從事STATCOM裝置的研究工作，無論是裝置容量還是產(chǎn)品性能都有了很大的提高。新型電力電子器件（如：IGBT、GTO、IGCT等）、多重化、多電平和單相橋串聯(lián)等技術(shù)被應(yīng)用到STATCOM裝置中，以提高裝置容量和電壓等級，并通過現(xiàn)代控制技術(shù)，提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，改善裝置輸出諧波。許多先進的控制方法，例如遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制、模糊控制、比例積分(PI)控制、微分代數(shù)控制、魯棒性自適應(yīng)控制等被應(yīng)用到STATCOM裝置非線性特性的研究中。在世界上針對STATCOM裝置的研究工作中，STATCOM裝置的仿真建模及其控制方法研究始終是重點。世界各國對STATCOM的研究，STATCOM技術(shù)和應(yīng)用情況都取得了突破性的進展�，F(xiàn)代電力電子技術(shù)、多重化、多電平和單相橋串聯(lián)等技術(shù)使STATCOM工作性能得到很大的提高。再加上先進控制方法的加入更提高了STATCOM工作的穩(wěn)定性，使之在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。關(guān)于STATCOM的研究有很多問題，但是最重要的還是它的建模和控制問題，這將直接影響著STATCOM的整體性能。國際上關(guān)于STATCOM的研究由來已久，日本是最先運用STATCOM裝置的國家，緊接著美國也在STATCOM的研究上取得成功，并和日本聯(lián)合研制了世界上第一臺采用GTO進行逆變的STATCOM，在1991年投入運行取得很好的效果。之后的德國在1997年也研制出大型的STATCOM裝置并在丹麥的風(fēng)電場投入運行。我國雖然起步晚，但是發(fā)展速度極快，清華大學(xué)在1999年研制出20Mvar的STATCOM裝置，緊接著在20xx年我國南方電網(wǎng)研究出世界上最大容量的STATCOM裝置，并在東莞投入運行取得良好的效果。從此我國成為能夠研制出大容量STATCOM裝置的國家之一，但是仍有許多不足之處有待改進。
三、結(jié)語
在本文里,分析了先進電力電子對整個電網(wǎng)的影響，它在電網(wǎng)建設(shè)中的重要性，然后介紹了電網(wǎng)的發(fā)展和電能質(zhì)量的提高對電力電子器件的要求，最后著重對STATCOM和SVC的發(fā)展進行分析和比較，它們對電網(wǎng)的無功補償有效的提高了電網(wǎng)的電能質(zhì)量。
電力電子技術(shù)6
一、電力電子技術(shù)的應(yīng)用
1.1一般工業(yè)
工業(yè)生產(chǎn)中，一般都會使用到各種交流電動機，這些動力設(shè)備性能比較好，在，可以提供直流斬波電源，或者提供可控整流電源。但是提供的主體是電力電子裝備。眾所周知，交流電機變頻調(diào)速技術(shù)是整個電氣節(jié)能最關(guān)鍵之技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的大型機器而言，使用的是電力電子交流節(jié)能技術(shù)，將其作為電力驅(qū)動電源，可以節(jié)能電能達到30%。近年來，隨著電力電子技術(shù)得以發(fā)展，使得交流電性能得以發(fā)揮出來，隨著社會不斷發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，逐漸占據(jù)市場。
1.2在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
當(dāng)電力系統(tǒng)離開了電力電子技術(shù)之后，電力現(xiàn)代化建設(shè)將很難實現(xiàn)。電力系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展中，得到了電力電子技術(shù)支撐，現(xiàn)代化建設(shè)目的得以實現(xiàn)。高壓輸電是基于發(fā)電廠借助變壓器，將發(fā)電機發(fā)出的電壓將其升壓之后再輸出的一種全新方式。高壓直流輸電端位置以及受電端位置，一般都是使用晶閘管變流裝置，這可以避免了大容量以及長距離輸送導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)損耗問題出現(xiàn)，為輸電系統(tǒng)使用奠定技術(shù)基礎(chǔ)，從而為良好輸電提供保障。在配電網(wǎng)系統(tǒng)中，電力電子裝置還可以被使用于電能質(zhì)量控制，例如，使用于閃變、瞬間停電以及電壓跌落等等電能質(zhì)量控制中，更好的保障供電質(zhì)量。
1.3交通運輸
電子電力技術(shù)交通中被廣泛使用，DC／DC變換技術(shù)被大量使用于地鐵、動車以及無軌電車中。在使用中，可以更好的控制無極變速，提升控制質(zhì)量。在使用中，最常表現(xiàn)在于電氣機車中的直流機車選擇了整流裝置將其作為供電設(shè)備。但是，交流機車如果采用了變頻裝置進行供電，那么需要借助電力電子裝置做好電力驅(qū)動和和電力控制。例如：直流斬波器被廣泛使用于軌道車輛中，常見的磁懸浮列車中電力電子技術(shù)使用，這是一項技術(shù)要求較好，關(guān)鍵之技術(shù)使用案例。其中借助電動汽車將其作為蓄電池，提供能源，需要做好電力驅(qū)動控制工作。那么使用蓄電池進行充電，不能離開電源。因此，航海、航空也離不開電子技術(shù)。
二、電力電子技術(shù)未來的發(fā)展
觀看技術(shù)發(fā)展進程中看出，半導(dǎo)體器件使用推動了電子技術(shù)得以快速發(fā)展。當(dāng)前晶閘管等電力半導(dǎo)體器件有著重要的角色，尤其是在電力電子技術(shù)使用過程中。進入的到79年代之后，半控型晶閘管使用開始有新的改變。之前從低壓的小電流逐漸向高壓大電流方向發(fā)展，而且還研究出大量的電子產(chǎn)品。這些產(chǎn)品被成為電子器件，隨著電子技術(shù)不斷發(fā)展，這些產(chǎn)品被廣泛使用。因此，被稱為第一代電力電子器件，隨著電力電子技術(shù)不斷發(fā)展，該技術(shù)使用范圍不斷擴大，將其使用于電子技術(shù)理論研究和半導(dǎo)體制造使用，使得工藝水平逐漸提高。我國隨后研究出了GTR、GTO、功率MOSFE等等電子器件，這些器件都是全控制型的電子器件，被成為第二代電力電子器件。近年來，隨著技術(shù)水平不斷發(fā)展，研究出了絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，逐漸向響應(yīng)快、高頻率方向發(fā)展，這是一個質(zhì)的飛躍，在我國國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要作用，它推動了我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，使得我國電子自動化進程邁進一部。進入90年代之后，電子電力器件發(fā)展更快速，逐漸朝復(fù)雜化、模塊化、智能化、功率集成的方向發(fā)展，以此形成了電力電子技術(shù)的理論研究、器件開發(fā)研制、應(yīng)用的高新技術(shù)領(lǐng)域等，在國際上形成了新的技術(shù)熱門。目前世界上許多大公司已開發(fā)出IPM智能化功率模塊，日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產(chǎn)品推出。我國國產(chǎn)的電力半導(dǎo)體器件研究水平相對于西方國家，我國的`電力電子技術(shù)水平相對較低，我國應(yīng)該不斷創(chuàng)新技術(shù)，不斷進行研究，提升科研水平，更好的保障經(jīng)濟建設(shè)。我國電力半導(dǎo)體器件如果沒有跟上社會發(fā)展步伐，將會影響我國經(jīng)濟發(fā)展水平。因此，我國的電力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展任務(wù)艱巨。在未來發(fā)展中，應(yīng)該進一步研究使用新材料，提升器件功率以及溫度范圍，之間降低器件價格，使得器件被使用的范圍更廣。系統(tǒng)實現(xiàn)集成化，當(dāng)獲得更好的集成化之后，才更好保障系統(tǒng)可靠性和安全性。
三、結(jié)束語
綜上所述，電力電子技術(shù)是一門信息、智力、知識密集型的技術(shù)，對該技術(shù)掌握對提升我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展有重要作用。從當(dāng)前的發(fā)展前景上看，將半導(dǎo)體器件作為核心技術(shù)的電力電子行業(yè)，在我國政策支撐下，科研工作深度加深，相信在不久的將來，該技術(shù)發(fā)展水平會得以提升，更加推動我國經(jīng)濟發(fā)展。
作者：蘇潮 單位：廣東明陽龍源電力電子有限公司
電力電子技術(shù)7
本文介紹了MATLAB在電力電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用，并給出了三相電壓型SPWM逆變電路仿真實例。引入MATLAB仿真技術(shù)作為課堂教學(xué)的輔助手段，對電力電子電路進行交互式動態(tài)波形分析、諧波分析及電量計算，結(jié)果直觀、形象，有助于學(xué)生理解抽象的理論知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性，改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。
電力電子技術(shù)課程主要研究各種電力半導(dǎo)體器件及其組成的各種變流裝置的工作原理及應(yīng)用，主要涉及整流、逆變、直流斬波、交-交變換等電能變換及PWM控制和軟開關(guān)技術(shù)等內(nèi)容。在該課程的教學(xué)中，需要對相關(guān)電路進行波形分析及電量計算，不僅需要畫出大量的電壓、電流信號波形圖，而且需要作相關(guān)電量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)及諧波分析。在傳統(tǒng)教學(xué)中主要采用PPT動畫及課堂板書等教學(xué)方式，存在著波形繪制工作量大、所畫波形不規(guī)范、電路的工作過程及波形的動態(tài)變化表現(xiàn)不足、交互性差、理論分析及公式推導(dǎo)繁瑣抽象等問題，使得授課課時緊張，課堂教學(xué)信息量不夠大，授課方式單調(diào)枯燥，學(xué)生容易產(chǎn)生疲倦感，難于達到理想的教學(xué)效果。在課堂教學(xué)中引入MATLAB計算機仿真技術(shù)作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)手段的補充，有助于克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)的缺點，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。本文以三相電壓型SPWM逆變電路為例，介紹了MATLAB/SIMULINK在電力電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用，建立了相應(yīng)的仿真電路模型并給出了相關(guān)的仿真波形。
