电力电子技术报告范例6篇

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电力电子技术报告

电力电子技术报告范文1

[关键词]电力电子技术;CDIO模式;教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)03-0077-02

电力电子技术课程是一门理论和实践紧密联系的课程,包括电力学、电子学和控制理论,这是课程的三大支柱。电力电子技术课程是自动化专业、电气通信专业的核心技术课程,在工业技术领域有极其广泛的应用。学生通过学习电力电子技术课程,掌握扎实的基础理论知识,具备极强的实际操作能力,熟悉构思、设计、实现、运行的产品研发过程,并具有相应的沟通协作能力和人际交往能力。在我国社会经济迅猛发展的背景下,电力电子专业学生就业态势良好,主要从事各大机关单位配电、配电设备生产及销售、建筑电气、电路开发工程师、PLC及控制、中国石化及相关企业、地铁公司等领域的技术工作。因此,如何教好电力电子技术课程,让学生有所学、有所用,成为大学生人才培养的重点问题。

CDIO模式是一种在全球各国广泛推行的工程教育模式,以产品或项目“构思-设计-实现-运行”为载体,为大学生创建企业模拟环境,帮助大学生掌握课程理论知识,培养大学生产品过程能力。CDIO模式以产品、项目的全生命周期为系统教育背景,制订CDIO课程教学标准和体系,让学生主动参与学习,在理论中学习,在学习中实践,通过CDIO模式提高工程能力。

因此,如何结合我国高校教育改革与创新趋势,把握高校电力电子技术课程应用型人才培养定位,融合CDIO模式理念,构建电力电子技术课程体系和培养方案,探索CDIO模式下电力电子技术课程教学方法成为广大教师需要思考的问题。电力电子课程是自动化专业、电气通信专业的核心技术课程,符合CDIO模式教学支撑的课程特点,对电力电子技术课程展开CDIO模式课堂教学和实验教学的改革与探索,能为电力电子技术课程教学改革提供支撑和助推作用。

一、CDIO模式下电力电子技术课程教学改革

CDIO模式理念涵括了产品、项目全生命周期,注重理论和实践的联系,体现了“基于项目的教学”理念,和电力电子技术课程相结合,整合课程传统教学模式,形成电力电子技术课程CDIO教学模式。本文以“CDIO模式”为主线,构建贯穿电力电子技术课堂理论教学和实验教学的新型教学模式,并对此进行有益尝试。

(一)基于CDIO模式的电力电子技术课堂教学

1.教学课程规划

在电力电子技术课程理论教学中,为了更好地开展理论教学,笔者建议有计划地将实践教学融入课堂教学全过程。在电力电子技术课堂教学中,教师向学生讲解理论基础知识,提出重难点,抛出问题,让学生进行仿真分析和总结。学生按照小组划分组建项目团队,对课堂理论知识进行讨论学习,从总体设计理论知识和项目任务,深入理解项目目标,主动发现问题。教师针对学生存在的学习问题进行引导,动态掌握学生理论知识学习情况,及时纠正学生理解中的错误。同时,教师还应全面开放电力电子技术实验室,开放电力电子技术项目实施环节,为学生项目团队设计项目任务。

笔者以“三相桥式全控整流电路”为例,为学生设计全控桥整流项目任务,结合三相交流变压、晶闸管工作特性、阻感式电路、纯阻性电路、触发电路等内容进行电力电子技术课程教学规划。

2.课堂教学方法

教师引а生查找相关资料,对项目任务进行工作分解,以“自上而下”为项目设计导向,构思项目整体概念,从整体到局部,从宏观到微观,整合涉及的所有课程基础知识,结合“三项全控桥”设计、“触发电路”设计的工作结构和原理,构建模型,分析模型,计算参数,评估设计,模拟故障等,让学生实践“原理思考-分解任务-小组探讨-模型构建-课程讲解”,在教师的启发下主动学习,带着问题学习理论基础知识,带着目的和方向学习,绘制出电路原理图和集成出发电路图,能收获较好的课堂教学效果。

在电力电子技术课堂教学中,教师要将课堂教学和模型仿真并行,为学生创设“学习-构思-设计-仿真”的一体化电力电子技术课堂教学模式,培养学生电路设计思维和能力。

(二)基于CDIO模式的电力电子技术实验教学

1.基础实验验证

电力电子技术课程在理论知识课堂讲解结束后,需要结合课堂教学内容,设计理论知识基础实验验证,帮助学生巩固基础理论知识,并结合实验过程中遇到的问题进行讨论学习,提高学生问题解决能力,让学生能够在实验构思、设计、实现、运行中巩固理论知识,操练电路设计实践能力。

