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電力電子教學范文1
關鍵詞：電力電子技術；例證法；仿真
引言
電力電子技術簡言之就是應用于電力領域的電子技術，包括信息電子技術和電力電子技術兩個主要分支，涵蓋了電子學、電力學和控制技術三個學科。電力電子技術是電氣工程及其自動化專業的專業基礎課程，主要體系包括：電力電子器件、電力變換、控制技術三部分主要內容。電力電子器件從1957年美國通用公司發明第一個晶閘管開始，經過數十年的發展，從半控型到全控型，從小容量到大容量，從中低頻到高頻、超高頻的發展歷程。電力變換也稱之為“變流技術”，實現了交直流的電力變換，具體包括：AC－DC、DC－AC、DC－DC、AC－AC，從而使電力電子技術得到廣泛應用，是電力電子技術的核心部分?？刂萍夹g主要指電力電子裝置采用的控制方式方法，最為常見的是相位控制、通斷控制及軟開關控制技術等。
1理論和實踐教學現狀
隨著高校教學改革的深入，電力電子技術學時逐漸減少，理論教學通常停留在課堂教師講解，學生被動接受的情況，很難喚起學生的學習熱情和學習興趣。實踐教學通常停留在驗證性實驗為主的層面，主要完成對所學知識的驗證，學生按部就班的按照指導書完成實驗操作，而忽略了實驗的原理、電路的工作原理，當實驗環境稍有改動，則無所適從，達不到解決實際問題和提高專業技術水平的教學目的。如整流電路公式、輸出波形的驗證等，內容和形式單一。實體實驗設備電壓等級高，電流較大，而且極易損壞，很難達到實踐教學的效果，因此迫切需要對理論和實踐教學進行改革。
2理論教學改革
課程的知識體系如圖1所示，采用預習仿真、例證等方法完成相應理論知識的講解。
2．1例證法的應用
電力電子技術知識繁復，學生應熟練掌握電路的工作原理、波形分析、數量關系等知識，只枯燥的講解理論，難以把學生的注意力凝聚起來，采用例證法是很有效的已知辦法。以單相整流的基礎電路半波整器為例，首先從簡單的手機充電器入手，手機充電器是從城市電網（墻壁電源）當中獲得交流電，通過整流器將交流電轉化成直流電給手機電池充電的設備，再研究電路不同負載時的工作原理、波形分析、數量關系等知識點，講解也就更顯通俗易懂，從而完成靶向性教學。隨著學習的深入就可以進一步研究如何縮短各種充電器的充電時間等。所謂的“充電5分，通話2小時”“快速充電”“護眼燈”“無線充電”等等也就不再神奇。從充電器到充電寶就引申出逆變和組合電路，為后續知識的講解做出了形象的鋪墊。
2．2仿真在理論教學中的應用
因為電力電子技術課程中有很多的波形分析內容，手工繪出的波形缺乏靈活性，所以在電力電子技術理論教學中，仿真的作用就尤為重要。利用仿真軟件分析對電氣工程及其自動化專業學生理解電路的工作原理及工作過程分析，定量計算等均有莫大的幫助。現今主要應用于電子電路的仿真軟件有：通用軟件MAT-LAB、通用仿真軟件PSpice、通用仿真軟件Saber、專業仿真軟件PSIM等。如圖2、圖3所示單相半波整流電路的仿真。建議學生在課前完成電路的仿真，從而使學生掌握了電路的組成，了解電路的工作情況及相應的特性，從而為相應知識的學習打下堅實的感性基礎。
3實踐教學改革
電力電子技術的主要特征就是實踐性很強，體現了實踐教學體系與理論教學體系相互銜接和驗證。
3．1實驗項目的設置
實踐教學分階段、分層次設置，由簡入繁，如整流電流設置單相和三相電路實驗，其中單相為選做內容，三相整流電路（含觸發電路）為必做內容；單相交流調壓電路實驗是基礎為必做內容，而三相交流調壓為設計性實驗；斬波器只需完成簡單的升降壓斬波電路的實驗等。增大設計性實驗如燈光亮度調節裝置、軟啟動器、直流電機調速系統、開關電源、功率因數校正等裝置的設計與制作，提高了學生動手能力和專業素養。對于危險性比較大的實驗，設置高端演示實驗，如逆變實驗，利用中頻爐演示完成。
3．2模擬仿真實驗
在實踐教學中引入了MATLAB仿真軟件，充分利用軟件的功能，對電路的不同特性進行仿真。如PWM控制系統、交交變頻調速系統等復雜的系統實驗等。利用仿真軟件的強大功能實現系統的優化和極端控制，有效地掌握系統的動靜態特性，參數設計，達到控制要求，滿足系統的性能指標。
3．3項目驅動等
根據電力電子技術課程特點及教學目標的要求，充分利用教師的科研項目、大學生科技競賽、企業參觀實習、運動控制系統課程設計等環節，實現對電力電子技術實踐環節有益的補充。
4結語