一、MATLAB/SIMULINK介紹
MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等功能集成在一個視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案。利用其中的SIMULINK軟件包提供的圖形化交互環(huán)境，可快速建立電力電子電路的仿真模型，利用MATLAB提供的各種數(shù)學(xué)計算及功能分析工具，可方便地對電路進行波形分析及數(shù)值計算，并可調(diào)用豐富的測量儀器工具對相應(yīng)電壓、電流進行波形觀測及數(shù)值讀取。
在建立電力電子電路仿真模型時主要用到了SIMULINK軟件包中的以下模塊庫：電力系統(tǒng)模型庫(SimPower Systems)中的電源模塊庫(Electrical Sources)、電器元件模塊庫(Elements)、電力電子元件模塊庫(Power Electronics)、測量儀器模塊庫(Measurements)、其他電器模塊庫(Extra library)等子模塊庫，以及Simulink模型庫中的儀器儀表庫(Sinks)、連接模塊庫(Connectors)等子模塊庫。建立電路仿真模型時，不用書寫任何代碼，只要使用鼠標(biāo)調(diào)出相應(yīng)的元器件功能模型并將它們連接起來，設(shè)置好各元器件的模型參數(shù)，即可對電路進行動態(tài)仿真。
二、基于MATLAB的'三相電壓型SPWM逆變電路仿真
三相電壓型SPWM逆變電路結(jié)構(gòu)廣泛用于通用變頻器中，其作用是通過控制開關(guān)功率器件的通斷將直流電逆變?yōu)镾PWM交流電。該部分教學(xué)內(nèi)容是電力電子技術(shù)課程的重要知識點。在教學(xué)中不僅要分析電路的工作原理，而且還涉及電壓和電流的波形分析和數(shù)值計算。尤其在作輸出電壓的諧波分析時，需要推導(dǎo)繁雜的公式，教學(xué)內(nèi)容復(fù)雜、抽象、枯燥且不易理解。利用MATLAB/SIMULINK建立三相電壓型SPWM逆變電路仿真模型，可借助MATLAB強大的波形分析及數(shù)值計算功能對SPWM逆變電路進行動態(tài)分析，作為傳統(tǒng)課堂教學(xué)的輔助手段，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
(一)建立仿真模型
打開MATLAB/SIMULINK仿真平臺，從電力系統(tǒng)SimPower Systems模型庫中選取直流電源模塊、多功能橋(Universal Bridge)模塊、PWM脈沖發(fā)生器(PWM Generator)模塊及三相RLC串聯(lián)負(fù)載模塊，將以上電路元器件模塊按三相電壓型SPWM逆變的原理連接起來組成仿真電路。從測量儀器(Measurements)模塊庫中調(diào)用多路測量儀(Multimeter),配合儀器儀表(Sinks)庫中的Scope示波器，可同時觀察多個節(jié)點及支路的電壓電流波形。從其他電氣模塊庫(Extra Library)中調(diào)用傅里葉分析(Fourier)模塊以便對輸出電壓信號ua進行諧波分析，調(diào)用有效值測量(RMS)模塊對輸出電壓ua進行有效值計算，并用數(shù)字顯示器Display將分析計算結(jié)果顯示出來。最終建立的三相電壓型SPWM逆變電路仿真模型示于圖1中。
(二)設(shè)置模塊參數(shù)
雙擊仿真電路中的相應(yīng)模塊，對逆變電路元器件進行參數(shù)設(shè)置。
1.直流電壓源Us:電壓為100V，測量項Measurements選擇Voltage，以便電壓數(shù)據(jù)可通過多路測量儀Multimeter觀察。
2.逆變橋(Universal Bridge)模塊：橋臂數(shù)選3，吸收電阻Rs=1e5(Ohms)，吸收電容Cs=inf(F)，功率器件選擇：IGBT/Diodes，導(dǎo)通電阻Ron=1e-3(Ohms)。
3.三相RLC串聯(lián)負(fù)載模塊：電阻R=1(Ohms)，電感L=0.001(H)，測量項Measurements選擇Branch voltages and currents，以便數(shù)據(jù)可通過多路測量儀Multimeter觀察。
4.PWM脈沖發(fā)生器(PWM Generator)模塊：采用內(nèi)部產(chǎn)生正弦調(diào)制波方式，發(fā)生器模式選擇6 pulses，載波頻率為3000Hz，調(diào)制度為0.7，輸出電壓頻率為50Hz，輸出電壓相角為0o。
5.傅里葉分析(Fourier)模塊：基波頻率設(shè)置為50Hz，利用Fourier模塊分析基波的幅值magnitude-1及基波的相位angle-1。利用Fourier1模塊分析3次諧波的幅值magnitude-3及相位angle-3。分析結(jié)果用數(shù)字顯示器顯示。
6.有效值測量(RMS)模塊：基波頻率設(shè)置為50Hz，分析結(jié)果用數(shù)字顯示器顯示。
三、電路仿真及結(jié)果分析
第一，選擇菜單simulation/parameters對仿真參數(shù)進行設(shè)置：仿真開始時間設(shè)為0，終止時間設(shè)為0.045，選用變步長ode23t算法，計算精度為0.001。
第二，選擇菜單simulation/start開始仿真。通過示波器Scope可觀察到三相輸出SPWM電壓ua、ub、uc波形及三相輸出電流ia、ib、ic的波形。仿真結(jié)果示于圖2中。
三相輸出SPWM電壓及三相輸出電流波形
在圖2中示出了三相輸出SPWM電壓ua、ub、uc的波形及三相輸出電流ia、ib及ic的波形，仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果基本一致。在程序的運行過程中，學(xué)生可觀察到仿真波形的動態(tài)產(chǎn)生過程，通過觀察波形，加深學(xué)生對三相對稱電壓及電流的幅值及其相位關(guān)系的理解。利用MATLAB提供的工具，可定向放大局部波形，加強學(xué)生對SPWM波的多電平波形的感性認(rèn)識，三相輸出SPWM電壓、電流局部放大波形示于圖3中。
三相輸出SPWM電壓、電流局部放大波形
利用傅里葉分析(Fourier)模塊對SPWM電壓ua作基波和3次諧波的幅值及相角計算，結(jié)果示于圖4，圖4中還示出了ua的RMS有效值計算結(jié)果，仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果基本一致。改變設(shè)置參數(shù)，可觀察到其他任意次諧波的幅值和相位的計算結(jié)果。
通過該例可以看出，在課堂教學(xué)中，利用MATLAB/SIMULINK對電路進行動態(tài)交互式分析，分析結(jié)果直觀、形象，通過改變模塊參數(shù)可輕易實現(xiàn)對不同電量的分析和波形觀察，有助于理解教學(xué)中抽象的理論知識，可作為教學(xué)的輔助手段，引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課程教學(xué)質(zhì)量。
四、結(jié)論
本文以三相電壓型SPWM逆變電路為例，介紹了將MATLAB/SIMULINK計算機仿真技術(shù)應(yīng)用到電力電子技術(shù)教學(xué)中，作為課堂教學(xué)的輔助手段，對電力電子電路進行交互式動態(tài)波形分析、諧波分析及電量計算，分析結(jié)果直觀、形象，并可通過改變模塊參數(shù)輕易實現(xiàn)對不同電量的分析和波形觀察，有助于學(xué)生理解抽象的理論分析，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動性，改善教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。
電力電子技術(shù)8
新能源發(fā)電出現(xiàn)至今，電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展讓其占據(jù)非常有利的位置，成為了一項關(guān)鍵技術(shù)。這項關(guān)鍵技術(shù)與新能源發(fā)電息息相關(guān)，直接制約著人們開發(fā)利用新的發(fā)電技術(shù)，并且還關(guān)系到新世紀(jì)人們與日增長的物質(zhì)文化需要和社會的向前發(fā)展。所以說：在電力系統(tǒng)中，電力電子技術(shù)占據(jù)著決定性作用，該技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展非常重要。關(guān)于該項技術(shù)，我國是世界上起步相對比較早的國家，目前在這個技術(shù)上，做的比較完善和專業(yè)，尤其是在通信網(wǎng)絡(luò)方面形成較大的規(guī)模。比如說電信網(wǎng)絡(luò)被我們所熟知的各項業(yè)務(wù)都是這個技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)，電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，使得電力電子技術(shù)已經(jīng)成為必不可少的因素，占據(jù)至關(guān)重要的位置。
1該技術(shù)應(yīng)用在電網(wǎng)中的現(xiàn)狀
作為一項新興的電工技術(shù)，電力電子將強弱兩種電技術(shù)結(jié)合在一起成為新技術(shù)的一種，不僅在應(yīng)用上占據(jù)一定的份額，并且在國民經(jīng)濟上發(fā)揮著自身巨大的作用。除此之外，還會對輸電系統(tǒng)的前景造成巨大的影響，使得其出現(xiàn)革命性的變革，推動其不斷向前發(fā)展�，F(xiàn)有的電力電子技術(shù)在生活中應(yīng)用十分廣泛，涉及到如下方面：生產(chǎn)電能的過程中會用到它、輸配送電能的過程中會用到它、存儲電能的時候會用到它、還有其他的領(lǐng)域也需要他。這項技術(shù)基本上應(yīng)用在了電力系統(tǒng)全部的環(huán)節(jié)中。
�。�1）生產(chǎn)電能的過程中會用到它。在這個方面的應(yīng)用主要是發(fā)電系統(tǒng)，通過提高類似于發(fā)電機這類發(fā)電設(shè)備的工作效率來控制和調(diào)節(jié)設(shè)備功率。我們顯而易見的就是大型發(fā)電機的應(yīng)用上了，其控制方向是靜止勵磁控制。
