电力与电子技术十篇

发布时间:2024-04-29 21:16:13

电力与电子技术篇1

关键词:家用电器;节能技术;电力电子技术

前言:

本文主要讲了家用电器节能存在的一些问题,没有比较健全的监督部门以及资金不够,一些检测仪器不全。电力电子技术在20世纪得到了快速的发展,如今在很多领域都有使用,尤其是信息通信方面和家用电器领域。电力电子技术与人们的生活紧密地联系在一起,人们在使用电脑、空调、冰箱等时,都是在间接地或者直接地使用电力电子技术,所以电力电子技术也渐渐地被人们重视起来,成为众多学者的研究目标。

1家用电器节能遇到的问题与电力电子技术现状

1.1电力电子技术的现状

电力电子技术在一些电子器件中发挥着非常重要的作用,通过电力电子技术来对各种电路进行控制。人们综合运用电力电子技术的各项功能,在此基础上添加一定程度的创新,从而能够在众多领域得以应用。其中应用最多的是电力方面,在发电方面起着核心作用,其次就是工业方面以及家用电器方面。电力电子系统在促进电力系统发展过程中有着重要的作用,在电力输电时,先是从电厂开始发电,然后把输送的电流通过改变电压之后才进行输送,因为在输电的过程中,输送过程中的电压也高的话,输送的电流也就相对比较小一些,在电流从电厂输送的过程中,可以产生比较小的损失,从而就能够将大量的电流节省下来。将电力电子技术运用到高压输电中,从而能够将在长距离输电、容量大的电路在输送的过程中产生的损耗降到最低。电力电子技术的应用,极大程度上促进了中国电力系统方面的发展。电力电子技术在电器节能方面也有着重要的作用,因为电能在输送过程中电流与电压的转换以及对电能的控制是通过各种电力电子器件来进行的。电力电子技术有着四种基本的功能,人们综合运用电力电子技术的各项功能,在此基础上添加一定程度的创新,从而能够在众多领域得以应用。其中应用最多的是电力方面,在发电方面起着核心作用,其次就是工业方面以及家用电器方面。电力电子技术在家用电器上也有着非常重要的作用,而且在家用电器中的应用于我们日常生活都有着直接或者间接的关系,我们对电力电子技术的应用也有着比较深的感触。比如说,我们平常生活中都会用到的节能灯,而节能灯就是综合运用了一些电力电子技术才生产出来的,它是电力电子技术的结晶。电力电子技术的应用使得节能灯的体积比白炽灯和日光灯更小,样式比白炽灯和日光灯更多,而且其发光率更比白炽灯和日光灯高,所以节能灯以绝对的市场优势占据着很大的市场份额。除了节能灯外,电力电子技术在家用电器中的应用的产物还有电视机、计算机、变频空调等,这些产品已经融入在我们生活的点点滴滴中,在我们生活中发挥着非常重要的作用,为我们的生活水平的提高做出了很大贡献。

1.2家用电器节能遇到的问题

在家用电器节能方面,仍然没有比较健全的监督部门,虽然有些城市监督机构成立的比较早,但是部门中人数较少,很多节能工作不能直接进行,有时只能监督一些耗电严重的大规模企业,一些小企业往往成为漏网之鱼。而且购买节能监测仪器需要大量的资金,而当监督部门资金不够时,相应的一些仪器必然不能到位,长期以来也没有建立一个比较完善的家用电器节能方面的检查部门,不能查出哪些家用电器耗电严重。部分家用电器生产企业内部高层管理者没有节能节电的意识,也不重视节能工作,或者公司内部存在相关节能要求,但是不能够实际落实。

2电力电子技术的发展前景和针对家用电器节能问题提出的对策

2.1电力电子技术的发展前景

电力电子技术已经融入在人们的日常生活中,比如说计算机、变频空调、手机等产品,在人们生活中有着不同的角色,而且人们对这些的依赖性也越来越强。电力电子技术有着非常广阔的发展空间,具体表现在以下几个方面:新产品所需要的材料在不断更新。在一个经济迅猛发展的大前提下,人们对生活质量的要求也越来越高,对新产品的开发与新的材料的要求也越来越高,所以要更新现有技术和现有材料是电力电子技术的必然趋势,正因为电力电子技术与人们的日常生活紧密相连,所以我们应该更加重视电力电子技术用到的材料更新,从而降低电子器具的成本,扩大电子器具能够应用的范围,为人们能够有快捷方便舒适的生活做出贡献。从降低电子器件生产成本的角度考虑,人们应该在生产电子器具时运用电力电子技术不断改进电子器件的装置,使得电力电子器件那能够模块化生产,从而降低成本,获得更大的经济效益。

