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電力電子技術實訓范文1
關鍵詞：電子白板；師范生；教育技術能力；培訓
中圖分類號：G451.2 文獻標識碼：A 文章編號：1673－8454(2012)06－0086－03
引言
2004年，我國《中小學教師教育技術能力標準》的正式頒布，明確提出了教師教育技術能力的構成要素。高師院校對師范生教育技術能力的培養，主要通過《現代教育技術》公共課程來完成。但是隨著近年來教育技術的快速發展以及學生信息技術水平和自學能力的提高，《現代教育技術》課程教學工作面臨著一系列的問題。我國目前仍存在著師范生到工作崗位之后不能很快適應教學工作、新教師成長進程相對較緩慢的現狀。因此，對師范生教育技術能力培訓的模式和方法有待進一步研究。
電子白板的出現加快了我國教育信息化發展的腳步，正在逐漸步入我國教育領域特別是中小學校的課堂。師范生作為未來的教師，應盡早掌握并利用電子白板的功能提高課堂教學效果，以便盡快適應教學工作。
本文嘗試將電子白板運用到師范生教育技術能力培訓過程中，把電子白板的課堂教學應用和對師范生的教育技術能力培訓結合起來。首先，通過相關理論基礎提出了基于學習情境創設的“五要素”培訓模式：然后，筆者選取了廣西師范學院的師范生作為培訓對象，以電子白板為培訓工具，通過行動研究不斷實踐和完善培訓模式。最后檢驗培訓效果。
一、理論依據
1.SCLEs――以學生為中心的學習環境理論
關于“學習環境”的研究是從上個世紀80年代西方學習理論由行為主義范式向建構主義范式轉向開始的，主張彌補正規學校教育與真實情境生活之間差距的情境學習是其中一支重要的學習理論。在此基礎上，蘭德(Land)和漢納芬(Hannafin)將與“真實的”、“以學習者為中心”、“以學習為中心”、“情境化的”或“建構主義”等詞語相聯系的模式統稱為“以學生為中心的學習環境(student centered learning environments――SCLEs)。SCLEs設計的理論基礎是建構主義、情境認知和活動理論，且更加強調支持實踐應用的境脈學習，使學習者可以將對問題的思考遷移到新任務的解決中，靈活地加以推理和應用。
美國著名教學設計師戴維，H?喬納森(David.H.Jonassen)在《學習環境的理論基礎》著作中概括出SCLEs設計模型的幾個基本要素：問題／項目空間、相關案例、信息資源、認知(知識建構)工具、對話和協作工具。設計SCLEs要注意的原則包括：學習者的中心地位，情境化的、真實化的境脈的重要性，個人看法和多種觀點的協商和解釋，在意義建構中學習者的先前經驗的重要性，運用技術來支撐高級的心智過程。
2.ASSURE模式
ASSURE模式是羅伯特?海涅克的經典著作《教學技術與媒體》中的核心內容，是一個系統整合教學媒體與技術，計劃和實施教學的過程指南。具體內容包含：分析學習者(Analyze Learners)、陳述教學目標(State Obiectives)、選擇教學方法、媒體和材料(Select Methods、Media and Materials)、使用媒體和材料(Utilize Media and Materials)、要求學習者參與(Require LearnerParticipation)、評價與修正(Evaluate and Revise)。ASSURE模式并不是一個完整的系統化教學設計過程，它只是一套圍繞在教學環境下，怎樣使用媒體而設計的一套模式。該模式包含了許多教學計劃中的重要內容，教師在設計課程或演講的時候都可以使用這個模式。
基于以上理論，本培訓立足于以學生為中心、以任務(或)為驅動，將電子白板整合到系統化培訓的過程中。設計過程注重學生的自主探索、知識建構、問題解決等能力的提升。
二、培訓模式設計
基于以上理論基礎和本次研究的具體內容構建出以下培訓模式，該模式的設計以學習者為主，圍繞學習者“解決問題／項目”為中心設計模式要素(見圖1)。培訓者的任務主要是為學習者提供一個豐富的情境，在相應的學習環境下幫助學習者建構知識、解決問題。
1.模式要素及關系分析
(1)解決問題／項目
問題解決是整個培訓模式的中心，促進有意義學習的發生。需要解決的問題必須是真實世界的問題或任務，解決問題／項目的結果必然是能直接運用到實際工作或學習中去的知識或技能。所需解決的問題一般是一些復雜子任務的集合，將子任務放在整個任務的進展中去學習，會促進學習效果，這與傳統學習環境中將“問題”作為為鞏固教過的概念而設計的例子有本質的區別。
(2)知識獲取
知識獲取是指能夠提升培訓效果的相應理論、媒體操作等能力的學習。解決具體問題必須要有相應知識技能的支持。培訓者引導學習者從過去經驗中回憶、聯系、應用理解培訓所需的先前知識，使學習者獲取問題解決所必備的知識。
(3)信息參照
