电力电子教学精选(九篇)
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第1篇：电力电子教学范文
《电力电子技术》课程内容中包括电路理论、电机学、电力控制技术、电力半导体技术、控制理论、模拟和数字电子技术等，知识面宽广，信息量大，不容易理解。随着科技的快速更新换代，教学内容日益丰富，对课堂教学内容要求的难度也越来越高。传统简单的照本宣读理论教学，已然无法适应《电力电子技术》课程教学的要求，更无法满足市场对应用型人才的需求。因此，如何对教学内容进行改革，提高教学效果，真正培养出有实际操作能力的应用电力电子技术人才，是当前高校教学改革发展的重点。
一、当前《电力电子技术》课程教学内容存在的问题
（一）课堂教学内容存在的问题。当前对于《电力电子技术》课程的教学，由于课程本身涉及范围较广，知识面较宽，而教材编纂内容还在不断更新与探索，所以导致课堂理论教学基本是照本宣读，缺乏生动易懂的典型案例。学生很难产生整体的概念以及逻辑理解思维，理解困难，纷杂的理论让学生思而生畏，产生厌学情绪，教学效果难以达到要求。（二）实验教学内容存在的问题。电力电子技术本来就是一门应用性很强的课程。高校教学的目的也是相应地培养应用型人才。因此，实践教学应该被贯穿创新应用型人才培养的始终。当前高校对电力电子技术实验教学平台的建设，重视程度不足。实验教学内容及设备陈旧，教学还是按照旧的功能模块来进行操作，学生机械地模仿老师的操作，对实验过程和现象没有足够的关注，对新技术的接触了解经常一带而过。培养出来的学生，根本不能很好地适应当下新的科学技术发展，造成高校实验教学形同虚设。
二、对《电力电子技术》教学内容改革的建议
（一）优化课堂理论教学内容顺序。电力电子技术课程教学的特点是，内容多且涉及面广，而课时相对安排较少。教材又一直在根据实际科技的发展而不断调整更新。在这样的情况下，教师需要根据自己的教学经验及教学目标，来对课程内容的教学顺序进行优化调整。旨在帮助启发学生建立清晰的概念和整体逻辑，让学生的学习有条理，有方向，最终达到有方法的主动创新学习。例如，可以启发学生利用图表方法，将电力电子技术整体的内容大致分为几个部分，并对每个部分进行主要核心内容的整理，此处需要注意的是，一定要进行有重点的区分，而非形式上的冗杂。比如说可以按照如下的方式划分：以电力电子器件为核心，以两种控制方法（相控控制和PWM控制）和四类基本电力的变换电路（整流电路、逆变电路、斩波电路和交流变换电路）为基础，以两类应用（电力、电子技术应用）为目标，配合当前新技术的发展需要来进行教学内容的设置。这样，对于学生来说，就能够很清晰地建立整体的概念，也能够对知识进行很好地理解和吸收。（二）重视实验平台建设。应用型人才发展的重点，除了理论素养过硬之外，必须要有很强的实践创新能力。而这种能力的最佳培养期，就是在大学时期。高校实验平台的建设，对于电力电子技术专业的学生来说，是尤为重要的，也是其锻炼实践能力的主要渠道。高校实验教学应该紧跟时代科技发展步伐，定期更新实验模块，分层进行实验教学。例如，实验教学内容可以分为三个层次：第一层次为基础实验教学。即教师示范，学生学习。第二层次为设计实验教学。即教师给出设计实验任务，学生通过分组讨论，给出设计方案，然后教师对可行的实验进行指导实验。第三层次为创新实验教学。即让学生自主地对自己感兴趣的方向或者科研热点问题进行创新实验设计，教师则以配合者的身份参与其中进行指导。这样，用逐步递进的方式来进行的实验教学，既可以锻炼学生的动手实践能力，同时又以开放式探究问题的方法，激发了学生的自主创新意识，可以真正地使学生得到全面的发展。（三）明确培养应用型人才的目标。传统教育模式的目标，都是应试教育。教学内容也以此为基础，将知识点反复叠加讲授，使学生苦不堪言。新课改要求，教学要以培养应用型人才为目标，全力改革教学内容，以人为本，以满足社会发展的实用性为基准。这就要求教师坚持从学生的角度出发，切实通过改革教学内容，激发学生的自主意识。例如，在课程教学讲授理论知识的同时，通过生活中的实例，使学生真正了解电力电子技术在人们生活中的地位及作用，培养学生的自豪感及使命感，激发学生的求知欲望。在实验教学中，间插性地配合现代网络技术，让学生了解到电力电子技术不断发展的现状和亟待解决的问题，以期让学生的创新思维得到启发，明确目标，达到实验教学的效果。
三、结语
课程教学本身就像一门艺术，而《电力电子技术》这门课程的教学，就是需要极高造诣方能领悟的艺术。想要上好这门课，真正地培养出对社会发展有用的实力应用型人才，就必须认真地、反复不断地研究教学内容及教学方法手段。希望通过教学内容的改革，能够真正培养出专业基础知识清晰扎实、创新能力过硬以及拥有出众工程实践能力的应用型人才，为社会主义社会建设贡献力量。
作者:罗瑞鸿 单位:河池学院物理与机电工程学院
参考文献：
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第2篇：电力电子教学范文
电力电子技术课程内容量大、知识点多、既有理论分析又有实际电路应用。以我校自动化专业为例，采用王兆安老师主编的《电力电子技术》第五版教材，课程内容将涉及电力电子器件、电力电子电路（AC-DC整流电路、DC-AC逆变电路、DC-DC直流-直流变流电路、AC-AC交流-交流变流电路）及电路控制技术（PWM、软开关），课时安排为56学时，其中8学时为实验教学。在48学时的理论教学内容中，除绪论、习题课和总复习占4学时外，电力电子器件占4学时，电力电子电路占34学时，PWM控制与软开关技术占6学时。由上可见，电力电子电路占理论教学学时的70%，但是该部分的实际教学内容非常多，以整流电路部分为例，将主要涉及到两大类（单相整流、三相整流）、四小类（单相半波整流、单相桥式整流、三相半波整流、三相桥式整流）、三种负载（电阻性、阻感性、反电动势）及多种电路变换形式（如带续流二极管），其中每种电路还要分析不同触发角（如30度、60度、90度、120度等）控制下的电路工作原理、电压和电流波形图（如负载直流电压、负载直流电流、晶闸管承受电压、晶闸管流过电流、交流电流等）、电量参数计算（如直流平均值、交流有效值）。如此复杂的电路教学过程，若仅靠传统黑板板书及幻灯片教学模式进行讲解，将不能在有限的课时时间内，既完成教学内容，又让学生深入理解各种电路的工作过程，其结果是学生没能抓住电力电子电路学习的根本，不具有分析和设计电力电子电路的能力。电力电子技术的仿真教学改革就是要改变上述由于教学内容多、课程内容复杂、课时分配少而带来的教学和学习问题，其改革的内容就是在有效的教学时间内，通过仿真软件搭建电力电子电路并进行仿真波形分析与工作原理讲解的教学模式，该模式不仅能把教学基本内容讲授清楚，同时能大大提高学生对课程教学重点与教学难点的理解和把握，达到事半功倍的效果。仿真教学改革中采用MATLAB仿真软件，其中的电力系统模型库包含电源模块库、电器元件模块库、电机模块库、电力电子元件模块库、连接件模块库、测量仪器模块库和其他电气模块库。通过使用Simulink模块库组成电力电子控制电路，使用电力系统模块库组成电力电子主电路和驱动电路，可以较为容易的分析和设计更为复杂的电力电子电路，可以深入的研究和观察电力电子电路的动态响应和稳态响应。