2.2针对家用电器节能的现状提出的相关对策

在家用电器节能方面,仍然没有比较健全的监督部门,很多节能工作不能直接进行,有的监督机构因为人员不够只能监督一些耗电严重的大规模企业,一些小企业往往成为漏网之鱼。所以要改变这一现状,必然要在各地建立相应的节能监督部门。在监督部门内部成员问题上,各地区应该根据自身的实际情况收编一定的人才,定期对节能监督人员进行培训,让他们在监督时能够做到公平公正,同时监督部门高层也应该因地制宜,不断完善监督制度,不断更新对耗电企业的处置方式,消除部分企业存在的侥幸心理。节能工作不是一个两个人的事情,也不是仅是生产企业需要做的事情,节能减排与我们每个人都密不可分,我们应该承担起节能的责任,节能减排,人人有责。相关节能部门应该加大节能减排宣传力度,可以在各小区举办形式不同的活动,通过居民参与的方式,强化居民对于节能减排的意识,向居民普及节能减排的相关知识,使居民在购买使用电子器件时能从节能方面考虑,从而购买相关的节能产品。

3总结

世界上存在的资源都是有限的,一旦挥霍完,人类将会无资源可用。而且我国能源匮乏,煤矿资源每年的开采量已经严重超出了煤矿资源的极限,而且受到环境、技术多方面因素的限制,煤矿资源开发的难度越来越大,所以我国节能工作迫在眉睫。在家用电器节能上,我国还没有比较健全的监督部门,虽然有些城市监督机构成立的比较早,但是部门中人数较少,很多节能工作不能直接进行。要解决这一问题,就应该在各地建立相应的节能监督部门,在监督部门内部建立和完善相关节能制度,在对企业监督时要严格执法,做到公平与公正。同时也要加大宣传,可以在各小区举办形式不同的活动,通过居民参与的方式,向居民普及节能减排的相关知识,从而强化居民对于节能减排的意识,使得居民在选购电子器件时,能够优先考虑节能器件。要想实现每家每户都能节能器件的目标,就要不断开发新的节能器件,要不断进行创新。在研究创新时必然要用到电力电子技术,因为电力电子技术与人们的生活紧密地联系在一起,人们在使用电脑、空调、冰箱等时,都是在间接地或者直接地使用电力电子技术。在电子器件生产时在运用电力电子技术方面要注意研究和开发新的材料,从而降低电子器具的成本,扩大电子器具能够应用的范围,从而能够为给人们提供快捷方便舒适的生活做出贡献。

参考文献:

[1]鲁冠华,刘星.浅析电力电子技术的发展[J].山东水利职业学院院刊,2009,(04):1-3.

电力与电子技术篇2

关键词:电力电子技术 工业 节能 变频

中图分类号:tm92 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2011)010-042-02

1、引言

电力电子技术是一个新兴的领域,它将电子技术应用到电力领域,将强电和弱电结合控制。从电力电子技术问世至今,在各行各业都有广泛的应用,尤其在工业上发挥着重要的作用。在工业方面,电力电子技术主要应用在电力牵引、电机驱动和先进装备制造业等。在电力电子技术的基础上实现的大功率变流器及其控制系统,大功率高精度可程控交、直流电源系统,高精度数控机床的驱动和控制系统,这些技术不但提高了工业制造精度和效率。更重要的是有效地降低了能耗,实现绿色工业。

2、电力电子技术的发展历史

从1958年美国通用公司研制出世界第一个工业用普通晶闸管开始,电能的变换和控制就开始了从旋转的变流机组和静止的离子变流器进入由功率半导体器件构成的变流器时代。虽然早在20世纪初就已经出现在了可以控制电流的真空管和水银整流器,但电力电子技术真正得到飞速发展并被广泛应用,还是在硅整流器件诞生之后。硅整流器件包括从半控型晶闸管(SCR)到全控型的门极可关断晶闸管(Gto)、电力双极型晶体管(BJt)和电力场效应晶体管(power-moS.Fet)・随着硅整流器件的发展,电力电子器件的控制能力和开关速度得到了提高,而电力电子技术的发展也相应先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代。