（2）輸配送電能的過程中會用到它。在這個方面的應(yīng)用換言之就是輸電系統(tǒng)。這個過程中，我們會引進一個新的技術(shù)稱之為交流輸電，它是將現(xiàn)代出現(xiàn)的叫做控制技術(shù)的一種技術(shù)和電力電子技術(shù)緊密的結(jié)合在一起形成的。這一項柔性交流輸電技術(shù)通過控制技術(shù)，針對電力系統(tǒng)，然后不間斷的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的各項指標(biāo)（包括參數(shù)、功率和電壓等等）。這樣的處理盡可能的減少了輸配送電能的過程中將會存在的能源損耗問題，也會提高其過程的穩(wěn)定性。關(guān)于這個輸配送電的過程，目前技術(shù)上比較關(guān)心的是高壓直流電的輸送。距離的遠近也是一個重要因素，我們知道的是關(guān)于高壓直流，其距離越遠的輸送越發(fā)能處理輸送過程產(chǎn)生的諸多問題。在其他方面的參數(shù)控制相同的情景之下，高壓直流的輸電遠距離會相對交流有很大幅度的損耗減小。因為如果電流保持穩(wěn)定不變，那便不會出現(xiàn)電抗壓降，這樣會減少輸電整體的壓降。那么我們可以以低成本投入的'線路獲得我們意想不到的線路高穩(wěn)定性，甚至可以保證基本上不會出現(xiàn)由于穩(wěn)定性不夠而產(chǎn)生各種各樣的線路問題。
2相關(guān)器件的發(fā)展過程的描述
上個世紀(jì)的50年代后期，世界上出現(xiàn)了晶閘管，這是世界上出現(xiàn)的第一只，這個晶閘管的出現(xiàn)意味著電力電子技術(shù)發(fā)生了來勢洶洶讓人觸不及防的一次大變革，它標(biāo)志著人們不再在電氣傳動領(lǐng)域一如既往的堅持過去的運作方式，這樣的格局已經(jīng)進步了，發(fā)生了翻天覆地的變化。電能的轉(zhuǎn)換已經(jīng)發(fā)生了革新，已經(jīng)不會再沿用過去古老的辦法，而選擇采取最新出現(xiàn)的技術(shù)，電力電子技術(shù)中的各種器件出現(xiàn)和構(gòu)成，這一領(lǐng)域?qū)⑽覀儙肓俗兞髌鞯臅r代。走到這個時期，電力電子技術(shù)就算是歷經(jīng)千辛萬苦才迎來了春天，但始終沒有阻擋它進入這一個新的時代。據(jù)此經(jīng)過40多年的發(fā)展之后，我們到了新的世紀(jì)，我們口中的電力電子技術(shù)已經(jīng)變得非常的成熟，它的每一個方面都取得了非常驚人的成績。這40多年的經(jīng)過，是世界上各個技術(shù)人員最為緊張，競爭最為殘酷的一段時期。傳統(tǒng)的電網(wǎng)模式所采取的信息傳遞方式為點對點，即信息的交互和傳遞僅能在有限的局部范圍進行，因此較為保守和安全。電力電子技術(shù)的興起掀起了智能化電力系統(tǒng)的誕生。智能化電力系統(tǒng)所具有的性能包括實現(xiàn)信息的共享化，有利于各級對變電站的運行進行相關(guān)管理。在縱向發(fā)展的角度，由二極管帶頭的第一代器件最后發(fā)展至第二第三代，最終將各個電子元件結(jié)合在一起，形成了集成電路，也作為最新出現(xiàn)的第三代電力器件在世界上立足。我們?nèi)绻胍谏畋夭豢缮俚木W(wǎng)絡(luò)上，得到系統(tǒng)最為貼心的服務(wù)，便不得不將電力電子技術(shù)應(yīng)用起來，這是一項高科技技術(shù)。我們實事求是的說一句：電子系統(tǒng)出現(xiàn)如今的盛事，變得如此的現(xiàn)代化，是離不開電力電子技術(shù)的，沒有這項技術(shù)，我們現(xiàn)在享受的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)根本就無法如此現(xiàn)代化。
3結(jié)語
總而言之，我們?nèi)祟愒诓粩嗟叵蚯鞍l(fā)展過程中，認(rèn)知這這個世界，對于世界客觀事物的理解也隨著這個過程不斷的進步和延伸出不同的認(rèn)識。各個行業(yè)的技術(shù)都與日俱新，不停的進行著技術(shù)革命，不斷的向前推動。制造各項技術(shù)所需的原材料也不甘示弱，不斷展現(xiàn)出新的面貌，研發(fā)出更加優(yōu)質(zhì)的材料。電力電子器件在所有的技術(shù)中，被歸類為電力系統(tǒng)的一項優(yōu)秀技術(shù)，它表現(xiàn)出了自身獨有的特性，隨著社會各個方面的進步和發(fā)展，表現(xiàn)出自己的完善機制。世界上不斷地涌現(xiàn)出改革創(chuàng)新后的電力電子技術(shù)，我們都是有目共睹的。我們可以大膽的猜想，電力電子技術(shù)時代會延續(xù)很久，這個時代不會一時半會兒被替代，而這項技術(shù)會延伸到更多的方面去。有著燦爛的前景。
電力電子技術(shù)9
一、電力電子技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景
電力電子技術(shù)前沿及發(fā)展在電力電子半導(dǎo)體器件、電力電子積木和集成電力電子模塊技術(shù)、發(fā)電和輸電技術(shù)、電能質(zhì)量控制、電力電子變換技術(shù)以及電力電子仿真軟件等方面都有所反映，鑒于篇幅所限，筆者自此只選取其中幾方面加以介紹和闡述。
1.1 發(fā)電機輸電技術(shù)
依托于電力電子技術(shù)，發(fā)電效率不斷提高，輸電及配電更加可靠。
（1）電力電子技術(shù)的應(yīng)用提升了傳統(tǒng)發(fā)電方式，例如，借助中頻交流勵磁機以及電力電子整流，可以在一定程度上提升傳統(tǒng)發(fā)電方式的可靠性；借助節(jié)能技術(shù)可以實現(xiàn)對發(fā)電領(lǐng)域潛力的充分發(fā)掘；此外，在水力發(fā)電中，借助電力電子技術(shù)可以實現(xiàn)直流勵磁向變頻勵磁的轉(zhuǎn)換，從而試論電力電子技術(shù)發(fā)展趨勢渠莉國網(wǎng)山東濟寧市任城區(qū)供電公司272000可以實現(xiàn)枯水季節(jié)發(fā)電周期的延長。
（2）發(fā)電污染大大降低。雖然利用風(fēng)能、太陽能以及地?zé)岬茸匀荒馨l(fā)電所造成的污染少到可以忽略不計，但是發(fā)出的電力質(zhì)量不高，當(dāng)無法直接連入到電力系統(tǒng)時，電力電子技術(shù)則可以對其進行儲存和緩沖，并且可以實現(xiàn)對電能質(zhì)量的極大改善。
�。�3）新型高效儲能技術(shù)及變換技術(shù)，借助超導(dǎo)線圈磁場可以實現(xiàn)電力能量儲備，這樣就可以將利用風(fēng)能、太陽能以及地?zé)岬茸匀荒芩l(fā)的質(zhì)量較低的電能以直流方式進行儲存，之后再借助變換技術(shù)完成電力傳輸，與抽水儲能發(fā)電以及蓄能電池相比，這一方式的工作效率更高。
�。�4）高壓直流輸電技術(shù)，在遠距離電力傳輸方面，高壓直流輸電比交流輸電更具優(yōu)勢，但是，采取高壓直流輸電技術(shù)必須具備功率極大的整流及逆變裝置，并且對可靠性要求極高。因此，今后電力電子技術(shù)需要在現(xiàn)有技術(shù)之上，將提高輸電可靠性作為重點研究項目。熱力系統(tǒng)節(jié)能的發(fā)展?jié)撃芊浅４螅Ч蚕鄬γ黠@，在以往的一段時間內(nèi)，由于電力工程方基本不注意熱功系統(tǒng)的節(jié)能問題，所以缺少完整的熱功系統(tǒng)節(jié)能知識以及必要的優(yōu)化設(shè)計分析方案。發(fā)電廠熱功系統(tǒng)設(shè)計方案、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及連接方式都存在著不合理的現(xiàn)象。由于在運行操作及維護不當(dāng)?shù)囊蛩卮嬖�，所以在電廠電功系統(tǒng)運行過程中，會出現(xiàn)一些相關(guān)問題：運行經(jīng)濟性達不到設(shè)計水平等問題層出不窮。這些都導(dǎo)致了機組熱經(jīng)濟性的降低，所以熱功系統(tǒng)節(jié)能知識的普及以及實用節(jié)能新技術(shù)應(yīng)當(dāng)盡快的進行全面推廣。
1.2 電能質(zhì)量控制及完善對策
所謂電能質(zhì)量，指的是在供電裝置正常運作過程中，不對用戶正常用電造成干擾或者中斷影響的特性。當(dāng)前，隨著電網(wǎng)變頻調(diào)速裝置、電氣化鐵路沖擊性、非線性以及負(fù)荷不平衡性日益加劇，電能質(zhì)量問題越來越突出；與此同時，工業(yè)、商業(yè)以及居民用電設(shè)備對電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。配電系統(tǒng)已經(jīng)引進了電力電子技術(shù)設(shè)備，從而向電能質(zhì)量控制難題的解決提供了技術(shù)方面的保障和途徑，以固態(tài)開關(guān)為例，借助固態(tài)開關(guān)，發(fā)生故障的供電線路向正常運作的供電線路的切換可以在一個工頻半波內(nèi)即可實現(xiàn)。近些年來又提出用戶電力技術(shù)概念，即借助電力電子技術(shù)實現(xiàn)供電可靠性的不斷提升以及電能質(zhì)量的嚴(yán)格控制。
1.3 電力電子變換技術(shù)
電力電子技術(shù)中，處于基礎(chǔ)性地位同時有十分重要的共性技術(shù)就是功率變換技術(shù)。當(dāng)前的電力電子功率變換技術(shù)中應(yīng)用到了軟開關(guān)技術(shù)、矯正功率因數(shù)技術(shù)以及諧波消除技術(shù)等。其中，借助軟開關(guān)技術(shù)可以實現(xiàn)變換器件開關(guān)時耗能量的'極大減少，使開關(guān)損耗不對開關(guān)頻率造成影響，進而實現(xiàn)工作頻率提高，散熱體積降低等效果。比如火力發(fā)電熱力系統(tǒng)安裝包括燃料供應(yīng)系統(tǒng)、除灰系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、熱工控制系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)等，對這些設(shè)備調(diào)試前先制定合理調(diào)試手冊，進行調(diào)試時先對熱功的系統(tǒng)各設(shè)備進行調(diào)試，若調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備無法正常運行，應(yīng)查明原因，待問題解決后方可對熱功系統(tǒng)整體進行調(diào)試，調(diào)試過程中必須注意人員安全，系統(tǒng)調(diào)試完成后需核對是否滿足了設(shè)計要求？運行效果是否良好？全力保證熱功系統(tǒng)的安全運行，全面提高電廠的經(jīng)濟效益。另外通信設(shè)備的轉(zhuǎn)換也很重要，雖然我國電力通信網(wǎng)已實現(xiàn)綜合數(shù)字網(wǎng)，但實際上只是物理意義上的網(wǎng)，大部分還僅僅停留在點對點的通信方式上。真正意義的通信網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)包括邏輯網(wǎng)，這樣，才能有效發(fā)揮通信網(wǎng)絡(luò)的功能和效益，才能從根本上提高電力通信網(wǎng)的可靠性和各種業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量。我們應(yīng)在現(xiàn)有設(shè)備資源的基礎(chǔ)上，著重研究如何實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，結(jié)合同步數(shù)字傳輸體系（SDH）技術(shù)的研究，重點研究解決SDH的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)等問題。
