電力電子技術(shù)應(yīng)用3篇
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摘要：闡述電力企業(yè)將先進(jìn)的電子信息技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化、配電系統(tǒng)自動(dòng)化、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化控制，從而提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制，電子信息技術(shù)，電力系統(tǒng)。
0引言
電子信息技術(shù)對(duì)于電力自動(dòng)化系統(tǒng)而言是一個(gè)十分重要的技術(shù)，此技術(shù)可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測與遙控，從而可以讓工作人員及時(shí)掌握電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況以及工作狀態(tài)，并且也有助于電力系統(tǒng)始終保持安全運(yùn)行，從而可以保證供電具有可靠性以及安全性，同時(shí)也與人們對(duì)電力的要求相互融合。對(duì)此，工作人員要對(duì)電子信息技術(shù)給予高度重視，從而可以將其在具體應(yīng)用中將自身的作用充分地發(fā)揮出來。
1變電站自動(dòng)化
要想以高質(zhì)量、高效率地對(duì)用戶進(jìn)行電力供應(yīng)，首先需要加大電路電壓。當(dāng)電力能源傳輸過去后，可以將電壓進(jìn)行減少，從而逐漸提高電力能源的利用率。變電站自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電力系統(tǒng)也有促進(jìn)作用。變電站中常用的主設(shè)備始終都是變壓器以及線路開關(guān)，并且在變電站中有著至關(guān)重要的作用。變電站自動(dòng)化技術(shù)可以為供電的安全性提供有效地保障，從而有助于在實(shí)際生活中不斷降低電力事故發(fā)生的概率。可以將變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分割使其劃分為許多的部分，如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中科學(xué)、合理地使用各項(xiàng)技術(shù)，從而可以保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)的工作效率。可以使用電子信息技術(shù)進(jìn)行工作，并且可以為其提供科學(xué)有效地幫助，提高電力工作人員的工作質(zhì)量以及工作效率，這樣就可以對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)督與控制，當(dāng)電力自動(dòng)化系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題，此系統(tǒng)可以及時(shí)地向工作人員發(fā)出警報(bào)進(jìn)行提醒，這樣可以增加電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。電力工作人員使用網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)可以提高電力信息處理工作的有效性。當(dāng)電力自動(dòng)化系統(tǒng)想要傳遞信息時(shí)可以使用網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)，這樣可以保證其網(wǎng)絡(luò)信息始終都是最新的消息。可以通過在其提供的平臺(tái)中進(jìn)行工作可以增加網(wǎng)絡(luò)信息處理的工作效率。使用變電站自動(dòng)化技術(shù)可以減少誤差的出現(xiàn)，不斷減少因?yàn)槿斯げ僮鞫a(chǎn)生誤差的情況。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)期中的電力數(shù)據(jù)是決定其安全性的重要因素，如果只是通過人力對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，這樣無法保證這些數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及精準(zhǔn)性。電力工作人員使用變電站自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，既可以提高工作人員的工作速度也可以保證數(shù)據(jù)的正確性，這樣有助于大幅度的提高電力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而可以防止由于人工進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)而產(chǎn)生的誤差對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。在電力自動(dòng)化系統(tǒng)中可以將電力數(shù)據(jù)作為依據(jù)使用科學(xué)、有效的傳輸方法，可以逐漸提高電力傳輸?shù)挠行室约百|(zhì)量，從而可以將電力數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的使用。通過這些步驟可以提高電力工作人員的工作質(zhì)量以及工作效率，也可以保證用戶使用高質(zhì)量且具有安全性的電力能源，這樣可以充分滿足用戶的需求，也有利于電力自動(dòng)化系統(tǒng)可以進(jìn)行安全、可靠的運(yùn)行。
