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简论教学改革“电力电子技术”课程教学革新

最后更新时间:2024-02-24 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:17244 浏览:73208
论文导读: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
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”)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,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,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。
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。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”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。例如在直流降压斩波电路这一节中,论文导读:
电路原理图如图1所示。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,二极管的结电容进行放电,当开关管由关闭变为导通时,二极管VD两端施加反向电压,对二极管结电容进行充电,开始时刻会有较大的充电电流通过电感线圈L1,并逐渐减小,那么电感线圈L1摘自:本科论文www.7ctime.com
与二极管VD的结电容就构成了振荡电路并很快衰减为0。
作为实验室实验指导老师,在学生做实验时不仅要完成实验的讲解和演示工作,而且应该把实验当中所牵涉的知识点进行强调,对实验当中接线容易出错的地方要进行重点讲解并解释其中的原因,避免由于接线错误造成设备损坏,影响实验的正常进行。对实验当中观察的现象与教材中不一致的地方向学生说明,并解释其原因。学生在做实验前必须做好预习准备,通常建议学生在做实验前要有预习报告,提前对实验的内容进行理论验证,对实验当中的数据进行估计和计算,对实验设备相应位置处的电压或电流波形从理论上进行描绘,对实验报告中的问题尝试进行解答。[3]等到实验室在实验设备上做实验时,就可以比较实际观察到的数据是否同预习时所想的一致,如果不同,找出原因,增强对知识点的理解和认识。

三、实验教学地点改革

“电力电子技术”是实践性非常强的课程,如果条件允许可以把授课地点改在实验室。利用实验室现有的实验设备,对课本中的基本原理进行演示和分析,提高学生对电力电子技术的感性认识,激发他们对这门课程的兴趣。但大多实验室空间有限,学生又非常多,所以这种想法不容易实现。可以充分利用现代多媒体教学手段,先对理论课上讲授的内容在实验室实验设备上进行操作演示,并用录像设备进行录像,然后到教室上课时适时进行播放。录像的时间不能太长,重点录制内容是实验设备的介绍、实验线路的连接、实验操作过程及实验结果。[4]例如在三相桥式可控整流电路中这一节中,到实验室进行录像时,对三相桥式主电路,触发脉冲电路和电路之间的连接进行介绍,然后观察触发脉冲信号与同步信号之间的关系,调节触发角分别为0、30、60、90、120度时观察A相电压波形和整流输出电压波形及输出电流波形。对比示波器显示结果与教材上波形图的异同。录像的播放时间可以放在该知识点讲解之后,一方面增强学生对电力电子设备的感性认识,另一方面可以充实授课内容,调节课堂气氛,改善教学效果等。摘自:毕业论文格式www.7ctime.com