二、結(jié)語
隨著科技的進步，電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，在諸如供電電源、電力輸配電以及照明等方面都有所涉及。電力電子技術(shù)具有十分重要的影響和意義，一方面，可以對傳統(tǒng)工業(yè)起到極大的改進和完善作用。
電力電子技術(shù)10
一、基本概念
1.電力電子器件：是指可直接用于處理電能的主電路中，實現(xiàn)電能的變換或控制的電子器件。
2.電力電子電路也被稱為電力電子系統(tǒng)，由控制電路、驅(qū)動電路、檢測電路和以電力電子器件為核心的主電路組成。
3．電力電子器件的分類
（1）按照電力電子器件能夠被控制電路信號所控制的程度，可分為半控型器件、全控型器件和不控型器件。
（2）按照驅(qū)動電路加在電力電子器件控制端和公共端之間的信號性質(zhì)，又可以將電力電子器件分為電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型器件。
�。�3）電力電子器件還可以按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況分為單極型器件、雙極型器件和復(fù)合型器件。
4.電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)：當(dāng)PN結(jié)上流過的正向電流較小時，二極管的電阻主要是作為基片的低摻雜N區(qū)的歐姆電阻，其阻值較高且為常量，因而管壓降隨正向電流的上升而增加；當(dāng)PN結(jié)上流過的正向電流較大時，注入并積累在低摻雜N區(qū)的少子空穴濃度將很大，為了維持半導(dǎo)體電中性條件，其多子濃度也相應(yīng)大幅度增加，使其電阻率明顯下降，也就是電導(dǎo)率大大增加，這就是電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)。
5.方向擊穿：PN結(jié)具有一定的反向耐壓能力，但當(dāng)施加的反向電壓過大，反向電流將會急劇增大，破壞PN結(jié)反向偏置為截止的工作狀態(tài)，這就叫反向擊穿。
6.熱擊穿：當(dāng)反向未被限制住，使得反向電流和反向電壓的乘積超過了PN結(jié)容許的耗散功率，就會因熱量散發(fā)不出去而導(dǎo)致PN結(jié)溫度上升，直至過熱而燒毀，就是熱擊穿。
7.電力二極管的主要參數(shù)
正向平均電流IF(AV)：指電力二極管長期運行時，在指定的管殼溫度和散熱條件下，其允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。
通過對正弦半波電流的換算可知，正向平均電流IF(AV)對應(yīng)的有效值為1.57IF(AV)。
8．電力二極管的主要類型：普通二極管（又稱整流二極管）、快速恢復(fù)二極管（FRD）和肖特基二極管（SRD）。
9．晶閘管：是晶體閘流管的'簡稱，又可稱為可控硅整流管（SCR）。10.晶閘管的基本特性：
（1）當(dāng)晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。（2）當(dāng)晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能導(dǎo)通。
�。�3）晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不能門極觸發(fā)電流是否存在，晶閘管都保持導(dǎo)通。
（4）若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。
11．晶閘管的派生器件：快速晶閘管（FST）、雙向晶閘管（TRIAC）、逆導(dǎo)晶閘管（RCT）和光控晶閘管（LTT）。
12.門極可關(guān)斷晶閘管（GTO）：它是晶閘管的一種派生器件，但可以通過門極施加負(fù)的脈沖電流使其關(guān)斷，屬于全控型器件。GTO是一種多元的功率集成器件，雖然外部同樣引出三個極，但內(nèi)部則包含數(shù)十個甚至數(shù)百個共陽極的小GTO元，這些GTO元的陰極和門極則在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起。
13．GTO與普通晶閘管不同點：
�。�1）在設(shè)計器件時使得2較大，這樣晶體管V2控制靈敏，使得GTO易于關(guān)斷。
�。�2）使得導(dǎo)通時的12更接近于1。這樣使得GTO導(dǎo)通時飽和程度不深，更接近于臨界飽和，從而為門極控制關(guān)斷提供了有利條件。
（3）多元集成結(jié)構(gòu)使每個GTO元陰極面積很小，門極和陰極間的距離大為縮短，使得P2基區(qū)所謂的橫向電阻很小，從而使從門極抽出較大的電流成為可能。
14.電力晶體管（GTR）：譯為巨型晶體管，是一種耐高壓、大電流的雙極結(jié)型晶體管（BJT）。它由三層半導(dǎo)體（分別引出集電極、基極和發(fā)射極）形成的兩個PN結(jié)（集電結(jié)和發(fā)射結(jié)）構(gòu)成，多采用NPN結(jié)構(gòu)。
15．GTR的二次擊穿現(xiàn)象：當(dāng)GTR的集電極電壓升高至擊穿電壓時，集電極電流迅速增大，這種首先出現(xiàn)的擊穿是雪崩擊穿，被稱為一次擊穿。出現(xiàn)一次擊穿后，只要Ic不超過最大允許耗散功率相對應(yīng)的限度，GTR一般不會損壞，工作特性也不會有什么變化。但實際應(yīng)用中常常發(fā)現(xiàn)一次擊穿發(fā)生時如不有效地限制電流，Ic增大到某個臨界點時會突然急劇上升，同時伴隨著電壓的陡然下降，這種現(xiàn)象稱為二次擊穿。二次擊穿常常立即導(dǎo)致器件的永久損壞，或者工作特性明顯衰變，因而對GTR危害極大。
16.電力場效應(yīng)晶體管：也分為結(jié)型和絕緣柵型，但通常主要指絕緣柵型中的MOSFET，簡稱電力MOSFET。電力MOSFET在導(dǎo)通時只有一種極性的載流子（多子）參與導(dǎo)電，是單極型晶體管。
17.MOSFET分類：
�。�1）按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道。
�。�2）對于N（P）溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存在導(dǎo)電溝道的稱為增強型；當(dāng)柵極電壓為零時漏源極之間就存在導(dǎo)電溝道的稱為耗盡型。在電力MOSFET中，主要是N溝道增強型。18.電力MOSFET的工作原理
�。�1）當(dāng)漏極接電源正端，源極接電源負(fù)端，柵極和源極間電壓為零時，P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)J1反偏，漏源極之間無電流流過。
�。�2）如果在柵極和源極之間加一正電壓UGS，由于柵極是絕緣的，所以并不會有柵極電流流過。但柵極的正電壓卻會將其下面P區(qū)中的空穴推開，而將P區(qū)中的少子電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面。
�。�3）當(dāng)UGS大于某一電壓值UT時，柵極下P區(qū)表面的電子濃度將超過空穴濃度，從而使P型半導(dǎo)體反型而成N型半導(dǎo)體，形成反型層，該反型層形成N溝道而使PN結(jié)J1消失，漏極和源極導(dǎo)電。
19.絕緣柵雙極晶體管（IGBT）：綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點。
�。℅TR和GTO是雙極型電流驅(qū)動器件，由于具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，所以其通流能力很強，但開關(guān)速度較低，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜。而電力MOSFET是單極型電壓驅(qū)動器件，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動功率小而且驅(qū)動電路簡單。）
20.IGBT開通和關(guān)斷由柵極和發(fā)射極間的電壓uGE決定。
�。�1）當(dāng)uGE為正且大于開啟電壓UGE(th)時，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為晶體管提供基極電流進而是IGBT導(dǎo)通。
（2）當(dāng)柵極與發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號，MOSFET內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，使IGBT關(guān)斷。
21.IGBT的擎住效應(yīng)：IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，由于NPN晶體管的基極與發(fā)射極之間存在體區(qū)短路電阻，P形體區(qū)的橫向空穴電流會在該電阻上產(chǎn)生壓降，相當(dāng)于對J3結(jié)施加一個正向偏壓，在額定集電極電流范圍內(nèi)，這個偏壓很小，不足以使J3開通，然而一旦J3開通，柵極就會失去對集電極電流的控制作用，導(dǎo)致集電極電流增大，造成器件功率過高而損壞。這種電流失控的現(xiàn)象，被稱為擎住效應(yīng)或自鎖效應(yīng)。
22.功率模塊：將多個相同的電力電子器件或多個相互配合使用的不同電力電子器件封裝在一個模塊中，可以縮小裝置體積，降低成本，提高可靠性。
23.功率集成電路：如果將電力電子器件與邏輯、控制、保護、傳感、檢測、自診斷等信息電子電路制作在同一芯片上，則稱為功率集成電路。
24.驅(qū)動電路的基本任務(wù)：將信息電子電路傳來的信號按照其控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開通或關(guān)斷的信號。
25.晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足以下要求：
�。�1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通。
�。�2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅值。
（3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額。（4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。
26.GTO的開通控制與普通晶閘管相似，但對觸發(fā)脈沖前沿的幅值和陡度要求高，且一般需要在整個導(dǎo)通期間施加正門極電流。使GTO關(guān)斷需要施加負(fù)門極電流，對其幅值和陡度的要求更高。關(guān)斷后還應(yīng)在門極施加約5V的負(fù)偏壓，以提高抗干擾能力。