2配電自動(dòng)化
配電自動(dòng)化技術(shù)是電力系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的部分。對(duì)電力系統(tǒng)中的功能使用情況有一定的影響，根據(jù)配電自動(dòng)化技術(shù)的角度出發(fā)，可以利用各種網(wǎng)絡(luò)配網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行電力管控，從而可以保證電力管控工作的質(zhì)量。與此同時(shí)，電力自動(dòng)化系統(tǒng)可以構(gòu)建出良好的運(yùn)行環(huán)境并且也要保證其具有安全性以及穩(wěn)定性。工作人員可以使用配電自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電力信息進(jìn)行收集，從而實(shí)現(xiàn)電力集成的目標(biāo)。根據(jù)電力系統(tǒng)中實(shí)際存在的具體運(yùn)行情況，將電力進(jìn)行科學(xué)、合理地分配。當(dāng)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)低效率的狀況時(shí)可以通過增加電力分配的方法解決問題，這樣可以將電力系統(tǒng)中的高效率部分電力分配進(jìn)行降低。將電力進(jìn)行科學(xué)、合理的分配之后，可以對(duì)電力進(jìn)行高效的使用也可以提高電力自動(dòng)化系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)配電過程中通常都是使用人工進(jìn)行操作，而手工操作的方式會(huì)將其運(yùn)行效率大幅度地降低。將配電自動(dòng)化技術(shù)充分的應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中可以降低誤差，與傳統(tǒng)的配電相比其沒有太多的誤差，從而保證電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)始終具有有效性。電力工作人員根據(jù)電力系統(tǒng)的具體運(yùn)行情況進(jìn)行相關(guān)工作，同時(shí)也可以對(duì)其編制科學(xué)、合理的分配方案。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的效率要比以往都要低時(shí)，可以將網(wǎng)絡(luò)配電適當(dāng)降低，但是還是要保持在合理范圍內(nèi)。而當(dāng)出現(xiàn)高效運(yùn)行時(shí)可以通過對(duì)其增加電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理，從而使電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性可以得到有效地提高。電力工作人員要對(duì)電力信息進(jìn)行高效利用，提高其利用率，可以將電力信息進(jìn)行科學(xué)、合理的整合，工作人員可以根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的具體運(yùn)行情況對(duì)電力進(jìn)行科學(xué)、合理地分配，這樣既可以實(shí)現(xiàn)工作目標(biāo)，還可以有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
3電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化
將電力調(diào)度技術(shù)應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中可以獲得出乎意料的效果與作用。而電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化也是電力自動(dòng)化系統(tǒng)中最為重要的一部分，對(duì)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的不斷完善與優(yōu)化也有一定的促進(jìn)作用。電網(wǎng)調(diào)度可以應(yīng)用于解決配電問題，也可以將電力系統(tǒng)的運(yùn)行速度進(jìn)行有效調(diào)整，并且將其控制在正常范圍內(nèi)。與此同時(shí)，工作人員可以根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化處理。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行的速度發(fā)生變化，并且高于正常范圍時(shí)容易出現(xiàn)供電質(zhì)量降低的情況，從而影響用戶對(duì)電力的使用，從而給用戶帶來一定的影響。當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行的速度比以往的正常數(shù)值要低時(shí)，并已經(jīng)低于正常范圍，從而導(dǎo)致電力系統(tǒng)不斷提高自身的能源消耗，使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性出現(xiàn)變化。因此，工作人員使用電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)可以保證電力系統(tǒng)始終具有穩(wěn)定性，也可以控制電網(wǎng)運(yùn)行的速度，使其始終保持在正常范圍內(nèi)，這樣可以保證電力系統(tǒng)中的供電質(zhì)量始終保持在正常范圍內(nèi)。當(dāng)電力系統(tǒng)的效率低于以往的效率時(shí)，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)可以采取有效的措施進(jìn)行處理，這樣有助于提高電力自動(dòng)化系統(tǒng)的效率，從而始終處于穩(wěn)定、良好的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)行實(shí)際具體工作時(shí)，電力系統(tǒng)方面的工作人員可以根據(jù)企業(yè)中實(shí)際情況作為依據(jù)，科學(xué)、合理、有效地使用電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)，這樣可以為人民群眾提供更好的服務(wù)。
