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【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù); 電力系統(tǒng) ;應(yīng)用
1前言
作為電工技術(shù)中一門(mén)相對(duì)比較新的技術(shù),電力電子技術(shù)是一項(xiàng)新能源發(fā)電的關(guān)鍵性技術(shù),它是電子技術(shù)與電力技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,電力電子技術(shù)與人們的生活水平及新能源發(fā)電技術(shù)的開(kāi)發(fā)及利用有著十分密切的關(guān)系。現(xiàn)階段,隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)的科技水平也在不斷地發(fā)展,這之間出現(xiàn)了許多新興的材料及結(jié)構(gòu)器件,它們被廣泛的使用在促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各個(gè)行業(yè)之中,這不僅為電力系統(tǒng)中電力電子技術(shù)的應(yīng)用拓展了更為廣闊的空間,同時(shí)大大的促進(jìn)了電力電子技術(shù)的發(fā)展。
2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的重要性
電力電子技術(shù)在發(fā)展傳統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之外,也依據(jù)實(shí)際情況對(duì)自身做出了相應(yīng)的調(diào)整,它在電力系統(tǒng)中的作用也越來(lái)越重要。首先,電力電子技術(shù)可以對(duì)電能進(jìn)行優(yōu)化使用,對(duì)電力系統(tǒng)的相關(guān)資源進(jìn)行合理利用與優(yōu)化配置[3]。其次,電力電子技術(shù)在對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造之后使得新型機(jī)電一體化的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn),它保證了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。此外,電力電子技術(shù)使得機(jī)電設(shè)備走向變頻化與高頻化。最后,電力電子技術(shù)也不斷地促進(jìn)電力系統(tǒng)朝向智能化方向發(fā)展。
3電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用
3.1電力電子技術(shù)子在電力系統(tǒng)中發(fā)電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
3.1.1發(fā)電廠(chǎng)風(fēng)機(jī)水泵的變速調(diào)頻
在電力系統(tǒng)中的整個(gè)發(fā)電設(shè)備耗電量來(lái)說(shuō)發(fā)電廠(chǎng)機(jī)水泵的耗電量占較大比重,同時(shí)發(fā)電廠(chǎng)機(jī)水泵的運(yùn)行效率相當(dāng)?shù)牡?。因此,電力電子技術(shù)在發(fā)電廠(chǎng)機(jī)水泵中的具體應(yīng)用可以通過(guò)對(duì)其變頻調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的節(jié)能減耗。一般對(duì)發(fā)電廠(chǎng)機(jī)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速時(shí)一般選用低壓變頻器或者高壓變頻器,相對(duì)于低壓變頻器高壓變頻器的技術(shù)水平并不是十分精湛[4]。
3.1.2太陽(yáng)能控制系統(tǒng)
太陽(yáng)能清潔能源是我國(guó)乃至世界的未來(lái)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要戰(zhàn)略方式及戰(zhàn)略方向。獨(dú)立系統(tǒng)或者并網(wǎng)的大功率太陽(yáng)能發(fā)電都要經(jīng)過(guò)直流電向交流電的轉(zhuǎn)換。逆變器是太陽(yáng)能控制系統(tǒng)的核心所在,它具備著最大功率的跟蹤功能。
3.1.3風(fēng)力發(fā)電機(jī)及水力發(fā)電機(jī)的變速恒頻勵(lì)磁
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的有效地功率的高低和風(fēng)速的大小成三次方正比的關(guān)系,為使風(fēng)力發(fā)電達(dá)到最大的有效功率,可以對(duì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組進(jìn)行變速運(yùn)行;水力發(fā)電機(jī)的有效功率則與水頭的壓力及流量有著密切的關(guān)系,同時(shí)水力發(fā)電機(jī)機(jī)組的轉(zhuǎn)速也會(huì)隨著水頭的變化幅度而發(fā)生改變。另外,電力電子技術(shù)可以調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的頻率使其輸出頻率恒定。變頻電源是變速恒頻勵(lì)磁技術(shù)的核心所在。
3.1.4大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制
造價(jià)低、可靠性較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等是靜止勵(lì)磁的特點(diǎn)現(xiàn)階段,靜止勵(lì)磁被廣泛的使用在世界各大電力系統(tǒng)中,它主要是采用晶閘管整流自并勵(lì)。電力電子技術(shù)通過(guò)對(duì)大型發(fā)電機(jī)的改善,使發(fā)電機(jī)省去了勵(lì)磁機(jī),為大型發(fā)電機(jī)的靜止勵(lì)磁控制提供了有力的條件。
3.2電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中輸電環(huán)節(jié)的應(yīng)用
3.2.1直流輸電技術(shù)
高壓直流輸電的受電端的逆變裝置及送電端的整流裝置都采用了晶閘管變流裝置,它可以有效地解決長(zhǎng)距離、大容量等的損耗問(wèn)題,因直流輸電技術(shù)的控制性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、操作性強(qiáng)、電容量大及其靈活度較高,所以直流輸電技術(shù)在遠(yuǎn)程的輸電工程中發(fā)揮著十分重要的作用。
3.2.2交流輸電技術(shù)
目前,我國(guó)電力系統(tǒng)的工作人員在交流輸電的研究領(lǐng)域主要集中在推廣與應(yīng)用柔性的交流輸電技術(shù)。柔流輸電系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)質(zhì)相似與彈性補(bǔ)償技術(shù),它主要是控制發(fā)電輸電系統(tǒng)的電壓及相位。柔流輸電系統(tǒng)技術(shù)是電力電子技術(shù)改造傳統(tǒng)交流電力系統(tǒng)的一個(gè)顯著成果,它可以在降低輸電損耗率的同時(shí)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性[5]。
3.2.3配電環(huán)節(jié)
如何加強(qiáng)供電的可靠性及如何提高配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量是當(dāng)前配電系統(tǒng)迫切需要解決的問(wèn)題。在進(jìn)行電能質(zhì)量控制時(shí)既要抑制各種瞬態(tài)的波動(dòng)及干擾,又要滿(mǎn)足電壓、頻率及不對(duì)稱(chēng)度等的要求。電力電子技術(shù)在這一環(huán)節(jié)的應(yīng)用可以有效地解決這一問(wèn)題。電力電子變壓器主要采用了電力電子技術(shù)中的變換技術(shù)對(duì)能力進(jìn)行有效地轉(zhuǎn)換及控制,電力電子變壓器可以有效地改善電能質(zhì)量,提高利用電能的可靠性,以及對(duì)電網(wǎng)諧波進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
4結(jié)語(yǔ)
電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用是保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵,電力電子技術(shù)為電力系統(tǒng)的發(fā)展及運(yùn)行提供了堅(jiān)厚的技術(shù)支持,在電力系統(tǒng)的運(yùn)行中扮演著十分重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電力電子技術(shù)也在不斷地完善之中,但作為仍處在發(fā)展過(guò)程中的電力控制技術(shù),電力電子技術(shù)的應(yīng)用及穩(wěn)定性還未達(dá)到其理想的狀態(tài),所以我們要不斷地對(duì)電力電子技術(shù)進(jìn)行改革創(chuàng)新,從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益最大化。
作者:畢坤 李建偉 單位:新鄉(xiāng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn):
[1]姜建國(guó),喬樹(shù)通,郜登科.電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2014,03:2-6,18.
[2]黃宗建,魏宏飛,吳會(huì)敏.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].電子測(cè)試,2014,13:91-92,134.
[3]湯廣福,溫家良,賀之淵,查鯤鵬,邱宇峰.大功率電力電子裝置等效試驗(yàn)方法及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2008,36:1-9.