電力電子技術課程通過在電氣工程及其自動化專業幾年的教學改革與實踐，明確了教師指導，學生的主體地位，讓學生自己結合實際應用，擴大視野，拓展思維，激發進一步探究的興趣，促使學生主動掌握理論知識，應用理論知識，有效地提高了分析問題、解決問題的能力，達到了教學的目的和效果。
參考文獻
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4陳宏．基于Matlab的電力電子技術課程的教學探索［J］．實驗室科學，2013（1）
電力電子教學范文2
關鍵詞：電力電子；教學改革；實踐
電力電子技術是電力電子變換和控制技術的簡稱，是一門綜合性的電子技術、控制技術和電力技術的新興交叉學科，是自動化專業的一門重要的專業基礎課。該課程總學時36學時，其中實驗6學時，其課堂教學的最大特點就是電路圖和波形圖較多，實踐性強。隨著電力電子技術的不斷發展，內容不斷增加，如何在有限學時內獲得最好的教學效果，使學生較好地掌握課程內容，并培養學生的工程實踐能力和創新精神，增強學生的學習興趣，是一項急需解決的問題。本人從教學內容、教學方法，教學手段，實踐環節，教學研究等幾方面對該課程的教學改革進行了探索。
一、課程的重點、難點
1、課程的重點
各類電力電子器件的通斷控制特性、四類基本電力電子開關電路拓撲結構、實現電力電子變換和電力電子補償控制的原理、電力電子變換的過程中運行參數的變化及實時控制特性、輸入輸出電流電壓波形分析。
2、課程的難點
電力電子電路種類繁多，當電路中含多個開關器件時電路的運行模態較多，且理解電力電子電路特性時常常要從s級、ms級和us級等不同時間尺度人手，因此學生學習時容易被本門課程表面的繁雜所迷惑，甚至感到無所適從。而且本門課程實踐性很強，學生在課程學習時難以將所學知識與實踐相結合。
二、調整教學內容
1、優化課程內容
晶閘管是半控型器件的代表，在20世紀90年代前期，應用范圍相當廣泛。但從20世紀80年代初，以P-MOS-FET和IGBT為代表的全控型器件發展迅速，目前已經成為電力電子領域的核心器件，這影響到主電路拓撲結構、控制方法，也同樣影響電力電子技術課程的教學。在教學過程中，將半控型器件的相關內容刪減，介紹全控型器件的特性，由全控型器件組成的斬波器、逆變器、變頻器。壓縮和刪減一些已過時或在實際工程中應用較少的器件和電路。例如在整流電路章節中晶閘管直流電動機系統，原來它是可控整流裝置的主要用途之一，但目前已由全控型器件構成的PWM脈寬調制電路所取代，因此在授課時就簡單介紹。在刪減晶閘管教學的同時，必須強化全控型器件及電路、控制方法的教學。
在課程內容上，將電力電子技術的內容分為有機的幾個部分，提出了新的課程內容設置思路，即以電力電子開關器件為核心、以四類基本變換器和兩種控制方法為基礎、以四類應用為目標，兼顧當前技術發展，這種內容設置方法有利于學生掌握課程核心內容。
在器件學習中，就著重指出全控型尤其是電壓型全控器件的優點，讓學生知道全控器件制造工藝的發展決定電力電子的發展。在講授斬波電路和逆變電路時，要以全控器件為基礎。對脈寬調制PWM控制技術這一章要重點講解，指出正是采用了全控器件才得以使這一技術得到大量應用，成為電力電子的核心技術，是電力電子技術的一場革命。另外結合應用，要加強交直交變頻和直流開關電源的教學。
2、適當增加最新技術的教學
由于電力半導體器件和微電子半導體器件日新月異的發展，電力電子技術每隔不久便有一個新飛躍，其應用領域也在不斷擴大。要及時傳授該學科的前沿知識、介紹其發展趨勢，使學生對該學科有一個清晰的認識。如對當前電力電子最新應用：矩陣式交一交變換器、電網諧波抑制技術、功率因數提升技術等內容作較為詳細的介紹。另外，應加強理論聯系實際，介紹一些和生活息息相關的應用，如電子鎮流器，增加學生的見識，提高他們的學習興趣。
三、改進教學方法和手段
1、培養學生的主動性，提高學習興趣
從第一節課開始，通過大量的圖片，演示了電力電子的多種應用，包括工業生產、交通運輸、電力系統、家用電器、航天飛行器等。通過這些生動的實例，使學生明白電力電子其實就在身邊。這門課的內容不是空洞的理論，而是與實際緊密結合的。在講授DC-DC變換器時，與直流開關電源結合起來，并制作了小功率Buck變換器樣機。演示時調節占空比，觀察輸出電壓，學生印象深刻。此外，還向學生推薦閱讀相關的期刊，并精選了幾篇文章讓學生仔細閱讀。這些文章從理論分析、電路設計、控制系統設計到仿真和實驗驗證都比較完整，內容具備典型性，讓學生初步了解電力電子科研和最新發展的動態。這些措施改變了以往學生被動接受的狀態，學生對這門課的興趣大大提高，學習有了主動性。