3、电力电子节能技术的典型应用

3.1变频调速系统 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置,能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。变频器的功能很多,比如其优化电机运行,全世界中用电量有60%左右是通过电动机来消耗的,因此变频器在提高电动机的电能利用率上有很大的作用。根据全球著名变频器生产企业aBB的测算,单单该集团全球范围内已经生产并安装的变频器每年就能够节省1150亿千瓦时电力,相应减少9700万吨二氧化碳排放,这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。 在一般的工业领域,通常场合下的电机调速均采用电力电子技术与电力传动技术,目前该技术已经比较成熟。在异步电动机运行时,需要同步进行调压和调频使电机在获得良好的运行性能,同时保持控制的灵活性。目前主要通过交-直-交变频调速系统来实现这一目标。包括可控整流调压、方波(六脉波)逆变调频和不控整流器整流、脉宽调制逆变器同时调压调频两种主要结构形式。但一些高压大功率应用(电力牵引,中高压高性能电机驱动等)场合,依然是这一领域的技术制高点,仍在进行不断的研究。 据最新资料统计。在美国大约有8%的发电量消耗与照明负载有关,约50%-60%的发电量用于电动机的驱动。近年来,由于美国应用高度发展的电力电子变频技术对白炽灯和各种电机进行改造,使电能节约15%-25%左右,在日本,由于广泛使用变频技术,使得目前单位国民总值平均能耗居世界最低的情况下,又再把全国发电量的10%节约下来。

3.2高频开关电源技术 电气产品的体积、重量与供电频率的平方根成反比,所以当我们把频率从50Hz提升到200Hz时,用电设备的体积重量大体下降至原来的5%-10%,基于这个原理,对传统行业的电镀、电加工、充电等各种电源进行改造,不仅其主要材料可以节约90%或者更高,还可节电30%或者更多。 目前,高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流,传统的相控式稳压电源已逐步被高频开关电源所取代,高频开关电源通过moSFet或iGBt在高频下工作,其开关频率一般在50Hz-100Hz之间,以实现高效率的小型化。

3.3新型静止无功发生器(aSVG) 变压器和交流异步电动机等都属于感性负载,这些设备在运行时不仅消耗有功功率,而且还消耗无功功率。因此无功电源与有功电源一样,是保证电能不可缺少的部分。随着电力电子技术的进一步发展,逐步出现在了应用变流技术进行动态无功补偿的静止补偿器。它是通过将自换相桥梁式电路直接并联到电网上或者通过电抗器并联到电网上。aSVG根据直流侧采用电容和电感两种不同的储能元件,可以分为电压型和电流型两种,图1所示的原理图为电压型补偿器,如果将直流侧的电容器用电抗器代替,交流侧的串联电感用并联电容代替,则为电流型的aSVG。交流侧所接的电感L和电容C的作用分别为阻止高次谐波进入电网和吸收换相时产生的过电压。当逆变器脉冲宽度恒定时,调节逆变器输出电压及系统电压之间的夹角,就可以调节无功功率及逆变器直流侧电容电压Uc,同时调节夹角和逆变器脉宽,既可以保持Uc恒定的情况下,发出或吸改所需的无功功率。

4、我国电力电子技术应用于工业节能情况

我国电力电子行业起步较早,1957年美国发明了晶闸管,1962年我国就研制出自己的晶闸管,电力电子节能技术遍布工业制造、交通运输、电力系统、电子装置等各个领域,包括一大批轧机、无轨电车、电焊机、电镀和电解电源以及风机和水泵等机电设备,由于采用现代电力电子技术进行改造,其效率大大提高。电力电子技术已经渗透到日常生活的各个角落:上班乘坐的交流调速地铁;上下楼用的交流调速电梯;室内用的变频调速空调;照明用的高频振荡荧光灯;计算机用的开关电源和UpS.家用电炊具中的电磁炉等。这些新型设备大大提高了效率,降低了能耗。

5、结论

通过以上分析,可以看出电力电子技术能够实现工业上高效节能的目的,具有非常高的实用性,应用范围也相当广泛,在工业中很多领域已经开始发挥出重要的节能作用。随着电力电子技术的发展,其必将为绿色工业提供更好的指导和更强的动力,为节能减排创造更广阔的发展空间,从而造福全人类。

注释:

①唐政.浅谈电力电子技术发展与应用[J]中国科技博览,2010,30: 635.

②李泽元.21世纪的电力电子技术[J]电信技术.1999,11:1.3.

③林辉.异步电动机的软起动技术[J]i电机技术.2010,3:32-34.

④刘冬岩,韩直.电力电子技术与节能[J].中国能源,1997,10: 43-44.

