课程名称：电力电子技术
课程编号：02013014
课程类型：职业技能课
适用专业：电气自动化
课程学时：75
负责人：刘长国
编制单位：电子工程学院
1.课程性质
1.1 课程的定位：
《电力电子技术》是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，是电气自动化技术专业等专业的一门专业基础性较强且与生产紧密联系的课程，在培养本专业人才中占有重要地位。我们学院的工科专业力量雄厚，行业相关企业（制造企业）对我院电类、机电类专业毕业生需求量大。因此我们的专业培养目标主要立足于行业内就业教育，培养企业的工艺工程师、技术员、设备的维修人员和高级技术工人。
在电气自动化技术专业中，将电力电子技术与电气控制和自动控制技术相结合，主要用于直流电能输送、交直流电机拖动系统、开关电源、变频器等电气控制技术。在机电类专业中，电力电子技术与自动检测技术、特种电机技术、PLC技术相结合，完成机电控制的统一。
本门课程作为电气自动化技术专业的职业技能课，为该类专业的后续课程：直流拖动技术、交流调速技术、变频技术等提供必需的理论和技术应用基础，并作为电类和机电类专业实践体系的技能模块之一，为该类专业提供相关实践技能，培养学生的技能操作水平、工作态度、掌握操作规范、加强职业道德，为相关企业员工进行核心能力的培养。
为保证课程有效完成培养目标，课程形成理论实践一体化的综合课程，并以职业技能鉴定的标准设计课程教学内容和技能培养方案，保证为企业输送具备相关职业资格、具有超强实践能力、具备自我发展能力等综合素质的优秀员工。
1.2 课程设计的理念和思路：
1）实践教学的设计思想：打破原有验证性实验体系，通过学生为主体、教师为主导的教学方式，形成理论、实践教学交融渐进模式。
如调光灯模块中，先引出分析案例――调光灯，由其工作特点引申到其相关工作器件、工作电路和工作原理。学习到器件时，让学生进行器件的测试，使其掌握该种器件特性；学习到工作电路和工作原理时，让其进行电路实验，自己连接电路，并通过波形观察掌握这种电路特点和应用到调光灯电路的功能，学习完这部分内容后还进行调光灯的综合实训，让学生从安装、调试到故障分析一步步掌握与整流技术相关的知识和技能。
2）课程目标
通过这种学习，让学生从案例应用特点－应用器件－器件测试－电路原理分析－电路分析实验－相关触发电路－系统综合实验－系统分析－综合实训－理论实践融合提高，使理论和技能得到全面提高。
3）技能培养层次化
课程实践教学分基础实验、综合实验、综合实训和现场教学四大部分。
基础实验主要锻炼学生的基本技能、实验设备的使用、半导体器件的测试，及了解实验装置特点和构成。
综合实验要求学生掌握电力电子电路的各部分电路功能、特征，要求学生自行设计实验电路，掌握各种触发电路与其主电路的构成特点，掌握电路构成原则，掌握电路调试方法，掌握故障排除方法。
综合实训又在综合实验的基础上更加强锻炼学生的技能，不但要自行设计实训电路，而且要焊接、安装实训电路板，完成相应的触发电路设计和调试，再进行与主电路配合的调试，全面锻炼学生设计、分析、制作、焊接、调试和故障能力。
现场教学是建立在与周边单位良好关系的基础上，让学生通过现场参观的方式了解半导体生产工艺、生产流程、半导体应用电路的实际调试方式和方法，将实践能力的训练深入到现场实际，真正与工作岗位联系起来。我们还在毕业生的毕业设计环节采取了现场专家指导课题的方式，一改学生的纯书面设计为与企业生产实际相关联的工艺设计或检验流程设计，且在学生职业道德、岗位规范方面进行了培养和锻炼。
我们的电力电子综合实训开发了一系列实训板：面包板制单结晶体管触发电路板、面包板制锯齿波触发电路板、印制电路板式锯齿波触发电路板、GTO驱动电路板、集成触发电路板、脉冲变压器等。现在正开发与控制系统相联系的，采用软件操作控制和综合实训系统。该系列实验板具有体积小、成本低、灵活性强，与新技术结合紧密，可以作到学生人手一套。能够实现任务驱动教学模式，学生利用大量的业余时间学习和实践，在“做中学”。
2.工作任务和课程目标
《电力电子技术》是高职自动化类专业的一门专业必修课。该课程的重要目标是旨在培养从事电机电器、电力牵引及电气控制设备的运行、维护、技术改造、安装调试等第一线岗位的专业技术人员。
根据3年制高职强电类专业教学计划的要求，本课程应该达到以下教学目标：
1）学生知识结构目标
掌握电力电子器件的基本知识和基本概念。
选择感应加热设备模块，要掌握电力电子技术中晶闸管三相桥式全控整流电路、保护电路、单相并联谐振逆变电路的工作原理。