2、利用現代化教學手段，改善教學效果
近年來，多媒體教學逐漸代替了板書成為主流課堂教學手段，那么這種靜態的演示文稿卻還不能吸引學生。如何有效地利用多媒體手段，將枯燥的分析變得生動，也是該課程教學中一個棘手的問題。具體對于電力電子技術課程，方法是使圖形、波形動起來。采用了相對易用的軟件Matlab/Simulink。軟件中有完善的電力電子工具包SimPow-ersystem，其中有各種器件、電源、負載、測量和波形顯示元件等，可以搭建教材中的各種電路。在課堂上演示給學生，且可以方便地修改電路的參數。為了使演示界面更友好，我們在課下制作flash課件，可進一步豐富教學資源。采用這些方法后，大大改善了課堂講授效果。
四、加強實踐環節
在學校的大力支持下，近年來實驗教學從教學思想、實驗教學管理和教學條件上都有了很大改進，正在由演示性、驗證性實驗向設計性和創新性實驗發展，由封閉實驗室管理向開放管理發展，由單一的電力電子實驗向綜合性實驗發展，由教師主導進行實驗向發揮學生自主性發展。
調整實驗的內容，保證實驗的先進性、代表性和方向性實驗內容，首先要考慮理論教學的進度及其知識的難點和重點，以利于學生對基本理論、基本原理的掌握；其次要對原有的實驗內容進行篩選、補充、綜合，減少驗證性實驗，多開一些綜合性、設計性實驗。對電力電子技術實驗，保留原有的晶閘管整流、逆變的驗證性實驗，使學生對本課程的應用有初步認識，對直流斬波、交一交變換以及PWM控制技術部分的實驗，則可開出設計型實驗，由教師給出電路參數，由學生自行設計主電路，選擇器件及其驅動電路、保護電路，進而完成實驗，培養學生分析問題，解決問題的能力。
五、結束語
電力電子教學范文3
但是,隨著學生人數的增加,實驗設備的更新速度明顯無法滿足企業對于高職院校畢業生能力的要求,同時在進行實驗教學過程中實驗項目的選擇圖1TKDD-1電力電子技術及電機控制實驗裝置還不能完全滿足現行教學的需求,能夠開設的實驗數量少且較簡單;實驗教學中通常采用縮小功率的系統進行模擬分析,往往會使實驗結果產生較大誤差;隨著時間的推移,實驗設備逐漸老化,在實際操作中容易受接觸不良等因素的干擾,使實驗結果與理論分析不符甚至出現異常現象;有些實驗因在高壓下進行,還存在一定的危險性?；贛ATLAB的計算機仿真技術已在許多本科院校有了相當成熟的應用,并已取得了良好的教學效果。然而,對于側重培養學生實踐及動手操作能力的高職院校而言,多數實驗是基于現場實驗裝置進行的,計算機仿真技術尚未引起足夠的重視。針對這一現象,提出將基于MATLAB的計算機仿真技術引入高職院校電力電子技術課程實驗教學環節的過程中。
1案例分析
教學中一般采用的教學模式為:電路原理分析-電路關鍵參數的設計-電路仿真-仿真結果分析討論-總結電路的特點及各參數對電路的影響[3]。
1•1單相交流調壓電路
單相交流調壓電路是把兩個晶閘管反向并聯后串聯在交流電路中,通過對晶閘管的控制來控制交流電力的控制電路。廣泛應用于燈光控制(如調光臺燈和舞臺燈光控制)、異步電動機的軟啟動、異步電動機的調速、供電系統中無功功率的連續調節等諸多領域。在進行單相交流調壓電路的教學過程中,由于課本僅給出了如圖2所示的電路構成[4],學生對此缺乏感性認識,課堂教學效果欠佳。而在進行實驗調試的過程中,又往往會出現控制角α的調節不準而導致實驗效果不佳的問題,使學生對電路的理解不準甚至干脆無法理解。使教師講得費力、學生聽得費神,無法獲得良好的教學效果。針對這一問題,引入基于MATLAB的虛擬實驗室進行計算機仿真以確保教學的有效性,使學生一改往日“上課聽聽、作業抄抄、考試突擊”的被動學習為“勤動腦、肯動手、敢提問、會分析、能解決”的主動學習[5],同時,對學生學習興趣的提高起到了有力的推動作用。以下從構筑電路、參數設置及仿真比較方面分析不同負載、不同電路狀態時的輸出結果,以增強學生對知識內在聯系的把握及認識,培養其創新意識。1•1•1帶電阻性負載的仿真串聯RLC模塊中參數設置為R=45Ω,L=0H,C=inf(無窮大)。仿真結果如圖4所示。
1•1•2帶電阻電感性負載的仿真
串聯RLC模塊中參數設置為R=45Ω,L=0•1H,C=inf。仿真結果如圖5所示。
1•2三相正弦波脈寬調制變頻電路
