时间:2023-09-28 09:07:54
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Abstract The teaching reform of power electronic technology is explored in the following aspects as classroom instruction, tutorship after school, experiment and practice, examination and effect after teaching practice in this paper.
Key words power electronic technology teaching reform teaching method
一、前言
《电力电子学》是电气工程及自动化、工业自动化和其他相关专业的一门重要的专业基础课,属必修课。该课程的特点是基础性强,体现了弱电对强电的控制;又具有很强的实践性,和生产生活联系紧密。
二、教学改革
随着现代电力电子学的日新月异,《电力电子学》课程的内容也不断更新、发展,越来越丰富。但由于专业课程的不断增加,电力电子学课程的教学学时却越来越少。这一矛盾对课程的教学质量和教师的教学水平提出了严峻的考验。为解决这一问题,实现把大学生培养成为基础厚、知识博、能力强、口径宽和适应性强的高素质人才这一教学目标,我们《电力电子学》课程组在以下几个方面进行了教学改革实践。
1、课堂教学。课堂教学是整个教学活动的主体部分,也是我们教学改革的重点。为了高质量、高水平地完成教学任务,我们从教学内容、教学手段、课堂教学组织几个方面入手,借鉴其它学科的先进经验,大胆革新,形成了自己内容丰富形式灵活的教学特色。
在教学内容上,我们按照教学大纲的要求进行了梳理、精选和更新。根据各位授课老师多年的教学经验,在教学目标分类法的指导下,我们将课程分为八个教学单元,每个单元确定一两个重点内容授课时,以重点内容把所学单元中的基本概念、原理、方法和过程讲清讲透,强调基本概念和分析问题的思路,非重点内容则在此基础上进一步扩展。这样既避免了重复讲述,又体现了知识的层次性和扩展性。精讲必须多练。我们从能力培养着眼,对每一个重点单元精选例题和习题,注重讲、练结合,保证练的比重,加强综合训练,培养学生自主学习、增强分析问题和解决问题的能力。在教学大纲以外,授课老师增加了电力电子电路的部分仿真技术内容。实践证明,这部分内容的引入对促进学生主动学习,更好地理解基本原理、概念,提高设计应用能力起到事半功倍的作用。在实际授课时,我们还注重教学内容的不断更新,及时将本学科领域的最新科技成果引入教学,保证了课程内容的基础性和先进性。
在教学手段上,我们采用了电化教学和多媒体教学的方式,并配合教材开发了一套多媒体 CAI课件。动画和多媒体方式的引入,使电力电子电路中比较抽象的电特性变得直观,使得原本难以理解的问题,如电路在不同时刻的不同等效形式,输入输出波形的产生等,变得比较容易。学生容易建立起相关电路的清晰概念。此外,电化教学和多媒体教学可以在有限的时间内立体化、直观化地展现大量的教学信息,避免授课老师将大量时间用到在黑板绘图上,提高了课堂教学的效率和质量。同时,多媒体课件的开放式结构也方便把最新技术不断加入到课程的教学中来,以满足学生对新技术的追求。
在教学内容和手段上进行改革后,课堂教学信息量增大,要求学生更加认真积极地参与教学活动,否则可能出现“坐飞机”的情况。因此授课教师的课堂教学组织能力非常重要。为提高这一能力,我们授课组的教师一方面努力提高语言表达能力,采用生动幽默的语言激发学生兴趣,另一方面精心组织教学,设计出提问,讨论,课堂调查、小测验,写小论文等多种形式,及时掌握学生学习情况,调动每个学生都参与到教学中来,让整个教学过程既充实又有趣。
2、实践教学。实验教学侧重于对思维方式和动手能力的培养,是理论教学的主要补充,它在整个教学环节中具有重要地位。因此实验教学改革是教学改革这一系统工程中的重要一环。我们把实践教学分为基础实验、选做实验、仿真实验、课程设计等多个层次,结合课外科研训练实践、四川省和全国大学生电子设计竞赛等高水平的实践环节,从而将综合设计能力、创新设计能力和工程实践能力的培养贯穿于整个教学过程,形成多层次、立体化的实践教学特色。
为了开好基础实验和选作实验,电气信息学院投入实验建设经费,购买了十套浙江天煌公司的“电力电子与自动控制系统”实验平台,同时增加了一些新的器件样品,使学生有更好的硬件条件开展实验。另外我们还自己动手开发出一个模拟实验的软件平台。学生可以自由地调用仿真环境中的各种电力电子器件搭建各种电路,模拟实际装置的全程动作情况。通过该仿真软件平台,我们可以实现EDA教学。 对于实践教学,我们始终坚持理论与实践的统一,一方面在学时安排上,实验课与理论课紧密衔接,实验内容与教学内容互相渗透,另一方面采用台阶式教学,教学目的层次分明,即采用验证型、设计型、综合型三个层次的实验教学,这样不仅延伸了教学内容,而且培养了学生的创新能力和综合应用能力。
