電力電子技術(shù)的認識精選(九篇)

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第1篇：電力電子技術(shù)的認識范文

摘 要 隨著新時期各類信息技術(shù)的不斷升級發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)滲透到各個領域中，在當今電信人力資源管理體系中，信息技術(shù)的應用至關(guān)重要，特別是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的實踐應用已經(jīng)發(fā)展成為電信人力資源管理體系的技術(shù)保障。本文著重研究數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電信人力資源管理中的實踐應用，透過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的深入分析，充分開拓利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電信人力資源管理中的潛在作用。為構(gòu)建現(xiàn)代化、科技化電信人力資源管理體系提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù) 電信 人力資源管理 實踐應用

一、前言

21世紀，在知識經(jīng)濟浪潮的推動下，人才的競爭已經(jīng)發(fā)展成為企業(yè)競爭的關(guān)鍵本質(zhì)。人力資源管理領域越來越受到社會各界的重視。伴隨著柔性化人力資源管理理念的興起，現(xiàn)代化的人力資源管理體系中單憑先進的理念無法滿足日益升級的市場競爭需求。要想保障人力資源管理體系發(fā)揮長效的生命力，還需要借助現(xiàn)代信息技術(shù)的支撐。電信行業(yè)的技術(shù)發(fā)展是信息技術(shù)更新升級的名片之一，在電信人力資源管理實踐中，應充分重視技術(shù)的支撐以及其積極的反作用。只有宏觀上掌控數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的使用領域，不斷拓寬數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對電信人力資源管理實踐的功能性，才能更好地發(fā)揮數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)服務于電信人力資源管理的最大化效應。

二、數(shù)據(jù)挖掘步驟分析

數(shù)據(jù)挖掘就是在大量數(shù)據(jù)里利用分析工具發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)和模型間關(guān)系過程，并通過模型與關(guān)系來預測。數(shù)據(jù)挖掘步驟通常包括準備數(shù)據(jù)、模型構(gòu)建、驗證與評價模型、模型實施四個步驟。

（一）程序化的數(shù)據(jù)準備

數(shù)據(jù)準備主要包括取樣、特點探索、研究與預處理數(shù)據(jù)。與此同時，正確選擇數(shù)據(jù)源作為數(shù)據(jù)挖掘關(guān)鍵環(huán)節(jié)，還需把握問題本質(zhì)，擇選合適數(shù)據(jù)以及進行必要調(diào)整。數(shù)據(jù)挖掘目的就是要尋找電信企業(yè)運作規(guī)律，因而取樣數(shù)據(jù)時務必要對數(shù)據(jù)質(zhì)量嚴格把關(guān)，無論任何時候均不可忽視數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（二）科學化的模型構(gòu)建

模型構(gòu)建作為數(shù)據(jù)挖掘重點環(huán)節(jié)，構(gòu)建模型時需要認真觀察哪種模型對本電信企業(yè)最有用。模型類型既可以是決策樹，也可以是神經(jīng)網(wǎng)絡與傳統(tǒng)數(shù)學統(tǒng)計。對本電信企業(yè)選擇模型時，要結(jié)合本企業(yè)電信實際情況，了解對數(shù)據(jù)所需做的預處理的工作，例如：神經(jīng)網(wǎng)絡要進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。當所有數(shù)據(jù)均準備好后，就要對模型進行訓練。

（三）精確化的模型驗證與評價

當通過以上步驟獲得一系列分析結(jié)果與模型后，其中一種評價方法就是直接采用原有模型構(gòu)建樣板數(shù)據(jù)進行驗證，當獲取較好評價后，就表明在數(shù)據(jù)樣本里挖掘出了滿足實際規(guī)律性。當此方法行不通時，就可尋找另一批數(shù)據(jù)，雖該種方法驗證效果相比第一種要差，但是相差程度卻有一個度，否則就表明樣本數(shù)據(jù)缺乏代表性或模型不完善。此外，還可通過實際運行環(huán)境獲取新鮮數(shù)據(jù)來驗證。

（四）模型實施

構(gòu)建模型并通過驗證后，就可采取以下兩種方法來實施：第一種，將模型提供給工作人員以及分析人員作為參考，讓他們通過查看與探究該模型后得出行動實施建議；第二種，將模型使用在一個數(shù)據(jù)集上面，用模型來標識事例類別，并給申請打分，或讓模型在數(shù)據(jù)中尋找特定符號要求記錄，在采取數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進行進一步分析。

三、探究數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電信人力資源管理中的實踐應用

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電信人力資源管理中的實踐應用不僅為公司發(fā)展戰(zhàn)略給出了合理人才規(guī)劃，還實現(xiàn)了公司人力資源其戰(zhàn)略和公司發(fā)展戰(zhàn)略有機結(jié)合。下面探究數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電信人力資源管理中的實踐應用。

（一）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在電信人力資源管理中的實踐應用步驟

1.對挖掘目標進行確定

根據(jù)電信企業(yè)的實際狀況，對挖掘目標進行確定，以尋找電信企業(yè)員工的職稱、年齡、學歷、性別等屬性和離職與否間關(guān)系，從而在電信企業(yè)中找出潛在離職者，進而針對該些潛在離職者，對其采取一系列措施，例如：提高福利、薪資、變更工作性質(zhì)等來達到降低離職率的目的，因而也可以為電信企業(yè)減少損失，形成穩(wěn)定員工團隊。

2.挖掘數(shù)據(jù)準備

按照人力資源管理部門數(shù)據(jù)對員工資源間關(guān)系進行確定。在職員工的基本信息包括：工號、性別、姓名、所在的部門、現(xiàn)擔任的職位、職稱、年齡、婚姻、政治面貌、文化程度、入黨時間、進電信公司時間、身份證號碼等。離職員工的基本信息包括：工號、性別、姓名、所在的部門、職稱、年齡、婚姻、政治面貌、文化程度、入黨時間、離開電信公司時間、身份證號碼等。從以上基本信息中可看到在數(shù)據(jù)源中獲取歷史數(shù)據(jù)，具有存在量大、定義較復雜、屬性較繁多、不健全等特性。因此，需要我們在大量數(shù)據(jù)中擇選符合分析條件的數(shù)據(jù)，并采用SQL查詢語句壓縮、匯總和刪除等來操作員工信息其關(guān)系的數(shù)據(jù)庫

3.模型構(gòu)建

構(gòu)建模型時，最常用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為遺傳算法、決策樹和人工的神經(jīng)網(wǎng)絡。針對電信企業(yè)人力資源管理實際情況，最為常用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)為決策樹的分類法。建立決策樹的過程，就是切分數(shù)據(jù)過程，并且每次切分均對應著一個問題和一個節(jié)點，同時每個切分全部要求分成組間有著最大差異。每種決策法其算法間主要不同就是對該差異衡量模式區(qū)別。對于電信公司人力資源管理，我們可將切分當作是將一組數(shù)據(jù)其分成幾個部分，要求統(tǒng)一份內(nèi)數(shù)據(jù)要盡可能的相同，不同份之間的數(shù)據(jù)要盡可能不相同。該類切分過程同樣也被稱作數(shù)據(jù)純化。

（二）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的實踐運用對電信人力資源管理所起的作用

1.優(yōu)化了人員配備

電信企業(yè)熟悉組織內(nèi)部的人才類型與構(gòu)成，掌握員工具體實際情況，對選拔人才與制定人才戰(zhàn)略具有重大作用。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在人力資源管理中的應用能夠在組織內(nèi)眾多的數(shù)據(jù)庫里獲取人力資源的信息，并發(fā)現(xiàn)其模式與聯(lián)系來達到優(yōu)化其人員配備的目的。

為有效達到以上目的，常采取以下四個數(shù)據(jù)挖掘步驟：

第2篇：電力電子技術(shù)的認識范文

關(guān)鍵詞： 《電力電子技術(shù)》 教學改革 慕課 翻轉(zhuǎn)課堂

1.引言

電力電子作為一項新興技術(shù)，因為其變換和傳輸電能的功能，在生產(chǎn)生活的各個領域受到越來越多的關(guān)注。全球性的能源危機使人們的目光開始轉(zhuǎn)向環(huán)保型能源，如太陽能、風能，不同形式的能量之間的轉(zhuǎn)換必須依賴電力電子技術(shù)。以上海為核心的長江三角地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，必然會帶動電力電子技術(shù)的大力發(fā)展與應用，同時電力電子技術(shù)的發(fā)展也相應推動長三角地區(qū)經(jīng)濟的迅速發(fā)展。

目前國內(nèi)外高等教育部門均已認識到加強電力電子技術(shù)專業(yè)教育的重要性。通觀全球的電力電子技術(shù)教育現(xiàn)狀，“改革”的觀念滲透到從課堂教育、仿真、實驗到專業(yè)論文的方方面面。近十年，當高職完成規(guī)模建設的過程后，必然實現(xiàn)走內(nèi)涵發(fā)展的道路，實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。我院人才培養(yǎng)目標定位：立足不斷探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)技能型人才。因此，無論從該課程對國計民生的重要性還是從教學務實的角度講，對于該課程的建設和教學改革都具有重要的實際意義。

2.教學現(xiàn)狀

（1）學生方面。對于高職學生，本門課程一般在大二開設，已有電學的基礎知識，但是本門課程涉及的電學知識，被遺忘和不扎實現(xiàn)象特別嚴重，在講授過程中因為沒有掌握基礎知識，所以學習這門課程很吃力，以致厭學。

