“電力電子技術(shù)”課程研究型教學(xué)模式探索

楊喜軍，常中科，侯孝涵，喬樹(shù)通

(上海交通大學(xué) 電氣工程系，上海200240)

0 引言

在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，世界各國(guó)的綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)的核心是人才競(jìng)爭(zhēng)。十六大報(bào)告明確指出：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力?！备咝．厴I(yè)生要有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)以及自主實(shí)踐能力，理工科高校畢業(yè)生還要求有科技創(chuàng)新能力，為此理工科教師應(yīng)該掌握多種教育科學(xué)研究方法[1～2]。電氣工程專業(yè)大學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的12項(xiàng)內(nèi)容中就包括：遵循價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)探究、能力建設(shè)、人格養(yǎng)成“四位一體”的育人理念，堅(jiān)持“起點(diǎn)高、基礎(chǔ)厚、要求嚴(yán)、重實(shí)踐、求創(chuàng)新”的辦學(xué)傳統(tǒng)。研究型教學(xué)應(yīng)該體現(xiàn)在教與學(xué)的一切活動(dòng)中，所有活動(dòng)應(yīng)該起到潤(rùn)物無(wú)聲的效果。

“電力電子技術(shù)”課程為大三第一學(xué)期主課，旨在普及電力電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)[3～4]。這門課與其它多門主課相互交叉，表現(xiàn)出非常強(qiáng)的技術(shù)性，與很多前沿技術(shù)或工業(yè)技術(shù)相互關(guān)聯(lián)，而且該課程中的許多知識(shí)模塊存在深度挖掘和深度學(xué)習(xí)的空間，其中就包括相控與斬控相似性問(wèn)題、波形合成原理、整流電路本質(zhì)、耦合型DC-DC變換器相互聯(lián)系等方面。

研究型教學(xué)模式需要注重課程教學(xué)與科學(xué)研究相結(jié)合，采用多種實(shí)用的教學(xué)方法，提供和講解具有前沿性、創(chuàng)造性、探索性的教學(xué)內(nèi)容[5～8]。本文深入挖掘整流電路工作原理，以電壓輸出型整流電路安全上電為契機(jī)，將“電力電子技術(shù)”教學(xué)和大學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃結(jié)合起來(lái)，探索如何切實(shí)有效地開(kāi)展研究型 教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生建立科學(xué)思維和樹(shù)立良好科學(xué)精神，以實(shí)例形式給出本次研究型教學(xué)模式的成果。

1 整流電路的教學(xué)要點(diǎn)

1.1 基本知識(shí)

“電力電子技術(shù)”課程中的整流電路，即AC-DC電路，主要包括：

(1)采用相控原理帶有直流平波電感的單相、三相晶閘管整流電路(即相控整流電路)，后接直流電動(dòng)機(jī)電樞或電流源型逆變器等負(fù)載。后級(jí)負(fù)載不運(yùn)行時(shí)，相控整流電路無(wú)法工作。由于電感限流作用和控制角可調(diào)，因而不存在安全上電問(wèn)題；

(2)采用不控原理帶有直流電解電容的單相、三相二極管整流電路(即不控整流電路)，后接直流DC-DC變換器或電壓源型逆變器等負(fù)載。后級(jí)負(fù)載運(yùn)行與否，不控整流電路都能工作。由于電容電壓對(duì)電流的微分作用，在電解電容冷態(tài)上電時(shí)，交直流線路中會(huì)出現(xiàn)突波電流，因而存在安全上電問(wèn)題。

在講述上述兩種整流電路區(qū)別時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將二極管理解為控制角為零的晶閘管，因?yàn)槎O管導(dǎo)通角只出現(xiàn)在網(wǎng)壓瞬時(shí)值高于輸出電壓瞬時(shí)值時(shí)，且與容值大小、功率等級(jí)、網(wǎng)壓、網(wǎng)頻等因素相關(guān)。

為了定性分析網(wǎng)側(cè)電流峰值、導(dǎo)通角位置與導(dǎo)通寬度的變化規(guī)律，借助Matlab/Simulink仿真軟件進(jìn)行輔助分析。

首先，在同樣條件下，將負(fù)載電阻由很低值到很高值變化，觀察單相全橋整流電路網(wǎng)側(cè)電壓、網(wǎng)側(cè)電流和輸出電容電壓波形，并通過(guò)Simulink中的FFT功能分析其有效值和平均值的變化規(guī)律，要求學(xué)生自主研究其變化規(guī)律；