三相正弦波脈寬調制變頻原理如圖6所示[4]。在實際工程試驗過程中,由于該電路接線復雜,并對示波器有較高要求,因此不得不借助計算機虛擬實驗室來實現波形及參數的觀測與調節。三相正弦波脈寬調制變頻電路的系統是由直流電源、給定信號、同步脈沖觸發器、IGBT逆變橋及負載等部分組成的。由于篇幅限制,系統建模和模型參數設置不再贅述。仿真結果如圖7所示。在仿真過程中,學生通過自主地合理改變系統模塊參數不僅對系統有了更深刻的理解,同時也對各參數對系統的影響有了更加明確的把握,更進一步提高了學生學習新知識、新技能的積極性和主動性,教學效果明顯提高,并為進一步學習和工作打下了良好的基礎。
電力電子教學范文4
高校電類專業中，電力電子技術是自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程等多個專業的重要技術基礎課程。該門課程涉及電力電子器件、電力電子主電路及控制電路，集電力技術、電子技術和自動控制技術為一體，具有非常廣泛的應用前景[1-2]。
電力電子技術課程具有很強的綜合性和實踐性，因此在教學過程中十分重視對各種電力電子電路的工作原理及電壓、電流的波形分析，這樣能夠更加深入的理解電力電子器件的開關特性[3-4]。由于電力電子技術課程中將包含整流電路、逆變電路、直流-直流變流電路和交流-交流變流電路，同時又有各種不同負載分析，如電阻性負載、阻感性負載及反電動勢負載等，在此基礎上又包含相應的參數計算，如直流電壓、電流平均值、交流電壓、電流有效值等[5-6]，因此在該門課程的教學及學習過程中主要存在如下幾點問題：
（1）教學過程中由于課時的限制，教師不能在黑板上手工繪制和講解全部電路波形，而是大量采用幻燈片方式教學，造成學生不易理解。
（2）學習過程中由于各種變換電路知識點較多，因此會讓學生感覺到電路非常繁瑣，分析非常抽象，并從思想上認為課程不好學。
（3）實驗學時不足，使學生對電力電子器件性能及電力電子電路的應用不能有更為深入的認識。
以上問題均反映出教學手段及教學設計上存在不足，因此本文提出以仿真教學模式為主，同時配合傳統黑板手工波形繪制與計算分析為輔的復合型教學模式，不僅可以大大提高教學效率、教學效果，同時可以幫助學生提高學習興趣、增強自主學習能力，使得更為深入理解電力電子技術課程的學習內容。該種教學模式的深入開展，對電力電子技術課程設計、相關畢業設計以及開放性實驗和創新實驗是非常有益的。
一、電力電子技術仿真教學改革
電力電子技術課程內容量大、知識點多、既有理論分析又有實際電路應用。以我校自動化專業為例，采用王兆安老師主編的《電力電子技術》第五版教材，課程內容將涉及電力電子器件、電力電子電路（AC-DC整流電路、DC-AC逆變電路、DC-DC直流-直流變流電路、AC-AC交流-交流變流電路）及電路控制技術（PWM、軟開關），課時安排為56學時，其中8學時為實驗教學。在48學時的理論教學內容中，除緒論、習題課和總復習占4學時外，電力電子器件占4學時，電力電子電路占34學時，PWM控制與軟開關技術占6學時。由上可見，電力電子電路占理論教學學時的70%，但是該部分的實際教學內容非常多，以整流電路部分為例，將主要涉及到兩大類（單相整流、三相整流）、四小類（單相半波整流、單相橋式整流、三相半波整流、三相橋式整流）、三種負載（電阻性、阻感性、反電動勢）及多種電路變換形式（如帶續流二極管），其中每種電路還要分析不同觸發角（如30度、60度、90度、120度等）控制下的電路工作原理、電壓和電流波形圖（如負載直流電壓、負載直流電流、晶閘管承受電壓、晶閘管流過電流、交流電流等）、電量參數計算（如直流平均值、交流有效值）。如此復雜的電路教學過程，若僅靠傳統黑板板書及幻燈片教學模式進行講解，將不能在有限的課時時間內，既完成教學內容，又讓學生深入理解各種電路的工作過程，其結果是學生沒能抓住電力電子電路學習的根本，不具有分析和設計電力電子電路的能力。
電力電子技術的仿真教學改革就是要改變上述由于教學內容多、課程內容復雜、課時分配少而帶來的教學和學習問題，其改革的內容就是在有效的教學時間內，通過仿真軟件搭建電力電子電路并進行仿真波形分析與工作原理講解的教學模式，該模式不僅能把教學基本內容講授清楚，同時能大大提高學生對課程教學重點與教學難點的理解和把握，達到事半功倍的效果。
仿真教學改革中采用MATLAB仿真軟件，其中的電力系統模型庫包含電源模塊庫、電器元件模塊庫、電機模塊庫、電力電子元件模塊庫、連接件模塊庫、測量儀器模塊庫和其他電氣模塊庫。通過使用Simulink模塊庫組成電力電子控制電路，使用電力系統模塊庫組成電力電子主電路和驅動電路，可以較為容易的分析和設計更為復雜的電力電子電路，可以深入的研究和觀察電力電子電路的動態響應和穩態響應。
二、仿真教學過程實例分析