關(guān)鍵詞:高職院校 電力電子技術(shù) 教學(xué)方法 改革
1 教學(xué)現(xiàn)狀
電力電子技術(shù)是一門(mén)新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù),是利用電力電子器件(晶閘管、GTR、MOSFET等)對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù),廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電力系統(tǒng)、家用電器中,是現(xiàn)代電氣專(zhuān)業(yè)不可缺少的一門(mén)課程,在培養(yǎng)該專(zhuān)業(yè)的人才中占有很重要的地位。近幾年家大力發(fā)展職業(yè)教育,目的是順應(yīng)市場(chǎng)要求培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專(zhuān)門(mén)人才。如今大部分高職院校,在教學(xué)模式的選擇上,往往忽略學(xué)生及課程的特點(diǎn),沿用本科院校的教學(xué)模式――以理論教學(xué)為主,實(shí)踐教學(xué)為輔,理論教學(xué)在先,實(shí)踐教學(xué)在后的教學(xué)模式,而這樣的教學(xué)模式對(duì)于高職院校中電力電子課程的學(xué)習(xí)造成了巨大的阻力。
1.1 課程理論知識(shí)復(fù)雜抽象
該門(mén)課程的主要內(nèi)容包括:整流電路分析、逆變電路分析、直流斬波電路分析以及交流調(diào)壓調(diào)頻電路分析,每一章節(jié)中都會(huì)涉及大量的數(shù)量計(jì)算、波形及電路分析,例如,三相整理電路或交流調(diào)壓電路,涉及到的輸出波形復(fù)雜難懂讓學(xué)生很難理解和掌握;此外,大量的電路圖(正弦波同步觸發(fā)電路、鋸齒波同步觸發(fā)電路等)分析起來(lái)更是困難重重,長(zhǎng)此以往導(dǎo)致學(xué)生們對(duì)該門(mén)課程產(chǎn)生了厭煩心理,最終放棄對(duì)電力電子的學(xué)習(xí)。
1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊,教學(xué)過(guò)程機(jī)械
電力電子實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上操作完成的,主要是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),即首先對(duì)該電路進(jìn)行理論分析,包括波形分析、數(shù)值計(jì)算等,然后要求學(xué)生按照操作步驟連接電路,調(diào)試過(guò)程最終檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是否相同。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)械呆板,學(xué)生無(wú)需過(guò)多思考,只要按照步驟操作就行,沒(méi)有拓展性與創(chuàng)造性,并且試驗(yàn)設(shè)備年數(shù)已久,陳舊老化,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析偏差很大,不利于學(xué)生對(duì)于新知識(shí)的認(rèn)知。
2 特點(diǎn)分析
基于上述存在的教學(xué)現(xiàn)狀,大部分的研究者會(huì)考慮在沿用原有的教學(xué)模式下,通過(guò)改變教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整實(shí)驗(yàn)課時(shí)等來(lái)提高電力電子技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量,但筆者認(rèn)為,他們忽略了一個(gè)最重要的問(wèn)題,即教學(xué)模式的選擇是否恰當(dāng)。教學(xué)模式的選擇必須“因材施教”,這里的“材”包括兩方面,第一,授課對(duì)象即學(xué)生的特點(diǎn);第二,所授課程――《電力電子技術(shù)》這門(mén)課程的特點(diǎn),來(lái)采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式。該文著重分析了高職院校學(xué)生的普遍特點(diǎn)及《電力電子技術(shù)》課程特征,為教學(xué)改革打下基礎(chǔ)。
2.1 高職院校學(xué)生的特點(diǎn)
在高考大軍中,高職院校的學(xué)生總體的成績(jī)較差,大部分的學(xué)生高考成績(jī)僅在300分左右。這一方面說(shuō)明他們掌握的基礎(chǔ)知識(shí)確實(shí)薄弱,如果在大學(xué)階段,采用課堂授課為主的理論教學(xué)模式,高中階段所學(xué)知識(shí)難以支撐大學(xué)階段的學(xué)習(xí)。并且進(jìn)一步說(shuō)明高職院校的學(xué)生不擅長(zhǎng)大篇幅的理論知識(shí)的學(xué)習(xí),對(duì)于新事物的認(rèn)知,如果采用理論授課的方式,不能引起學(xué)生的興趣,反而會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理。
但是高職院校的學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)踐操作能力并不差,他們對(duì)未知領(lǐng)域有著一種探索的沖勁,對(duì)于新事物的認(rèn)知總是希望通過(guò)自己的親手實(shí)踐,先有感性的認(rèn)識(shí)再基于課程進(jìn)行理性認(rèn)知。在3年的教學(xué)實(shí)踐中,往往會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象,學(xué)生課堂上聽(tīng)課一知半解,但課下卻興致勃勃的制作許多電子作品,學(xué)生們的反饋是喜歡動(dòng)手實(shí)踐,而不喜歡枯燥的理論講解。
2.2 《電力電子技術(shù)》課程的特點(diǎn)
電力電子技術(shù)是一門(mén)理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合的課程,理論知識(shí)抽象難懂,實(shí)踐應(yīng)用性很強(qiáng)。主要內(nèi)容包括電力電子器件、電力電子電路裝置及系統(tǒng)。電力電子器件主要包括晶閘管、GTR、MOSFET和IGBT;電力電子電路及系統(tǒng)包括整流電、逆變電路、直流斬波電路、交流調(diào)壓調(diào)頻電路等主電路以及各種控制、觸發(fā)、保護(hù)電路等。不論器件的應(yīng)用還是電路的分析,都必須從實(shí)踐應(yīng)用中得到鍛煉和純熟。由此可見(jiàn)電力電子技術(shù)重在應(yīng)用,只學(xué)不用就仿佛紙上談兵,失去了該門(mén)課程的意義。
電力電子技術(shù)基于市場(chǎng)需求應(yīng)運(yùn)而生,隨著時(shí)代的發(fā)展而快速更新?lián)Q代。如今IGBT的應(yīng)用站住主導(dǎo)地位,是電力電子電路更加簡(jiǎn)單,效率更高。電力電子技術(shù)是時(shí)代的產(chǎn)物,具有很強(qiáng)的時(shí)代性。
3 教學(xué)改革思考與探索
基于高職院校學(xué)生的特點(diǎn)及《電力電子技術(shù)》課程的特點(diǎn),筆者對(duì)于該門(mén)課程的教學(xué)改革提出了以下幾個(gè)觀點(diǎn)。
3.1 強(qiáng)調(diào)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的整體認(rèn)知,導(dǎo)入學(xué)習(xí)情境
如前所述高職院校學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)薄弱,知識(shí)面狹窄,單就什么是電力電子技術(shù)、電力電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域等一些問(wèn)題學(xué)生認(rèn)知淺顯,并且課程中涉及大量的專(zhuān)有名詞及前沿知識(shí),如不間斷電源、PWM調(diào)制等學(xué)生更是聞所未聞。對(duì)于這樣一門(mén)課程,在授課之初,必須安排足夠的課時(shí)讓學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容有一個(gè)整體的認(rèn)知。要求教師多搜集相關(guān)的圖片,視頻,制作形式多樣的多媒體課件、微課等,向?qū)W生充分展示電力電子技術(shù)在我們?nèi)粘I钪械膽?yīng)用,比如變頻空調(diào)、變頻洗衣機(jī)、電風(fēng)扇的無(wú)級(jí)調(diào)速、電源適配器等,拉近學(xué)生與電力電子技術(shù)的距離,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),及時(shí)向?qū)W生提供電力電子技術(shù)最新的發(fā)展動(dòng)向,新技術(shù)新設(shè)備的研發(fā)應(yīng)用,讓學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)有更高層次的認(rèn)知,讓學(xué)生緊跟時(shí)代步伐,這樣更能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。
3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)
基于《電力電子技術(shù)》課程具有強(qiáng)時(shí)代性的特點(diǎn),必須優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,調(diào)整教學(xué)重點(diǎn)。
將該課程教學(xué)重點(diǎn)由原來(lái)的普通晶閘管半控型器件及變流技術(shù)電路的原理分析調(diào)整為MOSFET、IGBT等全控型器件及功率模塊的應(yīng)用,調(diào)整為以培養(yǎng)職業(yè)能力為本位的教學(xué)內(nèi)容。
3.3 改革教學(xué)模式,遵循認(rèn)知規(guī)律
《電力電子技術(shù)》一直沿用傳統(tǒng)的本科類(lèi)院校的教學(xué)模式――先理論后實(shí)踐,而這并不適合高職院校的特殊情況,就電力電子技術(shù)的教學(xué)模式,筆者在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了大膽的嘗試,即遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,先動(dòng)手實(shí)踐進(jìn)行感性認(rèn)知,在理論分析進(jìn)行理性認(rèn)識(shí),教學(xué)效果有一定的改善,教學(xué)效率有所提高。
3.4 巧用仿真軟件,豐富教學(xué)手段
觸發(fā)電路是電力電子技術(shù)課程中的非常重要的內(nèi)容,不論整流技術(shù)、逆變技術(shù)還是交流調(diào)壓調(diào)頻技術(shù)等都會(huì)涉及到觸發(fā)電路的調(diào)試,觸發(fā)信號(hào)的正常與否關(guān)系到變流技術(shù)的成敗。但是如何更直觀深刻的認(rèn)知觸發(fā)電路一直是教學(xué)過(guò)程中的難點(diǎn)。而Matlab仿真軟件的引入就能很輕松的解決上述問(wèn)題,Matlab中Simulink/Sources庫(kù)中選擇pulse generator可方便實(shí)現(xiàn)對(duì)于觸發(fā)器的設(shè)置,觸發(fā)脈沖波形直觀明了,并且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)元件參數(shù),觀察脈沖信號(hào)的變化。使學(xué)生對(duì)問(wèn)題的研究更加透徹深入。在實(shí)際教學(xué)中采用這種虛實(shí)結(jié)合的方法,不僅能豐富教學(xué)手段,更能提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
4 結(jié)語(yǔ)
當(dāng)今我國(guó)大力發(fā)展職業(yè)教育,面向典型工作任務(wù),以工作過(guò)程為導(dǎo)向是職業(yè)教育的教育理念。“中國(guó)制造2025”“工業(yè)4.0”時(shí)代的到來(lái),使得電力電子技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。因此我們要積極探索恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段,設(shè)計(jì)以培養(yǎng)職業(yè)能力為本位的教學(xué)內(nèi)容,提高電力電子技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)高素質(zhì)的技能型專(zhuān)門(mén)人才。
參考文獻(xiàn)
[1]李秀娟,劉偉.《電力電子技術(shù)》課程改革思考[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2009(33):30-31.
