基于PSIM的电力电子技术课程教学研究

PSIM仿真在电力电子技术课程教学中的应用□潘建孙红兵李清波【内容摘要】将PSIM仿真引入到电力电子技术课程教学中，能够培养学生以仿真实验验证理论结果的能力。

本文以三相半波可控整流电路为例，建立电路仿真模型，给出仿真结果并与理论计算结果相比较。

结合PSIM仿真进行课程教学能够激发学生学习兴趣，对提升学生创新精神和研究能力具有重要意义。

【关键词】电力电子技术；PSIM；仿真；三相半波可控整流【基金项目】本文为淮安市科技项目重点研发计划项目（编号：HAG201607）研究成果。

【作者简介】潘建（1983 ），男，江苏灌南人；淮阴师范学院物理与电子电气工程学院讲师；研究方向：电力电子功率变换技术孙红兵，李清波；淮阴师范学院物理与电子电气工程学院一、引言电力电子技术课程是大学本科专业电气工程及其自动化重要的专业基础课。

电力电子技术是应用电力半导体器件对电能进行变换和控制的技术，它包括电压、电流、频率以及波形等方面的变换。

电力电子技术课程主要研究由电力半导体器件构成的各种功率变换电路的基本原理和控制方法，以使学生获得利用电力半导体器件对电能实现变换和控制的基本理论、概念和基本应用［1］。

电力电子技术课程主要包含两部分内容：一是以晶闸管为主，介绍晶闸管触发电路、可控整流电路、逆变电路、变频电路和交流调压电路的基本原理、工作特性和参数计算；二是以功率晶体管为主，包括GTＲ、MOSFET、IGBT等全控型功率开关器件，介绍功率晶体管功率变换电路、驱动电路、脉宽调制控制电路的基本原理和基本应用［2］。

电力电子技术课程内容涉及知识面广、概念多，具有电路图形式多样、计算公式复杂、波形分析困难等特点［3］。

所以借助实验来加深学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解很有必要，而传统电力电子实验教学受场地、器材、时间等诸多因素的影响，难以让学生达到基本的实验目标［4］。

采用基于PSIM的电力电子技术课程实验仿真，能够激发学生学习兴趣，既能满足理论结合实验、培养学生分析思考能力的教学要求，又能培养学生以仿真实验验证理论结果的习惯，提升学生的创新精神和学习研究能力［5］。

2020年第19卷第16期基于Matlab和Psim软件的电力电子课程项目驱动混合教学设计□何远彬吕强沈磊仲朝亮【内容摘要】通过依托先进的计算机仿真技术，构建以学生自主学习为中心的项目驱动混合式教学在“电力电子技术II”课程中的应用模式，并通过研讨项目的案例验证了该教学模式的效果。

教学实践表明，基于项目驱动的混合式教学不仅有助于提高教师的教学效果，而且对于提升学生的自主学习能力和创造性有很大帮助。

【关键词】项目驱动；混合式教学；电力电子技术；自主学习【基金项目】本文为国家自然科学基金青年项目（编号：51707051）和浙江省自然科学基金资助项目（编号：LY20E070003）与2019年度杭州电子科技大学高等教育研究项目（编号：YBJG201942）研究成果。

【作者简介】何远彬（1985 ），男，福建南平人，杭州电子科技大学副研究员，博士；研究方向：电力电子技术吕强，沈磊，仲朝亮；杭州电子科技大学自动化学院（人工智能学院）“电力电子技术”是一门跨电子、电力和控制三个领域的交叉工程技术学科，特点是用弱电控制强电，通过应用电力电子器件构成的电路实现对电能的变换、控制、分配及应用［1］。

杭州电子科技大学“电力电子技术”主要是面向电气工程及其自动化专业大三年级学生的专业必修课程，电力电子技术课程的知识体系主要包含功率器件、变流电路、控制技术三大模块，用以培养学生理解电力电子技术在电气自动化系统中的作用与地位，综合运用课程知识分析与设计基本电力电子系统的能力，以及正确认识工程问题对资源环境影响的意识［2 3］。

一、教学现状为了进一步培养学生分析与解决电力电子技术的实际问题和复杂工程问题的能力，自2017年以来，我校电气工程及其自动化专业的“电力电子技术”课程分解为大三第一学期的必修基础课程“电力电子技术I”和第二学期的面向电力电子模块学生的限选课程“电力电子技术II”。