在教学过程中,我们把课堂教学、实验教学和EDA教学相互融合起来。课堂教学突出课程的基础性,实验教学强调课程的实践性、应用性, EDA教学贯穿于课程的各个环节,体现课程的先进性。不同的教学环节各司其职,相辅相成,相互交融,有机结合,实现 “加强基础,注重实践,促进创新”的同一个目标。
为了进一步提高学生发现问题、分析问题和解决问题的综合性实践能力,作为立体化实践教学的扩展,课程组把培养学生实践创新能力固化在教学任务中,建立了《电力电子学》系列课程本科生导师体系,在学生中建立学研小组,由授课教师指导学研小组。注意引导和鼓励学生积极参加各种科技竞赛活动,积极组织学生参与校级、四川省和全国大学生电子设计大赛,取得了良好效果。
3、课外辅导。为进一步提高教学质量,我们开展了一系列有效的课外辅导活动。这些活动主要有:利用校园网进行网上讨论、网上答疑、网上批改作业等;指导学生课外阅读与电力电子学有关的学术期刊,鼓励学生写小论文;开展与课程知识内容相关的设计及创新活动;在适当的时候,组织学生到校外参观实习等。通过这些活动引导学生进入一种有意识的主动学习状态中,提高学习兴趣,调动学习积极性,使学生的学习效率大大提高。
4、考核方式。为克服应试教育带来的弊端,我们也改革了考试制度。考题除了深度、广度和难度符合教学大纲要求外,我们更着重对分析问题和解决问题的能力进行考核。近年来我们在《电力电子学》课程的笔试考试中,采用半开卷考试,即学生可以带一张A4纸正反面笔录,便于学生在复习中进行自我总结,考试时不用死记硬背公式。笔试考试的组织严密、规范,试卷规范,评分客观、公正,并建立了对考试结果进行教学质量分析的制度。成绩中,除了笔试成绩外,将作业、实验、小论文和答疑情况也记入总成绩,使成绩考核更全面、客观。
三、教学改革成效
《电力电子学》课程教学改革得到了上至学院领导下至选课学生的大力支持。学院鼓励和支持课程组的教师以各种形式参加科研开发项目或进行理论研究,以便及时了解和掌握与本课程相关的科技发展最新动态和成果,并且将其融汇到课堂教学中去,使我们的教学工作既源自大纲,又不局限于大纲。以高水准的科研能力保证了教学质量的提高。同学们也提出了很多非常中肯的建议。在大家共同努力下,《电力电子学》课程自开始进行教学改革以来,课程组教师先后主持和参与完成4项教学改革项目,发表了数十篇教学改革论文,取得了四川省和学校的教学成果奖励。
课程组教师改革工作取得了较好的教学效果,得到了广大学生和同行的好评。在每学期课程结束前,请听课同学提的意见中,都能看到感谢的话语和鼓励支持;督导教师的多次听课也表示了对我们教学方法和效果的肯定;每学期的教学检查和学生评教,我们的课程均得到高出平均值的得分。近三年学生对本课程评教的无记名投票结果为:优占71.5%,良占28.5%。学生的实践能力和创新能力也得到了较大的提升,在第三、第四、第五、第六届全国大学生电子竞赛中连续获得国家一、二等奖。学生在相关后续课程的学习、课程设计和毕业设计中也表现出较好的能力。随着综合素质的提高,毕业生的一次就业率也得到提高。一些进入研究生阶段学习的学生也表示《电力电子学》课程给他们打下了较好的基础,有助于他们进一步深造。校外专家也认为,尽管我校是四川省属高校,但《电力电子学》课程在省内的学术地位和教学质量是靠前的。
四、课程后续建设
今后两年课程建设着重于两方面内容。一是总结多年来《电力电子学》课程教学改革和教学研究课题的经验,不断深化教学改革,进一步提高教师的英语水平,扩大双语教学的学生比例。二是在学校适当增加电力电子与电力传动实验装置的基础上,全面实行开放性实验,增加设计性和综合性实验的比例,进一步提高学生实验技能和工程实践能力。同时,建立以《电力电子学》课程为基础的电工技术实习基地,开展学研小组的设计和创新活动。
我们今后会继续努力,本着保持特色,扩大范围,深化内涵,提高质量的原则,争取把课程建设成省级精品课程,迈上更高层次,以适应21世纪高素质工程技术人才培养的需要。
参考文献
1.王兆安,黄俊.电力电子学[M].第四版.机械工业出版社,2000
关键词:电力电子技术;例证法;仿真
引言
电力电子技术简言之就是应用于电力领域的电子技术,包括信息电子技术和电力电子技术两个主要分支,涵盖了电子学、电力学和控制技术三个学科。电力电子技术是电气工程及其自动化专业的专业基础课程,主要体系包括:电力电子器件、电力变换、控制技术三部分主要内容。电力电子器件从1957年美国通用公司发明第一个晶闸管开始,经过数十年的发展,从半控型到全控型,从小容量到大容量,从中低频到高频、超高频的发展历程。电力变换也称之为“变流技术”,实现了交直流的电力变换,具体包括:AC-DC、DC-AC、DC-DC、AC-AC,从而使电力电子技术得到广泛应用,是电力电子技术的核心部分。控制技术主要指电力电子装置采用的控制方式方法,最为常见的是相位控制、通断控制及软开关控制技术等。