信息參照是具體的案例、動畫、圖解等可提供學習者解決問題／項目時支持性信息的參考。參照信息的選擇必須與所需解決的問題相一致，培訓者應引導學習者清晰地描述參照信息中各階段的關鍵事件及其因果聯系，指導學習者將其應用到解決復雜問題的情境中。
(4)合作建構
合作建構是指學習者在解決問題的實踐過程中，組成學習小組共同完成知識的建構。培訓者應該引導學習者相互交流合作，完成初步設計方案的反饋、修改、提升。并選擇相應的多媒體軟件呈現。
(5)評價反饋
評價反饋有助于提高培訓的整體效果。在培訓模式的最后，學習者以作品展示的形式呈現已建構的知識，在互評和自我評價中進一步提升作品質量，進而達到解決問題／項目的培訓目的。
該培訓模式要素在具體運作過程中相互影響、相互促進。培訓模式的各個要素圍繞“問題/項目的解決”為中心，其它幾個要素按照圖1中所示的順序依次進行?？傮w來講，解決問題／項目是培訓模式的核心內容，知識獲取和信息參照是問題解決和培訓模式其它環節運行的基礎，合作建構是培訓模式中解決問題／項目的關鍵，評價反饋是促進培訓效果提升的保障，
2.培訓模式主要特點
基于電子白板的師范生教育技術能力培訓模式的主要特點體
現如下：
(1)學習目標設計真實、明確
該模式以學生為中心，學習目標設計真實、明確、可操作性強。強調為解決“問題”而學習相關領域中的知識，學習目標被賦予“情境化”的學習環境中。
(2)學習環境基于認知工具，資源豐富
培訓模式的學習環境基于相應認知工具。學習者不僅要掌握認知工具的操作，更要把它運用到解決具體問題的過程中。學習環境提供基于Web的信息資源，以滿足學習者提出問題解決方案所需的詳細背景、預備知識等內容。
(3)學習過程強調對話與合作
培訓中學習者對問題的解決并不是孤立進行的，而是依靠共同合作。培訓者應盡量指導學習者相互交流、討論、協商、共同建構知識，學習者可以通過與別人交流過程中的體驗和收獲調整對已有知識的建構。
(4)學習效果注重學生創造性作品的呈現
學習者在培訓過程中的學習效果最終以小組作品匯報的形式呈現。不僅要求學習者運用認知工具、以多媒體課件的形式展示問題的解決方案，更要求學習者在匯報過程中參與評價反饋，學習效果的呈現體現出學習者的創造性。
三、培訓實踐
1.培訓目標
本試驗在“五要素”模式支持下，通過四輪行動研究過程，對結合電子白板的師范生教育技術能力培訓進行探索，開展“電子白板功能”、“基于電子白板的教學設計與應用”、“基于電子白板的課件制作與應用”、“教學評價與反思”四個模塊的培訓，具體試驗目標為：①通過培訓，使師范生掌握電子白板的基本功能，能夠結合電子白板設計并實施教學。②通過培訓，有效提升師范生在教學資源與教學過程的設計、開發、應用、評價等方面的教育技術能力。③構建“五要素”培訓模式。
2.培訓內容和對象
選取符合電子白板的功能使用手冊以及《中小學教師教育技術能力標準》中要求的教學設計、多媒體課件設計與制作、教學評價和反思、合作學習等作為本次培訓的主要內容。培訓對象為廣西師范學院地理科學、化學、教育技術學等三個專業的師范生。
3.培訓環境
本試驗在廣西師范學院“未來教師空間站一學習共同體”實驗室中進行，該實驗室包含交互式電子白板、筆記本電腦、投影儀、錄播系統等設備。
4.培訓過程
依據上述培訓模式和試驗內容，本試驗通過四輪行動研究，在不斷的計劃、行動、觀察、反思中歸納出圖2所示的基于電子白板的師范生教育技術能力培訓模式流程圖。
四、效果分析
本研究采用小組作品評價、調查問卷、訪談的方法對培訓效果進行綜合分析。學習者對電子白板功能、教學設計、課件制作、教學評價等實踐能力的掌握情況通過對小組作品評價的量化來測量，即設計相應的評價指標體系(即基于電子白板的師范生教育技術能力評價指標體系)，以百分制得分的形式反映學習者實踐技能的掌握情況。通過對小組作品的分析結果來看，小組作品得分的平均水平在80分以上，說明此次培訓效果良好。
采用調查問卷的方式對每個學習者相應能力的掌握情況進行統計分析，問卷以相應技能的描述為問題，參照李克特量表，制定“非常符合”、“符合”、“不符合”、“非常不符合”等答案作為選項。統計數據顯示，選擇“非常符合”或“符合”的學生比例在71％至100％之間。即大多數人都掌握了本次培訓所要求的電子白板功能、教學設計、課件設計與制作、教學評價與反思、團隊合作學習、教學技能等師范生教育技術能力。
此外，通過訪談我們了解到學習者對本次培訓的目標、內容、時間、方式等的態度，絕大多數人對本次培訓的整體安排和取得的效果還是比較滿意的，說明本次培訓的整體設計有助于提高師范生的教育技術能力。
電力電子技術實訓范文2
關鍵詞：虛擬仿真；Matlab；電力電子技術；實驗實訓
中圖分類號：G642.0文獻標志碼：A文章編號：1674-9324（2016）02-0134-02
作者簡介：王波（1982-），男，浙江義烏人，博士研究生，副教授，研究方向：電工、電子和自動化
一、引言
