電力電子教學(xué)精選(九篇)

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第1篇：電力電子教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：應(yīng)用人才；電力電子；教學(xué)內(nèi)容；改革

《電力電子技術(shù)》課程內(nèi)容中包括電路理論、電機學(xué)、電力控制技術(shù)、電力半導(dǎo)體技術(shù)、控制理論、模擬和數(shù)字電子技術(shù)等，知識面寬廣，信息量大，不容易理解。隨著科技的快速更新?lián)Q代，教學(xué)內(nèi)容日益豐富，對課堂教學(xué)內(nèi)容要求的難度也越來越高。傳統(tǒng)簡單的照本宣讀理論教學(xué)，已然無法適應(yīng)《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)的要求，更無法滿足市場對應(yīng)用型人才的需求。因此，如何對教學(xué)內(nèi)容進行改革，提高教學(xué)效果，真正培養(yǎng)出有實際操作能力的應(yīng)用電力電子技術(shù)人才，是當(dāng)前高校教學(xué)改革發(fā)展的重點。

一、當(dāng)前《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容存在的問題

（一）課堂教學(xué)內(nèi)容存在的問題。當(dāng)前對于《電力電子技術(shù)》課程的教學(xué)，由于課程本身涉及范圍較廣，知識面較寬，而教材編纂內(nèi)容還在不斷更新與探索，所以導(dǎo)致課堂理論教學(xué)基本是照本宣讀，缺乏生動易懂的典型案例。學(xué)生很難產(chǎn)生整體的概念以及邏輯理解思維，理解困難，紛雜的理論讓學(xué)生思而生畏，產(chǎn)生厭學(xué)情緒，教學(xué)效果難以達到要求。（二）實驗教學(xué)內(nèi)容存在的問題。電力電子技術(shù)本來就是一門應(yīng)用性很強的課程。高校教學(xué)的目的也是相應(yīng)地培養(yǎng)應(yīng)用型人才。因此，實踐教學(xué)應(yīng)該被貫穿創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)的始終。當(dāng)前高校對電力電子技術(shù)實驗教學(xué)平臺的建設(shè)，重視程度不足。實驗教學(xué)內(nèi)容及設(shè)備陳舊，教學(xué)還是按照舊的功能模塊來進行操作，學(xué)生機械地模仿老師的操作，對實驗過程和現(xiàn)象沒有足夠的關(guān)注，對新技術(shù)的接觸了解經(jīng)常一帶而過。培養(yǎng)出來的學(xué)生，根本不能很好地適應(yīng)當(dāng)下新的科學(xué)技術(shù)發(fā)展，造成高校實驗教學(xué)形同虛設(shè)。

二、對《電力電子技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容改革的建議

（一）優(yōu)化課堂理論教學(xué)內(nèi)容順序。電力電子技術(shù)課程教學(xué)的特點是，內(nèi)容多且涉及面廣，而課時相對安排較少。教材又一直在根據(jù)實際科技的發(fā)展而不斷調(diào)整更新。在這樣的情況下，教師需要根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗及教學(xué)目標(biāo)，來對課程內(nèi)容的教學(xué)順序進行優(yōu)化調(diào)整。旨在幫助啟發(fā)學(xué)生建立清晰的概念和整體邏輯，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)有條理，有方向，最終達到有方法的主動創(chuàng)新學(xué)習(xí)。例如，可以啟發(fā)學(xué)生利用圖表方法，將電力電子技術(shù)整體的內(nèi)容大致分為幾個部分，并對每個部分進行主要核心內(nèi)容的整理，此處需要注意的是，一定要進行有重點的區(qū)分，而非形式上的冗雜。比如說可以按照如下的方式劃分：以電力電子器件為核心，以兩種控制方法（相控控制和PWM控制）和四類基本電力的變換電路（整流電路、逆變電路、斬波電路和交流變換電路）為基礎(chǔ)，以兩類應(yīng)用（電力、電子技術(shù)應(yīng)用）為目標(biāo)，配合當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展需要來進行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置。這樣，對于學(xué)生來說，就能夠很清晰地建立整體的概念，也能夠?qū)χR進行很好地理解和吸收。（二）重視實驗平臺建設(shè)。應(yīng)用型人才發(fā)展的重點，除了理論素養(yǎng)過硬之外，必須要有很強的實踐創(chuàng)新能力。而這種能力的最佳培養(yǎng)期，就是在大學(xué)時期。高校實驗平臺的建設(shè)，對于電力電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，是尤為重要的，也是其鍛煉實踐能力的主要渠道。高校實驗教學(xué)應(yīng)該緊跟時代科技發(fā)展步伐，定期更新實驗?zāi)K，分層進行實驗教學(xué)。例如，實驗教學(xué)內(nèi)容可以分為三個層次：第一層次為基礎(chǔ)實驗教學(xué)。即教師示范，學(xué)生學(xué)習(xí)。第二層次為設(shè)計實驗教學(xué)。即教師給出設(shè)計實驗任務(wù)，學(xué)生通過分組討論，給出設(shè)計方案，然后教師對可行的實驗進行指導(dǎo)實驗。第三層次為創(chuàng)新實驗教學(xué)。即讓學(xué)生自主地對自己感興趣的方向或者科研熱點問題進行創(chuàng)新實驗設(shè)計，教師則以配合者的身份參與其中進行指導(dǎo)。這樣，用逐步遞進的方式來進行的實驗教學(xué)，既可以鍛煉學(xué)生的動手實踐能力，同時又以開放式探究問題的方法，激發(fā)了學(xué)生的自主創(chuàng)新意識，可以真正地使學(xué)生得到全面的發(fā)展。（三）明確培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)。傳統(tǒng)教育模式的目標(biāo)，都是應(yīng)試教育。教學(xué)內(nèi)容也以此為基礎(chǔ)，將知識點反復(fù)疊加講授，使學(xué)生苦不堪言。新課改要求，教學(xué)要以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，全力改革教學(xué)內(nèi)容，以人為本，以滿足社會發(fā)展的實用性為基準(zhǔn)。這就要求教師堅持從學(xué)生的角度出發(fā)，切實通過改革教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的自主意識。例如，在課程教學(xué)講授理論知識的同時，通過生活中的實例，使學(xué)生真正了解電力電子技術(shù)在人們生活中的地位及作用，培養(yǎng)學(xué)生的自豪感及使命感，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。在實驗教學(xué)中，間插性地配合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，讓學(xué)生了解到電力電子技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)狀和亟待解決的問題，以期讓學(xué)生的創(chuàng)新思維得到啟發(fā)，明確目標(biāo)，達到實驗教學(xué)的效果。

三、結(jié)語

課程教學(xué)本身就像一門藝術(shù)，而《電力電子技術(shù)》這門課程的教學(xué)，就是需要極高造詣方能領(lǐng)悟的藝術(shù)。想要上好這門課，真正地培養(yǎng)出對社會發(fā)展有用的實力應(yīng)用型人才，就必須認(rèn)真地、反復(fù)不斷地研究教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法手段。希望通過教學(xué)內(nèi)容的改革，能夠真正培養(yǎng)出專業(yè)基礎(chǔ)知識清晰扎實、創(chuàng)新能力過硬以及擁有出眾工程實踐能力的應(yīng)用型人才，為社會主義社會建設(shè)貢獻力量。

作者:羅瑞鴻 單位:河池學(xué)院物理與機電工程學(xué)院

參考文獻：

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［3］王卓，王強，曹晶人等．“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)改革探討與實踐［J］．中國電力教育，2013，（11）：37－38．

第2篇：電力電子教學(xué)范文

電力電子技術(shù)課程內(nèi)容量大、知識點多、既有理論分析又有實際電路應(yīng)用。以我校自動化專業(yè)為例，采用王兆安老師主編的《電力電子技術(shù)》第五版教材，課程內(nèi)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(shù)（PWM、軟開關(guān)），課時安排為56學(xué)時，其中8學(xué)時為實驗教學(xué)。在48學(xué)時的理論教學(xué)內(nèi)容中，除緒論、習(xí)題課和總復(fù)習(xí)占4學(xué)時外，電力電子器件占4學(xué)時，電力電子電路占34學(xué)時，PWM控制與軟開關(guān)技術(shù)占6學(xué)時。由上可見，電力電子電路占理論教學(xué)學(xué)時的70%，但是該部分的實際教學(xué)內(nèi)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(fù)載（電阻性、阻感性、反電動勢）及多種電路變換形式（如帶續(xù)流二極管），其中每種電路還要分析不同觸發(fā)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(fù)載直流電壓、負(fù)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(shù)計算（如直流平均值、交流有效值）。如此復(fù)雜的電路教學(xué)過程，若僅靠傳統(tǒng)黑板板書及幻燈片教學(xué)模式進行講解，將不能在有限的課時時間內(nèi)，既完成教學(xué)內(nèi)容，又讓學(xué)生深入理解各種電路的工作過程，其結(jié)果是學(xué)生沒能抓住電力電子電路學(xué)習(xí)的根本，不具有分析和設(shè)計電力電子電路的能力。電力電子技術(shù)的仿真教學(xué)改革就是要改變上述由于教學(xué)內(nèi)容多、課程內(nèi)容復(fù)雜、課時分配少而帶來的教學(xué)和學(xué)習(xí)問題，其改革的內(nèi)容就是在有效的教學(xué)時間內(nèi)，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(xué)模式，該模式不僅能把教學(xué)基本內(nèi)容講授清楚，同時能大大提高學(xué)生對課程教學(xué)重點與教學(xué)難點的理解和把握，達到事半功倍的效果。仿真教學(xué)改革中采用MATLAB仿真軟件，其中的電力系統(tǒng)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(tǒng)模塊庫組成電力電子主電路和驅(qū)動電路，可以較為容易的分析和設(shè)計更為復(fù)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(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。