1理论和实践教学现状
随着高校教学改革的深入,电力电子技术学时逐渐减少,理论教学通常停留在课堂教师讲解,学生被动接受的情况,很难唤起学生的学习热情和学习兴趣。实践教学通常停留在验证性实验为主的层面,主要完成对所学知识的验证,学生按部就班的按照指导书完成实验操作,而忽略了实验的原理、电路的工作原理,当实验环境稍有改动,则无所适从,达不到解决实际问题和提高专业技术水平的教学目的。如整流电路公式、输出波形的验证等,内容和形式单一。实体实验设备电压等级高,电流较大,而且极易损坏,很难达到实践教学的效果,因此迫切需要对理论和实践教学进行改革。
2理论教学改革
课程的知识体系如图1所示,采用预习仿真、例证等方法完成相应理论知识的讲解。
2.1例证法的应用
电力电子技术知识繁复,学生应熟练掌握电路的工作原理、波形分析、数量关系等知识,只枯燥的讲解理论,难以把学生的注意力凝聚起来,采用例证法是很有效的已知办法。以单相整流的基础电路半波整器为例,首先从简单的手机充电器入手,手机充电器是从城市电网(墙壁电源)当中获得交流电,通过整流器将交流电转化成直流电给手机电池充电的设备,再研究电路不同负载时的工作原理、波形分析、数量关系等知识点,讲解也就更显通俗易懂,从而完成靶向性教学。随着学习的深入就可以进一步研究如何缩短各种充电器的充电时间等。所谓的“充电5分,通话2小时”“快速充电”“护眼灯”“无线充电”等等也就不再神奇。从充电器到充电宝就引申出逆变和组合电路,为后续知识的讲解做出了形象的铺垫。
2.2仿真在理论教学中的应用
因为电力电子技术课程中有很多的波形分析内容,手工绘出的波形缺乏灵活性,所以在电力电子技术理论教学中,仿真的作用就尤为重要。利用仿真软件分析对电气工程及其自动化专业学生理解电路的工作原理及工作过程分析,定量计算等均有莫大的帮助。现今主要应用于电子电路的仿真软件有:通用软件MAT-LAB、通用仿真软件PSpice、通用仿真软件Saber、专业仿真软件PSIM等。如图2、图3所示单相半波整流电路的仿真。建议学生在课前完成电路的仿真,从而使学生掌握了电路的组成,了解电路的工作情况及相应的特性,从而为相应知识的学习打下坚实的感性基础。
3实践教学改革
电力电子技术的主要特征就是实践性很强,体现了实践教学体系与理论教学体系相互衔接和验证。
3.1实验项目的设置
实践教学分阶段、分层次设置,由简入繁,如整流电流设置单相和三相电路实验,其中单相为选做内容,三相整流电路(含触发电路)为必做内容;单相交流调压电路实验是基础为必做内容,而三相交流调压为设计性实验;斩波器只需完成简单的升降压斩波电路的实验等。增大设计性实验如灯光亮度调节装置、软启动器、直流电机调速系统、开关电源、功率因数校正等装置的设计与制作,提高了学生动手能力和专业素养。对于危险性比较大的实验,设置高端演示实验,如逆变实验,利用中频炉演示完成。
3.2模拟仿真实验
在实践教学中引入了MATLAB仿真软件,充分利用软件的功能,对电路的不同特性进行仿真。如PWM控制系统、交交变频调速系统等复杂的系统实验等。利用仿真软件的强大功能实现系统的优化和极端控制,有效地掌握系统的动静态特性,参数设计,达到控制要求,满足系统的性能指标。
3.3项目驱动等
根据电力电子技术课程特点及教学目标的要求,充分利用教师的科研项目、大学生科技竞赛、企业参观实习、运动控制系统课程设计等环节,实现对电力电子技术实践环节有益的补充。
4结语
电力电子技术课程通过在电气工程及其自动化专业几年的教学改革与实践,明确了教师指导,学生的主体地位,让学生自己结合实际应用,扩大视野,拓展思维,激发进一步探究的兴趣,促使学生主动掌握理论知识,应用理论知识,有效地提高了分析问题、解决问题的能力,达到了教学的目的和效果。
参考文献
1王兆安.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2013
2黄信兵.“项目驱动教学法”在电力电子技术课程改革中的应用与探索[J].大学教育,2013(11)
3孙晓明.“电力电子与电机调速技术应用”课程教学改革与探索[J].教育与教学研究,2016(1)
4陈宏.基于Matlab的电力电子技术课程的教学探索[J].实验室科学,2013(1)
关键词:应用人才;电力电子;教学内容;改革
《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:
[1]陶俊珍.“电力电子技术”教学内容更新例析[J].中国电力教育,2011,(09):160,166.
