电力电子技术课堂教学

电力电子技术课堂教学（精选12篇）

电力电子技术课堂教学 篇1

《电力电子技术》是我校电气自动化专业的一门专业基础课, 从本人接触这门可开始就发现其内容复杂, 并且原理性内容多, 公式多并且抽象, 从第一届学生学习这门课开始到现在, 学生学习这门课时总是理解困难, 学习积极性不高, 究其原因无外乎教学内容过于强调其电力电子器件的工作原理, 理论知识占内容过多, 学生不能理解内容, 随之就放弃学习。针对这种现象我校电气自动化专业, 依据我校培养高素质技能人才的目标, 提出自己改革本门课程的思路是加化课程的实践操作, 弱化理论知识, 同时为了让学生毕业后能及时的适应工作环境, 还需要培养学生的人格品质、职业操守、职业道德。

在实施新的教学思路及新的人才培养计划时遇到很多问题, 本人现将遇到的问题与解决方法, 提出来与大家一起探讨。

目前针对以上的实际问题, 从课程培养目标入手首先深入企业与用人单位调研企业的用人条件, 了解企业人才需求后, 再从学校教学内容、教学方法等方面入手, 发现问题。当前我校本门课程教学中存在如下问题。

1) 教学内容过于单一, 我校使用的教材是高等教育出版社的电力电子技术教材, 是2001年版本内容过于陈旧, 教学内容总体上是从电力电子器件到电力电子电路, 教材并没有从目前的项目化教学从发编写, 仍然按照老的思路教学, 学生与其他项目化教学的课程比较而言, 对本门课程的学习积极性明显不高。问题重点是教材内容过于注重理论, 缺少实验、实训项目的内容, 学生学习理论知识后, 没有及时动手实验, 没有在学生的头脑中形成形象化的结果, 所以所学的知识很快遗忘, 如果教材中能合理安排理论知识与实验的比例, 相信学生在学习上会有不小的进步。2) 学生基础水平差, 近年来高校扩招后, 生源质量出现明显下降, 学生的基本电气知识水平严重缺乏, 对于理论性强的课程接受能力差。特别是“电力电子技术”课程原理性内容多, 公式多并且抽象, 学生大部分在第一学年学习的电工基础与模拟电子技术知识不扎实, 当学习到电力电子技术时, 难度陡然增大, 部分基础较差的学生就会放弃学习, 反之老师的教学积极性也会受到影响, 最终会造成老师和学生造成“谈之色变”的现象。3) 教学方法和手段上, 目前大部分老师在教学方法上, 还是按照点线面的顺序安排教学内容, 先是基础概念、再是典型电路、最后是综合应用, 老师在开始先介绍电力电子器件的概念往往比较细致, 学生理解还相对容易, 但是到后面的典型电路分析时, 与单一器件内容有本质的区别, 学生往往在面对突如其来的复杂波形图, 会手足无措, 这时候老师为了让学生理解内容, 往往会多次重复的讲解, 而这样会让学生增加惰性和依赖心理, 失去学习的积极性和主动性。在教学手段上, 该课程长期以来是以课堂上讲授教材理论为主, 几乎是灌输式的教学, 教学手段、方式过于单一, 这样导致学生思维单一不活跃, 课堂上的学习气氛不浓, 学生对老师的提问、启发, 反应总是过于被动, 对于答案当然也都是程式化的结果。究其原因是老师的教学手段使用过于单一, 没有给学生留有课前自学、课堂讨论、课后验证等能激发学生学习动力的手段。如果长此以往, 学生就会失去学习的兴趣, 反之老师上课时也会缺少教学的积极性。4) 实验教学上我校使用的电力电子实验设备有十多台, 随着学生人数的增多, 现在已经明显已经不能满足学生实验的需要。并且实验台中的有些原件被学生损坏后, 不能及时更换, 影响到随后实验的进行, 严重时不得不放弃做实验。同时试验所开设的实验项目按照老的教学思路编制, 与课本内容不能很好地联系到一起, 各个实验相对单一, 没有从学生理解角度统筹安排, 学生在做实验时都是被动的按照实验步骤进行, 学生在多次实验后会产生厌烦心理, 学习的积极性和主动性会明显降低。实验往往可以达到预期目标, 但是总是这种灌输式的教学, 让学生丧失了探索精神和求知欲望, 从长远看这样并不利于学生的职业发展, 所以, 需要我们找到有效的方法来改进教学。

一、改革方法

1) 在教学内容上需要根据学生的不同基础情况区分对待, 对于基础较好的三年制学生, 可以将学生毕业后可能接触到的内容重点讲解, 讲课内容从基本概念、电路分析、设计应用逐级递进, 采用启发式教学法, 让学生能举一反三, 灵活掌握学习内容。而对于五年制基础较差的学生, 可以采用项目化教材内容, 通过每一个实例来引领学生的学习兴趣, 再通过布置任务来给学生施加压力, 让他们在学习中发现问题, 课堂上通过老师来解决问题, 调动学生的求知欲, 让他们感觉自己是有能力的, 树立信心, 在学习过程中形成良性循环, 引导培养学生良好的学习习惯。2) 课堂教学中我校电气自动化专业逐步向理实一体化教育方向迈进, 学校现在正在加大力度改造传统教室, 将教室改为理论课程与实验实践同时开展的场所, 教师在上课时配有两名指导老师, 一名理论课教师主要负责课本的理论的讲授, 另一名实验员负责理论老师讲解后为学生指导实验, 这种教学方法使得学生的动手能力得到极大的提高, 在讲解完理论后学生能马上实验验证刚才的内容, 学生在这种授课方式下, 思维活跃, 在创造、创新上有比较大的发挥空间, 可以调动每一名学生的学习潜力。当然这种授课教案需要重新安排编写, 按照提出问, 解决问题的思路, 依照项目化的方法重新编写教案。同时从对课程的特点分析可以看出, 在理实一体化授课方式上, 目前大部分教师在讲授的过程中使用多媒体方式行讲解, 本人是将多媒体与板书一起使用, 具体根据教学内容确定使用哪种方法, 因为对于理论性较强的部分, 需要老师通过板书的方式推导, 这样学生的印象会比较深刻, 对于表述性的内容则侧重使用多媒体来给学生一个直观图形, 这样学生通过图片、动画、录像可以拓宽认知, 从目前的教学效果上来看, 学生学习的积极性和最终考试成绩有明显提高。3) 实验是本课程另一个重点环节, 除了课堂上的验证性实验外, 为了锻炼学生的动手能力, 还需要在其他时间安排实验来巩固所学习的内容。我校的安排是专门开设本课程的实验课, 实验设备是浙江天煌教仪DJDK-1型电力电子实验装置, 在具体实验时, 试验员与理论老师一同辅导学生, 在实验内容的安排上, 除了原本实验指导书上的实验以外, 主要是偏重应用性的实验, 例如晶闸管特性测试, 单相交流调压电路的性能研究等, 这样做的目的是为了让学生学有所用, 避免将所学知识僵化不会使用, 这样相当于没有学, 所以在实验内容的安排上还有很多工作需要做。

二、总结

电力电子技术是一门实践性和理论性并重的课程, 我们只有不断积极探索教学内容、教学方法, 提高学生的学习积极性、探索精神及创新能力, 才能培养出高素质的技能人才, 为学生适应当今社会的需要奠定良好的基础。

摘要：电力电子技术是我校电气自动化专业的一门专业基础课。从设立本课程开始, 就着手课程建设, 从教学大纲、实验项目等入手, 逐步建立适合本校实际情况的教学方法和手段。

关键词：电力电子技术,教学方法

电力电子技术课堂教学 篇2

英文名称：Experiment of Power Electronics

一、实验目的与任务

电力电子技术实验是电力电子技术课程的实验教学环节，属电气工程及其自动化专业的技术基础教学模块，为必修课程。

现代电力电子技术是运用新型电力电子器件对电能进行变换与控制的技术。通过本实验教学加深对理论知识的理解, 培养学生运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力；使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；对典型电力电子电路及系统具备一定的分析、设计能力。同时，为后续课程的学习打好基础。

二、实验基本要求

完成实验教学大纲规定的各项实验任务，客观认真地填写实验数据，实验结束后应认真处理实验数据，编写实验报告，及时上缴任课教师。

三、实验原理

电力电子器件的导通原理及驱动控制特性，移相控制的可控整流及有源逆变原理，直流斩波原理，SPWM变频原理。

四、主要设备与器材配置

DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置（包括各实验项目所需的挂件）1套、双踪示波器1台，万用表1块，导线若干。

五、课程的学时与考核

实验个数：8 实验学时：24

1、实验考核

根据学生的预习情况、实验表现和实验报告情况综合评定。预习情况占20%，实际操作占40%，实验报告占40%。

2、实验报告

（1）要有原始记录并有指导教师签字。

（2）必须用学校统一实验报告纸，书写认真、整齐，实验报告的表头按要求填写完整。

3、实验成绩占总成绩的20%。

六、适用对象

电气工程及其自动化专业必修

七、实验项目与内容提要

1、锯齿波同步移相触发电路实验

(1)锯齿波同步移相触发电路的调试。

(2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。

2、单相桥式半控整流电路实验

(1)锯齿波同步触发电路的调试。

(2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。(3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。(4)单相桥式半控整流电路带反电势负载（选做）

3、三相桥式半控整流电路实验(1)三相桥式半控整流供电给电阻负载。

(2)三相桥式半控整流供电给电阻电感性负载。(3)三相桥式半控整流供电给反电势负载。（选做）(4)观察平波电抗器的作用。（选做）

4、单相交流调压电路实验

(1)KC05集成移相触发电路的调试。(2)单相交流调压电路带电阻性负载。(3)单相交流调压电路带电阻电感性负载。

5、SCR、GTO、MOSFET、GTR、IGBT特性实验

(1)晶闸管（SCR）特性实验。

(2)可关断晶闸管（GTO）特性实验。(3)功率场效应管（MOSFET）特性实验。(4)大功率晶体管（GTR）特性实验。

(5)绝缘双极性晶体管（IGBT）特性实验。

6、直流斩波电路的性能研究（六种典型线路）

（1）控制与驱动电路的测试（2）六种直流斩波器的测试

7、三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验

(1)画出与SPWM调制有关信号波形，说明SPWM的基本原理。

(2)分析在0.5HZ～50Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。(3)分析在50HZ～60Hz范围内正弦波信号的幅值与频率的关系。