（2）教學方面。近十年來電力電子技術(shù)得到飛速發(fā)展，新器件和新的控制方法不斷出現(xiàn)，《電力電子技術(shù)》教學內(nèi)容必須隨自身技術(shù)的發(fā)展及時更新，但實際授課教材大綱往往內(nèi)容滯后，與電力電子技術(shù)的發(fā)展不協(xié)調(diào)，造成課堂教學與工程實踐相脫節(jié)；基本沿用傳統(tǒng)的以課堂教學為主、驗證性實驗為輔的教學模式，與先進的現(xiàn)代教學方法和教學手段不相適應，不利于學生對本課程的深入理解；目前課時越來越少，給高職學生的學習和教師教學帶來難度。

3.教學方法改革

利用新的教學方法提高學生對電力電子課程的興趣，被視為電力電子教學改革的重要手段。迅速發(fā)展的信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)不僅被應用于實驗室建設，而且被廣泛作為課程教學的新方法。國內(nèi)外許多大學都已開發(fā)出電力電子的網(wǎng)上授課內(nèi)容，并以多媒體的形式呈現(xiàn)，其中以瑞士的iPES最著名。

通觀國內(nèi)外高校電力電子教學現(xiàn)狀，有很多值得我們學習和借鑒的新方式、新方法，在我國電力電子教學改革中，以下幾方面值得注意。

（1）建立系統(tǒng)的觀念。在教材編寫與課程內(nèi)容組織的過程中，從電力電子系統(tǒng)的觀點出發(fā)，將相關(guān)知識有機融合，避免將各種電力電子器件、各種結(jié)構(gòu)功能的電路作孤立講解，因為電力電子電路通常都是幾種電路組合在一起構(gòu)成一個系統(tǒng)實現(xiàn)一定的功能的，僅僅孤立地講解其中的一個意義不大。

（2）注重電力電子電路的設計，培養(yǎng)學生的電路設計思想和能力。從電路設計的角度出發(fā)組織電力電子技術(shù)的教學內(nèi)容，是一種很好的教學方式。哪怕是最簡單的電力電子電路的設計，也是一個很好的開端。

（3）課堂教學、仿真、實驗并重。在課堂教學中引入各種先進的教學手段，在實驗室中引入先進的仿真軟件，如MATLAB、PSPICE等，同時下大力氣建立電力電子技術(shù)實驗室。通過各種實驗電路搭建完整的電力電子系統(tǒng)，應是實驗室的基本功能，而不僅僅是對各種功能電路的驗證。

（4）在教學中，為了跟上電力電子技術(shù)快速發(fā)展的步伐，僅僅講授教材中的內(nèi)容是不夠的，還應采取調(diào)研、討論、講座、專題報告等各種形式，使學生對電力電子技術(shù)的前沿技術(shù)有所把握，為學生未來的科研與工作打好基礎。

（5）積極開展電力電子及相關(guān)課程的網(wǎng)上教學，用動畫、多媒體等先進手段展示電力電子的課程內(nèi)容，提高學生的學習興趣。通過交互式網(wǎng)頁設計使學生主動參與學習，增強教學效果，如“慕課”（MOOC，大規(guī)模在線開放課程）。

4.MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂

近年興起的“慕課”已在全球高等教育界引發(fā)熱潮，我國北大、清華、復旦等高校相繼加入“慕課”平臺。同時，國內(nèi)高校認識到，應借勢“慕課”沖擊，努力提高教學質(zhì)量，還能用較低的成本進一步均衡國內(nèi)高等教育優(yōu)質(zhì)資源。建設“中國式慕課”很快由理念變?yōu)樾袆印?/p>

翻轉(zhuǎn)課堂是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，教師不再占用課堂的時間講授信息，這些信息需要學生通過看視頻講座、聽播客、網(wǎng)絡閱讀等形式課后自行學習。教師更多地利用課堂時間對學生進行一對一的互動和指導。

把基于MOOC的翻轉(zhuǎn)課堂法融入《電力電子技術(shù)》的教學實踐活動中，使師生共同走進課程，體驗、思考，成為課程的創(chuàng)造者和主體，這種教學改革在全國范圍的課程改革中尚屬前沿。

參考文獻：

[1]陶生桂，胡兵.長三角地區(qū)電力電子技術(shù)發(fā)展及應用[J].變流技術(shù)與電力牽引，2007，1：38.

[2]關(guān)曉菡，趙徐森，張衛(wèi)平，劉元超.電力電子技術(shù)實驗教學改革探討[J].第四屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集，2005：543.

第3篇：電力電子技術(shù)的認識范文

一、掌握重點、難點

1.課程的重點

各類電力電子器件的通斷控制特性、四類基本電力電子開關(guān)電路拓撲結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)電力電子變換和電力電子補償控制的原理、電力電子變換的過程中運行參數(shù)的變化及實時控制特性、輸入輸出電流電壓波形分析。

2.課程的難點

電力電子電路種類繁多，當電路中含多個開關(guān)器件時電路的運行模態(tài)較多，且理解電力電子電路特性時常常要從s級、ms級和us級等不同時間尺度人手，因此學生學習時容易被本門課程表面的繁雜所迷惑，甚至感到無所適從。而且本門課程實踐性很強，學生在課程學習時難以將所學知識與實踐相結(jié)合。

二、整合教學內(nèi)容

1.優(yōu)化課程內(nèi)容

晶閘管是半控型器件的代表，在20世紀90年代前期，應用范圍相當廣泛。但從20世紀80年代初，以P-MOS-FET和IGBT為代表的全控型器件發(fā)展迅速，目前已經(jīng)成為電力電子領域的核心器件，這影響到主電路拓撲結(jié)構(gòu)、控制方法，也同樣影響電力電子技術(shù)課程的教學。在教學過程中，將半控型器件的相關(guān)內(nèi)容刪減，介紹全控型器件的特性，由全控型器件組成的斬波器、逆變器、變頻器。壓縮和刪減一些已過時或在實際工程中應用較少的器件和電路。例如在整流電路章節(jié)中晶閘管直流電動機系統(tǒng)，原來它是可控整流裝置的主要用途之一，但目前已由全控型器件構(gòu)成的PWM脈寬調(diào)制電路所取代，因此在授課時就簡單介紹。在刪減晶閘管教學的同時，必須強化全控型器件及電路、控制方法的教學。

在課程內(nèi)容上，將電力電子技術(shù)的內(nèi)容分為有機的幾個部分，提出了新的課程內(nèi)容設置思路，即以電力電子開關(guān)器件為核心、以四類基本變換器和兩種控制方法為基礎、以四類應用為目標，兼顧當前技術(shù)發(fā)展，這種內(nèi)容設置方法有利于學生掌握課程核心內(nèi)容。

在器件學習中，就著重指出全控型尤其是電壓型全控器件的優(yōu)點，讓學生知道全控器件制造工藝的發(fā)展決定電力電子的發(fā)展。在講授斬波電路和逆變電路時，要以全控器件為基礎。對脈寬調(diào)制PWM控制技術(shù)這一章要重點講解，指出正是采用了全控器件才得以使這一技術(shù)得到大量應用，成為電力電子的核心技術(shù)，是電力電子技術(shù)的一場革命。另外結(jié)合應用，要加強交直交變頻和直流開關(guān)電源的教學。

2.適當增加最新技術(shù)的教學

由于電力半導體器件和微電子半導體器件日新月異的發(fā)展，電力電子技術(shù)每隔不久便有一個新飛躍，其應用領域也在不斷擴大。要及時傳授該學科的前沿知識、介紹其發(fā)展趨勢，使學生對該學科有一個清晰的認識。如對當前電力電子最新應用：矩陣式交一交變換器、電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)、功率因數(shù)提升技術(shù)等內(nèi)容作較為詳細的介紹。另外，應加強理論聯(lián)系實際，介紹一些和生活息息相關(guān)的應用，如電子鎮(zhèn)流器，增加學生的見識，提高他們的學習興趣。

三、改進方法和手段

1.培養(yǎng)學生的主動性，提高學習興趣

從第一節(jié)課開始，通過大量的圖片，演示了電力電子的多種應用，包括工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、電力系統(tǒng)、家用電器、航天飛行器等。通過這些生動的實例，使學生明白電力電子其實就在身邊。這門課的內(nèi)容不是空洞的理論，而是與實際緊密結(jié)合的。在講授DC-DC變換器時，與直流開關(guān)電源結(jié)合起來，并制作了小功率Buck變換器樣機。演示時調(diào)節(jié)占空比，觀察輸出電壓，學生印象深刻。此外，還向?qū)W生推薦閱讀相關(guān)的期刊，并精選了幾篇文章讓學生仔細閱讀。這些文章從理論分析、電路設計、控制系統(tǒng)設計到仿真和實驗驗證都比較完整，內(nèi)容具備典型性，讓學生初步了解電力電子科研和最新發(fā)展的動態(tài)。這些措施改變了以往學生被動接受的狀態(tài)，學生對這門課的興趣大大提高，學習有了主動性。