[2]李旭春,王春凤.创新实践教学,提高电力电子技术基础课程教学效果[J].实验技术与管理,2012,29(07):11-13.
[3]王卓,王强,曹晶人等.“电力电子技术”课程教学改革探讨与实践[J].中国电力教育,2013,(11):37-38.
关键词:电力电子技术;教学方法;教学质量;评价机制
Abstract: Power electronic technology is the basic professional knowledge that must be mastered by the students of mechatronics major. In teaching, reform conducted in the course content, teaching methods and evaluation mechanisms has contributed to explore new methods and new ways to improve teaching quality, achieving better teaching effects.
Key words: power electronics technology; teaching method; teaching quality; evaluation mechanism
中图分类号: F407.61文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
电力电子技术是研究利用电力电子器件、电路理论和控制技术,实现对电能的控制、变换和传输的科学,是现代电子学的一个重要分支,是介于电气工程三大主要领域——电力 、电子和控制之间的交叉学科,在电力、工业、交通、通信、航空航天等很多领域具有广泛的应用。因此,电力电子技术是机电一体化专业学生必须掌握的的专业技术基础知识。
电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面,成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术。随着科学技术的发展,电力电子技术又与现代控制理论、材料科学、电机工程、计算机科学等许多领域密切相关。目前,电力电子技术已逐步发展成为一门多学科互相渗透的综合性技术学科。电力电子技术不但本身是一项高新技术,而且还是其它多项高新技术发展的基础。正是由于该课程是一门综合性学科,对于高职学生来说,如果是按照高等学校那样的传统式教育,即一般所指的“先生讲,学生听”,教师传授知识,学生接受知识的“灌输式教学”根本不适合高职学生的学情。
一、学情分析
首先高职学生学习该课程的目的是熟悉典型电力电子器件的工作原理 、外特性和主要参数、各类电力电子变换主电路的基本工作原理 、分析方法;了解电力电子技术在工程技术领域中的应用。针对他们而言,主要是会应用这些电路即可,不必参与这些电路的设计及计算。更不需要讲课时花在一些复杂公式的推导上,这样的教学效果适得其反,学生只会觉得课程内容枯燥无味,没有学习兴趣,尤其是某些高职学生的基础课的知识相对薄弱,要学习电力电子技术必须先学习电工技术、模拟电子技术和数字电子技术这三门基础课,而要求这三门课程的掌握程度为较好,有些学生对于这几门专业基础课掌握得不是很好,在此基础上学习电力电子技术肯定积极性不高,困难较多。
其次,电力电子技术是一门理论性和实践性均较强的专业技术基础课,以理论教学为主,附加开展的个别实验,尤其是大多数为验证性实验,没有从提高学生的学习兴趣出发,没有结合实际应用,这样的实验效果很差的。
根据针对高职学生的学情分析,结合学校已有的教学设备,我们提出了以实践为主的电力电子教学。
二、以实践为主的电力电子教学
1、采用模块化教学
对于电力电子技术这门课程,我们将其课程划分为二极管整流电路和晶闸管可控整流电路两大模块,共9个任务。每个模块的内容既是独立的,又有其明确的教学目标,完成每个模块既要通过实验,也要制作产品。使得内容的组织方式更符合学生的认知规律,易于激发学生的兴趣,同时有利于学生掌握与生产技术有关的必要的基本技能和动手能力。各模块内容如下:
模块 任务 教学内容
模块一:二极管整流电路 任务一:二极管 ①PN结的形成与特性;②二极管结构、类型和主要参数③一般二极管和特殊二极管的应用④二极管的识读和检测
任务二:二极管单相整流电路 ①直流稳压电源的组成②单相半波、桥式整流电路、滤波电路的工作原理③稳压管的工作特性和主要参数及使用
任务三:制作直流稳压电源 ①绘制原理图②制作PCB板③安装、调试
任务四:二极管三相整流电路 ①三相半波整流电路②三相桥式整流电路③整流器件的选用
模块二:晶闸管可控整流电路 任务一:制作台灯调光电路 ①单结晶体管②晶闸管③晶闸管的触发电路④绘制原理图、制作PCB板、安装、调试
任务二:晶闸管可控整流电路 ①单相半波可控整流②单相半控桥式整流电路③三相半波可控整流电路④三相半控桥式整流电路
任务三:晶闸管的选用和保护 ①过电流保护②过电压保护③晶闸管的选用和检测