電力電子技術是目前最活躍、發展最快的一門新興學科，且廣泛應用于工業、交通、IT、通信、國防以及民用電器、新能源發電等領域，它的應用領域幾乎涉及國民經濟的各個工業部門。
二、電力電子技術課程教學現狀
當前高職院?；径疾扇±碚摻虒W加實踐操作的模式進行電力電子技術課程的教學。首先，講解電力電子器件的工作原理、特性以及使用方法；然后對各種變流電路（包括整流、逆變、斬波和交流變換等）的電路構成、工作原理和波形等進行分析；最后在實驗實訓臺上進行實操、搭建電路、觀察波形等進行驗證。電力電子技術課程本身屬于電類各專業課程中較難的課程之一，教學對象又為高職學生，他們理論基礎差，計算能力弱，因此教學重心一定偏向實操。然后，在對電力電子電路進行實驗實訓分析的過程中，由于電力電子器件具有非線性等特點以及電力電子電路的復雜性，造成實驗實訓結果不明顯，單從示波器顯示波形不能很好地檢測電路的正確性。而且電力電子技術的實驗實訓都涉及到220V或者380V的高電壓，具有一定的危險性。往往造成學生實驗實訓項目做得迷迷糊糊，不知道結果是否正確，即使知道錯誤了也很難進行排故，導致學生學習興趣減低，形成惡性循環。
三、虛擬仿真技術在電力電子技術教學中的應用
虛擬仿真技術是近年來隨著計算機技術迅猛發展而逐步形成的一類實驗研究的新技術，它在各類專業各種類型的課程當中被廣泛應用。虛擬仿真技術的優點主要有：（1）實驗硬件門檻低，基本不需要專業的實驗設備，只需要普通計算機即可；（2）實驗過程安全可靠，不涉及高電壓、高電流；（3）實驗過程迅速、結果清晰明顯，能快速地在計算機屏幕上顯示所需要的所有結果，一目了然；（4）糾錯排故簡單，基本的仿真實驗修改只需要在仿真環境下進行器件或者連接的修改。鑒于以上優點，虛擬仿真技術在電力電子技術課程實驗當中進行應用十分合適，并能有效地提高電力電子技術課程的教學效果。目前，可對電力電子電路及系統進行虛擬仿真的軟件較多，如Matlab、Pspise、Saber以及Multisim等。這些模擬仿真軟件的出現，為電力電子電路及系統的分析提供了方便、有效的手段，大大簡化了電力電子電路及系統的設計和分析過程。其中Matlab軟件由于其Simulink環境下提供的SimPow-erSystems工具箱在電力系統分析、電力電子電路分析中令人滿意的表現、友好的界面和模塊化的形式受到廣大用戶的青睞。根據電力電子技術課程教學的要求，結合課程實驗操作內容，我們設計、建立并實現了涵蓋高職教學要求的十五個電力電子技術Matlab仿真項目。下面以直流升壓斬波電路為例，詳細介紹使用Matlab軟件進行模擬仿真的方法和步驟。
四、仿真實例
本節以直流升壓斬波電路為例，詳細介紹使用Matlab軟件進行電力電子電路仿真的方法和步驟。直流升壓斬波電路是典型的直流斬波電路之一，它通過電容、電感元件的儲能以及電力電子器件（此處使用IGBT）的通斷控制，使負載上得到比電源電壓高的電壓。根據電路原理圖，在Matlab的Simulink中建立直流升壓斬波電路仿真模型，步驟如下：
1.仿真平臺建立。啟動MATLAB，進入MATLAB環境，點擊工具欄中的Simulink選項，進入所需的仿真環境，點擊File/New/Model新建一個仿真平臺。
2.模塊提取。在Simulink環境中拉取所需要的模塊到仿真平臺中，具體做法是點擊左邊的器件分類，電力電子仿真實驗一般只用到Simulink和SimPowerSys-tems兩個，分別在它們的下拉選項中找到我們所需的模塊，用鼠標左鍵點擊所需的模塊不放，然后直接拉到仿真平臺中。
3.仿真模型建立。將提取的各模塊，按照原理圖布局好位置并進行連線。具體做法是移動鼠標到一個模塊的連接點上，會出現一個“+”字型光標，按住鼠標左鍵不放，一直拉到所要連接的另一個模塊的連接點上，放開左鍵，連線就完成了。
4.參數設置。參數設置分為模塊參數設置和仿真參數設置。模塊參數設置如下：直流電壓源的幅值設置為100V。電阻負載設置為1Ω?？刂泼}沖電壓由脈沖發生器產生，電壓幅值設置為3V，周期設置為0.001S，脈沖寬度比的大小設置可改變輸出負載電壓的大小。IGBT、功率二極管、信號分解器、電感和電容可保持默認設置。示波器根據需要輸出的波形個數設置輸入端口數。仿真參數設置如下：將開始時間設置為0，終止時間設置為0.01，算法設置為ode23tb。
5.仿真。完成以上步驟后便可以開始仿真，仿真結束后雙擊示波器觀察波形。直流升壓斬波電路在控制脈沖電壓寬度比為80%和40%時的仿真波形如圖3所示，與理論分析值一致。五、小結虛擬仿真技術隨著計算機技術的發展在近些年得到了長足的發展，越來越多的課程在教學中引入了虛擬仿真技術，它對課程教學效果的提供具有較大的作用。文章在分析教學現狀的基礎上，引入了使用Matlab軟件的虛擬仿真技術，并以直流升壓斬波電路為例，詳細介紹使用Matlab軟件進行電力電子電路仿真的方法和步驟。
參考文獻：
[1]王波.虛實結合、理實一體的電力電子技術課程改革的探索與實踐[J].時代教育，2015，（7）.