笔者以“反激变换器”为例,在给学生讲解介绍了反激变换器设计内容和实施步骤后,要求学生应用“电流型脉宽调制器芯片(UC3842)”设计反激变换器,在设计中正弘交流输入是给定的110V/50Hz,经过降压、整流后,输出功率实际为Pout=60W,开关频率为fs=64kHz,输出电压为Vo=15V,要求学生结合电路设计中的各元件参数,确定各参数的选取原则与计算公式,设计仿真方案,制作版图和电路板调试电路,撰写项目设计结果分析报告

2.创新实验设计

在电力电子技术课程内容教学结束后,教师应梳理电力电子技术发展前沿,紧随时代步伐,更新课程教学内容,制订创新实验设计,让学生结合时代要求调整实验设计方案,遵循“理论学习-实验设计-仿真验证-实验”的流程,按照“基础-实践-综合-创新”的教学主线,创新设计电力电子技术综合实验。

“反激变换器”实验设计中的变换器电路设计包括主电路参数设计、控制电路参数设计。第一,主电路参数设计包括整流桥、变压器、滤波器、开关管等参数的选取,钳位电路、启动电路、供电电路等设计。其中,电感和变压器等磁性元件设计是反激变换器设计中最复杂的难点。在可变的电磁变换环境下,高频变压器工作发挥着变压器和电感双重作用,变换器性能受原副边匝数比、线圈电感、磁芯参数等参数关键影响,学生需要计算这些参数,然后结合计算结果绕制变压器。第二,控制电路参数设计包括振荡电路参数设计、光耦隔离部分参数设计、反馈采样电阻设计、驱动电路设计。通过设计控制系统,学生有机结合自动控制理论和电力电子技术,深入理解PID控制理论,这样可培养学生电力电子技术知识运用能力和问题解决能力。

二、CDIO模式下电力电子技术课程教学考核评价

CDIO模式下电力电子技术课程教学考核评价包括过程考核和结果考核。

电力电子技术课程过程考核应构建“自评+互评+师评”的评价指标。其中,自评指标需要学生在正确认识自我基础上,对自己学习态度、操作能力、创新能力进行客观评价;互评指标是在项目小组分工下,由小组成员对学生的学习态度、操作能力、团队参与、项目报告等能力进行客观评价;师评是教师结合学生在学期内的课堂和实验表现,对学生学习态度、操作能力、团队参与、实验设计等能力进行评价,全面提高学生专业素养。

电力电子技术课程结果考核是试卷考核,教师为学生创新课程试卷,设计“理论知识+实验设计”的新型试卷,以“理论+实验”的试卷模式取代“理论+计算”的试卷模式,全面考核学生知识应用和创新能力。

教师应该结合学校专业人才培养方案,在过程考核和结果考核之间设定科学权重,制订课程教学考核标准,以计算最终课程成绩。

三、结论

本文提出CDIO模式下的电力电子技术课程教学改革模式和实施“构思-设计-实现-运行”的流程,帮助学生应用理论知识实施实验,掌握电力电子技术课程知识,掌握课程实验操作方法,使课程理论和实践融会贯通。笔者在电力电子技术课程内容和就业去向分析的基础上,结合CDIO模式理念,指明力电子技术课程教学改革趋势,提出“基于项目教学”的电力电子技术课程CDIO教学模式。本文从教学课程规划和课堂教学方法,论述了基于CDIO模式的电力电子技术课堂教学改革,从基础实验验证和创新实验设计,论述了基于CDIO模式的电力电子技术实验教学。最后,笔者给出CDIO模式下电力电子技术课程教学考核的新办法,包括“自评+互评+师评”的电力电子技术课程过程考核和“理论知识+实验设计”的电力电子技术课程结果考核,形成“CDIO”模式下电力电子技术课程新型教学模式,培养应用型专业化人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 胡静波. “电力电子技术”课程的CDIO教学改革[J].高教学刊,2015(6):34-35.

