试论电力电子技术课程开发的可持续性发展

摘 要：随着现代科学技术的不断发展，电力电子技术正以飞快速度渗透到社会各领域，因此它越来越引起大家的关注，我们有理由相信电力电子技术必将为国民经济强有力的发展造就坚实的基础，同时作为这一领域的教育教学，我们必须认清这一发展形势，并对这一形势的进一步发展做出科学正确的判断，确保电力电子技术在社会生活中发挥应有的作用。教学中我们应不断更新思路，优化教学过程，以我们的实际行动为电力电子技术课程开发的可持续性发展做出实际贡献。

关键词：可持续性 策略构建 机遇 发展

中图分类号：Ｇ642．3文献标识码：Ａ文章编号：1673–1875（2007）01–017–02

引言

电力电子技术在新世纪的作用已不言而喻，为此如何优化教学过程，建立与其发展相适应的教学模式和手段显得尤其重要。笔者以为，为了促进我国高校和电力电子技术相关内容教学的改革和发展，我们不仅应当从电力电子教材内容和课程内容的设置、课程体系设置、实验室建设和教学方法改革等宏观方面入手，我们也得从对国内外高校电力电子技术的教育现状的剖析、并针对我国高校电力电子技术的教育现状提出合理的教育教学建议，以建立新的电力电子技术课程教学体系的方式方法，应强调有效教学在整个教学体系中的重要地位。本文笔者拟重点谈一谈电力电子技术课程开发的可持续性发展问题。

一、电力电子技术课程开发可持续性发展的背景分析

众所周知，自从我国加入世界贸易组织之后，各行各业都面临着前所未有的机遇和挑战，和电力电子技术有关的行业同样是机遇和挑战并存。现代电力电子技术中，包括大规模集成电路技术、电力电子技术和计算机技术的飞速发展以及相关理论的不断完善，相关产业的日趋成熟，将反过来极大地推动电力电子技术的飞速发展，并将演绎出一系列的新技术，不难推测这些新技术对各行各业的影响将是巨大的。如这些新技术的发展给电动机控制带来的新机遇，再从控制理论、控制器、电力电子技术以及微型计算机技术的应用就是一个强有力的佐证。同时在电力电子技术课程设置中，随着内容向系统层面的不断展开和电路拓扑结构复杂程度的加大，传统的方法在讲解和表达相应内容时也将有瑕疵，从这一背景出发我们必须确保电力电子技术课程开发的可持续性发展。

二、电力电子技术本身发展进程和演变的关注和分析

1、电力电子技术的发展进程

关注电力电子技术课程开发的可持续性发展必然少不了了解电力电子技术本身的发展进程。我们知道现代电力电子技术的发展是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学，向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件，其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代，并促进了电力电子技术在许多新领域的应用，这一发展进程折射出关注电力电子技术课程开发的必要性和紧迫性。

2、电力电子技术的发展演变

电力电子技术的发展演变就整流器时代而言，大功率的工业用电由工频（50Ｈｚ）交流发电机提供，但是大约百分之二十的电能是以直流形式消费的，其中最典型的是电解、牵引和直流传动三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电，因此在六十年代和七十年代，大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展；就逆变器时代而言，七十年代出现了世界范围的能源危机，交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0～100Ｈｚ的交流电。在七十年代到八十年代，随着变频调速装置的普及，大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管（ＧＴＲ）和门极可关断晶闸管（ＧＴ0）成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出，静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变，但工作频率较低，仅局限在中低频范围内；就变频器时代而言，进入八十年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的全控型功率器件。首先是功率Ｍ0ＳＦＥＴ的问世，导致了中小功率电源向高频化发展，而后绝缘门及双极晶体管（ＩＧＢＴ）的出现，又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。ＭＯＳＦＥＴ和ＩＧＢＴ的相继问世，是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率，使其性能更加完善可靠，而且使现代电子技术不断向高频化发展，为用电设备的高效节材节能，实现小型轻量化，机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。

三、电力电子技术课程开发可持续性发展策略的构建

1、产学研相互结合的模式构建

电力电子技术是电气工程及其自动化专业重要的专业基础课，为适应时代的发展各国高校都在改革教学，力图打造成一门属于新时代的电力电子技术，日本、美国、丹麦、瑞士等发达国家的电力电子技术教学改革方案中就非常注重“产学研”的有效结合。同样在我国的电力电子技术课程设置和教学中，尤其在电力电子技术课程开发可持续性发展问题中，对一些相关学科和内容的深入了解同样必须从社会实际出发，走“产学研”相结合的道路。同时我们认为在电力电子技术课程中，系统集成是当前电力电子技术领域人们普遍关注的前沿课题，如何建构这一课题的完整思路，我们必须探求其中的连接点，在这连接点中我们有必要研究电力电子系统集成的若干关键技术，如电力电子系统集成芯片、模块标准化、集成系统芯片、标准集成模块关键技术、电力电子系统集成理论等等。

2、电力电子器件研究热点构建

无庸讳言，就电力电子现阶段研究热点而言，可以概括为：电力电子器件、谐波抑制、电磁兼容、灵活交流输电、软开关技术、变频技术、控制与驱动等方面。而在电力电子技术课程设置中，我们必须首先准确把握这一领域的器件研究重点。因为电力电子器件是以半导体器件物理学、集成电子学、固体物理学、电子学、电力电子学、半导体材料为基础的一种高新科学技术，同时，它又是跨越信息产业与传统产业的一种新产业的基石，而且电力电子器件在电力系统、交通运输、电气牵引及传动、工业生产、航天及国防、民用与消费品等方面的应用，发展及趋势势头强劲，当然我们在关注对电力电子器件方面的最新发展的同时，也得关注电力电子与电力传动技术在可再生能源、分布式发电系统和电能质量控制、牵引、电机驱动、绿色照明中的应用及电力电子系统集成等方面的问题，只有这样本课程开发可持续性发展才能落到实处。

结束语

时代的脚步已迈入充满机遇和挑战的21世纪。伴随着我国社会主义市场经济体制的不断建立和完善，电力电子技术在这一进程中正肩负着适应时代要求、迎接市场挑战的使命。从应用的实际角度出发，课程开发中研究和分析我国电力电子技术产业化发展中的思路，了解当前在我国电力电子技术发展中存在的问题，并针对这些问题提出相应的策略意义重大。与此同时随着与电力电子技术相辅相成的电力电子器件与电路拓扑研究的日趋成熟，我们广大的电力电子技术教研人员应致力于应用这些技术去解决各种领域的实际问题，努力使电力电子技术成为一门在工业应用领域中十分活跃的应用科学。

参考文献：

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