二、仿真教學(xué)過程實例分析

由于電力電子技術(shù)課程中的各種電路形式復(fù)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(shù)的仿真教學(xué)過程。三相橋式全控整流電路在工業(yè)生產(chǎn)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(shù)課程的重點內(nèi)容。三相橋式全控整流電路為如上所述教材的3.2.2節(jié)內(nèi)容，主要包括電路原理圖、電阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載工作情況三部分內(nèi)容。該節(jié)課程的知識目標(biāo)定位于掌握三相橋式全控整流電路的組成、特點及應(yīng)用，理解三相橋式全控整流電路的工作原理；能力目標(biāo)定位于能夠根據(jù)電路圖搭建相應(yīng)電路并進行測量，同時能夠根據(jù)任務(wù)要求開展相關(guān)實驗。該節(jié)課程的仿真教學(xué)過程中首先讓學(xué)生掌握電路結(jié)構(gòu)，然后針對不同負(fù)載情況下，讓學(xué)生理解工作原理并學(xué)會波形分析及參數(shù)定量計算，最后結(jié)合“自動控制原理”及“電機學(xué)”課程相關(guān)內(nèi)容，給出仿真實驗任務(wù)，目的讓學(xué)生逐步進入狀態(tài)，逐步掌握學(xué)習(xí)這門課的方法，下面給出仿真教學(xué)中需要注意的教學(xué)重點，其它教學(xué)部分可參考相應(yīng)教材，這里不再贅述。

1.三相橋式全控整流電路結(jié)構(gòu)該部分首先介紹三相橋式全控整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，它區(qū)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(yōu)點，同時采用幻燈片播放實際應(yīng)用案例的形式，來增強學(xué)生對該部分內(nèi)容的感性認(rèn)識，并提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，介紹該電路中包含六個晶閘管元件，是目前學(xué)習(xí)中器件最多的電路，需要學(xué)生們認(rèn)真理解六個晶閘管器件的觸發(fā)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(diào)以下幾點：①晶閘管器件編號務(wù)必為共陰極組內(nèi)VT1、VT3、VT5，共陽極組內(nèi)VT4、VT6、VT2；②晶閘管門極觸發(fā)脈沖順序務(wù)必為VT1-VT6；③晶閘管觸發(fā)脈沖相位間隔60度。

2.帶電阻性負(fù)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(fù)載選擇為電阻性負(fù)載，并增加若干示波器觀察點，其中三相電源設(shè)置為幅值100V、頻率50Hz，電阻負(fù)載2Ω，仿真參數(shù)設(shè)置為仿真起始時間0.0s，結(jié)束時間0.1s，算法選擇ode23tb。帶電阻性負(fù)載情況下的教學(xué)重點為：①不同觸發(fā)角下的波形分析；②負(fù)載電流的連續(xù)與斷續(xù)分析；③晶閘管的單觸發(fā)脈沖與雙觸發(fā)脈沖形式。其中難點內(nèi)容為連續(xù)與斷續(xù)狀態(tài)下的脈沖形式。首先通過仿真詳細講解30度觸發(fā)角時的波形情況，要求學(xué)生在給定電源條件下能夠正確理解觸發(fā)脈沖、直流負(fù)載電壓、直流負(fù)載電流、晶閘管承受電壓和交流電源電流的波形。講授過程中需要注意：①觸發(fā)角的觸發(fā)時刻，由于三相整流電路的自然換相點對應(yīng)A相電壓波形的30度位置，因此30度觸發(fā)角情況下的晶閘管VT1觸發(fā)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(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)，再分析其他電量；③特別注意強調(diào)線電壓波形及波形畫法。然后，利用仿真教學(xué)的優(yōu)勢進一步講解如上教學(xué)重點要求，如圖3所示為60度和90度觸發(fā)角下的晶閘管觸發(fā)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(fā)角為負(fù)載電壓和電流連續(xù)與斷續(xù)的臨界點，90度觸發(fā)角時清楚的看到負(fù)載電流為斷續(xù)狀態(tài)，同時各個觸發(fā)脈沖為保證電流斷續(xù)下正常工作而變成雙觸發(fā)脈沖形式。為了讓學(xué)生能夠更深入的理解電阻性負(fù)載時的工作情況，在仿真教學(xué)過程中，可以采取更小的脈沖角度間隔對多個觸發(fā)角進行多次仿真，這樣更能深入理解隨著觸發(fā)角的增加，直流負(fù)載電壓不斷降低的過程。

3.帶阻感性負(fù)載情況分析當(dāng)三相橋式全控整流電路帶阻感性負(fù)載工作時，其特點就是能保證負(fù)載電流續(xù)流而不出現(xiàn)斷續(xù)的狀態(tài)，因此該部分的教學(xué)重點為：①讓學(xué)生能夠清楚的理解整個移相范圍內(nèi)負(fù)載電流總是連續(xù)的工作狀態(tài)；②由于電感的作用，負(fù)載電壓會出現(xiàn)負(fù)的部分；③大電感狀態(tài)下，負(fù)載電流近似為一條直線。圖4為觸發(fā)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(fā)角為90度情況進行對比，可以清楚的看出阻感性負(fù)載時的直流負(fù)載電壓波形既有正向波形，又有負(fù)向波形，負(fù)載電流波形始終處于連續(xù)狀態(tài)，同時還可以通過仿真教學(xué)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(dāng)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(wù)：直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)完成如上規(guī)定的仿真教學(xué)任務(wù)后，可以給學(xué)生布置相應(yīng)的仿真實驗任務(wù)，結(jié)合直流電機原理和閉環(huán)控制原理，安排直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)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(wù)如下：（1）仿真參數(shù)設(shè)置：仿真起始時間0.0s，結(jié)束時間5s，算法選擇ode23tb。（2）系統(tǒng)要求跟蹤恒值速度給定500r/min。（3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)定為比例控制，要求分析不同負(fù)載轉(zhuǎn)矩、不同轉(zhuǎn)速比例調(diào)節(jié)下的電機電壓、電流和轉(zhuǎn)速波形。這里給出用于教學(xué)參考的系統(tǒng)仿真結(jié)構(gòu)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(fù)載，因此通過仿真實驗可以更深入的認(rèn)識阻感性負(fù)載下的三相橋式全控整流電路的工作過程，直流負(fù)載電壓即電機供電電壓有正負(fù)波形，直流負(fù)載電流即電機電樞電流為連續(xù)狀態(tài)且近似為一條直線，轉(zhuǎn)速波形由學(xué)生在仿真實驗中自行觀察。

三、結(jié)論

第3篇：電力電子教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；虛擬交互；教學(xué)系統(tǒng)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0067-02

“電力電子技術(shù)”既是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門實用性和實踐性較強的課程。教學(xué)內(nèi)容以電力電子電路為主線，以波形與相位分析方法（波形分析法）貫穿始終，通過分析各類電力電子器件的通斷情況來理解整流、逆變、斬波等典型電路的工作原理，從而繪制出電路在不同負(fù)載作用下各參考點的電流、電壓波形?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”課程的內(nèi)容較為抽象，理解起來比較困難。教學(xué)過程中，理論講解、實驗驗證是兩個必經(jīng)環(huán)節(jié)。理論講解中，由于電路類型多，不管是晶閘管觸發(fā)控制角變化控制（相控），還是全控型器件高頻率通斷控制（斬控），單相電路比較容易，對于三相電路，學(xué)員普遍認(rèn)為較難理解。而實驗可以驗證理論，加深學(xué)員的理解，因此應(yīng)開設(shè)一些相關(guān)的實驗課程。做實驗時，幾乎所有的電路和系統(tǒng)都是封閉式的，多數(shù)僅用掛件或?qū)嶒炏鋪硗瓿蓪嶒?。實驗過程中，學(xué)員幾乎是機械式連線、讀取實驗數(shù)據(jù)，記錄實驗數(shù)據(jù)和波形，即使不了解電路的工作原理，只要連線正確、實驗儀器完好即可完成實驗，但是如果設(shè)備或連線有問題，就會使實驗結(jié)果與理論分析不符甚至出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)員不能獨立分析、解決問題，排除故障。

針對“電力電子技術(shù)”課程在教學(xué)和實驗中出現(xiàn)的問題，設(shè)計了一個電機類課程虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠變抽象為具體，變枯燥為生動，形象直觀地進行教學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。該系統(tǒng)基于VB和MATLAB的接口編程，可以通過友好的系統(tǒng)界面，運行相應(yīng)的Simulink仿真模型。該系統(tǒng)不僅可以實時觀察電路中任意參考點的電壓、電流波形，還可以實現(xiàn)交互操作，實時改變電路參數(shù)，從而加深學(xué)員對電路的理解；對于學(xué)員日后提高工程應(yīng)用和科研水平，掌握現(xiàn)代工程設(shè)計和實驗方法――計算機仿真技術(shù)很有幫助。該系統(tǒng)不僅可以用于輔助教員進行理論講解，加深學(xué)員理解，還可以用于學(xué)員做實驗前熟悉實驗項目，掌握實驗原理。實踐證明，采用該系統(tǒng)可以較好地適應(yīng)教員教學(xué)和學(xué)員學(xué)習(xí)的需要。

一、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的思路是：利用MATLAB構(gòu)建仿真模型，使用VB搭建界面，VB調(diào)用仿真模型，實現(xiàn)一個可以調(diào)用仿真模型的虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)。