电力与电子技术篇3

关键词:电力电子技术;教学改革;仿真

作者简介:李林琳(1977-),女,辽宁沈阳人,长春工程学院电气与信息工程学院,配电自动化吉林省高校工程研究中心,讲师;邢顺涛(1976-),男,吉林延吉人,长春工程学院电气与信息工程学院,讲师。(吉林长春130012)

基金项目:本文系2011年长春工程学院教学研究课题的研究成果。

中图分类号:G642.0文献标识码:a文章编号:1007-0079(2014)03-0064-02

“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,在人才培养方案和课程体系中起着至关重要的作用。通过“电力电子技术”课程的学习,使学生掌握电力变换的基本理论知识,为后续专业课程打下坚实的理论基础。本课程来源于工程实践,理论与实践并重,因此,本课程将实践贯穿始终,具有层次性和互补性。通过理论教学、实践锻炼、matLaB仿真等教学活动,有助于提高学生理论联系实际和应用创新的能力。

一、“电力电子技术”课程教学改革的必要性

目前“电力电子技术”的教学仍然停留在传统的教学模式上,即在课程教学中依照教材的内容和顺序讲述各种电力变换原理。[1]这种传统的教学模式存在以下弊病:第一,传统的教学思想重视学生对书本知识的掌握程度,忽视学生的素质教育,忽视学生应用创新能力的培养;第二,传统的教学形式方法单一,课堂上教师讲授课程,学生只是被动参与,这样很难激发学生的学习兴趣;第三,由于现行教材不能很好地体现电力电子技术的应用和发展,且教材中讲授的理论都只集中在技术层次,而忽略了现场应用的实际因素。因此现有的教学存在与实际脱节的情况,从事电力系统及相关行业工作的学生走上工作岗位后,还需投入大量的时间去了解电力电子技术的新原理和在电力系统中的应用,以及电力变换对电力系统的影响。

本文主要是针对长春工程学院(以下简称“我校”)电气自动化专业的“卓越工程师培养计划”,在“电力电子技术”课程教学中探索科学合理的教学方法,加强实践教学工程针对性,培养学生创新思维,提高学生理论联系实际的能力,为成就未来的“卓越工程师”奠定基础。

二、探索“电力电子技术”课程的教学方法

1.采用多媒体教学,增加教学的直观性

由于“电力电子技术”课程中有很多电力变换的原理需要画波形,受板书的限制,授课的信息量很有限,所以可将“电力电子技术”课程的有关内容制作成多媒体课件进行讲解。讲述时多媒体教学可与黑板手写教学同时进行,将多媒体教学和手写的重点、难点知识相结合,增强教学效果。

现在“电力电子技术”课程的多媒体课件有很多,但是这些课件普遍存在一个共同的缺点:课件制作过于简单,缺少动画和过程讲解,很多原理图都是直接出现,很多结论也是直接给出,这样对于刚刚接触电力电子的学生来说很生硬,很难提高学生的学习兴趣。对于“电力电子技术”课程的改革,首先从课件入手,重新制作课件,在课件中增加大量动画和工程实例。比如在讲授整流电路时,对于每一种整流变换的电路图结合工作原理都制作了动画。教师在上课时,讲到某一回路和器件时,该回路和器件都有明显的标注、声音和动画变换。这样,学生有更直观的视觉和听觉感受,加深对工作原理的理解。

2.引入问题教学法,激励学生自主学习

该方法是指采用互动学习的方式,在引出一个新的知识点时,教师首先将问题提出,让学生先进行充分讨论,通过问题来激发学生学习的自主性,然后由老师进行总结,得出一个正确的结论。例如,老师在课堂上给学生提出问题:如果三相桥式整流电路中,某一相触发电路的触发信号丢失,整流电路负载侧输出的波形会是什么样?先请学生阐述自己的观点,然后由老师理论讲解。教师还可以利用matLaB程序,在课堂上演示,使学生加深对理论知识的理解。这种方法可以极大地激发学生的兴趣,使学生成为主动的学习者。问题式教学方法与国际教育相接轨,国外的教育跟注重人的培养,老师不会每天给学生留作业,通常会让学生准备课题,上课进行讨论。国际教育更需要学生自己主动学习,学习完全是自己的事,这样更好地培养学生的逻辑思维、语言表述和创新意识。

3.推进案例教学法,引领学生探究工程实践

“电力电子技术”的理论教学应与电力企业及日常生产、生活实例相结合。实例可根据教学内容穿插引入,课堂上引用的例子尽可能是学生日常接触过的或电力行业中的设备,这样学生会更感兴趣。相关章节举出相应实例,指出课本上的基本电路、基本原理是怎样运用的实际中去的。这样一方面能深刻地讲述教材上的基础知识,另一方面能扩大学生的专业应用能力,将会有更好的教学效果。例如,在讲完脉冲宽度调制技术(pwm)基本原理内容后,通过风力发电生产案例引入变频器。首先给出变频器的主电路及各部分参数要求,其次根据变频器的主电路图,结合理论课讲过的整流、逆变和pwm控制理论给出变频器的工作原理,最后可以利用matLaB仿真软件给出逆变器各参数波形图。