电力电子技术报告范文2

1.器件与控制部分应注重练习。

电力电子器件及控制部分具有覆盖面大、定性与定量相结合的特点,学好这一部分,就必须将概念的理解与相关的计算进行练习,在习题式的教学中,不断提高分析问题和解决问题的能力。研究生阶段,各高校几乎很少带领学生做与课程相关的习题,多数学生也只有在考试的时候才有机会在试卷中解答一些问题,虽说现在不提倡传统针对考试的题海战术,但是平时适当做一些典型的练习还是有必要的,电力电子器件种类多、特点各不相同,而控制方法也有很多,甚至与自动控制原理等其他学科相关联,在教学中适当找一些典型例题进行讲解,可以让同学们在繁杂的知识中抓住重点内容进行突破,最终掌握这部分知识要点。

2.学生自主参与新技术教学。

电力电子技术具有发展速度快的特点,新的技术和应用领域不断出现,加强电力电子新技术的教学可以扩展学生知识面,掌握电力电子技术发展新方向。这一部分的特点是没有定量计算、难度不大、但对于资料的收集工作量比较大,根据这些特点,在教学中,可以将这部分安排给每个学生进行讲解,在讲解前每个同学查找相关资料,然后对资料进行分类总结,加入自己的理解,在讲解过程中既可以使用多媒体也可使用板书的形式,讲解后学生之间可以相互提出问题,相互讨论,形成良好的研究氛围。在这种学生自主教学的过程中,既提高了学生查找资料的能力,也能提高学生的概括的创新能力,还为研究生毕业学术论文的撰写提供了相关的经验。

二、实验教学应进行分类

电力电子技术是一个应用性很强的一门学科,在理论教学的同时一定要有相应的实验来配合和补充,开设实验课是对理论课的延伸和补充,更能够突出应用型学科的特色。在实验教学上,应分为验证实验、探究实验、拓展实习三个部分进行教学。

1.验证实验应紧密结合课本。

验证性实验的特点是对已经有的理论进行实验验证,与学生的理论教学紧密衔接,通过书上的理论来指导实验的操作,同时实验的结果又可以加深学生对于书本理论的深度理解。在理论课程之后,应当有相应的实验课程相跟进,在实验开始前,老师带领学生对课本知识点进行回顾,确定实验目的和实验步骤,同学们按照实验要求完成相应的实验操作,并能够运用书本上的知识来解释实验中的现象,最后通过实验报告的形式进行总结,得出验证性的结论。

2.鼓励开展探究性试验。

电力电子技术是一门正在快速发展的学科,在实验教学中,应当鼓励学生进行自主探究,通过对已有知识的学习让学生们充分发挥想象力,制作一些相关的小制作、小发明,在探究性试验的过程中培养学生的创新能力。学生根据自己掌握的知识,结合当今电力电子发展的前沿技术,加上自己的想象力和创造力,独立设计出属于自己的电子作品,而在探究的过程中难免会遇到一些问题,这时老师应进行适当指导,给出一些方案,让学生自主解决实际问题。平时尽可能地开放实验室,使学生增加动手操作机会。此外还应当鼓励学生参加“挑战杯”等科技比赛,增加在创新方面的交流合作,从而学会更多解决问题的新方法。

3.拓展实习应突出实际应用。

在传统的教学环节之外,对于电力电子技术这种应用型很强的学科,应适当组织学生到某个单位进行参观学习。学习的目的是为了应用,当今电力电子技术已经应用在了许多领域之中,在实验教学中可以联系某个具体单位进行参观,在实际的生产过程中,让学生们更加具体地了解电力电子技术的应用。除了参观之外,也可由老师或者学生找一些与电力电子技术应用相关的视频资料,分享给大家进行观看,也可以起到非常好的效果。实习结束之后,学生以报告的形式写出自己学到了什么或者是心得体会。这样,理论联系实际,对于理工科的教学是有很大帮助的。

三、总结

电力电子技术报告范文3

1.完善实践教学条件“电力电子技术”课程具有很强的工程性和实用性,而实验是培养学生理论联系实际、动手能力、严谨的态度和科学研究方法的重要手段。因此,以营造真实的、先进的工程环境为目标,紧密结合工程实际应用,投入100多万元建设和完善了电力电子技术实验室。现实验室拥有实验设备24台套,开发了电力电子技术仿真研究平台,构建了电力电子技术实践教学体系(包括课内实验、课外实验、课程设计、生产实习和毕业设计等),编制相关的教学文件。实验室向学生全面开放,学生以团队的形式开展自主性实验和学科竞赛培训,并为学生提供实际工程技术资料、仿真实训教学软件,培养工程实践应用能力。