1.MATLAB/Simulink簡介

MATLAB是矩陣實驗室（Matrix Laboratory）的簡稱。其除具備卓越的數(shù)值計算能力外，還具備專業(yè)水平的符號計算、文字處理、可視化建模仿真和實時控制等功能。Simulink是MATLAB軟件下的一個附加組件，是用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的MATLAB軟件包，為用戶提供了一個圖形化的用戶界面（GUI）。建立系統(tǒng)模型時依托圖形界面，利用鼠標(biāo)單擊和拖拉方式構(gòu)建仿真模型，像用鉛筆在紙上繪制系統(tǒng)的方框圖一樣簡單。

2.常用電力電子電路模塊庫

（1）電力電子元件庫（POWER ELECTRONICS）。電力電子元件庫是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫中重要的元件庫，包括IDEAL SWITCH功能模塊和IGBT功能模塊，涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的開關(guān)元件，如晶體二極管，IGBT，MOSFET，THYRISTOR，理想開關(guān)，THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等。

（2）線路元件庫（ELEMENTS）。線路元件庫也是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模塊庫中重要的元件庫，包括BREAKER功能模塊和LINEAR TRANSFORMER功能模塊，涵蓋了絕大多數(shù)電路所需的元器件，如電阻器、電容器、輸電線、變壓器、斷路器等。

3.電力電子電路仿真

（1）建立仿真模型。以三相橋式全控整流電路為例，建立仿真模型，使用模型庫的三相橋（Universal Bridge）和同步6脈沖觸發(fā)器（Synchronized 6-Pulse Generator）集成模塊，如圖1所示。

（2）設(shè)置模型參數(shù)。以阻感負(fù)載為例，設(shè)置模型參數(shù)。一是三相電壓源參數(shù)設(shè)置：電壓峰值為100V，頻率為50Hz。二是三相晶閘管整流器參數(shù)設(shè)置：使用默認(rèn)值。三是RLC負(fù)載參數(shù)設(shè)置：R的值為45Ω，L的值為1，C的值為inf。四是6脈沖發(fā)生器設(shè)置：頻率為50Hz，脈沖寬度取1°，選擇雙脈沖觸發(fā)方式。將其第五個輸入端（Block）置“0”，此時有脈沖輸出。如果置“1”，則沒有脈沖輸出。五是觸發(fā)角設(shè)置：α設(shè)為30°。

（3）仿真結(jié)果。圖2為三相橋式全控整流電路仿真結(jié)果，可觀察輸出電壓、輸出電流、晶閘管兩端電壓等多個波形，并且可以通過改變α角，觀察以上波形，由此加深對于電路的理解。

4.VB簡介及應(yīng)用

（1）VB簡介。Visual Basic（簡稱VB）是美國微軟公司推出的Microsoft Visual Studio可視化開發(fā)工具套件中的一個組件，是在Quick BASIC基礎(chǔ)上，為開發(fā)Windows應(yīng)用程序而提供的強有力的開發(fā)工具，是一種具有良好的圖形用戶界面（Graphic User Interface，簡稱GUI）的程序設(shè)計語言。該系統(tǒng)采用VB和MATLAB的接口編程，通過友好的系統(tǒng)界面，運行相應(yīng)的Simulink仿真模型。

（2）界面制作。用VB開發(fā)的“實驗內(nèi)容和步驟”窗體中包含多個運行按鈕，這些按鈕是根據(jù)電路帶不同類型的負(fù)載而設(shè)置的，當(dāng)單擊任一個運行按鈕時，都會調(diào)用相應(yīng)的Simulink模型窗口進行仿真。要實現(xiàn)這一功能，就需要在運行按鈕的單擊事件中輸入相應(yīng)的代碼。以第一個運行按鈕（Commandl）為例，介紹代碼的編寫過程即VB和MATLAB的接口編程的實現(xiàn)。雙擊Commandl，進入代碼編寫窗口，在PrivateSub Commandl―Click0中寫入如下代碼：

其中，fz是一個后綴為mdl的模型文件，就是仿真模型的名稱。該文件路徑是可以指定的，但須在MATLAB中將該文件路徑設(shè)置為搜索路徑，否則無法調(diào)用該文件。

輸入以上代碼，即可調(diào)用程序。但是在VB調(diào)用仿真模型時，只是彈出一下，馬上就結(jié)束。因此，為了使調(diào)用的程序不結(jié)束，可使用如下代碼：

以上兩行代碼，第一行代表可以開始運行仿真，第二行代表暫停仿真。當(dāng)程序運行至第二行時，仿真界面將停住，此時即可對模型進行相應(yīng)的操作，與在MATLAB中操作方法類似。圖3是編程截圖。

二、虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)

為了使整個虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)正常運行，必須把用VB完成的界面設(shè)計和用MATLAB實現(xiàn)的仿真模型連接起來，也就是VB和MATLAB的接口編程。本交互系統(tǒng)中VB和MATLAB的動態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）采用的是客戶端/服務(wù)器（c/s）模式，VB作為客戶端，MATLAB作為服務(wù)器。而接口編程方法中的ActiveX技術(shù)正適合于這種模式，并且實現(xiàn)起來比較方便，因此采用ActiveX技術(shù)實現(xiàn)VB和MATLAB的接口編程。系統(tǒng)主要包括主界面和調(diào)用界面，進入調(diào)用界面后，就相當(dāng)于在MATLAB環(huán)境中操作。

1.主界面

虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)標(biāo)題為“電機類課程虛擬交互系統(tǒng)”，主界面有兩個按鈕，即“進入系統(tǒng)”和“退出系統(tǒng)”，如圖4所示。

2.調(diào)用界面

進入系統(tǒng)后，出現(xiàn)調(diào)用界面。本界面主要是進入相應(yīng)仿真模型，共有9個仿真模型。本界面具有可添加性，可以根據(jù)自己的需要制作仿真模型并添加到系統(tǒng)中，對系統(tǒng)進行完善。

三、結(jié)論

本虛擬交互教學(xué)系統(tǒng)具有界面友好性和開放性兩個特點。友好性體現(xiàn)為交互系統(tǒng)界面友好，可以完成對仿真模型的調(diào)用。調(diào)用仿真模型后，環(huán)境與在MATLAB中相同，可以對模型進行仿真操作。開放性體現(xiàn)為可實時修改模塊中的參數(shù)，甚至根據(jù)需要可以添加模塊和模型。教員在完成理論講解后，可使用本系統(tǒng)對所講解的電路進行仿真，使學(xué)員可以實時觀察電力電子電路中任意參考點的電壓、電流波形，還可以實現(xiàn)交互操作，實時改變電路參數(shù)，加深學(xué)員對電路的理解。另外，將該系統(tǒng)進行適度開放后，學(xué)員不僅可以親自對教員所講電路進行仿真，還可以自己構(gòu)造仿真模型（添加代碼只需要改動模型文件名稱即可）并添加到系統(tǒng)中，完善整個系統(tǒng)。由于時間關(guān)系，系統(tǒng)中僅僅囊括了“電力電子技術(shù)”課程部分電路的仿真，未包含其他復(fù)雜的電路和“電力電子技術(shù)”課程中電機調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容。希望日后可以依靠教員和學(xué)員的努力完善此系統(tǒng)，從而更有利于教員的教學(xué)和學(xué)員的學(xué)習(xí)。

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第4篇：電力電子教學(xué)范文

新形勢下課程的解構(gòu)

鐵道類職業(yè)院校電力電子技術(shù)所涉及的專業(yè)主要是電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)。國家“十二五”規(guī)劃明確提出要大力發(fā)展職業(yè)教育,加快培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才。“十二五”期間,以高速鐵路網(wǎng)絡(luò)、區(qū)際干線快速鐵路網(wǎng)絡(luò)、重載鐵路貨運網(wǎng)絡(luò)、西部鐵路網(wǎng)絡(luò)等為重點的大規(guī)模鐵路建設(shè)和城市軌道交通建設(shè)全面展開。鐵路建設(shè)大力發(fā)展電力牽引,推進鐵路技術(shù)裝備現(xiàn)代化。以中國南車集團等骨干企業(yè)為依托,重點發(fā)展大功率交流傳動電力機車、動車組牽引電機與電器、城市軌道交通車輛、高速鐵路配件等高技術(shù)產(chǎn)品。從1996年AC4000型交流傳動技術(shù)的引進,到2006年CRH2型動車組整車下線,目前已完全擁有高鐵制造技術(shù)的自主知識產(chǎn)權(quán)。2011年中國南車聯(lián)合美國GE公司進軍美國高鐵市場。標(biāo)志著軌道交通裝備制造行業(yè)實現(xiàn)了從“中國制造到中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)變。新的形勢對專業(yè)人才職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)能力和可持續(xù)發(fā)展提出更高要求。電力電子技術(shù)在機車上的應(yīng)用越來越廣泛,越來越靈活多變。電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)要求也隨著變化,這也促使我們?nèi)谓陶n程的老師們深入到企業(yè)生產(chǎn)一線,開展豐富地調(diào)研,將實際應(yīng)用的經(jīng)驗帶入到課堂中來。在設(shè)計電氣化鐵道技術(shù)《電力電子技術(shù)》這門課程之前,我根據(jù)機車交流傳動技術(shù),機車電氣制動控制技術(shù)等實際運用,對南車集團相關(guān)的技術(shù)人員及一線操作人員,廣鐵集團的司乘和檢修人員等進行了調(diào)研,了解到這些崗位對電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的要求,也了解到他們在實際工作中對電力電器件的選型,篩選優(yōu)劣,維修控制設(shè)備等對電力電子技術(shù)相關(guān)知識的要求。這些寶貴的經(jīng)驗與建議對于我對電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的學(xué)生講授《電力電子技術(shù)》這門課程來說,專業(yè)針對性強,學(xué)生學(xué)起來也很感興趣。以前不知道學(xué)了這些電力電子器件,電力電子電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將來有什么用,這些知識與自己的專業(yè)到底有多少關(guān)系。利用職教新干線平臺,將現(xiàn)場的部分作業(yè)過程直接展示在學(xué)生課堂,將現(xiàn)實生活中的實例直接帶入課堂,利用現(xiàn)場實例,實現(xiàn)了基于工作過程的解構(gòu),也豐富了我的教學(xué)。

