電力電子技術的教學體會

單玉燕　丁偉

摘 要：本文從電力電子技術這一課程的內容出發，結合教學要求，分別從理論教學和實驗教學兩個角度闡述了關于教學方法的一些體會和感悟。

關鍵詞：電力電子技術；控制電路；控制理論

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.214

1 引言

電力電子技術是一門由電子技術、電力技術以及控制技術交叉而來的新興學科，是自動化專業、電氣工程等專業的專業基礎課程，在整個專業體系中具有重要的作用。電力電子技術具體地說就是指利用電力電子元器件來構造不同的轉換電路從而實現對電能的一系列變換，是一種利用弱電來控制強電的技術。同時電力電子技術的應用范圍十分廣泛，從工業、交通運輸、通信到新能源系統等各方面都有應用，甚至已經滲透到我們的生活中，比如現在家用電器中很流行的“變頻”技術就是電力電子技術的一個小應用。

2 教學體系結構及要求

電力電子技術的教學內容主要分成三部分：元器件、控制電路和控制技術。我們學校給這門課一共安排了80學時，如果這三個部分都要詳細介紹的話，時間上是不夠的，所以主要介紹前面兩塊內容。電力電子元器件是本門課程的基礎，包括半控元件、全控元件和不可控元件?？刂齐娐分饕ㄋ拇蠡倦娐罚赫麟娐?、逆變電路、直流到直流變流電路以及交流到交流的變流電路?？刂萍夹g部分主要介紹SPWM脈寬調制技術和軟開關技術。

元器件部分要求學生首先要能分清楚各種元器件所屬的類別，其次要求能理解各自的工作原理，最后要求能夠按照電路要求自主選擇元件；控制電路部分要求學生能夠理解電路的工作過程，能夠分析并畫出電路的輸出波形圖，能計算電路的一些參數來選擇元器件；最后控制技術部分要求能夠掌握SPWM的原理即可。

3 理論教學

（1）興趣的培養 電力電子技術是自動化、電氣工程專業很重要的專業基礎課程，但也的確是一門比較枯燥的學科，要引起學生的重視、激發他們的興趣是比較困難的。所以如何吸引學生的注意力，讓他們從心理上重視這門課就尤為重要。筆者認為上好第一堂課對該課程后續的展開有很重要的作用。在第一堂課上要多多的展示一些電力電子應用方面的圖片和視頻，讓學生親身體會到電力電子技術就在我們身邊，來培養他們的學習興趣[1]；同時可以給他們展示一下對口的公司在招聘信息上對該課程的要求來引起他們的重視。然后后期可以通過實驗教學來慢慢引導他們對本門課程的學習。

（2）教學思路的把握 教學的順序是先介紹元器件，然后介紹各種轉換電路，最后介紹控制技術。在介紹元器件時，要講清楚半控、全控和不可控指的是對電路“開”與“關”的控制。在控制電路中元器件是作為開關使用的，輸出波形的轉換也是因為電路“開關”的切換實現的[2]；在介紹各種轉換電路時，首先要介紹各種電路實現的功能，然后可以讓學生試著自己分析下如何用電路實現這些變化，最后提出典型的變換電路進行講解。

在課堂內容上應以元器件的工作原理為基礎，以整流電路和有源逆變電路的原理、搭載各種不同負載時的波形分析為重點，特別是在介紹感性負載和純電阻負載時波形的變化是很重要的。無源逆變和直流到直流變流電路可以簡單介紹一下。由于目前變頻技術在家電行業應用廣泛，所以交流到交流變流中的變頻技術也可以進行詳細介紹。

（3）教學方法的改變 近年來，多媒體教學以絕對的優勢替代了傳統板書成為教學的主要手段。電力電子技術這門學科在教學時涉及很多復雜電路、波形的繪制，采用多媒體教學能提前將這些波形準備好，節約了大量教師課上板書的時間，同時多媒體教學還可以采用FLASH動畫來吸引眼球，能更直觀的仿真出電路通斷的過程，更好的幫助學生理解和記憶。所以多媒體教學這一手段對于電力電子技術這門課程是非常重要的。此外，我們還可以利用Matlab中的simulink自帶的工具包搭建各種電路來仿真，通過軟件仿真出對應的圖形。這樣通過計算機算出圖形，要比直接把圖形顯示給學生看更讓他們記憶深刻，也更讓他們信服。

4 實驗教學

實驗教學在任何一門課程中都應該占有很重要的地位，通過實驗可以加深對已學知識的理解，驗證理論的正確性同時也能幫助他們記憶。而電力電子技術本身就是一門實踐性很強的課程，新型的電力電子器件、新技術、新的使用方法，都需要通過實驗來驗證其可用性。

電力電子技術這門課配備的實驗還是比較多的，比如四種控制電路以及控制技術都有對應的實驗，那么在實驗教學中可以從中選擇一些有較高實驗價值的項目進行。例如整流電路是教學時的重點內容，那么這一方面的實驗就可以做一些?？梢宰寣W生搭建橋式整流電路，然后搭配純電阻負載、感性負載和反電動勢負載，通過觀察波形變化來加強對學習知識的理解和掌握；在講直流斬波電路時，可以讓學生在六種典型斬波電路中選擇一到兩個電路進行測試，深入理解理論課上學習的原理。

在實際的教學過程中，由于學校設備有限不能做到每人一臺設備，一般都是幾人一臺，這樣就會出現有些同學整個過程游離在狀態之外的情況。所以在實驗過程中，可以將一組學生進行任務的分工，分成設計電路的、搭建電路的和驗證實驗結果的，這樣每個人都分配有任務，就不會出現上述的情況了。

5 小結

本文從課程體系、教學要求和實際教學三個方面分別闡述筆者從事該課程教學的體會。對一門課程的處理方式，不同的教師有不同的方式，但都希望能以較為恰當的教學方式把最需要最重要的知識傳授給學生。

參考文獻：

[1]劉廣忱.電力電子技術教學探討[J].內蒙古科技與經濟，2003（12）.

[2]張波，丁金林.電力電子技術的教學體會與思考[J].科技信息，

2008（19）.

[3]夏美娟，李為相.電力電子教學改革實踐與體會[J].科技信息，

2009（31）.endprint