2.精心设计实验内容课程组精心设计了实验教学项目和内容,引导学生从问题出发,逐步由基础实验走向设计性和综合性实验,再过渡到创新性实验。开设了晶闸管整流、逆变的验证性实验,使学生对本课程的应用有初步认识;对直流斩波、交交变换以及PWM控制技术部分的实验,则由教师给出电路参数要求,由学生自行设计主电路、驱动电路等,完成设计性实验,培养学生分析问题,解决问题的能力;软开关技术的实现等具有较高实用价值的实验项目,密切联系着当今电力电子技术发展的最前沿技术,并且在国民经济发展中起着重要作用。通过实验学生了解了电力电子新技术的发展动态,同时对本课程的应用领域、可以解决的问题有了更直观感性的认识。实验项目与科研、工程、社会应用实践密切联系,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合,有利于学生创新能力的培养和自主训练。

3.增设课程设计与调试环节开设了1周“电力电子技术”课程设计与调试实践环节,以完整的电力电子系统为载体,将电力电子器件选择以及电力电子主电路、驱动电路、保护电路、检测电路、控制电路等内容有机地结合起来,使学生通过设计、组装、实验和调试“四位一体”的训练,培养学生的实践能力和创新能力。同时,在教学中使用计算机仿真软件Matlab/Simulink搭建各种常用电力电子电路,且可方便地调整电路的参数进行仿真,培养学生应用计算机处理复杂电力电子电路的能力,也为日后从事工程设计和科学研究打下良好的基础。

二、改进教学方法与手段,调动学生学习主动性和积极性

在实际教学实践中,笔者始终坚持以学生为主体、教师为主导、能力为主线的教育理念,根据课程内容合理采用不同的教学方法组织课堂教学,将“理论+实践+应用能力”的教学模式贯穿在整个教学活动中,由传统的教师满堂灌唱独角戏变成了教师学生共同参与的互动学习,教与学融为一体。教师有所教,学生有所学,极大地调动了学生的学习积极性,加深了学生的理解,加快了学习步伐。通过启发教学法、案例教学法、任务驱动教学方法等,增强学生主观能动性,活跃课堂气氛,挖掘学生潜力,增强专业素养,逐渐让学生由“学会”变成“会学”,由被动变主动汲取知识。

为了分析电力电子器件和电路的工作状态,使学生弄清电路中能量的变换和传递,笔者制作了本课程比较完善的多媒体教学课件。利用多媒体技术将实际应用中的电路和电力电子装置做成影音资料带到课堂上,结合典型工程实例,并把电力电子前沿的研究状况、最新的研究成果以图表、图片等方式充实到教学课件中,提高学生的感性认识,激发学生学习的兴趣,不断提高教学效果及教学质量。同时,建设了本课程的教学网站,网站资料丰富,包括教学资料和典型工程实例等,学生可以在网上学习,教师可以在网上进行答疑,激发了学生学习的兴趣,提高了教学效果。

三、改革考核方式,提高学生对知识的综合运用能力

1.考试过程全程化教师根据“电力电子技术”课程性质和不同阶段的教学要求,通过课堂提问、讨论、平时作业、单元测验、实际操作、撰写报告或论文等方式加强形成性考试评价,并安排阶段性考试以强化学生平时对课程教学内容的学习和掌握,弱化期末终结性考核。

2.考核内容能力化考核内容围绕应用能力和工程素质培养为核心这个目标设置,结合新的“电力电子技术”教学内容体系,加大电力电子器件特性分析、实际电路分析、应用案例分析、实践技能的比例,侧重考查学生对知识的综合运用、解决问题的能力。

3.考核方式多元化根据不同阶段的教学要求,考核采取口试、笔试(开卷、闭卷)、开发设计相结合的形式,变单一形式的考核为多种形式的考核。

四、组织课外科技创新活动,探索课内与课外培养的有效机制

按照课内培养与课外培养相结合的原则,把培养学生实践创新能力固化在教学任务中,成立了课外科技活动小组,注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动。依托电力电子实验室的硬件设施,积极组织学生参加全国大学生电子设计大赛和“挑战杯”竞赛,以培养和提高学生的自学能力、实践能力和创新意识。在运行中,加强课外实践活动的组织和管理,制订《大学生课外科技创新实践活动运行管理办法》和《实验室开放运行管理办法》,对大学生第二课堂教育的条件保障、激励政策、管理办法、评价办法等做了明确规定,形成了有效的大学生科技创新实践活动保障体系。