[2]牛天林，樊波，張強，等.Matlab/Simulink仿真在電力電子技術教學中應用[J].實驗室研究與探索，2015，34（2）.
電力電子技術實訓范文3
關鍵詞：電力電子技術；實驗教學；應用型
引言
實驗教學作為高職院校工作的重要組成部分，可以培養學生的動手能力、分析能力以及解決問題的能力，以往“電力電子技術”教學主要以理論為主，輔以驗證性實驗，這樣學生無法真正通過實驗來掌握工程技能和方法，偏離了實驗教學目標，與本學科工程背景強的特性不符。
電力電子技術是本校工程技術學院電氣自動化技術專業開設的課程之一，也是培養學生實踐、創新能力的基礎課程。電力電子技術是弱電對強電實現控制的紐帶，它的實驗內容是通過驅動電路控制主電路[1]。本實驗的實踐性較強，必須通過實踐環節才能加深學生對課程內容的理解。在工程實踐和企業控制電路維護中，此課程始終是基礎和常用的，但是由于此課程實驗是強弱電結合的綜合實驗，對學生的實驗操作水平提出了更高的要求，因此針對這些情況，對這門課的實踐教學進行改革是非常必要的。
就海南經貿職業技術學院電氣自動化專業在電力電子技術實踐教學中存在的普遍問題是缺少實訓設備、實訓設備損壞嚴重、實訓內容驗證性為主、缺少設計性實驗、書本知識與實驗脫節、學生動手能力差、查找資料能力欠缺、懼怕強電等現象。安全性好的實驗環境對培養應用型人才、培養學生掌握實驗的方法、提高學生興趣與主動參與性、調動學生積極性，將起到重要的作用。
1.實驗教學內容的改革
隨著本校“電力電子技術”、“電機拖動”以及“電氣控制”等課程的改革，以提高實驗教學效果，相對應的實驗教學環節需相應的加以改善。學校已開設的實驗項目多為驗證性實驗，學生基本按照步驟接線、驗證，缺乏主動性，缺乏積極探究精神，對應掌握的理論知識和應掌握的能力并沒有落到實處，在理論與實踐相結合的過程中出現連接不緊密，浮于表面的現象。
作為本?！皟炠|校項目”支持的項目，結合電力電子技術基礎的課堂教學內容以及電力電子技術課程特點，實驗教學內容必須包括電力電子器件工作原理、基本電力電子電路原理、典型電力電子系統應用等。在每個實驗內容選擇、設計以及實驗指導等環節上，必須堅持“以培養學生的實踐能力”和“理論與實踐相結合”的實驗教學理念，使學生既動手又動腦、豐富工程實踐知識，并且培養學生的創新能力和綜合能力。為了提高學生“電力電子技術試驗”的興趣，在原有實驗基礎上，增加了綜合性和設計性等生活案例實驗項目，體現該課程的核心內容[2][3]。主要新增實驗項目有以下2種：
（1）基礎設計性實驗
家用調光燈設計。該實驗緊貼生活實際案例，在原有實驗基礎上增強學生的理解性、積極性和主動性。主電路為晶閘管和半波可控整流電路，觸發電路為單結晶閘管和單結晶體管觸發電路。實驗目的為掌握晶體管工作原理，波形分析，晶閘管的觸發原理，掌握調光燈的線路布局、焊接、電路調試等方法，并學會文檔撰寫。通過該實驗，使學生對單相整流控制電路、單相調壓電路以及驅動模塊有較為形象的認識。在教學過程中，提前布置試驗任務，從原有按照步驟驗證方式改為課后學生必須自主查閱相關設計資料，認真組織實驗步驟，以期達到進一步鞏固、深化電力電子技術及相關課程的基本知識、基本理論和基本技能，培養學生獨立思考、分析和解決實際問題的能力。
（2）綜合應用設計性實驗
晶閘管整流電路應用設計。該實驗為新增實驗，實行項目導向教學模式，這種模式將教學過程與項目設計融為一體，將理論教學與實際工程相結合，技能訓練和項目實戰相結合，從而使得學習過程變為一個實際的創造實踐活動，在完成項目的過程中加深專業知識和技能的運用，有助于發掘學生的創造潛能，培養學生的操作能力，鍛煉和提升學生的工程意識。
該實驗以整流電路為Z4直流電動機供電為例，根據不同型號直流電機技術參數，設計可控整流電路。為了避免學生在主電路結構上的趨一性質，可根據負載電動機的功率大小做出整流主電路結構選擇的限定。在該實驗中，學生學會根據電路負載不同、輸出電壓的紋波要求、功率因數、電路的復雜情況和成本等因素，綜合判斷是否采用整流變壓器、主電路采用單相還是三相、半波還是全波以及半控還是全控形式，培養學生綜合應用所學知識和實際查閱相關設計資料、工程繪圖和編寫設計書名數的能力，為今后從事相關工作打下良好基礎。
2.實驗教學考核的改革
傳統考核方式僅在記憶型考核的基礎上增加了部分理解能力的內容，缺少設計、分析能力的考核內容，考核內容與實際應用之間缺乏關聯性，往往考核成績優異的學生在面對實際問題時仍然束手無措[4]。為加強電力電子技術與實際應用的關聯性，實驗考核方式分改為過程性考核。該部分貫穿整個學期，考核方式包含學生的每一個實驗階段成績。評分標準每次實驗為百分制，包括課前查閱資料，方案準備成績20分，課中動手能力、排查糾錯能力成績50分，課后撰寫實驗報告是否真實、準確成績30分。試驗考核按該課程考核的60%計入昀終課程考核成績。
3.結束語