任务四:逆变和交流调压 ①逆变的基本工作原理②单相交流调压的电路图及波形
2、以实践为主,简化理论教学
在进行任务教学时,通常将学生分成几个小组,循序渐进的完成各个任务。每个任务设置两至三个实验为主,相关的理论知识以简单介绍为主,主要是波形分析,以及简单的计算。学生通过亲自参与实验动手调出相应的波形,并且画出波形,记录相关参数,由此理解电路的工作原理,并且配有相应的思考题帮助学生加深理解相应电路的工作原理,或者是通过制作产品来理解电路的工作原理。比如说二极管单相半波整流电路,教师简单介绍二极管的单相导电性,以及单相半波整流电路电阻性负载时电路的工作原理。让学生完成电阻性负载时电路(图1.1)的输出电压波形的测量,得到如图1.2所示的波形,然后让学生将电感接入电路,变成电感性负载(图1.3)。让学生再次测量电路的输出电压波形,学生就发现在输出电压波形发生了改变,出现了一段负电压如图1.4所示。
图1.1图1.2
图1.3 图1.4
对于这种情况,学生会自己思考“为什么会产生这样的波形?”,自己去查找原因,在通过当场与教师交流,及时得到解答。通过这种方式学习,学生不仅对电路的输出波形印象深刻,更重要的是调动了学生的学习积极性,能够主动参与整个学习过程,这种学习方式比起在课堂中枯燥的理论教学生动具体,学生的学习效率高。
3、建立科学的评价机制
由于是以实践为主的教学模式,我们不再采用传统的学生学业评价中“一考定全局”终结性评价模式,采用多样化的考试方式,学生学业成绩的构成实行多元化,要将每个任务的完成情况作为平时考查成绩和最后的考核成绩按一定比例综合成为课程总成绩,特别重视与评价学生的创见和研究与创新能力及其成果,对于这样的学生给与一定的加分,作为一种激励措施。课程考核评价方案应在开课时公开地告诉学生,让学生能够主动参与评价,充分体现学生在学习中的主体地位。
三、教学效果
这种以实践的为主的教学方法是以学生为中心的教学方法,课程的学习逐步深入,通过实践不断有新的问题出现,学生有兴趣解决这些问题,因此他们积极地组织自己的学习,他们会通过书本或者其他各种信息渠道寻找答案,在寻找答案的过程中,查阅资料。在与同学、教师的讨论中他们学会了如何获得信息,如何与人交往,在课堂上向大家表述自己小组的结论和想法,锻炼了学生综合信息以及团队合作能力和自我表达能力。教学研究发现学生在学习的过程中对知识的掌握有不同层次,只进行阅读掌握10%;如果只是听教师讲,没有视觉感应,掌握知识的占26%;如果只有视觉效果,掌握30%;如果听和看结合,掌握50%,如果可以简单地重复讲出来,掌握70%;而如果自己通过做再自己讲出来,就掌握了知识的90%。因此,这种以实践为主的教学模式,使学生参与教与学的过程,学生能够最大限度地掌握所学的知识,而且各方面能力达到锻炼,课程讲授也达到最终目标。
关键词:电力电子;教学改革;实践
电力电子技术是电力电子变换和控制技术的简称,是一门综合性的电子技术、控制技术和电力技术的新兴交叉学科,是自动化专业的一门重要的专业基础课。该课程总学时36学时,其中实验6学时,其课堂教学的最大特点就是电路图和波形图较多,实践性强。随着电力电子技术的不断发展,内容不断增加,如何在有限学时内获得最好的教学效果,使学生较好地掌握课程内容,并培养学生的工程实践能力和创新精神,增强学生的学习兴趣,是一项急需解决的问题。本人从教学内容、教学方法,教学手段,实践环节,教学研究等几方面对该课程的教学改革进行了探索。
一、课程的重点、难点
1、课程的重点
各类电力电子器件的通断控制特性、四类基本电力电子开关电路拓扑结构、实现电力电子变换和电力电子补偿控制的原理、电力电子变换的过程中运行参数的变化及实时控制特性、输入输出电流电压波形分析。
2、课程的难点
电力电子电路种类繁多,当电路中含多个开关器件时电路的运行模态较多,且理解电力电子电路特性时常常要从s级、ms级和us级等不同时间尺度人手,因此学生学习时容易被本门课程表面的繁杂所迷惑,甚至感到无所适从。而且本门课程实践性很强,学生在课程学习时难以将所学知识与实践相结合。
二、调整教学内容
1、优化课程内容
晶闸管是半控型器件的代表,在20世纪90年代前期,应用范围相当广泛。但从20世纪80年代初,以P-MOS-FET和IGBT为代表的全控型器件发展迅速,目前已经成为电力电子领域的核心器件,这影响到主电路拓扑结构、控制方法,也同样影响电力电子技术课程的教学。在教学过程中,将半控型器件的相关内容删减,介绍全控型器件的特性,由全控型器件组成的斩波器、逆变器、变频器。压缩和删减一些已过时或在实际工程中应用较少的器件和电路。例如在整流电路章节中晶闸管直流电动机系统,原来它是可控整流装置的主要用途之一,但目前已由全控型器件构成的PWM脉宽调制电路所取代,因此在授课时就简单介绍。在删减晶闸管教学的同时,必须强化全控型器件及电路、控制方法的教学。
在课程内容上,将电力电子技术的内容分为有机的几个部分,提出了新的课程内容设置思路,即以电力电子开关器件为核心、以四类基本变换器和两种控制方法为基础、以四类应用为目标,兼顾当前技术发展,这种内容设置方法有利于学生掌握课程核心内容。