二、仿真教学过程实例分析
由于电力电子技术课程中的各种电路形式复杂多样，因此以三相桥式全控整流电路为例，来说明电力电子技术的仿真教学过程。三相桥式全控整流电路在工业生产中具有重要位置，大量用于电解、电镀、直流电机传动、励磁等场合，因此该电路是电力电子技术课程的重点内容。三相桥式全控整流电路为如上所述教材的3.2.2节内容，主要包括电路原理图、电阻性负载、阻感性负载工作情况三部分内容。该节课程的知识目标定位于掌握三相桥式全控整流电路的组成、特点及应用，理解三相桥式全控整流电路的工作原理；能力目标定位于能够根据电路图搭建相应电路并进行测量，同时能够根据任务要求开展相关实验。该节课程的仿真教学过程中首先让学生掌握电路结构，然后针对不同负载情况下，让学生理解工作原理并学会波形分析及参数定量计算，最后结合“自动控制原理”及“电机学”课程相关内容，给出仿真实验任务，目的让学生逐步进入状态，逐步掌握学习这门课的方法，下面给出仿真教学中需要注意的教学重点，其它教学部分可参考相应教材，这里不再赘述。
1.三相桥式全控整流电路结构该部分首先介绍三相桥式全控整流电路是目前应用最广泛的整流电路，它区别于单相整流与三相半波整流，具有功率大、直流脉动小等优点，同时采用幻灯片播放实际应用案例的形式，来增强学生对该部分内容的感性认识，并提高学生的学习兴趣。其次，介绍该电路中包含六个晶闸管元件，是目前学习中器件最多的电路，需要学生们认真理解六个晶闸管器件的触发工作过程。再次，采用MATLAB仿真软件搭建三相桥式全控整流电路原理图，如图1所示。搭建的过程中，一定要强调以下几点：①晶闸管器件编号务必为共阴极组内VT1、VT3、VT5，共阳极组内VT4、VT6、VT2；②晶闸管门极触发脉冲顺序务必为VT1-VT6；③晶闸管触发脉冲相位间隔60度。
2.带电阻性负载情况分析前面讲解完三相桥式全控整流电路搭建后，真正进入到电路工作原理、波形分析及定量计算部分。进一步完善上面仿真电路原理图，将负载选择为电阻性负载，并增加若干示波器观察点，其中三相电源设置为幅值100V、频率50Hz，电阻负载2Ω，仿真参数设置为仿真起始时间0.0s，结束时间0.1s，算法选择ode23tb。带电阻性负载情况下的教学重点为：①不同触发角下的波形分析；②负载电流的连续与断续分析；③晶闸管的单触发脉冲与双触发脉冲形式。其中难点内容为连续与断续状态下的脉冲形式。首先通过仿真详细讲解30度触发角时的波形情况，要求学生在给定电源条件下能够正确理解触发脉冲、直流负载电压、直流负载电流、晶闸管承受电压和交流电源电流的波形。讲授过程中需要注意：①触发角的触发时刻，由于三相整流电路的自然换相点对应A相电压波形的30度位置，因此30度触发角情况下的晶闸管VT1触发时刻为60度位置，换算成时间为0.0033s；②将整个电源周期分成6段，每段先确定6个晶闸管的导通与关断状态，再分析其他电量；③特别注意强调线电压波形及波形画法。然后，利用仿真教学的优势进一步讲解如上教学重点要求，如图3所示为60度和90度触发角下的晶闸管触发脉冲情况和直流输出电压波形情况。图中可以清楚的看到60度触发角为负载电压和电流连续与断续的临界点，90度触发角时清楚的看到负载电流为断续状态，同时各个触发脉冲为保证电流断续下正常工作而变成双触发脉冲形式。为了让学生能够更深入的理解电阻性负载时的工作情况，在仿真教学过程中，可以采取更小的脉冲角度间隔对多个触发角进行多次仿真，这样更能深入理解随着触发角的增加，直流负载电压不断降低的过程。
3.带阻感性负载情况分析当三相桥式全控整流电路带阻感性负载工作时，其特点就是能保证负载电流续流而不出现断续的状态，因此该部分的教学重点为：①让学生能够清楚的理解整个移相范围内负载电流总是连续的工作状态；②由于电感的作用，负载电压会出现负的部分；③大电感状态下，负载电流近似为一条直线。图4为触发角为90度时三相桥式全控整流电路的波形情况，与图3中触发角为90度情况进行对比，可以清楚的看出阻感性负载时的直流负载电压波形既有正向波形，又有负向波形，负载电流波形始终处于连续状态，同时还可以通过仿真教学清楚的展示电感为5mH和200mH时的直流电流波形，其中5mH时电流波形脉动较大，而200mH时电流波形脉动较小，近似为一条直线，这也充分说明当电感值为200mH时，感抗相对于阻抗来说充分大。
4.仿真实验任务：直流电机闭环调速系统完成如上规定的仿真教学任务后，可以给学生布置相应的仿真实验任务，结合直流电机原理和闭环控制原理，安排直流电机闭环调速系统的仿真实验，可以安排在实验课中完成或课后自行完成。仿真实验任务如下：（1）仿真参数设置：仿真起始时间0.0s，结束时间5s，算法选择ode23tb。（2）系统要求跟踪恒值速度给定500r/min。（3）转速调节器设定为比例控制，要求分析不同负载转矩、不同转速比例调节下的电机电压、电流和转速波形。这里给出用于教学参考的系统仿真结构图及电机电压和电流波形，如图5和图6所示。由于直流电机为阻感性负载，因此通过仿真实验可以更深入的认识阻感性负载下的三相桥式全控整流电路的工作过程，直流负载电压即电机供电电压有正负波形，直流负载电流即电机电枢电流为连续状态且近似为一条直线，转速波形由学生在仿真实验中自行观察。
三、结论
第3篇：电力电子教学范文
关键词：电力电子技术；虚拟交互；教学系统
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0067-02
“电力电子技术”既是一门重要的专业基础课，也是一门实用性和实践性较强的课程。教学内容以电力电子电路为主线，以波形与相位分析方法（波形分析法）贯穿始终，通过分析各类电力电子器件的通断情况来理解整流、逆变、斩波等典型电路的工作原理，从而绘制出电路在不同负载作用下各参考点的电流、电压波形。“电力电子技术”课程的内容较为抽象，理解起来比较困难。教学过程中，理论讲解、实验验证是两个必经环节。理论讲解中，由于电路类型多，不管是晶闸管触发控制角变化控制（相控），还是全控型器件高频率通断控制（斩控），单相电路比较容易，对于三相电路，学员普遍认为较难理解。而实验可以验证理论，加深学员的理解，因此应开设一些相关的实验课程。做实验时，几乎所有的电路和系统都是封闭式的，多数仅用挂件或实验箱来完成实验。实验过程中，学员几乎是机械式连线、读取实验数据，记录实验数据和波形，即使不了解电路的工作原理，只要连线正确、实验仪器完好即可完成实验，但是如果设备或连线有问题，就会使实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象，导致学员不能独立分析、解决问题，排除故障。