4結(jié)語
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，電力能源已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钜约捌髽I(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中不可或缺的一部分。對(duì)此，不斷提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、高效性以及安全性是工作人員的重要工作。因此，為了滿足社會(huì)發(fā)展的需求使得電力自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)在人民群眾的視野中，通過科學(xué)、合理的應(yīng)用此系統(tǒng)可以將電力能源的供應(yīng)效率以及效果進(jìn)行大幅度的提高，而要想促進(jìn)電力自動(dòng)化系統(tǒng)可以獲得良好的發(fā)展以及有效的應(yīng)用，這就需要電子信息技術(shù)的使用，將其應(yīng)用于電力自動(dòng)化系統(tǒng)中可以保證電力自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行性能以及運(yùn)行狀態(tài)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，這也有利于人民群眾可以使用源源不斷的電能。
作者:張緒文 單位:南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
電力電子技術(shù)應(yīng)用2
電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是面向電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)類課程之一。課程主要通過實(shí)驗(yàn)的方式使學(xué)生掌握電力電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和分析問題、解決問題的能力［1］。從育人角度來看，電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)除了要引導(dǎo)學(xué)生掌握電氣自動(dòng)化方面的基礎(chǔ)知識(shí)和相關(guān)技能外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生包括社會(huì)公德、職業(yè)道德、家庭美德、個(gè)人品德等在內(nèi)的思想道德和行為品質(zhì)的培育，使學(xué)生真正成長為德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才。為此，電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教師要重點(diǎn)思考如何將思想政治教育內(nèi)容融入電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)實(shí)踐，通過教學(xué)引導(dǎo)、強(qiáng)化學(xué)生對(duì)良好思想道德和行為品質(zhì)的理解、認(rèn)同和遵循。相較于傳統(tǒng)以說教為主的教學(xué)方式，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方式更加契合電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的實(shí)際，并且能激發(fā)學(xué)生參與課程思政實(shí)踐的積極性和主動(dòng)性，有效達(dá)到預(yù)期的課程思政實(shí)踐成果。
一、以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法概述
以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法最早是由美國神經(jīng)病學(xué)教授霍華德·巴羅斯(HowardBarrows)于1969年提出的。該教學(xué)方法主張?jiān)诮虒W(xué)中以問題為基礎(chǔ)，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，開展小組討論式教學(xué)。相較于傳統(tǒng)教學(xué)方法，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法主要有以下兩方面特點(diǎn)：第一，突出重點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)方法注重的是教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和整體性；以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法注重的是與特定問題相關(guān)的內(nèi)容的教學(xué)，突出的是重點(diǎn)性內(nèi)容。第二，注重探究。