關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù);教學(xué)研究;備課;教學(xué)原則
作者簡(jiǎn)介:湯賜(1978-),男,湖南湘潭人,長(zhǎng)沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院,講師。(湖南 長(zhǎng)沙 410114)
中圖分類(lèi)號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2013)07-0070-03
電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù),其應(yīng)用范圍非常廣泛,涉及一般工業(yè)、交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、新能源發(fā)電等,因而“電力電子技術(shù)”已成為本科教學(xué)階段的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,地位十分重要。然而由于課程難、內(nèi)容多、課時(shí)少,所以上好“電力電子技術(shù)”是一件具有挑戰(zhàn)性的工作。
評(píng)判“電力電子技術(shù)”課上得是否好,至少應(yīng)關(guān)注它有無(wú)具備以下7個(gè)方面的特征:[1]內(nèi)容豐富、概念明確、重點(diǎn)突出、脈絡(luò)清晰、語(yǔ)言生動(dòng)、板書(shū)精當(dāng)和學(xué)時(shí)準(zhǔn)確(不拖堂、不早退);其中第一、二點(diǎn)主要取決于授課教師的學(xué)術(shù)水平,而后面五點(diǎn)則與教師傳授、幫促方面的基本功有關(guān)。目前,大學(xué)新進(jìn)教師普遍為高學(xué)歷人才,在學(xué)術(shù)上有著一定深度和廣度,但在傳授和幫促的基本功方面還顯得有些薄弱。
作為大學(xué)新進(jìn)教師中一員,筆者通過(guò)多聽(tīng)有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的老師授課,向他們請(qǐng)教,并拜讀北京理工大學(xué)龔紹文教授所著《大學(xué)青年教師教學(xué)入門(mén):大學(xué)施教學(xué)初步》,[1]對(duì)如何上好“電力電子技術(shù)”有了一些初步認(rèn)識(shí),概括起來(lái),主要是注意四個(gè)方面的問(wèn)題:做好整體性備課工作、做好每次課的課前備課工作、重視第一堂課以及掌握并運(yùn)用好教學(xué)基本原則。
一、做好整體性備課工作
眾所周知,要想上好一門(mén)課,首先是要備好課。備課有兩種類(lèi)型:[1]一種是針對(duì)全課程內(nèi)容而言的整體性備課,另一種是每次課(大學(xué)中通常是將連續(xù)的兩節(jié)課作為一次課)的課前備課。
整體性備課是對(duì)“電力電子技術(shù)”的全面準(zhǔn)備,是教師能否講好這門(mén)課程的最關(guān)鍵的一步。只有對(duì)“電力電子技術(shù)”有了整體上的把握,對(duì)教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)做到了融會(huì)貫通,才能在具體講授每次課時(shí)有一個(gè)全局的高度、有一種俯視的自信,才能清晰流暢、舉重若輕地講授課程,猶如庖丁解牛,游刃有余。在整體性備課時(shí),關(guān)鍵是要弄清楚5個(gè)基本問(wèn)題,并完成好6件準(zhǔn)備工作。
1.5個(gè)基本問(wèn)題
(1)“電力電子技術(shù)”的主體框架,基本內(nèi)容、各部分內(nèi)容之間的邏輯關(guān)系,以及貫穿全課程的關(guān)鍵線(xiàn)索是什么?這個(gè)問(wèn)題是從整體上把握“電力電子技術(shù)”的首要問(wèn)題,直接挑戰(zhàn)教師對(duì)所授內(nèi)容的理解深度和運(yùn)用程度。
“電力電子技術(shù)”主要由三大部分組成:[2]電力電子器件;AC/DC、DC/DC、AC/AC、DC/AC四大類(lèi)基本變流電路以及由它們組合而成的組合變流電路;對(duì)各種變流電路都適用的PWM控制技術(shù)和軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。其中,各種變流電路及其控制技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握是本課程的主體。變流電路種類(lèi)繁多,突出帶有共性的分析方法對(duì)于理解各種電路的工作原理具有十分重要的作用。例如,通斷型電力電子器件的存在,使得四大類(lèi)變流電路及其他們的組合變流電路呈現(xiàn)出非線(xiàn)性特性;但當(dāng)電路中各通斷型電力電子器件的通斷狀態(tài)確定后,整個(gè)變流電路又可以根據(jù)線(xiàn)性電路的基本理論進(jìn)行分析。相位控制和脈沖寬度調(diào)制(PWM)則是分別針對(duì)半控型器件和全控型器件組成的電路拓?fù)涞膬煞N控制技術(shù)。而所選用的通斷型電力電子器件的類(lèi)型(即不可控型、半控型、全控型)則是將各種變流電路及其控制技術(shù)(對(duì)不可控型器件構(gòu)成的電路不存在控制問(wèn)題)構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體的關(guān)鍵線(xiàn)索。
(2)“電力電子技術(shù)”的教學(xué)目標(biāo)是什么?也就是說(shuō),學(xué)了這門(mén)課程以后,學(xué)生能夠做到些什么?為了從宏觀上控制大學(xué)的教學(xué)質(zhì)量,教育部對(duì)主要的基礎(chǔ)性、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)性課程都制定了相應(yīng)的“課程教學(xué)基本要求”,一般涉及兩個(gè)方面的內(nèi)容:一個(gè)方面是規(guī)定了一門(mén)課程必須包含的知識(shí)點(diǎn)和基本技能;另一個(gè)方面是學(xué)生對(duì)這些知識(shí)和技能應(yīng)該掌握的程度層次,例如,識(shí)記、了解、理解、應(yīng)用(可進(jìn)一步細(xì)化為簡(jiǎn)單應(yīng)用、分析、綜合和評(píng)價(jià)等)。
通過(guò)對(duì)“電力電子技術(shù)”的學(xué)習(xí),學(xué)生熟悉并掌握晶閘管、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、電力雙極型晶體管(BJT)、電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)和絕緣柵極雙極型晶體管(IGBT)等電力電子器件的工作原理、開(kāi)關(guān)特性和電氣參數(shù);熟悉并掌握單相、三相整流電路和有源逆變電路的基本原理、波形分析,以及各種性質(zhì)的負(fù)載對(duì)電路工作性能的影響;掌握直流斬波電路的工作原理、電路結(jié)構(gòu)、換相方法及參數(shù)計(jì)算;掌握交流調(diào)壓電路的電路結(jié)構(gòu)、換相方法、波形分析和參數(shù)計(jì)算,了解交-交變頻電路的基本原理;掌握逆變電路,特別是PWM型逆變電路的工作原理、控制方法、波形分析;了解軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的基本概念;了解電力電子技術(shù)的發(fā)展方向。
(3)“電力電子技術(shù)”的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展方向是什么?了解歷史,分析現(xiàn)狀,是為了更好地預(yù)測(cè)未來(lái)。所謂“了解歷史”,首先,要清楚所授課程的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)階段;其次,應(yīng)知道每個(gè)階段的標(biāo)志性事件、代表性人物和重要結(jié)果;最后,對(duì)某些重要結(jié)果在歷史上的獲得過(guò)程也需有所涉獵,從而有助于利用歷史所蘊(yùn)含的科學(xué)精神、研究方法和思想啟迪,創(chuàng)造性地挖掘新方法、新技術(shù)。[1]而在分析現(xiàn)狀時(shí),不但要聚焦本校、兄弟院校、國(guó)外高校對(duì)本課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面的情況,還應(yīng)關(guān)注本課程所屬學(xué)科的最新科研進(jìn)展。
由于電力電子器件的發(fā)展對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展起著決定性的作用,因此,電力電子技術(shù)的發(fā)展史是以電力電子器件的發(fā)展史為綱的。