其次，在同樣條件下，將電解電容取值由很低值到很高值變化，觀察單相全橋整流電路網(wǎng)側(cè)電壓、網(wǎng)側(cè)電流和輸出電容電壓波形，并通過(guò)Simulink中的FFT功能分析其有效值和平均值的變化規(guī)律，要求學(xué)生掌握其變化規(guī)律。

完成這些工作后，學(xué)生對(duì)不控整流電路的變換過(guò)程具有了初步了解。

1.2 擴(kuò)展知識(shí)之一

安全上電問(wèn)題存在于所有隱含二極管自然整流電路的AC-DC變換器中，包括：①單相半波、全波、全橋整流電路；②三相全波、全橋整流電路；③工頻、中頻、高頻整流電路；④電壓源型PWM整流電路；⑤不隔離升壓型DC-DC變換電路；⑥無(wú)源整流電路和有源整流電路。

功率因數(shù)概念覆蓋整個(gè)學(xué)期的教學(xué)工作，因此有必要借助不控整流電路先行進(jìn)行講解，有關(guān)結(jié)論可以推廣到相控整流電路。整流電路網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)偏低，與容值大小、功率等級(jí)、網(wǎng)壓、網(wǎng)頻等因素都有關(guān)系。

假定網(wǎng)壓為正弦波形，可以給出兩種基本功率因數(shù)表達(dá)形式：

學(xué)生應(yīng)該掌握各種功率的形成：只有同頻率的電壓與電流之間才能形成P和Q，不同同頻率的電壓與電流之間才能形成D，而且P、Q、D和S是指平均功率，以后還要學(xué)習(xí)p和q的瞬時(shí)功率概念，要求學(xué)生能夠推導(dǎo)兩種功率因數(shù)表達(dá)式之間的等價(jià)性。

要求學(xué)生利用仿真軟件對(duì)不同工況條件下的不控整流電路的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)進(jìn)行分析，并驗(yàn)證兩種表達(dá)形式所得結(jié)果的一致性。該部分內(nèi)容為后面學(xué)習(xí)單相有源功率因數(shù)校正器(APFC)的工作原理打下基礎(chǔ)，功率因數(shù)校正的目標(biāo)就是消除Q和D。

1.3 擴(kuò)展知識(shí)之二

A. 硬上電危害分析

硬上電是指在沒(méi)有任何限流措施情況下交流電壓源直接施加到不控整流電路的輸入端，其優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單和上電速度快，但是只適合小功率負(fù)載和小容值情況。當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，所需容值相應(yīng)較大，此時(shí)硬上電危害明顯加劇，表現(xiàn)為：上電產(chǎn)生突波電流引起網(wǎng)壓驟降進(jìn)而影響附近用電設(shè)備供電質(zhì)量，引起熔斷器燒熔和空氣開(kāi)關(guān)跳閘，并引起線路損耗和電解電容ESR損耗過(guò)大，更為嚴(yán)重的是，由于電解電容電壓上升較快，即dv/dt過(guò)高，引起后級(jí)電力電子電路(如電壓源逆變電路)中功率開(kāi)關(guān)動(dòng)態(tài)電壓擊穿，形成較低的功率因數(shù)和較強(qiáng)的EMI干擾，等等。其物理原因是電容電壓與電容電流符合以下關(guān)系式：

(1)

(2)

式中，C為電解電容取值，即容值；uC為電容電壓；iC為一電容電流；u0為冷態(tài)電容電壓，一般情況下，u0=0。

由于線路缺乏限流器件，在忽略二極管壓降時(shí)，網(wǎng)壓全部施加在電解電容上。鑒于上電時(shí)刻具有隨機(jī)性，且線路時(shí)間常數(shù)τ=0，對(duì)于單相交流不控整流電路而言，在網(wǎng)壓峰值處上電，會(huì)引起最大的突波電流峰值，危害最為嚴(yán)重。

B. 軟上電措施分析

采取合適的軟上電措施才能確保安全上電。軟上電的實(shí)質(zhì)是限制或控制上電電流大小或波形，限制電解電容電壓的上升率，為此需要采取合適的限流元件且串聯(lián)在充電路徑的合適位置。 限流元件主要包括功率電阻、電感、次級(jí)串電容或電阻的變壓器、電感與電容串聯(lián)支路等，可以演化出多種電路。功率電阻還包括正、負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻PTC和NTC。

上電過(guò)程中限流元件進(jìn)行限流，上電結(jié)束時(shí)要求限流元件被短接，使得整流電路進(jìn)入正常工作模式，也可以演化出多種短接電路。

鑒于整流電路軟上電方面已有的研究成果較多，為了便于學(xué)生入門，需要做出篩選，為此選擇易于理解的電阻軟上電方法(即電阻限流法)。

電阻限流法的要點(diǎn)是：在直流正極、電解電容兩端或交流火線上使用阻性元件，在上電期間與電解電容構(gòu)成串聯(lián)支路，充電完成后采用機(jī)械開(kāi)關(guān)(一般為繼電器)或功率開(kāi)關(guān)(IGBT、功率MOSFET或單向晶閘管)短接或旁路該阻性元件。當(dāng)采用機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)，正常運(yùn)行時(shí)，沒(méi)有額外功耗，但是機(jī)械震動(dòng)會(huì)引起觸頭脫離。

2 整流電路的探索問(wèn)題

2.1 提出問(wèn)題

引導(dǎo)學(xué)生考慮一個(gè)新問(wèn)題，即采用電阻限流時(shí)，單相、三相不控整流電路的電阻總功耗如何，有無(wú)最小情況。

為了有效地推進(jìn)研究型教學(xué)模式，教師在課堂上除了多次反復(fù)分層次地講解整流電路知識(shí)，成立10名學(xué)生和兩名碩士研究生構(gòu)成的研究興趣組，以發(fā)現(xiàn)專利技術(shù)和申請(qǐng)專利的形式，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行研究型學(xué)習(xí)。

由于整流電路存在嚴(yán)重的非線性，使得上電過(guò)程中上電電阻總損耗的計(jì)算非常困難，也尚未出現(xiàn)電阻總損耗最小的電阻限流方案。經(jīng)過(guò)細(xì)致的仿真分析，發(fā)現(xiàn)在電解電容充電充滿過(guò)程中，對(duì)于不同的技術(shù)方案，上電電阻總損耗不同，因此可以充分利用該發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)新型低耗上電方案。

具體情況如下：

(1)直流電源供電時(shí)，上電電阻總損耗相對(duì)電解電容總儲(chǔ)能(即 )的比例為100%；

(2)三相全橋不控整流電路中，單只上電電阻置于直流正極，上電電阻總損耗相對(duì)電解電容儲(chǔ)能的比例大約為92.62%；

(3)三相全橋不控整流電路中，三只上電電阻分別置于三相交流線路，上電電阻總損耗相對(duì)電解電容儲(chǔ)能的比例大約為89.4%；

(4)三相全橋不控整流電路中，兩只上電電阻分別置于任意兩相交流線路，上電電阻總損耗相對(duì)電解電容儲(chǔ)能的比例大約為85.1%；

(5)單相全橋不控整流電路中，不論上電電阻處于交流側(cè)，還是直流側(cè)，上電電阻總損耗相對(duì)電解電容儲(chǔ)能的比例最低，電容取值較小時(shí)大約為79.47%(在網(wǎng)壓峰值時(shí)上電)和78.26%(在網(wǎng)壓過(guò)零時(shí)上電)，電容取值較大時(shí)，該比例大約為79.1%，與上電初始時(shí)間基本沒(méi)有關(guān)系。

綜合以上，有必要對(duì)三相不控整流電路采取單相電源供電且在網(wǎng)壓過(guò)零時(shí)上電的措施。

2.2 解決問(wèn)題

研究興趣組共計(jì)提出了5項(xiàng)具有實(shí)用新型水平的專利技術(shù)，設(shè)計(jì)出5種不同的三相不控整流電路，分別如圖1、圖2、圖3、圖4與圖5所示。

圖1 三相整流電路軟上電方案1

圖1所示電路的原理是：上電合閘后，只有線電壓uac進(jìn)行單相整流。上電結(jié)束后，兩只繼電器動(dòng)作，短接a相限流電阻并接通b相。

圖2 三相整流電路軟上電方案2

圖2所示電路的原理是：上電合閘后，c相處于斷相，只有線電壓uab進(jìn)行單相整流。上電結(jié)束后，觸發(fā)三只晶閘管導(dǎo)通，短接限流電阻，并接通c相。