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教學(xué)的重心放在知識(shí)傳授、識(shí)記和理解方面，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用往往在課外或者實(shí)驗(yàn)課上。以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法則將教學(xué)重心調(diào)整到教學(xué)內(nèi)容上，即以特定的問題為背景和導(dǎo)向，引導(dǎo)和督促學(xué)生利用學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行自主探究，在探究中尋求問題的解決方法。這兩方面特點(diǎn)促使該教學(xué)方法在理工科課程教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用和高度認(rèn)同。
二、電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)分析
（一）課程教學(xué)定位電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程是電力電子技術(shù)理論課程的延伸。該課程主要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用［2］。電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)涉及強(qiáng)電操作等科學(xué)性、規(guī)范性的動(dòng)手操作內(nèi)容，要求學(xué)生具備嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的行為素養(yǎng)，同時(shí)，課程教學(xué)活動(dòng)本身也注重對(duì)學(xué)生規(guī)范性操作意識(shí)和能力的培養(yǎng)。
（二）課程教學(xué)目標(biāo)電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)主要包括學(xué)科目標(biāo)和德育目標(biāo)。學(xué)科目標(biāo)主要包括：第一，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，獲得實(shí)驗(yàn)研究的初步能力；第二，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，掌握正確的使用方法；第三，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和處理方法，能正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。德育目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)過程中，逐步形成正確的思維方式，養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣，主要包括嚴(yán)格按照行為規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作的意識(shí)和能力，精益求精的技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)精神等。
三、以問題為導(dǎo)向的課程思政實(shí)踐優(yōu)勢
（一）契合課程目標(biāo)關(guān)于課程思政，習(xí)近平總書記在2016年的全國高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個(gè)根本問題。要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！保?］課程思政實(shí)踐要求電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程既要關(guān)注學(xué)科目標(biāo)，又要關(guān)注德育目標(biāo)。而以問題為導(dǎo)向的課程思政教學(xué)，是將學(xué)科目標(biāo)與德育目標(biāo)共同融入特定的問題，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中，既能了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)原理，并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，又能感受到實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)性要求和精益求精、實(shí)事求是的科學(xué)意識(shí)與精神?？梢?，以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法有利于電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