8、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验

(1)三相桥式全控整流电路。(2)三相桥式有源逆变电路。

电力电子技术课程实践教学的探讨 篇3

关键词：电力电子技术 实践教学 探索

中图分类号：G642.2文献标识码：A文章编号：1674-098X（2014）10（b）-0189-01

电力电子技术是电气工程专业的重要的专业课，该课程综合了弱电和强电两个大的领域的学科，是近几十年新发展起来一门技术。其应用领域广泛包括自动化、电机和电器控制、电力系统等方面，具有非常好的前景和较高的技术经济效益。

电力电子技术的综合性、应用性和实践性很强，尤其是实践环节是电力电子技术必不可少的部分。随着新疆近些年工业的大力发展，工业自动化水平的要求越来越高，为了满足人才市场日渐增长的需求，进一步积极研究和探索电力电子技术的实践教学的教学方法和教学手段，构建与工农业发展相适应的电力电子技术实践教学的新方案是一个值得研究的课题。

1 完善电力电子技术课程设计

由于电力电子技术理论学时为48学时，受到电气专业总学时的限制，一般院校都没有开始电力电子技术课程设计，另外电力电子技术课程设计的经费需求也较高，和模拟电子和数字电子的元器件相比，电力器件的价格往往要高得多，同时电力器件都工作在高电压、大电流下，因此实验安全性也是重要的制约因素。

课程设计是工科实践教学的一个重要的环节。指导教师根据教学计划对学生进行基础或专业强化训练。课程设计能够培养出学生把理论和实践相结合的能力，能够初步完成把知识转化成现实生产力的可能。

电力电子技术我校是在2003年开课，其课程设计刚开设，具体设计要求有：一方面主电路的设计。主电路不用半空器件晶闸管，不论是整流电路、逆变电路还是斩波电路都改为全控器件MOSFET和IGBT。另一方面，由于全控器件的开关频率远远大于半控器件，因此对全控器件的控制方法如脉冲宽度调制技术等要强化。

在课程设计的实施过程中，通过分组完成，每个小组分配不同的任务，按照完成的质量给予不同，选出最好的结果给予颁发奖励证书，大大促进学生动手、动脑的积极性。同时给学生充分的自主权，指导教师事先不做示范设计，即便对于学生烧毁元器件等现象，也鼓励学生自主完成，这样既减少指导教师的工作负担，又提高学生课程设计的含金量。

2 注重实践环节训练加强实践能力的培养

电力电子技术课程实践性很强，实验等实践环节在教学的地位非常重要，这些实验在培养学生动手能力方面的起着非常大的作用。由于电力电子技术的实验和实践内容丰富，因此如何计划和实施好电力电子技术实践内容是使学生充分理解其内容的重要保障。在我们教学实践中结合下面的一些方法。

2.1 理论和实践结合

理论与实践相互结合。对于不同专业的学生，对于电力、电子和控制方面的技术理解和基础不同，因此电力电子技术理论课和实验课交叉进行，通过实验课能及时快速检查学生课堂理论的理解程度。

2.2 前后知识串联、提高综合性

教学后期设计综合性实验。在做这类实验的时候学生要独立设计实验方案、步骤等。指导教师根据学生开课以来学到的知识提出问题，学生解决问题，学生在解决问题过程中不但会用到刚刚学到新知识，还要用到前面章节学到的知识，形成知识串联，举一反三综合利用。另外，在课程结束后可将电力电子技术与其学过的课程相结合进行综合实验实训。不同专业学生可结合不同的综合实验，如果是弱电专业可结合单片机开发板设计输出发脉冲来控制全控桥式电路的开闭。和其他先修过的课程相结合知识比较新，这部分综合设计能够让学生了解更多的实际应用。通过综合实验实训使学生获得比较全面的综合技能和专业能力，能尽快适应本专业的岗位需求。

2.3 结合工程实际应用

对于电力电子技术课程中大量的波形和公式很容易让学生混淆，理解起来难度也大，为了更好理解其原理在讲解过程中有必要举出生产和生活中的实例，如企业单位中最应用最普遍的变频器，实验室中常用的开关電源等。在讲授的时候把学生带到实验室中对这些教学产品现场拆装，结合具体元器件讲解原理，这样比单纯讲解波形要形象的多。学生既有理性认识又有直接的感性认识，更会极大的激发其对本专业的学习兴趣。

2.4 其他增强实践教学的方法

除了上述实验实训之外还可以结合其他方法促进学生掌握实际知识，例如开发实验室、开始创新性实验等。在实验室开放过程中应保障仪器设备、元器件的数量充足，能够满足学生要做的实验基本需求，例如要保证学生做实训的时间、要能够排开实验等。创新性实验是指学生在完成教学大纲规定的实验项目后，指导教师可结合学生的实际能力，提出和实际应用密切相关的一些课题，来考查学生所设计的电路创新思维能力。

3 结语

电力电子技术课程实践教学改进、完善需要长期实践来逐步完成。一方面，随着电力电子技术不断的发展和创新，例如电子器件从半控的晶闸管到全控的IGBT等，实践教学也会随之变化改革；另一方面，由于工农业的发展，企事业单位对电力电子技术的需求也不同，为了适应培养高等技术应用型人才的需要，电力电子技术的实践教学也要随之改进。

参考文献

[1]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版，2009.

[2]李兴宁，陈震，王书杰.电力电子技术实践教学的改革[J].实验室研究与探索， 2008，27（1）：162-165.

《电力电子技术》实验教学改革 篇4

《电力电子技术》是一门应用性很强的专业基础课程,它不仅用于一般工业,也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统、军用领域等,在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛应用,这也激发了一代又一代的学者和工程技术人员学习、研究电力电子技术并使其飞速发展。但是,目前在部分普通高校的学生仍然不知道学的是什么,有什么用,该怎么用,学生的迷茫正是教育工作的失败之处,尤其是实验教学工作的失败。笔者针对这一问题,进行了多年的实验教学探索和改革,对《电力电子技术》课程实验教学方法和内容进行了专门的研究和尝试,现将其总结如下,供同行参考。

二、《电力电子技术》传统实验教学中存在的问题

1、对实验教学不够重视

受传统观念的影响,实验教学不被重视,认为实验只是起到对教材中的理论进行验证的作用,是理论教学的可有可无的附属物,正是因为存在这样的认识,从课时安排到授课要求,实验教学都低于理论教学,从教师到学生都忽视了实验这一重要的教学环节,学生也就放弃了这一实践的大好时机,以应付的心态去完成实验,甚至部分学生以抄袭的方式完成实验报告,自然实验的效果不够理想。

2、实验内容陈旧

电力电子技术的发展日新月异,但实验内容没有更新,以不变应万变。例如:目前,电力电子器件已经由半控型器件发展为全控型器件,而且全控型器件的应用日益广泛,但实验内容仍以半控型器件为主,甚至没有全控型器件的实验,这使得教学工作比工程实际滞后得多,对于学生能力的培养和将来的就业是很不利的。

3、以验证性实验为主

《电力电子技术》的实验类型有验证性、综合性、设计性三种,传统实验教学侧重于验证性实验,或全部是验证性实验,在实验内容上仅局限于对教材中部分理论的验证,不能很好地与实际应用相联系,在实验方法上基本是简单的模仿,学生始终处于被动地位,没有积极的思维和创新,也没有探索的目标和方向,学生的主观能动性没能很好地发挥出来,这不符合当今社会对应用型、创新型人才的要求。

基于上述分析,在实验过程中学生动脑筋思考较少,发现问题、提出问题较少,出现问题便手足无措,学生应掌握的知识和应具备的能力没能落到实处,不能充分实现应用型人才的培养目标,因此实验教学改革势在必行。

三、以验证性实验为基础,增加综合性、设计性实验

1、协调验证性实验与综合性实验的关系

验证性实验是为了使学生巩固理论知识而开设的基础实验,实验内容单一,注重实验的结果而不是实验的过程,通过该类实验可以使教材上的基本理论得到充分的验证,加深学生对理论教学中各个知识点的理解,使学生对实验仪器的使用及注意事项有比较清楚的了解,同时也可以培养学生的基本操作、数据处理和计算技能。在此基础上开设综合性实验,每个综合性实验是由几个有一定内在联系的基础实验或知识点组成,选取有利于实践技能和创新精神培养的实验内容,在全部或部分验证性实验完成之后,适时安排综合性实验内容,以培养学生综合应用能力和创新能力。

综合性、设计性实验是指在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上运用某一课程或多门课程的综合知识,对学生的综合实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。其目的在于锻炼学生对知识综合应用的能力,培养学生分析和解决复杂问题的能力,培养学生数据处理以及查阅中、外文资料的能力。因该类实验涉及的知识面广,操作复杂,一般需要的时间较长,而目前的实验学时数较为紧张,要解决这一问题,方法之一是在保证学生基本技能的基础上,精简基本验证性实验,变验证性为综合性、设计性实验,同时开放实验室,部分复杂的设计性实验,可以在课外时间完成。这样既能保证良好的教学效果,又能提高实验室的利用率。

2、多学科结合,增加综合性、设计性实验内容

电力电子技术的核心内容是电力变换,电力变换通常分为四大类,即交流变直流、直流变交流、直流变直流、交流变交流,任何一种电力变换方式都是根据负载的要求进行的,简单变流电路常用的负载有交流电动机或直流电动机,因此可以将《电力电子技术》与《电机拖动基础》相结合,开设综合性实验项目。例如:“直流电动机可逆调速系统设计”,该综合性实验项目专业实践性很强且与生产紧密联系,培养学生把专业理论知识综合运用于工程实践的能力,提高学生的综合素质水平。实践证明,学生对此有浓厚的兴趣,提出了多种设计方案,有桥式整流(逆变)电路,有直流斩波电路,还有二者的结合,在教师的指导下,学生广泛查阅资料,进行多种方案的理论分析和比较,最终确定一个设计方案,并通过了相关计算和实验调试。