2.利用現(xiàn)代化教學手段，改善教學效果

近年來，多媒體教學逐漸代替了板書成為主流課堂教學手段，那么這種靜態(tài)的演示文稿卻還不能吸引學生。如何有效地利用多媒體手段，將枯燥的分析變得生動，也是該課程教學中一個棘手的問題。具體對于電力電子技術(shù)課程，方法是使圖形、波形動起來。采用了相對易用的軟件Matlab/Simulink。軟件中有完善的電力電子工具包SimPow-ersystem，其中有各種器件、電源、負載、測量和波形顯示元件等，可以搭建教材中的各種電路。在課堂上演示給學生，且可以方便地修改電路的參數(shù)。為了使演示界面更友好，我們在課下制作flash課件，可進一步豐富教學資源。采用這些方法后，大大改善了課堂講授效果。

四、加強實踐能力

在學校的大力支持下，近年來實驗教學從教學思想、實驗教學管理和教學條件上都有了很大改進，正在由演示性、驗證性實驗向設計性和創(chuàng)新性實驗發(fā)展，由封閉實驗室管理向開放管理發(fā)展，由單一的電力電子實驗向綜合性實驗發(fā)展，由教師主導進行實驗向發(fā)揮學生自主性發(fā)展。

調(diào)整實驗的內(nèi)容，保證實驗的先進性、代表性和方向性實驗內(nèi)容，首先要考慮理論教學的進度及其知識的難點和重點，以利于學生對基本理論、基本原理的掌握；其次要對原有的實驗內(nèi)容進行篩選、補充、綜合，減少驗證性實驗，多開一些綜合性、設計性實驗。對電力電子技術(shù)實驗，保留原有的晶閘管整流、逆變的驗證性實驗，使學生對本課程的應用有初步認識，對直流斬波、交一交變換以及PWM控制技術(shù)部分的實驗，則可開出設計型實驗，由教師給出電路參數(shù)，由學生自行設計主電路，選擇器件及其驅(qū)動電路、保護電路，進而完成實驗，培養(yǎng)學生分析問題，解決問題的能力。

五、探索改革方向

電力電子技術(shù)課程的教學也是一門藝術(shù)，要上好這門課是不容易的。除了開發(fā)多媒體動態(tài)課件外，下一步的工作是開發(fā)出仿真實驗平臺，提供更多的虛擬實驗項目，為學生的自主學習提供一個寬松的環(huán)境。

第4篇：電力電子技術(shù)的認識范文

關(guān)鍵詞：Saber；電力電子技術(shù)；課堂教學

作者簡介：丁新平（1975-），男，甘肅定西人，青島理工大學自動化工程學院，副教授；馬淋淋（1979-），男，黑龍江黑河人，青島理工大學自動化工程學院，講師。（山東 青島 266520）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）06-0053-02

隨著半導體器件技術(shù)的日益成熟和數(shù)字控制技術(shù)（Digital Signal Control）的飛速發(fā)展。電力電子技術(shù)在國民經(jīng)濟和工業(yè)生產(chǎn)中的地位越來越突出：節(jié)能減排的很大一部分比重都是通過以電力電子技術(shù)為核心的變頻調(diào)速、高效節(jié)能燈具等電力電子節(jié)能產(chǎn)品完成。在國家大力發(fā)展的新能源利用以及分布式發(fā)電等領域，電力電子技術(shù)也是大有用武之地，作用越來越明顯。同時，電力電子技術(shù)人才供不應求，國家需要大量電力電子技術(shù)的應用型人才。

本科教學中，對電力電子技術(shù)的要求越來越高。而電力電子技術(shù)教學中存在的主要問題是該門功課屬于理論和實踐結(jié)合性非常強的課程，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到學習效果。高校中電力電子技術(shù)課堂教學主要以理論講解為主，在教學過程中配以部分典型電路的實驗驗證等實踐教學。而實驗項目的完全封閉性（考慮到學生安全性等原因）造成了學生在學習過程中的盲目性和迷茫感。學生很難把課堂所學理論知識和實際應用項目聯(lián)系起來。筆者調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，學生由于缺乏對理論知識相對應實踐環(huán)節(jié)的感性認識，學習的主動性和積極性不高。學生最主要的迷茫感是——學習的電力電子電路能用到什么地方？怎么去用？成天講的電力電子器件在實際中到底如何控制？這些問題在傳統(tǒng)課堂教學中得不到有效解決，久而久之，學生就喪失了學習的積極性。單純?yōu)榱朔謹?shù)的學習使得教師教得費勁，學生學得沒勁。

Saber仿真軟件是一款專門針對電力電子學而開發(fā)的仿真軟件，其主要應用于科研人員對新型拓撲電路的驗證上，為實驗驗證提供相關(guān)參數(shù)和對新電路的有效性進行驗證。[1，2]先有很多仿真軟件都是把物理特性用數(shù)學模型表示出來，然后在數(shù)學模型的基礎上進行仿真。這些仿真電路和實際硬件電路相差較多，更不能給人帶來更直觀的硬件電路設計指導作用。Saber仿真軟件最大的優(yōu)點是“硬件化”仿真思想的植入，其在仿真時能夠完整還原真實系統(tǒng)，而不是用數(shù)學模型來代替系統(tǒng)特性進行設計研究。Saber仿真軟件應用在電力電子技術(shù)課堂教學中將解決目前在學習過程中困擾學生的主要難題。

第一，增加學生的成就感，進而培養(yǎng)學生的學習興趣。很多時候，學生在接觸到一門新課的時候，都會有一個過程：滿懷信心和好奇地去了解和學習感性認識和理論入門主動（或被動）學習考試。在一門課程學習過程中，起關(guān)鍵作用的是感性認識和理論入門階段，如果此時能有真實的應用電路來入門，其必然的結(jié)果將是學生主動和有興趣去學習，效果將不言而喻。Saber軟件的“硬件化設計”給人以電力電子電路的真實感，解決了學生學習過程中由于理論公式推導而造成的“實際電路和理論分析對不上號”的困境，能夠起到“感性認識電路仿真出結(jié)果學習成就感學習興趣”的良性循環(huán)。

第二，培養(yǎng)學生的主動思考能力。一改傳統(tǒng)教學中課堂上教師枯燥地講和學生被動聽的教學模式，變被動聽課為主動參與設計電路，通過在仿真軟件上自己搭建電路及設計閉環(huán)控制器，培養(yǎng)了學生主動思考問題的能力。

第三，在課堂教學中，引入硬件仿真電路的現(xiàn)場演示，增加電路的直觀和感性認識。通過仿真電路對電力電子電路工作原理和工作模式的驗證和演示，現(xiàn)場用“硬件電路”驗證了理論分析的結(jié)果，加深了學生對所學電力電子電路知識的認識和掌握。

第四，實驗前認識電路工作原理，驗證各部分實驗波形，為知識點的更好掌握和實驗的順利進行做前期準備工作。有些論文介紹計算機仿真軟件能夠部分或者全部代替實驗教學，[3]筆者持否定觀點。仿真軟件無外乎是理論知識的驗證，其根本代替不了實驗對學生實踐動手能力的鍛煉。筆者認為要學好學通“電力電子技術(shù)”這門課程，不但要保留電力電子實驗，還應該增加相關(guān)課程創(chuàng)新項目等實踐活動來增加學生在實際設計中對理論知識的加強和融會貫通。

一、典型電力電子電路工作原理介紹

幾乎所有的電力電子電路都可以用Saber軟件實現(xiàn)仿真，其中包括各種電能轉(zhuǎn)換電路：AC-DC，DC-DC，DC-AC，以及AC-AC電路。在現(xiàn)代電力電子技術(shù)里面頗具代表性的幾種典型電路有：應用于開關(guān)電源中的DC-DC斬波電路之Boost /Buck/Buck-boost電路；廣泛應用于節(jié)能減排中，作為變頻調(diào)速系統(tǒng)主要能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的電壓源全橋逆變電路（VSI）；大功率場合應用較廣的可控整流電路。限于篇幅限制，本文主要以Boost電路和電壓源逆變器為例進行闡述。

作為應用較廣的電路之一，Boost電路能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入電壓的任意升壓功能，通過控制開關(guān)管的占空比能夠控制輸出電壓的大小。在閉環(huán)控制器的作用下，該電路能夠抑制輸入電壓擾動和負載擾動對系統(tǒng)的影響，保持恒定的輸出電壓。Boost電路除了應用于開關(guān)電源DC-DC中外，主要應用在PFC電路實現(xiàn)功率因數(shù)的校正。同時，在新能源能量轉(zhuǎn)換電路中，其可以作為前級電路以實現(xiàn)MPPT（Maximum Power Point Tracking）調(diào)整功能，在實現(xiàn)光伏模塊和燃料電池等新型能源的最大功率輸出的基礎上，實現(xiàn)對輸入電壓的升壓功能。圖1所示為Boost電路在光伏電池發(fā)電中實現(xiàn)MPPT和升壓功能的原理圖。圖2為實現(xiàn)PFC功能的Boost電路，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的功率因數(shù)，減少了開關(guān)電源對電網(wǎng)的影響，并得到相對穩(wěn)定的直流電壓。

圖3為應用廣泛的變頻器主電路圖，電網(wǎng)輸入，經(jīng)過二極管不控整流得到6脈波波動的直流電，再通過電壓源逆變器實現(xiàn)DC-AC轉(zhuǎn)換，得到所需的可控交流電（CVCF或者VVVF），實現(xiàn)電機的變頻調(diào)速功能。全橋電壓源逆變器控制可以采用比較簡單的SPWM控制或者SVPWM方法實現(xiàn)。