（二）培養(yǎng)學(xué)生自主探究能力在以教師“教”為主導(dǎo)的電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，學(xué)生對(duì)專業(yè)學(xué)科內(nèi)容和思想政治內(nèi)容的理解、掌握多是一種由外而內(nèi)的過程，即學(xué)生在教師的講解和指導(dǎo)下進(jìn)行操作，在操作過程中逐步了解和掌握實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)規(guī)則。這種方式不利于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握，導(dǎo)致課程思政效果不佳。以問題為導(dǎo)向的課程思政實(shí)踐，改變了教師機(jī)械“教”和學(xué)生隨意“學(xué)”的模式，通過設(shè)置1～3個(gè)與課程相關(guān)且能激發(fā)學(xué)生探究興趣的問題，讓學(xué)生帶著問題去尋找解決原理、途徑，并自主制訂相應(yīng)的解決方案，隨后通過具體的實(shí)驗(yàn)操作獲得相應(yīng)結(jié)果，達(dá)到解決問題的目的［4］。這種以特定問題為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生按照科學(xué)原理和規(guī)則自主探究問題解決途徑的課程實(shí)踐，改變了師生在教學(xué)中的地位，讓學(xué)生真正成為課程思政實(shí)踐主體，從而使其在實(shí)驗(yàn)操作中更深刻、更直接地領(lǐng)悟相關(guān)規(guī)則和科學(xué)精神。
四、以問題為導(dǎo)向的課程思政實(shí)踐路徑
（一）以教情和學(xué)情為參照，設(shè)置課程思政目標(biāo)在開始電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)之前，教師要先結(jié)合教情和學(xué)情，從學(xué)科目標(biāo)和德育目標(biāo)兩個(gè)維度設(shè)置課程教學(xué)的思政目標(biāo)。以往的教學(xué)實(shí)踐表明，將德育目標(biāo)與學(xué)科目標(biāo)分開設(shè)立，雖然能夠突出課程思政實(shí)踐中的德育目標(biāo)，但往往會(huì)弱化教學(xué)主體對(duì)德育目標(biāo)的重視度和落實(shí)度，導(dǎo)致課程思想政治教學(xué)效果欠佳［5］。因此，在實(shí)際的課程思政實(shí)踐中，教師要結(jié)合教學(xué)主題、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，明確課程的學(xué)科目標(biāo)和德育目標(biāo)，并將這些目標(biāo)進(jìn)行融合，形成德育目標(biāo)與學(xué)科目標(biāo)相結(jié)合的課程教學(xué)目標(biāo)，使德育與知識(shí)和技能教育實(shí)現(xiàn)同步化。以第一章《電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)概述》為例，其介紹了電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和要求、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)實(shí)施和實(shí)驗(yàn)總結(jié)4節(jié)內(nèi)容。通過分析發(fā)現(xiàn)，這4節(jié)的重點(diǎn)是對(duì)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)操作行為標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)操作流程等與電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基本內(nèi)容進(jìn)行介紹，旨在教會(huì)學(xué)生如何做好電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)?；诖?，教師可將本章的思政元素融入“電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)需要遵循的規(guī)律”這一主線，將該章的德育目標(biāo)設(shè)定為“使學(xué)生認(rèn)識(shí)到電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開展規(guī)律的重要性，感知科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度”，然后將德育目標(biāo)與學(xué)科教學(xué)目標(biāo)融合，形成本章教學(xué)的整體目標(biāo)，即“使學(xué)生掌握電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的基本規(guī)律，并認(rèn)識(shí)到基本規(guī)律在實(shí)驗(yàn)中的重要性，感知科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度”。
（二）以教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ)，巧妙設(shè)定探究問題以問題為導(dǎo)向的課程思政實(shí)踐，注重學(xué)生探究問題的過程，即讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中感知與學(xué)科相關(guān)的精神、觀念、態(tài)度、規(guī)則等內(nèi)容，并引導(dǎo)學(xué)生將其內(nèi)化為自己的思維方式，然后逐步外化為自己的行為。因此，在電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，教師要做好探究性問題設(shè)計(jì)工作，以保證學(xué)生能全身心地投入問題探究過程，在探究中實(shí)現(xiàn)思維方式和行為的改變。在具體問題設(shè)定方面，教師可以重點(diǎn)從“是什么”“為什么”和“怎么用”三個(gè)角度入手。首先，設(shè)置“是什么”，讓學(xué)生抓住事物本質(zhì)。具備理性思維，遇到問題時(shí)能透過現(xiàn)象看本質(zhì)，是課程思政實(shí)踐中學(xué)生需要具備的基本思維品質(zhì)。