其中，必修基础课程“电力电子技术I”每年有近150名学生学习该课程，由于师资资源有限，目前采用中班教学，每个班级人数限制在50人以内；限选课程“电力电子技术II”每年有接近60名学生选修该课程，分成2个班教学，每个班人数限制在30人以下，实行“小班授课”模式［4］。

2020年7期博士论坛高教学刊PSIM 数字控制平台在电力电子类课程实验教学中的应用*代云中（淮阴工学院自动化学院，江苏淮安223003）一、概述在“电力电子技术”和“新能源转换与控制技术”等电气工程学科的课程中都涉及到电力电子中的各种电力变换器技术[1]。

该类课程在现代科学技术发展中具有重要作用，从普通工业、新能源转换与控制、交通运输、电力系统到一般家用电器都有广泛应用[2]。

因此若学生能结合现实工程需要深入掌握该技术，将具有广阔的就业空间[3]。

电力电子类课程的主要授课内容为AC-DC 、DC-AC 、DC-DC 、AC-AC 四大变换电路的原理和相应控制技术等，主要特点是应用性、实践性和创新性[4]。

随着电力电子行业的数字化和智能化的提高，要求电力专业学生具有较强工程实践和创新能力。

为了使学生适应现代电力变换技术、能源转换与控制技术进步的现实需要，要提高该类课程的学习效果，实验课程教学是必须的。

然而现有多数高校本科电力电子类课程实验大多是模拟仿真平台，或MATLAB 、PSPICE 、Saber 等现代仿真工具来实现。

这些辅助软件本质上还是仿真，仅能简单验证理论的正确性，与真实的硬件实验、产品开发有较大不同，这就造成了学生学习完电力电子类课程后还是难以进行数字控制电力电子系统的硬件产品开发。

针对该现实问题，固纬公司开发了基于PSIM 及其数字控制平台，该平台不仅可进行电路设计、电力仿真还可以生成数字控制程序，然后结合该平台提供的电力电子硬件系统进行程序烧写和实验调试。

因此，PSIM 数字控制平台应用于该课程实践教学中就显得特别必要了。

二、认识PSIM 及其数字控制平台PSIM 及其数字控制平台工作原理及其照片如图1所示，该平台目的在提供为学习数字控制电力电子的学生提供学习平台，让学生通过PSIM 软件，除了学习电力电子变换器的原理、分析和设计，也可以通过PSIM 的SimCoder 工具将所设计的控制电路转换为数字控制程序，并可以用实际的DSP 程序取代控制电路再做一次仿真。