使用電子管、水銀整流器的時(shí)期屬于電力電子技術(shù)的史前期或黎明期。在這一時(shí)期,各種整流電路、逆變電路和周波變流電路的理論已經(jīng)發(fā)展成熟并廣為應(yīng)用。1957年美國(guó)通用電氣公司研制出第一個(gè)晶閘管標(biāo)志著電力電子技術(shù)的正式誕生;隨著晶閘管及晶閘管變流技術(shù)的發(fā)展,電力電子技術(shù)的概念和基礎(chǔ)得以逐漸確立。由于晶閘管是通過(guò)對(duì)門(mén)極的控制能夠使其導(dǎo)通而不能使其關(guān)斷的器件(即半控型器件),因而所采用的控制方式主要是相位控制,其關(guān)斷通常需要依靠電網(wǎng)電壓等外部條件來(lái)實(shí)現(xiàn),實(shí)際應(yīng)用時(shí)受到很大的局限。20世紀(jì)70年代后期,以GTO、BJT和Power MOSFET為代表的全控型器件迅速發(fā)展,把電力電子技術(shù)推進(jìn)到一個(gè)新的發(fā)展階段。與晶閘管電路的相位控制方式相對(duì)應(yīng),采用全控型器件電路的主要控制方式為PWM。PWM方式不僅在逆變、斬波、整流、變頻及交流電力控制中均可應(yīng)用,而且使得電路的控制性能大為改善,因而對(duì)電力電子技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。在20世紀(jì)80年代后期,以IGBT為代表的復(fù)合型器件異軍突起。由于綜合了MOSFET驅(qū)動(dòng)功率小、開(kāi)關(guān)速度快和BJT通態(tài)壓降小、載流能力大的優(yōu)點(diǎn),因此,IGBT成為了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的主導(dǎo)器件。同IGBT相類(lèi)似的,還有復(fù)合了MOSFET和GTO優(yōu)良性能的MOS控制晶閘管(MCT)和集成門(mén)極換流晶閘管(IGCT)。目前,把驅(qū)動(dòng)、控制、保護(hù)電路和功率器件集成在一起,構(gòu)成功率集成電路(PIC)成為了電力電子技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。
(4)“電力電子技術(shù)”在整個(gè)教學(xué)計(jì)劃中的地位和作用是什么?整個(gè)大學(xué)四年的教學(xué)過(guò)程是一個(gè)系統(tǒng)工程,而具體到某一門(mén)課程則只屬于它的一個(gè)局部,因此,各門(mén)課程的教學(xué)不能孤立地進(jìn)行,而必須與其他課程相互配合,特別是要關(guān)注前修課和后續(xù)課。
“電力電子技術(shù)”是一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課,在學(xué)習(xí)它之前,學(xué)生應(yīng)學(xué)過(guò)“電路”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)”,并已能熟練使用示波器等電子儀器;而“電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)”則是該課程的后續(xù)課之一。
(5)“電力電子技術(shù)”的主要內(nèi)容應(yīng)通過(guò)怎樣的教學(xué)步驟和教學(xué)方法傳授給學(xué)生?設(shè)計(jì)一個(gè)合理的教學(xué)步驟或教學(xué)過(guò)程,并采用科學(xué)的教學(xué)方法幫助和鼓勵(lì)學(xué)生達(dá)到教學(xué)目標(biāo)是整體性備課的最后一個(gè)基本問(wèn)題。
一般來(lái)講,教學(xué)過(guò)程可分為三步走:首先,是把“電力電子技術(shù)”的教學(xué)目標(biāo)具體化、明確化,并通過(guò)教學(xué)內(nèi)容這一載體反映出來(lái)。然后,采用各種行之有效的教學(xué)方法,幫助和鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)來(lái)達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo),所謂“授之魚(yú),不如授之以漁”。比如,可以幫助和鼓勵(lì)學(xué)生自己運(yùn)用Matlab/Simulink搭建簡(jiǎn)單的變流電路拓?fù)?,[3]驗(yàn)證相位控制方式和PWM方式;幫助和鼓勵(lì)學(xué)生使用Matlab/Simulink中自帶的仿真模型,并善于利用Google搜索網(wǎng)絡(luò)資源;最后,就是要合理評(píng)價(jià)學(xué)生的進(jìn)步。
教學(xué)方法是多種多樣的,包括講授法、談話(huà)法、討論法、直觀教學(xué)法、準(zhǔn)直觀法、邊講邊練法、單元教學(xué)法、發(fā)現(xiàn)教學(xué)法、程序教學(xué)法、案例教學(xué)法、暗示教學(xué)法等,[1]上述方法都有它們各自的優(yōu)勢(shì)和不足,適用于不同的場(chǎng)合,因此,不應(yīng)盲目肯定或否定一種方法,而應(yīng)結(jié)合教學(xué)模式、教學(xué)手段和教學(xué)設(shè)備加以綜合使用。對(duì)于“電力電子技術(shù)”這門(mén)課程而言,筆者非常信賴(lài)案例教學(xué)法――通過(guò)演示Matlab/Simulink模型搭建與仿真分析來(lái)傳授學(xué)生點(diǎn)石成金的“金手指”。
2.6件準(zhǔn)備工作
有了對(duì)上述5個(gè)基本問(wèn)題的認(rèn)識(shí)后,接下來(lái)就應(yīng)該做好以下6件準(zhǔn)備工作了:認(rèn)真研讀“電力電子技術(shù)”教學(xué)基本要求和教學(xué)大綱;認(rèn)真選擇、研讀教材及參考書(shū);認(rèn)真研讀“電力電子技術(shù)”的前修課和后續(xù)課的教材;自己動(dòng)手做過(guò)教材中的全部練習(xí)題及思考題;了解學(xué)生;撰寫(xiě)一份“電力電子技術(shù)”教學(xué)安排表,并在課前發(fā)放給每個(gè)學(xué)生。其中,最要緊的是研讀教材、做好習(xí)題和了解學(xué)生。
所謂“研讀”,是指通過(guò)仔細(xì)的、反復(fù)的、研究式的將選定的《電力電子技術(shù)》教材讀上很多遍,從而把教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn)部分完全吃透,即要讀到不會(huì)被人就教材中的內(nèi)容問(wèn)倒、讀到可以脈絡(luò)清晰、有理有據(jù)地用自己的語(yǔ)言來(lái)闡述教材中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容。
西安交通大學(xué)王兆安教授和黃俊教授主編的《電力電子技術(shù)》(第4版),[2]每章均提供有習(xí)題及思考題。這些習(xí)題及思考題都是精心安排的,與正文相互呼應(yīng)、相互配合,有助于學(xué)生對(duì)教材內(nèi)容的理解和能力的培養(yǎng)。然而學(xué)生在做題的過(guò)程中又最容易出現(xiàn)問(wèn)題,也最需要教師的幫助和指導(dǎo),因此,教師必須事先親自動(dòng)手做一遍,做到對(duì)所有習(xí)題都心中有數(shù),這樣才能使學(xué)生通過(guò)“帶著問(wèn)題自學(xué)”、“向教師尋求答疑釋惑”的過(guò)程獲得“豁然開(kāi)朗”的明悟。
所謂了解學(xué)生,首先,是要了解學(xué)生當(dāng)前的知識(shí)基礎(chǔ),因?yàn)橐磺行碌闹R(shí)都是在已有知識(shí)平臺(tái)的基礎(chǔ)上增加的。其次,是要了解學(xué)生的能力狀況、所學(xué)專(zhuān)業(yè)、就業(yè)去向等信息,以便決定“電力電子技術(shù)”對(duì)本屆學(xué)生的講法,如何運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)原則以及如何與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)、就業(yè)相結(jié)合。
只有在弄清楚5個(gè)基本問(wèn)題并做好6件準(zhǔn)備工作后,整體性備課才能算大致完成,所獲得的一個(gè)重要結(jié)果就是寫(xiě)出一份“‘電力電子技術(shù)’教學(xué)安排表”;據(jù)此,實(shí)現(xiàn)每次課的課前備課,即寫(xiě)出一份針對(duì)每次課的教案,從而給學(xué)生具體上好每一次課。
二、做好每一次課的課前備課工作