针对“电力电子技术”课程在教学和实验中出现的问题，设计了一个电机类课程虚拟交互教学系统。该系统能够变抽象为具体，变枯燥为生动，形象直观地进行教学，有助于激发学员的学习兴趣，提高教学质量。该系统基于VB和MATLAB的接口编程，可以通过友好的系统界面，运行相应的Simulink仿真模型。该系统不仅可以实时观察电路中任意参考点的电压、电流波形，还可以实现交互操作，实时改变电路参数，从而加深学员对电路的理解；对于学员日后提高工程应用和科研水平，掌握现代工程设计和实验方法――计算机仿真技术很有帮助。该系统不仅可以用于辅助教员进行理论讲解，加深学员理解，还可以用于学员做实验前熟悉实验项目，掌握实验原理。实践证明，采用该系统可以较好地适应教员教学和学员学习的需要。
一、虚拟交互教学系统设计
虚拟交互教学系统设计的思路是：利用MATLAB构建仿真模型，使用VB搭建界面，VB调用仿真模型，实现一个可以调用仿真模型的虚拟交互教学系统。
1.MATLAB/Simulink简介
MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称。其除具备卓越的数值计算能力外，还具备专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能。Simulink是MATLAB软件下的一个附加组件，是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的MATLAB软件包，为用户提供了一个图形化的用户界面（GUI）。建立系统模型时依托图形界面，利用鼠标单击和拖拉方式构建仿真模型，像用铅笔在纸上绘制系统的方框图一样简单。
2.常用电力电子电路模块库
（1）电力电子元件库（POWER ELECTRONICS）。电力电子元件库是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模块库中重要的元件库，包括IDEAL SWITCH功能模块和IGBT功能模块，涵盖了绝大多数电路所需的开关元件，如晶体二极管，IGBT，MOSFET，THYRISTOR，理想开关，THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等。
（2）线路元件库（ELEMENTS）。线路元件库也是Simulink的SIMPOWERSYSTEMS模块库中重要的元件库，包括BREAKER功能模块和LINEAR TRANSFORMER功能模块，涵盖了绝大多数电路所需的元器件，如电阻器、电容器、输电线、变压器、断路器等。
3.电力电子电路仿真
（1）建立仿真模型。以三相桥式全控整流电路为例，建立仿真模型，使用模型库的三相桥（Universal Bridge）和同步6脉冲触发器（Synchronized 6-Pulse Generator）集成模块，如图1所示。
（2）设置模型参数。以阻感负载为例，设置模型参数。一是三相电压源参数设置：电压峰值为100V，频率为50Hz。二是三相晶闸管整流器参数设置：使用默认值。三是RLC负载参数设置：R的值为45Ω，L的值为1，C的值为inf。四是6脉冲发生器设置：频率为50Hz，脉冲宽度取1°，选择双脉冲触发方式。将其第五个输入端（Block）置“0”，此时有脉冲输出。如果置“1”，则没有脉冲输出。五是触发角设置：α设为30°。
（3）仿真结果。图2为三相桥式全控整流电路仿真结果，可观察输出电压、输出电流、晶闸管两端电压等多个波形，并且可以通过改变α角，观察以上波形，由此加深对于电路的理解。
4.VB简介及应用
（1）VB简介。Visual Basic（简称VB）是美国微软公司推出的Microsoft Visual Studio可视化开发工具套件中的一个组件，是在Quick BASIC基础上，为开发Windows应用程序而提供的强有力的开发工具，是一种具有良好的图形用户界面（Graphic User Interface，简称GUI）的程序设计语言。该系统采用VB和MATLAB的接口编程，通过友好的系统界面，运行相应的Simulink仿真模型。
（2）界面制作。用VB开发的“实验内容和步骤”窗体中包含多个运行按钮，这些按钮是根据电路带不同类型的负载而设置的，当单击任一个运行按钮时，都会调用相应的Simulink模型窗口进行仿真。要实现这一功能，就需要在运行按钮的单击事件中输入相应的代码。以第一个运行按钮（Commandl）为例，介绍代码的编写过程即VB和MATLAB的接口编程的实现。双击Commandl，进入代码编写窗口，在PrivateSub Commandl―Click0中写入如下代码：
其中，fz是一个后缀为mdl的模型文件，就是仿真模型的名称。该文件路径是可以指定的，但须在MATLAB中将该文件路径设置为搜索路径，否则无法调用该文件。
输入以上代码，即可调用程序。但是在VB调用仿真模型时，只是弹出一下，马上就结束。因此，为了使调用的程序不结束，可使用如下代码：
以上两行代码，第一行代表可以开始运行仿真，第二行代表暂停仿真。当程序运行至第二行时，仿真界面将停住，此时即可对模型进行相应的操作，与在MATLAB中操作方法类似。图3是编程截图。
二、虚拟交互教学系统实现
为了使整个虚拟交互教学系统正常运行，必须把用VB完成的界面设计和用MATLAB实现的仿真模型连接起来，也就是VB和MATLAB的接口编程。本交互系统中VB和MATLAB的动态数据交换（DDE）采用的是客户端/服务器（c/s）模式，VB作为客户端，MATLAB作为服务器。而接口编程方法中的ActiveX技术正适合于这种模式，并且实现起来比较方便，因此采用ActiveX技术实现VB和MATLAB的接口编程。系统主要包括主界面和调用界面，进入调用界面后，就相当于在MATLAB环境中操作。
1.主界面
虚拟交互教学系统标题为“电机类课程虚拟交互系统”，主界面有两个按钮，即“进入系统”和“退出系统”，如图4所示。
2.调用界面
进入系统后，出现调用界面。本界面主要是进入相应仿真模型，共有9个仿真模型。本界面具有可添加性，可以根据自己的需要制作仿真模型并添加到系统中，对系统进行完善。
三、结论
本虚拟交互教学系统具有界面友好性和开放性两个特点。友好性体现为交互系统界面友好，可以完成对仿真模型的调用。调用仿真模型后，环境与在MATLAB中相同，可以对模型进行仿真操作。开放性体现为可实时修改模块中的参数，甚至根据需要可以添加模块和模型。教员在完成理论讲解后，可使用本系统对所讲解的电路进行仿真，使学员可以实时观察电力电子电路中任意参考点的电压、电流波形，还可以实现交互操作，实时改变电路参数，加深学员对电路的理解。另外，将该系统进行适度开放后，学员不仅可以亲自对教员所讲电路进行仿真，还可以自己构造仿真模型（添加代码只需要改动模型文件名称即可）并添加到系统中，完善整个系统。由于时间关系，系统中仅仅囊括了“电力电子技术”课程部分电路的仿真，未包含其他复杂的电路和“电力电子技术”课程中电机调速系统的内容。希望日后可以依靠教员和学员的努力完善此系统，从而更有利于教员的教学和学员的学习。
参考文献：