同理,在讲授电力电子各部分基本知识的基础上,可以适时地引入电力企业生产实际案例,使学生对电力电子技术在电力系统中的应用和电力变换对电网稳定性和电能质量的提高、及电力电子新技术的发展对新能源、高压直流输电和柔流输电技术等的影响有所了解,以提高学生的理论知识和实践能力。

三、加强实践教学

“电力电子技术”是一门实践性很强的课程,实验实践环节占据十分重要的位置。通过“电力电子技术”课程实验、实习、教学仿真及学生的科技创新活动等活动,构成了螺旋上升式的实践教学体系,逐步提高学生的实践动手及应用创新能力。

1.课程实验

电力电子实验室实行开放式管理,开设近十个实验,教师教学中可根据需要从中选做5个的实验。每个实验每个班级分批、分组进行,每组最多不超2人,每次实验都由任课教师和一名电力电子实验室老师共同指导,这样教师可以对每组学生进行详细指导。通过课程实验,可以增加学生的感性认识,提高学生的动手能力,激发学生对所学知识的探索欲望,加深对理论知识的理解。

2.仿真教学

仿真实验模块主要是根据教学内容设计了相关的仿真实验内容,要求学生完成简单的电路设计,实现所要求的电路功能。为完成“卓越工程师培养计划”的目标,现将matLaB仿真引入到电力电子技术的理论与实践教学中,培养学生分析解决问题的能力,在掌握基本理论知识的前提下,培养学生创新意识。

在对比目前比较流行的仿真软件后,发现matLaB更适合电力电子仿真。用计算机仿真可以方便地进行不同器件、不同参数的比较,进行反复试验。matLaB提供的仿真工具箱SimULinK,是一个功能十分强大的仿真软件,可以根据用户的需要方便地为系统建立模型,并且十分直观,它的仿真精度很高,仿真结果准确。应用计算机仿真来研究电力电子技术,有利于提高研究效率,降低研发成本。

“电力电子技术”仿真所用到的电气、电子元件模型全部都包含在matLaB元件库里面。在matLaB提示符下键入powerlib命令,这个命令将打开SimULinK仿真窗口,同时显示出电力系统模块工具箱。电力系统仿真环境简称“psb”,它几乎提供了组成电力系统的所有元件。其中包括:同步机、异步机、变压器、直流机、线性和非线性模块、传输线路、断路器、负荷模型、电力半导体器件、控制元件、测量元件以及信号显示模块等等。

应用matLaB软件,着重研究整流、逆变、斩波及变频等基本电路的仿真及其波形结果分析,验证课本中的基本原理。例如整流电路中,对不同的触发角、不同的负载时参量输出波形会产生什么样的差别等,使学生能够对这些比较难以理解的抽象内容有一个直观的认识。如图1单相桥式可控整流电路原理图。

在仿真电路中,更改负载的参数就可以得到不同负载类型,如电阻性负载和阻感负载。对于相位控制的整流电路来说,控制角的相位直接影响输出波形,可以利用matLaB仿真调整控制角α数值,观测单相桥式整流电路的输出波形,及晶闸管两端的电压、电流的波形图。当α=60°时,各参量输出如图2。

matLaB软件也可以对一些复杂电路进行模拟仿真,如改变触发角对波形的影响、缺相对波形的影响等等,并对其波形结果进行量化分析研究。通过改变各项输入参数观察其波形变化,从而使学生对电路模型能够熟知和精通,加深印象,改善课堂教学效果。

3.体验式教学

根据卓越工程师培养计划,为提高学生的实践能力,部分课程的实践环节可占总学时的50%,根据“电力电子技术”课程的特点,可将课堂直接搬到仿真实验室、实训基地甚至单位现场。根据现场实际设备结合所学的理论知识进行讲解,加深学生对电力电子技术一些抽象概念的理解,做到理论与实际相结合。

对一些有兴趣的学生,可以组织参加教师的科研实践、学校或省级科技创新计划、全国电子大赛等。很多学生在比赛中获得优异的成绩,取得良好的效果。通过引领学生参与学科竞赛及科技创新活动,使学生对于知识的应用与创新有了完整的体验。

四、结论

电力电子技术在不断地发展,教学内容与方式也要相应地变化。结合教学方法的改革,可引入新的教学内容;理论授课结合仿真、工程案例和实践教学环节,使枯燥的理论变成体验式课程,激发学生的学习兴趣,使学生牢固地掌握电力变换的基本理论和当今电力电子技术发展的新动向,丰富知识面,为今后的工作打下坚实的基础。

电力与电子技术篇4

[关键词]配电网电力电子装备网络互联网络化技术

中图分类号:tm73文献标识码:a文章编号:1009-914X(2016)22-0099-01

在现阶段我国的配电网系统中,电力电子技术的应用非常广泛,使得大容量变换器拥有能量双向或多向的流动能力,同时,还能够实现各种电能形式的调控、管理。电子技术与通信技术的结合改变了电力电子装备体系,形成一套集成性的电力系统,该系统的核心技术便是网络化技术,该技术的应用在很大程度上促进了我国配电网以及用户端的发展。