整體性備課是非常重要的,但課還得一次課一次課地講。事實(shí)上,只有每一次課都講好了,整體性的把握才能落到實(shí)處,因此,在每一次講課之前也要備好課,具體來(lái)說(shuō):要根據(jù)“電力電子技術(shù)”教學(xué)安排表明確每次課所講授內(nèi)容的大題目,確立教學(xué)目的,選擇具體內(nèi)容及講授重點(diǎn);根據(jù)教學(xué)的具體內(nèi)容確定教學(xué)模式,例如,課堂講授、實(shí)驗(yàn)或討論等;要把選定的教學(xué)內(nèi)容組織成一次講授式或議論式或談話(huà)式的文稿,應(yīng)服從并服務(wù)于主題,把各部分內(nèi)容按起始段、中間段到結(jié)尾段的順序安排組織好;選擇合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段;寫(xiě)出一份教案來(lái),準(zhǔn)備在課堂中使用。其中,教案是做好每次課的課前備課工作的最為核心之處。
一般來(lái)說(shuō),一次“電力電子技術(shù)”課的教案由兩大部分組成:概述和教學(xué)進(jìn)程。概述主要用于闡釋教師對(duì)本次課的基本認(rèn)識(shí)和實(shí)施教學(xué)的指導(dǎo)思想,涉及授課對(duì)象及其特點(diǎn)(重點(diǎn)是學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特色、就業(yè)去向、已有的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)能力)、題目或主題、教學(xué)目的、重點(diǎn)和難點(diǎn)、講授方法和教學(xué)手段等。[4]教學(xué)進(jìn)程則負(fù)責(zé)具體組織教學(xué)步驟,用以落實(shí)概述中的基本分析和指導(dǎo)思想,通常按授課時(shí)序?qū)懨髅總€(gè)教學(xué)段落的教學(xué)要求、教學(xué)內(nèi)容、表達(dá)方式和時(shí)間分配等細(xì)節(jié)。
三、重視第一堂課
俗話(huà)說(shuō),良好的開(kāi)端是成功的一半!第一堂課講得好不好對(duì)整個(gè)“電力電子技術(shù)”課程能否順利進(jìn)行是至關(guān)重要的。如果學(xué)生對(duì)第一堂課的印象好,為以后的講課就創(chuàng)造了良好條件;相反,如果第一堂課準(zhǔn)備不足,給學(xué)生的印象不好,以后就要花上好幾倍的工夫才能挽回。因此,教師首先要從思想上高度重視第一堂課。
那么,第一堂課怎樣才算成功呢?“興趣是最好的老師”,筆者認(rèn)為,第一堂課應(yīng)努力使學(xué)生產(chǎn)生三個(gè)興趣:讓學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生興趣;讓學(xué)生對(duì)電氣工程學(xué)科產(chǎn)生興趣;讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)“電力電子技術(shù)”課程產(chǎn)生興趣。為此,教師須明確教學(xué)目的,并完美演繹“三個(gè)介紹”。
1.明確教學(xué)目的
“電力電子技術(shù)”第一堂課通常為緒論課??紤]到大學(xué)生都有一定的自學(xué)能力,即表現(xiàn)為對(duì)具體問(wèn)題的理解以及數(shù)學(xué)演繹能力,但從課程整體內(nèi)容上把握實(shí)質(zhì)問(wèn)題的能力還較弱,因此,第一堂課的教學(xué)目的旨在把學(xué)生的注意力抓過(guò)來(lái),免得課程一開(kāi)頭就使學(xué)生在沒(méi)有任何思想準(zhǔn)備的情況下盲目陷入到具體問(wèn)題的思考之中。通過(guò)對(duì)一些教學(xué)內(nèi)容,如“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用是什么,什么是電力電子技術(shù),它的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段,目前主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域等具體教學(xué)內(nèi)容的初步說(shuō)明,使學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)有一個(gè)宏觀意義上的了解。在進(jìn)行課堂講授時(shí),要重點(diǎn)分析“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用;闡述電力電子技術(shù)與電子學(xué)、電氣工程、控制理論三者的關(guān)系;并結(jié)合授課對(duì)象所學(xué)專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)及需要,介紹電力電子技術(shù)目前主要應(yīng)用的領(lǐng)域。
2.教師的自我介紹
對(duì)于任何一門(mén)新開(kāi)課,簡(jiǎn)短的自我介紹是師生間建立起相互了解的第一步。教師良好的精神風(fēng)貌、對(duì)本學(xué)科知識(shí)孜孜以求的精神以及求學(xué)、工作、生活中面對(duì)困難、挫折的勇氣都會(huì)深深地感染學(xué)生,使對(duì)未來(lái)還多少感到迷茫的他們多一份信心,少一些顧慮。因此,教師在進(jìn)行自我介紹時(shí),需注意以下幾個(gè)方面:第一,內(nèi)容應(yīng)盡量貼近電氣工程學(xué)科的發(fā)展或“電力電子技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)。例如,筆者通過(guò)自己本科階段學(xué)習(xí)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、碩士研究生階段從事電機(jī)與電器專(zhuān)業(yè)、博士研究生階段畢業(yè)于電力電子與電力傳動(dòng)專(zhuān)業(yè)的求學(xué)歷程介紹,為后續(xù)分析“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用埋下伏筆。第二,用語(yǔ)準(zhǔn)確、規(guī)范、生動(dòng),有著自己鮮明或獨(dú)特的語(yǔ)言風(fēng)格和表達(dá)特點(diǎn)。第三,要把自己的學(xué)科造詣、科研成就適度的介紹給學(xué)生,使學(xué)生對(duì)教師產(chǎn)生信任感和敬佩感。
3.電氣工程學(xué)科的介紹
電氣工程是研究電磁現(xiàn)象、規(guī)律及應(yīng)用的學(xué)科,下設(shè)5個(gè)二級(jí)學(xué)科,分別為電機(jī)與電器、電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化、高電壓與絕緣技術(shù)、電力電子與電力傳動(dòng)和電工理論與新技術(shù)。
作為現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的核心學(xué)科之一,以及當(dāng)今高新技術(shù)領(lǐng)域中不可或缺的關(guān)鍵學(xué)科,電氣工程的教育和科研不僅在我國(guó),而且在發(fā)達(dá)國(guó)家的大學(xué)中也一直占據(jù)著十分重要的地位。通過(guò)“電路原理”、“電路實(shí)驗(yàn)”、“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”、“自動(dòng)控制原理”、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”等基礎(chǔ)必修課,認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、電子實(shí)習(xí)、金工實(shí)習(xí)等基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié),“工程電磁場(chǎng)”、“電機(jī)學(xué)”、“電力電子技術(shù)”、“電氣控制與PLC技術(shù)”、“電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析”、“電力系統(tǒng)暫態(tài)分析”、“發(fā)電廠(chǎng)的電氣部分”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置”、“高電壓與絕緣技術(shù)”、“電力系統(tǒng)微機(jī)繼電保護(hù)”等專(zhuān)業(yè)必修課,“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“控制系統(tǒng)仿真”、“嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用”、“自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制”、“虛擬儀器”、“電力工程概論”、“電能質(zhì)量分析與控制”、“新能源發(fā)電技術(shù)”、“配電自動(dòng)化”、“絕緣在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)”、“電力系統(tǒng)過(guò)電壓