一、基本信息

项目名称：变换器调制理论

项目级别：校级

课程名称：变换器调制理论

授课对象：22年级电气工程专业

教学章节：第一章SPWM第二节载波相移SPWM

使用教材：《分布式发电系统中的光伏发电技术（第二版）》 机械工业出版社

二、教学案例设计思路

载波相移SPWM技术是一种经典的适用于大容量电力电子装置的调制技术，是高速铁路牵引传动系统、电能质量控制系统等的核心技术问题。在其研发过程以及发现者经历方面，可以融入思政内容。

大容量电力电子装置面临的首要问题是功率器件的选型。半导体功率器件由于其制造原理本身，存在一个矛盾，就是功率和频率的问题。若要实现大电流输出，就必须有电导调制效应；而电导调制效应的建立和退出过程，严重影响了器件的开关速度和频率。简单来说，功率大的器件，频率不可能很高。而低频会导致严重的输出畸变，降低设备的效率和可靠性，并危及电网安全。为此，有两种解决思路。一种是从器件制造入手，选取宽禁带器件(这里涉及到半导体制造的问题，可以适当引入相关话题，但要一两句话点到为止即可，否则喧宾夺主)。第二种则是从现有器件出发，采用新的拓扑结构和调制方法。考虑到宽禁带器件还未成熟商用，第二种方案更加有现实意义。以上这些内容可以结合“矛盾的普遍性”、“矛盾是事物发展的动力与源泉”等哲学命题，启发学生的辩证思维。

在上述内容，对载波相移SPWM的发生发展过程进行详细描述，可以结合矛盾的转化问题进行讨论。由于主讲人亲身参与了该项技术有很多相关工作，可以从亲历者的角度讲述科研工作的过程，激发学生的学习兴趣，同时培养他们的科学精神，从而将专业知识与思政内容无缝结合。

然后将载波相移SPWM技术在高铁技术中的应用进行简要介绍，激发学生的家国情怀。最后将该技术的发明者，张仲超老师的事迹进行隆重推介，阐释工匠精神。

这样，在一个教学内容中就融入了辩证思维、家国情怀和工匠精神等诸多思政元素，而且逻辑上逐步递进，浑然一体。

载波相移SPWM技术在级联型多电平逆变器中的应用，作为一个大作业题目。要求学生自主完成仿真实验，体会复杂工程问题的解决工程。大作业报告在考核专业技术的同时，考核思政因素。

三、教学目标

1.知识与技能目标

掌握载波相移SPWM技术的基本原理

2.思想政治教育目标

辩证思维对科学研究的推动作用、著名学者的工匠精神、高铁技术彰显的“中国速度、中国精神”

四、教学重点难点

在课程教学中如何自然的引入思政因素，大道无形，润物无声

五、教学过程

在讲到SPWM的扩展应用时，必然讲到多电平逆变器，顺势可提及其在高铁牵引传动系统中的应用，介绍中国高铁技术的发展。然后自然转入多电平逆变器的发明原因：解决功率器件开关频率与功率的矛盾问题，可引入矛盾的普遍性及矛盾的转换与解决等思辨内容。再介绍载波相移SPWM技术是如何巧妙的解决了上述问题。最终现身说法，介绍该技术的提出者，也是本课程主讲教师的博士研究生导师张中超老师及其重要成就。