电力电子技术还可以看成是弱电控制强电的技术,即电力变换电路的正常工作需要由信息电子电路来控制,因此该课程可以与《模拟电子》、《数字电子》等课程相结合,也可以与《单片机》或《可编程控制器》等课程相结合,增加综合性实验内容。例如:“基于单片机的三相全控桥整流电路设计”,就是利用单片机硬件和软件资源,设计一种触发脉冲产生的方法,满足三相全控桥整流电路的工作要求,实验教师提出实验要求,学生自己设计并进行实验调试。该实验内容将《单片机》和《电力电子技术》相结合,使学生能充分理解二者之间的关系以及单片机的应用。

另外,《电力电子技术》还可以与《工厂供电》相结合,开设“高压直流输电系统设计”的实验。通过这样多学科结合,增加综合性、设计性的实验项目,学生能充分理解《电力电子技术》、《单片机》、《电机拖动》、《工厂供电》等主干课程的应用,以及所学专业在社会生产中的作用,能将所学过的知识综合分析并有效利用,形成自己独到的设计方案,使学生认识到开发常用项目的一般过程,掌握强电电路设计的一般方法、过程及注意事项,培养学生解决实际问题的工作能力,提高其综合素质,为今后的设计或工作积累经验。

四、引入仿真技术,开设研究性实验

随着电子计算机技术的发展,计算机辅助设计方法已经开始逐渐进驻电子设计的领域,借助计算机仿真技术,可以弥补实验器材缺乏的不足,减少实验耗材,完成现有实验设备难以实现的复杂实验,缩短实验时间,更加完整地分析实验对象的系统性能指标,优化电路设计,具有高效、快速、直观、完整的优势。

根据当地工业生产对电力电子技术的应用现状,提出与实际生产相关的实用性科研课题,充分利用现有实验室条件,发挥计算机仿真技术的优势,教师与学生合作完成相关课题。在2005年上半年,笔者接到一个项目——“逆变弧焊电源的优化设计”,因为实验条件所限,无法进行实际调试,笔者和部分学生便借助PSpice仿真技术,通过反复实验、改进,最终顺利完成了该课题。在这个过程中,学生表现出极大的兴趣和高度的热情,主动进行各项工作,不但对学过的知识能融会贯通,还积极查阅资料,进行大量的参数计算、反复的实验或仿真验证,这既提高了现有实验设备的利用率,又实现了产学研的联合,还提高了学生对新型软件的应用能力和科研创新能力。

五、结束语

实验课是课堂教学的深化和延伸,是训练学生研究问题、解决问题的重要手段。通过对《电力电子技术》实验教学的改革,以培养学生的主动性、探索性学习精神为目标,精简基础性实验,增加综合性、设计性实验;以实验和科研为切入点,引入计算机仿真技术,构建理论教学与实验教学整合的完善的课程体系,使实验课程真正担负起培养学生动手和操作能力、综合组织知识能力、论证表述及交流能力、科技创新能力的任务,使学生的实践、创新等综合素质得以提高,以适应当今社会对应用型高级技术人才的要求。

参考文献

[1]王兆安，黄俊．电力电子技术[M]．北京：机械工业出版社．2003．2．

[2]李永平，董欣．PSpice电路优化程序设计[M]．北京：国防工业出版社．2004．6．

电力电子技术课堂教学 篇5

一、明确教学内容

电气工程及其自动化专业是一门实际性很强的专业，学生在掌握理论知识的同时，进行相关的实践以获得应用技巧和工程能力是十分必要的，所以，这门专业需要学生具备相当扎实的基础知识和动手能力以及学习欲望，更要求学生不断地适应新形势，进行相关的.学习。所以，教师在对学生进行教学的时候，除了常规的将教材上的内容讲授给学生，更要让学生了解最新的技术以及装备，让学生对新技术有了解，这样才能更好地进行电力学习，也可以更好地促进学生的职业发展。

二、创新教学手段

区别于其他专业，电气工程及其自动化对于学生的专业技巧要求更为严格，在电力电子技术课程的学习之中，如果教师能够合理地将理论知识与实际应用结合起来，在教学中将学生带进实地，让学生真正地接触机器，不仅可以更加直观地将知识传授给学生，而且比起传统的灌输模式更能够激发学生的学习兴趣。

就以可编程控制器中型号为西门子S7-200的机床电器的教学为例，教师除了对西门子S7-200系列可编程控制器的结构、性能指标、工作方式、寻址方式以及可编程控制器元件功能及地址分配进行系统的介绍和讲解之外，也可以将学生带到机器的面前，让学生真刀实枪地接触西门子S7-200可编程控制器，通过将老师的讲解带入实际操作之中，让学生在实战中对西门子S7-200可编程控制器有更多的了解，在更加深刻地学习到知识的同时，也能提高自己的动手能力与专业素养，可谓是一举两得。

电力电子技术课程的教学改革可以说是一个缓慢而又艰难的过程，不是一朝一夕就可以完成的工作，从教学手段到教学内容以及硬件设施，都要进行改革。但是，相信只要有信心将电力电子技术课程的改革工作进行下去，就一定能取得成效，我国电力电子技术课程的教学会越走越好，我国的电力人才队伍也将不断壮大。

参考文献：

电力电子课程教学改革探讨 篇6

引言

职业院校的专业建设要体现职业特色，关键在于课程是否体现职业特色，课程内容有没有职业特色，课程教学模式有没有职业特色。高职院校课程改革是推动高职院校深化改革，进行以质量为主的内涵建设的主要内容，课程始终是职业教育和教学改革的核心。对于工科类相关课程，采用工作过程为主线的理实一体化教学是目前课程改革的主流思路，本课程就是按照这种思路，结合企业班组管理进行电力电子课程教学内容和教学模式改革，进而进行课堂教学改革和实施模式的研究和实践，获得的了一点经验，现总结为以下几个方面。

一、课程内容改革

课程教学采用任务驱动教学方法，课程教学采用案例和项目驱动，在案例和项目设计上循序渐进，本课程相对而言比较难，传统教学模式沿用本科教学模式，从电力电子器件到整流、有源逆变，再到交流变换、直流斩波、无源逆变等等，学生学习兴趣基本没有，学习效果很差，通过近几年课程教学质量的分析，学生对本课程的掌握是比较差的，因此我们必须要反思课程教学，思考课程内容。

根据就业岗位分析，高职学生就业服务岗位为一线技术工人，对电力电子技术只需要知道常用的电力电子器件的作用，典型的电力电子线路应用和分析。电力电子技术内容以电力电子开关器件的应用为核心，以基本变换器及控制方法为基础。为此我们对课程内容进行了大胆改革，内容不再按学科来组织，而是按案例和项目来组织，在案例和项目中穿插必要的知识点。课程项目如下：

任务1：常用电力电子元器件的认识和测试（案例驱动）

内容：电力二极管、晶闸管、IGBT管、单结晶体管、集成触发器、IGBT驱动模块、散热器、电阻电容器等的功能作用认知和元件测试。

任务2：单相晶闸管调压调光电路的分析和安装调试（项目驱动）

内容：单相全控整流桥分析、单结晶体管触发电路分析、触发角移相控制过程分析、焊接技能、调试技能、万用表、示波器等使用技能等。

任务3：双向晶闸管台灯调光电路的分析和安装调试（项目驱动）

内容：双向可控硅及触发过程分析，焊接技能、调试技能、万用表、示波器等使用技能等。

任务4：单相全控整流电路分析和线路连接调试（案例驱动）

内容：单相全控整流电路结构和原理分析、电路波形图分析、负载分析，实验线路连接和调试等。

任务5：单相半控桥整流电路分析和线路连接调试（案例驱动）

内容：单相半控电路结构和原理分析、电路波形图分析、负载分析、失控分析、续流二极管作用分析等，实验线路连接和调试等。

任务6：三相半控和全控整流电路的分析和线路连接调试（案例驱动）

内容：三相半控和全控整流电路结构和原理分析、电路波形图分析、负载分析，实验线路连接和调试等。

任务7：实用电风扇调速电路的设计和制作（项目驱动）

内容：单相电机的驱动设计和制作，交流调压电路设计和制作、触发电路的设计和制作等。

二、理实一体化课程教学组织

为保证课程内容改革落到实处，课程教学组织方式必须改革，传统理论教学肯定是不能适用的。我们开展理实一体化教学模式，仿照企业车间班组组织管理模式，体现工学结合，但在教学实践操作中，难度相当大。

1、小组长的选拔

采取“自荐+推荐+指定”相结合的方式，我们希望学生自荐，但是在教学中我们发现中国的学生表现欲不强，毛遂自荐的学生并不多，因此采用推荐也是一种不错的方式，在前两种无法实现的情况下，可以通过调查由教师指定也可以

2、项目小组的管理

教师只考核小组，被考核人为小组长，小组长考核小组成员，这种方式仿照企业班组管理的做法，有利于培养学生的管理能力、协作能力等关键能力，对学生的发展很有帮助。小组内部进行自我组织和管理，明确小组长的权责，小组长要承担的职责不仅是技术工作，还有团队组织和项目管理工作，其工作的成效之间决定小组学习效果，在课程教学中举足轻重，为保证小组长能够行使项目组织管理的职权，就有必要赋予其对其小组成员课程考核的權力，考核结果直接决定课程成绩。

3、教学组织引入竞争机制

在课堂教学过程中引入竞赛，如抢答赛、成果评比，设立优秀班组、流动红旗等小组激励竞争机制，并限定优秀指标，有竞争才有动力，青年学生好胜心才能转变为动力，因为是团队竞赛，合作也是获胜的重要因素，有利于培养学生团队协作能力。这些激励机制直接与项目（任务）考核成绩挂钩，激发学生兴趣，活跃课堂气氛，促进各小组的工作。同时还设计了淘汰机制，对于表现不好，不服从管理的成员，小组长可组织团队会议启动淘汰机制，开除出团队，若被开除出团队学生没有其他小组接纳他，那他直接面临课程不及格的后果。这个机制的运用有助于小组的管理工作，能够帮助小组长管理团队。