”、“電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行與控制”、“電力系統(tǒng)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)”、“電力系統(tǒng)自動(dòng)化”等專(zhuān)業(yè)選修課,“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”、“高電壓與絕緣技術(shù)課程設(shè)計(jì)”、“發(fā)電廠(chǎng)的電氣部分課程設(shè)計(jì)”、“電力系統(tǒng)分析課程設(shè)計(jì)”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)”、“變電站微機(jī)監(jiān)控實(shí)訓(xùn)”、“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”、“畢業(yè)實(shí)習(xí)”、“畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)”等專(zhuān)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn),培養(yǎng)有關(guān)電能生產(chǎn)、傳輸直至使用的全過(guò)程中,各種電氣設(shè)備和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、測(cè)量和控制等方面的高層次科學(xué)研究、工程技術(shù)與管理專(zhuān)門(mén)人才和高等學(xué)校師資。
由于電氣工程研究范圍廣泛,應(yīng)用前景樂(lè)觀,加上在人才培養(yǎng)模式上突出了寬口徑、復(fù)合型,因此,該專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生在就業(yè)時(shí)呈現(xiàn)出“點(diǎn)多、面寬、適應(yīng)性強(qiáng)”等特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),從電氣工程專(zhuān)業(yè)順利畢業(yè)后能夠在系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)技術(shù)、研制開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域擔(dān)任重要工作,也能到各級(jí)發(fā)電廠(chǎng)、供電局、電網(wǎng)調(diào)度所、各類(lèi)大中型企業(yè)從事電力設(shè)計(jì)、建設(shè)、調(diào)試、生產(chǎn)、運(yùn)行、管理、市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)、科技開(kāi)發(fā)和技術(shù)培訓(xùn)等工作,或從事電氣設(shè)備的維護(hù)、檢修、安裝和調(diào)試等方面的工作。
通過(guò)對(duì)電氣工程學(xué)科的介紹,一方面讓學(xué)生產(chǎn)生能有幸從事電氣工程學(xué)習(xí)的自豪感,并形成正確的學(xué)習(xí)觀,明確學(xué)習(xí)目的;另一方面也有助于引出“電力電子技術(shù)”課程及電力電子技術(shù)的地位與作用的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
4.“電力電子技術(shù)”學(xué)習(xí)方法的介紹
對(duì)于學(xué)生而言,他們最關(guān)心的是即將要開(kāi)始學(xué)習(xí)的這門(mén)課程到底要學(xué)些什么,學(xué)完了以后有什么用,難不難學(xué),該怎樣學(xué)等,因此,教師在第一堂課上,應(yīng)結(jié)合自己的學(xué)習(xí)經(jīng)歷和科研體會(huì),向?qū)W生介紹“電力電子技術(shù)”的學(xué)習(xí)方法。例如,筆者通過(guò)介紹自己如何運(yùn)用電力電子技術(shù)提高電能質(zhì)量的科研經(jīng)歷,鼓勵(lì)學(xué)生自己運(yùn)用Matlab/Simulink搭建簡(jiǎn)單的變流電路拓?fù)?,?yàn)證相位控制方式和PWM方式;鼓勵(lì)學(xué)生使用Matlab/Simulink中自帶的仿真模型;將適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)資源介紹給他們,以期達(dá)到“授之漁”的目的。
四、掌握并運(yùn)用好教學(xué)基本原則
首先,要建立一個(gè)指導(dǎo)思想,就是“教完全是為了學(xué)”,即明確教學(xué)效果和學(xué)生的收獲才是“電力電子技術(shù)”教學(xué)研究的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。
其次,應(yīng)確立啟發(fā)式教學(xué)的原則。所謂啟發(fā)式教學(xué)是指在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生對(duì)于知識(shí)的獲得不是被動(dòng)地由教師灌入而來(lái)的,而是在教師的啟發(fā)、引導(dǎo)下,通過(guò)自己的思考、推理或聯(lián)想而來(lái)的。這種教學(xué)方式保證了學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體,教師是教學(xué)活動(dòng)的主導(dǎo),有利于發(fā)揮二者的積極性。那么,每一堂課怎樣實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)呢?是不是在講述一個(gè)問(wèn)題時(shí),只有向?qū)W生不斷提問(wèn)才算是啟發(fā)式教學(xué)呢?其實(shí)不然。
在講述一個(gè)問(wèn)題時(shí),只要教師抓住了問(wèn)題的本質(zhì),或通過(guò)剖析提煉出某類(lèi)問(wèn)題的共性,并深刻地闡明了它,在解決問(wèn)題的講述中體現(xiàn)了解決此類(lèi)問(wèn)題的一般方法和特殊技巧,那么對(duì)學(xué)生就會(huì)有啟發(fā)作用,因而也就屬于啟發(fā)式教學(xué)。[1]例如,在講授基本斬波電路的相關(guān)內(nèi)容時(shí),筆者以Buck電路為例,對(duì)其小信號(hào)建模方法進(jìn)行了介紹。由于電路拓?fù)浜?jiǎn)單(開(kāi)關(guān)器件的通斷只衍生出兩個(gè)線(xiàn)性子電路拓?fù)洌?,涵蓋內(nèi)容卻豐富(涉及電路分析、偏微分運(yùn)算、狀態(tài)方程求解,傳遞函數(shù)與控制框圖表示等),因此,一方面學(xué)生能夠輕松掌握對(duì)于變流電路這類(lèi)因含有開(kāi)關(guān)器件而呈現(xiàn)出非線(xiàn)性的電路的建模方法,另一方面,也讓學(xué)生明白了整個(gè)大學(xué)階段所學(xué)的各門(mén)課程其實(shí)是相互關(guān)聯(lián)的,共同服務(wù)于解決問(wèn)題的需要。
最后,需強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng),發(fā)揮教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的積極性。師生之間的互動(dòng)有兩種表現(xiàn)形式:一種是顯性的,一種是隱形的。前者有明顯的身體動(dòng)作方面的互動(dòng);后者則體現(xiàn)為思維上、眼神上的互動(dòng),尤其是思維上的互動(dòng)。要想在課堂上與學(xué)生有思維上的互動(dòng),教師要努力做到讓學(xué)生的腦子里始終帶有問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)解決問(wèn)題的方法,使之有成就感,教師再適時(shí)地給予肯定,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性高漲起來(lái)。
五、結(jié)束語(yǔ)
由于課程難,內(nèi)容多,課時(shí)少,所以對(duì)于大學(xué)新進(jìn)教師來(lái)說(shuō),上好“電力電子技術(shù)”并非易事。筆者從做好整體性備課工作、做好每次課的課前備課工作、重視第一課堂以及掌握并運(yùn)用教學(xué)的基本原則4個(gè)方面談了談自己講授《電力電子技術(shù)》的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。
參考文獻(xiàn):
[1]龔紹文.大學(xué)青年教師教學(xué)入門(mén)――大學(xué)施教學(xué)初步[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2006.