二、Saber軟件在電力電子典型電路中的應用

1.課堂授課中的應用

Saber軟件應用到課堂教學中，可以增加上課時學生的參與性和理論知識驗證的直觀性。為枯燥的課堂教學帶來生機，具體例子為：在講授DC-DC斬波電路時，必須要講明白兩個前提（概念）：一是穩(wěn)態(tài)的概念，二是電感的伏秒平衡（電容的安秒平衡）法則。在此基礎上，所有的變換電路都可以解釋并推導出來。在講到這兩個概念的時候，學生很難理解透徹，大多數(shù)情況下學生都是一知半解的狀態(tài)，這時能夠利用Saber軟件進行說明則會起到事半功倍的效果。在電路啟動階段，此時電感電流從零開始上升，然后振蕩幾個周期，最后進入穩(wěn)態(tài)階段，具體如圖4所示。穩(wěn)態(tài)狀態(tài)最關(guān)鍵的現(xiàn)象是：每個開關(guān)周期，電感電流的上升變化量和下降變化量保持相等，通過電感公式VL=Ldi/dt可以推導出電感的伏秒平衡法則。用該法則可以推導出幾乎所有DC-DC斬波電路輸出-輸入電壓關(guān)系。用該仿真軟件直觀驗證和理論推導相結(jié)合教學效果非常好。

在講不同DC-DC電路輸出-輸入電壓關(guān)系時，推導的公式可以直接用Saber仿真軟件驗證，具體如圖5所示，Vout=（1/（1-D）Vg=12/0.6=20V。圖5直觀顯示出兩個關(guān)鍵現(xiàn)象：一是讓學生知道了開關(guān)管是如何驅(qū)動的；二是輸出-輸入電壓增益的驗證。DC-DC斬波電路另一個比較關(guān)鍵的概念是電路的連續(xù)工作模式（CCM）和斷續(xù)工作模式（DCM）。通過仿真軟件能夠非常直觀地呈現(xiàn)給學生，當電感電流較大的時候，電路工作在連續(xù)工作模式（CCM）下；當電感電流變小到在一個開關(guān)周期里面有部分時段電感電流等于零，此即進入了斷續(xù)工作模式（DCM）。具體仿真演示結(jié)果如圖6所示。

在講到其他電力電子電路時，Saber仿真軟件在講課中的直觀性優(yōu)勢也非常明顯，譬如以電壓源逆變器為例，其交流輸出電壓頻率和幅值受調(diào)制波的控制而變化。最直觀的講解如圖7仿真所示，圖7上半部分為調(diào)制因子M的波形，可以控制交流輸出電壓的大小，也就是說輸出交流電的頻率和調(diào)制信號頻率相同，而幅值和調(diào)制信號幅值成正比。通過上下兩部分仿真圖的比較，非常直觀地看出逆變器輸出電壓和調(diào)制信號之間的關(guān)系。

2.課后設計電路時的應用

Saber仿真軟件還可以作為課后設計電路參數(shù)和閉環(huán)控制器的主要依據(jù)。工業(yè)應用中，絕大部分產(chǎn)品都是工作在閉環(huán)控制方式下，以達到抑制輸入擾動和負載擾動、最后輸出穩(wěn)定的直流電壓。在主電路參數(shù)（L，C）選型和閉環(huán)控制器設計上，Sabrer軟件起到指導和驗證的作用。在控制器參數(shù)設計完畢后，可以通過Saber仿真軟件進行初期驗證，對參數(shù)進行優(yōu)化和微調(diào)以得到最優(yōu)的控制參數(shù)。圖8所示是Boost變換器在閉環(huán)控制器的作用下進行的負載擾動和輸入擾動仿真驗證，由圖可以看到在PI閉環(huán)控制器的作用下，系統(tǒng)具有抑制負載擾動和輸入電壓擾動的能力，輸出電壓Vout很少受兩種擾動的影響。

三、結(jié)論

本文研究了Saber仿真軟件在“電力電子技術(shù)”教學中的應用。在教學中通過引入Saber軟件使得課堂教學生動直觀，一改傳統(tǒng)教學中的死板和枯燥。以“電力電子技術(shù)”課程里的幾種典型電路為例，詳細地說明了如何有效地應用Saber軟件輔助傳統(tǒng)課堂教學以收到直觀生動和事半功倍的效果。

參考文獻：

[1]李艷林，宋海良，陳凱，等.基于saber的電壓源仿真設計[J].科技信息，2012，（33）：30-31.

第5篇：電力電子技術(shù)的認識范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) FPGA 綜合實驗平臺

電力電子技術(shù)是指電力電子變換和控制的技術(shù)，是涉及電子技術(shù)、控制技術(shù)和電力技術(shù)等多專業(yè)的交叉學科。同時，也是電氣工程及其自動化、工業(yè)自動化等相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。該課程教學內(nèi)容復雜抽象、信息量大，應用性和實踐性強。課程內(nèi)容以電力電子器件和變流電路為主，通過分析各類電力電子器件的通斷來學習理解整流、逆變、斬波和變壓變頻等典型電路的工作原理，并分析在不同負載情況下的電壓、電流波形。通過本課程的學習可獨立分析、解決實際的工程技術(shù)問題[1]。

鑒于電力電子技術(shù)是一門強調(diào)理論與實踐相結(jié)合的專業(yè)基礎課，而目前電力電子技術(shù)課程的實驗教學大多依托插拔式實驗平臺，主要是演示性或驗證性實驗。學生實驗時大多按照實驗指導書進行簡單線路連接，并沒有通過實驗深入理解理論知識，出現(xiàn)問題也不會主動分析和解決。另外，由于對實驗操作不熟而導致實驗裝置損壞，維護量大[2]。為此，需要增加學生真正動手設計、搭建和調(diào)試電路的機會，讓學生完全掌握具體實現(xiàn)過程，加強學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 目前電力電子技術(shù)實驗教學現(xiàn)狀及存在問題

實驗的目的是讓學生更好地理解和掌握理論知識，培養(yǎng)在實際應用過程中的實踐能力。但目前電力電子技術(shù)實驗普遍存在著實驗與理論結(jié)合不緊密、實驗與生產(chǎn)實踐相脫節(jié)的問題[3，4]。主要體現(xiàn)在：

（1）傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實驗裝置封裝程度高，容易損壞，維護困難。課堂講授的理論知識與實驗過程銜接度低，盡管學生對工作原理掌握得很好，但在實際實驗過程中還是無從下手，無法真正達到實際應用。

（2）傳統(tǒng)的電力電子實驗大多是演示性或驗證性實驗，只能觀測實驗結(jié)果，而不能有效地進行電路分析和動態(tài)分析，幾乎沒有仿真和模擬。

（3）傳統(tǒng)的電力電子實驗內(nèi)容固定，較難實現(xiàn)模塊化，無法根據(jù)學生實際情況定制實驗內(nèi)容。

隨著電力電子技術(shù)朝著高度模塊化、集成化以及應用多元化的方向發(fā)展，相應地也要求加強實驗教學，讓學生真正動手，在實際應用中更好地理解和掌握電力電子技術(shù)基本概念和工作原理。因此，需要設計和開發(fā)一種具有良好擴展性且交互式的綜合實驗平臺來滿足教學要求。

2 便攜式綜合實驗平臺

目前，我校電力電子技術(shù)實驗設備相對陳舊且占地面積大，維護困難。為滿足實踐教學改革需要，我們研究和開發(fā)了一種便攜式電力電子技術(shù)綜合實驗平臺。

2.1 硬件平臺

該實驗平臺的硬件系統(tǒng)主要由PC機、eMotion模塊、FPGA芯片和實驗模塊組成（如圖1所示）。

整個綜合實驗平臺采用標準化的模塊結(jié)構(gòu)，PC機通過以太網(wǎng)或串口與eMotion模塊相連。而FPGA1芯片卡通過ISA總線與eMotion模塊相連，實驗模塊通過JP與FPGA2芯片相連。FPGA1與FPGA2通過SIO相連，使得FPGA1與實驗模塊完全隔離。實驗模塊包括示波器顯示模塊LCD，直流斬波模塊DC2DC，逆變模塊DC2AC等模塊（如圖2所示）。

2.2 軟件平臺

該實驗平臺運行在Matlab環(huán)境下，主要包括操作界面、波形顯示界面和邏輯分析界面等。如圖3所示，給出buck轉(zhuǎn)換電路實驗界面。整個實驗系統(tǒng)采用層次式結(jié)構(gòu)，如圖4所示。所有實驗均用Matlab編程實現(xiàn)，其中每個實驗包括多個操作界面。

具體操作過程如下：

（1）開機運行后，首先執(zhí)行eMotion模塊，在PC機中執(zhí)行Telnet程序，進入工作目錄。

（2）啟動Matlab，并進入相應實驗的m文件目錄。選擇相應的實驗，啟動界面。

在實驗過程中，學生可根據(jù)實際需要選擇相關(guān)實驗。該綜合平臺具有良好的可擴展性，可根據(jù)實驗室規(guī)模靈活配置，方便攜帶。

3 實驗內(nèi)容設置

根據(jù)實際教學和學生不同能力的需要，設置了基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗4類實驗，形成階梯式實驗教學。