在電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，就是要讓學(xué)生從“是什么”的角度全面、準(zhǔn)確地理解技術(shù)的本質(zhì)和規(guī)律，客觀地理解技術(shù)。在問題設(shè)定環(huán)節(jié)，教師要在教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，提取課程教學(xué)涉及的主要概念或者規(guī)律，據(jù)此設(shè)置相應(yīng)的概念探究問題，讓學(xué)生結(jié)合以往學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究，逐步掌握概念的本質(zhì)和特點(diǎn)。例如，在開展“西門子TCA785集成觸發(fā)電路實(shí)驗(yàn)”教學(xué)時(shí)，教師可以設(shè)定“西門子TCA785集成觸發(fā)電路的工作原理是什么”的問題，讓學(xué)生在探究這一問題的過程中，從本質(zhì)上把握西門子TCA785集成觸發(fā)電路工作的具體原理。其次，提出“為什么”，調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到主觀能動(dòng)性在科學(xué)探究活動(dòng)中的重要作用，并形成主動(dòng)發(fā)揮主觀能動(dòng)性的意識(shí)和動(dòng)力，是以問題為導(dǎo)向的課程思政實(shí)踐關(guān)注點(diǎn)之一。在電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中，教師要善于提出“為什么”的問題，讓學(xué)生在問題的引導(dǎo)和驅(qū)動(dòng)下，根據(jù)自己的主觀認(rèn)識(shí)提出各種追根溯源、探究事實(shí)的想法，進(jìn)而調(diào)動(dòng)學(xué)生熱愛科學(xué)、探究未知的興趣。例如，在講解“控制屏介紹及操作說明”時(shí)，教師可以向?qū)W生提出“控制屏的供電采用的是三項(xiàng)隔離變壓器隔離，并且設(shè)有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，那么，這樣做的目的是為什么”的問題，并提示學(xué)生從安全性和穩(wěn)定性的角度進(jìn)行思考，以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)提示進(jìn)行自主分析和探究。再次，落腳“怎么做”，讓學(xué)生從實(shí)踐中檢驗(yàn)真理。相較于“是什么”和“為什么”的問題，“怎么做”更側(cè)重于對(duì)學(xué)生動(dòng)手操作意識(shí)和能力的檢驗(yàn)與訓(xùn)練，其在課程思政方面的作用也更突出。從育人角度來看，“是什么”“為什么”只是讓學(xué)生掌握相關(guān)概念和規(guī)律，學(xué)生掌握的成果多存儲(chǔ)于大腦中，并未轉(zhuǎn)化為行動(dòng)和結(jié)果。因此，教師要從“怎么做”的角度引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所掌握的知識(shí)和技能。在“怎么做”方面，教師應(yīng)重點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)4個(gè)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究，以驗(yàn)證剛開始提出的假設(shè)，通過實(shí)踐獲得真知。例如，在開展“直流斬波電路實(shí)驗(yàn)”教學(xué)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生先提出關(guān)于斬波電路波形情況的猜想和驗(yàn)證方法，然后按照實(shí)驗(yàn)步驟和要求進(jìn)行自主探究，并對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析，得出相應(yīng)的結(jié)論，最后對(duì)結(jié)論和假設(shè)進(jìn)行對(duì)比，掌握斬波電路波形方面的相關(guān)知識(shí)。這種通過動(dòng)手操作獲得結(jié)論的方式，不僅能鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，還能讓學(xué)生在實(shí)踐中檢驗(yàn)自己的想法，獲得真理，在科學(xué)精神方面得到提升。
（三）以情境遷移為手段，培養(yǎng)學(xué)生問題思維以問題為導(dǎo)向的課程思政實(shí)踐的最終落腳點(diǎn)是育人，即培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬?。電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的育人結(jié)果和效果會(huì)在實(shí)際用人過程中得到檢驗(yàn)［6］。對(duì)教師而言，除了要在課堂上采用以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法和模式開展課程思政實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和德育素養(yǎng)外，還要借助多樣化的實(shí)踐情境幫助學(xué)生將所學(xué)的科學(xué)知識(shí)、技能和觀念態(tài)度遷移到實(shí)際生活和工作中。首先，注重課程總結(jié)，提煉思維模型。在電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中融入思政教育的重要目的是讓學(xué)生具備良好的思維品質(zhì)和行為習(xí)慣，并能將自己所學(xué)的知識(shí)和技能應(yīng)用到未來生活和工作中，為國家和社會(huì)發(fā)展作貢獻(xiàn)。