由于電力電子技術課程中的各種電路形式復雜多樣，因此以三相橋式全控整流電路為例，來說明電力電子技術的仿真教學過程。三相橋式全控整流電路在工業生產中具有重要位置，大量用于電解、電鍍、直流電機傳動、勵磁等場合，因此該電路是電力電子技術課程的重點內容。
三相橋式全控整流電路為如上所述教材的3.2.2節內容，主要包括電路原理圖、電阻性負載、阻感性負載工作情況三部分內容。該節課程的知識目標定位于掌握三相橋式全控整流電路的組成、特點及應用，理解三相橋式全控整流電路的工作原理；能力目標定位于能夠根據電路圖搭建相應電路并進行測量，同時能夠根據任務要求開展相關實驗。該節課程的仿真教學過程中首先讓學生掌握電路結構，然后針對不同負載情況下，讓學生理解工作原理并學會波形分析及參數定量計算，最后結合“自動控制原理”及“電機學”課程相關內容，給出仿真實驗任務，目的讓學生逐步進入狀態，逐步掌握學習這門課的方法，下面給出仿真教學中需要注意的教學重點，其它教學部分可參考相應教材，這里不再贅述。
1.三相橋式全控整流電路結構
該部分首先介紹三相橋式全控整流電路是目前應用最廣泛的整流電路，它區別于單相整流與三相半波整流，具有功率大、直流脈動小等優點，同時采用幻燈片播放實際應用案例的形式，來增強學生對該部分內容的感性認識，并提高學生的學習興趣。其次，介紹該電路中包含六個晶閘管元件，是目前學習中器件最多的電路，需要學生們認真理解六個晶閘管器件的觸發工作過程。再次，采用MATLAB仿真軟件搭建三相橋式全控整流電路原理圖，如圖1所示。
搭建的過程中，一定要強調以下幾點：①晶閘管器件編號務必為共陰極組內VT1、VT3、VT5，共陽極組內VT4、VT6、VT2；②晶閘管門極觸發脈沖順序務必為VT1-VT6；③晶閘管觸發脈沖相位間隔60度。
2.帶電阻性負載情況分析
前面講解完三相橋式全控整流電路搭建后，真正進入到電路工作原理、波形分析及定量計算部分。進一步完善上面仿真電路原理圖，將負載選擇為電阻性負載，并增加若干示波器觀察點，其中三相電源設置為幅值100V、頻率50Hz，電阻負載2Ω，仿真參數設置為仿真起始時間0.0s，結束時間0.1s，算法選擇ode23tb。
帶電阻性負載情況下的教學重點為：①不同觸發角下的波形分析；②負載電流的連續與斷續分析；③晶閘管的單觸發脈沖與雙觸發脈沖形式。其中難點內容為連續與斷續狀態下的脈沖形式。
首先通過仿真詳細講解30度觸發角時的波形情況，要求學生在給定電源條件下能夠正確理解觸發脈沖、直流負載電壓、直流負載電流、晶閘管承受電壓和交流電源電流的波形，具體如圖2所示。講授過程中需要注意：①觸發角的觸發時刻，由于三相整流電路的自然換相點對應A相電壓波形的30度位置，因此30度觸發角情況下的晶閘管VT1觸發時刻為60度位置，換算成時間為0.0033s；②將整個電源周期分成6段，每段先確定6個晶閘管的導通與關斷狀態，再分析其他電量；③特別注意強調線電壓波形及波形畫法。
然后，利用仿真教學的優勢進一步講解如上教學重點要求，如圖3所示為60度和90度觸發角下的晶閘管觸發脈沖情況和直流輸出電壓波形情況。圖中可以清楚的看到60度觸發角為負載電壓和電流連續與斷續的臨界點，90度觸發角時清楚的看到負載電流為斷續狀態，同時各個觸發脈沖為保證電流斷續下正常工作而變成雙觸發脈沖形式。
為了讓學生能夠更深入的理解電阻性負載時的工作情況，在仿真教學過程中，可以采取更小的脈沖角度間隔對多個觸發角進行多次仿真，這樣更能深入理解隨著觸發角的增加，直流負載電壓不斷降低的過程。
3.帶阻感性負載情況分析
當三相橋式全控整流電路帶阻感性負載工作時，其特點就是能保證負載電流續流而不出現斷續的狀態，因此該部分的教學重點為：①讓學生能夠清楚的理解整個移相范圍內負載電流總是連續的工作狀態；②由于電感的作用，負載電壓會出現負的部分；③大電感狀態下，負載電流近似為一條直線。圖4為觸發角為90度時三相橋式全控整流電路的波形情況，與圖3中觸發角為90度情況進行對比，可以清楚的看出阻感性負載時的直流負載電壓波形既有正向波形，又有負向波形，負載電流波形始終處于連續狀態，同時還可以通過仿真教學清楚的展示電感為5mH和200mH時的直流電流波形，其中5mH時電流波形脈動較大，而200mH時電流波形脈動較小，近似為一條直線，這也充分說明當電感值為200mH時，感抗相對于阻抗來說充分大。
4.仿真實驗任務：直流電機閉環調速系統
完成如上規定的仿真教學任務后，可以給學生布置相應的仿真實驗任務，結合直流電機原理和閉環控制原理，安排直流電機閉環調速系統的仿真實驗，可以安排在實驗課中完成或課后自行完成。仿真實驗任務如下：