27.使GTR開通的基極驅(qū)動電流應(yīng)使其處于準(zhǔn)飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使之不進入放大區(qū)和深飽和區(qū)。關(guān)斷GTR時，施加一定的負(fù)基極電流有利于減小關(guān)斷時間和關(guān)斷損耗，關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加一定幅值（6V左右）的負(fù)偏壓。
28.電力電子裝置中可能發(fā)生的過電壓分為外因過電壓和內(nèi)因過電壓兩類。
29.過流保護較常用的措施：采用快速熔斷器、直流快速斷路器和過電流繼電器。
30.緩沖電路：又稱為吸收電路。其作用是抑制電力電子器件的內(nèi)因過電壓、du和di，減小器件的開關(guān)損耗。
dt或過電流dt
31.按照器件內(nèi)部電子和空穴兩種載流子參與導(dǎo)電的情況，將器件分為：（1）屬于單極型電力電子器件的有MOSFET和SIT等。
�。�2）屬于雙極型電力電子器件的有電力二極管、晶閘管、GTO、GTR和SITH等。（3）屬于復(fù)合型電力電子器件的有IGBT和MCT。
二、作業(yè)詳解：
1.使晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？
答：使晶閘管導(dǎo)通的條件是：晶閘管承受正向陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）�；颍簎AK0且uGK0。
2.維持晶閘管導(dǎo)通的條件是什么？怎樣才能使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷？答：維持晶閘管導(dǎo)通的條件是使晶閘管的電流大于能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流，即維持電流。
要使晶閘管由導(dǎo)通變?yōu)殛P(guān)斷，可利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。
7.IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的驅(qū)動電路各有什么特點？
答：IGBT驅(qū)動電路的特點是：驅(qū)動電路具有較小的輸出電阻，IGBT是電壓驅(qū)動型器件，IGBT的驅(qū)動多采用專用的混合集成驅(qū)動器。
GTR驅(qū)動電路的特點是：驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流有足夠陡的前沿，并有一定的過沖，這樣可加速開通過程，減小開通損耗，關(guān)斷時，驅(qū)動電路能提供幅值足夠大的反向基極驅(qū)動電流，并加反偏截止電壓，以加速關(guān)斷速度。
GTO驅(qū)動電路的特點是：GTO要求其驅(qū)動電路提供的驅(qū)動電流的前沿應(yīng)有足夠的幅值和陡度，且一般需要在整個導(dǎo)通期間施加正門極電流，關(guān)斷需施加負(fù)門極電流，幅值和陡度要求更高，其驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路，關(guān)斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三部分。
電力MOSFET驅(qū)動電路的特點：要求驅(qū)動電路具有較小的輸入電阻，驅(qū)動功率小且電路簡單。
8.全控型器件的緩沖電路的主要作用是什么？試分析RCD緩沖電路中各元件的作用。
答：全控型器件緩沖電路的主要作用是抑制器件的內(nèi)因過電壓，du減小器件的開關(guān)損耗。
RCD緩沖電路中，各元件的作用是：開通時，Cs經(jīng)Rs放電，Rs起到限制放電電流的作用；關(guān)斷時，負(fù)載電流經(jīng)VDs從Cs分流，使dudtdt或過電流和didt，減小，抑制過電壓。
9.試說明IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET各自的優(yōu)缺點。答：對IGBT、GTR、GTO和電力MOSFET的優(yōu)缺點的比較如下：
器件優(yōu)點電壓、電流容量大，適用于大功率場GTO合，具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，其通流能力很強耐壓高，電流大，開關(guān)特性好，通流能力強，飽和壓降低開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性電力MOSFET好，所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單，工作頻率高，不存在二次擊穿問題開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小，具有耐脈沖電流沖擊的能力，通態(tài)壓降較低，輸入阻抗高，為電壓驅(qū)動，驅(qū)動功率小
缺點電流關(guān)斷增益很小，關(guān)斷時門極負(fù)脈沖電流大，開關(guān)速度低，驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，開關(guān)頻率低開關(guān)速度低，為電流驅(qū)動，所需驅(qū)動功率大，驅(qū)動電路復(fù)雜，存在二次擊穿問題電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置GTRIGBT開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓，電流容量不及GTO
電力電子技術(shù)11
一、選擇題（每題20分）
1．（）晶閘管額定電壓一般取正常工作時晶閘管所承受峰電壓的(B)。
A.1～2倍
B.2～3倍
C.3～4倍
D.4～5倍
2．（）選用晶閘管的額定電流時，根據(jù)實際最大電流計算后至少還要乘以（A）。
A.1.5～2倍
B.2～2.5倍
C.2.5～3倍
D.3～3.5倍
3.（）晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移除觸發(fā)信號后，能維持通態(tài)所需要的最小電流是（B）。
A.維持電流IH
B.擎住電流IL
C.浪涌電流ITSM
D.最小工作電流IMIN
4.（）對同一只晶閘管，擎住電流IL約為維持電流IH的(B)。
A.1～2倍
B.2～4倍
C.3～5倍
D.6～8倍
5.()普通晶閘管的額定電流用通態(tài)平均電流值標(biāo)定，而雙向晶閘管通常用在交流電路中，因此其額定電流用(D)標(biāo)定。
A.平均值
B.最大值
C.最小值
D.有效值
6.(C)晶閘管屬于
A.全控型器件
B.場效應(yīng)器件
C.半控型器件
D.不可控器件
7.()晶閘管可通過門極(C)。
A.既可控制開通，又可控制關(guān)斷
B.不能控制開通，只能控制關(guān)斷
C.只能控制開通，不能控制關(guān)斷
D.開通和關(guān)斷都不能控制
8.（）使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷只能是(C)。
A.外加反向電壓
B.撤除觸發(fā)電流
C.使流過晶閘管的電流降到接近于零
D.在門極加反向觸發(fā)
9．（）在螺栓式晶閘管上有螺栓的一端是(A)。
A.陰極K
B.陽極A
C.門極K
D.發(fā)射極E
10.（）晶閘管導(dǎo)通的條件是（A）。
A.陽極加正向電壓，門極有正向脈沖
B.陽極加正向電壓，門極有負(fù)向脈沖
C.陽極加反向電壓，門極有正向脈沖
D.陽極加反向電壓，門極有負(fù)向脈沖
11.()可關(guān)斷晶閘管（GTO）是一種（A）結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
A.四層三端
B.五層三端
C.三層二端
D.三層三端
12.（）晶閘管的三個引出電極分別是（A）。
A.陽極、陰極、門極
B.陽極、陰極、柵極
C.柵極、漏極、源極
D.發(fā)射極、基極、集電極
13.（）已經(jīng)導(dǎo)通了的晶閘管可被關(guān)斷的條件是流過晶閘管的.電流（A）。
A.減小至維持電流IH以下
B.減小至擎住電流IL以下
C.減小至門極觸發(fā)電流IG以下
D.減小至5A以下
14.()單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，控制角α的最大移相范圍是（B）。
A．0～90°
B.0～120°
C.0～150°
D.0～180°
15.()單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，當(dāng)α=（D）時，Ud=0。
A．90°
B.120°
C.150°
D.180°
16.()單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，當(dāng)α=（D）時，Ud=0.45U2。
A．0°
B.90°
C.150°
D.180°
17.()單相半波可控整流電路，阻性負(fù)載，晶閘管承受的最大正反向電壓均為（C）。
A．U2
B.U2
C.U2
D.2U2
18.（）單相半波可控整流電路，帶電阻性負(fù)載R，設(shè)變壓器二次側(cè)相電壓有效值為U2，則直流輸出電流平均值為（C）。
A.0.45
B.0.225(1+COSa)
C.0.9(1+COSa)
D、0.45
19.()單相半波可控整流電路，帶電阻性負(fù)載，設(shè)變壓器二次側(cè)相電壓有效值為U2，則直流輸出電壓平均值為（B）。
A.0.45U2
B.0.9U2(1+COSa)
C.0.9U2
D.0.45U2
20.()單相半波可控整流電路，阻感性負(fù)載時，在負(fù)載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管的作用是（B）。
A．使α的移相范圍加大。
B.使Ud不再出現(xiàn)負(fù)的部分。
C.保護可控硅不被擊穿。
D.減小可控硅承受的最大反向電壓。
電力電子技術(shù)12
一、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容使其適合學(xué)生的學(xué)習(xí)