在器件学习中,就着重指出全控型尤其是电压型全控器件的优点,让学生知道全控器件制造工艺的发展决定电力电子的发展。在讲授斩波电路和逆变电路时,要以全控器件为基础。对脉宽调制PWM控制技术这一章要重点讲解,指出正是采用了全控器件才得以使这一技术得到大量应用,成为电力电子的核心技术,是电力电子技术的一场革命。另外结合应用,要加强交直交变频和直流开关电源的教学。
2、适当增加最新技术的教学
由于电力半导体器件和微电子半导体器件日新月异的发展,电力电子技术每隔不久便有一个新飞跃,其应用领域也在不断扩大。要及时传授该学科的前沿知识、介绍其发展趋势,使学生对该学科有一个清晰的认识。如对当前电力电子最新应用:矩阵式交一交变换器、电网谐波抑制技术、功率因数提升技术等内容作较为详细的介绍。另外,应加强理论联系实际,介绍一些和生活息息相关的应用,如电子镇流器,增加学生的见识,提高他们的学习兴趣。
三、改进教学方法和手段
1、培养学生的主动性,提高学习兴趣
从第一节课开始,通过大量的图片,演示了电力电子的多种应用,包括工业生产、交通运输、电力系统、家用电器、航天飞行器等。通过这些生动的实例,使学生明白电力电子其实就在身边。这门课的内容不是空洞的理论,而是与实际紧密结合的。在讲授DC-DC变换器时,与直流开关电源结合起来,并制作了小功率Buck变换器样机。演示时调节占空比,观察输出电压,学生印象深刻。此外,还向学生推荐阅读相关的期刊,并精选了几篇文章让学生仔细阅读。这些文章从理论分析、电路设计、控制系统设计到仿真和实验验证都比较完整,内容具备典型性,让学生初步了解电力电子科研和最新发展的动态。这些措施改变了以往学生被动接受的状态,学生对这门课的兴趣大大提高,学习有了主动性。
2、利用现代化教学手段,改善教学效果
近年来,多媒体教学逐渐代替了板书成为主流课堂教学手段,那么这种静态的演示文稿却还不能吸引学生。如何有效地利用多媒体手段,将枯燥的分析变得生动,也是该课程教学中一个棘手的问题。具体对于电力电子技术课程,方法是使图形、波形动起来。采用了相对易用的软件Matlab/Simulink。软件中有完善的电力电子工具包SimPow-ersystem,其中有各种器件、电源、负载、测量和波形显示元件等,可以搭建教材中的各种电路。在课堂上演示给学生,且可以方便地修改电路的参数。为了使演示界面更友好,我们在课下制作flash课件,可进一步丰富教学资源。采用这些方法后,大大改善了课堂讲授效果。
四、加强实践环节
在学校的大力支持下,近年来实验教学从教学思想、实验教学管理和教学条件上都有了很大改进,正在由演示性、验证性实验向设计性和创新性实验发展,由封闭实验室管理向开放管理发展,由单一的电力电子实验向综合性实验发展,由教师主导进行实验向发挥学生自主性发展。
调整实验的内容,保证实验的先进性、代表性和方向性实验内容,首先要考虑理论教学的进度及其知识的难点和重点,以利于学生对基本理论、基本原理的掌握;其次要对原有的实验内容进行筛选、补充、综合,减少验证性实验,多开一些综合性、设计性实验。对电力电子技术实验,保留原有的晶闸管整流、逆变的验证性实验,使学生对本课程的应用有初步认识,对直流斩波、交一交变换以及PWM控制技术部分的实验,则可开出设计型实验,由教师给出电路参数,由学生自行设计主电路,选择器件及其驱动电路、保护电路,进而完成实验,培养学生分析问题,解决问题的能力。
五、结束语
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
Analysis of Modern Power Electronics Teaching
KAN Xiu, LI Yuanyuan, LIANG Jianru, LUO Xiao, CHEN Xiaolong
(College of Electronic and Electrical Engineering, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620)
Abstract Modern power electronics is an effective bridge between 'force electricity' and 'weak electricity '. According to the construction of automation and automotive electronics and other majors' requirements, Modern power electronics has become the required course. Firstly, the common problems have been analyzed in the teaching process of modern power electronics. Then, the improved methods have also been discussed for modern power electronics teaching.