4、班组长例会机制

课程教学中每堂课开始或课间，教师组织班组长例会，考察班组出勤情况，了解他们任务进度，完成情况，讨论项目中的问题，帮助他们解决问题，同时便于教师适时掌控课程教学现状，并及时做出调整。

三、以行动为导向教学方法

课程内容案例化和项目化，必然要求教学过程中角色要转变，必须以学生为中心，因此必须采用行动导向的教学方法。以项目或者案例驱动教学法为主线，多媒体教学，网络教学，演示教学，参观教学等等多种教学方式方法相结合。

在原理的实训教学中，许多教师采用也采用项目教学，有的教师教学方法过于简单，上课开始布置任务，分析任务，之后让学生自己去做，学生有问题就解决，没问题就不管，采取完全放手的教学管理，这样对基础好、兴趣高的学生而言可能问题不大。但是现在高职学生基础普遍较低，主动性不够，认真态度欠缺，因此大部分学生可能什么也做不了，或者就是抄袭其他人的东西，教学效果大打折扣；还有的教师很尽责，布置项目任务后，一步一步讲解，手把手的帮助学生操作完成项目，课堂表面效果可能很好，教师也非常辛苦，但是实际效果可能不理想，学生仍然没有通过亲身体会收获到了知识和技能。我们通过实践，觉得要结合两者的优点，总结一个适合的教学模式，主要有以下内容。

教学步骤分三段，循序渐进。

第一阶段：简单的任务——教师演示操作——学生模仿操作——教师总结要点——学生了解知识；

第二阶段：提升的任务——学生独立完成——教师协作——学生小结——教师总结——学生形成经验；

第三阶段：综合的项目任务——教师发布项目——学生独立完成——学生总结——学生获取知识。

任务的选取和教师作用：

简单的任务：单项知识和技能与项目任务直接关联或是其中一部分——手把手演示和讲解；

提升的任务：在简单任务基础上添加功能、要求——提示性引导性演示——指导学生自主完成；

综合的项目任务：综合性项目与企业项目相近——独立完成——教师完全放手。

四、过程考核模式

为了保证全面考核学生的能力，必须采用过程考核和终结性考核相结合模式。考核模式要精细、公平和客观。同时要易于实施，尝试构建第三方评价体系。本课程考核分三个模块：

模块一：职业素养，教师通过每次课的班组例会考勤和学生为人处事等方面评价小组；

模块二：根据项目验收，由教师和学生代表共同评价，从功能完成情况、参数要求、工艺要求等方面客观评价；

模块三：课程总结汇报，由教师和学生代表从任务完成情况和项目创新点、表达能力、汇报思路和重点、课件制作等方面客观评价。

小组考核在最后一次课，现场给分，统分和公示。在小组评价等级的基础上，由小组长评价成员。

制定相应的考核标准，平时考勤、小组工作表现根据职业素养评分标准扣分；项目验收根据项目评分标准评价小组过程项目成绩；课程总结，根据课程汇报评分标准小组互评给分。

基金项目：湖南机电职业技术学院院级重点课题：工学结合的电力电子技术课程一体化精细化教学实施模式研究[项目编号：KY11A05]研究成果。

参考文献：

[1]陈杰金，霍览宇．电力电子课程理实一体化教学实施模式研究[J]．教师，2011，（10）．

[2]杨翠明．机电类高职院校办学特色研究[J]．教育与职业，2008，（21）．

[3]黄月明．高职院校专业特色的培育方式[J]．承德民族师专学报，2008，（28）．

[4]李秀娟，刘伟．电力电子技术课程改革思考[J]．电气电子教学学报，2009，（31）．□

电力电子技术实践教学探索 篇7

1 传统实践教学存在问题

我校电力电子技术实践教学过程中, 发现存在以下几个问题: (1) 实验教学内容陈旧, 脱离生产, 学生提不起学习兴趣。实验课中, 教师示范做实验, 学生单纯地、机械地试验台上模仿, 实验结果与书本基本一致就行, 知其然不知其所以然。不关注试验中出现的各种现象, 不能独立思考问题, 更别提从试验中获得灵感启发了; (2) 实验项目单一, 且大部分是验证性实验, 缺乏综合性实验和设计性实验, 从而降低了学生的创作性; (3) 课程设计题目, 脱离实际生产和科研项目, 没有工程应用背景, 学生在网上下载几篇, 拼拼凑凑就行了, 根本不关注课程设计的目的和意义。 (4) 实践教学考核只看实验报告和课程设计报告, 与学生实际工程应用能力没有一点联系。在这种情况下, 学生丧失学习兴趣, 不知所学理论知识应用到什么地方, 不利于人才的培养。

2 更新实践教学模式, 完善实践教学体系

经过实践教学改革和探索, 引入产学研教学模式, 采用项目教学法[3], 把电力电子技术实践教学与生产实际相结合, 与老师的科研项目相结合, 最大化学生的积极性, 最大程度地培养学生的实践动手能力。例如, 在做整流电路试验中, 我们结合生活中的UPS不间断电源、开关电源、和交流电机的变频调速中的整流部分讲解, 并通过实物观测, 熟悉整流电路的电路结构、作用, 输入输出波形, 来激发学生的学习兴趣, 让他们知道学有所用。还有, 在做无源逆变电路实验时, 通过与我系两位老师有关太阳能发电的项目讲解, 让学生掌握无源逆变电路结构, 输入和输出波形, 并熟悉太阳能发电系统参数计算、系统组成和和维护, 让他们知道电力电子技术知识就在身边。

同时, 完善实践教学体系。在原有的实践教学体系基础上, 引入新的模块:一是利用MATLAB软件的计算机仿真实验模块, 二是结合大学生创新实验室和大学生电子大赛实训基地进行的设计性、创新性实验;三是依托我校农业工程兵团重点实验室, 在老师和动手能力强的同学传带下, 与阿拉尔周边的企、事单位进行的技术实践活动。在这几个模块中, 因已将计算机仿真软件MATLAB/SIMULINK引入电力电子技术理论课堂教学中, 老师只需提供仿真题目, 由学生在自己电脑上独立完成仿真实验, 教师在课外辅导并检查即可, 重点是后两个模块的内容, 是学生实践能力得到升华的直接途径。

在大学生创新实验室和电子大赛实验室, 收集了很多面向企业的、二手的开关电源、UPS电源、静止无功发生器 (SVG) 、有源电力滤波器 (APF) 、各种单相、三相变频器等电力电子产品。刚接触电力电子技术课程时, 在老师和学长的指导下, 学生就可以对着实物钻研理论, 在里面拆卸、研究、测试、维修这些产品, 进行一些设计性, 创新性实验, 为参加实践工程夯实理论和实践基础。近几年, 依托我院兵团重点实验室, 利用电气工程系教师深厚的专业知识, 签订了阿拉尔街道风光互补路灯系统的维修与维护, 阿拉尔十二团泵房节能改造工程和周边纺织厂的电力电子产品维修和调试、研发家用型太阳能发电系统的组成等项目。采用传、帮、带的方法, 让刚接触电力电子技术的电气学生参与到这种别开生面的实践中来。在技术指导教师和学长的带领下, 通过这些工程项目, 学生熟练掌握了变频调速的工作原理, 伟创变频器和变频柜的安装技巧、现场有关参数调试;UPS电源的电路结构和维修技巧;风光互补路灯的维修技巧、如何组成太阳能发电系统等工程实践知识。

采取这种边学习边实践的教学模式和传帮带的教学方法[4], 不仅提高了学生的工程应用能力, 还提高了学生的团队合作精神。

3 改变实践考核方式, 建立科学的评价与激励机制

课程设计考核也不再是只看报告就给分数, 而与工程实践紧密联系起来。学生的课程设计不再是天马行空, 而是通过所参加实际工程项目写设计报告, 写出来的设计报告不再是拼拼凑凑, 而是有血有肉, 值得一看。考核上, 由设计报告、PPT效果、现场提问回答情况这几部分成绩组成, 在分数比例上, 老师更看重所参加实践项目的实际表现, 通过项目学到的知识和动手技巧。

为了激励教师和学生共同投入到这种新的实践教学中来, 我校还建立科学的评价和激励机制。对学生, 参加一次对外接的工程实践项目, 就给一定的报酬, 激发了学生钻研理论, 更多次的申请参加工程项目。鼓励更多学生参加全国电子设计大赛, 对取得名次的同学, 除了给一定学分外, 还要额外给一定的奖励, 不但可以激发他们学习兴趣, 提高动手能力, 还能提高学校的知名度。老师是学生的领头羊, 其重要作用毋庸置疑。为了激发教师把更多精力投入到这种实践教学中来, 学校对与企业签订技术实践性工程项目的负责教师、对参加工程的现场指导教师、对指导学生参加电子大赛获得名次的教师等, 根据多劳多得原则, 给予物质奖励外, 还与年终评优和职称晋升挂钩。

4 总结

以上是我们课题组对严峻就业形势下电气专业引进新的电力电子技术实践教学的一些探索。通过近三年的实践摸索, 学生的学习兴趣、工程实践能力、创新能力得到了很大提高, 已经形成了你追我赶的学习劲头。通过与阿拉尔工业园区企业进行的这些技术服务活动, 我校电气学生的实践能力得到了极大肯定, 就业率也有了很大提高。当然, 实践教学改革是一项长期的任务, 还有待于我们进一步研究和探索。SS

摘要：电力电子技术是应用性、实践性、工程性很强的一门专业基础课, 其知识在毕业生工作中占据着十分重要的地位。随着南疆地区越来越严峻的就业形势, 为了满足用人单位对应届毕业生的工程实践、创新能力的要求, 应该如何进行电力电子技术实践教学成为一个备受关注的问题。针对南疆经济发展的需要, 结合塔里木大学的办学特色, 在电力电子技术实践教学中, 引入新的教学模式, 提高了实践教学质量, 取得了不错的成绩。

关键词：电力电子技术,实践教学,教学改革

参考文献

[1]王兆安, 刘进军.电力电子技术[M].5版.北京:机械工业出版社, 2009.

[2]何新华, 陈志武.面向创新型人才培养的专业实验教学体系研究与实践[J].实验技术与管理, 2009, 26 (10) :24-26.

[3]唐纬.基于“项目驱动”的单片机类课程实践教学改革[J].实验室研究与探索, 2010, 29 (5) :130-116.