2基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺的課程資源重構(gòu)的目標(biāo)

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展的形式下,對課程的重構(gòu)主要是依托職教新干線網(wǎng)絡(luò)平臺,以《電力電子技術(shù)》的實際應(yīng)用為突破口,不斷的應(yīng)用理論知識對實踐的各個環(huán)節(jié)進行指導(dǎo),同時根據(jù)實踐中發(fā)生的問題和解決問題的方法和技巧不斷更新和完善理論體系,最終探索出一套行之有效的一般規(guī)律和方法來,使《電力電子技術(shù)》這一課程的教學(xué)更加切合實際。通過不斷的努力,課程重構(gòu)后最終要實現(xiàn)的目標(biāo)是:(1)使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)新知識的方法,提高學(xué)習(xí)能力。讓學(xué)生在真實的環(huán)境中學(xué)會應(yīng)用電力電子技術(shù)進行電路故障分析、處理,合理選擇電力電子器件,篩選優(yōu)劣電力電子器件的方法,以教學(xué)情境與工作過程相結(jié)合的方式增強學(xué)生實際動手操作能力,培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、設(shè)計能力、創(chuàng)新能力和適應(yīng)能力,逐步達到相關(guān)職業(yè)崗位的能力和素養(yǎng)要求。(2)提高教師教的效果。目前我們院校的《電力電子技術(shù)》教學(xué)還是以傳統(tǒng)的理論教材為主,同時老師教學(xué)過程也仍應(yīng)用傳統(tǒng)理論教學(xué)模式,以分析電路原理,講解參數(shù)計算過程和計算方法為主,這種教學(xué)方式的弊端是使學(xué)生感覺枯燥和乏味,就更談不上培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加上電力電子技術(shù)的抽象難懂,也就容易使其產(chǎn)生厭學(xué)和放棄的心態(tài)。通過結(jié)合職教新干線互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺對本課程的重構(gòu),我們要通過真正的實踐案例指導(dǎo)老師的教學(xué)過程;同時,利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與多媒體技術(shù),提供更多的形象化的電路效果演示,更多的實踐案例,以提高教師的教學(xué)效果。

基于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺的課程教學(xué)實施

第5篇：電力電子教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù)；教學(xué)研究；實踐

電力電子技術(shù)是電氣類、自動化類本科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。電力電子技術(shù)橫跨電子學(xué)、電力學(xué)、控制理論3個專業(yè)方向，廣泛應(yīng)用于交通運輸、航天通信、家用電器等眾多重要領(lǐng)域[1]。電力電子技術(shù)是現(xiàn)代工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速且應(yīng)用愈益廣泛的諸多重要學(xué)科之一，這使得它在電氣類、自動化類本科專業(yè)基礎(chǔ)課中砥柱中流的作用日益凸顯，該課程的特點是兼具實用性、工程性和綜合性[2]。隨著社會進步和技術(shù)發(fā)展，在電力電子技術(shù)課程中沿用傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，已經(jīng)開始與除舊布新與時俱進的發(fā)展要求不相符合。電力電子的技術(shù)進步洪流，帶動各種新型電力電子器件及其相關(guān)應(yīng)用技術(shù)不斷涌現(xiàn)，原有教學(xué)內(nèi)容已不能適應(yīng)科技迅速發(fā)展的需求，電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容亟須不斷地充實和更新。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師雖然采用多媒體課件授課，但其本質(zhì)仍舊是以“教師為中心”的注入式教學(xué)占主導(dǎo)地位，盡管教師為了在課堂上提供了更多案例和Flas等教學(xué)資料而費盡心機，但學(xué)生仍然是被動地接受，教學(xué)效果事倍功半就成為并不鮮見的“常態(tài)”。顯然，在電力電子技術(shù)課程的教學(xué)中沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法已難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，如果考慮到各校學(xué)生的實際情況不同，學(xué)生的入學(xué)基礎(chǔ)參差不齊且有的學(xué)生基礎(chǔ)較差，教學(xué)效果就會受到更大的負(fù)面影響。因此，在電力電子技術(shù)課程的教學(xué)方法上努力除舊布新與時俱進，才能適應(yīng)社會進步和技術(shù)發(fā)展的要求[3]。以實用性、工程性和綜合性為導(dǎo)向而充實和更新教學(xué)內(nèi)容，并以“微課+慕課+仿真”教學(xué)方法相結(jié)合的教學(xué)模式，是電力電子技術(shù)課程的教學(xué)與時俱進的有效努力方向。為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和自主學(xué)習(xí)的積極性，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)中教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”相互之間配合差、互動少的狀況，并為使學(xué)生改變他們以往事半功倍的學(xué)習(xí)習(xí)慣，引導(dǎo)他們逐步實現(xiàn)由厭學(xué)—有興趣學(xué)—掌握方法—學(xué)會—會學(xué)的轉(zhuǎn)變，我在實際教學(xué)中采用了“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的創(chuàng)新型教學(xué)方法并取得了較好的教學(xué)效果。

1教學(xué)內(nèi)容的安排

為了實現(xiàn)上述教學(xué)要求，經(jīng)過我校電氣、自動化教研室教師的討論，所達成的共識是：電力電子技術(shù)課程的內(nèi)容應(yīng)以開關(guān)器件為基礎(chǔ)，以四類基本變換技術(shù)為核心，以兩種控制方法為輔，以四類技術(shù)的應(yīng)用為目標(biāo)，并應(yīng)適當(dāng)兼顧當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展趨勢。這樣的內(nèi)容設(shè)置既有利于學(xué)生掌握課程核心內(nèi)容，也能夠促使學(xué)生更好地掌握電力電子技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用，并使他們對電力電子技術(shù)的最新發(fā)展有一定的認(rèn)識，為今后的工作以及深造打下一定的基礎(chǔ)。在基礎(chǔ)性開關(guān)器件的內(nèi)容安排上，以全控型器件為主，兼顧半控型器件的相關(guān)內(nèi)容。晶閘管是半控型器件的典型代表，也是目前幾乎所有電力電子技術(shù)課程教材中都會介紹的器件，它在目前的工程應(yīng)用中仍占有一定的比重?，F(xiàn)在以電力場效應(yīng)管和IGBT為代表的全控型器件的迅速發(fā)展，已經(jīng)成為電力電子領(lǐng)域的核心器件，從而會影響到主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法[4]。我們在教學(xué)中，按照工程中的實際應(yīng)用以及器件的歷史發(fā)展，將半控型器件的相關(guān)內(nèi)容結(jié)合整流電路進行講解，而對全控型器件及其組成的逆變器流交流變換技術(shù)、斬波技術(shù)的特性進行詳細介紹。并且會給學(xué)生增加一些教材內(nèi)容之外的全控元件的介紹。在課堂上及時傳授該學(xué)科的前沿知識并介紹其發(fā)展趨勢，有利于培養(yǎng)學(xué)生緊跟相關(guān)學(xué)科最新發(fā)展動態(tài)的良好習(xí)慣。例如，將當(dāng)前諸如無功功率發(fā)生器(SVG)、電網(wǎng)諧波抑制技術(shù)、高壓直流輸電技術(shù)、高壓變頻器、矩陣式交-交變換器等電力電子最新應(yīng)用的內(nèi)容，作為補充拓展的知識介紹給學(xué)生。此外，還應(yīng)該將那些諸如電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用、太陽能發(fā)電等與學(xué)生身邊生活密切相關(guān)的應(yīng)用內(nèi)容，插入到適當(dāng)章節(jié)的教學(xué)中，來增加學(xué)生對其身邊電力電子技術(shù)的感性認(rèn)識。

2“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法

充分注意到“95后”學(xué)生求新、求變的特質(zhì)，是做好教學(xué)工作的基本前提。目前我們面對的學(xué)生基本是95后，他們對傳統(tǒng)的教學(xué)方法比較厭倦甚至反感，然而他們對互聯(lián)網(wǎng)、新技術(shù)、新教學(xué)方式的喜愛并渴求掌握的愿望又是非常強烈的。因此在此基礎(chǔ)上我們采用了“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)課程的興趣和積極性。

2.1微課的應(yīng)用

微課是指基于某種特定的教學(xué)設(shè)計思想應(yīng)用多媒體技術(shù)，在五分鐘以內(nèi)就一個知識點進行針對性講解的一段視頻。在教育教學(xué)中，微課所講授的內(nèi)容呈“點”狀、碎片化，這些知識點，可以是教材解讀、題型精講、考點歸納等具體教學(xué)內(nèi)容，也可以是學(xué)習(xí)方法傳授、教學(xué)經(jīng)驗介紹等方法論方面的知識講解和展示。微課是課堂教學(xué)的有效補充形式，微課不僅適合于移動學(xué)習(xí)時代知識的傳播、也適合學(xué)習(xí)者個性化、深度學(xué)習(xí)的需求[4]。在不同的教學(xué)環(huán)境中，微課可以有不同的應(yīng)用形式。