Key words modern power electronics; teaching; experiment
1 目前教学中存在的问题
1.1 任务重课时少
以我校自动化专业为例,现代电力电子学作为专业基础必修课一般安排48学时(包括课内实验4学时),教学重点包括电力电子器件和四大变换电路,如何在并不充裕的教学时间内完成教学内容并兼顾教学艺术与专业发展,已然成为摆在大多数授课教师面前的现实课题。
1.2 内容多信息大
由于教学任务繁重,且很多老师本身并不熟悉现代电力电子学在所授专业中定位与应用,造成授课过程中很难抓住专业要求合理安排教学内容,而是采用多媒体通篇教学的方法,课堂信息量过大、知识点零散,学生往往抓不住重点、不堪负重也就很难跟上授课教师的节奏,学习效果大打折扣,教学质量可想而知。
1.3 基础弱兴趣低
现代电力电子学的先修课程包括微积分、电路、数电和模电等,而这些课程(包括现代电力电子)所涉及的均为枯燥繁琐的理论知识,加之学时的限制,学生往往对这些先修知识的掌握程度达不到现代电力电子学学习的要求,这也无形中增加了学生对课程学习的抵触情绪,为课程的教学增加了很多难度。
1.4 强灌输少动脑
由于种种条件的限制,目前大多数高校采用多媒体大班式授课,教学方式生硬且单一,学生多被动接受知识,很少会积极主动学习。另外,课内实验本是检验学生对所学知识掌握的关键,也因为学生在实验时只是按照“过于详尽”的实验指导书,简单连线加上抄写数据与波形而顺利完成,使得实验的目的与意义尽失。
2 教学方式方法的探讨
2.1 立足专业完善方案
现代电力电子学虽被大多数工科专业选作修读课程,但是每个专业都有自己的方向需求,做到根据专业所需、参考企业所求、摸清未来发展,将专业、行业与学业有机结合起来,制订适应学科发展、行业需求的合理教学方案,做到把知识、技术与能力培养有效整合,建立起学生对学习内容和行业发展的直观认识,调动学生的主观能动性,使其挖掘自身所长,从自身兴趣出发完成课程的认识和学习,同时掌握理论知识和应用技术,才能成为真正的专业人才。
2.2 条理清晰提高效率
教师要根据教学方案合理安排授课内容,注意条理性并突出重难点,明确各内容板块的教学顺序,以便学生能相对轻松地跟上教师的授课节奏,清楚地理解并掌握所学知识。教学过程中时刻注意学生的反应,尽量做到换位思考,多从学生的角度去分析教学过程,在问题释义难点分析时,注意给学生尽量创造一个可自由发挥和想象的空间,充分提高课堂教学的效率。并注意在每节课中将上节课的典型问题、作业难点和学生建议反馈给课堂,解决问题的同时也加深了学生的理解。
2.3 加强实践培养创新
对于以培养技术型人才的工科院校来讲,在教学过程中完成对学生实践能力和创新能力的培养成为其重要任务之一。实验教学正是提高学生动手实践与动脑创新的主要途径,而课内实验由于其自身的特点,要求学生在掌握必要的基础知识的同时,理解实验目的、实验原理、实验方法和实验步骤,正确完成实验仪器使用、实验数据分析和实验报告撰写等一系列工作,让学生们在实验过程中理解书本知识验证所学内容。鼓励学生在实验过程中提出问题解决问题,激发学生内在的学习欲望,全面锻炼学生的学习能力、创新能力和实践能力,促进学生的多方面协调发展。
2.4 优化方法灵活教学 (下转第96页)(上接第94页)
在现代电力电子的教学过程中,大多数教师沿用了理论教学的传统教学方式,即板书为主和PPT播放辅助,而我们知道现代电力电子其实是一门应用性很强的学科,教学过程中不宜只重视理论推导,而忽略实际应用。教师应多从实际情境出发,引出教学内容的同时,激起学生的兴趣,更能形象地说明所学知识的应用背景。且在授课过程中注意板书强调重点的同时,也可以穿插图片、动画和视频等教学手段,以便学生对难点知识能够更为生动直观地理解和接受。注意师生互动,提问学生的同时也允许学生提问,加强学生的课堂参与性,时时掌控课堂气氛。
2.5 加强交流突出团队