[2]王兆安,黃俊.電力電子技術(shù)[M].第4版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
一、有源濾波器應(yīng)用分析
有源電力濾波器不僅是一個(gè)新型的電力電子裝置,還是一種在補(bǔ)償無(wú)功和動(dòng)態(tài)抑制諧波的基礎(chǔ)上形成的一種新型化電力電子設(shè)備,這種新型設(shè)備可以進(jìn)行一些相關(guān)的無(wú)功補(bǔ)償,而無(wú)功補(bǔ)償是按照諧波的頻率和強(qiáng)弱進(jìn)行的。有源電力濾波器在運(yùn)行過(guò)程中所需的動(dòng)力是電源裝備為其提供的,有源電力濾波器沒(méi)有傳統(tǒng)濾波器中所存在的缺點(diǎn),提升了電力系統(tǒng)的工作速度,使動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償可以實(shí)現(xiàn)。從有源電力濾波器的組成可以看出,有源電力濾波器可以對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,有源電力濾波器對(duì)電力系統(tǒng)中的諧波進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞?,就是電源供電的方式。這種方式的優(yōu)勢(shì)在于可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,和傳統(tǒng)固定的補(bǔ)償方式相比較,這種方式的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的。因此可以看出,在無(wú)功補(bǔ)償這方面,有源電力濾波器的應(yīng)用是非常重要的。有源電力濾波器可以保證電力系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中處于穩(wěn)定狀態(tài),因?yàn)橛性措娏V波器可以對(duì)一直處于變化狀態(tài)的電力系統(tǒng)中諧波頻率和強(qiáng)弱進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,所以有源電力濾波器可以有效地保證電力系統(tǒng)中的諧波一直是一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。根據(jù)這個(gè)優(yōu)點(diǎn),在電力系統(tǒng)中的有源電力濾波器的應(yīng)用是非常重要的,有源電力濾波器使電力系統(tǒng)能夠在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中處于穩(wěn)定狀態(tài),提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。
二、靜止同步補(bǔ)償器裝置分析
從靜止同步補(bǔ)償器的功能和它的組成結(jié)構(gòu)可以看出,靜止同步補(bǔ)償器可以當(dāng)作無(wú)功電流源進(jìn)行使用,在無(wú)功電流源的所有類(lèi)型之中靜止同步補(bǔ)償器是其中重要的一種類(lèi)型,靜止同步補(bǔ)償器電流的變化形式就是跟著負(fù)荷電流進(jìn)行變化的。這種變化不僅對(duì)補(bǔ)償電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的電流損失有重要的作用,對(duì)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要的作用。因?yàn)殪o止同步補(bǔ)償器是無(wú)功電流源的一種,所以無(wú)功電流源在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),它的效果非常明顯。不僅如此,如果補(bǔ)償電流處于一直變化的狀態(tài),那么在電力系統(tǒng)中無(wú)功電流源進(jìn)行補(bǔ)償時(shí),補(bǔ)償效果更加明顯。因此,在電力系統(tǒng)中靜止同步補(bǔ)償器對(duì)其的補(bǔ)償作用非常重要。從靜止同步補(bǔ)償器的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以看出,靜止同步補(bǔ)償器可以隨時(shí)對(duì)無(wú)功電流進(jìn)行控制,無(wú)功電流根據(jù)電力系統(tǒng)在運(yùn)用中的所需進(jìn)行變化。靜止同步補(bǔ)償器和其他補(bǔ)償器的區(qū)別就在于前者具有可控性,所以我們更應(yīng)該對(duì)靜止同步補(bǔ)償器加強(qiáng)認(rèn)識(shí)。
三、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器分析
經(jīng)過(guò)對(duì)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和研究可以知道,在電力電子技術(shù)基礎(chǔ)上的重要裝置是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器,其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效果是非常好的,不僅滿(mǎn)足了電力系統(tǒng)在運(yùn)行中的需要,還對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中質(zhì)量的提高有著推進(jìn)的作用。與動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合,可以看出其具有下面這幾個(gè)方面的特點(diǎn)。第一,可以把動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器看成在整個(gè)配電系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)受控的電壓源動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器起著電壓源的作用。我們不僅可以運(yùn)用一些相關(guān)的手段和方法減少它的能量消耗,還可以減少它對(duì)電壓產(chǎn)生的不利影響,可以對(duì)電壓不平衡及諧波、電壓跌落的產(chǎn)生進(jìn)行預(yù)防。第二,在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的功能就是消除負(fù)荷電壓對(duì)電壓系統(tǒng)產(chǎn)生的影響,負(fù)荷電壓會(huì)對(duì)電壓系統(tǒng)產(chǎn)生很多不利的影響。在應(yīng)用動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器以后,電壓的穩(wěn)定性就會(huì)提高,可以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要,保證電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的電壓是平穩(wěn)的。第三,補(bǔ)償電壓跌落是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的一個(gè)作用,通過(guò)系統(tǒng)整流可以獲得直流側(cè)能量,即使系統(tǒng)發(fā)生了單向故障,剩下的仍然可以提供電能維持DVR的正常運(yùn)行,能為長(zhǎng)期的電壓跌落進(jìn)行補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的作用是可以預(yù)防電壓跌落對(duì)系統(tǒng)造成的故障,增加設(shè)備的使用壽命。根據(jù)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的特點(diǎn)可以看出,動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器解決了電壓跌落產(chǎn)生的問(wèn)題,還在電壓跌落時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償,以保證電力系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行。因此,動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器在電壓跌落時(shí)的補(bǔ)償效果非常明顯。
四、結(jié)論
經(jīng)過(guò)分析研究可以看出,電力電子技術(shù)的應(yīng)用是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的保障,電力電子技術(shù)由有源濾波器和靜止同步補(bǔ)償器裝置以及動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器組成。因此我們要正確認(rèn)識(shí)電力電子技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),促進(jìn)電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的整體應(yīng)用。
作者:閆瑤瑤 單位:青島科技大學(xué)
參考文獻(xiàn):
[1]黃宗建,魏宏飛,吳會(huì)敏.電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].電子測(cè)試,2014
關(guān)鍵詞:電力電子;電力特色;信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)
作者簡(jiǎn)介:唐忠(1964-),男,湖南武岡人,上海電力學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院,教授;江友華(1974-),男,江西南城人,上海電力學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院,副教授。(上海200090)
基金項(xiàng)目:本文系上海電力學(xué)院重點(diǎn)教改項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):20111309、20111311)的研究成果。
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-0079(2012)06-0070-02
電力電子技術(shù)就是使用電力電子器件(如晶閘管,GTO,IGBT等)對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù),是一門(mén)應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)[1],也是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,更是上海電力學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生具備電力特色的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程。電力電子技術(shù)如今已發(fā)展成了一門(mén)橫跨電子、電力和控制三個(gè)領(lǐng)域的新型工程技術(shù)科學(xué),該課程以其電路圖多、波形圖多、波形圖復(fù)雜、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn),給其教學(xué)提出了一定的挑戰(zhàn),尤其對(duì)于信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生,其自身電力知識(shí)體系不是很完整,去深入理解拓?fù)渥儞Q、器件開(kāi)關(guān)物理狀態(tài)、換流方式比較吃力,從而使信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程沒(méi)有自信心,最終失去興趣,使得教學(xué)效果不是很理想[2-3]。因此,在這種情況下既要培養(yǎng)出電力特色的信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型電力電子技術(shù)人才,又只能利用有限的課時(shí)進(jìn)行教學(xué),就必須對(duì)傳統(tǒng)的“電力電子技術(shù)”課程教學(xué)進(jìn)行改革,即結(jié)合學(xué)生認(rèn)知的實(shí)際和教學(xué)大綱對(duì)不同專(zhuān)業(yè)學(xué)生的要求,選擇與之相適應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)難度,使不同學(xué)生對(duì)電力電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)都有一個(gè)提高,都能知道電力電子技術(shù)介紹的主要內(nèi)容,但知道的細(xì)節(jié)和深度不同。如電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生需要熟悉電力電子拓?fù)渥儞Q、換流方式及原理、公式推導(dǎo)等知識(shí),而對(duì)于信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生可以要求其不進(jìn)行復(fù)雜的公式推導(dǎo)和知識(shí)的深入討論、研究,只需知道結(jié)論和應(yīng)用即可。