本文就電力電子技術實驗教學內容體系的改革進行了探討和驗證，以海南經貿職業技術學院17級、18級和19級電氣自動化技術專業為實踐對象，經過兩個學期的實踐驗證，在促進學生自主學習方面起到了很大作用，明顯提高了學生的主動參與度，課堂小組討論氛圍也取得了較好的進展，實驗成績評定也更加客觀真實，其中18級部分學生受到了實習單位的表揚。
電力電子技術實訓范文4
【關鍵詞】 電力電子 可控整流 變頻裝置 柔流輸電 有源電力濾波器
電力電子技術是職業教育中電氣類專業的一門重要課程，研究采用電力電子器件實現對電能的控制和變換的科學，是介于電氣工程三大主要領域――電力、電子和控制之間的交叉學科，在電力、工業、交通、航空航天等領域具有廣泛的應用。電力電子技術的應用已經深入到工業生產和社會生活的各個方面，成為傳統產業和高新技術領域不可缺少的關鍵技術，可以有效地節約能源。
1、一般工業
工業中大量應用各種交直流電動機。直流電動機有良好的調速性能，給其供電的可控整流電源或直流斬波電源都是電力電子裝置。近年來，由于電力電子變頻技術的迅速發展，使得交流電機的調速性能可與直流電機相媲美，交流調速技術大量應用并占據主導地位。大至數千kW的各種軋鋼機，小到幾百W的數控機床的伺服電機，以及礦山牽引等場合都廣泛采用電力電子交直流調速技術。一些對調速性能要求不高的大型鼓風機等近年來也采用了變頻裝置，以達到節能的目的。還有些不調速的電機為了避免起動時的電流沖擊而采用了軟起動裝置，這種軟起動裝置也是電力電子裝置。電化學工業大量使用直流電源，電解鋁、電解食鹽水等都需要大容量整流電源。電鍍裝置也需要整流電源。電力電子技術還大量用于冶金工業中的高頻、中頻感應加熱電源、淬火電源及直流電弧爐電源等場合。
2、交通運輸
電氣化鐵道中廣泛采用電力電子技術。電氣機車中的直流機車中采用整流裝置，交流機車采用變頻裝置。直流斬波器也廣泛用于鐵道車輛。在未來的磁懸浮列車中，電力電子技術更是一項關鍵技術。除牽引電機傳動外，車輛中的各種輔助電源也都離不開電力電子技術。電動汽車的電機靠電力電子裝置進行電力變換和驅動控制，其蓄電池的充電也離不開電力電子裝置。一臺高級汽車中需要許多控制電機，它們也要靠變頻器和斬波器驅動并控制。飛機、船舶需要很多不同要求的電源，因此航空和航海都離不開電力電子技術。如果把電梯也算做交通運輸，那么它也需要電力電子技術。以前的電梯大都采用直流調速系統，而近年來交流變頻調速已成為主流。
3、電力系統
電力電子技術在電力系統中有著非常廣泛的應用。據估計，發達國家在用戶最終使用的電能中，有60%以上的電能至少經過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統在通向現代化的進程中，電力電子技術是關鍵技術之一?？梢院敛豢鋸埖卣f，如果離開電力電子技術，電力系統的現代化就是不可想象的。直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優勢，其送電端的整流閥和受電端的逆變閥都采用晶閘管變流裝置。近年發展起來的柔流輸電（FACTS）也是依靠電力電子裝置才得以實現的。無功補償和諧波抑制對電力系統有重要的意義。晶閘管控制電抗器（TCR）、晶閘管投切電容器（TSC）都是重要的無功補償裝置。近年來出現的靜止無功發生器（SVG）、有源電力濾波器（APF）等新型電力電子裝置具有更為優越的無功功率和諧波補償的性能。在配電網系統，電力電子裝置還可用于防止電網瞬時停電、瞬時電壓跌落、閃變等，以進行電能質量控制，改善供電質量。 在變電所中，給操作系統提供可靠的交直流操作電源，給蓄電池充電等都需要電力電子裝置。
4、電子裝置用電源
各種電子裝置一般都需要不同電壓等級的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源，現在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計算機內部的電源現在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線性穩壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現在已逐漸取代了線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息電子技術離不開電力電子技術。
5、家用電器
照明在家用電器中占有十分突出的地位。由于電力電子照明電源體積小、發光效率高、可節省大量能源，通常被稱為"節能燈"，它正在逐步取代傳統的白熾燈和日光燈。變頻空調器是家用電器中應用電力電子技術的典型例子。電視機、音響設備、家用計算機等電子設備的電源部分也都需要電力電子技術。此外，有些洗衣機、電冰箱、微波爐等電器也應用了電力電子技術。電力電子技術廣泛用于家用電器使得它和我們的生活變得十分貼近。