五、加强青年教师培养,提高课程组教师整体水平

师资队伍建设是课程建设的关键,课程组教师的理论教学水平、工程实践能力、科研水平直接关乎“电力电子技术”课程建设水平。按照校内培养与校外培养相结合、教学培养和科研培养相结合的原则,通过建立青年教师“导师制”、定期开展教学研讨和教学观摩、实行青年教师实验室坐班制、深入工业企业生产实际、选派教师参加新技术培训等措施,不断提高青年教师教学水平、学术水平和实践能力。

六、结语

电力电子技术报告范文4

关键词 电力电子技术;应用;发展前景

中图分类号TM1 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)46-0078-02

电力电子技术是应用于电力领域的电子技术,它对于电力领域有着非常重要的贡献,它是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的新兴学科。在现阶段的发展背景下,电力电子技术可以理解为功率强大。它与传统的电子技术相比,改变了以往的发展模式,有着许多的优势和功能:它不仅能够通过功率较大的电流和承受高电压,而且能够在大功率的情况下,很好的解决器件发热、运行效率的问题,对于我国电力事业的发展意义重大。当前,电力电子技术的应用范围已经越来越广,对于人们的生活所产生的影响越来越大。本文主要针对当前电气工程领域的四大热点进行详细分析和探讨,分别为电气节能领域、新能源发电领域、电力牵引领域以及智能电网领域4个方面。

1 电力电子技术的应用

1.1 电气节能的应用

节能是当前社会发展的必然趋势。电气节能主要包括变频调速、电能质量控制、有源滤波等,当前阶段,在电气节能的应用中又以变频调速为主要研究内容。电机变频调速节能是当前工业节能发展的一个主要途径,在未来的发展时期,三大发展因素将会进一步促进电机变频调速行业的快速发展:一是变频器产品日趋成熟,应用范围越来越广,技术越来越新,企业投资产品的成本将会越来越低;二是电机变频调速节能的效果非常明显,具有广泛的社会效益,这样能够更好的调动企业生产的积极性;三是国家对重点耗能企业也会采取一系列措施,发展电气节能能够有效的降低企业能源消耗,减少资源浪费,为社会创造财富。

1.2 新能源发电的应用

当前,社会发展的速度越来越快,人们消耗的资源也越来越多,全球范围内的石油储量、煤炭资源总量逐步在减少。在传统能源逐步减少的同时,生态平衡也受到严重的破坏,环境污染日益严重。因此,新能源在未来的一段时期有很大的发展前景。现在通过新能源发电的方法越来越多,比如通过地面太阳能发电、风电等,其中太阳能光伏发电在上海世博会上被充分利用,这对于新能源的开发有很好的借鉴意义。上海世博会的太阳能发电项目不仅是我国当前规模最大、采用技术最多的项目,同时也是世博会历史上新能源发电技术的最大规模应用,可以说,新能源的世界已经离我们越来越近。新能源发电中的电力电子技术应用特点主要有:新能源在供给过程中能源供给随机性较大,比如风能、太阳能等都会随着天气的变化而变化,并对电网发电的要求比较高,在新兴的能源使用中,可以充分考虑海洋能等随意性不大的资源。

1.3 电力牵引的应用

电力牵引(electric traction)是利用电能为动力的轨道运输牵引动力形式。它是以电力系统或发电厂为电源,通过牵引变电所使电力系统受电,经过降压、变频成交流电源,由接触网向电力机车、动车组供电。比如电力机车或动车的牵引电动机将电能充分转换为机械能,驱动铁路列车运行,这给人们的生活提供了极大的方便。但电力牵引也存在一些不足,主要表现在增加了供电系统装置,使其一次性投资比其他牵引动力形式要高些,同时,电力机车在运行时,会产生高次谐波和负序电流,谐波的存在和高压接触网及其回流网的不对称,对沿线不平行接近的电信线路将产生干扰电压,对电力系统的安全、经济运行有一定的影响,对通信质量和人身安全也存在一定的影响。因此,需要采取有效措施进行防护和限制,要在以后的发展过程中不断改进技术,通过新技术来改进电力牵引的缺点,使其达到合理,为社会发展贡献力量。

1.4 智能电网的应用

智能电网,就是将电网进行智能化改造,它是建立在集成的高速双向通信网络的基础之上的,在运行的过程中,通过先进的传感和测量技术、控制技术以及先进的决策管理体系的应用,实现电网的可靠运输、实现经济、高效、环境友好和使用安全的目标。从更高的层次来讲,当前社会发展的电网变得比以往更大、更安全及更高能效,但其智能化程度仍旧较低,因此,其在未来的发展过程中有很好的发展前景。智能电网的核心就是智能电表。通过借助智能电表,电力事业机构能够知道用户在任意时间所使用的电能,便于他们根据用户的个性化需求提供针对性的服务,不断的满足社会的需求。