2.1.1微課在新授課上的作用及效果

微課在新課教學(xué)的課前預(yù)習(xí)、新課內(nèi)容導(dǎo)入、新課重難點講解等不同環(huán)節(jié)可以扮演不同角色。首先，在新課教學(xué)之前，可以根據(jù)學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)和新知識所需的銜接知識點，給學(xué)生提供相應(yīng)的微課視頻，從而可以讓學(xué)生在課下先看此微課視頻，為新課做好預(yù)習(xí)準(zhǔn)備。其次，在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師常用的教學(xué)方法是，為了吸引學(xué)生的注意力，為新課的講解做好鋪墊，教師會根據(jù)新課知識點設(shè)計新穎的問題。依據(jù)此教學(xué)方法制作微課，在開始上課并復(fù)習(xí)舊課內(nèi)容后先讓學(xué)生看此視頻，以此作為學(xué)習(xí)新課的新穎序曲。最后，還可以將教師對新課中重難點做點撥、對典型例題引導(dǎo)學(xué)生探究其規(guī)律等內(nèi)容，也制作成微課，用以在學(xué)生自主探究或團隊合作探究后一起看此微課視頻。電力電子技術(shù)課程內(nèi)容知識點多而難，并且里面的輸出波形較多，如果簡單的讓學(xué)生看書預(yù)習(xí)，對于學(xué)生來說難度較大。結(jié)合以上微課的諸多特點，在教學(xué)過程中，授課教師會在備課時，自己制作或從網(wǎng)絡(luò)資源上搜索并購買相應(yīng)的微課內(nèi)容，在上課前一周通過與學(xué)生建立的班級微信群進行，讓學(xué)生對新內(nèi)容進行熱身，以達到吸引他們學(xué)習(xí)的注意力并達到預(yù)習(xí)的效果。

2.1.2微課在學(xué)生自主學(xué)習(xí)中的應(yīng)用優(yōu)勢

微課視頻以其短小精悍的特點，使其在學(xué)生的自主學(xué)習(xí)中應(yīng)用中擁有幾項不可多得的優(yōu)勢。其一，隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的發(fā)展和計算機的普及，學(xué)生基本上都有各自的筆記本電腦或是智能手機，當(dāng)教師把學(xué)習(xí)中的重點和疑難問題制作成微課，上傳到網(wǎng)上，學(xué)生便可以隨時點播學(xué)習(xí)。其二，微課短小精悍，其所圍繞的一個議題或一個重點，都是針對學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑難問題設(shè)計，非常適合學(xué)生自學(xué)。其三，學(xué)生學(xué)習(xí)微課的時間和地點選擇的自由度很大，學(xué)生有了很大的自主空間，只要有學(xué)習(xí)的愿望，即可實現(xiàn)對微課視頻的充分利用。其四，微課可以適應(yīng)不同的學(xué)生，由于視頻播放的快慢可以調(diào)節(jié)，這就讓不同程度的學(xué)生可以根據(jù)的自己的基礎(chǔ)和接受程度控制視頻播放的快慢，以達到最佳學(xué)習(xí)效果；其五，由于視頻可以反復(fù)播放，這使得那些平時反應(yīng)慢而又羞于發(fā)問的學(xué)生能夠從容地反復(fù)觀看，這就為較好地解決了后進生的轉(zhuǎn)化問題提供了一條簡便可行的途徑[3]。在每次課后，教師通過班級的微信群相應(yīng)的作業(yè)要求，當(dāng)有學(xué)生進行反饋該作業(yè)的困難時，通過統(tǒng)計分析學(xué)生們的共性問題以及易錯、易疏忽的問題時教師就對該知識點和作業(yè)制作相應(yīng)的微視頻，這樣不僅可以了解學(xué)生整體對該知識點的掌握情況，同時也可以達到增強學(xué)生與教師的互動交流和感情。

2.2慕課的應(yīng)用

慕課是大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)開放課程，它是為了增強知識傳播而由具有分享和協(xié)作精神的個人或組織的、散布于互聯(lián)網(wǎng)上的開放課程。慕課是新近涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式，它發(fā)展于過去的那種資源、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)以及將學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)與更多的開放網(wǎng)絡(luò)資源綜合起來的新的課程開發(fā)模式。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的快速普及，很容易從網(wǎng)上找一些與電力電子技術(shù)相關(guān)的在線視頻，它們既可以使教師提高自身的學(xué)識水平，也可以通過各種形式形成電力電子技術(shù)課程的慕課教學(xué)內(nèi)容。例如，西安交通大學(xué)等國內(nèi)頂尖高校電力電子技術(shù)精品課的在線視頻公開課，就可以作為在電力電子技術(shù)課程中應(yīng)用慕課形式的參考資料，使用這些資料進行慕課教學(xué)，不但可以最大限度地共享網(wǎng)絡(luò)資源，也使得學(xué)生們有更多機會領(lǐng)略國內(nèi)名校的名師風(fēng)采，這對于開闊學(xué)生們的眼界并且激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，顯然益處多多。當(dāng)然，學(xué)生在課堂外的自主學(xué)習(xí)中也可以重新復(fù)習(xí)這些視頻，這要比以往的看書本復(fù)習(xí)效果好得多。隨著以后雙語教學(xué)的逐步普及，電力電子技術(shù)課程中慕課的資源共享范圍，還可以擴展到包括美國等西方發(fā)達國家在內(nèi)的全世界。

2.3實驗及實踐中仿真的實施

應(yīng)用計算機軟件進行仿真設(shè)計并對設(shè)計結(jié)果進行仿真驗證，已經(jīng)成為現(xiàn)代工程設(shè)計領(lǐng)域的常態(tài)，它也應(yīng)該成為工程教育領(lǐng)域電力電子技術(shù)課程教學(xué)中的常態(tài)。在電力電子技術(shù)課程教學(xué)實驗環(huán)節(jié)中，無論是擁有充足實驗設(shè)備的學(xué)校，還是缺乏實驗設(shè)備的學(xué)校，都可以采用Matlab軟件實現(xiàn)為實驗教學(xué)做出必要補充的努力。在電力電子技術(shù)實驗教學(xué)過程中，主要是利用Matlab仿真軟件中的SIMULINK元件庫來建立電力電子電路仿真模型并給出仿真結(jié)果，來加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。將計算機仿真軟件引入實驗課堂教學(xué)中，不僅能提高學(xué)生對學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)課程的興趣，而且更容易使學(xué)生學(xué)好這門專業(yè)課程。同時，在電力電子技術(shù)課堂教學(xué)中，采用仿真教學(xué)能夠部分代替實驗教學(xué)，節(jié)省大量的教學(xué)資源[4]。在實踐課中仿真的實施環(huán)節(jié)，注重培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力和多門課程的綜合應(yīng)用能力。布置課程的設(shè)計任務(wù)時，要求3個人組成團隊共同完成，以培養(yǎng)學(xué)生們的團隊合作能力。給出具體的題目、技術(shù)指標(biāo)和設(shè)計要求等內(nèi)容后，注意引導(dǎo)學(xué)生如何綜合運用所學(xué)的電力電子技術(shù)、數(shù)模電技術(shù)、編程語言(C語言或Matlab)完成相應(yīng)的設(shè)計。鼓勵學(xué)生積極參加省級、國家級的電子設(shè)計競賽和“飛思卡爾”杯全國大學(xué)生智能汽車競賽，將所學(xué)的知識應(yīng)用于實際的科技制作。在實習(xí)環(huán)節(jié)帶領(lǐng)學(xué)生參觀相關(guān)的電力電子設(shè)備生產(chǎn)單位、發(fā)電廠以及其他電力電子設(shè)備的應(yīng)用單位。

3結(jié)束語

電力電子技術(shù)課程是一門實用性、工程性和綜合性較強課程，因此其教學(xué)改革是一項復(fù)雜而系統(tǒng)性的工程，技術(shù)性涉及面也較廣，它的核心在于“實用”[5]。因此，在教學(xué)中必須于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的基礎(chǔ)上強調(diào)實際的應(yīng)用。經(jīng)過兩屆學(xué)生的教學(xué)實踐，學(xué)生普遍感到電力電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容安排和“微課+慕課+仿真”相結(jié)合的教學(xué)方法效果較好，能夠有效地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

作者:樊建強 郭晉蜀 單位:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院

參考文獻:

[1]王兆安,劉進軍.電力電子技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2012.

[2]張文蔚.“電力電子技術(shù)”課程建設(shè)探索與實踐[J].中國電力教育,2012(6):66-67.

[3]楊奕.《電力電子技術(shù)》課程教學(xué)改革初探[J].南通大學(xué)學(xué)報,2006(22):95-96.