电力电子技术实验教学的改革 篇8

《电力电子技术》课程是理论性和工程实践性均较强的专业基础课程,在航天、农业、交通、电气、机械制造等工程学科中都有非常广泛、重要的应用。该课程的主要任务是通过对电力电子技术理论知识的学习,培养学生对电力电子系统的分析设计能力、工程实践能力和创新能力。

《电力电子技术》课程是自动化、电气工程及其自动化等专业的专业基础课程 ,是能源动力类、电气信息类等许多专业的基础课程 , 也是许多工科专业非常重要的课程。因此 , 该系列课程涉及的专业面十分广。教学过程的设计、内容的组织、授课的方法等等直接影响着学生学习的效果 ,影响着学生后续课程的学习 , 影响着学生对整个专业知识的掌握。为了适应电力电子技术理论发展形势的需要和新时期对人才培养提出的新要求 ,《电力电子技术》课程教学方法与手段的改革应受到重视 ,在教学中 , 注重使用先进的教学方法 , 合理运用多媒体等现代信息技术手段 , 并改革实验教学的形式和内容 , 提高教学效率 , 建立一个优良的教学团队 , 使《电力电子技术》课程的教学质量上一个新的台阶。

2 教学内容建设

(1)在教材选择和教学内容的选择上要与本校本专业的特色有机结合起来,为现有专业特色和将要发展的专业特色服务。

(2)在教学大纲制定中,能够通盘考虑,在考虑本课程教学内容完成的基础上,增加能够增强课程群联系的相关知识点间的讲解学时。

(3)教学方法上重视多媒体教学方式的应用,增加教学内容的信息量和灵活性,对重点知识要保持传统板书教学模式的应用,根据学生的情况把握教学的进度,在实践教学过程中,要求理论授课老师切实参与实验教学环节,根据理论教学内容选择具体实验项目,避免出现重视理论教学,轻视实验教学的情况。这样做的好处是教师可以根据自己的授课内容和实验内容掌握教学进度,并能及时了解学生对所学内容的掌握情况,能更好的融知识传授、能力培养、素质教育于一体。

3 教师队伍建设

《电力电子技术》课程的教师既有从教多年的老教师,也有毕业于重点大学的硕士、博士学位的教师,以及比较年轻的教师。为了使得教师队伍的建设和发展与课程的建设有机结合起来,需要进行以下两个方面的工作 :

(1)老教师和硕士、博士学位教师要将年轻教师纳入自己的科研团队,使得年轻教师有机会参加电力电子与电气传动学科的相关科研活动,了解该学科的最新前沿动态,有助于年轻教师对教材相关内容的理解,并应用于教学过程中,从而增强课本知识与实践的结合。

(2)加强相关课程教师间的交流,包括同一课程及前后衔接紧密的课程内容教学方式的交流探讨,使得每一个教师对系列课程群有透彻的了解。

4 实践环节建设

实践环节是将整个系列课程知识点有机连接起来的强力纽带,也是将理论知识点与实践应用有机结合起来的桥梁,对于学生系统的、全面的掌握电力电子与电力传动学科的知识,并具备实践应用的能力具有重要的意义。

(1)实验教学与实验室开放

根据电气专业培养目标及教学计划,电力电子技术课程实验教学内容紧密联系理论教学内容,制定了实验教学大纲,自行编写了实验指导书,安排了十二个实验项目,并根据专业培养计划的要求,及时调整相关内容。实验中注意培养学生的动手能力和独立解决问题能力。实验后对发现的问题和实验的结果进行讨论,做到理论联系实际。

对实验成绩的评定,一般分成三个部分 :一是预习部分,占20%,通过检查预习报告来确定 ;二是实验操作部分,占50%,考核学生的动手能力,独立完成试验任务和解决实验过程中遇到的问题的能力,注意发现和培养学生在实验过程中的新的方法、新思路 ;第三就是实验总结部分,占30%,检查实验总结报告完整性、系统性,实验数据分析处理以及回答问题的正确性。

本着开发学生智力、培养动手能力和创新精神的原则以及一切为学生服务的宗旨,实验室全天开放,欢迎学生做基础理论和相关技术的研究、探讨工作,并提供所需实验器材和技术上的帮助。

(2)实践教学及其条件

为了改善实验教学条件,进一步提高实验教学质量。学院和系部加大了对实验中心的投资力度,实验室面积近100平方米。目前电力电子实验室已经配备了20套实验装置,具备一个班型的实验条件,已满足两个学生一个台套设备的要求。

(3)引入MATLAB仿真技术

通过研究教材及实践环节,整合实践内容 , 补充新技术,设计和开发基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速技术课程中紧密结合课程知识点的仿真程序和题目,主要包括电力电子基本电路的仿真、交、直流调速系统的仿真等,通过学生上机编程和波形演示,加深学生对相关知识点和实际应用课题的印象。

(4)增加设计性和开放性实验

课题组教师可带领学生利用我校电气传动实验室提供的常用电子元器件耗材 , 电烙铁等实验工具 , 示波器、万用表等检测设备 , 小功率异步电机等电力电子装置的控制对象 ,MATLAB7.0计算机仿真软件等丰富的实验资源 , 进行大胆思维 ,充分发挥学生的创新能力,自行设计实验,并进行实验调试。通过仿真和开放性实验两个实践环节,一方面使学生形象化、立体化理解电力电子学科的主要知识点及课程间的关系,另一方面使学生具备一定的设计和研究能力。

5 总结

本项目的研究对于完善电气工程及其自动化专业的教学模式具有重要的意义。同时也为整个电气工程及其自动化专业的课程体系建设和改革打下良好的基础。

摘要：《电力电子技术》课程是电气工程及其自动化专业重要的专业基础课,课程中现有的实验内容均为验证性实验,制约了学生实践能力的培养。本课程教学内容基于电力电子电路的基础上,紧密结合电气工程的发展,引入MATLAB系统仿真软件,构建电力电子技术仿真实验,为帮助学生深化理解诸多工程问题提供了有效的手段,对夯实学生的基础理论、提高其理论应用能力具有重要作用,取得了良好的育人效果。

电力电子技术课堂教学 篇9

电力电子技术是一门综合了电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科, 在电气专业当中, “电力电子技术”好比一个中枢, 地位突出。电力电子技术的主要应用领域: (1) 用电领域中的电力电子技术。 (1) 为直流、交流电动机供电的可控整流电源是电力电子装置。 (2) 高能量密度的电源应用。如不间断电源 (UPS) 、新型环保绿色电动汽车和混合动力汽车的能源供应。 (2) 通信领域。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。 (3) 发电领域中的电力电子技术。 (1) 发电机的直流励磁。 (2) 水轮发电机的变频励磁。 (3) 新能源发电。 (4) 储能领域中的电力电子技术。 (1) 蓄电池与电容器组储能。 (2) 抽水储能发电。 (3) 超导线圈的磁场储能。本课程的掌握程度直接关系到学生严谨科学思维方式的养成, 理论联系实践作风的培养, 灵活机智处理工程问题方法的建立。如何为培养应用型本科人才奠定良好的理论基础, 改革课程教学结构, 改变传统教学手段, 重构实践教学体系等成为本课程主讲教师所要面对的课题。

二、调整教学内容使其适合学生的学习

近年来, 随着电力电子技术的飞速发展, 使得《电力电子技术》这门课程内容不断地增加。因而教学要从讲授内容划分过细及知识点联系实际薄弱向知识整体性和创造性解决能力的方向转变。为此需要做到更新教学内容, 进行整体知识整合。

1. 掌握相关课程之间的联系。教师应该熟悉掌握本课程与相关课程的联系, 例如了解先修课“电路”、“模拟电子技术”和“数字电子技术”三门课程的教学情况和后续课“电力拖动自动控制系统”的安排, 处理好它们之间的关系, 使整个专业课程体系前后衔接, 避免内容的重复和疏漏。例如讲“半导体电力开关器件”一章时, 模拟电子技术中已讲过小功率晶体管结构、原理、特性及应用。在本门课程中, 对晶体管应重点讲述其与小功率晶体管的不同之处。模拟电子技术中讲述的晶体管其工作特性在线性放大区, 而在电力电子技术中, 晶体管工作在截止区和饱和区之间, 使用的是其开关特性。对于晶闸管相控有源逆变的应用部分, 重点讲解在整流、有源逆变两种状态下, 直流电机四象限传动系统的特性, 也就是直流电机的转矩正比于电枢电流, 转速正比于电枢电压, 改变电枢电压、电流的方向, 就可以使直流电机四象限运行, 为后续课程《电力拖动自动控制系统》中的直流调速部分做好铺垫工作。

2. 导论是说明编者写作意图、本书内容的主要特点、背景及主要内容的知识体系和概要等, 同时还向学习者指明了学习本教材的学习方法, 因此, 教材的导论部分对学习者的入门学习起到了提纲挈领的重要作用。我们在每学年的第一节导论课时, 通常要给学生做一个专题讲座, 以图文并茂的形式详细介绍电力电子技术领域最新的发展动态、国内外的发展现状以及在相关领域的应用等, 开阔学生的视野, 使其对本课程有个大概的了解, 引导学生充分认识到本课程在现实生活中及在本专业中的重要性。

3. 电力电子器件是电力电子技术的基础, 四类基本变流电路 (AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC) 是电力电子技术的研究核心。教学内容大致分为三部分: (1) 电力电子器件。主要包括电力二极管、晶体三极管、晶闸管、MOS-FET、IGBT等器件的基本结构、工作原理、主要参数、应用特性等问题。 (2) 四种基本的电力电子电路。对于直流斩波电路, 主要电路为BUCK、BOOST、CUK斩波电路等。重点讲解BUCK、BOOST斩波电路的原理, 输出电压电流波形的画法, 改变占空比的方式:脉冲宽度调制PWM, 脉冲频率调制PFM。逆变电路是主要依赖于全控型开关器件, 重点讲解正弦波脉冲宽度调制SPWM基本原理, 单极性、双极性倍频正弦波脉冲宽度调制逆变器的原理及其控制方式。以半控型器件晶闸管为主的整流电路部分, 主要包括晶闸管驱动和保护、整流电路及有源逆变电路。交流电路的器件为双向晶闸管, 电路为单相交流调压电路、单相调功电路、三相调压电路及触发电路等内容的讲解。