1.掌握相關(guān)課程之間的聯(lián)系。教師應(yīng)該熟悉掌握本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系，例如了解先修課“電路”、“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”三門課程的教學(xué)情況和后續(xù)課“電力拖動自動控制系統(tǒng)”的安排，處理好它們之間的關(guān)系，使整個專業(yè)課程體系前后銜接，避免內(nèi)容的重復(fù)和疏漏。例如講“半導(dǎo)體電力開關(guān)器件”一章時，模擬電子技術(shù)中已講過小功率晶體管結(jié)構(gòu)、原理、特性及應(yīng)用。在本門課程中，對晶體管應(yīng)重點講述其與小功率晶體管的不同之處。模擬電子技術(shù)中講述的晶體管其工作特性在線性放大區(qū)，而在電力電子技術(shù)中，晶體管工作在截止區(qū)和飽和區(qū)之間，使用的是其開關(guān)特性。對于晶閘管相控有源逆變的應(yīng)用部分，重點講解在整流、有源逆變兩種狀態(tài)下，直流電機四象限傳動系統(tǒng)的特性，也就是直流電機的轉(zhuǎn)矩正比于電樞電流，轉(zhuǎn)速正比于電樞電壓，改變電樞電壓、電流的方向，就可以使直流電機四象限運行，為后續(xù)課程《電力拖動自動控制系統(tǒng)》中的直流調(diào)速部分做好鋪墊工作。
2.導(dǎo)論是說明編者寫作意圖、本書內(nèi)容的主要特點、背景及主要內(nèi)容的知識體系和概要等，同時還向?qū)W習(xí)者指明了學(xué)習(xí)本教材的學(xué)習(xí)方法，因此，教材的導(dǎo)論部分對學(xué)習(xí)者的入門學(xué)習(xí)起到了提綱挈領(lǐng)的重要作用。我們在每學(xué)年的第一節(jié)導(dǎo)論課時，通常要給學(xué)生做一個專題講座，以圖文并茂的形式詳細介紹電力電子技術(shù)領(lǐng)域最新的發(fā)展動態(tài)、國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用等，開闊學(xué)生的視野，使其對本課程有個大概的了解，引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識到本課程在現(xiàn)實生活中及在本專業(yè)中的重要性。
3.電力電子器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，四類基本變流電路（AC／DC、DC／DC、AC／AC、DC／AC）是電力電子技術(shù)的研究核心。教學(xué)內(nèi)容大致分為三部分：
�。�1）電力電子器件。主要包括電力二極管、晶體三極管、晶閘管、MOS-FET、IGBT等器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要參數(shù)、應(yīng)用特性等問題。
�。�2）四種基本的電力電子電路。對于直流斬波電路，主要電路為BUCK、BOOST、CUK斬波電路等。重點講解BUCK、BOOST斬波電路的原理，輸出電壓電流波形的畫法，改變占空比的方式：脈沖寬度調(diào)制PWM，脈沖頻率調(diào)制PFM。逆變電路是主要依賴于全控型開關(guān)器件，重點講解正弦波脈沖寬度調(diào)制SPWM基本原理，單極性、雙極性倍頻正弦波脈沖寬度調(diào)制逆變器的原理及其控制方式。以半控型器件晶閘管為主的整流電路部分，主要包括晶閘管驅(qū)動和保護、整流電路及有源逆變電路。交流電路的器件為雙向晶閘管，電路為單相交流調(diào)壓電路、單相調(diào)功電路、三相調(diào)壓電路及觸發(fā)電路等內(nèi)容的講解。
二、注重教師自身建設(shè)，提高綜合素質(zhì)
1.在講授《電力電子技術(shù)》這門課程內(nèi)容的時候，教師不能只講課程教學(xué)大綱或教科書的內(nèi)容，還要廣泛涉獵其他有關(guān)的教材和參考書，形成自己的獨到見解。因此，任課教師對電力電子技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，理論如何與實際相聯(lián)系，必須要有所了解。例如在講授直流斬波電路時，可以引出該電路可以使用在開關(guān)電源、太陽能發(fā)電系統(tǒng)中；在講解整流變換時，介紹其在電力機車的啟動、調(diào)速與制動中的應(yīng)用，有源逆變電路可應(yīng)用到變頻空調(diào)、電梯、計算機不間斷電源；逆變變換可聯(lián)系太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電；在講授交流電路時，說明其在可調(diào)光臺燈、異步電動機軟啟動裝置中的應(yīng)用。通過以上講解就可以使學(xué)生了解所學(xué)的書本知識在實際生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.教師要定期地閱讀最新的與電力電子技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)期刊，及時瀏覽相關(guān)的專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，掌握本學(xué)科前沿發(fā)展的動向，熟悉本學(xué)科和相鄰學(xué)科的新成果、新進展。
3.教師還要承擔(dān)一些與電力電子技術(shù)相關(guān)的科研工作，將科研與教學(xué)有機地結(jié)合起來，把科研成果轉(zhuǎn)化成教學(xué)資源，將科研成果和科研體會引進課堂教學(xué)，豐富教學(xué)內(nèi)容，促進專業(yè)教學(xué)水平的提高。
三、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強課堂效果
1.充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用。教師要學(xué)會調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，才能培養(yǎng)出高質(zhì)量的人才。教師對內(nèi)容相似或易于理解的內(nèi)容予以精簡，選擇一部分內(nèi)容留給學(xué)生去自學(xué)，然后讓學(xué)生站在老師的角度去給別的同學(xué)講解所理解的內(nèi)容，讓學(xué)生畫出主電路波形圖，通過相互交流，互相促進，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2.平等待人，積極鼓勵。在近幾年教學(xué)過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生中有消極待學(xué)的現(xiàn)象，這部分學(xué)生或沉迷于游戲，或忙于出外打工賺錢，嚴(yán)重地影響了其學(xué)業(yè)，考試成績也不理想。對于這部分學(xué)生，教師一定要找到癥結(jié)所在，積極引導(dǎo)、平等對待、不斷勉勵。要重視學(xué)生的個性培養(yǎng)，積極鼓勵學(xué)生求新、求異、求難、質(zhì)疑、進取的精神，對于部分考研的學(xué)生，他們認(rèn)為凡是和考研有關(guān)的課程就認(rèn)真對待，無關(guān)的就不學(xué)，對于這樣的學(xué)生，我們的做法是將考研數(shù)學(xué)的傅里葉變換與電力電子技術(shù)中的基波和諧波的概念結(jié)合起來，既加強了考研知識學(xué)習(xí)，又解決了電力電子技術(shù)中的知識難點掌握問題，使其認(rèn)識到課程之間都是相關(guān)的，只有這樣才能使師生之間建立一種平等、和諧、融洽的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生在課堂上的思維能力。
四、運用多種教學(xué)手段，提高教學(xué)效果
1.從以上對課程特點的分析可以看出，只采用黑板板書的方法對課程進行講授的話，教師勢必會在概念、電路圖、波形圖及參數(shù)變化對波形圖的'影響方面的書寫花費大量的時間。而若只采用多媒體進行教學(xué)的話，在波形和物理計算公式的推導(dǎo)的講解過程中，講解速度雖然會加快，但是與學(xué)生的互動也會相應(yīng)減少。這樣勢必不利于啟發(fā)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力。教師在講授的過程中應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容確定使用哪種方法進行講解。文字內(nèi)容比較多的情況，可采用多媒體輔助教學(xué)。利用PPT向?qū)W生展示學(xué)習(xí)內(nèi)容中涉及到的實物照片，這樣不僅可以增加教學(xué)內(nèi)容的知識量，而且可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如果講解的是可控電路的工作原理和輸出波形，可采用多媒體（電路圖演示）和板書教學(xué)（波形圖繪制）相結(jié)合的方法。
2.實驗是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際、學(xué)生動手能力的重要手段。對電力電子技術(shù)實驗，保留原有的晶閘管整流驗證性實驗，使學(xué)生對本課程的應(yīng)用有初步認(rèn)識，對直流斬波電路以及正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗，則可當(dāng)成設(shè)計型實驗，由教師給出電路圖及參數(shù)，由學(xué)生自行設(shè)計，選擇器件及其驅(qū)動電路、保護電路，進而完成實驗，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
3.課程設(shè)計作為實踐課教學(xué)中的重要組成部分，在人才培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用。因此切實提高課程設(shè)計的質(zhì)量，具有重要意義。《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計教學(xué)模式分以下幾個方面：
�。�1）課程設(shè)計走進實驗室。建立開放式綜合性實驗，將實驗時間交給學(xué)生，讓他們自行安排。而日常生產(chǎn)和生活中，有許多實用的電力電子產(chǎn)品，其電路相對簡捷，很接近教材，非常具有代表性，例如手機的充電器、錄音機用的變壓器，可以把它引入到課程設(shè)計中來。通過這樣的過程，學(xué)生能夠更真切地理解電力電子技術(shù)的基本內(nèi)容、基本原理，更加真實地感受電力電子電路的設(shè)計、調(diào)試過程。
�。�2）課程設(shè)計引入計算機輔助設(shè)計。傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實驗，基本上是學(xué)生利用protel軟件畫出PCB板圖，再利用電力電子開關(guān)器件、電阻、電容等元件搭建電路來獲得電子線路的感性知識。但在教學(xué)實踐中，由于電路板連線可靠性差，學(xué)生的操作技術(shù)不夠熟練，產(chǎn)生錯誤的概率較高。為了解決上述問題，我們引入了計算機仿真軟件MATLAB，Simulink作為MATLAB軟件下的仿真系統(tǒng)，通過它下面的工具箱可以對電力電子技術(shù)進行建模、仿真分析，實現(xiàn)高效率開發(fā)系統(tǒng)的目標(biāo)。
五、結(jié)語
