电力电子教学范例6篇

电力电子教学

电力电子教学范文1

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<T0时,QMAIN和QZVT均关断,D1导通,一个工作周期可分为七个工作模式[3],其中每个工作模式可以等效一个电路。图2为BoostZVT-PWM变换器工作波形图。下面是一个周期内Boost型ZVT-PWM变换器各个阶段的运行模式分析,一周期内7个运行模式的等效电路如图3所示。

(1)T0~T1Lr电流线形上升阶段。t=T0,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~T4iLr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~T5ids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~T6Cr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958pF,输出滤波电容Co为2200μF,开关频率f为100kHz。然后在仿真软件Pspice中搭建仿真模型并进行仿真。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。

2结论

电力电子教学范文2

关键词 现代电力电子学 教学 实验

中图分类号:G424 文献标识码:A

Analysis of Modern Power Electronics Teaching

KAN Xiu, LI Yuanyuan, LIANG Jianru, LUO Xiao, CHEN Xiaolong

(College of Electronic and Electrical Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620)

Abstract Modern power electronics is an effective bridge between 'force electricity' and 'weak electricity '. According to the construction of automation and automotive electronics and other majors' requirements, Modern power electronics has become the required course. Firstly, the common problems have been analyzed in the teaching process of modern power electronics. Then, the improved methods have also been discussed for modern power electronics teaching.

Key words modern power electronics; teaching; experiment

1 目前教学中存在的问题

1.1 任务重课时少

以我校自动化专业为例,现代电力电子学作为专业基础必修课一般安排48学时(包括课内实验4学时),教学重点包括电力电子器件和四大变换电路,如何在并不充裕的教学时间内完成教学内容并兼顾教学艺术与专业发展,已然成为摆在大多数授课教师面前的现实课题。

1.2 内容多信息大

由于教学任务繁重,且很多老师本身并不熟悉现代电力电子学在所授专业中定位与应用,造成授课过程中很难抓住专业要求合理安排教学内容,而是采用多媒体通篇教学的方法,课堂信息量过大、知识点零散,学生往往抓不住重点、不堪负重也就很难跟上授课教师的节奏,学习效果大打折扣,教学质量可想而知。

1.3 基础弱兴趣低

现代电力电子学的先修课程包括微积分、电路、数电和模电等,而这些课程(包括现代电力电子)所涉及的均为枯燥繁琐的理论知识,加之学时的限制,学生往往对这些先修知识的掌握程度达不到现代电力电子学学习的要求,这也无形中增加了学生对课程学习的抵触情绪,为课程的教学增加了很多难度。

1.4 强灌输少动脑

由于种种条件的限制,目前大多数高校采用多媒体大班式授课,教学方式生硬且单一,学生多被动接受知识,很少会积极主动学习。另外,课内实验本是检验学生对所学知识掌握的关键,也因为学生在实验时只是按照“过于详尽”的实验指导书,简单连线加上抄写数据与波形而顺利完成,使得实验的目的与意义尽失。

2 教学方式方法的探讨

2.1 立足专业完善方案

现代电力电子学虽被大多数工科专业选作修读课程,但是每个专业都有自己的方向需求,做到根据专业所需、参考企业所求、摸清未来发展,将专业、行业与学业有机结合起来,制订适应学科发展、行业需求的合理教学方案,做到把知识、技术与能力培养有效整合,建立起学生对学习内容和行业发展的直观认识,调动学生的主观能动性,使其挖掘自身所长,从自身兴趣出发完成课程的认识和学习,同时掌握理论知识和应用技术,才能成为真正的专业人才。

2.2 条理清晰提高效率

教师要根据教学方案合理安排授课内容,注意条理性并突出重难点,明确各内容板块的教学顺序,以便学生能相对轻松地跟上教师的授课节奏,清楚地理解并掌握所学知识。教学过程中时刻注意学生的反应,尽量做到换位思考,多从学生的角度去分析教学过程,在问题释义难点分析时,注意给学生尽量创造一个可自由发挥和想象的空间,充分提高课堂教学的效率。并注意在每节课中将上节课的典型问题、作业难点和学生建议反馈给课堂,解决问题的同时也加深了学生的理解。