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第4篇：电力电子教学范文
新形势下课程的解构
铁道类职业院校电力电子技术所涉及的专业主要是电气化铁道技术专业。国家“十二五”规划明确提出要大力发展职业教育,加快培养高素质技能型人才。“十二五”期间,以高速铁路网络、区际干线快速铁路网络、重载铁路货运网络、西部铁路网络等为重点的大规模铁路建设和城市轨道交通建设全面展开。铁路建设大力发展电力牵引,推进铁路技术装备现代化。以中国南车集团等骨干企业为依托,重点发展大功率交流传动电力机车、动车组牵引电机与电器、城市轨道交通车辆、高速铁路配件等高技术产品。从1996年AC4000型交流传动技术的引进,到2006年CRH2型动车组整车下线,目前已完全拥有高铁制造技术的自主知识产权。2011年中国南车联合美国GE公司进军美国高铁市场。标志着轨道交通装备制造行业实现了从“中国制造到中国创造”的转变。新的形势对专业人才职业素质、职业能力和可持续发展提出更高要求。电力电子技术在机车上的应用越来越广泛,越来越灵活多变。电气化铁道技术专业学生的培养要求也随着变化,这也促使我们任教课程的老师们深入到企业生产一线,开展丰富地调研,将实际应用的经验带入到课堂中来。在设计电气化铁道技术《电力电子技术》这门课程之前,我根据机车交流传动技术,机车电气制动控制技术等实际运用,对南车集团相关的技术人员及一线操作人员,广铁集团的司乘和检修人员等进行了调研,了解到这些岗位对电气化铁道技术专业的要求,也了解到他们在实际工作中对电力电器件的选型,筛选优劣,维修控制设备等对电力电子技术相关知识的要求。这些宝贵的经验与建议对于我对电气化铁道技术专业的学生讲授《电力电子技术》这门课程来说,专业针对性强,学生学起来也很感兴趣。以前不知道学了这些电力电子器件,电力电子电路拓扑结构将来有什么用,这些知识与自己的专业到底有多少关系。利用职教新干线平台,将现场的部分作业过程直接展示在学生课堂,将现实生活中的实例直接带入课堂,利用现场实例,实现了基于工作过程的解构,也丰富了我的教学。
2基于互联网教学平台的课程资源重构的目标
在互联网技术高速发展的形式下,对课程的重构主要是依托职教新干线网络平台,以《电力电子技术》的实际应用为突破口,不断的应用理论知识对实践的各个环节进行指导,同时根据实践中发生的问题和解决问题的方法和技巧不断更新和完善理论体系,最终探索出一套行之有效的一般规律和方法来,使《电力电子技术》这一课程的教学更加切合实际。通过不断的努力,课程重构后最终要实现的目标是:(1)使学生掌握学习新知识的方法,提高学习能力。让学生在真实的环境中学会应用电力电子技术进行电路故障分析、处理,合理选择电力电子器件,筛选优劣电力电子器件的方法,以教学情境与工作过程相结合的方式增强学生实际动手操作能力,培养学生的自学能力、设计能力、创新能力和适应能力,逐步达到相关职业岗位的能力和素养要求。(2)提高教师教的效果。目前我们院校的《电力电子技术》教学还是以传统的理论教材为主,同时老师教学过程也仍应用传统理论教学模式,以分析电路原理,讲解参数计算过程和计算方法为主,这种教学方式的弊端是使学生感觉枯燥和乏味,就更谈不上培养学生的学习兴趣,加上电力电子技术的抽象难懂,也就容易使其产生厌学和放弃的心态。通过结合职教新干线互联网教学平台对本课程的重构,我们要通过真正的实践案例指导老师的教学过程;同时,利用互联网技术与多媒体技术,提供更多的形象化的电路效果演示,更多的实践案例,以提高教师的教学效果。
基于互联网教学平台的课程教学实施
第5篇：电力电子教学范文
关键词：电力电子技术；教学研究；实践
电力电子技术是电气类、自动化类本科专业重要的专业基础课之一。电力电子技术横跨电子学、电力学、控制理论3个专业方向，广泛应用于交通运输、航天通信、家用电器等众多重要领域[1]。电力电子技术是现代工程技术领域发展最为迅速且应用愈益广泛的诸多重要学科之一，这使得它在电气类、自动化类本科专业基础课中砥柱中流的作用日益凸显，该课程的特点是兼具实用性、工程性和综合性[2]。随着社会进步和技术发展，在电力电子技术课程中沿用传统的教学内容和教学方法，已经开始与除旧布新与时俱进的发展要求不相符合。电力电子的技术进步洪流，带动各种新型电力电子器件及其相关应用技术不断涌现，原有教学内容已不能适应科技迅速发展的需求，电力电子技术课程的教学内容亟须不断地充实和更新。在传统的教学中，教师虽然采用多媒体课件授课，但其本质仍旧是以“教师为中心”的注入式教学占主导地位，尽管教师为了在课堂上提供了更多案例和Flas等教学资料而费尽心机，但学生仍然是被动地接受，教学效果事倍功半就成为并不鲜见的“常态”。显然，在电力电子技术课程的教学中沿用传统的教学方法已难以调动学生的学习积极性，如果考虑到各校学生的实际情况不同，学生的入学基础参差不齐且有的学生基础较差，教学效果就会受到更大的负面影响。因此，在电力电子技术课程的教学方法上努力除旧布新与时俱进，才能适应社会进步和技术发展的要求[3]。以实用性、工程性和综合性为导向而充实和更新教学内容，并以“微课+慕课+仿真”教学方法相结合的教学模式，是电力电子技术课程的教学与时俱进的有效努力方向。为了调动学生的学习热情和自主学习的积极性，转变传统教学中教师的“教”与学生的“学”相互之间配合差、互动少的状况，并为使学生改变他们以往事半功倍的学习习惯，引导他们逐步实现由厌学—有兴趣学—掌握方法—学会—会学的转变，我在实际教学中采用了“微课+慕课+仿真”相结合的创新型教学方法并取得了较好的教学效果。
1教学内容的安排
为了实现上述教学要求，经过我校电气、自动化教研室教师的讨论，所达成的共识是：电力电子技术课程的内容应以开关器件为基础，以四类基本变换技术为核心，以两种控制方法为辅，以四类技术的应用为目标，并应适当兼顾当前新技术的发展趋势。这样的内容设置既有利于学生掌握课程核心内容，也能够促使学生更好地掌握电力电子技术在实际工程中的应用，并使他们对电力电子技术的最新发展有一定的认识，为今后的工作以及深造打下一定的基础。在基础性开关器件的内容安排上，以全控型器件为主，兼顾半控型器件的相关内容。晶闸管是半控型器件的典型代表，也是目前几乎所有电力电子技术课程教材中都会介绍的器件，它在目前的工程应用中仍占有一定的比重。现在以电力场效应管和IGBT为代表的全控型器件的迅速发展，已经成为电力电子领域的核心器件，从而会影响到主电路的拓扑结构和控制方法[4]。我们在教学中，按照工程中的实际应用以及器件的历史发展，将半控型器件的相关内容结合整流电路进行讲解，而对全控型器件及其组成的逆变器流交流变换技术、斩波技术的特性进行详细介绍。并且会给学生增加一些教材内容之外的全控元件的介绍。在课堂上及时传授该学科的前沿知识并介绍其发展趋势，有利于培养学生紧跟相关学科最新发展动态的良好习惯。例如，将当前诸如无功功率发生器(SVG)、电网谐波抑制技术、高压直流输电技术、高压变频器、矩阵式交-交变换器等电力电子最新应用的内容，作为补充拓展的知识介绍给学生。此外，还应该将那些诸如电子镇流器的应用、太阳能发电等与学生身边生活密切相关的应用内容，插入到适当章节的教学中，来增加学生对其身边电力电子技术的感性认识。