6、其他
電力電子技術實訓范文5
關鍵詞：智能變電站;仿真系統;數字物理混合型
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】B 【文章編號】1008-1216（2016）11C-0067-02
近年來，隨著改革開放不斷深化，我國職業技術教育在教學模式和實訓手段上進行了創新發展，更加注重人才質量培養的多面性，樹立創新的人才觀、質量觀。在這樣的背景下，電力各類職業院校和培訓中心更加重視將仿真技術應用到教學和科研中來，注重智能變電站培訓基地的創新建設。
一、技術方案
（一）智能變電站的組成
智能變電站由過程層、間隔層、站控層三部分構成，其結構框圖如圖1所示。
1.過程層。
遙測量采用模擬的光電壓互感器、電流互感器、一次信號采用電壓源及電流源，所有設備內部結構做成可視化模塊。合并單元采用真實的設備，同電壓互感器、電流互感器利用光纖通道組成完整的信息采用網絡。遙信量、遙控量采用模擬斷路器加智能匯控柜或智能操作箱的模式，實現智能斷路器的基本功能。
2.間隔層。
間隔層采用真實的數字化保護及測控裝置，按IEC61850協議同過程層及站控層組成智能變電站的監控系統。
3.站控層。
依據220kV變電站的標準配置監控后臺機及遠動機。監控系統軟件采用國家電網公司所屬220kV變電站通用公司的產品。
（二）設計原則
智能變電站遵照DL860標準，與傳統變電站綜合自動化系統在結構上具有本質區別。需要針對智能變電站站控層、間隔層和過程層的三層結構，制定出智能變電站仿真實訓環境的整體方案。同時智能變電站在繼電保護及自動化的專業實訓方面，系統在設計上充分考慮了網絡架構，軟、硬件的配置上遵循兼容開放性原則，具有適度超前性，為后續系統升級和教學科研開發留有余地。
（三）體系結構
智能變電站數字物理仿真實訓系統主要包括智能電力網實時仿真軟件和變電站電氣二次設備兩大部分，如圖2所示：
智能變電站數字物理仿真系統總體結構是由實時仿真核心單元，電氣一次設備模擬裝置、光電式互感器模擬裝置、智能操作箱，GOOSE網絡保護裝置、各類設備保護裝置，教員機等設備組成。智能變電站二次設備依據電力規程，配置真實的繼電保護、測控設備、監控后臺系統，合并單元，智能操作箱，直流系統、交流系統、通信網絡等設備。
二、系統規模及實現功能
實訓項目的內容及規模按照標準220kV智能變電站設計，一次設備采用軟仿真，二次設備采用與智能變電站電力規程設計要求真實設備和間隔配置。
（一）智能電網實時仿真系統
智能電網實時仿真結構包括電力網實時仿真核心單元，時鐘同步模塊，實時輸入輸出（IO）接口設備。智能電力網實時仿真軟件核心單元。實時IO接口具有模擬擴展功能。依據實時電網仿真軟件的計算結果，IO接口以數字或模擬信號為各類繼保測控裝置提供實時、準確、高精度的模擬電壓、電流信號源，并能實時采控光電斷路器、隔離開關、接地設備的狀態反饋給電網仿真系統。
（二）仿真模擬裝置
1.光電式互感器模塊。
光電式互感器模塊是模擬光電互感器輸入輸出信號的一次主要設備?？砂凑赵O計要求配置并與智能變電站的過程層設備相接，主要用于過程層合并單元和智能終端等設備運行和檢修技能的教學培訓。
2.過程層智能終端模塊。
智能終端模擬接口模塊采用國家標準GB/T860架構，主要面向變電站時間（GOOSE）成為智能變電站間隔層和過程層各類信息交互接口，可完成智能終端信息功能模擬。同時終端通信仿真模塊可以實現GOOSE通信報文，仿真智能單元可實現信息上傳和對設備的遙控。過程層智能終端模擬接口模塊輸出全部采用光纖網絡接口，網絡接口帶寬不低于100Mbit/s。
3.過程層合并單元模塊。
根據 GB/T860國家標準，針對過程層合并單元發出的信息報文，將靜態模擬信息或電磁暫態計算波形實時發送，為間隔層設備提供了可靠、精確的仿真數據流，實現了智能變電站中合并單元的模擬。
合并單元模塊可采用集中配置方式，同時為確保仿真數據實時性的要求，不同合并單元的模塊采用獨立網絡接口，網絡接口帶寬不應低于100Mbit/s。
4.智能一次設備模塊。
由于資金、場地的限制，智能變電站一次設備，可采用先進的3D技術模擬光電斷路器，刀閘，主變及操作機構等設備。可以模擬一次設備的各類狀態、信息和控制量。通過電纜接線盒、光纖終端連接，實現智能終端和間隔設備的軟仿真。同時可利用嵌入技術開發智能變電站一次設備，例如，光電斷路器、刀閘及操作機構的模擬裝置，具體操作機構有接點、接入設備端子箱，可考慮與光電互感器（TA、TV）端子箱組屏。這樣可以模擬光電斷路器，刀閘及操作機構的正確操作和故障狀態下事故的分析和處理。
三、智能變電站二次設備
依據電力行業標準，為了使實訓場地滿足現場環境，要求配備以下二次電氣設備：
1.繼電保護設備。
包括220kV主變保護柜;220kV線路保護柜;220kV母線保護柜;110kV線路保護柜;10kV線路保護柜;故障錄波器屏;直流屏。配置數量依據電力規程而定。