2.3 加强实践培养创新

对于以培养技术型人才的工科院校来讲,在教学过程中完成对学生实践能力和创新能力的培养成为其重要任务之一。实验教学正是提高学生动手实践与动脑创新的主要途径,而课内实验由于其自身的特点,要求学生在掌握必要的基础知识的同时,理解实验目的、实验原理、实验方法和实验步骤,正确完成实验仪器使用、实验数据分析和实验报告撰写等一系列工作,让学生们在实验过程中理解书本知识验证所学内容。鼓励学生在实验过程中提出问题解决问题,激发学生内在的学习欲望,全面锻炼学生的学习能力、创新能力和实践能力,促进学生的多方面协调发展。

2.4 优化方法灵活教学 (下转第96页)(上接第94页)

在现代电力电子的教学过程中,大多数教师沿用了理论教学的传统教学方式,即板书为主和PPT播放辅助,而我们知道现代电力电子其实是一门应用性很强的学科,教学过程中不宜只重视理论推导,而忽略实际应用。教师应多从实际情境出发,引出教学内容的同时,激起学生的兴趣,更能形象地说明所学知识的应用背景。且在授课过程中注意板书强调重点的同时,也可以穿插图片、动画和视频等教学手段,以便学生对难点知识能够更为生动直观地理解和接受。注意师生互动,提问学生的同时也允许学生提问,加强学生的课堂参与性,时时掌控课堂气氛。

2.5 加强交流突出团队

一门课程的教学想要得到真正的发展,单靠授课教师个人的力量是很难走远的,只有发挥团队的力量,协作分工群策群力才能做到真正的不断向前。团队内教师互相交流、互相听课和互相帮助,从教学方案、教学内容、教学方法和教学分析几个方面共同探讨,以期发挥每个教师的潜力,促进课程教学水平的提高,并应特别注重对青年教师的教学指导,利用现有资源帮助他们快速走上讲台,为学科的快速发展打牢每一步基础。并根据专业特点和学科发展需要,利用团队优势打造符合自身特质的精品课程。

3 结束语

现代电力电子学是电力、电子和控制技术的融合,更是理论知识与工程实践相结合的典范。通过现代电力电子学的学习,可以使学生能够理解控制电路结构与原理,清楚电力电子器件及其性能,掌握电能转换的原理与技术,为学生完成后续的课程学习和未来发展打下坚实的基础。

本文首先简要分析了现代电力电子学在教学过程中存在的问题,然后,根据自身情况对现代电力电子学的教学进行尝试性的探讨。总体来讲,现代电力电子学是强电和弱电相结合的有力桥梁,在工程技术特别是自动化与电气工程领域具有不可限量的发展前景,因此,从专业的角度加强对现代电力电子学教学的研究与探讨具有特殊的专业意义,同时也将成为授课教师不断成长的丈量计。

项目支持:本文受“基于CAN/LIN混合协议的汽车电气控制总线技术研究”项目资助,受“自动化汽车电子技术课程群教学团队”项目资助

参考文献

[1] 余莉.浅谈电力电子技术教学方法改进[J].中国电力教育,2009(13):57-58.

[2] 陈新,王慧贞,龚春英,肖岚.浅析“电力电子技术”专业课程教学[J].电气电子教学学报,2010(32):48-52.

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

[4] 张杰.电力电子技术教学内容改革探讨[J].中国电力教育,2009(6):37-38.

电力电子教学范文3

一、写写画画,给力字音教学

一二年级,每篇课文都要认识十几个生字,这对孩子来说是一个艰巨的任务。为使学生快速掌握生字的读音,我每一节语文课上都制作了电子白板课件,利用白板的各种功能突出重点,聚焦难点。如一年级下册《识字5》,出示韵文后,让学生找一找哪些字词的音容易读错。一个学生马上说“桃子”要读轻声。我立即用电子笔在白板上在“子”的上面画了一个颜色醒目的圈,说:“课文中还有读轻声的词语吗?请你也像老师那样圈出来。”一位学生上讲台圈、画,其他学生在书上画,校对后保存。在以后的练读中,学生一看到醒目的标记就知道要读轻声了。电子白板把平面的教学内容立体式呈现出来,或圈画,或标记,或聚光灯,翘舌音、后鼻音、整体认读音节等难读易错的音节在白板上一目了然。有趣的教学方式吸引了孩子的注意力,激发了学习兴趣,既节省了教学时间,又培养了学生的学习兴趣。