3.1 基礎性實驗

這些實驗基本上是演示性及驗證性教學實驗，實驗指導書給出具體電路、實驗內(nèi)容及操作步驟。通過實驗使學生獲得感性認識并與理論知識相銜接，掌握各種典型電路的工作原理、波形分析及定量計算，為綜合設計實驗打下基礎。

3.2 設計性實驗

在基礎性實驗的內(nèi)容和基礎上，由學生自行設計設備參數(shù)及其特性，并通過編程進行仿真實現(xiàn)。主要目標是掌握電子電路的設計及軟件編程，并學習實驗參數(shù)的設置與調(diào)試。

3.3 綜合性實驗

根據(jù)教師提供的不同實驗項目，從最初的方案設計，元器件選型，軟件編程仿真到具體實物實現(xiàn)，將實驗與實際問題相結(jié)合，提高學生的動手能力，積累學生的工程實踐經(jīng)驗。

3.4 創(chuàng)新性實驗

挑選優(yōu)秀學生，采取集中培訓的形式，在課程設計過程中結(jié)合國家或省市級大學生科技創(chuàng)新項目，進行創(chuàng)新性實驗設計，深化課堂與實踐教學的效果。

4 結(jié)束語

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展以及電力電子在各行各業(yè)中的廣泛應用，針對相關(guān)專業(yè)的本科生培養(yǎng)以及學校教育教學改革的深入，構(gòu)建了一種便攜式電力電子技術(shù)實驗教學綜合平臺。該平臺具有良好的可擴展性與交互性，實驗內(nèi)容豐富，開放性強。通過該平臺，學生易于理解和掌握電力電子技術(shù)的理論知識與分析方法，提高動手能力和工程實踐能力。

根據(jù)教學實踐，還可進一步提高該平臺的性能，形成多層次、立體化的實驗教學。

參考文獻

[1] 王兆安，劉進軍.電力電子技術(shù)[M].第5版.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[2] 唐杰，劉麗，羅慶躍.“電力電子技術(shù)”課程研究性教學初探[J].中國電力教育，2009（12）：86-87.

第6篇：電力電子技術(shù)的認識范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) 實驗實訓 教學

引言

電力電子技術(shù)是20世紀后期發(fā)展起來的一門嶄新的技術(shù)，它已成為電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程。隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，教學內(nèi)容越來越豐富，教學要求也越來越高。為了增強學生動手能力，培養(yǎng)應用型人才，改革實驗設備，使之能在人才培養(yǎng)中發(fā)揮盡可能大的作用就顯得尤為重要。我校電子系與蘇州市百神科技共同研制了BSJY-V型電力電子技術(shù)實驗實訓平臺。本套裝置的功能非常強大，價格合理，很適合各類院校開設電力電子技術(shù)課程的應用。經(jīng)對該裝置的開發(fā)以及在實驗、實訓教學中的應用，我們體會到整套裝置具有靈活、直觀、易于上手等特點，利用該裝置一個學生就可完成電路搭接、數(shù)據(jù)記錄等全部實驗過程，既可培養(yǎng)學生獨立思考以及分析問題、解決問題的能力，又要求學生動手完成實驗的每一個環(huán)節(jié)，從而提高實際動手及分析問題、解決問題的能力。利用該裝置可以在較短的時間內(nèi)組織學生進行電力電子技術(shù)的實訓，并能夠獲得較好的實訓效果。該套實驗裝置既可用于教學，也可用于科研開發(fā)工作。本文將簡要地介紹一下該套系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)、應用及其特點。

1.功能

本平臺的功能非常強大，能在一套裝置上完成《電力電子技術(shù)》、《電機拖動自動控制系統(tǒng)》等課程的主要實驗。它能夠開設的實驗有六類，每類又有若干具體的實驗項目。

1.1 半控型器件部分實驗

這部分能夠完成由半控器件構(gòu)成的典型電路的實驗，能夠很好地展示單相、三相的各個拓撲結(jié)構(gòu)的整流、逆變、交交調(diào)壓電路，很方便地觀察各處波形。還設計了觸發(fā)信號的產(chǎn)生電路，給學生灌輸設計電路的概念。

1.2全控型器件特性部分實驗

這部分對全控器件的特性進行了驗證。學習電力電子技術(shù)，一個重要的內(nèi)容就是要掌握器件，包括半控和全控器件，掌握器件需要掌握其基本特性，這樣才能夠根據(jù)具體的情況進行恰當應用。但是以往這些特性都是依靠教師的講述，現(xiàn)在利用這套裝置很方便地檢測全控器件的特性，不但教師省力，而學生也從直觀的資料中獲得知識。本實驗平臺根據(jù)現(xiàn)在電力電子器件的市場情況，對應用較廣的功率場效應管（P-MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）以及電力晶體管（GTR）提供了實驗環(huán)境。

1.3全控型器件典型線路部分實驗

研究電力電子技術(shù)，尤其是對來說初學者首先要掌握那些經(jīng)典的線路以后才能有所創(chuàng)新。本平臺提供了直流斬波電路、交直交變頻電路、開關(guān)穩(wěn)壓電源電路、交流調(diào)壓電路、SPWM逆變電路，以及整流電路的有源功率因數(shù)校正實驗，覆蓋了電力電子技術(shù)中的經(jīng)典技術(shù)部分。任課教師可以講完理論然后用本平臺加以驗證，使得學生對于這樣一門實踐較強的課程有個整體的認識，而不像其他課程，停留在一些理論概念中。

1.4直流調(diào)速實驗、交流調(diào)速實驗

一般來說這兩部分實驗是《電機拖動自動控制系統(tǒng)》的內(nèi)容，但是有時又把它們作為電力電子器件的一個應用來看待，屬于電機方面的應用。正是因為電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給電機調(diào)速帶來了新的活力。在此平臺上學生通過實驗能夠掌握實際系統(tǒng)的運行情況。

1.5信號源、頻率計及超高頻數(shù)字式毫伏表

這部分的內(nèi)容能夠提供實驗中所需的信號，并可以測量常見的波形，以及測試開關(guān)電源、高頻電路等超高頻信號。

另外，在使用中還發(fā)現(xiàn)了本平臺的一個重要功能，那就是能給學生展現(xiàn)實際電路是怎么回事。因為本套裝置基本配置部分的箱蓋很容易打開，可以讓學生親眼看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)，看到每個電路是怎樣實現(xiàn)的，從而更好地消化了課堂所講的內(nèi)容。

2.結(jié)構(gòu)

本裝置采用組件式結(jié)構(gòu)，可根據(jù)不同的內(nèi)容進行組合，結(jié)構(gòu)非常緊湊，使用方便靈活，并且可以隨著功能的擴展只需增加組件即可。本平臺由基礎配件、掛件配置以及電機組件組成。另外，需要外配示波器以便觀察波形。

2.1基礎配件

在基礎配件部分，BSJY-V300基本控制單元、儀表為實驗實訓提供了所需的給定信號（G）、零速封鎖器（DZS）、速度變換器（FBS）、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）、電流調(diào)節(jié)器、±15V電源、±15V直流電壓表、±2A直流電流表、±450V電壓表，這些結(jié)構(gòu)基本滿足了在實驗實訓中搭建實際系統(tǒng)的要求。每部分電路都在面板上有主要的結(jié)構(gòu)示意，使學生只要認真看面板示意圖就可以對自動控制系統(tǒng)中這些必有的結(jié)構(gòu)有所了解。

BSJY-V111電源控制屏單元給整個平臺提供電源。BSJY-V321電流變送器與過流過壓保護單元主要的功能是檢測電流反饋信號和發(fā)出過流信號。BSJY-V141提供共地的±15V低壓電源。BSJY-V131提供直流勵磁電源220V。每部分電源均有開關(guān)進行控制，增加了安全性。

2.2掛件

這部分可以根據(jù)實驗實訓要求自行選用。本平臺提供的掛件有：邏輯無環(huán)流控制電路BSJY-V361，三相可變電阻箱―900歐*2 BSJY-V516，三相可變電阻箱―90歐*2 BSJY-V517，三相可變電容箱BSJY-V524，三相變壓器BSJY-V545，信號源、頻率計及超高頻數(shù)字式毫伏表BSJY-V581，單結(jié)晶體管、模擬集成、鋸齒波集成電路BSJY-V611，半控三相集成觸發(fā)電路及主回路BSJY-V662，電力電子器件的特性及驅(qū)動電路BSJY-V711，直流脈寬調(diào)速BSJY-V774，單相正弦逆變電源及交流調(diào)壓電路BSJY-V775，整流電路的有源功率因素矯正BSJY-V776，直流斬波電路、單相交直交變頻電源、半橋型穩(wěn)壓電源BSJY-V778，兩相交流變頻調(diào)速系統(tǒng)及兩相同步電動機BSJY-V781。

2.3電機組件

這部分提供了幾種常用的電機。直流并勵電動機BSJY-V561，它的參數(shù)是PN=185W，UN=220V，IN=1.1A，n=1500r／min。復勵直流發(fā)電機BSJY-V563，它的參數(shù)是PN=100W，UN=220V，IN=0.5A，n=1500r／min。三相繞線式異步電機BSJY-V566，它的參數(shù)是PN=100W，UN=220V，IN=0.55A，n=1350r／min。還有電機導軌及光電編碼器和數(shù)字轉(zhuǎn)速表，型號為BSJY-V582。