一、上海電力學(xué)院信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才電力特色培養(yǎng)要求
上海電力學(xué)院是一所電力特色明顯的電力高校,被譽(yù)為電力工程師的搖籃。作為具有電力行業(yè)背景的高校,計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院的信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)堅(jiān)持“行業(yè)為背景、注重實(shí)踐、培養(yǎng)能力”的培養(yǎng)理念,以“信息與電力結(jié)合,以信息為本,電力應(yīng)用”為特色。圖1顯示了上海電力學(xué)院培養(yǎng)方案中電力知識(shí)相關(guān)課程的設(shè)置分布。
通過(guò)這一特色培養(yǎng)計(jì)劃,上海電力學(xué)院信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生除了掌握信息領(lǐng)域中電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等,還掌握了電工學(xué)科中關(guān)于電的生產(chǎn)、傳輸、變換、使用等內(nèi)容,因而真正將“信息與電力結(jié)合,信息為本,電力應(yīng)用”。而電力電子方面的知識(shí)是這一特色培養(yǎng)計(jì)劃及其知識(shí)結(jié)構(gòu)不可或缺的組成部分。開(kāi)設(shè)電力電子課程時(shí),同時(shí)又要根據(jù)信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)內(nèi)涵及培養(yǎng)結(jié)構(gòu)體系,著眼點(diǎn)在控制,授課重點(diǎn)在于電力電子器件及電能變換的控制、信號(hào)的檢測(cè)、保護(hù)與數(shù)據(jù)處理等,主電路變換及拓?fù)洹⑵骷x型等強(qiáng)電知識(shí)作為熟悉、了解內(nèi)容,知道的細(xì)節(jié)和深度不需要如電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生那樣,這樣學(xué)生將有更多精力投入到其自身專(zhuān)業(yè)背景與知識(shí)點(diǎn),而不必糾結(jié)于強(qiáng)電中的功率流換相等復(fù)雜的拓?fù)浞治鲋?,從而弱化這門(mén)課程的難度,學(xué)生會(huì)更加有信心學(xué)好這門(mén)課程,既熟悉了電力相關(guān)知識(shí)及背景,又加深了信息類(lèi)控制技術(shù)的應(yīng)用。
二、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)“電力電子技術(shù)”課程人才培養(yǎng)方法探討
信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)重點(diǎn)在于弱電及控制,在學(xué)習(xí)電力電子專(zhuān)業(yè)課程時(shí),應(yīng)該回歸本位,把學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在弱電及控制原理,把難于理解及復(fù)雜的強(qiáng)電拓?fù)溥M(jìn)行弱化,通過(guò)給學(xué)生講解電能變換原理,然后讓學(xué)生利用所學(xué)“DSP原理”課程知識(shí)進(jìn)行編程,產(chǎn)生出電能變換中所需要的脈沖,至于實(shí)際的強(qiáng)電變換結(jié)果則通過(guò)PSIM軟件進(jìn)行仿真。
1.利用多媒體課件生動(dòng)、直觀地展示電力電子拓?fù)浼霸?/p>
近年來(lái),多媒體教學(xué)逐漸代替了板書(shū)成為主流課堂教學(xué)手段,有效地利用多媒體手段展示不同電力電子器件開(kāi)關(guān)狀態(tài)下電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可將枯燥的分析變得生動(dòng)[4]。如在講解晶閘管整流電路時(shí),對(duì)于信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生,重點(diǎn)不在于每個(gè)拓?fù)潆娐冯娏鞣治觯谟谄洳煌|發(fā)角所對(duì)應(yīng)的直流電壓,觸發(fā)脈沖如何產(chǎn)生等。圖2所示課件中,點(diǎn)擊顯示波形,電壓和電流波形將動(dòng)態(tài)地顯示出來(lái)。電路電流和波形顯示結(jié)合起來(lái),有助于學(xué)生掌握觸發(fā)角、移相范圍等概念,同時(shí)也有助于學(xué)生更好地分析和掌握電路。
2.利用PSIM電力專(zhuān)用仿真軟件加強(qiáng)信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生培養(yǎng)內(nèi)涵
利用多媒體方式的課題教學(xué)只能授予學(xué)生理論知識(shí),無(wú)法提高學(xué)生的工程實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力,這樣的教學(xué)模式也無(wú)法培養(yǎng)出滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。尤其對(duì)于“電力電子技術(shù)”這門(mén)課,其綜合性、應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng),要想讓學(xué)生真正學(xué)好這門(mén)課,有必要給學(xué)生提供自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐的軟件和硬件環(huán)境,激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,使他們利用現(xiàn)有條件,在“電力電子技術(shù)”課程的實(shí)踐學(xué)習(xí)中,提高自己綜合分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,提高自己的創(chuàng)新能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,滿(mǎn)足人才市場(chǎng)日漸增長(zhǎng)的需求。因此,必須要增加大量的實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)。
但是電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)所涉及的都是功率器件、三相電源、示波器等。這些設(shè)備費(fèi)用高、實(shí)驗(yàn)所花時(shí)間太長(zhǎng),且危險(xiǎn)性大。利用PSIM電力專(zhuān)用模擬工具代替實(shí)際元件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真,既不擔(dān)心元器件損壞,也沒(méi)有任何危險(xiǎn),具有直觀易懂、改變參數(shù)容易、精度高和重復(fù)性好等特點(diǎn),學(xué)生完全可以在無(wú)人指導(dǎo)的情況下,在計(jì)算機(jī)上自行完成電力電子線(xiàn)路仿真實(shí)驗(yàn)[5]。更為重要的是,對(duì)于信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生,不用去分析主電路變換及拓?fù)?、器件選型等強(qiáng)電知識(shí),只需要從庫(kù)模型中直接拖出,使其不必糾結(jié)于強(qiáng)電中的功率流換相等復(fù)雜的拓?fù)浞治鲋?,把學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在弱電及控制原理,有利于對(duì)所學(xué)理論有深刻的理解,而且新的思路和想法可以立即通過(guò)仿真加以驗(yàn)證,可促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這樣激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和實(shí)際動(dòng)手的能力,起到事半功倍的實(shí)際效果。比如在講解電能變換中的逆變器章節(jié),信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生只需要了解主電路工作原理,重點(diǎn)在于逆變器的控制及SVPWM信號(hào)的產(chǎn)生,如果通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)際控制電路來(lái)完成,效果不佳。因?yàn)樗脮r(shí)間比較長(zhǎng),且學(xué)生水平及經(jīng)費(fèi)受限,因此可以利用PSIM仿真軟件來(lái)建立SVPWM模型,如圖3所示,其為SVPWM波的產(chǎn)生模型。
3.實(shí)際效果分析
通過(guò)采用新的教學(xué)方法及手段,信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)“電力電子技術(shù)”課程后,其理解深度及體會(huì)均得到提高,具體實(shí)際效果可從表1對(duì)照看出。通過(guò)改進(jìn)教學(xué)方式,學(xué)生對(duì)“電力電子技術(shù)”課程內(nèi)容理解力加強(qiáng),表現(xiàn)在作業(yè)的正確率得到提高;做實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)設(shè)備損壞率降低,其主要原因是學(xué)生在做實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí),先通過(guò)PSIM軟件進(jìn)行模型搭建,并分析其各點(diǎn)波形,理論通過(guò)后,才允許進(jìn)入實(shí)際實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行真實(shí)物理模型實(shí)驗(yàn),這樣學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前就已經(jīng)對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)有所了解,設(shè)備損壞也就減少,同時(shí)其建模速度也得到提高。
三、結(jié)論
電力電子技術(shù)是對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù),是電力學(xué)院培養(yǎng)學(xué)生具備電力特色的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課程??梢园阉闯墒侨蹼娍刂茝?qiáng)電的技術(shù),是弱電和強(qiáng)電之間的接口。計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院屬于信息學(xué)科,側(cè)重于弱電及控制,因此授課重點(diǎn)在于電力電子器件及電能變換的控制、信號(hào)的檢測(cè)、保護(hù)與數(shù)據(jù)處理等,主電路變換及拓?fù)洹⑵骷x型等強(qiáng)電知識(shí)作為熟悉、了解內(nèi)容,這樣學(xué)生將有更多精力投入到其自身專(zhuān)業(yè)背景與知識(shí)點(diǎn),而不必糾結(jié)于強(qiáng)電中的功率流換相等復(fù)雜的拓?fù)浞治鲋校瑥亩趸@門(mén)課程的難度,學(xué)生會(huì)更加有信心學(xué)好這門(mén)課程,既熟悉了電力相關(guān)知識(shí)及背景,又加強(qiáng)了對(duì)信息類(lèi)控制技術(shù)的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]王兆安.電力電子技術(shù)(第四版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版杜,2008.
[2]梁永春,閆彩紅.“電力電子技術(shù)”課程立體化教學(xué)方式探索[J].中國(guó)電力教育,2010,(31):63-64.
[3]陳新河,楊漢生,魯業(yè)頻.實(shí)用型電力電子技術(shù)教學(xué)[J].巢湖學(xué)院學(xué)報(bào),2010,(6):140-144.