第6篇：電力電子教學(xué)范文

關(guān)鍵詞：電力子技術(shù)應(yīng)用;項目化教學(xué)

1項目化教學(xué)是目前課程教學(xué)改革的主要趨勢

長期以來，無論是本科學(xué)校還是?？茖W(xué)校，電類專業(yè)在《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)過程中，通常都采用的教學(xué)方式是實踐和理論分開教授。此種方式導(dǎo)致很少有學(xué)生能夠把理論和實踐結(jié)合起來，提升自己的實踐動手能力和解實際決問題的能力。在教育改革提出以就業(yè)為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教育目標(biāo)后，從自動化專業(yè)學(xué)生就業(yè)崗位調(diào)研出發(fā)，將《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程教學(xué)改為項目化教學(xué)。實際上項目化教學(xué)改革就是將專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)楦髡n程對應(yīng)的技能訓(xùn)練項目，根據(jù)技能訓(xùn)練項目的要求具體開展教學(xué)，以及考核學(xué)生的技能訓(xùn)練效果，從而使得人才培養(yǎng)能力目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)，所以項目化教學(xué)成為當(dāng)前大學(xué)教學(xué)改革的主要方向。我校電類專業(yè)的《電力電子應(yīng)用技術(shù)》教學(xué)的主要模式也有傳統(tǒng)的理論和實踐分開講授模式改為項目化教學(xué)。項目化教學(xué)也成為很多專業(yè)課程教學(xué)模式改革的主要趨勢。

2《電力電子技術(shù)應(yīng)用》項目化教學(xué)的優(yōu)勢

課程改革是保證高校教育人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，提高教學(xué)質(zhì)量，達到職業(yè)技能資格要求的一種有效途徑。項目化教學(xué)是以實際工程項目為依托，項目內(nèi)容是理論結(jié)合實踐的集中體現(xiàn)?！峨娏﹄娮討?yīng)用技術(shù)》課程項目化教學(xué)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性

《電力電子應(yīng)用技術(shù)》課程采用項目化教學(xué)后，每個項目中用動畫體現(xiàn)內(nèi)容的豐富性和趣味性，同時靈活多變的動畫設(shè)計簡化了理論內(nèi)容，提高了學(xué)生的理解力，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加其自主學(xué)習(xí)的意識，養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。采用靈活的教學(xué)方式，增加師生互動性，增加角色的帶入性次數(shù)等等多種方式促進學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

2.2注重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識和實踐技能

專業(yè)實踐技能是在專業(yè)基礎(chǔ)知識熟練掌握的基礎(chǔ)上，通過強化專業(yè)技能訓(xùn)練，提升實際操作能力而獲得的實踐技能。而項目化教學(xué)的項目本身就是一個產(chǎn)品或設(shè)備控制系統(tǒng)的完成過程，是集專業(yè)知識與實際技能于一體的綜合性教學(xué)內(nèi)容。項目化教學(xué)從項目的信息整理、方案設(shè)計實施到最后的項目測試評價等，每一個環(huán)節(jié)的要求都是學(xué)生自主、教師輔助完成，所以完全可以通過具體項目的教學(xué)過程，達到培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識牢固性與實踐技能的熟練性目標(biāo)。

2.3注重培養(yǎng)學(xué)生項目知識與職業(yè)資格證的緊密結(jié)合性

項目化教學(xué)改革的前提就是就業(yè)為導(dǎo)向，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，所以項目化教學(xué)課程內(nèi)容必然有與之對應(yīng)的職業(yè)資格證必修內(nèi)容。因此項目化教學(xué)可以提高職業(yè)職格證的通過率。我校項目化教學(xué)實施以來取得的成績，電工證比例增加，高級、中級比較增加，興趣小組的比賽成績提高，學(xué)生的動手能力增加提高了就業(yè)率，企業(yè)的畢業(yè)生滿意度提高，專升本升學(xué)率提高，自主創(chuàng)業(yè)成功率提高等等方面，都說明了《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課程采用項目化教學(xué)既適應(yīng)了教學(xué)改革的潮流，又達到了項目化教學(xué)的目的要求，實現(xiàn)了以職業(yè)能力培養(yǎng)為目的的素質(zhì)化教學(xué)目標(biāo)。

3《電力電子技術(shù)應(yīng)用》項目化教學(xué)的不足

3.1教學(xué)內(nèi)容的簡單項目式分化，與工程實際脫節(jié)

《電力電子技術(shù)應(yīng)用》課改后雖然采用了項目化教學(xué)方式，但內(nèi)容并沒有按照項目化教學(xué)的需求實行，而是簡單的內(nèi)容分化或內(nèi)容實驗化。這一做法導(dǎo)致兩種結(jié)果，一是與現(xiàn)實工程實際項目脫節(jié)，并沒有把企業(yè)實際工程項目作為項目化教學(xué)內(nèi)容，當(dāng)然這些與實踐實訓(xùn)基地不足的、與企業(yè)聯(lián)系欠缺等方面都有關(guān)系；二是簡單的內(nèi)容分僅僅把原理論內(nèi)容簡單的分到各個項目下，沒有嚴(yán)格的項目教學(xué)設(shè)計、論證、規(guī)劃，以及各項目之間的內(nèi)在聯(lián)系，導(dǎo)致項目化教學(xué)的目標(biāo)不能完全實現(xiàn)。例如：把原單相半波可控整流電路作為一個項目，項目下提出項目要求、項目內(nèi)容、電路原理、具體步驟、項目所需工具、仿真工具及結(jié)果。這些僅僅是把原單相半波可控整流電路的內(nèi)容進行了項目分解，并沒有實際的工程項目支撐，所以此類項目化教學(xué)不可能實現(xiàn)項目化教學(xué)改革的目的，這是項目化教學(xué)效果不理想的原因之一。

3.2師資能力不足

項目化教學(xué)要求教師不但具有豐富的專業(yè)理論知識，也需要扎實的實踐操作技能，也就是需要做過實際工程項目的雙師型教師。這樣才能有效的指導(dǎo)學(xué)生完成項目的一體化過程，包括項目方案設(shè)計、前期準(zhǔn)備、實施、效果鑒定等。目前，我系雙師型師資欠缺，依靠實驗老師和理論老師的協(xié)同作業(yè)，難以很好的完成每個整體項目的教學(xué)目的。這也是造成項目化教學(xué)效果不夠理想的原因之一。

3.3教學(xué)安排與教學(xué)實施的矛盾

第7篇：電力電子教學(xué)范文

結(jié)合幾年教學(xué)實踐和CDIO工程教育的特點，對原有的教學(xué)模式進行了改革，將授課內(nèi)容中規(guī)律和特點并加以靈活利用，引導(dǎo)學(xué)生采用發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和掌握學(xué)習(xí)等創(chuàng)造性學(xué)習(xí)方法、加強理論聯(lián)系實際；從系統(tǒng)角度、實踐角度出發(fā)建立了一套適合于“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)的教學(xué)體系。

教學(xué)思路

在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，首先，教師一定要意識到，興趣是最好的老師，興趣是學(xué)習(xí)的動力和源泉。只要通過有效的興趣培養(yǎng)和教學(xué)方式，就可以讓這些學(xué)生達到甚至超過自己的水平。以科研的態(tài)度和精神貫穿于教學(xué)之中，讓學(xué)生在“學(xué)生做”和“做中學(xué)”激發(fā)課程學(xué)習(xí)熱情。鼓勵學(xué)生走上講臺，敢于大膽走進實驗室；敢于向老師發(fā)難，以“我”為中心，全然不顧“名家”情面。

其次在教學(xué)理念上，以發(fā)展學(xué)生思考能力為本，結(jié)合課程實驗和教師現(xiàn)有的課題進行實踐，建立系統(tǒng)設(shè)計理念，通過對主電路和控制電路、保護電路、檢測電路同時分組進行設(shè)計。CDIO強調(diào)以熟悉產(chǎn)品研發(fā)的生命周期為工程背景的“做中學(xué)”的學(xué)習(xí)方式，這不是對教師主導(dǎo)作用的弱化，相反對教師在整個教學(xué)活動過程中的掌控能力、自身的知識水平提出了更高的高求。“教師”兼為“導(dǎo)師”，實現(xiàn)學(xué)生在知識獲取過程中的地位由“被動”到“主動”的角色轉(zhuǎn)變：學(xué)生在教師指導(dǎo)下積極、主動地參與實踐，從獨立學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向合作學(xué)習(xí)；從深層次角度講，就是大學(xué)中“物質(zhì)教育”與“自由教育”的轉(zhuǎn)變。在探索、實驗和應(yīng)用中行動上給與相當(dāng)?shù)撵`活性，這樣可以喚起學(xué)生的好奇心，使其熱切地尋求有助于解決問題的知識，同時又具備相當(dāng)?shù)膶嵭泄ぞ?。學(xué)生所具有的創(chuàng)造性的和富有想象力的遠見都將發(fā)揮作用，并能控制其沖動和習(xí)慣。他自己的目的就能指導(dǎo)他的行動。

再次，就教學(xué)方法而言，堅持把工程科學(xué)基礎(chǔ)和工程專業(yè)知識緊密地揉合在一起進行教學(xué)，學(xué)生仍然需要堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。在講述定理、結(jié)論時，要注意理論基礎(chǔ)與專業(yè)知識的結(jié)合。除了應(yīng)用高等數(shù)學(xué)和大學(xué)物理分析內(nèi)容的機理之外，還要講定理、結(jié)論的提出背景、前提條件以及應(yīng)用情況和近展?fàn)顩r等等。在教學(xué)手段上注意應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，如多媒體動畫和系統(tǒng)仿真技術(shù)。熟練的、精心的準(zhǔn)備過的課堂講授仍然是最有效的學(xué)習(xí)和教授經(jīng)驗。

最后，在重點和難點教學(xué)模式上，采用項目或者案例教學(xué)模式，基于問題解決模式的模式；教師引導(dǎo)學(xué)生效仿教師、專家學(xué)者做項目的方法，如專題研討、方案和技術(shù)設(shè)計、仿真模擬和實驗操作等，探索并解決課程內(nèi)容相關(guān)工程應(yīng)用中的現(xiàn)實問題；培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題與綜合分析問題的能力。因此恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計題目是項目教學(xué)法運用成功的保證，既不能太難，讓學(xué)生望而卻步，又不能太簡單，沒有挑戰(zhàn)性。這要求教師平時有一定知識積累?！半娏﹄娮蛹夹g(shù)”實力較強的幾個院校的積極嘗試為我們提供了較好的參考。浙江大學(xué)將“功率因數(shù)校正實驗”等部分實驗項目列為創(chuàng)新設(shè)計型實驗，由學(xué)生自主設(shè)計實驗內(nèi)容和方法，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。哈爾濱工業(yè)大學(xué)以直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動電源的設(shè)計為課程設(shè)計的主要內(nèi)容。南京航空航天大學(xué)開發(fā)了“軟開關(guān)逆變電源實驗裝置”課程設(shè)計教學(xué)平臺，以此設(shè)計若干個課程設(shè)計題目。中國石油大學(xué)選擇反激式開關(guān)電源為課程設(shè)計題目。這些題目既緊密聯(lián)系書本知識，又有創(chuàng)新的空間，值得借鑒。