在平時(shí)教學(xué)中，教師除了要開展設(shè)定問題、引導(dǎo)學(xué)生探究問題等活動(dòng)外，還要注重對(duì)學(xué)生問題探究過程和結(jié)果的總結(jié)，提煉出相應(yīng)的思維模型供學(xué)生理解和運(yùn)用。例如，在多次課程教學(xué)后，教師可以提出“是什么→為什么→怎么做”的思維模型。其次，巧借校企合作，開展社會(huì)育人。教師要善于借助校企合作、校外社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)等社會(huì)育人機(jī)會(huì)，引導(dǎo)和督促學(xué)生積極感受相關(guān)職業(yè)崗位對(duì)專業(yè)知識(shí)、技能和職業(yè)道德的要求，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)思想政治教育的理解。同時(shí)，教師要借助校企合作的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、生產(chǎn)實(shí)習(xí)活動(dòng)，對(duì)學(xué)生的職業(yè)道德、個(gè)人品德、社會(huì)公德等進(jìn)行檢驗(yàn)和培育，使學(xué)生在差異化的環(huán)境中形成良好的道德品質(zhì)和行為習(xí)慣。結(jié)語借助以問題為導(dǎo)向的教學(xué)方法在電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中融入思政教學(xué)，是借助特定的問題對(duì)學(xué)生的道德品質(zhì)和行為習(xí)慣進(jìn)行塑造，既契合課程教學(xué)目標(biāo)，又能激發(fā)學(xué)生自主探究的意識(shí)和能力。在實(shí)際課程教學(xué)中，開展以問題為導(dǎo)向的課程思政實(shí)踐時(shí)，教師要以教情和學(xué)情為參照科學(xué)設(shè)置課程思政目標(biāo)，以教學(xué)目標(biāo)為基礎(chǔ)巧妙設(shè)定探究問題，以情境遷移為手段培養(yǎng)學(xué)生問題思維，使學(xué)生最終真正成長為德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀人才。
作者:宋娟 單位:寧夏大學(xué)物理與電子電氣工程學(xué)院
電力電子技術(shù)應(yīng)用3
1混合動(dòng)力系統(tǒng)
插電式混合動(dòng)力汽車是介于純電動(dòng)汽車與燃油汽車之間的一種新能源汽車。它既有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器等，也有純電動(dòng)汽車的電池、電機(jī)和電控，而且配有充電接口。總體來說，它綜合了純電動(dòng)汽車和常規(guī)混合動(dòng)力汽車的優(yōu)點(diǎn)，既可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、零排放行駛，也能通過混動(dòng)模式增加車輛續(xù)駛里程[1]。國內(nèi)自主混動(dòng)汽車經(jīng)過多年研發(fā)，目前主流的混動(dòng)系統(tǒng)包括有比亞迪的DM、長城的DHT、奇瑞的DHT等，國內(nèi)各主流混動(dòng)系統(tǒng)在燃油經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、道路適應(yīng)性以及成本控制等方面各有側(cè)重和優(yōu)勢，現(xiàn)在各個(gè)車企在國內(nèi)已經(jīng)公開的混動(dòng)技術(shù)專利包括發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和外觀專利見表1。通過表1可知，比亞迪在混動(dòng)領(lǐng)域起步早專利布局廣，已經(jīng)公開混動(dòng)技術(shù)專利數(shù)量最多，奇瑞雖然數(shù)量不如比亞迪多，但是其發(fā)明專利在整個(gè)已公開專利中占比最高，技術(shù)含量相對(duì)較高，這也符合奇瑞汽車技術(shù)流的定位。2020年度插電式混動(dòng)乘用車市場份額如圖1所示，基本自主品牌汽車能和合資品牌平分秋色，而且隨著時(shí)間的推移，越來越多的自主品牌汽車在插電式混動(dòng)領(lǐng)域發(fā)力，自主品牌汽車將超過并逐步拉開與合資品牌的差距。
2比亞迪DM混動(dòng)架構(gòu)
比亞迪兩驅(qū)車型DM系統(tǒng)的架構(gòu)如圖2所示，搭載1.5Ti渦輪增壓+缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)+6速DCT，轉(zhuǎn)速在5200r/min時(shí)達(dá)到最高功率113kW，轉(zhuǎn)速在1750~3500r/min時(shí)最大轉(zhuǎn)矩達(dá)240Nm；搭載比亞迪研發(fā)的高轉(zhuǎn)速、大功率交流永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)12000r/min，最大功率達(dá)110kW，在0~5200r/min能輸出最大轉(zhuǎn)矩為250Nm；在HEV模式下，發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)共同工作，能在1750~3500r/min爆發(fā)出479Nm的最大轉(zhuǎn)矩，百千米加速時(shí)間僅為5.9s。其主要工作模式包括：純電工作模式（EV模式）、穩(wěn)定發(fā)電模式、混動(dòng)模式（HEV模式）、燃油驅(qū)動(dòng)模式、能量回饋工作模式。比亞迪DM架構(gòu)采用和本田IMMD架構(gòu)類似的混動(dòng)架構(gòu)，雖然技術(shù)創(chuàng)新有限，但是其成本控制非常優(yōu)秀，再加上有比亞迪刀片電池技術(shù)在電池上的光環(huán)加持，提升了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過近幾年的市場反饋，比亞迪DM混動(dòng)系列獲得了市場充分的認(rèn)可。