三、注重教师自身建设, 提高综合素质

在教学中, 教师必须先对所教课程的内容刻苦钻研, 做到深刻理解、全面掌握。深刻理解就是要了解课程内容的每一个组成部分, 不能含糊不清。

1. 在讲授《电力电子技术》这门课程内容的时候, 教师不能只讲课程教学大纲或教科书的内容, 还要广泛涉猎其他有关的教材和参考书, 形成自己的独到见解。因此, 任课教师对电力电子技术的现状和发展趋势, 理论如何与实际相联系, 必须要有所了解。例如在讲授直流斩波电路时, 可以引出该电路可以使用在开关电源、太阳能发电系统中;在讲解整流变换时, 介绍其在电力机车的启动、调速与制动中的应用, 有源逆变电路可应用到变频空调、电梯、计算机不间断电源;逆变变换可联系太阳能发电、风力发电;在讲授交流电路时, 说明其在可调光台灯、异步电动机软启动装置中的应用。通过以上讲解就可以使学生了解所学的书本知识在实际生活中的应用, 激发学生的学习兴趣。

2. 教师要定期地阅读最新的与电力电子技术有关的学术期刊, 及时浏览相关的专业技术网站, 掌握本学科前沿发展的动向, 熟悉本学科和相邻学科的新成果、新进展。

3. 教师还要承担一些与电力电子技术相关的科研工作, 将科研与教学有机地结合起来, 把科研成果转化成教学资源, 将科研成果和科研体会引进课堂教学, 丰富教学内容, 促进专业教学水平的提高。

四、激发学生学习兴趣, 增强课堂效果

《电力电子技术》课程的特点之一是理论性强, 逻辑思维严密, 涉及到电路、模拟、数字电子技术、自控控制原理等许多课程的知识。因此, 在讲授课程之前, 应首先去了解学生的学习情况, 研究学生的状态和需求, 在开始的几节课里多与学生接触, 了解情况。开课后, 教师应争取在最短的时间内熟悉学生们的实际学习情况, 作为安排教材、决定教学进度和选择教学方法的依据。

1. 充分发挥学生的主体作用。

教师要学会调动学生学习的主动性和积极性, 才能培养出高质量的人才。教师对内容相似或易于理解的内容予以精简, 选择一部分内容留给学生去自学, 然后让学生站在老师的角度去给别的同学讲解所理解的内容, 让学生画出主电路波形图, 通过相互交流, 互相促进, 提高学生的学习兴趣。

2. 平等待人, 积极鼓励。

在近几年教学过程中, 发现学生中有消极待学的现象, 这部分学生或沉迷于游戏, 或忙于出外打工赚钱, 严重地影响了其学业, 考试成绩也不理想。对于这部分学生, 教师一定要找到症结所在, 积极引导、平等对待、不断勉励。要重视学生的个性培养, 积极鼓励学生求新、求异、求难、质疑、进取的精神, 对于部分考研的学生, 他们认为凡是和考研有关的课程就认真对待, 无关的就不学, 对于这样的学生, 我们的做法是将考研数学的傅里叶变换与电力电子技术中的基波和谐波的概念结合起来, 既加强了考研知识学习, 又解决了电力电子技术中的知识难点掌握问题, 使其认识到课程之间都是相关的, 只有这样才能使师生之间建立一种平等、和谐、融洽的关系, 激发学生在课堂上的思维能力。

五、运用多种教学手段, 提高教学效果

《电力电子技术》课程本身特点是概念多、器件多、电路多。在对电路进行分析时, 从电力电子器件的导通与关断变化过程出发, 以波形分析为主要手段, 教授学生学习掌握不同器件所组成的变流电路的工作原理、波形画法、电路中主要物理量的计算。

1. 从以上对课程特点的分析可以看出, 只采用黑板板书的方法对课程进行讲授的话, 教师势必会在概念、电路图、波形图及参数变化对波形图的影响方面的书写花费大量的时间。而若只采用多媒体进行教学的话, 在波形和物理计算公式的推导的讲解过程中, 讲解速度虽然会加快, 但是与学生的互动也会相应减少。这样势必不利于启发学生, 培养学生的独立思考能力。教师在讲授的过程中应根据教学内容确定使用哪种方法进行讲解。文字内容比较多的情况, 可采用多媒体辅助教学。利用PPT向学生展示学习内容中涉及到的实物照片, 这样不仅可以增加教学内容的知识量, 而且可以提高学生的学习兴趣。如果讲解的是可控电路的工作原理和输出波形, 可采用多媒体 (电路图演示) 和板书教学 (波形图绘制) 相结合的方法。

2. 实验是培养理论联系实际、学生动手能力的重要手段。对电力电子技术实验, 保留原有的晶闸管整流验证性实验, 使学生对本课程的应用有初步认识, 对直流斩波电路以及正弦波同步移相触发电路实验, 则可当成设计型实验, 由教师给出电路图及参数, 由学生自行设计, 选择器件及其驱动电路、保护电路, 进而完成实验, 培养学生分析问题、解决问题的能力。

3. 课程设计作为实践课教学中的重要组成部分, 在人才培养中起着举足轻重的作用。因此切实提高课程设计的质量, 具有重要意义。《电力电子技术》课程设计教学模式分以下几个方面: (1) 课程设计走进实验室。建立开放式综合性实验, 将实验时间交给学生, 让他们自行安排。而日常生产和生活中, 有许多实用的电力电子产品, 其电路相对简捷, 很接近教材, 非常具有代表性, 例如手机的充电器、录音机用的变压器, 可以把它引入到课程设计中来。通过这样的过程, 学生能够更真切地理解电力电子技术的基本内容、基本原理, 更加真实地感受电力电子电路的设计、调试过程。 (2) 课程设计引入计算机辅助设计。传统的电力电子技术实验, 基本上是学生利用protel软件画出PCB板图, 再利用电力电子开关器件、电阻、电容等元件搭建电路来获得电子线路的感性知识。但在教学实践中, 由于电路板连线可靠性差, 学生的操作技术不够熟练, 产生错误的概率较高。为了解决上述问题, 我们引入了计算机仿真软件MATLAB, Simulink作为MATLAB软件下的仿真系统, 通过它下面的工具箱可以对电力电子技术进行建模、仿真分析, 实现高效率开发系统的目标。

六、结语

本文针对近几年的《电力电子技术》课程理论教学和实践教学理念和改革思想进行了探讨, 有针对性地创新教学方法的研究, 使课程内容体现学科发展动态、学科前沿内容并提出有待解决的问题, 实行开放式教学, 对教学内容删繁就简, 吐故纳新, 实行教学内容对学科与专业发展的跟踪, 并且将课程教育与素质教育相结合, 将素质教育融入专业教育之中, 有效地调动了学生的学习兴趣和学习主动性, 提高了教学效果。

摘要：从教师自身建设出发, 根据《电力电子技术》课程的特点, 试着从教学内容、多媒体教学和实践教学等多个方面提出可行性建议, 提出了在教学过程中进行教学改革实践和探索的思路和做法。

关键词：《电力电子技术》课程,能力培养,教学实效

参考文献

[1]陈坚, 康勇.电力电子学——电力电子变换和控制技术[M].北京:高等教育出版社, 2002.

[2]李瑾.“电力电子技术”课程教学改革的探索和实践[J].中国电力教育, 2009, (7) .

[3]唐杰, 刘丽, 罗庆跃.“电力电子技术”课程研究性教学初探[J].中国电力教育, 2009, 12 (151) .

电力电子技术课堂教学 篇10

电力电子技术是自动化专业的一门专业基础课,它是集控制学、电子学和电力学为一体的综合专业课,涉及的专业知识比较多,因此比较难学,但是学好它,不但对后续自动化专业的相关课程的选课和学习非常重要,而且对学生以后的课程设计、毕业设计、学生科研项目、考研以及就业打下一个坚实的基础。基于以上原因,高等本科院校自动化专业的教师在针对课堂教学,特别是面对课堂教学难点的时候,应该采用最合适或者说使学生最容易接受的课堂教学方式。笔者经过多年的课堂教学实践,在电力电子技术课堂教学难点中,首先对教材中电路纯理论知识,通过教师巧妙地图解处理,将语言知识转换为电路图,能使课堂教学更直观和生动,从而更便于学生理解;然后将计算机仿真软件引入课堂教学中,主动引导学生思考和讨论课堂学习中原因如下,1)杜绝教师平铺直叙的课堂教学方法,能很好地吸引学生认真听课,提高课堂学习效率。2)能将学生课程设计、毕业设计或者学生科研项目等通过计算机仿真软件和教学难点联系起来,让学生明白课堂所学知识点非常有用,而且能够立即让他们受益,这样能够激发他们的学习兴趣,在课后学生自觉地通过计算机仿真去验证课堂所学理论知识,因此,学生可以借助计算机仿真软件对教学难点进行自我学习和巩固,从而轻松突破教学难点。3)可以培养学生科研意识,从而为培养创新型人才打下基础[1,2]。笔者经过近5年的教学实践,教师在教研教改和学生在学生科研上取得了很好的成效,教学经验值得推广。

1 电力电子技术课堂教学难点举例

西安交通大学王兆安和王进军教授主编的,由机械工业出版社出版的电力电子技术(第5版)第八章8.3.4节中的零转换PWM电路为软开关技术中的教学难点[3],教材中仅仅对其工作原理做了简单阐述,但是相对于其复杂的工作电路和工作波形,课堂上不但教师难以用最简单的讲解使学生明白,而且学生几乎没有什么兴趣去学习,更谈不上很好地掌握并与实际相结合。笔者经过多年的课堂教学,以教材为主,结合参考书和相关的文献资料,对教材上这部分知识进行了适当的改造,在课堂上将其工作原理的文字部分通过图解或者表格的形式展现在学生面前,让学生理解其基本工作原理,然后将计算机仿真软件引入到课堂教学中,通过课堂理论知识的具体应用,激发学生的学习兴趣,从而突破教学难点。下面将完全的课堂教学演算呈现出来。