3.應用

運用此本平臺，我校的電力電子技術(shù)課和電力拖動課程都根據(jù)各自的需要開發(fā)了符合實際的實驗內(nèi)容，結(jié)合大綱制定了教學計劃，授課效果明顯提高，從根本上擺脫了教師大量黑板畫圖，波形表達不靈活的授課局限，使學生動態(tài)地了解了這項技術(shù)的實質(zhì)。由于篇幅所限，這里以自關(guān)斷器件的單相交流調(diào)壓電路為例介紹一下如何運用此實驗平臺來進行實驗。通過單相交流調(diào)壓電路這個實驗，首先，要讓學生掌握PWM專用集成電路SG3525的基本原理。在電力電子技術(shù)理論課上，一般都把這個電路的原理以及時序圖加以介紹，可是學生沒有感性上的認識，那么通過此實驗臺能夠方便地觀察到各處的波形，從而體會到實際情況芯片的工作情況。此實驗的另一個目的是驗證采用斬波技術(shù)的交流調(diào)壓。斬波調(diào)速是一種很有前途的調(diào)壓方法，可用于電機調(diào)速、調(diào)溫、調(diào)光等設備。本實驗系統(tǒng)以調(diào)光為例，進行斬波調(diào)壓研究。斬波調(diào)壓的主電路由MOSFET及其反并聯(lián)的二極管組成雙向全控電子斬波開關(guān)。

4.結(jié)束語

綜上所述，BSJY-V型電力電子技術(shù)實驗實訓平臺具有以下特點：

4.1本套裝置布局合理，外形美觀，面板示意圖明確、直觀，學生可通過面板的示意查詢故障，分析工作原理。電機采用導軌式安裝，更換機組簡捷、方便，所采用的電機經(jīng)過特殊設計，其參數(shù)能夠模擬3KW左右的通用實驗機組，能給學生正確的感性認識。除實驗控制屏外，還設置有實驗用臺，內(nèi)可放置機組，實驗組件等，并有可活動的抽屜，內(nèi)可放置導線、工具等，使實驗更加方便。

4.2典型的實驗線路，配合教學內(nèi)容，滿足教學大綱的要求。控制電路全部采用模擬和數(shù)字集成芯片，可靠性高，維修檢測方便，觸發(fā)電路采用數(shù)字集成電路雙窄脈沖。

4.3裝置具有較完善的過流、過壓，RC吸收、熔斷器等保護功能，提高了設備的運用可靠性和抗干擾性。

4.4面板上有多只發(fā)光二極管指示每一個脈沖的有無和熔斷器的通斷。觸發(fā)脈沖可外加，也可采用內(nèi)部的脈沖觸發(fā)可控硅，并可模擬整流缺相和逆變顛覆等故障現(xiàn)象。

4.5本系列產(chǎn)品中信號源、頻率計及超高頻數(shù)字式毫伏表不但方便了典型的實驗而且為教學實驗的拓展和研究提供了方便。

參考文獻：

[1]李序葆，趙永健．電力電子器件及其應用[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1996．

第7篇：電力電子技術(shù)的認識范文

1.掌握相關(guān)課程之間的聯(lián)系。教師應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)容的重復和疏漏。例如講“半導體電力開關(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、特性及應用。在本門課程中，對晶體管應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習者指明了學習本教材的學習方法，因此，教材的導論部分對學習者的入門學習起到了提綱挈領的重要作用。我們在每學年的第一節(jié)導論課時，通常要給學生做一個專題講座，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)領域的應用等，開闊學生的視野，使其對本課程有個大概的了解，引導學生充分認識到本課程在現(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，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，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)速與制動中的應用，有源逆變電路可應用到變頻空調(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用。通過以上講解就可以使學生了解所學的書本知識在實際生活中的應用，激發(fā)學生的學習興趣。

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，掌握本學科前沿發(fā)展的動向，熟悉本學科和相鄰學科的新成果、新進展。

3.教師還要承擔一些與電力電子技術(shù)相關(guān)的科研工作，將科研與教學有機地結(jié)合起來，把科研成果轉(zhuǎn)化成教學資源，將科研成果和科研體會引進課堂教學，豐富教學內(nèi)容，促進專業(yè)教學水平的提高。

三、激發(fā)學生學習興趣，增強課堂效果

1.充分發(fā)揮學生的主體作用。教師要學會調(diào)動學生學習的主動性和積極性，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)容留給學生去自學，然后讓學生站在老師的角度去給別的同學講解所理解的內(nèi)容，讓學生畫出主電路波形圖，通過相互交流，互相促進，提高學生的學習興趣。

2.平等待人，積極鼓勵。在近幾年教學過程中，發(fā)現(xiàn)學生中有消極待學的現(xiàn)象，這部分學生或沉迷于游戲，或忙于出外打工賺錢，嚴重地影響了其學業(yè)，考試成績也不理想。對于這部分學生，教師一定要找到癥結(jié)所在，積極引導、平等對待、不斷勉勵。要重視學生的個性培養(yǎng)，積極鼓勵學生求新、求異、求難、質(zhì)疑、進取的精神，對于部分考研的學生，他們認為凡是和考研有關(guān)的課程就認真對待，無關(guān)的就不學，對于這樣的學生，我們的做法是將考研數(shù)學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習，又解決了電力電子技術(shù)中的知識難點掌握問題，使其認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)學生在課堂上的思維能力。

四、運用多種教學手段，提高教學效果

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的話，在波形和物理計算公式的推導的講解過程中，講解速度雖然會加快，但是與學生的互動也會相應減少。這樣勢必不利于啟發(fā)學生，培養(yǎng)學生的獨立思考能力。教師在講授的過程中應根據(jù)教學內(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。利用PPT向?qū)W生展示學習內(nèi)容中涉及到的實物照片，這樣不僅可以增加教學內(nèi)容的知識量，而且可以提高學生的學習興趣。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（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，使學生對本課程的應用有初步認識，對直流斬波電路以及正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗，則可當成設計型實驗，由教師給出電路圖及參數(shù)，由學生自行設計，選擇器件及其驅(qū)動電路、保護電路，進而完成實驗，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。

3.課程設計作為實踐課教學中的重要組成部分，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計的質(zhì)量，具有重要意義。《電力電子技術(shù)》課程設計教學模式分以下幾個方面：（1）課程設計走進實驗室。建立開放式綜合性實驗，將實驗時間交給學生，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計中來。通過這樣的過程，學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計、調(diào)試過程。（2）課程設計引入計算機輔助設計。傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實驗，基本上是學生利用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。但在教學實踐中，由于電路板連線可靠性差，學生的操作技術(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。

五、結(jié)語

第8篇：電力電子技術(shù)的認識范文

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù)；PSIM仿真；整流電路；斬波電路

1.引言

隨著科技和經(jīng)濟以及電力電子技術(shù)自身的快速發(fā)展，電力電子技術(shù)日益成為了基礎性和應用性都很強的技術(shù)，在電氣工程、自動化工程、電子工程、通信工程等諸多工程領域已得到廣泛應用，因此多數(shù)高校都將電力電子技術(shù)作為電氣工程專業(yè)的必修課程。本課程主要講授電能的轉(zhuǎn)換和控制，通常是采用波形分析法進行分析，通過比較電路圖和波形圖的變化來闡明各種變流電路的基本原理和工作過程。由于電力電子變換器的電路拓撲形式多樣， 而且所帶負載不同時， 變換器的工作特性和輸出波形等會發(fā)生相應改變， 現(xiàn)有的教材主要用文字、公式和波形圖等方式講述變換器的工作原理及過程。這種教學形式單調(diào)， 導致學生的學習效果差。同時隨著高校課程的改革，電力電子技術(shù)的課時有不同程度的擠壓，對于理論學時少而教學內(nèi)容多的電力電子技術(shù)教學面臨更大的壓力。

現(xiàn)代計算機仿真技術(shù)為電力電子電路和系統(tǒng)的分析提供了嶄新的途徑，可以使復雜的電力電子電路、系統(tǒng)的分析和設計變得更加簡單有效，同時也成為我們學習電力電子技術(shù)必不可少的重要手段。

PSIM是專門為電力電子和電機控制而設計的仿真包，仿真快速且有著友好的用戶界面，PSIM還提供了強大的仿真環(huán)境，可以從事電力電子、模擬數(shù)字控制、電機驅(qū)動等方面的仿真。目前，應用PSIM進行電力電子系統(tǒng)的分析、建模、開發(fā)受到了廣泛的關(guān)注。

本文采用PSIM仿真軟件，對單相半波可控整流電路和升壓斬波電路進行建模仿真，仿真結(jié)果與理論分析一致，驗證了建模方法的正確性。

2.PSIM簡介

PSIM是趨向于電力電子領域以及電機控制領域的仿真應用包軟件，具有仿真高速、用戶界面友好、波形解析等功能，為電力電子電路的解析、控制系統(tǒng)設計、電機驅(qū)動研究等有效提供強有力的仿真環(huán)境。

PSIM / elements中包含有豐富的控制元件庫， 為電力電子裝置設計與控制分析提供了良好的仿真開發(fā)環(huán)境。另外，除了PSIM / control中提供傳統(tǒng)的（ 如PI模塊） 控制模塊同時， PSIM 還允許嵌入C /C+ + 等代碼編寫的控制算法。在PSIM6. 0和PSIM 9.1版本中還附加有SimCoupler模塊， 能和Matlab /Simulink進行連接而共同仿真， 提高了PSIM 的仿真處理能力， 縮短了產(chǎn)品的設計周期。