一、电力电子装备技术

电力电子装备技术主要指的是通过电力电子装备,改变配电网中电能的技术,实现电力电子装备技术在配电网中的应用,需要注意以下三个方面的技术:

1.半导体开关器件

在电力电子装备技术中,该器件是整个技术系统中的基础与核心,,半导体开关器件的性能对电力电子装备技术的实现至关重要。因此,在选择器件的过程中,需要注意材料与工艺这两个方面。电子器件的工作温度一直是制约其技术发展的重要因素,近年来,随着科学技术的不断进步,很多新型的半导体材料也逐渐走入到了人们的视线中。半导体器件制作、加工工艺不断进步,使得半导体开关器件开关速度提升,开关损耗和驱动动率不断降低,而绝缘材料与一些磁性元件的运用与改善,也能够在很大程度上降低器件产生的能耗,缩小器件的体积,节约空间。

2.变换器

变换器是电能功率的处理器,将一种频率、幅值的输入电能转变为另一种频率、幅值的电能,促使电能可以完全适用用户端和配电网。变换器技术不断前进发展,目前人们己经研究出了大量的拓扑结构,从而实现了对双向甚至多项电能流动的控制,当前变换器的效率达到了前所未有的高度,甚至达到了99%的超高效率,在大功率系统中,变换器已经能够实现对系统中电压与电流的妥善处理,通过将变换器串联或者并联,这便能够达到与配电网实际容量相匹配的目的。

3.电力电子系统

大型的电力电子系统一般需要多个变换器和辅助电路一起构成电力电子系统。因为系统的规模一般较大,一个控制器不可能处理,所以需多个控制器一同运行,而且大多是分层结构,分为系统控制器和交换器控制器。前者一般只有一个,后者可以有多个,前者可以与每个变换器控制器进行通信。

二、互联与网络化技术

近年来,电力电子装备被广泛的应用到电力系统中,配电网中的电力电子装备技术也

比较常见,但在实际应用过程中,配电网却无法实现对这些装备的良好协调与管理,这对于配电网电能管理的灵活性和可控性有着不利影响,随着网络技术的日益发展,网络化的应用越来越广泛也越来越成熟,合理的应用通信技术,实现电力电子装备的互联与网络化是当前配电网电子电力装备研究过程中的重点方向。

在配电网中可以将电子电力装备看成是一个个的节点,通过通信技术、互联网技术将

每一个这样的节点互相连接起来,这就是电子电力装备的互联,通信网络将这些节点的电能

状态数据实时的收集起来,并发出节点指令,从整体上协调电子电力装备的运行,保证整个

配电网电能管理的灵活性和可控性,这就是电力电子装备的网络化技术。在当今的电力电子装备互联和网络化技术体系适用性十分广泛,可以直接面对民用用户和工业用户,其主要的构架以及具体的技术主要有以下三个要素:

1.即插即用功率接口。这种功率接口的特点可以将终端系统随时向配电网中接入,由于在不同设备的运用过程中,其电能的输入形式与电网之间存在差异,而这种功率接口可以实现电能与功能之间的相互转化,从而为匹配设备与电网之间的电能。这种功率接口实际上就属于电力电子装备,其运用过程中需要配备通信接口,与网络连接,从而实现对终端设备的识别,将其运行信息上传到网络中,让系统可以对设备更好的调控。

2.能量路由器。在整个网络中,它是整个网络中的智能能量管理模块,能量路由器的工作原理及功能主要体现在以下几个方面:第一,实现能量的双向流动,实现中压配电网和低压区域网直接的互相连接,不同压力的配电网之间,以能量路由器为基础实现连接,还可以为电力电子设备提供更多的可再生能源。第二,能量路由器可以接受功率接口传输的设备运行信息,通过对信息的分析,将配电网的指令传输到终端设备中,能量路由器能够维持配电网电压的稳定、保证低压穿越以及限制故障电流。

3.操作系统。在电力电子装备互联技术中,能量流和信息流是电子电力装备互联网技术中的基础,一个标准的操作系统,实际上便是一个通用化的网络协议,这个网络协议能够统一所有的功率接口以及能量路由器,对网络中设备的识别、监测、以及统一的协调处理有着重要的作用,。现阶段,绝大多数系统的能量层已经发展的相对成熟,但通信层仍然存在一些问题,需要进一步的发展完善,在一些智能化设备中的应用还需要加强。

三、结束语

综上所述,电力电子装备的应用能够充分提升配电网的性能,在配电系统中广泛应用电力电子装备,不仅可以提升配电网的性能,还可以促进配电网的结构变革。随着各种通信方式及其相关技术的发展,对电能与信息集成一体化有着重要的意义,通信技术与电力电子技术相结合是电力系统未来主要的发展方向,电力电子技术网络化需要面临的挑战颇多,但由于其可以使电能得以高效利用,因此值得在配电网的应用方面大力推广。

参考文献

[1]魏佳.配电网远动终端的研究与设计[D].西北工业大学.2003.