本文針對近幾年的《電力電子技術(shù)》課程理論教學(xué)和實踐教學(xué)理念和改革思想進行了探討，有針對性地創(chuàng)新教學(xué)方法的研究，使課程內(nèi)容體現(xiàn)學(xué)科發(fā)展動態(tài)、學(xué)科前沿內(nèi)容并提出有待解決的問題，實行開放式教學(xué)，對教學(xué)內(nèi)容刪繁就簡，吐故納新，實行教學(xué)內(nèi)容對學(xué)科與專業(yè)發(fā)展的跟蹤，并且將課程教育與素質(zhì)教育相結(jié)合，將素質(zhì)教育融入專業(yè)教育之中，有效地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性，提高了教學(xué)效果。
電力電子技術(shù)13
本學(xué)期實時測量技術(shù)實驗以電子設(shè)計大賽的形式，老師命題，學(xué)生可以選擇老師的題目也可以自己命題，并且組隊操作其他的事情（包括設(shè)計總體方案、硬件電路、軟件設(shè)計、焊接、調(diào)試等工作）。趣味性強，同時也可以學(xué)到很多東西。
我們認(rèn)為，在這學(xué)期的實驗中，在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨 立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面 對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、再實踐。
之所以使用avr單片機作為我們的執(zhí)行核心，不僅是因為老師說avr現(xiàn)在是社會上應(yīng)用比較多的單片機，也因為想通過使用avr鍛煉自己的c 語言編程能力，養(yǎng)成良好的c語言編程風(fēng)格。不管怎樣，這些都是一種鍛煉，一種知識的積累，能力的.提高。完全可以把這個當(dāng)作基礎(chǔ)東西，只有掌握了這些最基礎(chǔ) 的，才可以更進一步，取得更好的成績。很少有人會一步登天吧。永不言棄才是最重要的。
而且，這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能變苦為樂，找尋有趣的事情，發(fā)現(xiàn)其中珍貴的事情。就像中國提倡的艱苦奮斗一樣，我們都可以在實驗結(jié)束之后變的更加成熟，會面對需要面對的事情。
與隊友的合作更是一件快樂的事情，只有彼此都付出，彼此都努力維護才能將作品做的更加完美。而團隊合作也是當(dāng)今社會最提倡的。曾經(jīng)聽過，mba之所以最近不受歡迎就是因為欠缺團隊合作的精神和技巧。
電壓電流測量裝置雖然結(jié)束了，也留下了很多遺憾，因為由于時間的緊缺和許多課業(yè)的繁忙，并沒有做到最好，但是，最起碼我們沒有放棄，它是我們的驕傲！
相信 以后我們會以更加積極地態(tài)度對待我們的學(xué)習(xí)、對待我們的生活。我們的激情永遠不會結(jié)束，相反，我們會更加努力，努力的去彌補自己的缺點，發(fā)展自己的優(yōu)點， 去充實自己，只有在了解了自己的長短之后，我們會更加珍惜擁有的，更加努力的去完善它，增進它。只有不斷的測試自己，挑戰(zhàn)自己，才能擁有更多的成功和快 樂！
to us, happiness equals success! 快樂至上，享受過程，而不是結(jié)果！
認(rèn)真對待每一個實驗，珍惜每一分一秒，學(xué)到最多的知識和方法，鍛煉自己的能力，這個是我們在實時測量技術(shù)試驗上學(xué)到的最 重要的東西，也是以后都將受益匪淺的！
電力電子技術(shù)14
【摘要】隨著電力行業(yè)不斷發(fā)展，對于大功率電力電子技術(shù)可靠供電系統(tǒng)進行研究，是電力行業(yè)發(fā)展中的重要內(nèi)容。電網(wǎng)的運行規(guī)模越來越大，電力用戶的需求逐年增加，提升電力系統(tǒng)的可靠性是電力企業(yè)所面臨的重要任務(wù)。在科技發(fā)展背景下，大量的電力電子裝置被應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，為電力系統(tǒng)可靠性提升帶來諸多幫助�；诖耍疚木痛蠊β实碾娏﹄娮蛹夹g(shù)進行分析，研究該技術(shù)下的可靠供電系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】大功率；電力電子技術(shù)；可靠供電系統(tǒng)；研究
1前言
大功率電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，主要涉及到了電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電以及用電等方面。實現(xiàn)大功率電力電子技術(shù)供電可靠性，在本文中從兩方面進行分析，第一，提升大功率電力電子技術(shù)的供電可靠性，可以通過提高工業(yè)敏感負(fù)荷的供電可靠性來實現(xiàn)；第二，將大功率的電子技術(shù)應(yīng)用于發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中，以提升發(fā)電機的阻尼轉(zhuǎn)矩，來實現(xiàn)系統(tǒng)的動態(tài)可靠性提升。
2大功率電力系統(tǒng)可靠性供電概述
從敏感負(fù)荷角度對電力系統(tǒng)供電可靠性進行分析。實現(xiàn)供電的可靠性不僅要求電力系統(tǒng)中不能長時間斷電，還需要對電力供電系統(tǒng)的動態(tài)電壓質(zhì)量提出更高的要求。對系統(tǒng)中的電壓跌落以及電壓短時中斷的時間進行限定，在實際供電中，不同的電壓跌落中，其敏感負(fù)荷所能夠承受的電壓跌落時間存在著差異性。在一般規(guī)律下，跌落幅度越大，其敏感負(fù)荷所能夠才承受的時間越短。傳統(tǒng)的供電可靠性統(tǒng)計統(tǒng)計，只能以停電時間超過1分鐘或者5分鐘實際依據(jù)。在我國，對于自動重合閘成功或者備用電源投入成功的現(xiàn)象不能視為用戶停電，而此時敏感負(fù)荷用戶有可能遭受到一定的電力損失。那么在實際的電力系統(tǒng)供電中，提升供電的可靠性，需要從電網(wǎng)方面進行綜合考慮，以優(yōu)化的配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，改善動態(tài)帶電壓質(zhì)量[1]。
3大功率電力電子技術(shù)提高供電可靠性的應(yīng)用
3.1轉(zhuǎn)換開關(guān)
轉(zhuǎn)換開關(guān)電源供電中發(fā)揮著重要的作用，在實際電力系統(tǒng)電源供電中，包含兩路或者多路的電源供電，轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)用其中，能夠?qū)崿F(xiàn)多路電源之間的相互切換。在本文中以兩路電源供電為例進行分析，當(dāng)有一個電源電路在正常供電時，則另外一個線路中的電源供電就會處于備用狀態(tài)。一旦線路中出現(xiàn)線常用電源供電異常的情況時，轉(zhuǎn)換開關(guān)開始發(fā)揮作用，自動切換到被用電源線路中。以轉(zhuǎn)換開關(guān)的形式，實現(xiàn)線路正常供電，其開關(guān)投入使用成本較低，應(yīng)用廣泛[2]。
3.2動態(tài)電壓恢復(fù)器
動態(tài)電壓恢復(fù)器簡稱DVR，DVR通過線路中的變壓器串聯(lián)在線路電源與敏感負(fù)荷之間。當(dāng)線路正常輸電時，線路中在沒有產(chǎn)生電壓跌落的.情況，DVR完全不發(fā)揮作用，其在線路中所輸出的電壓補償為0。當(dāng)線路中出現(xiàn)了較大的電壓跌落時，此時，DVR就會發(fā)揮其真正的作用，DVR通過自身輸出與跌落電壓值相同的電壓補償值，來實現(xiàn)線路中的電壓補償。線路中所補償?shù)木�路電壓為額定電壓。從DVR的工作原理上進行分析，其實際的作用就是對提供線路中電壓補償，避免線路由于電壓跌落出現(xiàn)故障[3]。
3.3不間斷供電電源
不間斷的供電電源，簡稱為UPS。目前，隨著科技不斷發(fā)展，UPS已經(jīng)逐漸趨向于市場化，其主要有三種類型：在線型、離線型以及在線互動型。在實現(xiàn)的UPS中，需要具有儲能單元，其中最為常見的儲能單元為的電池儲能。在線型的UPS在逆變器支持下實現(xiàn)負(fù)荷供電，實際供電與電源無關(guān)，因此在電壓質(zhì)量獲得上比較高。
3.4發(fā)電機勵磁
大功率的電力電子技術(shù)在發(fā)電機勵磁中的應(yīng)用，作用突出。首先需要對發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)進行分析，發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機端電壓的維持，合理分配多臺電發(fā)電機之間的無功功率，繼而提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。目前，在電力系統(tǒng)中，半導(dǎo)體勵磁是其最為主要的勵磁方式，在實際電力系統(tǒng)運行中，可以按照電源的不同，將半導(dǎo)體勵磁分為他勵和自勵�，F(xiàn)行在電力企業(yè)中比較實用的就是基于勵磁電力電子裝置的三相晶閘管全橋整流器，在該整流器中采用時間常數(shù)比較小的一階慣性環(huán)節(jié)。
4微網(wǎng)可靠性供電
4.1交流微網(wǎng)結(jié)構(gòu)與特點
典型的交流微網(wǎng)組成有：光伏發(fā)電、儲能電源、風(fēng)電機組以及柴油發(fā)電機組等。在以上的組成部件中，風(fēng)電以及儲能等電源，在電力電子變換器的轉(zhuǎn)換下，實現(xiàn)了對額定電壓頻率交流電的轉(zhuǎn)換，并在靜態(tài)開關(guān)的轉(zhuǎn)換下連接在微網(wǎng)母線上。交流微網(wǎng)的特點比較突出，主要表現(xiàn)在以下方面。第一，微網(wǎng)的電壓等級比較低，在實際線路中與配電網(wǎng)相連，在大功率電力系統(tǒng)的尾端；第二，容量比較小，在10KV等級的微網(wǎng)容量為數(shù)百千瓦到十兆瓦之間；第三，電流實現(xiàn)雙向流動，在微網(wǎng)結(jié)構(gòu)中為分布式的電源網(wǎng)狀，基于微網(wǎng)這樣的特點，其能夠?qū)崿F(xiàn)的功能比較多。一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對大電網(wǎng)的功率輸送，另一方面，也能夠從大功率電網(wǎng)中吸收功率；第四，微網(wǎng)具有多種工作模式，其中比較突出的就是并網(wǎng)和離網(wǎng)兩種形式。并網(wǎng)工作形式幫助微網(wǎng)能夠在大功率電網(wǎng)中正常運行，而離網(wǎng)是指，當(dāng)大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，微網(wǎng)能夠迅速的脫離大功率電網(wǎng)，而實現(xiàn)獨立運行。
4.2微網(wǎng)分布式電源電流保護