2“微课+慕课+仿真”相结合的教学方法
充分注意到“95后”学生求新、求变的特质，是做好教学工作的基本前提。目前我们面对的学生基本是95后，他们对传统的教学方法比较厌倦甚至反感，然而他们对互联网、新技术、新教学方式的喜爱并渴求掌握的愿望又是非常强烈的。因此在此基础上我们采用了“微课+慕课+仿真”相结合的教学方法，充分调动学生学习电力电子技术课程的兴趣和积极性。
2.1微课的应用
微课是指基于某种特定的教学设计思想应用多媒体技术，在五分钟以内就一个知识点进行针对性讲解的一段视频。在教育教学中，微课所讲授的内容呈“点”状、碎片化，这些知识点，可以是教材解读、题型精讲、考点归纳等具体教学内容，也可以是学习方法传授、教学经验介绍等方法论方面的知识讲解和展示。微课是课堂教学的有效补充形式，微课不仅适合于移动学习时代知识的传播、也适合学习者个性化、深度学习的需求[4]。在不同的教学环境中，微课可以有不同的应用形式。
2.1.1微课在新授课上的作用及效果
微课在新课教学的课前预习、新课内容导入、新课重难点讲解等不同环节可以扮演不同角色。首先，在新课教学之前，可以根据学生已有的知识基础和新知识所需的衔接知识点，给学生提供相应的微课视频，从而可以让学生在课下先看此微课视频，为新课做好预习准备。其次，在新课导入环节，教师常用的教学方法是，为了吸引学生的注意力，为新课的讲解做好铺垫，教师会根据新课知识点设计新颖的问题。依据此教学方法制作微课，在开始上课并复习旧课内容后先让学生看此视频，以此作为学习新课的新颖序曲。最后，还可以将教师对新课中重难点做点拨、对典型例题引导学生探究其规律等内容，也制作成微课，用以在学生自主探究或团队合作探究后一起看此微课视频。电力电子技术课程内容知识点多而难，并且里面的输出波形较多，如果简单的让学生看书预习，对于学生来说难度较大。结合以上微课的诸多特点，在教学过程中，授课教师会在备课时，自己制作或从网络资源上搜索并购买相应的微课内容，在上课前一周通过与学生建立的班级微信群进行，让学生对新内容进行热身，以达到吸引他们学习的注意力并达到预习的效果。
2.1.2微课在学生自主学习中的应用优势
微课视频以其短小精悍的特点，使其在学生的自主学习中应用中拥有几项不可多得的优势。其一，随着网络通讯的发展和计算机的普及，学生基本上都有各自的笔记本电脑或是智能手机，当教师把学习中的重点和疑难问题制作成微课，上传到网上，学生便可以随时点播学习。其二，微课短小精悍，其所围绕的一个议题或一个重点，都是针对学生学习中的疑难问题设计，非常适合学生自学。其三，学生学习微课的时间和地点选择的自由度很大，学生有了很大的自主空间，只要有学习的愿望，即可实现对微课视频的充分利用。其四，微课可以适应不同的学生，由于视频播放的快慢可以调节，这就让不同程度的学生可以根据的自己的基础和接受程度控制视频播放的快慢，以达到最佳学习效果；其五，由于视频可以反复播放，这使得那些平时反应慢而又羞于发问的学生能够从容地反复观看，这就为较好地解决了后进生的转化问题提供了一条简便可行的途径[3]。在每次课后，教师通过班级的微信群相应的作业要求，当有学生进行反馈该作业的困难时，通过统计分析学生们的共性问题以及易错、易疏忽的问题时教师就对该知识点和作业制作相应的微视频，这样不仅可以了解学生整体对该知识点的掌握情况，同时也可以达到增强学生与教师的互动交流和感情。
2.2慕课的应用
慕课是大规模的网络开放课程，它是为了增强知识传播而由具有分享和协作精神的个人或组织的、散布于互联网上的开放课程。慕课是新近涌现出来的一种在线课程开发模式，它发展于过去的那种资源、学习管理系统以及将学习管理系统与更多的开放网络资源综合起来的新的课程开发模式。随着电力电子技术的飞速发展以及互联网的快速普及，很容易从网上找一些与电力电子技术相关的在线视频，它们既可以使教师提高自身的学识水平，也可以通过各种形式形成电力电子技术课程的慕课教学内容。例如，西安交通大学等国内顶尖高校电力电子技术精品课的在线视频公开课，就可以作为在电力电子技术课程中应用慕课形式的参考资料，使用这些资料进行慕课教学，不但可以最大限度地共享网络资源，也使得学生们有更多机会领略国内名校的名师风采，这对于开阔学生们的眼界并且激发他们的学习热情，显然益处多多。当然，学生在课堂外的自主学习中也可以重新复习这些视频，这要比以往的看书本复习效果好得多。随着以后双语教学的逐步普及，电力电子技术课程中慕课的资源共享范围，还可以扩展到包括美国等西方发达国家在内的全世界。
2.3实验及实践中仿真的实施
应用计算机软件进行仿真设计并对设计结果进行仿真验证，已经成为现代工程设计领域的常态，它也应该成为工程教育领域电力电子技术课程教学中的常态。在电力电子技术课程教学实验环节中，无论是拥有充足实验设备的学校，还是缺乏实验设备的学校，都可以采用Matlab软件实现为实验教学做出必要补充的努力。在电力电子技术实验教学过程中，主要是利用Matlab仿真软件中的SIMULINK元件库来建立电力电子电路仿真模型并给出仿真结果，来加深学生对所学内容的理解。将计算机仿真软件引入实验课堂教学中，不仅能提高学生对学习电力电子技术课程的兴趣，而且更容易使学生学好这门专业课程。同时，在电力电子技术课堂教学中，采用仿真教学能够部分代替实验教学，节省大量的教学资源[4]。在实践课中仿真的实施环节，注重培养学生的团队合作能力和多门课程的综合应用能力。布置课程的设计任务时，要求3个人组成团队共同完成，以培养学生们的团队合作能力。给出具体的题目、技术指标和设计要求等内容后，注意引导学生如何综合运用所学的电力电子技术、数模电技术、编程语言(C语言或Matlab)完成相应的设计。鼓励学生积极参加省级、国家级的电子设计竞赛和“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛，将所学的知识应用于实际的科技制作。在实习环节带领学生参观相关的电力电子设备生产单位、发电厂以及其他电力电子设备的应用单位。
3结束语
电力电子技术课程是一门实用性、工程性和综合性较强课程，因此其教学改革是一项复杂而系统性的工程，技术性涉及面也较广，它的核心在于“实用”[5]。因此，在教学中必须于提高学生学习兴趣的基础上强调实际的应用。经过两届学生的教学实践，学生普遍感到电力电子技术课程的教学内容安排和“微课+慕课+仿真”相结合的教学方法效果较好，能够有效地激发他们的学习热情。
作者:樊建强 郭晋蜀 单位:山西农业大学信息学院
参考文献:
[1]王兆安,刘进军.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2012.
[2]张文蔚.“电力电子技术”课程建设探索与实践[J].中国电力教育,2012(6):66-67.
[3]杨奕.《电力电子技术》课程教学改革初探[J].南通大学学报,2006(22):95-96.