1.1 升压型零电压转换PWM电路的工作原理

教材193页8.3.4节中对零电压转换PWM电路常用的软开关电路—升压型零电压转换PWM电路的工作原理做了简单的叙述,相对于其实际的电路的复杂性,简单的几句话不足以使学生理解并掌握其工作原理。现在笔者将升压型零电压转换PWM电路分为两个教学过程,第一个是工作原理的详细介绍;第二个是课堂知识的具体应用。零电压转换PWM电路如图1所示[3],相对于传统的升压型变换电路—Boost变换电路[4](在教材第五章直流-直流变流电路的第123页有详细介绍),升压型零电压转换电路在Boost变换电路的基础上增加了一个辅助网络,该网络由辅助开关QZVT、谐振电感Lr、谐振电容Cr及二极管D2和D3组成。电路工作时,辅助开关QZVT先于主开关QMAIN开通,使ZVT谐振网络工作,电容Cr上电压(即主开关QMAIN两端电压)下降到零,创造主开QMAIN零电压开通条件。下面结合其工作波形图详细介绍其工作原理。

设输入电感足够大,可以用恒流源IIN代替,而输出滤波电容足够大,输出端可用恒压源V0代替。设T

(1)T0~T1 Lr电流线形上升阶段。 辅助开关Tr1开通,谐振电感电流iLr线形上升,t=T1时达Is,二极管D的电流ID则由Is线形下降,t=T1时降到零电流下关断,等效电路如图3(a)所示。

(2)T1~T2谐振阶段。LrCr谐振,电流iLr谐振上升,而电压Vds由V0谐振下降。T=T2时,Vds=0,Tr的反并联二极管导通。等效电路如图3(b)所示。

(3)T2~T3主开关Tr开通。由于Tr的体二极管已导通,创造了ZVS条件,因此应当利用这个机会,在t=T3时给Tr加驱动信号,使Tr在零电压下导通,等效电路如图3(c)所示。

(4)T3~T4 iLr线形下降阶段。t=T3,Tr1关断,由于D1导通,Tr1的电压被钳在V0值,Lr的储能释放给负载,其电流线形下降,等效电路图如图3(d)所示。

(5)T4~T5 ids恒流阶段。t=T4,D1关断,这时Boost型ZVT-PWM变换器如同普通Boost型变换器的开关管导通的情况一样,等效电路如图3(e)所示。

(6)T5~T6 Cr线形充电阶段。t=T5,Tr关断,恒流源Is对Cr线形充电,直至t=T6时,Vcr=Vo。等效电路图如3(f)所示。

/型变换器开关管关断的情况一样,处于续流状态,直到t=T0,下一周期开始,等效电路图如图3(g)所示。刚才图3所示的七个工作原理可以用七个运行模式表示,如表1所示。

从上面的分析可以看出,经过教师的巧妙处理,将教材193页上复杂的升压型零电压转换PWM电路的工作原理通过图解结合文字解说的方式,进行详细的阐述,经过这样的处理,学生都能掌握和理解。接下来笔者将所学课堂理论知识与实际应用相结合,达到加深学生印象和突破难点的效果。

1.2 课堂理论知识的具体应用

上面对升压型零电压转换PWM电路的工作原理进行了阐述,学生对其工作原理有了一定的理解,但是他们可能疑惑,学了这个知识难点,到底它具体应用在哪些地方呢?逆变电路在教材第五章123页对升压变换电路的作用一个是电压抬升,另外一个是是功率因数校正,这两个知识点我们已经掌握,那针对这次学的升压型零电压转换PWM电路,跟普通升压型电路作用没什么差别。于是笔者就将升压型零电路应用于功率因数校正电路中,一个是验证软开关理论,另一个就是验证其功率因数校正功能。图4所示为升压型零电压转换PWM电路在功率因数校正电路中的具体应用,其整个系统的工作原理首先是市电220V交流输入,通过不控整流变成直流电,但是由于采用二极管整流以及大电感电容滤波,因此系统功率因数比较低,而且含有大量的高次谐波。关于功率谐波的危害在本教材69页第三章整流电路中的3.5.1节中有详细的阐述[6],在这里不做具体叙述。由此可见,在不控整流电路中引入升压型零电压转换PWM电路的主要目的就是提高系统的功率因数,另外一方面,由于引入了新的电路,因此系统的效率会降低,由此需要采用软开关技术来提升系统效率,这也是本节的软开关技术应用的一个具体体现。

根据电路理论和模拟电子技术的知识可以算出系统的元器件参数:输入电压Vin为单相220V,升压电感L为470μH,谐振电感Lr为8.3μH,谐振电感Cr为958p F,输出滤波电容Co为2200μF,开关频率f为100k Hz。然后在仿真软件Pspice中搭建仿真模型并进行仿真。其仿真模型和仿真波形如图5、图6、图7和图8所示[7,8,9,10]。

图6主开关管Tr和辅助开关管Tr1驱动波形仿真图

图7主开关管Tr软开关工作状态仿真波形图

图8输入电流跟随输入波形电压仿真图

(参见下页)

图5为图4所示的电路在Pspice中的仿真模型。图6为主开关管Tr和辅助开关管Tr1的驱动波形图,图中显示了主开关管Tr是在辅助开关管Tr1关断后才开通的,而且辅助开关管导通时间很短,显著地减少了开关管Tr的损耗。图7为主开关管Tr驱动波形Vgs,漏源电流波形Ids以及漏源电压Vds的仿真波形图。图中我们可以看到主开关管在开通前先有电流反向流过其体内二极管,使漏极电压箝位到零,再加驱动脉冲从而实现零电压开通。当驱动脉冲变为零时,由于主开关管Tr漏源极两端并联着谐振电容,使得主开关管Tr漏源两端的电压缓慢上升,从而实现零电压关断,在这里笔者要特别强调这就是这节课学习难点的软开关的工作原理。图8为输入交流电压和电流波形图,从图中我们清楚地看到输入电流很好跟随交流输入电压,实现了功率因数校正的目的。因此通过零转换PWM电路的课堂教学示范,可以得出以下结论:1)学生可掌握升压型零电压转换PWM电路的基本工作原理;2)学生复习了功率因数校正的概念;3)学生通过课堂所学理论知识的应用将前面所学章节和本节课知识联系起来,达到了融会贯通的效果。4)最重要的是激发了学生的学习兴趣,帮助他们更加容易地掌握课堂教学难点。

3 结论

综上所述, 在电力电子技术课堂教学中,在针对教学难点的授课过程中,将文字叙述通过图形和图表的方式表示出来,然后把计算机仿真软件Pspice引入到课堂教学中,相对于传统的电力电子技术课堂教学,教学效果明显,值得广大高校电力电子技术专业课教师借鉴。

摘要：在电力电子技术专业课课堂教学中,针对软开关技术教学中的难点知识—零电压转换PWM电路,笔者首先将繁琐的文字叙述转化成图形和图表的形式,向学生进行讲授。然后将计算机仿真软件Pspice引入课堂教学中,通过对课堂理论知识的具体应用,能够激发学生学习兴趣,从而轻松突破难点。通过课堂教学示范,课堂教学和学习效果比较好,是一种全新的课堂教学模式,值得在高校课堂教学中推广。

电力电子技术课堂教学 篇11

摘要：针对电力电子技术课程教学中的理论性比较强的内容，学生学习理解起来难度大的问题，本文以单相SPWM逆变电源为例进行仿真研究，采用MATLAB/SIMULINK强大的仿真功能进行建模仿真，使教学过程更直观形象，仿真结果和理论分析结果的一致，验证了基于MATLAB的电力电子系统建模和仿真的实用性。

关键词：仿真教学 SPWM 逆变电源

【中图分类号】TM1-4；G434

一、引言

电源设备广泛应用于科学研究、经济建设、国防设施及人民生活等各个方面，是电子设备和机电设备的基础， 在国民经济各个部门中都是相关的，应用最为广泛的是在工农业生产中。可以说，一切领域都要用到电源设备，凡是涉及电子和电工技术的。逆变电路是该电源的关键电路，其功能是实现DC/AC的功能变换，即在逆变电路的控制下把直流电源转换成SPWM波形供给后级滤波电路，形成标准的正弦波。采用IGBT作为开关器件，IGBT是自关断器件，用它做开关元件构成的SPWM逆变器，可使装置的体积小，斩波频率高，控制灵活、调节性能好、成本低。SPWM逆变器，简单的说，是控制逆变器开关器件的通断顺序和时间规律，在逆变器输出等幅、宽度可调的矩形波。

二、逆变电源概述

和逆变电源的发展联系在一起的是电力电子器件的发展，逆变电源的发展是电力电子器件的发展带动的。目前逆变器的核心部分就是逆变器和其控制部分，虽然在控制方法上已经趋于成熟，但是其控制方法实现起来还是有一定的困难。因此，对逆变电源的控制和逆变器进行深入研究具有很大的现实意义。早期的逆变电源，只需要保证其输出不断电，稳压、稳频即可。然而，现在的逆变电源除了这些要求以外，还必须是绿色环保的、高性能的逆变电源。必须满足：输入功率因数高，输出阻抗低；暂态响应快速，稳态精度高；高稳定性，高效率，高可靠性；网络功能完善；智能化；电磁干扰低。在传统的逆变电源中采用模拟电路控制，但模拟控制存在许多固有的缺点：

（1）采用大量分散元件和电路板，硬件成本偏高，系统可靠性下降；

（2）人工调试器件，导致生产效率降低及控制系统一致性差；

（3）器件老化及热漂移问题，导致逆变电源输出性能下降，甚至导致输出失败；

三、SPWM调制技术

SPWM是实现逆变器输出交流电压调节、减小输出电压谐波的一种控制方法。利用SPWM

控制构成的逆变器调节性能好，速度快，可使调节过程中频率和电压相配合，以获得好的动态性能，输出电压波形接近正弦波。SPWM逆变器具有以下主要特点：

（1）逆变器同时实现调频调压，系统的动态响应不受直流环节滤波器参数的影响。

（2）可获得正弦波的输出电压波形，低次谐波减少，在电气传动中，可使传动系统转矩脉冲大大减少，扩大调速范围，提高系统性能。

（3）组成变频器时，主电路只有一组可控的功率环节，简化了结构，由于采用不可控整流器，使电网功率因数接近于1，且与输出电压大小无关。

四、IGBT介绍

选用IGBT作为逆变器的功率开关器件， IGBT是一种复合型功率开关器件，它既有单极型电压驱动的MOSOFT的优点，又结合了双极型开关器件BJT耐高压，电流大的优点。其开关速度显然比功率MOSFET低，但远高于BJT，又因为它是电压控制器件，故控制电路简单、稳定性好。IGBT的最高电压为1200V，最大电流为1000A，工作频率高达1000kHz。它具有电压控制和开关时间（约为300ns）极短的优点。