二、快乐游戏,给力巩固反馈

艾宾浩斯遗忘曲线告诉我们只有及时巩固,才能将孩子的短时记忆变为长时记忆。在课件中,我利用电子白板强大的互动功能制作了许多游戏,如“找朋友”:1.帮生字宝宝找找它的拼音妈妈。2.好朋友,拉拉手(字和字组成词语)。3.汉字宝宝分了家,请你帮它们组成家。4.按要求帮生字宝宝找找它的家。在课堂上,孩子们直接与白板对话,或书写,或拖拉,或圈画,动脑,动口、动手,强烈的表现欲驱使他们积极主动的识记生字,变枯燥要我学为我积极想学。

如《蚂蚁和蝈蝈》一课,学完词语我设计了这样一个环节:

师:这些词语宝宝又出来了,谁来和它们打个招呼?

白板课件一个一个出现词语,学生开火车读。

师:这些词语有的描写蚂蚁,有的描写蝈蝈,你能把它们找出来吗?

学生到白板跟前拖拉。

师:你能运用这些词语,来讲讲故事中蚂蚁怎么做,蝈蝈怎么做吗?

词语随着小蚂蚁在白板上一个个不断出现,随后用电子白板的拖拉功能把词语分成了两类,在这个过程中,孩子们注意力高度集中,在反复认读中不仅巩固了本课词语,而且为概括课文内容提供了基础和依据。

三、演示本义,给力乐记字

汉字文化博大精深,源远流长。但方块的汉字也是世界上最难记忆的字。怎样让孩子把汉字记得又正确又牢固呢?我充分发挥白板的书写功能,帮助学生识记字形。“水、鸟、象”等象形字是学习汉字的基础,在课前我制作了课件,通过直观教学,让学生说说古文字与图形的相异,然后用电子笔在图片上写出该字,细化每个具体笔画的意义。在找一找,描一描中使学生加深了字形记忆,溯字到图,绘图记字,而且从本源上理解了字义。汉字不再仅仅是一个单调的符号,而像是一个个鲜活的生命,其文化价值、实用价值都可以得到彰显。例如学生在写象形字“朵”字。经常把第二笔写成横折弯钩,虽然经常纠正,但错误率一直居高不下。为了从源头上解决这种错误,于是我制作了白板课件,一朵半开的花长在枝头上。朵字表示植物的花,是根据这幅图变来的,下面是植物,用“木”来表示,中间还没有开放的“花骨朵”和已经开放的左右两个“花瓣”组成了木的上半部分,一边说,一边用电子笔勾画,学生很快地懂得了第二笔是“横折弯”。

四、溯本追源,给力拓展识字

电力电子教学范文4

【关键词】电子电工专业;教学;学生创新能力;培养

创新能力是现阶段,大学生适应社会发展所必备的基本能力,对大学生的职业生涯有着重要影响。随着信息技术的发展,电子电工专业在我国经济中发挥的作用越来越明显。高校积极重视我国经济社会对专业人才与创新人才的需求,在电子电工专业教学中重点强调学生创新能力的培养,以提高电子电工专业学生的综合素质。研究电子电工专业教学中学生创新能力的培养,不仅利于提高电子电工专业教学质量,而且对我国电子电工行业发展有着深刻的现实意义。

1电子电工专业教学中培养学生创新能力的必要性

1.1经济发展的要求

在我国社会主义市场经济体制下,社会经济对创新人才的需求量越来越大。按部就班的工作方法已无法适应我国经济的发展。创新人才能够在企业遇到困难和问题的时候,运用创造性思维,创新问题的解决方法,促进企业健康发展。尤其是在当今信息化时代,科学技术的更新换代越来越快,创新型人才能够根据时展的要求,改进工作方法,做到与时俱进,有利于企业获取巨大的经济利益。因此,高校电子电工专业教学培养学生的创新能力是我国经济发展的要求。