选择晶闸管直流电动机系统模块，要掌握高压、大功率直流传动系统中单相桥式全控整流电路和半控整流电路及有源逆变电路的应用。
选择交流传动系统模块，要掌握交流传动系统中三相逆变电路的应用。
选择电解电镀直流电源模块，要掌握大电流直流电源用整流电路和触发电路的工作原理，并能分析大电流典型应用电路——电镀直流电源以及元件故障分析。
选择交流调压电路模块，掌握双向晶闸管以及由其构成的交流调压电路的分析方法。
2）学生专业能力目标
熟练地运用晶闸管整流、逆变等技术，并能对先进的晶闸管调压设备及变频调速技术进行调试，维护和检修；
掌握中频感应加热电源的调试方法和常见故障分析；
掌握直流传动装置的常见故障分析；
掌握交流传动装置的常见故障分析；
掌握电镀直流电源调试及产品故障分析；
掌握以软起动器为例的交流调压电路的调试方法；
培养学生搜集资料、阅读资料和利用资料的能力；
培养学生的自学能力。
3）学生专业素质目标
培养学生的团队协作精神；
培养学生的工作、学习的主动性。
3.与前后课的联系
1）与前续课程的联系
《电子技术》使学生掌握技术员类人才必须具备的电子技术基础理论，基本应用知识和基本操作技能。为学习专业知识打下一定的基础；
《电机与拖动》使学生初步具有选择、使用、维护常用电机的能力；具有对电力拖动装置进行选择和简单计算技能；具有学好作为专业人员必须具备的专业基本知识和基本技能。
2）与后继课程的关系
该课程的后续课程为《自动控制系统》，主要内容有自动控制系统的基本概念，分析系统的基本方法。具有阅读调速系统基本电路图的能力，了解调速系统的安装、调试和运行的基本知识，有一定的分析和维修的能力。
4. 教学内容与学时分配
4.1理论教学内容及基本要求
4.2实践性教学环节的内容和基本要求
5. 学习资源的选用
1）教材选取的原则
上述教学内容要占教材篇幅的80％以上。
涉及的概念讲解深入浅出，并配有大量实例，以帮助学生对概念的理解。
2）推荐教材
《电力电子技术》.曾方等.西安电子科技出版社
《电力电子技术》.李雅轩等.中国电力出版社
《电力电子技术》.徐立娟等.人民邮电出版社
3）参考的教学资料
电力电子器件
电力电子技术课件和电子教案
6. 教师要求
1）师德高尚、治学严谨；执教能力强，教学效果好
2）与企业联系密切，参与校企合作或相关专业技术服务项目
3）具有电气工程系统设计经验。
4）具有维修电工考评员资格。
5）具备设计基于行动导向的教学法的设计应用能力。
7. 学习场地、设施要求
为了实现本学习领域课程的理论实践一体化的教学，学习情境对场地与设施提出了不同要求，具体情况如下表所示
四平职业大学电子工程系电力电子技术实训室2007年购置了6台大型《电力电子技术与自动控制系统综合实训装置》，全面更新了电力电子技术实训设备；实训室面积54平方米，相关实训设备资产达到50余万元。能够开除课程要求的全部实训项目，完全满足实训教学所要求的条件。实训教学体系已经在专科教学中进行过多届，效果明显。
电力电子技术实训室每年面向本院自动化专业开设《自动控制原理》、《电力电子技术》和《电机与拖动》课程实训课，参加实训的学生人数每年达260人左右，实训设备已达到了4-8人一组。另外，实训室还承担自动化专业的专业实习、毕业设计等，同时实训室也是自动化专业教师进行教学和科研的基地。下面是实训室的全貌和部分设备的图片。
图1 电力电子技术实训室全貌 图2 实训设备面板 图3 实训设备内部电路板
8. 考核方式与考核标准
1、考核方式
《电力电子技术》是强电类专业的考试课，课程考核采用理论考核和实践考核相结合的方式，强调实践动手能力的培养。
理论部分考核学习态度、专业知识、与人沟通能力、合作能力等，采用开卷（包括专题答辩和作业成绩）和闭卷相结合的方式。理论部分的答辩可教师选取一综合系统或学生自选一系统分析，撰写说明书，通过分组方式进行组内学生自评、互评，并进行答辩，综合评定学生的学习能力。成绩评定包括学习态度、作业情况、说明书、自评、互评，答辩、阶段考核等。
实践部分考核操作态度、专业技能、职业道德、合作能力等，成绩评定包括平时操作观察、问题回答、实践效果、实验报告、实践操作考试等。
改革后的实践考核方法，实现学生的学习过程与学习结果的统一，学习知识与学习能力的统一。
2、考核标准（以电气自动化技术专业为例）
9. 学习情境设计
针对电气自动化技术专业学生就业趋势开展实施“项目教学法”和“案例教学法”。组织优秀学生成立助教小组，实施“个性化教学”。教学方式要多样，采取理论实践一体化，课堂与现场相结合，调试与分析一体等教学方式，培养学生自学能力。采用视听多媒体教学法开扩学生思维，提高学习兴趣。让学生开扩眼界，多进行现场参观学习。