實驗教學(xué)在方式上注重啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實驗設(shè)計的同時；在時間和內(nèi)容安排上注意了驗證實驗、仿真實驗和綜合設(shè)計實驗的循序漸進。在實踐平臺裝置的設(shè)計上，注意“先進性、實用性、開放性、安全性”的特點，滿足基礎(chǔ)型和綜合設(shè)計型的實驗教學(xué)和實踐活動的要求。使學(xué)生既動手又動腦，豐富工程實踐知識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合能力。同時學(xué)生小組成員之間密切協(xié)作和互相配合，鍛煉學(xué)生的責(zé)任感和協(xié)作、互助的團隊精神。

教學(xué)案例

以“電力電子技術(shù)”內(nèi)容直流-直流變流技術(shù)為例。首先，教師備課時要把自己想象成學(xué)生，想象一下學(xué)生的已知與未知，研究學(xué)生認(rèn)知與情感發(fā)展的需求，要想到學(xué)生在課堂教學(xué)過程中可能有的變化，從而使備課活動不再是琢磨怎么講能講得清楚、透徹、到位，讓學(xué)生聽得懂、記得牢，要注重的是課堂上學(xué)生怎么學(xué)、怎么動以及為了實踐活動的有效開展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何點起學(xué)生創(chuàng)新的火花，促使學(xué)生生動活潑地參與，使課堂教學(xué)豐富多樣，把課堂真正還給學(xué)生。

引言部分如講到buck變換器時，先介紹變換器的背景。授課時，按照“識電路”“畫波形”“會計算”“輸出（電壓或電流）控制”四部曲進行。顯然，第四部曲是壓軸大戲。buck變換器的電路原理圖如圖1所示，先講每一個功率器件的工作原理。再從有源開關(guān)V導(dǎo)通，到無源開關(guān)VD因反偏而截止，再到輸出濾波電感儲能（或勵磁），并向負(fù)載提供能量；反過來從有源開關(guān)V截止，到電感電流不能突變。故使無源開關(guān)VD正偏而導(dǎo)通，此時電感電流經(jīng)二極管續(xù)流，其儲存的能量繼續(xù)供向負(fù)載，并由輸出電壓對其進行去磁。輸出濾波電容作用：主要用來限制輸出電壓上的開關(guān)頻率紋波分量，使之遠小于穩(wěn)態(tài)的直流輸出電壓。

內(nèi)容強調(diào)講穩(wěn)態(tài)關(guān)系和特征。buck變換器的特征公式如式1所示，讓學(xué)生對比以前學(xué)過的理想變壓器的特征公式，說明為什么buck也叫“直流變壓器”。

（1）

第二部曲是利用多媒體動畫技術(shù)演示功率器件開通和關(guān)斷時電路的電流流經(jīng)路徑和主要物理量的波形變化情況。采用MATLAB仿真時所得的波形與課本的波形進行對比，反映了理論知識的現(xiàn)實性。同時對比圖1（b）、（c）圖，對電流下降及上升的原因及“斷續(xù)”和“連續(xù)”概念結(jié)合高等數(shù)學(xué)中 “連續(xù)”的概念不一樣的地方進行辨析。當(dāng)改變參數(shù)使得仿真結(jié)果變化時，也能通過理論分析與仿真調(diào)試，使輸出達到理想狀態(tài)。

第三部曲講授在已知輸入電壓范圍、負(fù)載電流范圍和給定的輸出電壓下，利用獲得的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，可以方便計算buck變換器的開關(guān)占空比范圍，從而來計算buck變換器中的元器件電壓穩(wěn)態(tài)應(yīng)力、電流峰值、電流平均值和電流有效值。

在講第四部曲即“輸出（電壓或電流）控制”時，學(xué)生不易明白也看不到。有些內(nèi)容理解不夠具體，如何控制實現(xiàn)的疑問產(chǎn)生。此時重要的是培養(yǎng)學(xué)生有精細、認(rèn)真、窮追不舍的態(tài)度和敢于提出問題、勇于解決問題的創(chuàng)新精神。學(xué)生參與設(shè)計教師的100V/600A大功率開關(guān)斬波恒流源科研項目，共分四組，每一組完成一個功能設(shè)計調(diào)試或仿真。

第一組學(xué)生設(shè)計不控整流部分的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，具體參數(shù)：濾波電抗為1200A/0.71mH，整流二極管600A/1600V，鋁電解電容0.3F/400V。

第二組學(xué)生參與斬波電路設(shè)計，設(shè)計的斬波電路圖如圖3所示。通過計算得出電抗器1200A/300μH，C2電容大小190μF/400V。阻容吸收單元選擇電容C3為80μF/450V，選取電阻R1為10Ω。IGBT模塊2MBI1200U4G-120，驅(qū)動模塊在教師的指導(dǎo)下選用瑞士CONCEPT公司的IGBT驅(qū)動模塊2SD315A，該驅(qū)動模塊集成智能驅(qū)動、自檢、狀態(tài)反饋、隔離等功能于一身，能夠驅(qū)動1200A/1200V的IGBT。有的學(xué)生還畫了驅(qū)動電路圖。

第三組學(xué)生設(shè)計了基于TMS320F28335DSP作為控制回路的核心的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器。學(xué)生在CCS集成開發(fā)環(huán)境下編寫的數(shù)字PI調(diào)節(jié)器，在軟仿真下可以明顯看到給定變化引起PWM脈寬的變化。

第四組學(xué)生負(fù)責(zé)基于MATLAB下仿真。

第8篇：電力電子教學(xué)范文

【關(guān)鍵詞】MATLAB；仿真；實驗教學(xué)

1.基于MATLAB的仿真教學(xué)

MATLAB是電子CAD仿真軟件中實用性比較強的軟件。大量的仿真實驗和仿真數(shù)據(jù)可以通過MATLAB得到有效的體現(xiàn)，因此，在教學(xué)實踐中得到了很好的應(yīng)用和普及。MATLAB包括常用工具箱和內(nèi)部函數(shù)兩大主要部分，主要應(yīng)用在圖形繪制和處理、電力系統(tǒng)和電力電子電路仿真、數(shù)字通訊信號處理和仿真、數(shù)值分析等多種領(lǐng)域，具有很強的實用性和界面友好性。當(dāng)把MATLAB應(yīng)用在電力電子實驗仿真中時，不僅僅可以簡單方便的構(gòu)造電路，進行模擬測試和仿真，最重要的是利用其數(shù)學(xué)處理特性進行數(shù)據(jù)的提取和分析。本次仿真實驗主要使用MATLAB中的Simulink模塊。Simulink主要由連續(xù)模塊、離散模塊、函數(shù)和平臺模塊、數(shù)學(xué)模塊等多部分組成。通過各模塊中相應(yīng)元器件的選擇，實現(xiàn)對仿真電路的搭建。

過去通常我們通過對實際電路的搭建，用相應(yīng)的電流表、電壓表對相應(yīng)測點的數(shù)據(jù)進行測量讀取，通過對數(shù)據(jù)的整理和分析得到相應(yīng)的實驗結(jié)論，結(jié)合理論計算進一步了解電路的工作原理，實現(xiàn)實踐教學(xué)的目的。

現(xiàn)在通過計算機MATLAB中Simulink的使用，不僅僅能解決從理論直接跨度到實踐中常常出現(xiàn)的帶電路搭建問題，還能避免不必要的危險性。在實踐教學(xué)中，完全可以增添計算機電路仿真這一環(huán)節(jié)，通過同學(xué)理論知識的學(xué)習(xí)完成相關(guān)電路獨立搭建，通過仿真中出現(xiàn)的無法接線、示波器數(shù)據(jù)顯示異常等現(xiàn)象，自己主動發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而當(dāng)實際實驗時，就會更好的避免不必要的錯誤，達到更理想的教學(xué)目的，也能讓學(xué)生更好的了解MATLAB，提高學(xué)生今后對計算機軟件的興趣[2]。

在電力電子電路實驗仿真中，通常需要四步：

第一步，運行MATLAB，進入主界面；通過命令調(diào)用Simulink工具。

第二步，通過Simulink中相應(yīng)模塊里元器件的選擇，構(gòu)造出所需的電路。

第三步，對相應(yīng)的計算函數(shù)、元器件參數(shù)、數(shù)據(jù)采集時間等進行設(shè)置。

第四步，點擊運行，對仿真出的圖形進行分析。

2.三相半波整流電路仿真實例

通過對電力電子電路中三相半波可控整流電路的仿真，可以學(xué)習(xí)仿真的方法和技巧，研究電路的原理和性能。下面就以實例說明仿真在教中起到的作用。

2.1 三相半波可控整流電路實驗仿真

三相半波可控整流電路實驗線路如圖1所示：

三相半波可控整流電路由三相變壓器、晶閘管、負(fù)載、觸發(fā)脈沖四部分組成，通過對晶閘管觸發(fā)時間的選擇實現(xiàn)對整流輸出電壓的調(diào)節(jié)，由于三項整流裝置三相間是平衡的，輸出的電壓和電流脈動小，對電網(wǎng)的影響也小，且自身結(jié)構(gòu)簡單、控制滯后時間短，因此是比較經(jīng)濟實用的電路。本次仿真實驗通過阻感負(fù)載和春電阻負(fù)載輸出各電路的圖像對比分析，再加上理論比較，展現(xiàn)出MATLAB在實踐教學(xué)中的優(yōu)越性，并通過對各種常見電路故障分析，避免實際電路接線時造成不必要的損失和危險。