微網(wǎng)分布式電源主要包含兩大類的電源，第一，逆變器接口電源。例如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及儲能電源等。第二，傳統(tǒng)發(fā)電機接口電源。例如柴油發(fā)電機、燃汽輪機等。當(dāng)微網(wǎng)分布式電源線路中出現(xiàn)故障時，以上兩種電源類型所能夠提供的短路電流存在著較大的差異。對于逆變器接口電源來說，電源線路在線路中容易受到電力電子器件等耐流能力的影響與限制，其電源所能夠提供的短路電流值不超過線路中額定電流的1.5倍。在這樣的線路背景下，該種電源類型不能夠?qū)崿F(xiàn)有力的電流保護。而對于另外一種分布式電源進行分析，當(dāng)線路中發(fā)生短路時能夠利用串聯(lián)等效電抗的形式，實現(xiàn)較大短路電流的供應(yīng)，因此該種電源類型與逆變器接口分布式電源相比，具有明顯的優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)電流保護。
5結(jié)論
隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)的供電可靠性逐漸受到社會所關(guān)注。因此，在本文中對大功率電力電子技術(shù)進行分析，研究大功率電力電子技術(shù)提高供電可靠性的應(yīng)用，并對微網(wǎng)可靠性供電進行詳細研究。在電力電力技術(shù)可靠性供電中的應(yīng)用研究中，分別對轉(zhuǎn)換開關(guān)、動態(tài)電壓恢復(fù)器、不間斷供電電源以及發(fā)電機勵磁等方面進行詳細研究，針對這些供電系統(tǒng)的作用論述，希望能夠為電力供電系統(tǒng)發(fā)展帶來幫助。
參考文獻：
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電力電子技術(shù)15
摘要：《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課程在我校項目化教學(xué)改革中，取得了一些成績，也暴露了一些問題。本文從幾個方面出發(fā)對我校的《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課程項目化教學(xué)改革做出了總結(jié)，并說明了現(xiàn)存的優(yōu)勢和不足。
關(guān)鍵詞：電力子技術(shù)應(yīng)用;項目化教學(xué)
1項目化教學(xué)是目前課程教學(xué)改革的主要趨勢
長期以來，無論是本科學(xué)校還是�？茖W(xué)校，電類專業(yè)在《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)過程中，通常都采用的教學(xué)方式是實踐和理論分開教授。此種方式導(dǎo)致很少有學(xué)生能夠把理論和實踐結(jié)合起來，提升自己的實踐動手能力和解實際決問題的能力。在教育改革提出以就業(yè)為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教育目標(biāo)后，從自動化專業(yè)學(xué)生就業(yè)崗位調(diào)研出發(fā)，將《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改為項目化教學(xué)。實際上項目化教學(xué)改革就是將專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)楦髡n程對應(yīng)的技能訓(xùn)練項目，根據(jù)技能訓(xùn)練項目的要求具體開展教學(xué)，以及考核學(xué)生的技能訓(xùn)練效果，從而使得人才培養(yǎng)能力目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，所以項目化教學(xué)成為當(dāng)前大學(xué)教學(xué)改革的主要方向。我校電類專業(yè)的《電力電子應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)的主要模式也有傳統(tǒng)的理論和實踐分開講授模式改為項目化教學(xué)。項目化教學(xué)也成為很多專業(yè)課程教學(xué)模式改革的主要趨勢。
2《電力電子技術(shù)應(yīng)用》項目化教學(xué)的優(yōu)勢
課程改革是保證高校教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，提高教學(xué)質(zhì)量，達到職業(yè)技能資格要求的一種有效途徑。項目化教學(xué)是以實際工程項目為依托，項目內(nèi)容是理論結(jié)合實踐的集中體現(xiàn)�！峨娏﹄娮討�(yīng)用技術(shù)》課程項目化教學(xué)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性
《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程采用項目化教學(xué)后，每個項目中用動畫體現(xiàn)內(nèi)容的豐富性和趣味性，同時靈活多變的動畫設(shè)計簡化了理論內(nèi)容，提高了學(xué)生的理解力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加其自主學(xué)習(xí)的意識，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。采用靈活的教學(xué)方式，增加師生互動性，增加角色的帶入性次數(shù)等等多種方式促進學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。
2.2注重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識和實踐技能
專業(yè)實踐技能是在專業(yè)基礎(chǔ)知識熟練掌握的基礎(chǔ)上，通過強化專業(yè)技能訓(xùn)練，提升實際操作能力而獲得的實踐技能。而項目化教學(xué)的項目本身就是一個產(chǎn)品或設(shè)備控制系統(tǒng)的完成過程，是集專業(yè)知識與實際技能于一體的綜合性教學(xué)內(nèi)容。項目化教學(xué)從項目的信息整理、方案設(shè)計實施到最后的項目測試評價等，每一個環(huán)節(jié)的要求都是學(xué)生自主、教師輔助完成，所以完全可以通過具體項目的教學(xué)過程，達到培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識牢固性與實踐技能的熟練性目標(biāo)。
2.3注重培養(yǎng)學(xué)生項目知識與職業(yè)資格證的緊密結(jié)合性
項目化教學(xué)改革的'前提就是就業(yè)為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，所以項目化教學(xué)課程內(nèi)容必然有與之對應(yīng)的職業(yè)資格證必修內(nèi)容。因此項目化教學(xué)可以提高職業(yè)職格證的通過率。我校項目化教學(xué)實施以來取得的成績，電工證比例增加，高級、中級比較增加，興趣小組的比賽成績提高，學(xué)生的動手能力增加提高了就業(yè)率，企業(yè)的畢業(yè)生滿意度提高，專升本升學(xué)率提高，自主創(chuàng)業(yè)成功率提高等等方面，都說明了《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課程采用項目化教學(xué)既適應(yīng)了教學(xué)改革的潮流，又達到了項目化教學(xué)的目的要求，實現(xiàn)了以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的的素質(zhì)化教學(xué)目標(biāo)。
3《電力電子技術(shù)應(yīng)用》項目化教學(xué)的不足
3.1教學(xué)內(nèi)容的簡單項目式分化，與工程實際脫節(jié)
《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課改后雖然采用了項目化教學(xué)方式，但內(nèi)容并沒有按照項目化教學(xué)的需求實行，而是簡單的內(nèi)容分化或內(nèi)容實驗化。這一做法導(dǎo)致兩種結(jié)果，一是與現(xiàn)實工程實際項目脫節(jié)，并沒有把企業(yè)實際工程項目作為項目化教學(xué)內(nèi)容，當(dāng)然這些與實踐實訓(xùn)基地不足的、與企業(yè)聯(lián)系欠缺等方面都有關(guān)系；二是簡單的內(nèi)容分僅僅把原理論內(nèi)容簡單的分到各個項目下，沒有嚴(yán)格的項目教學(xué)設(shè)計、論證、規(guī)劃，以及各項目之間的內(nèi)在聯(lián)系，導(dǎo)致項目化教學(xué)的目標(biāo)不能完全實現(xiàn)。例如：把原單相半波可控整流電路作為一個項目，項目下提出項目要求、項目內(nèi)容、電路原理、具體步驟、項目所需工具、仿真工具及結(jié)果。這些僅僅是把原單相半波可控整流電路的內(nèi)容進行了項目分解，并沒有實際的工程項目支撐，所以此類項目化教學(xué)不可能實現(xiàn)項目化教學(xué)改革的目的，這是項目化教學(xué)效果不理想的原因之一。
3.2師資能力不足
項目化教學(xué)要求教師不但具有豐富的專業(yè)理論知識，也需要扎實的實踐操作技能，也就是需要做過實際工程項目的雙師型教師。這樣才能有效的指導(dǎo)學(xué)生完成項目的一體化過程，包括項目方案設(shè)計、前期準(zhǔn)備、實施、效果鑒定等。目前，我系雙師型師資欠缺，依靠實驗老師和理論老師的協(xié)同作業(yè)，難以很好的完成每個整體項目的教學(xué)目的。這也是造成項目化教學(xué)效果不夠理想的原因之一。
3.3教學(xué)安排與教學(xué)實施的矛盾
項目化教學(xué)需要一個彈性的教學(xué)安排，根據(jù)項目化教學(xué)實際實施過程中的要求，及時調(diào)整教學(xué)安排，但是目前的統(tǒng)一教條化的教學(xué)安排制約著課程教學(xué)改革的步伐，使項目化教學(xué)在實施過程中困難重重。我�！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)應(yīng)用》課程在項目化教學(xué)中遇到各部門間協(xié)調(diào)性差、審批手續(xù)麻煩、行政部門質(zhì)疑聲音多等。包括傳統(tǒng)的考核方式也是制約因素之一�？傊倚！峨娏﹄娮蛹夹g(shù)應(yīng)用》課程項目化教學(xué)的改革有實際成效，也存在許多待解決的問題。無論改革過程中存在多少問題，走出第一步最重要，也最困難。我們已經(jīng)走完了第一步，所以接下來的《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課程項目化教學(xué)路會越走越好，項目化教學(xué)的優(yōu)勢會越來越多，項目化教學(xué)效果會越來越好。
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