（1）仿真參數設置：仿真起始時間0.0s，結束時間5s，算法選擇ode23tb。
（2）系統要求跟蹤恒值速度給定500r/min。
（3）轉速調節器設定為比例控制，要求分析不同負載轉矩、不同轉速比例調節下的電機電壓、電流和轉速波形。
這里給出用于教學參考的系統仿真結構圖及電機電壓和電流波形，如圖5和圖6所示。由于直流電機為阻感性負載，因此通過仿真實驗可以更深入的認識阻感性負載下的三相橋式全控整流電路的工作過程，直流負載電壓即電機供電電壓有正負波形，直流負載電流即電機電樞電流為連續狀態且近似為一條直線，轉速波形由學生在仿真實驗中自行觀察。
電力電子教學范文5
關鍵詞:電力電子技術；教學內容；教學方法；課程改革
高職院校教學的主要目的是教授學生能力，讓學生在畢業后即可迅速投入工作，從而為人力市場源源不斷地供應技術型的人才。而電力電子工程作為電氣工程及其自動化專業的基礎課程，不僅適用范圍較廣，也是相關高素質技能型專門人才必須掌握的一門課程。傳統的高職電力電子技術教學大多沿用的是本科的教學形式，沒有體現高職教學的特色，也沒有達到高職教學應有的目標。
1目前教學中存在的問題
1.1教學內容陳舊
科技的發展導致電力電子相關技術更新較快，是很多高職院校的教材卻沒有跟上科技發展的腳步，甚至仍以半控型器件晶閘管為核心器件搭建電路，而事實上在工業中都使用的是功率MOSFET和IG-BT等全控型器件為主流器件，整個電路的結構都發生了重大的變化。此外，由于教學內容過于偏向本科，在教材中對電子電力器械的內部結構以及運行原理介紹較多，而高職學生更多的是需要對元器件的運用能力。由于電力電子電路的種類繁多，很多教材都難以將其進行系統的歸納，不同章節之間完全沒有銜接，這就導致學生在學習這些章節的時候難以對新的知識進行理解。教學內容的陳舊以及科學分類的缺乏使得學生很難成長為高素質高技能型應用人才。
1.2教學方法單一
電力電子技術中很多內容都是比較抽象的，如晶閘管整流及其逆變電路、交流調壓電路等，這些內容僅僅依靠傳統的口述加板書是無法加以展現的，如果學生理解能力有限，教師再怎么去努力也是徒勞的。雖然有的學校可能會進行多媒體的教學，但是學生對電力電子電路的實際構建過程和工作過程缺少形象直觀的了解，僅僅依靠教學是達不到這個要求的。學生想要掌握實際應用電力電子產品的能力，就必須進行工程實際體驗，而實踐教學恰恰是高職電力電子技術教學的薄弱之處。
1.3實踐環節薄弱
對于技術型人才來講，實踐教學的價值遠比理論教學來得重要。但是在相當多的高職院校中，電力電子技術教學都是以理論教學為主，實踐教學占的課時很少，可能學生能夠運用一些基礎的電力電子電路，但是真正要想對相關電氣元件進行靈活的運用，學生遠達不到這個要求。這就導致有的高職院校雖然具備了功能強大的實驗設備，但是卻沒有發揮應有的作用。當前電力電子產品的更迭比較快，而學校的實訓基地的資源又是有限的，因此高職院校更多的應該考慮的是加強校企合作，以此來增強學生的實踐能力。
2課程改革的探索和思考
2.1整合和更新教學內容
教學內容和課程體系的改革是教學改革的重難點，特別是在當前電子電力技術不斷發展的當下，教學內容的更新速度很難跟得上各種新型電力電子設備的推廣速度，因而當前高職電力電子技術教學對教師知識面的要求更高，需要教師不斷的整合和更新教學內容，做到與時俱進的教學。高職的目的是培養學生的能力，因此在教學的過程中一定要把握課程的核心，對于電子電力器件復雜的內部解構以及工作原理都可以一筆帶過，這些復雜的公式推導過程對高職學生來講，并沒有什么意義，而對于電子電器元件的參數特性以及使用方法都要詳細敘述，首先讓學生在理論上掌握電子電氣元件如何去使用。其次教學的內容要緊跟當前時代，自動化是當前工業發展的主流，在介紹這些電力電子元器件時應該選用能夠代表當前實際應用水平的電路，如功率MOSFET、IGBT及其智能功率模塊IPM進行講述，這樣才不至于讓學生畢業后產生與社會脫節的現象。
2.2改革教學方法和手段
傳統的本科式的講授方法，對高職學生來講并沒有太大的作用，很少有學生能夠憑借自己的能力來分析電力電子電路及其系統結構，因為三相交流電所帶來的電路輸出波形異常復雜，講述如何去手動計算也沒有太大的意義。而如果能夠使用現代計算機仿真技術來進行電力電子電路的分析，則可以在短時間內就幫助學生理解整個知識架構，可以作為高職電力電子技術教學的重要手段。高職電力電子技術的仿真教學可以參見本科院校的課程，本科院校很多都是使用的基于MATLAB軟件的電力電子電路仿真，從實踐效果來看也相當的理想，因而不妨借鑒本科院校的教學方法和手段，讓學生利用仿真電路來理解整個電子電路的架構和運行規律，或許能夠在幫助學生理解的同時增強學生的學習興趣。在技能培養上要采用層次化的方式，首先讓學生通過基礎實驗來了解電子元器件的基本原理，然后利用綜合實踐來掌握電子電氣電路的各部分電路功能和特征，再用綜合實訓來進一步加強學生的技能鍛煉，能夠獨立完成電路的分析、制作、焊接和調試工作，最后使用現場教學來落實學生的實踐能力，提前適應工作崗位的需求。