电力与电子技术篇5

关键词:电力电子技术;教学改革;教学方法;实践教学

“电力电子技术”是对电力进行变换和控制的一门技术,相对于电气专业的其他学科来说,是一门比较活跃的学科。随着科学技术的进步,电力电子技术也得到了迅猛的发展。电力电子技术中不断涌现出许多新技术、新观点,使得其内容越来越丰富。如何在有限的学时内,更好地完成教学任务,使学生能够在今后的工作中应用到所学的知识,成了“电力电子技术”课程教师普遍面对的一个问题。因此对“电力电子技术”课程的教学内容、教学方法、教学手段和实验实践等进行全面的改革势在必行。

一、“电力电子技术”课程定位

“电力电子技术”是电气工程专业必修的专业基础课,是电力技术、电子技术和控制技术三个领域的工程技术科学,是一门利用开关器件对电能进行高效变换和控制的技术。该课程具有电路图多,波形图多,工程性强等特点。上至神舟飞船,下至家用电器等均有电力电子技术,因此其应用十分广泛。

二、“电力电子技术”教改理念

以现代教育思想为指导,以高素质师资团队为基础,以建设先进性、实用性的教材为前提,以适应工程实际需要为目标,以培养能力为主线,以交、直流传动为平台,以严格教学管理体制为保障,对教学内容、方法、手段和实验实践等进行改革的探讨与实践。

三、“电力电子技术”改革内容

1.课程内容改革

(1)大纲与教材。首先必须对教学大纲进行修订。2005年以来,对“电力电子技术”课程教学大纲进行多次修改,以满足社会对毕业生技术知识的需求。教材也是教学内容改革很重要的一环,从2007年开始选用《电力电子应用技术》教材至今已经使用6年,该教材虽好但也跟不上不断增加的新器件、新电路、新技术(如pwm控制技术)等内容,故教研室于2009年编写出版了《电力电子技术》教材。

(2)内容模块化。以工程应用为目标,筛选内容,构成模块化,即将课程划分为器件、aC/DC、DC/aC、DC/DC、aC/aC、工程应用(整流、变频等)和控制(相位与pwm)等7个模块,如图1所示;并且在器件模块中由单一讲授SCR而改为SCR、moSFet、iGBt等三种器件,如图2所示。不是把所有器件逐一讲授,而以满、直流传动和整流电源需要为前提。

又如aC/DC模块以工程应用较多的单相全控桥和三相全控桥及双反星形大功率整流电路为重点,删减其他整流电路等内容。DC/aC模块以无源逆变(变频)pwm控制为重点,删减其他逆变电路等等。

(3)必修与选修内容。必修内容为整流与无源逆变,它是工程实践必备的知识,是最基本的内容,是教材的精髓;选修内容为已具备的知识,能读懂,通过自学就能学会的知识。如整流变参数计算,RC保护等知识,约占1/3时数。

2.方法改革

以教学效果为目标,以教学方法为手段,以工程实践为主线,进行教学方法的改革。讲授时以工程实际项目引入课题如格力变频空调、神州飞船整流罩、百米飞人博尔特金项链用的黄金怎么炼出来的等等实例,引导学生学习SCR整流和无源逆变等内容。激发兴趣,有时布置小问题,让学生查阅资料,第2次课启发学生回答,激发学生的学习兴趣,产生学习动力,使学生从不愿学转变为主动学。

在此基础上,教师用精练的语言、思路的清晰讲解新内容,居高临下地运用教师知识库中的“那一桶水”,把知识讲活,丰满知识“血肉”,展现在学生面前的不是一堆杂乱无章、分不清精髓的“死知识”,而是一个无比诱人的知识世界,把学生兴味盎然地一步一步引入知识的胜境。有设疑,有激颖,有答颖等,千姿百态的教学方法牢牢地吸引学生。