2.監控系統及設備。
包括操作員工作站兼工程師站;站控層網絡通信柜;衛星時鐘接收和時鐘同步裝置;公用測控柜;220kV線路及母聯測控柜;110kV線路及母聯測控柜;主變測控裝置。
3.過程層設備。
主要包括不同電壓等級的合并單元，如10kV線路間隔合并單元;10kV電容間隔合并單元;10kV主變間隔合并單元。智能終端（智能操作箱），其中包括：220kV線路智能終端;220kVPT智能終端;110kV線路智能終端;110kVPT智能終端;主變智能終端;10kV線路智能終端;10kVPT智能終端。
四、結束語
目前，隨著特高壓建設進入實用化階段，風電、光伏等新能源也要陸續接入電網，電網的安全穩定性要求更高，對作為智能電網支撐點的變電站提出了新要求。比如，優化資源配置，智能設備之間應實現進一步的互聯互通，支持采用系統級的運行控制策略，提供高級應用，與大用戶，調度相鄰變電站之間協同互動等內容。
220kV智能變電站數字物理仿真實訓系統能夠模擬和現場完全一致的工作環境，對電網安全生產、設備、維檢等崗位員工的培訓有著重要意義，使各職業院校在各種工況下進行技術的分析和智能控制系統的研究創新成為可能。
參考文獻：
電力電子技術實訓范文6
關鍵詞:工程應用;課程改革;電力電子技術;項目開發
一、電力電子技術課程改革的背景
1.課程改革是培養高素質技能人才的突破口
電力電子技術是一門綜合電子技術、控制技術和電力技術的新興交叉學科,是電類、機電類專業的一門重要的專業課。隨著新器件和控制技術的不斷發展,新型技術應用正逐步滲透到生活領域,在有限的時間內讓學生掌握本課程內容以及培養工程實踐能力和創新意識是本課程教學的難點問題。2008年鹽城紡織職業技術學院以課程改革為切入點,積極開展教學改革,改變傳統學科導向的課程模式,依據高素質技能型人才培養目標,構建“以能力為本位、以職業實踐為主線、以項目課程為主體”的教學體系。本文依據鹽城紡織職業技術學院的實際情況,提出了以工程設計和工程應用為載體的項目開發思路,將社會和企業的旺盛需求引人教學項目,使學生既能了解基本原理,又能動手操作相關實訓項目,有機地將職業道德、職業能力和職業技能結合起來,實現三位一體,貫穿于工作任務的實踐中。
2.傳統課程結構與能力培養過分強調學科性,未能體現職業性
長期以來,該課程都是以“器件一電路一應用”為知識主線,課程內容理論化,學習方式課堂化,不利于學生能力的培養。傳統課程過分強調了這門學科的系統性和完整性,在教學中表現出理論與實踐的嚴重割裂,課堂教學抽象深奧,專業實踐的教學時理論容易遺忘,學生專業技能的提高受到制約,綜合能力得不到發展。這門課程涉及到三大領域的技術,具體到六大行業的應用,但課程的技術應用仍停留在電路分析上,與學生將來能從事的崗位未能有實質性的聯系。所以,以能力發展為主要目標,構建以工程應用為主線的項目課程,培養創新思維探究型教學模式,是電力電子技術課程改革的重要途徑。
3.教學內容重復太多,沒有體現職業教育的教材
電力電子電路從單相到三相,每種電路分電阻性負載、電感性負載、電機類負載,由此構成的教學設計就是介紹電路工作原理、電路波形分析、公式推導,如此重復的內容體系不僅教者講得累,學生聽得也很累。隨著高職教育專業課程設置改革,“電力電子技術”教學學時不斷減少,而隨著電力電子技術的迅猛發展,該課程的教學內容越來越豐富,教學要求也越來越高。目前無論是使用的教材,還是實驗實踐手段都不能適應電力電子技術的發展,因此對電力電子技術課程的教學內容、教學方法、教學手段和實驗實踐等進行全面的改革勢在必行。
二、電力電子技術項目課程的構建
項目設計原則:項目設計應以工作任務設置與分析為教學任務目標,項目應有較強的可操作性,項目的實施過程應涵蓋了課程對知識和能力培養的要求,能在接近真實的學習情境中完成。
1.以工程應用為載體的課程開發思路
“電力電子技術”課程教學內容的改革必須把素質教育和能力培養放在首位。課程項目化選擇工程應用為載體,以工作任務為中心,整合工程應用與理論知識,以夠用、實用為原則。確定項目為達到能力目標,收集實際工作任務,并將實際的任務進行典型化,將三種學科知識進行橫向構建,從簡單到復雜,從單一到綜合,形成一系列彼此聯系、層次漸進的項目序列,這樣將綜合職業能力融入工作任務,以行動能力為目標,以知識為支撐,使學生在完成項目過程中,培養綜合職業能力。
2.電力電子技術項目課程開發的基本過程
(1)電力電子技術項目課程目標確定。課程項目開發前組織小組成員廣泛調研,進行技術領域分析,明確哪些崗位與本課程有聯系,探求崗位所需要的職業能力,制定課程目標。在廣泛的企業調研的基礎上,主要是針對電子制造業、電力行業相關企業調查與電力電子相關工種或崗位群需要的專業知識、技能、工作能力。按完成一個工程案例分解成一系列的工作任務,針對工作任務分析完成相應的任務所必需的知識和能力,確定工作任務能力分析表。