PSIM具有快速的仿真功能和友好的用戶界面等優(yōu)點，針對各不同用戶而提供的一種強有效的仿真環(huán)境。PSIM具有獨特仿真速度、可控制任意大小的電力變換回路、及對控制回路仿真功能的特點，在各不同系統(tǒng)的仿真領域、控制環(huán)的設計、以及電機驅(qū)動系統(tǒng)設計領域被廣泛應用。

另外， PSIM 官方網(wǎng)站提供免費試用版， 雖然試用版的仿真元器件個數(shù)受到一定的限制， 但并不影響本課程學習的需要。

3.典型電力電子電路仿真實例

下面分別以單相半波可控整流電路和升壓斬波電路為例在PSIM中進仿真。

3.1、實例一 單相半波可控整流電路

電源為正弦交流電源，峰值為Ue=100V，交變頻率為50Hz，電阻為2Ω，通過晶閘管的驅(qū)動信號頻率為50Hz，觸發(fā)角為30°。電路如圖1所示。

圖1 整流電路 圖2 選擇要顯示的參數(shù)

（2）仿真結(jié)果

仿真時間設置： 仿真顯示的起點時間（ Printtim e）為0s， 仿真顯示的終點時間（ Total time）為0.04s。點擊Run Simulation 進行仿真。選擇要顯示的參數(shù)如圖2 所示， 當要顯示的參數(shù)選擇完畢后， 點擊OK， 系統(tǒng)就會顯示選中參數(shù)的波形， 如圖3所示

圖3 仿真結(jié)果波形圖

理論分析，而仿真電阻R上的壓降為29.7V，與理論計算相符。改變觸發(fā)角，仿真電阻R上的壓降也隨即改變。通過控制觸發(fā)角大小即觸發(fā)脈沖的相位來控制直流輸出電壓的大小的原理學生就很容易理解。

3.2、實例二 升壓斬波電路

電源電壓為直流Ue=100V，電阻為20Ω，電感L=1000mH，電容C=1000uF，通過晶閘管的驅(qū)動信號頻率為50Hz，電阻R=20Ω，IGBT的驅(qū)動信號頻率是1600H z， 脈沖寬度為150°。通過改變IGBT 的驅(qū)動信號的脈沖寬度就可以改變IGBT的通斷時間， 從而在負載端得到期望的高于

電源電壓的直流。電路圖如圖4所示。

圖4 升壓斬波電路

（2）仿真結(jié)果

仿真時間設置： 仿真顯示的起點時間（ Printtim e）為950ms， 仿真顯示的終點時間（ Total time）為1000ms。點擊Run Simulation 進行仿真。選擇要顯示的參數(shù)， 點擊OK， 系統(tǒng)就會顯示選中參數(shù)的波形， 如圖5所示。

圖 5 仿真結(jié)果波形圖

理論分析，而仿真電阻R上的壓降為141.35V，在誤差范圍內(nèi)與理論計算相符。通過觀察電感、電容以及負載電阻的電流波形，可以知道在IGBT導通時，電源對電感供電，同時電容對電阻供電；當IGBT 截止時，電源和電感共同向電容C充電，并向負載電阻提供能量。從而能夠更好地理解升壓載波電路的工作原理。

4.結(jié)論

由上述教學實例分析可見， PSIM 仿真程序的使用非常簡單易學， 仿真結(jié)果直觀， 可以使課堂講解更加直觀清楚，使學生對于課程的學習較以前更為輕松，說明了利用PSIM 對電力電子電路進行仿真可以使學生對電路有更為具體的認識，有助于激發(fā)學生學習的興趣，提高教學質(zhì)量，同時對于提高學生分析問題、解決問題的能力也有很好的效果。因此，在電力電子技術(shù)中應用計算機仿真技術(shù)是一個有益的探索，讓學生掌握一些計算機仿真技術(shù)，對他們以后的學習很有幫助。

參考文獻

[1 ]王兆安，黃 俊. 電力電子技術(shù)[M ]. 4版. 北京：機械工業(yè)出版社， 2000.

[2] 熊光楞. 控制系統(tǒng)數(shù)字仿真[M]. 北京： 清華大學出版社， 1982： 75-79.

[3] 周淵深. 電力電子技術(shù)與MATLAB仿真[M]. 北京： 中國電力出版社，2005.

[4]陳杰.MATLAB寶典[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[5] [日]野村弘，藤原憲一郎，吉田正伸（胡金庫，賈要勤，王兆安翻譯）.使用PSIM學習電力電子技術(shù)基礎[M].西安：西安交通大學出版社.

第9篇：電力電子技術(shù)的認識范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；仿真；教學模式；MATLAB；Simulink

作者簡介：龔建芳（1970-），女，上海人，上海電機學院電氣學院，副教授。（上海 200240）

基金項目：本文系2011年上海市重點課程電力電子技術(shù)建設項目（課題編號：2012SZDKC-08）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）16-0063-03

“電力電子技術(shù)”是電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎課程，[1]該課程的特點在于既有較強的理論性，又有較廣的工程背景；教學內(nèi)容既多又比較抽象，并且相對于其他的課程，電力電子技術(shù)的內(nèi)容更新較快。[2]課程的主要內(nèi)容包括電力電子器件、電力電子電路及控制技術(shù)三大部分，學習難度較大，比如電力電子電路部分其變換器的電路拓撲形式多樣，并且在不同負載情況下變換器的工作特性和輸出波形也會發(fā)生相應改變。在課程教學過程中碰到學生對學習內(nèi)容不容易理解、容易被本課程表面的繁雜所迷惑甚至感到無所適、總體感覺比較費力等問題時，采用普通的教學方法，形式單調(diào)，學生的學習積極性難以提高，很難達到良好的教學效果。

因此，在“電力電子技術(shù)”課程的教學過程中，將仿真軟件與課堂理論教學和實踐教學相結(jié)合，倡導一種基于仿真平臺的，理論與實踐并進，實物實驗與虛擬實驗技術(shù)手段相結(jié)合，課內(nèi)和課外實驗并進的“電力電子技術(shù)”教學模式。其關(guān)鍵在于通過仿真電路和畫面顯示，讓學生能夠把各種電力電子變換器的工作原理、物理波形及數(shù)學關(guān)系等緊密聯(lián)系在一起，有效解決電力電子變換電路波形抽象、電路變換復雜等難點，[3]將電力電子技術(shù)教學、實驗及仿真有機結(jié)合起來。本文從理論教學和實驗教學兩個方面對此進行了探討。

一、仿真軟件的選擇

國內(nèi)高校電類專業(yè)都已引入各種仿真軟件，如MATLAB、EWB、Protel、Saber、PISM及 PSpice等，[4]其中MATLAB、Saber、PISM及PSpice等是在電力電子領域使用較多的仿真軟件，并取得了一定成效。仿真軟件的選擇是根據(jù)筆者所在上海電機學院（以下簡稱“我校”）的實際情況來確定的。我校的“電力電子技術(shù)”課程是這樣設置的：普通班級共64學時，其中理論58學時、實驗6學時，而人才實驗創(chuàng)新實驗區(qū)試點班級設置的“電力電子技術(shù)”課程共64學時，其中理論48學時、實驗16學時。人才實驗創(chuàng)新實驗區(qū)試點班級的教學模式應以不刪減教學內(nèi)容、不增加學時以及契合我校學生實際情況為前提，因此，仿真軟件必須具有易學易用、運算快速等特點，同時結(jié)合我校學生在學習高等數(shù)學時已經(jīng)接觸到了MATLAB 軟件的情況，因此選用MATLAB軟件。MATLAB/Simulink中提供的SimPowerSystem模型庫，是進行電力電子系統(tǒng)仿真的理想工具，SimPowerSystem模型庫中包含了常用的電源模塊、電力電子器件模塊等。通過使用這些模塊可以搭接各種電路，能方便得到電路中的電流、電壓等各種波形，并能方便改變電路參數(shù)而得到不同的波形。

二、MATLAB/Simulink軟件在理論教學活動中的應用

利用MATLAB/Simulink軟件能夠非常容易地構(gòu)建與實際相符合的教學場景。教師在教學中引入仿真軟件，在講授基本變流理論時，利用 MATLAB/ SIMLINK軟件構(gòu)建電力電子電路進行仿真演示，電力電子變換與控制領域所遇到的多數(shù)典型開關(guān)電路均可建立仿真模型，通過對模型的仿真，可直觀展示各種參數(shù)變化對電路波形圖的影響以及數(shù)值計算，以便學生全面準確理解教學內(nèi)容，可以為教學現(xiàn)場營造一種真實的電力電子電路工作場景，既具體又生動。除此以外，還可以利用軟件提供的參數(shù)設置功能，通過改變器件參數(shù)值，學生在學習的時候，可以先自己分析某種參數(shù)值條件下電路的工作情況和對應的波形圖，然后再在仿真模型中輸入相應的參數(shù)值，把自己分析的結(jié)果與仿真結(jié)果相對比。同時，在電路仿真時，可以模擬各種電力電子器件故障，如開路、短路或脈沖丟失等，能夠清晰地展示各種電力電子電路的工作過程，使學生能夠直觀、全面地掌握課程學習內(nèi)容，同時將學習活動情境化、趣味化，這大大加深了學生對所學知識的理解，使學生能夠?qū)㈦[性的理論知識轉(zhuǎn)化為顯性的技能。