1.2新课程改革的要求

新课程改革要求重视学生综合能力的培养,促进学生全民发展。而创新能力是学生综合能力的重要组成部分,对学生综合素质的提高有着重要的影响。新课程改革要求学校积极更新教学理念,改进教学方法和教学模式,根据学生的个性特征,探索科学的教学方式。其中,新课程改革重点强调学校的实践教学,要求学校加强学生的实践锻炼,提高学生的动手能力和思考能力,在实践和思考的过程中培养学生的创新思维。因此,电子电工专业教学培养学生的创新能力使新课程改革的要求。

1.3学生发展的要求

面对我国经济发展的要求,要想在我国社会主义市场经济中有所作为就要积极适应市场经济的发展,重视市场经济对人才的能力要求。在电子电工专业教学中培养学生的创新能力,有利于学生在日后的工作中独立解决生活和工作问题,在市场经济中找到自己的立足之地。因此,在电子电工专业教学中培养学生的创新能力是学生自身发展的要求。

2电子电工专业教学中学生创新能力培养的策略

2.1提高认识,培养学生的创新意识

培养学生的创新意识是提高学生创新能力的前提,因此,在电子电工教学中培养学生的创新能力要提高教师和学生的认识,,培养学生的创新意识。首先,电子电工专业教师应加强学生对经济生活的了解,充分认识到创新能力对电子电工技术人才的重要性。为此,电子电工专业教师应积极了解我国电子电工技术的发展现状、电子电工专业的就业方向及用人单位的人才要求,将经济社会现状深入到专业课程教学中,加强学生对经济社会的了解;其次,电子电工专业教师应积极宣传创新能力在本专业的重要性,在教学过程中渗透创新教育,培养学生的创新意识。

2.2在课堂教学中培养学生的创新能力

首先,电子电工专业教师应提高学生的学习兴趣。由于电子电工专业的理论知识比较枯燥,教师在课堂教学中应采用多样化的教学方法引导学生积极参与课堂教学,提高学生的学习兴趣。为此,教师可以利用多媒体技术将枯燥的理论知识以视频、声音等形式呈现在学生面前,增强课堂教学的吸引力。另外,教师可以设置讨论环节,加强学生之间的交流,营造良好的课堂氛围,提高学生的学习兴趣;其次,教师可以以问题为中心开展教学活动,增强学生解决问题的能力。为此,教师可以引导学生发现教材或现实生活中的问题,养成学生发现问题的习惯。同时,教师要鼓励学生对发现的问题进行独立思考,然后与同学进行交流讨论,提高学生的思考能力,培养学生的创新思维。之后,教师要对学生思考的结果进行总结和评价,对学生的优点进行肯定,指出学生在思考中的不足并提出改进意见,进而提高学生的创新能力;最后,教师应改进传统的教学理念和教学方法,采用多元化的教学手段,提高学生的创新能力。为此,教师积极重视实践教学,加强学生的实践锻炼,使学生在实践的过程中发现问题,采用多种教学方法引导学生思考和解决问题,培养学生的创新思维和创新意识。

2.3在课外学习中培养学生的创新能力

在新课程改革的趋势下,高校电子电工专业教学应充分尊重学生的主体地位,积极重视学生的自主学习能力。为此,在电子电工专业教学中培养学生的创新能力,要加强重视学生的课外学习。首先,电子电工专业要重视学生的课前预习与课后作业完成,培养学生的自主学习意识,使学生在自学过程中加强独立思考,培养学生的创新能力;其次,电子电工专业教师应积极鼓励学生观察生活中的专业现象,结合生活实际对专业问题进行思考,并广泛涉猎相关学科的知识,丰富学生的知识体系,在课外学习中培养学生的创新能力。

3小结

在当今信息时代,电子电工行业在我国经济中的作用越来越明显,高校电子电工专业教学受到社会各界的普遍关注。高校电子电工专业教学培养学生创新能力不仅是当前我国经济发展的要求,而且还是我国新课程改革与学生发展的要求。电子电工专业教学培养学生的创新能力要提高认识,培养学生的创新意识,在课堂教学与课外时间中培养学社呢生施工的创新能力。在电子电工专业教学中培养学生的创新能力不仅能够为我国经济社会提供充足的高素质、创新型电子电工专业人才,而且对其他专业学生创新能力的培养有着重要的借鉴意义。

参考文献

[1]曹晓杰.自主探究,启发思维——新时期背景下中职电子电工专业教学实践分析[J].新课程(下),2016(04).