一门课程的教学想要得到真正的发展,单靠授课教师个人的力量是很难走远的,只有发挥团队的力量,协作分工群策群力才能做到真正的不断向前。团队内教师互相交流、互相听课和互相帮助,从教学方案、教学内容、教学方法和教学分析几个方面共同探讨,以期发挥每个教师的潜力,促进课程教学水平的提高,并应特别注重对青年教师的教学指导,利用现有资源帮助他们快速走上讲台,为学科的快速发展打牢每一步基础。并根据专业特点和学科发展需要,利用团队优势打造符合自身特质的精品课程。
3 结束语
现代电力电子学是电力、电子和控制技术的融合,更是理论知识与工程实践相结合的典范。通过现代电力电子学的学习,可以使学生能够理解控制电路结构与原理,清楚电力电子器件及其性能,掌握电能转换的原理与技术,为学生完成后续的课程学习和未来发展打下坚实的基础。
但是,随着学生人数的增加,实验设备的更新速度明显无法满足企业对于高职院校毕业生能力的要求,同时在进行实验教学过程中实验项目的选择图1TKDD-1电力电子技术及电机控制实验装置还不能完全满足现行教学的需求,能够开设的实验数量少且较简单;实验教学中通常采用缩小功率的系统进行模拟分析,往往会使实验结果产生较大误差;随着时间的推移,实验设备逐渐老化,在实际操作中容易受接触不良等因素的干扰,使实验结果与理论分析不符甚至出现异常现象;有些实验因在高压下进行,还存在一定的危险性。基于MATLAB的计算机仿真技术已在许多本科院校有了相当成熟的应用,并已取得了良好的教学效果。然而,对于侧重培养学生实践及动手操作能力的高职院校而言,多数实验是基于现场实验装置进行的,计算机仿真技术尚未引起足够的重视。针对这一现象,提出将基于MATLAB的计算机仿真技术引入高职院校电力电子技术课程实验教学环节的过程中。
1案例分析
教学中一般采用的教学模式为:电路原理分析-电路关键参数的设计-电路仿真-仿真结果分析讨论-总结电路的特点及各参数对电路的影响[3]。
1•1单相交流调压电路
单相交流调压电路是把两个晶闸管反向并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制来控制交流电力的控制电路。广泛应用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)、异步电动机的软启动、异步电动机的调速、供电系统中无功功率的连续调节等诸多领域。在进行单相交流调压电路的教学过程中,由于课本仅给出了如图2所示的电路构成[4],学生对此缺乏感性认识,课堂教学效果欠佳。而在进行实验调试的过程中,又往往会出现控制角α的调节不准而导致实验效果不佳的问题,使学生对电路的理解不准甚至干脆无法理解。使教师讲得费力、学生听得费神,无法获得良好的教学效果。针对这一问题,引入基于MATLAB的虚拟实验室进行计算机仿真以确保教学的有效性,使学生一改往日“上课听听、作业抄抄、考试突击”的被动学习为“勤动脑、肯动手、敢提问、会分析、能解决”的主动学习[5],同时,对学生学习兴趣的提高起到了有力的推动作用。以下从构筑电路、参数设置及仿真比较方面分析不同负载、不同电路状态时的输出结果,以增强学生对知识内在联系的把握及认识,培养其创新意识。1•1•1带电阻性负载的仿真串联RLC模块中参数设置为R=45Ω,L=0H,C=inf(无穷大)。仿真结果如图4所示。
1•1•2带电阻电感性负载的仿真
串联RLC模块中参数设置为R=45Ω,L=0•1H,C=inf。仿真结果如图5所示。
1•2三相正弦波脉宽调制变频电路
三相正弦波脉宽调制变频原理如图6所示[4]。在实际工程试验过程中,由于该电路接线复杂,并对示波器有较高要求,因此不得不借助计算机虚拟实验室来实现波形及参数的观测与调节。三相正弦波脉宽调制变频电路的系统是由直流电源、给定信号、同步脉冲触发器、IGBT逆变桥及负载等部分组成的。由于篇幅限制,系统建模和模型参数设置不再赘述。仿真结果如图7所示。在仿真过程中,学生通过自主地合理改变系统模块参数不仅对系统有了更深刻的理解,同时也对各参数对系统的影响有了更加明确的把握,更进一步提高了学生学习新知识、新技能的积极性和主动性,教学效果明显提高,并为进一步学习和工作打下了良好的基础。