3奇瑞DHT混動(dòng)架構(gòu)
奇瑞DHT系統(tǒng)的架構(gòu)如圖3所示，采用混動(dòng)專用1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)、多擋變速器外加前后3臺(tái)電機(jī)，使得整車0-100km/h低于5s，綜合工況油耗低至1.25L/100km。其主要工作模式包括：單/雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)、增程、并聯(lián)、發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)、單/雙電機(jī)制動(dòng)能量回收、行車/駐車充電燈9種高效能工作模式。奇瑞DHT系統(tǒng)復(fù)雜度極高，同樣以兩驅(qū)混動(dòng)架構(gòu)舉例，現(xiàn)有車企均為單電機(jī)，而奇瑞DHT采用了2個(gè)電機(jī)，輸出功率高，動(dòng)力強(qiáng)勁，整體動(dòng)力源包括2個(gè)電機(jī)以及奇瑞1.5T發(fā)動(dòng)機(jī)，再搭配3擋雙離合變速器，其最終可以產(chǎn)生11個(gè)擋位，道路適應(yīng)能力更強(qiáng)，理論上混動(dòng)的完成度最高，但是同時(shí)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在成本控制上以及系統(tǒng)穩(wěn)定上還需要市場進(jìn)一步的檢驗(yàn)。
4電力電子技術(shù)在兩種混動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用
不管是比亞迪的DM混動(dòng)還是奇瑞的DHT混動(dòng)，其內(nèi)部不可或缺的均存在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)、逆變器以及電池[2]，其作用是在純電工作模式以及混動(dòng)模式時(shí)提供正常行駛動(dòng)能，并且在能量回饋工作模式時(shí)對(duì)減速制動(dòng)能量進(jìn)行回饋。逆變器是該系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)置在電機(jī)和電池之間，是“三電”核心技術(shù)一部分。典型的逆變器原理圖如圖4所示，逆變器核心部件是采用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的功率半導(dǎo)體器件IGBT模塊，IGBT模塊長期被英飛凌、富士電機(jī)等海外公司壟斷，全球IGBT模塊前十的公司，國內(nèi)只有斯達(dá)半導(dǎo)體，也僅占據(jù)不到3%的份額，2019年全球IGBT模塊市場份額如圖5所示。雖然國內(nèi)廠商對(duì)于IGBT模塊市場份額較少，但是已經(jīng)開始發(fā)力，尤其比亞迪旗下的半導(dǎo)體公司能自主生產(chǎn)IGBT模塊，在完全實(shí)現(xiàn)比亞迪內(nèi)部使用的同時(shí)還可以向外有限供應(yīng)，尤其現(xiàn)在處在第三代IGBT市場化的階段，碳化硅基IGBT正逐步取代傳統(tǒng)的硅基IGBT，這也給了國內(nèi)半導(dǎo)體廠商發(fā)力的新領(lǐng)域。碳化硅基IGBT具有耐高溫、耐高壓、損耗低和開關(guān)頻率高的優(yōu)點(diǎn)，其作為混動(dòng)汽車逆變器能明顯帶來以下3點(diǎn)性能提升：①顯著提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逆變器的功率密度、減少成本；②提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逆變器的效率；③提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逆變器的可靠性[3]。
5結(jié)論
本文首先對(duì)國內(nèi)自主混動(dòng)車企專利布局情況進(jìn)行研究，而后對(duì)國內(nèi)自主混動(dòng)系統(tǒng)典型的比亞迪DM混動(dòng)系統(tǒng)和奇瑞DHT混動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了介紹和對(duì)比，并針對(duì)二者中共有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電力電子半導(dǎo)體器件IGBT模塊在其中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，多角度對(duì)混動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行探究，希望對(duì)相關(guān)行業(yè)以及從業(yè)人員提供一定的借鑒和參考。
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作者:馮強(qiáng) 李志紅 單位:國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心 天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院