基于psim的电源技术课程仿真教学研究1. 引言在当今高科技发展快速的时代，电源技术作为电气工程领域的重要分支，对于现代工程技术发展具有深远的影响。

而在电源技术课程的教学中，如何结合仿真技术进行教学研究，已成为当前教育领域的热点问题之一。

本文将从基于psim的电源技术课程仿真教学研究展开详细探讨，旨在为读者提供深入、全面的了解，并对其进行个人观点和理解的共享。

2. 依据内容、主题或概念进行全面评估我们需要了解psim是什么、电源技术课程教学的特点和需求，以及如何结合psim进行教学研究。

psim是一种专业的电力电子仿真软件，具有直观的界面和强大的仿真能力。

在电源技术课程中，学生往往需要通过理论知识和实际操作相结合的方式才能更好地理解和掌握相关知识。

基于psim的仿真教学具有很大的优势，可以有效地提高学生的学习兴趣和学习效果。

3. 逐步探讨主题3.1 psim在电源技术课程中的应用基于psim的电源技术课程仿真教学最大的优势在于其直观的仿真效果和强大的教学功能。

教师可以借助psim软件，结合具体的实例，直观地展示电源技术的原理和运行过程，使抽象的理论知识变得具体而生动。

学生可以通过观察psim仿真结果，更好地理解电源技术的相关知识，培养学生的实践能力，增强他们的创新思维。

3.2 电源技术课程教学的深入与广度基于psim的电源技术课程仿真教学旨在帮助学生深入理解电源技术的原理和应用，提高学生的创新思维和实践能力。

在教学过程中，教师不仅应注重理论知识的讲解，还应引导学生通过psim软件进行仿真实验，加深对电源技术的认识，并结合实际案例进行广度的拓展。

只有将理论知识与实际应用结合起来，学生才能真正掌握所学的知识。

4. 总结与回顾基于psim的电源技术课程仿真教学研究，不仅有助于提高学生的学习兴趣和学习效果，还有助于培养学生的创新思维和实践能力。

在教学实践中，教师应注重引导学生运用psim软件进行仿真实验，并结合实际案例加深对电源技术知识的理解。

创新教育科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald148DOI：10.16660/ki.1674-098X.2009-5640-2737PSIM仿真软件在《电力电子技术》课程设计中的实践应用①张超 徐磊(江苏大学电气信息工程学院 江苏镇江 212013)摘 要：将PSIM仿真软件引入电力电子技术课程设计，以有源功率校正电路为例阐述电路仿真模型构建方法和关键参数设计原则，并对比参数变化对电路性能的影响。

结果表明，将PSIM软件引入电力电子课程设计有助于提高学生分析、解决问题的能力，激发学习本课程的兴趣，提高学生的创新能力和解决问题能力。

关键词：PSIM 仿真 电力电子技术 课程设计中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)01(c)-0148-03Application of PSIM Software in the Course Design of PowerElectronicsZHANG Chao XU Lei(School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu Province, 212013China)Abstract: PSIM simulation software is applied in the course design of power electronics. In this course, an active power factor correction (PFC) circuit is taken as an example to explain the circuit simulation model construction method and key parameter design principles. In addition, the key performances of PFC circuit are compared and analyzed with different component parameters. The simulation results show that PSIM can improve students' ability to analyze and solve problems, stimulate their interest in learning this course, and improve students' innovative ability and problem-solving ability.Key Words: PSIM; Simulation; Power electronics; Course design①作者简介：张超（1973—），男，博士，副教授，研究方向为电机驱动系统功率变换器拓扑及控制。

PSIM软件在电力电子技术课程教学中的应用研究基金项目：本文系郑州市科技攻关项目（项目编号：112PPTGY249-7的研究成果。

著名的Newell 倒三角理论指出，电力电子技术是由电力技术、电子技术与控制理论三者交叉综合而成。

随着三项技术快速发展，近年来，电力电子技术在器件制造、控制方法和系统设计等方面发展迅速。

目前，电力电子技术广泛应用于智能电网、开关电源、电机驱动、绿色照明等重要行业，并且其应用领域仍在不断扩展。

[1] 尤其是新能源发电与分布式发电、高压直流输电和柔性交流输电、用户电力技术和电能质量技术、储能技术等大功率电力电子技术已经融入到电力系统各个环节。

因此，电力电子技术已经成为支撑智能电网的关键技术之一。

电力电子技术是郑州轻工业学院（以下简称“我校”）电气工程及其自动化专业基础核心课程，该专业每年有150 名学生学习此课程。

目前总学时为58 学时，其中理论教学50 学时，实验8 学时。

在以往本科教学过程中，并未设置计算机仿真的教学安排。

仅有的实验学时安排 4 次实验，分别是单相半控整流桥实验、三相全控整流桥实验，交流调压电路实验和直流斩波电路实验。

实验内容陈旧落后，无法满足电力电子技术快速发展的需要。

电力电子技术课程教学应与该技术的发展相适应，然而，目前在实际教学过程中存在以下问题：首先，学生对该技术兴趣浓厚，但目前教师授课内容主要以波形理论分析为主，内容枯燥，不易入门。

其次，教学内容零散，缺少系统设计训练。

系统设计是多种知识模块的组合，但教学中缺乏知识模块之间相互贯通的内容。

因此，在设计实际系统时无从下手，缺少应用系统设计的知识与技能。

再次，教学实验装置中所使用的控制方案主要是利用运放组成的比例积分控制，难以将微控制器技术、数字信号处理技术与电力电子技术相结合，无法实现复杂控制算法。

学生普遍反映电力电子课程理论分析较多，课程中缺少真实案例，不易理解，希望增加实验数量。

由于受到实验条件限制，增加硬件实验需要更新添置实验设备，周期较长。