(2)電力電子技術項目課程內容調整。近幾年來,全控型器件(GTO、GTR、IGBT、MOSFET)的興起幾乎完全取代了晶閘管,全控型器件組成的整流電路、逆變電路、交流調壓、變頻電路的拓撲結構、工作原理、設計方法應當是當前授課的重點?？s減以晶閘管為代表的半控型器件及由其組成的控制電路和控制裝置的教學,既降低了學習難度,減輕了學生的學習負擔,也不影響教學效果。通過對電力電子技術應用、相關崗位的需求等方面調研,了解到與電力電子技術相關的工作崗位:電力電子器件及設備制造、安裝、調試,交直流電機自動控制系統開發、調試、維護,冶煉加熱系統安裝、調試,變頻調速系統的應用、調試和維護等。然后根據工作崗位需要的電力電子技術,結合電力電子通用技術,確定了六個與學生就業工作崗位聯系緊密的項目,如表1所示。
(3)課程教學方法及教學情景設計。將EDA技術與探究學習教學模式相結合不失為一種電力電子技術教學較好的教學模式。而任務引領型教學法是實施探究式教學模式的一種常見有效教學方法,其過程就是讓學生在一個典型的案例的任務引領下展開教學活動,引導學生完成一系列任務,從而得到清晰的思路、方法和知識的脈絡,在完成“項目”的過程中鞏固知識、在動態的學習工作中系統培養工作能力、學習知識技能。任務引領型教學法實施過程直接影響到學習效果和設計課題完成的質量。在知識講授前授課教師需下達任務書,讓學生知道有哪些設計課題,有哪些問題,需要具備哪些知識。這樣,學生帶著問題,由變動接受知識為主動探索知識,可以使課題任務的內容與授課、技能訓練、思維訓練、綜合素質訓練同步。
在采用典型案倒為背景的項目教學中,要以工作任務來激發學生的學習興趣。教學過程中要充分利用掛圖、投影、多媒體等現代化手段創設教學情境。教師首先以案例作為背景知識介紹為切入點,以激發學生的學習欲望,然后分析案例所需的知識和能力,調動學生的學習熱情。在學生認知過程中,將知識點由淺入深分解成多個任務,要求學生參考案例完成工作任務,最后可安排能力訓練。相關重復的理論知識和拓展知識安排在項目設計之后由指導教師適當講解或學生自學。
(4)電力電子技術課程評價標準。探究式教學模式的各種教學方法上體現出很強的互動性,學生為解決某一問題可同時開展多學科的學習,同時還能培養學生創新思維、合作精神,提高學生學習積極性,增強學生學習信心與成就感。教師在指導學生完成項目的過程中將有關知識、職業道德、情感態度等與技能培訓有機融合起來,加強學生動手操作能力的培養,注重培養學生獨立分析能力和解決問題的能力。所以對學生的評價不能一紙定論,最后的評價是相對的、多層次的,是以行為、作品為基礎的綜合性評價。具體做法是以觀察、記錄學生完成學習目標的過程,或以實驗、展示、描述等多種形式進行操作的。在評定學生的成績考核時,以筆試和設計為主,作業及課堂表現為輔,筆試和作業反映了學生 對理論知識的掌握程度,設計實驗體現的是對知識的實際運用能力。
三、電力電子技術課改促進了學生綜合能力提高
電力電子技術課程改革不僅是對教學內容的組合優化,更注重的是一種理念,即培養學生貼近實際工作崗位職業意識,幫助學生形成社會人的基本品格。通過一年的實踐,學生和教師的身上都發生了可喜的變化。
1.學生學習主動性提高
課堂上,學生由被動學生到主動學,主動提出問題并組隊解決問題的能力增強,能積極開拓課堂以外的知識學習,極大地激發了學生自主探究的精神,學生的主體地位得到了落實。
2.合作意識增強
項目教學體現了一個分組分工完成任務的過程,“任務探究式教學”不是面向學生個體提出任務問題,而是強調任務需要師生、生生之間的共同合作完成,“教者一言堂為主”的局面正由學生問學生、學生教學生、學生幫學生、學生查學生、學生引領學生的局面逐步取代。學習中,學生們懂得了團結的重要,體會到了合作的樂趣,交流、表達能力更是有了顯著提高。
3.工程意識得到提高
學生完成以工程案例為背景的設計課題,讓學生模擬面對實際可能出現的各種設計型問題和操作型問題進行答辯。前者主要就設備參數條件選擇的依據給出合理詳盡的解釋說明;而后者的一般表現方式是當某一個參數發生變化時,通過分析判斷,該參數的變化將會引起其他哪些參數發生變化。若設備發生故障,則要求通過分析判斷發生故障的原因,并排除故障。通過上述的訓練,既加深了學生對“電力電子技術”課程相關知識的理解和鞏固,又使學生在設計中實踐了工程觀念。
四、存在的問題
實踐中存在的不足之處是在實施過程中受人數和輔導時間限制,真題性的設計質量難以把握,要完全正確評價學生的綜合成績還有一定難度,此外,由于這門是綜合三門技術的課程,對教者來說,創設一個專業性很強的問題情境對教師自身的知識及業務水平等提出了更高要求,對教者是一個挑戰,這在今后的教學過程中還需進一步加強學習和探索。
參考文獻:
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