2 电力电子技术的未来发展前景

当前,电力电子技术的发展已经进入到各个领域,它在人们的生活中扮演着非常重要的角色,有着非常大的发展前景,这主要体现在以下几个方面:

1)新的材料进一步更新。随着社会经济的发展,人们生活水平越来越高,对于新材料的需求也会越来越高。同样,电力电子技术也会进一步加快研究步伐,将会扩大器件的频率研究、功率等级研究,会有效的降低器件的温度,减少器件体积,同时,成本将会大幅度下降,可以大大改进系统性能,扩大应用范围,使越来越多的领域受益;

2)改进器件和装置封装形式。在未来的发展前景中,电力电子技术将会对电力电子器件和装置形式不断进行改进,实现系统集成,减小各项生产成本,同时,通过新技术的运用使其获得更高的集成化和可靠性;

3)使用无需吸收电路并且关断延时小的集成门极换流晶闸管,这样可以有更多的器件来选择应用,特别是在一些大功率应用场合的器件选择时,选择的范围将会越来越广,给人们社会生活带来方便;

4)发展新型的全半导体变流系统。随着社会经济发展的迅速,社会在选择上越来越倾向于体积小、应用广的电子器件。因此,电力电子技术的发展将会在体积小、重量轻、损耗小、无功率的全半导体变流系统上做文章,不断加大设计力度和创新手法,满意日益增长的物质文化需要;

5)发明新型家用电器产品。随着低碳经济的提倡,人们在生活中越来越追求低碳的概念,低碳对于人们的生活有着非常重要的意义,现阶段,各种低碳产品已经逐步进入人们的视线和生活之中,新型汽车、新型电动车等低碳产品供不应求。因此,未来的电子器件的发展趋势将会进一步向家用电器延伸。

参考文献

[1]赵金亮.我国电力电子技术的现状及应用[J].北方经贸,2010(7).

[2]张铭.电力电子技术在电力系统中的应用浅析[J].内蒙古石油化工,2010(8).

电力电子技术报告范文5

为培养学生的自主学习能力、工程实践能力和创新创造能力,加快建设开放性实验室尤为重要,根据目前各相关兄弟高校及我校实际情况,电力电子课程开放实验室的组成采用立体的多层次多手段体系,其组成包括现有实验平台、软件仿真平台、第二课堂平台(大学生智能车模大赛、挑战杯、大学生创新项目等)、教师科研平台等,并充分发挥上述各平台的互补性,全方位提高电力电子实验教学质量。根据“电力电子技术”实验教学质量提升的要求,我校电力电子技术实验基本顺序为器件特性及基本电路原理学习—验证性实验—软件仿真分析—综合性实验—设计性实验,整个实验教学思想可概括为“四引入、重过程”。其中验证性实验中引入分析、调试环节;实验平台装置实验中引入软件仿真环节;实验室建设、科创项目及教师科研项目中引入设计性综合性实验环节;实验过程引入分享环节。

二、教学方法改进

从实验课程教学的基本规律及现状出发,在实验教材、授课方法、考核制度等方面进行探索创新。

1.优化实验教学内容,发挥多媒体在实验教学中的优势

在电力电子器件方面主要讲解晶闸管、IGBT器件,在整流电路方面主要为单相半波整流电路、单相全控整流电路和三相半波整流电路及有源逆变;直流斩波电路中主要为升压斩波和降压斩波电路、单相交流调压电路。除指定教材外,建设了电力电子技术课程网站论坛,针对实验教学自编了实验教学教材指导学生学习实验装置及实验要求,对实验基本电路及硬件验证电路采用MATLAB和ORCADPSpice仿真分析,对各实验元器件或基本电路特性制作了基本操作示范录像,加强理论学习、仿真分析与实验验证的互动,形成涵盖理论预习、仿真分析、硬件验证、综合反馈的实综合验报告。