第6篇：电力电子教学范文
关键词：电力子技术应用;项目化教学
1项目化教学是目前课程教学改革的主要趋势
长期以来，无论是本科学校还是专科学校，电类专业在《电力电子应用技术》课程教学过程中，通常都采用的教学方式是实践和理论分开教授。此种方式导致很少有学生能够把理论和实践结合起来，提升自己的实践动手能力和解实际决问题的能力。在教育改革提出以就业为导向，以职业能力培养为目标的教育目标后，从自动化专业学生就业岗位调研出发，将《电力电子应用技术》课程教学改为项目化教学。实际上项目化教学改革就是将专业基础课程和专业课程的传统教学内容转变为各课程对应的技能训练项目，根据技能训练项目的要求具体开展教学，以及考核学生的技能训练效果，从而使得人才培养能力目标能够实现，所以项目化教学成为当前大学教学改革的主要方向。我校电类专业的《电力电子应用技术》教学的主要模式也有传统的理论和实践分开讲授模式改为项目化教学。项目化教学也成为很多专业课程教学模式改革的主要趋势。
2《电力电子技术应用》项目化教学的优势
课程改革是保证高校教育人才培养目标的实现，提高教学质量，达到职业技能资格要求的一种有效途径。项目化教学是以实际工程项目为依托，项目内容是理论结合实践的集中体现。《电力电子应用技术》课程项目化教学的优势主要体现在以下几个方面。
2.1注重培养学生学习的自主性
《电力电子应用技术》课程采用项目化教学后，每个项目中用动画体现内容的丰富性和趣味性，同时灵活多变的动画设计简化了理论内容，提高了学生的理解力，从而提高学生的学习兴趣，增加其自主学习的意识，养成自主学习的习惯。采用灵活的教学方式，增加师生互动性，增加角色的带入性次数等等多种方式促进学生学习的自主性。
2.2注重培养学生专业知识和实践技能
专业实践技能是在专业基础知识熟练掌握的基础上，通过强化专业技能训练，提升实际操作能力而获得的实践技能。而项目化教学的项目本身就是一个产品或设备控制系统的完成过程，是集专业知识与实际技能于一体的综合性教学内容。项目化教学从项目的信息整理、方案设计实施到最后的项目测试评价等，每一个环节的要求都是学生自主、教师辅助完成，所以完全可以通过具体项目的教学过程，达到培养学生专业知识牢固性与实践技能的熟练性目标。
2.3注重培养学生项目知识与职业资格证的紧密结合性
项目化教学改革的前提就是就业为导向，以职业能力培养为目标，所以项目化教学课程内容必然有与之对应的职业资格证必修内容。因此项目化教学可以提高职业职格证的通过率。我校项目化教学实施以来取得的成绩，电工证比例增加，高级、中级比较增加，兴趣小组的比赛成绩提高，学生的动手能力增加提高了就业率，企业的毕业生满意度提高，专升本升学率提高，自主创业成功率提高等等方面，都说明了《电力电子技术应用》课程采用项目化教学既适应了教学改革的潮流，又达到了项目化教学的目的要求，实现了以职业能力培养为目的的素质化教学目标。
3《电力电子技术应用》项目化教学的不足
3.1教学内容的简单项目式分化，与工程实际脱节
《电力电子技术应用》课改后虽然采用了项目化教学方式，但内容并没有按照项目化教学的需求实行，而是简单的内容分化或内容实验化。这一做法导致两种结果，一是与现实工程实际项目脱节，并没有把企业实际工程项目作为项目化教学内容，当然这些与实践实训基地不足的、与企业联系欠缺等方面都有关系；二是简单的内容分仅仅把原理论内容简单的分到各个项目下，没有严格的项目教学设计、论证、规划，以及各项目之间的内在联系，导致项目化教学的目标不能完全实现。例如：把原单相半波可控整流电路作为一个项目，项目下提出项目要求、项目内容、电路原理、具体步骤、项目所需工具、仿真工具及结果。这些仅仅是把原单相半波可控整流电路的内容进行了项目分解，并没有实际的工程项目支撑，所以此类项目化教学不可能实现项目化教学改革的目的，这是项目化教学效果不理想的原因之一。
3.2师资能力不足
项目化教学要求教师不但具有丰富的专业理论知识，也需要扎实的实践操作技能，也就是需要做过实际工程项目的双师型教师。这样才能有效的指导学生完成项目的一体化过程，包括项目方案设计、前期准备、实施、效果鉴定等。目前，我系双师型师资欠缺，依靠实验老师和理论老师的协同作业，难以很好的完成每个整体项目的教学目的。这也是造成项目化教学效果不够理想的原因之一。
3.3教学安排与教学实施的矛盾
第7篇：电力电子教学范文
结合几年教学实践和CDIO工程教育的特点，对原有的教学模式进行了改革，将授课内容中规律和特点并加以灵活利用，引导学生采用发现学习和掌握学习等创造性学习方法、加强理论联系实际；从系统角度、实践角度出发建立了一套适合于“电力电子技术”课程教学的教学体系。
教学思路
在明确教学目标的基础上，首先，教师一定要意识到，兴趣是最好的老师，兴趣是学习的动力和源泉。只要通过有效的兴趣培养和教学方式，就可以让这些学生达到甚至超过自己的水平。以科研的态度和精神贯穿于教学之中，让学生在“学生做”和“做中学”激发课程学习热情。鼓励学生走上讲台，敢于大胆走进实验室；敢于向老师发难，以“我”为中心，全然不顾“名家”情面。
其次在教学理念上，以发展学生思考能力为本，结合课程实验和教师现有的课题进行实践，建立系统设计理念，通过对主电路和控制电路、保护电路、检测电路同时分组进行设计。CDIO强调以熟悉产品研发的生命周期为工程背景的“做中学”的学习方式，这不是对教师主导作用的弱化，相反对教师在整个教学活动过程中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的高求。“教师”兼为“导师”，实现学生在知识获取过程中的地位由“被动”到“主动”的角色转变：学生在教师指导下积极、主动地参与实践，从独立学习转向合作学习；从深层次角度讲，就是大学中“物质教育”与“自由教育”的转变。在探索、实验和应用中行动上给与相当的灵活性，这样可以唤起学生的好奇心，使其热切地寻求有助于解决问题的知识，同时又具备相当的实行工具。学生所具有的创造性的和富有想象力的远见都将发挥作用，并能控制其冲动和习惯。他自己的目的就能指导他的行动。
再次，就教学方法而言，坚持把工程科学基础和工程专业知识紧密地揉合在一起进行教学，学生仍然需要坚实的科学基础。在讲述定理、结论时，要注意理论基础与专业知识的结合。除了应用高等数学和大学物理分析内容的机理之外，还要讲定理、结论的提出背景、前提条件以及应用情况和近展状况等等。在教学手段上注意应用现代信息技术，如多媒体动画和系统仿真技术。熟练的、精心的准备过的课堂讲授仍然是最有效的学习和教授经验。
最后，在重点和难点教学模式上，采用项目或者案例教学模式，基于问题解决模式的模式；教师引导学生效仿教师、专家学者做项目的方法，如专题研讨、方案和技术设计、仿真模拟和实验操作等，探索并解决课程内容相关工程应用中的现实问题；培养学生发现问题与综合分析问题的能力。因此恰当地设计题目是项目教学法运用成功的保证，既不能太难，让学生望而却步，又不能太简单，没有挑战性。这要求教师平时有一定知识积累。“电力电子技术”实力较强的几个院校的积极尝试为我们提供了较好的参考。浙江大学将“功率因数校正实验”等部分实验项目列为创新设计型实验，由学生自主设计实验内容和方法，提高学生创新能力。哈尔滨工业大学以直流脉宽调速系统驱动电源的设计为课程设计的主要内容。南京航空航天大学开发了“软开关逆变电源实验装置”课程设计教学平台，以此设计若干个课程设计题目。中国石油大学选择反激式开关电源为课程设计题目。这些题目既紧密联系书本知识，又有创新的空间，值得借鉴。