电力电子教学范文5

关键词:电力电子技术;电气工程及自动化;教学;改革

作者简介:周珊(1971-),女,浙江诸暨人,长春工程学院,讲师。(吉林 长春 130012)

基金项目:本文系2013年长春工程学院教研基金项目(项目编号:2013-11)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)27-0103-01

长春工程学院(以下简称“我校”)是全国示范性高等工程专科重点建设学校,在长期办学历程中,始终坚持以应用能力和工程素质培养为主线,专心致力于培养“安心基层、基础扎实、实践能力强、综合素质好、具有创新精神的应用型高级专门人才”。社会和科技的发展对高校应用型人才培养提出了新的要求:一方面是本学科新理论、新技术不断涌现,需要在教学中及时将这些新理论、新技术引入课堂;另一方面,需要提高学生的工程意识和实践能力,这样,才能培养出符合我校办学要求的高素质的高级应用型人才。

“电力电子技术”是一门利用电力半导体开关器件对电能进行高效率变换和控制的技术,它是20世纪后半叶发展起来的一门崭新技术。同时,它也是电气工程领域发展最快、影响最大的一个分支。“电力电子技术”课程是电气工程及自动化专业的一门重要的专业基础课。针对培养应用型人才这一目标,我校电气工程及自动化专业“电力电子技术”课程的教学还存在一些问题,需要对课程教学内容和实践教学方法进行进一步的改革。

一、教学内容改革

1.教学内容及时更新

以往“电力电子技术”课程的教学内容基本包括本学科已经成熟的、普遍被人们应用的科学技术,大量详细讲述了晶闸管的电路、原理和设计方法。但是,将来学生在他们的实际工作中真正接触到的主要是全控型器件及其组成的电力电子装置。如果不对以往的教学内容进行必要的改革,那么即将走上工作岗位的学生只是学习了成熟的晶闸管电力电子器件电路,掌握了电力电子基础知识,在今后工作中接触到实际工作时就会感到措手不及。因此,这样的教学内容设置会使教学与实际脱节,不利于学生的就业和工作。为此需要做到随着行业的发展及时更新教学内容,进行整体知识整合。

对“电力电子器件”部分,以目前电力电子领域的核心器件全控型器件为主,重点介绍器件外部特性、极限参数的应用;对“电力电子电路”部分,重点讲述四大类基本变流电路,即AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC 变流电路;对“控制技术”部分,重点介绍 PWM技术;对新技术方面,重点介绍软开关技术。

2.针对专业特点调整教学内容

我校电气工程及自动化专业面向的是电力系统,电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据统计,发达国家在用户最终使用的电能中,有60%以上的电能经过一次以上电力电子变流装置的处理,如:在长距离、大容量输电时有很大优势的直流输电技术,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都需要采用晶闸管变流装置;柔流输电技术,需依靠多种多样的电力电子装置才能得以实现;无功补偿和谐波抑制技术,现在也开始大量应用电力电子装置来实现,如:晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)、静止同步补偿器 STATCOM)、有源电力滤波器 (APF)等,这些新型电力电子装置具有更为优越的无功补偿和谐波补偿的性能;直流电源和不间断电源(UPS),能够用作发电厂和变电所的保护电源、事故电源和备用电源,都是由整流、逆变电路组成的。由此可知,电力电子装置在电力系统中随处可见,离开电力电子技术,电力系统的现代化是不可想象的。因此,在电气工程及自动化专业当中,“电力电子技术”好比一个中枢,地位突出。