圖3 三相整流電路軟上電方案3

圖3所示電路的原理是：上電合閘后，通過(guò)單相整流橋(包括D7～D10)和限流電阻上電，只有線電壓uab進(jìn)行單相整流。上電結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，短接直流負(fù)極線路，單相整流橋(包括D7～D10)和限流電阻保持不變。

圖4所示電路的原理是：上電合閘后，通過(guò)第一單相整流橋(包括D1～D4)和第二單相整流橋(包括D5～D8)和限流電阻進(jìn)行上電，只有線電壓uab進(jìn)行單相整流。上電結(jié)束后，驅(qū)動(dòng)兩只繼電器動(dòng)作，短接限流電阻和接通第三單相整流橋(包括D9～D12)的正極。

圖4 三相整流電路軟上電方案4

圖5 三相整流電路軟上電方案5

圖5所示電路的原理是：上電合閘后，控制電路檢測(cè)線電壓uab，并通過(guò)比較電路和光電耦合器檢測(cè)到線電壓uab過(guò)零信息，在過(guò)零時(shí)驅(qū)動(dòng)晶閘管TH1導(dǎo)通，開(kāi)始軟上電過(guò)程。當(dāng)軟上電結(jié)束時(shí)，控制電路發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器動(dòng)作，短接上電電阻和晶閘管構(gòu)成的支路。這是一種最節(jié)能的上電方案。

3 整流電路的深度挖掘

為進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果和促進(jìn)學(xué)生深度思考，從而對(duì)電力電子技術(shù)產(chǎn)生濃厚興趣，對(duì)不控整流電路安全上電問(wèn)題進(jìn)行深入研究。打破原有只采用一種功率開(kāi)關(guān)構(gòu)成整流電路和阻性元件限流方案，棄用上電電阻，尋找更加節(jié)能的軟上電方案。

3.1 電感限流法

電感限流法的工作原理是：?jiǎn)蜗嗾麟娐犯叨?或低端)的功率開(kāi)關(guān)采用單向晶閘管、低端(或高端)采用普通功率二極管，構(gòu)成混合整流電路。交流側(cè)采用低值電感，或利用EMI濾波器中差模電感，或利用功率因數(shù)校正器中的電感，交流電源上電時(shí)，單向晶閘管控制角按照一定的規(guī)律由接近180°逐漸減少至90°，充電電流斷續(xù)，但電流峰值受控。上電結(jié)束后控制角設(shè)置為0°，單向晶閘管代替二極管使用，雖然需要兩組單向晶閘管驅(qū)動(dòng)電路，但是單向晶閘管導(dǎo)通壓降一般低于二極管導(dǎo)通壓降，運(yùn)行中功耗較低。一種方案如圖6所示，圖中單相二極管整流橋高端采用單向晶閘管，低值電感置于交流火線上。如果將低值電感置于整流電路的直流正極，可得圖7和圖8所示的其它方案。

圖6 交流側(cè)電感限流的單相混合整流電路

圖7 直流側(cè)電感限流的單相混合整流電路

圖8 直流側(cè)電感限流的單相二極管整流電路

以圖6為例，上電時(shí)可使得單向晶閘管控制角以較低斜率線性或非線性下降至略低于90°，此時(shí)充電過(guò)程基本結(jié)束，隨后可以將單向晶閘管控制角設(shè)置為0°?？刂平亲兓^(guò)程大致可以劃分為四個(gè)階段，如圖9所示，圖中，k表示第k個(gè)開(kāi)關(guān)周期，控制角αk<αk-1，βk<βk-1且αk<βk。

圖9 上電過(guò)程中網(wǎng)側(cè)電流和電解電容電壓變化波形

對(duì)于三相混合整流電路，當(dāng)380V交流電壓供電、電解電容取值為4x330 F、濾波電感為1mH時(shí)，上電過(guò)程中網(wǎng)側(cè)電流和電容電壓變化波形如圖10所示，可見(jiàn)電容電壓緩慢上升至網(wǎng)壓峰值，網(wǎng)側(cè)電流呈現(xiàn)窄脈沖形狀且幅值控制在10A以內(nèi)。