圖2是用利用MATLAB提供的動態(tài)仿真工具Simulink搭建的三相半菠可控整淹電路模型。

圖1 三相半菠可控整淹電路實驗原理圖

圖2 三相半波可控整流電路模型

圖3 參數(shù)設(shè)置

2.2 仿真中模塊參數(shù)的設(shè)置

合理的參數(shù)設(shè)置對MATLAB仿真起到關(guān)鍵性的作用，本次仿真通過對三相半波可控整流電路中算法類型、觸發(fā)脈沖相關(guān)參數(shù)、晶閘管參數(shù)等器件的相關(guān)參數(shù)的選擇，實現(xiàn)較好的仿真效果，便于結(jié)合仿真圖像，對相關(guān)實驗進行理論分析，實現(xiàn)良好的教學(xué)目的。相關(guān)參數(shù)的設(shè)置如圖3所示，分為五步[3]。

（1）相關(guān)算法設(shè)置

算法（solver）ode23tb，相對誤差（relativetolerance）1e-3，開始時間0結(jié)束時間0.1s。

（2）觸發(fā)脈沖參數(shù)設(shè)置

振幅5V，周期0.02，占空比5%，時相延遲為*0.02/360。

（3）電源參數(shù)設(shè)置

頻率50hz，電壓380v，其相限角度分別為0°、120°、240°。

（4）晶閘管參數(shù)設(shè)置

Ron=0.001，Lon=0.0001，Vf=0V，Rs=1，Cs=250e-6F。

（5）RLC參數(shù)設(shè)置

R=100，L=0.02H，C=inf，和R=100，L=0H，C=inf。

2.3 仿真結(jié)果

如圖4所示（a）、（b）分別為觸發(fā)角α=60o時，R（電阻性）負(fù)載和觸發(fā)角α=60o時，RL（阻感性）負(fù)載的仿真波形圖，分別測得觸發(fā)脈沖波形、三相電源波形、流過晶閘管的電流、流過晶閘管的電壓、流過負(fù)載的電流、流過負(fù)載的電壓六項相關(guān)物理量。

圖4 純阻性負(fù)載和阻感負(fù)載仿真波形

圖5 晶閘管和負(fù)載兩端電壓電流仿真波形

圖6 單相晶閘管短路與短路仿真波形

進一步選取純電阻負(fù)載中流過晶閘管的電壓、電流和流過負(fù)載的電壓與阻感負(fù)載中流過晶閘管的電壓、電流和流過負(fù)載的電壓、電流，如圖5所示，對比波形容易發(fā)現(xiàn)阻感性負(fù)載當(dāng)α30時，電壓波形出現(xiàn)負(fù)值，由于電感的作用，波形連續(xù)，晶閘管的導(dǎo)通角為120，而純電阻負(fù)載晶閘管導(dǎo)通角小于120。

3.問題拓展

分別對電路中任意一晶閘管斷路（如：晶閘管燒斷斷開）或短路（如：晶閘管擊穿了短路）進行電路的MATLAB建模仿真，仿真圖形如圖6所示。容易發(fā)現(xiàn)當(dāng)晶閘管燒斷時則整流器相當(dāng)于缺相運行，其輸出電壓會降低，輸出整流電壓波形會少波頭。其值可能會減少1/4左右；而當(dāng)晶閘管擊穿時，流過其他元器件的電流會非常大，這個時候很容易引起相關(guān)器件、相關(guān)電路的連鎖短路，造成元器件的損毀，故障擴大化。因此，當(dāng)我們在實際電路接線實驗時，尤其要注意預(yù)防晶閘管的短接，避免造成較大的損失和對人員的傷害[4]。

4.總結(jié)

通過MATLAB/Simulink仿真實驗，我們會發(fā)現(xiàn)它具有很強的靈活性和人機交互界面，通過計算機虛擬仿真不僅僅能達到實踐中對電路相應(yīng)數(shù)據(jù)的記錄和分析，最主要的是可以通過它的虛擬性構(gòu)建不正常運行時相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，方便教學(xué)中對學(xué)生實踐誤操作嚴(yán)重性的警告，讓同學(xué)們在通過仿真實驗后，能更好的完成實際電路接線，并且降低學(xué)生誤操作的發(fā)生，提高了理論與實踐的更好的結(jié)合。

參考文獻

[1]洪乃剛.電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[2]鄭雪欽.基于Matlab電力電子技術(shù)應(yīng)用的實現(xiàn)[J].2006 （19）：152-153.

[3]薛定宇，陽泉.基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[4]王兆安，劉進軍.電力電子技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

作者簡介：

第9篇：電力電子教學(xué)范文

一、課程設(shè)計思路

根據(jù)職業(yè)技能鑒定的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容和技能培養(yǎng)方案，把《電力電子技術(shù)及其應(yīng)用》融入模塊化的單元教學(xué)設(shè)計，采用與職業(yè)崗位對應(yīng)的工程項目構(gòu)建主線，選取典型的生產(chǎn)設(shè)備和工作任務(wù)，根據(jù)高職學(xué)生的認(rèn)知特點，針對工作過程來構(gòu)建學(xué)習(xí)情境、設(shè)計學(xué)習(xí)單元，將多門課程的相關(guān)知識融合到每一個學(xué)習(xí)單元，是一門技術(shù)性、實踐性非常強的工學(xué)結(jié)合雙證課程。本課程以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力為目標(biāo)，以工程實例為主線，以工作過程為中心，開展任務(wù)驅(qū)動的理論實踐一體化教學(xué)。課程共有五個項目模塊，除了理論傳授外，每一個實訓(xùn)環(huán)節(jié)都能幫助學(xué)生獲取經(jīng)驗性知識，在完成數(shù)個任務(wù)的基礎(chǔ)上，再拓展相關(guān)技術(shù)理論知識，最后以技術(shù)理論知識指導(dǎo)各項目的完成。

二、課程內(nèi)容設(shè)計

根據(jù)行業(yè)企業(yè)發(fā)展的需要和完成職業(yè)崗位實際工作任務(wù)需要的知識、能力、素質(zhì)要求，本課程設(shè)置了以下五大情景（模塊）：直流調(diào)光臺燈電路的設(shè)計與應(yīng)用、晶閘管-直流電動機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的維護與檢修、電阻爐過零調(diào)功系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用、中頻感應(yīng)加熱電源維護與檢修、直流斬波電動機調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用。通過任務(wù)引領(lǐng)、計劃制定與實施、綜合項目設(shè)計與制作等環(huán)節(jié)，來滿足行業(yè)企業(yè)發(fā)展的需要和學(xué)生完成職業(yè)崗位實際工作任務(wù)的需要。三、教學(xué)方法本課程采用理論講授、校內(nèi)實訓(xùn)與校外實習(xí)結(jié)合的教學(xué)方式：校內(nèi)實訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生電力電子技術(shù)的初步應(yīng)用能力，校外實習(xí)培養(yǎng)學(xué)生電力電子技術(shù)的綜合應(yīng)用能力，真正實現(xiàn)理論實踐相結(jié)合的一體化教學(xué)模式。

1.教學(xué)方法應(yīng)用實例——直流調(diào)光臺燈電路的設(shè)計與應(yīng)用

（1）可依據(jù)以下程序進行安排：第一，下發(fā)項目任務(wù)書，明確項目學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下分析直流調(diào)光臺燈電路的基本原理。第二，學(xué)生學(xué)習(xí)項目任務(wù)要求，以小組為單位討論直流調(diào)光臺燈電路的控制方案。教師對方案進行指導(dǎo)，制作工作流程表，選擇元件及工具，列出元件、工具清單。小組討論確定測試方案。第三，按元件清單清點配件，檢測數(shù)量和質(zhì)量。學(xué)生獨立對電路板進行調(diào)試，列寫調(diào)試方法及步驟，進行系統(tǒng)裝接和電路故障的分析與排除。第四，工作評價。自評：學(xué)生對本項目的整個實施過程進行評價；互評：以小組為單位，對其他組的工作結(jié)果進行評價和建議；教師評價：教師對互評結(jié)果進行評價，指出每個小組成員的優(yōu)缺點，并提出改進建議。通過這種一體化的教學(xué)過程能夠激發(fā)學(xué)生的自學(xué)熱情，小組協(xié)作的工作過程還能培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神。

（2）考核成績的計算：采用過程考核和結(jié)業(yè)考核結(jié)合的方式，過程考核占30%，結(jié)業(yè)考核占70%。過程考核結(jié)合課堂提問、訓(xùn)練活動、階段測驗等進行綜合評價，包括實踐操作、知識掌握、職業(yè)素質(zhì)和學(xué)習(xí)態(tài)度等；結(jié)業(yè)考核包括理論知識和實踐操作兩方面，以此作為培養(yǎng)企業(yè)人才的良好開端。

2.多種教學(xué)方法相結(jié)合

在整個教學(xué)過程中，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、獲得更好的教學(xué)效果，可采用多種教學(xué)方法相結(jié)合的模式：項目教學(xué)法、講練結(jié)合、多層次實訓(xùn)、現(xiàn)場體驗式教學(xué)、學(xué)生科技創(chuàng)新、案例教學(xué)法等?？傊趧?chuàng)新思維培養(yǎng)、團隊學(xué)習(xí)方式、實踐案例教學(xué)于課程教學(xué)中，多種教學(xué)方法靈活運用，在充分利用現(xiàn)代多媒體電子教學(xué)、網(wǎng)上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，采用第一課堂與第二課堂結(jié)合，將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)充分應(yīng)用于教學(xué)改革之中。