2.3擴充和創新實踐環節
電力電子技術對于實踐能力的要求較高，針對當前高職電力電子技術教學缺乏實踐環節的情況，必須有效擴充和創新實踐環節，利用實踐來讓學生所學到的理論知識得到驗證，從而對電子電路知識有更深的了解。當前很多院校在電力電子技術實踐環節上都只安排了基本的實驗，對于高職學生來講這些實驗都過于簡單，既沒有起到提高學生相關能力的作用，又沒有充分發揮現有實驗設備的功能。高職院?？梢员Ａ艋镜碾娏﹄娮与娐夫炞C性實驗，但是更多的是要基于現有的教學實驗設備來開發設計綜合性的設計實驗項目，以此來增強學生對于電子電路的綜合運用能力，在實踐中鞏固自身的知識，發展實際動手能力。而對于創新實踐環節的考核上，高職電力電子技術教學也存在諸多的弊端，考核大多基于卷面分數，考核的結果也凸顯不了學生的實際操作能力，這就很可能出現動手操作能力強的學生沒有較好的卷面分數，而動手能力不強的學生依靠死記硬背卻能夠通過考核。在實踐階段的考核要根據學生的學習態度、作業情況、實踐報告、實踐操作考試等多方面來綜合評定，這樣才能夠客觀地評價學生的成績，確保每個經過創新實踐環節的學生都能夠有良好的動手操作能力。而在電子電氣技術不斷更新的當下，僅僅依靠學校的實踐基地是無法滿足教學的需求的，學校應該加強與校外企業的聯合建設，在教學過程中可以聘請校外企業的專業人員到課堂來講授電氣元件的操作和運行。也可以讓學生到企業中去親手實踐和見證電力電子裝置的運行情況，從而加深學生對課程的理解和印象。而對于表現優異的學生可以直接選擇進入企業就業，無意進入企業就業的學生也擁有了較強的動手操作能力，有工作的資本。
3結語
當前我國的電子電力行業正處在飛速的發展中，需要大量的高素質技術性人才。雖然高職教學的目的就是為人力市場提供技術型人才，但是很多高職的電力電子技術教學都存在理論與現實脫節的情況，導致畢業的學生不能馬上適應工作條件。對此高職院校有必要更新電力電子技術教學的內容，豐富教學方法，創新實踐教學環節，從而讓學生從書本上學習到的理論知識能夠實際運用于生產之中。
作者:陳杰金 霍覽宇 單位:湖南機電職業技術學院
參考文獻：
[1]許純昕,曹京生,賈君瑞等.CBE理念在高職電力電子技術課程教學改革中的應用[J].南通職業大學學報,2014(03):73-75.
電力電子教學范文6
《電力電子技術》是機電類專業的專業基礎課。課程涉及到大量的電路分析，是一門與實踐聯系比較緊密的課程。逆向思維教學法是從果導因的逆向分析法。在逆向思維教學的基礎上，為加強學生實際能力的培養，探索工學結合的教學模式，課程組結合課程教學特點，創建了“理論——實踐——工程設計”一體化的教學模式。我們將教學過程分解為三個互相聯系的模塊，整個過程將理論教學、實訓與實踐、工程設計三大部分進行了一體化的組織設計，各個模塊的有機銜接，教學組織過程依次展開。同時，根據教學內容，選擇了靈活的教學方法，如現場教學、案例教學、項目驅動、真題實做等，構成一個學?！髽I——社會貫通的現代教學鏈，加強了學生實際動手能力和創新能力的培養。從真正意義上實現了理論與實踐互交互融和開放性教學，體現了工學結合特色。
二、加強課程建設，精心、合理選擇教學內容
1.了解相關課程之間的分工。知識是相互聯系、相互滲透的。在開課前，熟悉本課程與相關學科的聯系，了解先修課“電路”和“電子技術基礎”兩門課程的教學情況和后續課“變頻調速技術”的安排，處理好他們之間的關系，保持整個專業課程體系前后銜接，避免內容的重復和疏漏。例如“自關斷器件”一章節，電子技術基礎中已講過小功率晶體管、場效應管的結構、原理、特性及應用。在本門課程中，對功率晶體管、功率場效應管應重點講述其與小功率管的不同之處。對于晶閘管直流電動系統部分，重點應在整流、有源逆變兩種狀態下，電流連續、斷續時的電動機特性，而直流可逆調速系統的內容則需放到后續課程“變頻調速技術”中。