圖10 上電過(guò)程中網(wǎng)側(cè)電流和電解電容電壓波形

限流電感總功耗遠(yuǎn)低于電阻限流法時(shí)電阻總耗能，鑒于同樣電壓和電流等級(jí)的單向晶閘管壓降低于二極管壓降大約0.2V，因此在上電結(jié)束以后正常運(yùn)行期間，除了單向晶閘管需要的驅(qū)動(dòng)功率以及繼電器工作時(shí)少量損耗，可以認(rèn)為電感限流軟上電是一種節(jié)能型軟上電。三相混合整流電路的電感限流法如圖11和圖12所示。

圖11 直流側(cè)電感限流的三相混合整流電路

圖12 直流側(cè)電感限流的三相二極管整流電路

圖11所示電路的原理是：按照單相整流電路軟上電基本方法，調(diào)節(jié)單向晶閘管TH1和TH2的控制角，采用線電壓 進(jìn)行上電，上電完成時(shí)，設(shè)置三只單向晶閘管控制角均為零。

圖12所示電路的原理是：按照單相整流電路軟上電基本方法，調(diào)節(jié)雙向晶閘管TB1的控制角，采用線電壓uab進(jìn)行上電。上電完成時(shí)，設(shè)置雙向晶閘管TB1和TB2控制角均為零。

3.2 感容限流法

感容限流法的工作原理是：低值電容與低值電感串聯(lián)在二極管不控整流電路中，低值電容用于限制電解電容充電電壓，低值電感用于限制充電電流尖峰，并巧妙地借助低值電容與低值電感之間的諧振作用，不斷地為電解電容充電，直至充電結(jié)束。此時(shí)低值電容與低值電感振蕩減弱至零，可以采用繼電器短接低值電容與低值電感串聯(lián)支路，或只短接低值電容，保留低值電感可以起到濾波作用，單相APFC中的升壓電感可以起到低值電感作用。感容限流法的整流電路包括圖13～圖17，這些電路具有一定的新穎性、創(chuàng)造性和實(shí)用性。

圖13 電感置于直流側(cè)感容串聯(lián)單相整流電路

圖14 電感置于交流側(cè)感容串聯(lián)單相整流電路

圖15 電感置于直流側(cè)感容串聯(lián)三相整流電路

圖16 單電感置于交流側(cè)感容串聯(lián)三相整流電路

圖17 三電感置于交流側(cè)感容串聯(lián)三相整流電路

4 學(xué)生實(shí)踐與教學(xué)效果

4.1 學(xué)生實(shí)踐過(guò)程

鑒于處于大三第一學(xué)期，學(xué)生們剛剛接觸到專業(yè)課，尚處于打基礎(chǔ)階段，需要他們按照教學(xué)進(jìn)度和教師要求一步一步地進(jìn)行研究型學(xué)習(xí)，除了認(rèn)真學(xué)習(xí)課堂內(nèi)容和書(shū)本知識(shí)外，還要完成額外任務(wù)，教師以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心精心安排課堂作業(yè)、課后作業(yè)和仿真作業(yè)，這些作業(yè)適用于班上全部學(xué)生。

為了保證效果，在研究興趣組中，隨機(jī)指定兩名學(xué)生組成一個(gè)小組，以尋找與課本相關(guān)的實(shí)用新型專利技術(shù)為最終目標(biāo)，需要在完全掌握書(shū)本知識(shí)基礎(chǔ)上，根據(jù)制定的目標(biāo)以及教師的提示和講解，認(rèn)真分析和互相討論，采用Matlab/Simulink進(jìn)行嘗試和驗(yàn)證，最后學(xué)生們提出了很多好的想法和建議，部分得到理論分析和仿真分析驗(yàn)證，成為候選專利技術(shù)。

學(xué)生實(shí)踐過(guò)程大體分為兩個(gè)階段：

(1)前半學(xué)期，充分利用假期多、時(shí)間充足的機(jī)會(huì)，學(xué)生們提煉、書(shū)寫(xiě)、修改和提交專利文件。在尋找專利技術(shù)期間，學(xué)生們要多次聽(tīng)取教師關(guān)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的知識(shí)講解，掌握專利技術(shù)文件的書(shū)寫(xiě)規(guī)范與要領(lǐng)，明白知識(shí)產(chǎn)權(quán)體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的科技水平，知識(shí)產(chǎn)權(quán)也是科研成果的一種表現(xiàn)形式；

(2)后半學(xué)期，各種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)相繼展開(kāi)，考慮到時(shí)間比較緊張的情況，學(xué)生們主要采取仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究型學(xué)習(xí)方法，收到了良好的教學(xué)效果。