在以往的教学内容安排当中,与电力系统相关的应用知识介绍得很少,更多的内容是基本变流电路及控制技术在普通工业生产当中的应用,教学内容与电气专业联系不多,脱节严重。这样的教学内容安排使学生在学习的过程当中不能将本课程的学习内容与本专业其他专业课程的内容联系起来,认识不到这门课程对本专业的重要性,也不能及时了解到电力电子技术与电力系统行业发展、最新技术及实际应用的联系,既降低了他们学习这门课程的积极性和主动性,又不利于他们的就业和工作。

为将“电力电子技术”课程的教学与电力系统行业发展、最新技术及实际应用等多方面内容结合起来,我校进行了教学内容的调整,在传授该学科的前沿知识的同时,注重结合电气工程专业的工程实际,多设置一些与电力系统相关的内容,介绍一些实用性的电力电子装置。在教学内容中增加了如高压直流输电、电力系统无功功率控制设备(TSC、TCR、SVG)、电力系统的谐波抑制方法、电能质量控制措施及柔流输电技术等部分内容,这样使学生不仅对所学习内容与本专业的联系有更加直观的认识,还能掌握最新的行业发展动态。由于学时关系,一些过时的、和行业联系不大的内容可以适当删减,如教材中的晶闸管直流电动机系统这一节内容删掉,由分立元件构成的锯齿波触发电路工作原理这一部分内容只将调节触发角的原理讲清楚即可。

二、实践教学方法改革

实验是培养理论联系实际、动手能力的重要手段。因此,在电力电子课程的教学中实验环节占据十分重要的地位。在电力电子技术的实验教学中,以往都是让学生在实验台上直接按照实验指导书进行实际设备的接线、操作。由于实验所涉及的都是功率器件、三相电源及示波器等设备,直接动手实验费用高、费时,且容易损坏,实验时一个器件损坏就会直接影响实验的正常进行,不能得出正确的实验结果,这就直接影响了实践环节的教学效果。若利用模拟元件代替实际元件在计算机上进行仿真,既不担心元器件被损坏,也没有任何危险,学生完全可以在计算机上独立完成电力电子线路仿真实验。

Multisim,又叫虚拟电子实验室。它是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟电路仿真软件,相当于一个虚拟电子实验室。软件可以虚拟设计、测试和演示各种电子电路,能够进行详细的电路分析,以帮助设计人员分析电路的性能。

引入了Multisim仿真软件后,实际教学中,采用了虚实结合的实践教学方式。简单一些的实验让学生在实验台上实际动手操作,以使学生对实际电力电子装置有感性认识,同时提高学生的动手能力;部分复杂、容易损坏设备的实验让学生利用Multisim软件在计算机上仿真实现;部分电力电子实验可采用仿真与实际动手相结合,要求学生先按照实验要求自己动手设计一个实用的电路模型,利用Multisim软件在计算机上进行模拟实验,记下结果;在此基础上在实验台上进行实际设备的连线实验,同样记下结果,最后对两实验的误差做出对比分析。通过对电力电子课程实践教学方法的改革,提高了学生的理论分析和动手能力,也提高了学生的工程意识和实践能力。

三、结束语

针对教学中存在的一些问题,对电气工程及自动化专业“电力电子技术”课程的教学内容和实践教学方法进行了一系列的改革: 通过对电力电子课程教学内容的改革,使教学内容与行业发展、工程实际和电气专业联系更加紧密;通过对电力电子课程实践教学方法的改革,提高了学生的理论分析和动手能力,有利于学生的就业和工作。希望通过这些改革措施使培养出的学生具有更扎实的基础理论、更宽阔的专业知识、更强的实践能力和更高的专业素质,使他们毕业走上工作岗位后能较快适应和胜任工作。

参考文献:

[1]夏美娟,李为相.电力电子技术教学改革实践与体会[J].科技信息,2009,(31).

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[3]程琼,黄圣超.《电力电子技术》课程教学的改革[J].理工高教研究,2008,(2).

[4]朱艳萍.电力电子技术课程在电类各专业的位置[J].教学研究,

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电力电子教学范文6

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,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电源等。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.