五、逆变器控制电路

逆变器采用单相桥式电压型逆变电路，负载为感性负载，给定为正弦波ur为调制波，载波uc为三角波，正弦波ur与三角波uc的交点时刻控制各开关器件的通断。工作时，通过对T1～T4管的合理通断切换，使逆变电路输出电压为交变电压，其中T1、T2的通断状态互补，T3、T4的通断状态互补。采用双极性控制方式时，在正弦波ur的正、负半周期内，ur与三角波uc的交点时刻控制各开关器件的通断。即当ur>uc时，给T1、T4以通信号，给T2、T3以关断信号，引时如果负载电流io>0，则T1、T4导通。如io<0，则VD1、VD4导通，但不管哪种情况，都是输出电压Uo=Ud。当Ur0，则VD2和VD3导通，但不管哪种情况都是uo=-Ud。其具体控制电路如图1所示：

逆变器的输出电压为SPWM波形时，其低次谐波将得到很好的抑制和消除，高次谐波又

能很容易滤去，从而可获得比较理想的正弦波输出电压。

六、逆变电路仿真建模

利用MATLAB软件的SIMULINK工具对电路进行建模，电路模型图如下图2所示：

交流电压参数设置：交流电压峰值为100V，频率为60Hz。

电阻R1的参数设置：电阻R1=1000Ω，L=0H，C=inf。

电阻R2的参数设置：R2=20Ω，L=0H，C=inf。

IGBT的参数设置：Rn=0.001Ω，Lon=0H，Uf=0.8，Rs=10Ω，Cs=250e-6F。

电容C的参数设置：R=0Ω，L=0H，C=100?F。

电容C1 的参数设置：R=0Ω，L=0H，C=10?F。

电感L的参数设置：R=0Ω，L=1H，C=inf。

普通桥的参数设置：Number of bridge arms为2，Power Electronic device为Diodes。

1、SPWM控制器子系统创建：双击上图中的SPWM模块，在子系统窗口内编辑SPWM发生电路控制器的SIMULINK模型，如下图3所示：

选用了一个关系运算模块以实现与门输出

三角波的参数设置：时间值为【-0.3 0.3】，输出值为【-2 2】

正弦波的参数设置：振幅为0.5

2、仿真结果

设置好各模块参数后，单击工具栏“Simulation”菜单下的“Start”命令进行仿真，双击示波器模块，得到仿真结果如下图4所示：

七、结束语

在电力电子技术课程的逆变电源教学研究中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的作用。掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来进行验证，学生对理论的理解就会更深刻，对培养学生的创新能力很有意义，并且可以调动学生学习的积极性。而仿真教学不受时间、空间和实训条件的限制，学生可以在课外自行仿真练习。仿真在促进教学改革、加强学生软件操作能力方面起到了积极的推动作用。

【基金】 湖南省教育厅职业院校教育教学改革研究项目（编号：ZJB2012023）

八、参考文献

[1]. 李传琦.电力电子技术计算机仿真实验[M].电子工业出版社，北京，2006年2月

[2]. 王云亮.電力电子技术[M].电子工业出版社，北京，2004年8月

[3]. 李雅轩.电力电子技术[M].中国电力出版社，北京，2007年3月

[4].王兆安，黄俊.电力电子技术（第4版）[M].机械工业出版社，2000

电力电子技术课堂教学 篇12

全球性的能源危机和环保问题使人们倾向于采用新型的绿色能源, 如太阳能、风能, 这些能源必须经过转换才能供给电器使用, 因此电力电子技术在生产、生活中受到人们越来越多的关注。

电力电子技术是高等院校中电气工程及自动化专业最重要的专业基础课程之一, 是在近代发展起来的基于半导体技术的新兴交叉学科, 主要在自动控制原理、现代控制理论、模电、数电、电路原理等基础课的基础上进行理论深化和工程应用的实践。

目前国外高等教育部门在电力电子技术专业教育改革率先走到了前面[1,2,3]。为此本文在教学实践的基础上, 从教学组织、实验管理和课外兴趣小组的三个方面, 首先列出了国内外明显的差异, 其次结合教学中的实际问题提出了比较全面的改进方案, 取得了一定的成效。

二、课堂教学内容的组织和讲授

教材是课堂教学的一个很重要的起点。国外教材内容和国内目前较多采用的教材差异较大。国内通常把相关知识分成几门课来教, 各门课程看来互相独立, 各自属于不同的理论体系; 国外会把相关基础内容整合成一本厚教材, 对学生融会贯通比较有益。

国内教材内容全面系统, 但是受篇幅所限, 只局限于本学科, 将其他学科联系部分交代较少, 难于理解。因此合理使用教材, 取舍及补充, 按照由浅入深的顺序重新安排章节。

下面以课程中使用的教材为例[4], 给出一些实际的安排调整。 教材里四种基本电力电子变换器是按照AC - DC, DC - AC, DC - DC, AC - AC的顺序安排, 其实直流变换器部分是重点, 更容易入手, 因为涉及的拓扑简单, 开关少, 输入输出都是恒定的。因此教学中应按照DC - DC, DC - AC, AC - DC, AC - AC的顺序进行讲解。

除了和其他学科的串联讲解, 更要注意书前后的呼应讲解, 如DC - DC中拓扑在AC - DC中的应用。

教与学是教学的两个方面, 对学生学习的督促是一个教师容易忽视的任务。

比较而言, 国内学生课外查阅文献资料和阅读材料的环节需要加强。学生要学会利用网络资料解决电源制作中出现的问题。对此教师要加以引导, 让学生注意到网络资料的价值并学会分辨和利用。

三、实验的设计和管理及课程设计

实验不仅强化了对课堂内容的理解, 实践本身也是课程学习的目的之一。

国外实验条件较好, 而且实验室对学生开放, 设备利用率较高, 有兴趣的学生可以学到很多。特点是很扎实, 实验报告做的很详细。国内实验条件不好, 利用率也很低, 有限的时间里学生的动手能力无法得到锻炼, 实验辅导也没有跟上。

在本校这门课的实验和理论课是同时开的, 针对每个章节的内容都要设计对应的实验, 要精心设计按步骤和计划。在讲授概论知识的时候, 安排入门级实验。实验内容可以安排元器件的识别与检测, 在万用板上焊接的技能, 万用表、电子毫伏表和示波器的使用方法。在半导体器件部分, 安排学生按照半导体二极管、功率MOS管的型号在网上找说明书、应用的典型电路, 以及器件的重要参数值, 如导通电阻、额定电压、电流, 并焊接其应用电路, 得到器件典型特性的实验波形, 和学到的知识相印证, 而且要求写出完整的测试报告。

入门级实验的内容还包括让学生提前焊接控制电路的模块, 以便在后面的设计性实验不至于太手忙脚乱。

设计性实验按照由浅入深分为三个阶段, 在教师辅助下开环电源的制作, 同样要注意开环的浪涌分析与抑制。

由于时间和课时所限, 设计了围绕反激电源的系列制作, 按照层次递进的关系其功能分别是: ( 1) 直流变换 ( 2) 交- 直流变换 ( 3) 单级变换器, 最终要求详细的变压器设计过程, 及加入过压、 过流保护电路。

设计性实验较为复杂, 因此要在实验的前期准备工作上多下工夫, 学生给出的设计方案要经过充分论证、讲评后才开始实验阶段。

四、课外兴趣小组

课外兴趣及项目小组最基础的作用是组织学有余力的学生, 形成良好的学习氛围。

这部分可以借鉴国外课程设计部分的组织, 在两个学期的理论实验课后, 第三个学期是专门的课程设计部分。

兴趣小组主要由大三、大四学生组成, 依据学生的动手能力、 勤奋程度和主观意愿。以学生为主导, 老师为指导。选择表现突出的学生作为组长, 对老师直接负责。学生按其能力和专长形成三个梯队, 大二新进来负责找元件、焊接, 大三负责调试、测试、修理, 大四负责画PCB板、设计。每组由3 ~ 4位同学组成, 按照每组的整体水平, 题目设置也会由浅入深。

基于不同的特征, 兴趣小组的课题是电源高级制作, 如数字控制下电源制作, 注意数字控制及干扰, 教师课题研究相关的硬件制作, 也可以作为小组的题目。

课题完成后会举办讨论、讲座、专题报告进行内部交流。

五、总结

借鉴国外经验可以从方方面面提升电力电子技术的教学, 课程可以延伸至毕业设计, 经过兴趣小组两年的锻炼, 个别学生硬件水平可以提前达到硕士毕业的要求。为了取得最佳教学效果以及项目进度的需要, 需要配备开放的实验室以及给学生适当的薪酬、奖金会给他们更多的动力, 让项目得以更好完成。

摘要：本文从电力电子技术课程的教学实践出发, 在借鉴国外电力电子技术专业教育改革成功经验的同时, 结合学生的实际情况和教学中出现的问题, 从课堂教学、实验管理和课外兴趣小组三个方面改进了电力电子技术课程的教学, 对教师科研课题研究的硬件制作方面也可以起到一定的促进作用。

关键词：电力电子技术,电气工程,课程教学,国外经验

参考文献

[1]刘晋, 牛印锁, 文俊, 国内外“电力电子技术”课程教学研究[J], 中国电力教育, 2012.

[2]郑君里, 于歆杰, 美国MIT EECS系本科生课程设置简介[J], 电气电子教学学报, 2006.

[3]关晓菡, 张卫平, 张东彦, 国内外高校电力电子技术教育现状综述[J], 电气电子教学学报, 2006.