4.2 教學(xué)效果分析

經(jīng)過(guò)本次研究型教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生們至少在兩個(gè)方面取得了明顯進(jìn)步：

(1)在教學(xué)方面，學(xué)生們學(xué)習(xí)興趣得到明顯促進(jìn)，個(gè)別學(xué)生勁頭十足。學(xué)生們?cè)黾恿藢?duì)知識(shí)點(diǎn)的理解深度，增強(qiáng)了對(duì)問(wèn)題的敏感度，思路得到了發(fā)散，加深了對(duì)本課程性質(zhì)的理解。在期末試卷中，針對(duì)性地增加了多個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的題目，包括異常條件下電力電子變換器如何實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行問(wèn)題、光伏水泵設(shè)計(jì)問(wèn)題等等，有一定的難度和深度，正確率能夠達(dá)到86%；

(2)在科研方面，學(xué)生們明白了科學(xué)技術(shù)的含義和開(kāi)展科研項(xiàng)目的流程。研究興趣組以解決不控整流電路安全上電損耗最小問(wèn)題展開(kāi)研究型學(xué)習(xí)，兩名學(xué)生負(fù)責(zé)同一個(gè)題目，獨(dú)立完成實(shí)用新型專利樣稿書(shū)寫(xiě)。在2019年11月23日共計(jì)受理5項(xiàng)實(shí)用新型專利，包括一種三相整流橋中單電阻軟上電電路、一種網(wǎng)壓過(guò)零軟上電電路、一種單相整流軟上電的三相整流上電電路、一種三相整流上電電路、一種三相整流電路網(wǎng)側(cè)單電阻軟上電電路，申請(qǐng)?zhí)柗謩e為CN201922039441.3、CN201922062185.X、CN201922039425.4、CN201922045746.5、CN201922039446.6，其中前兩項(xiàng)申請(qǐng)已經(jīng)獲得授權(quán)通知。另有2項(xiàng)發(fā)明專利也在申請(qǐng)當(dāng)中，名稱分別為一種并網(wǎng)逆變器及其死區(qū)相移補(bǔ)償方法、一種變頻調(diào)速逆變器及其死區(qū)引起相移補(bǔ)償方法。本次科研型教學(xué)也有力地促進(jìn)了學(xué)校號(hào)召的“本科生提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室”計(jì)劃，在課程結(jié)課后，已經(jīng)有兩名學(xué)生加入到該計(jì)劃中，一名學(xué)生從事基于E類放大器的磁場(chǎng)耦合型無(wú)線輸電的研究，另一學(xué)生從事開(kāi)關(guān)電感型單相AC-DC變換器的研究，均取得了明顯進(jìn)步，已經(jīng)提交專利代理人一項(xiàng)發(fā)明專利和在起草論文一篇。

5 結(jié)語(yǔ)

本文描述了“電力電子技術(shù)”課程中采用研究型教學(xué)模式的經(jīng)驗(yàn)、收獲和體會(huì)，這種研究型教學(xué)模式寓教于研，寓研于教，循序漸進(jìn)，目標(biāo)明確，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和培養(yǎng)了學(xué)生的科研精神，總體上效果令人滿意，收益面較大，有力地促進(jìn)了教學(xué)相長(zhǎng)，為大學(xué)生提前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃的執(zhí)行打下基礎(chǔ)。幾點(diǎn)建議如下：①以教學(xué)內(nèi)容為依托，師生一起有效地投入，逐漸設(shè)計(jì)好技術(shù)路線，循序漸進(jìn)地展開(kāi)科研型教學(xué)，在科研中學(xué)會(huì)科研；②科研任務(wù)可以自擬，可以來(lái)自前沿課題的某一方面，可以來(lái)自突發(fā)靈感，不應(yīng)該過(guò)于泛泛，不應(yīng)該難度過(guò)大，不要過(guò)于抽象；③成立研究興趣組，組長(zhǎng)應(yīng)具備一定科研基礎(chǔ)和具有認(rèn)真負(fù)責(zé)態(tài)度，只有這樣才能有效地推進(jìn)和完成任務(wù)，碩士研究生作為助教和組長(zhǎng)可以縮短師生之間的距離；④學(xué)生需要熟練掌握一種仿真分析工具，如Matlab/Simulink(包括Electronics庫(kù))、PSIM與PLECS等，否則學(xué)生會(huì)理解不深和淺嘗輒止。