2.以器件、電路、應用為主線，加強基礎知識的學習。以開關方式工作的電力半導體器件是現代電力電子技術的基礎核心。電力電子器件的基礎之一是能以小信號輸入控制很大的輸出，這就使電力電子設備成為強弱電之間的接口的基礎。講解器件原理及特性，目的是為了應用器件組成電路，故應掌握器件外部特性、極限參數和使用注意事項。三方面的內容應以電路為主，學習各類電力半導體器件所構造各種功率變換電路時，學生應掌握功率變換主電路的構成、工作原理和工作波形，不同負載對電路工作特性的影響以及主電路的元件參數計算和選擇。
3.介紹學科前沿發展的動向，反映本學科和相鄰學科的新成果、新進展。無電網污染、無電磁干擾、節能省電等綠色指標是全球范圍內的熱門話題。由于很多電力電子裝置結構相當復雜，為簡化設計而出現的集功率開關、變換控制電路、傳感控制電路為一體的智能功率集成模塊受到歡迎，厚膜集成模塊、積木式的功能模塊，靈活機動既能單獨使用，也能相互組合成較大的系統，成為電力電子技術的發展方向。教學內容應主動吸收最新信息，同時引導學生了解電力電子技術的發展動態，擴大知識面，這可通過指導學生閱讀與電力電子技術有關的學術期刊，登陸相關的專業網站，使學生了解自己目前所學知識在本領域所處的位置，從而站在較高的起點上，去適應學科未來發展的需要。
三、改革教學方法，形成以能力培養為主線的課程特色
《電力電子技術》是一門理論包含實踐的課程，根據其自身的特點，課程的內容設計應注重“講”“練”。多年來，電力電子技術課程的教學方法是以教師為中心的，逐章逐節不厭煩地講授，講得過多、過細，以求“當堂弄懂”“課上解決”。這樣只是傳授，學生總是處于被動接受的地位，極大地妨礙了學生學習的主動性和積極性的發揮，不利于學生的素質和能力的培養。而實現教學現代化是加大授課信息量，節約課時，增強教學效果的重要措施。為改變這種情況，首先，教師在課前注意調查學生的學習基礎，合理安排教學內容。而在教學中力求突出內容的重點和難點，但又要保證內容的系統性、完整性，并精選一部分內容留給學生去自學，寫報告，然后開展課堂討論，同時，結合學生看到的一些與電力電子技術有關的現象，讓學生設計主電路，畫出波形圖。四、加強實踐環節，注重綜合能力培養
電力電子技術有很強的實踐性，而實驗是培養理論聯系實際、動手能力、嚴謹的科學態度和科學研究方法的重要手段，因此應精選最基本的也有較高實用價值的實驗項目。例如選擇在計算機、通訊設備及家用電器等廣泛應用的開關電源作為實驗項目，介紹典型的開關電源的線路，比較開關電源和線性電源的性能，使學生對開關電源有了深刻的印象，并增強了學習電力電子技術課程的興趣。由于電力電子電路具有強、弱電結合的特點，要特別強調實驗操作的認真、規范，保證實驗順利進行，避免事故發生。實驗前，要求學生根據實驗名稱及預習要求進行預習，從而在觀察現象和發現問題等方面充分發揮主觀能動性。實驗過程中，注意考察每個學生的實際動手能力，針對性提出線路連接和實驗現象方面的問題。讓學生邊做邊答，防止學生機械接線，使實驗走過場。注意介紹新儀表、新儀器的使用，例如數字式示波器的使用，這樣學生會直接感受到科技發展帶來的巨大方便。
計算機仿真是使用計算機對已經存在或正在設計的對象的模型進行研究，具有精度高、重復性好等特點，是進行科學研究的重要手段之一?，F在出現了大量的仿真軟件，將電子仿真設計軟件PSPICE和科學計算軟件MATLAB等引入到電力電子技術教學中，讓學生按研究的側重面或實際需要對實際對象進行簡化提煉，而不是原型的復現，這樣有利于抓住其本質或主要矛盾，對所學理論有深刻的理解，也為學生今后從事工程設計和科學研究打下良好的基礎。
在課程結束前安排一周的課程設計，可將電力電子技術及其他先修課程(電工基礎、電子技術、電機學等)中所學到的理論和實踐知識全面地結合起來，同時培養和提高學生自我獲取知識的能力。課程設計的內容應具有一定的系統性、新穎性。教師要發揮指導作用，指導學生閱讀參考文獻，審閱設計方案，檢查設計進度，及時指導和幫助其解決存在的問題，逐步培養學生的獨立工作能力、設計技能和建立正確的設計思想，重視學生的具有創新精神的見解。
五、結束語
電力電子技術課程的教學改革是一項系統工程，其學術性和技術性較強，涉及面很廣。而教學改革是一項長期而艱巨的任務，我們只有不斷積極探索教學內容、教學方法，充實自己，以適應當今社會的需要。
【摘要】本文介紹了“電力電子技術”課程的教學方法改革。研究、探索和實踐與教學體系相適應的實踐教學模式、教學方法和教學手段。提出了全方位教學的改革與實踐的新思路，為社會培養具有創新精神的高素質技術應用型人才。
【關鍵詞】電力電子技術教學方法教學改革
參考文獻：
[1]黃俊，王兆安.電力電子變流技術［M］.北京：機械工業出版社，2000.
