“电力电子技术”课程教学改革探索

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1、“电力电子技术”课程教学改革探索　　摘要：针对“电力电子技术”课程教学过程中课时紧张、实践性强等实际情况，在理论课和实验环节进行了改革。首先强调实验的重要性，加强理论和实验的结合，部分实验内容可以安排在课堂上讲解，而一些理论课内容也可以安排在实验室进行。另外充分利用仿真软件进行辅助教学，加深学生对所学知识点的理解。通过初步的实践探讨取得了较好的教学效果。　　关键词：电力电子技术；实验教学；计算机仿真　　“电力电子技术”是电气工程及其自动化、自动化等专业本科生的一门专业基础课，是一门理论与应用紧密结合、实

2、践性很强的课程，它是电子技术、控制技术和电力技术的交叉学科。该课程的目的和任务是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；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标，培养学生的分析问题和解决问题的能力。因此，“电力电子技术”是一门实践性很强的课程，很多概念和方法必须通过实践环节才能很好地领会和掌握。为了提高“电力电子技术”课程的教学效果，必须将课程的理论教学和实验教学真正地相互结合，相互渗透，才能使学生真正掌握电力电子技术的基本

3、原理并能够学以致用。另外结合当前的多媒体教学手段，利用Matlab等计算机仿真软件进行辅助教学也是对传统教学方法的有益补充。通过郑州大学（以下简称“我校”6）自动化专业“电力电子技术”课程的教学实践，总结出了一些行之有效的的教学方法和教学手段，取得了良好的教学效果，以下是具体的做法和体会。　　一、让学生熟悉实验仪器　　工欲善其事，必先利其器。要想学好“电力电子技术”这门课，学生必须熟悉实验装置和相关的实验工具，如万用表和示波器等。在前面的课程中学生都已经熟悉了万用表的使用，而数字示波器功能较多，相对复杂

4、，很多学生还不能熟练应用。　　示波器是进行电力电子实验不可缺少的工具，用它可以测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差等。例如在三相桥式可控整流电路实验中，可以通过示波器观察晶闸管的触发脉冲信号、同步信号以及计算触发角等。由于理论课时和实验课时都很紧张，所以不可能拿出一次实验专门让学生学习示波器的使用。因此关于示波器的学习就放在平时的理论课和实验课当中。例如把示波器的操作和使用制作成15～20分钟左右的录像在课堂上进行播放学习，学生也可以下载到自己的电脑上观看，达到预习的效果。另一方面，在实验当中

5、，对示波器的学习应用也遵循循序渐进的原则，前面的实验着重让学生实践示波器的基本应用，如怎样调整水平刻度、垂直刻度和读数，如何使用触发控制等。在后续的实验中可以逐步让学生使用示波器的高级功能如测量信号的时间和电压以及数学计算等。6　　因此，只有正确地使用示波器才能保证实验的顺利进行，尤其是利用双踪示波器测量信号时两个探头的地线一定要注意。由于两个探头的地线都与示波器的外壳相连接，所以两个探头的地线不能同时接在某一电路的不同两点上，否则由于两点的电位不同，将造成直接短路，造成实验设备的损坏。所以必须找到两个

6、被测量信号的公共参考点，将探头的其中一个地线接上即可。[1]如果两个被测量的信号没有公共参考点，例如在三相桥式可控整流电路中，要同时观察晶闸管的触发信号和整流输出电压信号，而这两个被测量信号不共地，那么主回路信号必须经过隔离变压器隔离后分别接到示波器的一个探头和对应的地线上，另一个探头与其对应的地线则测量晶闸管触发电路的触发信号。因此，在学习和使用示波器中一定要求学生牢记这一点。　　二、理论教学和实验教学的结合　　在“电力电子技术”这门课程的传统教学当中，实验和理论往往是分开的，由不同的老师负责。理论课

7、老师只讲解教材的内容，实验室老师负责实验的完成，这就很容易造成理论教学和实验教学的脱节。而“电力电子技术”6是一门实践性很强的课程，只有把理论教学和实验教学紧密的结合起来，学生才能达到学以致用。这就要求在理论课当中要糅合进实验的内容，既讲解相关知识点又进行实验的预习，从而达到举一反三的效果。教材上的理论结果通常是在理想条件下，各种输出波形往往是理想波形，而实验中的设备是面向实际的，观察到的信号与教材上绘制的曲线在某些情况下不一致。老师在课堂上讲解时要对理想情况和实际情况进行说明并解释造成二者不同的原因。

8、例如在直流降压斩波电路这一节中，电路原理图如图1所示。[2]教材中二极管VD两端电压理想波形如图2中UVD所示，UGE为开关管源漏极之间的电压。当开关管导通时，UGE为低电平，二极管截止，两端电压等于电容C1两端的电压，而用示波器观察实际电路中的二极管两端的电压波形如图2中URVD所示，可以观察到在电压上升沿产生的振荡现象。造成理想输出波形与实际波形不同的原因就是当开关管不导通时，二极管VD在电感L2的感应电动势的作用下续流导通，二极管的结