2.夯实基础知识,提高验证性实验效率

我校电力电子实验课通常开设单相半波可控整流实验、三相半波可控整流及有源逆变实验、单相交流调压实验、直流斩波电路特性实验、IGBT特性及其驱动与保护电路实验、单相正弦波脉宽调制(SPWM)逆变实验等12个基本实验,为了提高教学效率并培养学生的自主学习能力,实验前要求学生进行预习。将实验基本原理、各实验器件、控制与驱动电路性能等实验基本单元在实验指导书的基础上制作PPT、视频讲解录像等供学生预习使用,发挥多媒体比纸质书本更能吸引学生学习的优势,让学生在实验前熟悉实验电路器件及基本原理。学生实验时老师介入设置一定的故障,引导学生在预习的基础上发挥主观能动性,排除各种故障完成实验。如三相半波可控整流电路试验时可设置单只晶闸管烧坏、门极无触发脉冲、断路、电源相序不一致等故障,引导学生不断思考,达到夯实基础知识和提高验证性实验教学效率的双重目标。

3.科学考核,加强互动反馈

实验考核的目标是强化实验过程,将学生几次实验的总体考核分解到每个实验的每环节考核。实验前检查并对学生的预习报告进行考核,要求预习报告应包括实验基本原理、元器件多媒体及网络学习的理解心得、实验的软件仿真结果等;实验中对实验过程的逻辑性、故障的排查能力等综合动手能力进行考核;实验结束时采用答辩式考核。每次实验的考核成绩为上述三次考核按3:4:3加权成绩,实验课程成绩为本课程所有实验的加权成绩。将考核过程平时化,既减少了期末考核的压力,也使考核更加科学。而实验指导教师的主要工作由原来的实验前讲授变成对学生的量化考核及学生学习过程中出现问题的化解。

三、结束语

电力电子技术报告范文6

“电力电子技术”是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课,是交叉了电子技术、控制技术及电力技术等多门学科的综合课程,在本专业的人才培养中占有非常重要的地位。针对教育部财政部对于高校建设国家级特色专业的要求,结合兰州交通大学电气工程及其自动化专业的特点,应对“电力电子技术”课程的教学目标、教学内容及教学方式等方面进行改变和革新。本文将从几个方面对“电力电子技术”的课程改革提出一些建议。

教学目标及教学内容的全新定位

依托于本校的特色,本专业的定位为在电气工程领域,以铁道电气化为依托,拓展为地方电力系统和城市轨道交通牵引供电系统服务的职能,既服务于铁路建设事业,又能适应地方电力部门需要。“电力电子技术”课程的教学内容必须紧密联系特色专业的定位和行业发展动向,联系新技术及其应用。对教学内容应进行合理组织,精心编排,有机融合相关知识点,避免将各种电力电子器件、功能电路做孤立讲解。此外,可将电子技术、电力电子技术、自动控制技术、牵引供变电技术、高电压技术等课程结合起来,形成支撑特色专业建设的学科体系,同时也体现出“电力电子技术”这门课程在专业知识链中的桥梁作用。

教学内容的全新定位也离不开教材的建设。在传统教材及参考书的基础上,加入电子教案、多媒体教学课件、习题库、网络课程等多种元素,丰富教学资源,有利用促进教学改革、提供教师水平,开拓学生知识获取途径。

教学方式及教学手段的多样化

“电力电子技术”教学过程中主要采用分析法,通过对各种电量的波形分析,使学生了解到电力电子器件和变换电路在各时段的工作状态。传统的教学方式都是以教师的讲授为主,将动态的电路工作过程通过语言和静态的波形输出图给学生逐一分析,细致不够形象,往往适得其反,会让学生因为需要被动地接受知识而产生厌烦情绪,教学效率会受到影响。反之,若是单纯依靠学生去自主学习,课堂上只做简单引导,只能适于学习能力较强的学生,并不适合学习自制能力较弱的学生。对于这种两相矛盾的情况,应该从两个角度入手。一方面,在课堂上对于重点难点应尽力突出,内容要由浅入深,既要保证课程的系统完整性,又要反复强调重、难点,提高课堂效率。另一方面,结合特色专业的特点,采取开放型教学方式,启发、引导学生。具体可采用以下方式:

案例与自学讨论

根据特色专业建设和教学目标的需要,可选取实践性较强的电路案例提供给学生,如SWPM逆变电源,高频高压脉冲电源等。学生可在教师的帮助下深入学习教材中涉及案例的相关内容,并通过文献检索工具查阅相关资料,进行拓展学习。并利用软件平台进行仿真验证。之后根据学习与实践的结果提交一份研究性的报告。