实验教学在方式上注重启发，引导学生积极参与实验设计的同时；在时间和内容安排上注意了验证实验、仿真实验和综合设计实验的循序渐进。在实践平台装置的设计上，注意“先进性、实用性、开放性、安全性”的特点，满足基础型和综合设计型的实验教学和实践活动的要求。使学生既动手又动脑，丰富工程实践知识，培养学生的创新能力和综合能力。同时学生小组成员之间密切协作和互相配合，锻炼学生的责任感和协作、互助的团队精神。
教学案例
以“电力电子技术”内容直流-直流变流技术为例。首先，教师备课时要把自己想象成学生，想象一下学生的已知与未知，研究学生认知与情感发展的需求，要想到学生在课堂教学过程中可能有的变化，从而使备课活动不再是琢磨怎么讲能讲得清楚、透彻、到位，让学生听得懂、记得牢，要注重的是课堂上学生怎么学、怎么动以及为了实践活动的有效开展，激发学生的学习兴趣，如何点起学生创新的火花，促使学生生动活泼地参与，使课堂教学丰富多样，把课堂真正还给学生。
引言部分如讲到buck变换器时，先介绍变换器的背景。授课时，按照“识电路”“画波形”“会计算”“输出（电压或电流）控制”四部曲进行。显然，第四部曲是压轴大戏。buck变换器的电路原理图如图1所示，先讲每一个功率器件的工作原理。再从有源开关V导通，到无源开关VD因反偏而截止，再到输出滤波电感储能（或励磁），并向负载提供能量；反过来从有源开关V截止，到电感电流不能突变。故使无源开关VD正偏而导通，此时电感电流经二极管续流，其储存的能量继续供向负载，并由输出电压对其进行去磁。输出滤波电容作用：主要用来限制输出电压上的开关频率纹波分量，使之远小于稳态的直流输出电压。
内容强调讲稳态关系和特征。buck变换器的特征公式如式1所示，让学生对比以前学过的理想变压器的特征公式，说明为什么buck也叫“直流变压器”。
（1）
第二部曲是利用多媒体动画技术演示功率器件开通和关断时电路的电流流经路径和主要物理量的波形变化情况。采用MATLAB仿真时所得的波形与课本的波形进行对比，反映了理论知识的现实性。同时对比图1（b）、（c）图，对电流下降及上升的原因及“断续”和“连续”概念结合高等数学中 “连续”的概念不一样的地方进行辨析。当改变参数使得仿真结果变化时，也能通过理论分析与仿真调试，使输出达到理想状态。
第三部曲讲授在已知输入电压范围、负载电流范围和给定的输出电压下，利用获得的稳态关系，可以方便计算buck变换器的开关占空比范围，从而来计算buck变换器中的元器件电压稳态应力、电流峰值、电流平均值和电流有效值。
在讲第四部曲即“输出（电压或电流）控制”时，学生不易明白也看不到。有些内容理解不够具体，如何控制实现的疑问产生。此时重要的是培养学生有精细、认真、穷追不舍的态度和敢于提出问题、勇于解决问题的创新精神。学生参与设计教师的100V/600A大功率开关斩波恒流源科研项目，共分四组，每一组完成一个功能设计调试或仿真。
第一组学生设计不控整流部分的电路结构如图2所示，具体参数：滤波电抗为1200A/0.71mH，整流二极管600A/1600V，铝电解电容0.3F/400V。
第二组学生参与斩波电路设计，设计的斩波电路图如图3所示。通过计算得出电抗器1200A/300μH，C2电容大小190μF/400V。阻容吸收单元选择电容C3为80μF/450V，选取电阻R1为10Ω。IGBT模块2MBI1200U4G-120，驱动模块在教师的指导下选用瑞士CONCEPT公司的IGBT驱动模块2SD315A，该驱动模块集成智能驱动、自检、状态反馈、隔离等功能于一身，能够驱动1200A/1200V的IGBT。有的学生还画了驱动电路图。
第三组学生设计了基于TMS320F28335DSP作为控制回路的核心的数字PI调节器。学生在CCS集成开发环境下编写的数字PI调节器，在软仿真下可以明显看到给定变化引起PWM脉宽的变化。
第四组学生负责基于MATLAB下仿真。
第8篇：电力电子教学范文
【关键词】MATLAB；仿真；实验教学
1.基于MATLAB的仿真教学
MATLAB是电子CAD仿真软件中实用性比较强的软件。大量的仿真实验和仿真数据可以通过MATLAB得到有效的体现，因此，在教学实践中得到了很好的应用和普及。MATLAB包括常用工具箱和内部函数两大主要部分，主要应用在图形绘制和处理、电力系统和电力电子电路仿真、数字通讯信号处理和仿真、数值分析等多种领域，具有很强的实用性和界面友好性。当把MATLAB应用在电力电子实验仿真中时，不仅仅可以简单方便的构造电路，进行模拟测试和仿真，最重要的是利用其数学处理特性进行数据的提取和分析。本次仿真实验主要使用MATLAB中的Simulink模块。Simulink主要由连续模块、离散模块、函数和平台模块、数学模块等多部分组成。通过各模块中相应元器件的选择，实现对仿真电路的搭建。
过去通常我们通过对实际电路的搭建，用相应的电流表、电压表对相应测点的数据进行测量读取，通过对数据的整理和分析得到相应的实验结论，结合理论计算进一步了解电路的工作原理，实现实践教学的目的。
现在通过计算机MATLAB中Simulink的使用，不仅仅能解决从理论直接跨度到实践中常常出现的带电路搭建问题，还能避免不必要的危险性。在实践教学中，完全可以增添计算机电路仿真这一环节，通过同学理论知识的学习完成相关电路独立搭建，通过仿真中出现的无法接线、示波器数据显示异常等现象，自己主动发现问题、解决问题，从而当实际实验时，就会更好的避免不必要的错误，达到更理想的教学目的，也能让学生更好的了解MATLAB，提高学生今后对计算机软件的兴趣[2]。
在电力电子电路实验仿真中，通常需要四步：
第一步，运行MATLAB，进入主界面；通过命令调用Simulink工具。
第二步，通过Simulink中相应模块里元器件的选择，构造出所需的电路。
第三步，对相应的计算函数、元器件参数、数据采集时间等进行设置。
第四步，点击运行，对仿真出的图形进行分析。
2.三相半波整流电路仿真实例
通过对电力电子电路中三相半波可控整流电路的仿真，可以学习仿真的方法和技巧，研究电路的原理和性能。下面就以实例说明仿真在教中起到的作用。
2.1 三相半波可控整流电路实验仿真
三相半波可控整流电路实验线路如图1所示：
三相半波可控整流电路由三相变压器、晶闸管、负载、触发脉冲四部分组成，通过对晶闸管触发时间的选择实现对整流输出电压的调节，由于三项整流装置三相间是平衡的，输出的电压和电流脉动小，对电网的影响也小，且自身结构简单、控制滞后时间短，因此是比较经济实用的电路。本次仿真实验通过阻感负载和春电阻负载输出各电路的图像对比分析，再加上理论比较，展现出MATLAB在实践教学中的优越性，并通过对各种常见电路故障分析，避免实际电路接线时造成不必要的损失和危险。