在教學設計上，教學初期，剛剛講授電路變換時，學生初次接觸，實際的感觀并不多，對電路電壓、電流波形、管子的切換、工作原理等理解有些困難，需要構(gòu)建一個與實際相符合的情境，并且學生對MATLAB仿真軟件的應用還不熟練，需要在課堂上現(xiàn)場建立仿真模型。以單相半控橋式整流電路為例，把電路圖投影到大屏幕上，教師首先要分析電路的組成和工作原理，然后再一步一步建立MATLAB單相半控橋式整流電路仿真模型，該電路的仿真過程可以分為建立仿真模型、設置模型參數(shù)和觀察仿真結(jié)果。

1.建立仿真模型

（1）建立一個仿真模型的新文件。從MATLAB窗口進入Simulink環(huán)境有三種方式，我們選擇其中一種：在MATLAB的菜單欄上點擊File，選擇 New，再在彈出菜單中選擇 Model，這時出現(xiàn)一個空白的仿真平臺，在這個平臺上可以繪制電路的仿真模型。

（2）提取電路元器件模塊。在仿真模型窗口的菜單上點擊圖標調(diào)出模型庫瀏覽器，找到Simulink/PowerSystem的模型窗口，在模型庫中提取所需的模塊放到仿真窗口。組成單相半控橋式整流電路的元器件有交流電源、晶閘管、二極管、脈沖發(fā)生器、RLC負載、示波器等。

（3）將電路元器件模塊按單相半控橋式整流電路原理圖連接起來組成仿真電路，如圖1所示。

2.設置模型參數(shù)

設置模型參數(shù)是保證仿真準確和順利進行的重要一步。有些參數(shù)由仿真任務決定，如電壓、電流等，有些參數(shù)是需要通過仿真來確定的。設置模型參數(shù)可以雙擊模塊圖標彈出參數(shù)設置對話框，然后按框中提示輸入，若有不清楚的地方可以借助help幫助。在本例中，參數(shù)設置交流電源、晶閘管、二極管、負載、脈沖等。以下以交流電源參數(shù)設置為例：雙擊交流電源模塊，彈出對話框，設置電壓為220V，頻率為50Hz，初始相位為0°。

3.觀察仿真結(jié)果

在模型開始仿真前還必須首先設置仿真參數(shù)。在菜單中選擇Simulation，在下拉菜單中選擇Simulation parameters，在彈出的對話框中設置的項目很多，主要有開始時間、終止時間、仿真類型等。

在參數(shù)設置完畢后即可以開始仿真。在菜單Simulation下選擇Start，立即開始仿真，若要中途停止仿真可以選擇Stop。

在仿真計算完成后即可以通過示波器來觀察仿真的結(jié)果。在需要觀察的點上放置示波器，雙擊示波器圖標，即彈出示波器窗口顯示輸出波形，同時在Display模塊可以看到輸出電壓的平均值。以下是不同負載時的仿真波形圖。

（1）Rd負載時的仿真波形。如圖2所示為控制角α=60°單相半控橋式整流電路電阻負載時二次側(cè)電壓、觸發(fā)脈沖、負載的電壓和電流及管子VT1兩端的電壓波形。

（2）Rd+Ld負載時的仿真波形。研究阻感性負載時電路工作情況，只需重新設置負載參數(shù)。再次啟動仿真，在單相半控整流電路中，阻感性負載時電路的二次側(cè)電壓、觸發(fā)脈沖、負載的電壓以及管子二端的電壓波形都同阻性負載時相同，如圖2所示。與阻性負載不同的是負載電流波形不同，阻性負載時負載電流波形為斷續(xù)的，而阻感負載時負載電流的波形為連續(xù)的。

（3）失控時的仿真。在研究單相半控橋式整流電路電阻電感負載時，當觸發(fā)脈沖丟失會發(fā)生失控現(xiàn)象，只需斷開一個觸發(fā)脈沖，再次啟動仿真，得到如圖3所示波形。

通過這樣一個過程，使學生在腦海里深深留下了電路的各點波形形狀，電壓波形為什么會變化，電壓波形變化同哪些參數(shù)有關(guān)？控制角與輸出電壓波形有著怎樣的對應關(guān)系？怎樣的情況下發(fā)生失控，失控時電路的工作情況又是如何？引導學生自然地進入單相半控橋式整流電路的知識學習。

在教學過程的中后期，學生已經(jīng)熟悉MATLAB/Simulink軟件使用，就不必在課堂上現(xiàn)場建立電路的仿真模型。為了節(jié)約時間，把《電力電子技術(shù)》教材各個電路的仿真模型都事先建好備用，當講解到哪個電路時就可以運行這個模型，改變參數(shù)看電路仿真結(jié)果。

通過這樣一個環(huán)節(jié)，讓學生能夠把電力電子變換器的工作原理、物理波形及數(shù)學關(guān)系等緊密聯(lián)系在一起，從而全面掌握變換器的工作過程，為學生提供一種直接感性的學習方式，幫助學生更深刻地理解這門課程。

三、MATLAB/Simulink軟件在實驗教學活動中的應用

傳統(tǒng)本科電力電子技術(shù)實驗大都依托實驗平臺進行，實驗平臺的優(yōu)點是安全、方便管理。但是依托實驗平臺進行的實驗基本都屬于演示性或驗證性實驗，硬件實驗條件很難覆蓋知識點的各個方面，動手能力提高較慢，同時，學生誤操作多、實驗裝置損壞較嚴重，而且出現(xiàn)問題不知道如何分析解決，只能等老師來解決[4]，其主要原因是學生對所學知識掌握不夠以及對實驗臺和操作缺少感性認識，直接導致誤操作，學生應掌握的知識和應具備的能力沒能落到實處。同時實驗基本上局限于對教材中部分理論的驗證，不能很好地與實際應用相聯(lián)系，這使得教學工作比工程實際滯后很多，不能充分實現(xiàn)技術(shù)應用型本科人才的培養(yǎng)目標，對于學生能力的培養(yǎng)和將來的就業(yè)很不利。

因此，我們在實踐教學中采用實物實驗與虛擬實驗技術(shù)手段相結(jié)合的模式，即先仿真實驗后實物實驗的雙實驗環(huán)節(jié)。在實驗教學環(huán)節(jié)上，依托實驗平臺進行，每章精選出1-2個實驗作為必做實驗教學內(nèi)容，使學生通過做這些實驗，熟悉并掌握實驗設備及儀器儀表的使用方法，在掌握理論知識的基礎上進行實驗，各種電力電子器件的性能特性、各種應用電路的工作過程及技術(shù)指標也通過實驗得以驗證。同時，在現(xiàn)有條件的情況下，針對電力電子技術(shù)實驗中存在的問題，采用計算機模擬仿真的手段進行彌補，用MATLAB/ Simlink仿真軟件對電力電子電路進行測試，根據(jù)教學內(nèi)容設計了相關(guān)的仿真實驗內(nèi)容（10個課外實驗），教師在課內(nèi)布置要完成的項目，每個項目給學生提出一個設計要求（如設計一個三相交流電到直流電的變換電路，給出這個直流電源的具體性能指標，如輸出電壓的變化范圍、電流大小、電壓紋波系數(shù)等等，要求自己選擇元器件，設計電路，并最終實現(xiàn)或仿真驗證），要求學生完成簡單的電路設計，實現(xiàn)所要求的電路功能，可以讓學生在課外利用仿真軟件自主完成。教師驗證結(jié)果，做到課內(nèi)和課外實驗相結(jié)合，充分發(fā)揮學生的主體作用，培養(yǎng)自信，調(diào)動了學生學習的主動性、積極性和創(chuàng)造性。同時，通過對實際電路的仿真分析，可進一步提高學生對電路的認識分析和創(chuàng)新能力，彌補實物實驗的不足。

四、結(jié)束語

本文提出的基于MATLAB仿真平臺的“電力電子技術(shù)”教學模式，以MATLAB/Simulink仿真技術(shù)為工具，探究教學創(chuàng)新模式為手段，形成理論與實踐并進，實物實驗與虛擬實驗技術(shù)手段相結(jié)合，課內(nèi)和課外實驗并進的教學模式，將電力電子技術(shù)教學、實驗及仿真有機結(jié)合起來，為課程的教與學提供了一種新的思路和模式。

該教學模式已在我校電氣學院人才培養(yǎng)模式實驗創(chuàng)新實驗區(qū)試點班級中應用，取得了較好的教學效果，學生在理論知識和實踐動手能力兩方面都得到很大提高，通過應用仿真軟件，還可以幫助學生學會使用計算機仿真軟件進行電路分析和研究，學生可以自己設計電力電子電路并加以驗證，為下一階段的課程設計和畢業(yè)設計打下基礎。也能充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性，進一步鍛煉了他們自主分析問題和解決問題的能力，提高了學生的知識轉(zhuǎn)化能力和實際動手能力。

參考文獻：

[1]丘東元，張波.基于仿真平臺的“電力電子技術(shù)”教學模式探討[J].電氣電子教學學報，2010，（4）：73-76.

[2]龔建芳.技術(shù)應用型本科《電力電子技術(shù)》課程教學改革與實踐探討[C].第七屆全國高等學校電氣工程及其自動化專業(yè)教學教改研討會會議論文集，2010.