对于一些适当的课程内容,可组织学生通过自学讨论的方式进行教学。学生课前进行自学,课堂上与教师进行互相问答的方式进行知识的巩固和细化,最后掌握。

习题讨论

学生完成课后习题后,以小组的形式进行谈论,互相交流解题思路,之后教师对习题涉及的关键知识点进行点评。

实验实践

传统的实验环节多是规定了具体的实验内容,学生在实验课上只是在老师的教学基础中依葫芦画瓢地动手连接电路或是测量数据,一堂课下来甚至于对实验内容与课程哪些部分相关都毫无印象。实验的目的更多的是学生去实践学习如何去搭建和调试电路,并且还要帮助学生把调试成功的电路与理论课上的基本电路联系起来。另外还可以指导学生进行一些简单实用的综合项目,例如直流电源的实践创新设计,帮助学生提供综合专业能力。

参观学习

2010年兰州交通大学电气工程专业获批为国家级特色专业建设点,2011年被教育部授予第二批“卓越工程师教育培养计划”试点专,并于2012级电气工程专业招手了第一届“卓越试点班”。针对本专业服务铁路面向本地电力系统领域的人才培养原则,在课程的教学过程中要为学生创造能够去企业参观的学习的机会,让学生接触一些“电力电子技术”这门课程在机车牵引供电、电力传输、城轨供电等领域中的应用。这样电力变换电路不再是书本上的电路,而是完整的电力电子控制系统,让学生身临其境大开眼界,做到理论与实际的联系。

这些方式让学生真正参与到教学过程中,并且课将学生的表现结合到平时成绩考核中,对能力强的学生有提高作用,对学习能力弱的学生有警醒作用。

对于“电力电子技术”课程来说,电力电子器件和变换电路种类繁多,波形变化复杂,需要在教学手段上加入多媒体教学手段才能解决教师板书画图占用时间太长且不够形象的问题。但是多媒体教学时容易因为翻页过快,学生往往来不及思考,对知识认识比较肤浅,所以在课件的制作时不能单纯地复制书本内容,授课时单纯地宣读课件内容,而是配合传统的板书教学模式,通过制作精良的课件为学生讲授。采用多媒体教学方式的同时,也应配合多种仿真分析软件,可以使教学更加生动和直观。下面以三相桥式全控整流电路的教学过程来进行具体说明。

首先,在多媒体课件中加入Flas,利用Flas来完整仿真器件导通、关断过程中电压电流波形形成的动画过程,如图1所示,使学生有直观印象,更加容易理解。

另外,可以引领学生利用已学过的仿真软件对教材中的一些典型的、难点的、重点的变换电路进行仿真实践。Simulink提供了动态系统建模、分析和仿真的交互环境,用户只需应用鼠标拖放的方式将所需电气元件的模块添加到模型编辑窗口,并将它们连接起来就可以快速地组建仿真模型实现电力系统的计算仿真。以三相桥式全控整流电路为例,使用Simulink对三相桥式全控整流电路进行仿真的电路及结果。通过提取模型元件库中合适的模块在仿真平台上按电路原理图连接建立仿真模型并进行仿真(α=0°),仿真模型及输出波形如图2所示。

Multisim仿真软件系统高度集成,界面直观操作简捷,可交互式搭建电路原理图并对电路仿真。上例中的三相桥式全控整流电路也可以利用Multisim进行模型搭建及仿真运行,如图3所示。

通过仿真可以看出,α=0°时负载电压ud为三相线电压在正半周的包络线,还可以得到负载电流波形及各相桥臂上晶闸管的电流、电压波形。

在此基础之上,应有计划地进行开放性网络实验平台的建设,即计算机网络环境下的虚拟实验室。区别于利用仿真软件的虚拟实验,所有实验数据皆由设在远端的物理设备真实产生。学生可远程选择实验电路进行组合搭建,并直接获得由远端的实际设备装置测得的实验数据。

教师与学生观念的转变

首先需要转变的就是一张试卷定成绩的情况。除了笔试成绩外,应将平时作业递交、讨论任务完成、课堂及实验环节表现、学习态度等情况记入成绩,减少笔试成绩所占总评比例,使考核能够真正、全面、客观地反映学生的实际情况。

教师的角色由“讲授者”转变为“指导者”,增强教学的研究性质。教师不再是以填鸭的方式向学生灌输知识,而是以“引导者”的身份引领学生学习。在推导定理、结论时,除了数学和物理分析内容之外,还应穿插这些知识的相关背景、器件电路的应用近况以及发展前景,这要求教师对有关内容有充分的准备,还有比较宽的专业知识面及丰富的科研经验。