图2是用利用MATLAB提供的动态仿真工具Simulink搭建的三相半菠可控整淹电路模型。
图1 三相半菠可控整淹电路实验原理图
图2 三相半波可控整流电路模型
图3 参数设置
2.2 仿真中模块参数的设置
合理的参数设置对MATLAB仿真起到关键性的作用，本次仿真通过对三相半波可控整流电路中算法类型、触发脉冲相关参数、晶闸管参数等器件的相关参数的选择，实现较好的仿真效果，便于结合仿真图像，对相关实验进行理论分析，实现良好的教学目的。相关参数的设置如图3所示，分为五步[3]。
（1）相关算法设置
算法（solver）ode23tb，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.1s。
（2）触发脉冲参数设置
振幅5V，周期0.02，占空比5%，时相延迟为*0.02/360。
（3）电源参数设置
频率50hz，电压380v，其相限角度分别为0°、120°、240°。
（4）晶闸管参数设置
Ron=0.001，Lon=0.0001，Vf=0V，Rs=1，Cs=250e-6F。
（5）RLC参数设置
R=100，L=0.02H，C=inf，和R=100，L=0H，C=inf。
2.3 仿真结果
如图4所示（a）、（b）分别为触发角α=60o时，R（电阻性）负载和触发角α=60o时，RL（阻感性）负载的仿真波形图，分别测得触发脉冲波形、三相电源波形、流过晶闸管的电流、流过晶闸管的电压、流过负载的电流、流过负载的电压六项相关物理量。
图4 纯阻性负载和阻感负载仿真波形
图5 晶闸管和负载两端电压电流仿真波形
图6 单相晶闸管短路与短路仿真波形
进一步选取纯电阻负载中流过晶闸管的电压、电流和流过负载的电压与阻感负载中流过晶闸管的电压、电流和流过负载的电压、电流，如图5所示，对比波形容易发现阻感性负载当α30时，电压波形出现负值，由于电感的作用，波形连续，晶闸管的导通角为120，而纯电阻负载晶闸管导通角小于120。
3.问题拓展
分别对电路中任意一晶闸管断路（如：晶闸管烧断断开）或短路（如：晶闸管击穿了短路）进行电路的MATLAB建模仿真，仿真图形如图6所示。容易发现当晶闸管烧断时则整流器相当于缺相运行，其输出电压会降低，输出整流电压波形会少波头。其值可能会减少1/4左右；而当晶闸管击穿时，流过其他元器件的电流会非常大，这个时候很容易引起相关器件、相关电路的连锁短路，造成元器件的损毁，故障扩大化。因此，当我们在实际电路接线实验时，尤其要注意预防晶闸管的短接，避免造成较大的损失和对人员的伤害[4]。
4.总结
通过MATLAB/Simulink仿真实验，我们会发现它具有很强的灵活性和人机交互界面，通过计算机虚拟仿真不仅仅能达到实践中对电路相应数据的记录和分析，最主要的是可以通过它的虚拟性构建不正常运行时相关数据的采集，方便教学中对学生实践误操作严重性的警告，让同学们在通过仿真实验后，能更好的完成实际电路接线，并且降低学生误操作的发生，提高了理论与实践的更好的结合。
参考文献
[1]洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真[M].北京：机械工业出版社，2006.
[2]郑雪钦.基于Matlab电力电子技术应用的实现[J].2006 （19）：152-153.
[3]薛定宇，阳泉.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用[M].北京：清华大学出版社，2002.
[4]王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009.
作者简介：
第9篇：电力电子教学范文
一、课程设计思路
根据职业技能鉴定的标准设计课程教学内容和技能培养方案，把《电力电子技术及其应用》融入模块化的单元教学设计，采用与职业岗位对应的工程项目构建主线，选取典型的生产设备和工作任务，根据高职学生的认知特点，针对工作过程来构建学习情境、设计学习单元，将多门课程的相关知识融合到每一个学习单元，是一门技术性、实践性非常强的工学结合双证课程。本课程以培养学生的职业能力为目标，以工程实例为主线，以工作过程为中心，开展任务驱动的理论实践一体化教学。课程共有五个项目模块，除了理论传授外，每一个实训环节都能帮助学生获取经验性知识，在完成数个任务的基础上，再拓展相关技术理论知识，最后以技术理论知识指导各项目的完成。
二、课程内容设计
根据行业企业发展的需要和完成职业岗位实际工作任务需要的知识、能力、素质要求，本课程设置了以下五大情景（模块）：直流调光台灯电路的设计与应用、晶闸管-直流电动机开环调速系统的维护与检修、电阻炉过零调功系统的设计与应用、中频感应加热电源维护与检修、直流斩波电动机调速系统的设计与应用。通过任务引领、计划制定与实施、综合项目设计与制作等环节，来满足行业企业发展的需要和学生完成职业岗位实际工作任务的需要。三、教学方法本课程采用理论讲授、校内实训与校外实习结合的教学方式：校内实训培养学生电力电子技术的初步应用能力，校外实习培养学生电力电子技术的综合应用能力，真正实现理论实践相结合的一体化教学模式。
1.教学方法应用实例——直流调光台灯电路的设计与应用
（1）可依据以下程序进行安排：第一，下发项目任务书，明确项目学习目标，学生在教师的指导下分析直流调光台灯电路的基本原理。第二，学生学习项目任务要求，以小组为单位讨论直流调光台灯电路的控制方案。教师对方案进行指导，制作工作流程表，选择元件及工具，列出元件、工具清单。小组讨论确定测试方案。第三，按元件清单清点配件，检测数量和质量。学生独立对电路板进行调试，列写调试方法及步骤，进行系统装接和电路故障的分析与排除。第四，工作评价。自评：学生对本项目的整个实施过程进行评价；互评：以小组为单位，对其他组的工作结果进行评价和建议；教师评价：教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优缺点，并提出改进建议。通过这种一体化的教学过程能够激发学生的自学热情，小组协作的工作过程还能培养学生的团队协作精神。
（2）考核成绩的计算：采用过程考核和结业考核结合的方式，过程考核占30%，结业考核占70%。过程考核结合课堂提问、训练活动、阶段测验等进行综合评价，包括实践操作、知识掌握、职业素质和学习态度等；结业考核包括理论知识和实践操作两方面，以此作为培养企业人才的良好开端。
2.多种教学方法相结合
在整个教学过程中，为激发学生学习兴趣、获得更好的教学效果，可采用多种教学方法相结合的模式：项目教学法、讲练结合、多层次实训、现场体验式教学、学生科技创新、案例教学法等。总之，要融创新思维培养、团队学习方式、实践案例教学于课程教学中，多种教学方法灵活运用，在充分利用现代多媒体电子教学、网上学习的基础上，采用第一课堂与第二课堂结合，将现代科学技术充分应用于教学改革之中。