3.手段改革

手段上变“死教”为“活教”,废绝“满堂灌”。新方法既不是“黑板+粉笔”,也不是一律“ppt”课件的教学手段,而是依内容恰当地灵活的采用上述手段或复合式手段(黑板+粉笔+ppt),有时画龙点睛,有时融合知识、娓娓动听地讲故事,有时长于形象的比喻,有时运用直观教具或Cai课件。教师一个神色,一个比喻,一个手势,几乎胜过千言万语,各现异彩,使学生不知不觉中度过90分钟,课后回味无穷。运用好启发式,能更好地解决内容与时间的矛盾,知识数量和质量的矛盾。教学中教师不是背教材,不是说内容,不是解说员而是解惑、答疑传授员,学生主体老师主导。教活知识,求规律,给方法,打开学生学知识的闸门,把疑解得开,把感悟释放明白,用于实践,变知识为能力。

4.实践改革

实验、实践内容也有选修与必修之分。必修内容是必须学会的基本技能,动手能力,如三相桥整流与触发器调试、无源逆变的变频调速等内容。选修内容是综合、设计、创新等内容,如双反星形大功率整流柜安装,变频器安装,大学生电子设计竞赛中运动控制题目设计安装调试及课程设计中的内容等。这不仅解决课时与内容多的矛盾,又培养了学生基本技能和创新实践的能力。多实践、多练是学生掌握知识、学会技能、变知识为能力的有效捷径。

学校购买了新的“电力电子技术”实验装置,开放实验室。“自动化研究所”、“吉林省智能电力电子工程研究中心”等,都有大量学生参与关于整流电源和变频柜等工程实践。实验手段上增加了matLaB电力电子仿真实验。

四、改革效果

通过几年改革实践,取得效果如下:学生学习本课程兴趣大增,考试平均成绩从70.4分提高到72.6分;动手能力、基本技能提高,学生通过竞争考核才能参加“研究所”、“智能研究中心”的工程项目,并给学生一定报酬;参与老师科研项目的学生增多,近三年来获得跑车运动控制项目东北地区一等奖3项,省级一等奖3项,其项目电源都是采用“电力电子技术”;三年来公开出版了《电力电子技术》教材一部,发表相关论文数篇,购买了新的实验设备,先后建设了实验室、自动化研究所、智能电力电子工程研究中心等3个实训校内基地;就业率提高,凡参与上述工程实践活动的学生百分之百就业,有的成为企业中维修整流电源的骨干力量。

五、结束语

随着电力电子技术发展应用的广泛和深入,“电力电子技术”课程的改革也一样会不断地向前推进,各种各样的探讨和方法也会不断涌现。因此,围绕学生,追寻电力电子技术发展前沿,锻炼和培养学生的实际工作能力和激发其创新能力,是课程改革发展的方向。

参考文献:

[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[m].北京:机械工业出版社,2000.

[2]曲永印,宋宏,等.电力电子变流技术[m].北京:冶金工业出版社,2002.

[3]莫正康,钱新宇,等.电力电子应用技术[m].北京:机械工业出版社,2000.

[4]刘晓兰,王东署.电力电子技术课程的教学方法改革与实践[J].中国科教创新导刊,2010,(28):206.

[5]李久胜,等.研究型大学中“电力电子技术基础”课程改革[J].电气电子教学学报,2010,(2):79-82.

[6]夏美娟,李为相.电力电子技术教学改革实践与体会[J].科技信息,2009,(31):113.

电力与电子技术篇6

关键词:电力电子技术;课程;教学改革;实践;问题

电子电力技术作为一门知识体系十分复杂、应用性十分强的交叉型专业,在电力学中占有重要地位,可以说,电力电子技术在社会生活中的各个方面都是极其重要并且应用十分广泛的。

一、明确教学内容

电气工程及其自动化专业是一门实际性很强的专业,学生在掌握理论知识的同时,进行相关的实践以获得应用技巧和工程能力是十分必要的,所以,这门专业需要学生具备相当扎实的基础知识和动手能力以及学习欲望,更要求学生不断地适应新形势,进行相关的学习。所以,教师在对学生进行教学的时候,除了常规的将教材上的内容讲授给学生,更要让学生了解最新的技术以及装备,让学生对新技术有了解,这样才能更好地进行电力学习,也可以更好地促进学生的职业发展。

二、创新教学手段

区别于其他专业,电气工程及其自动化对于学生的专业技巧要求更为严格,在电力电子技术课程的学习之中,如果教师能够合理地将理论知识与实际应用结合起来,在教学中将学生带进实地,让学生真正地接触机器,不仅可以更加直观地将知识传授给学生,而且比起传统的灌输模式更能够激发学生的学习兴趣。

就以可编程控制器中型号为西门子S7-200的机床电器的教学为例,教师除了对西门子S7-200系列可编程控制器的结构、性能指标、工作方式、寻址方式以及可编程控制器元件功能及地址分配进行系统的介绍和讲解之外,也可以将学生带到机器的面前,让学生真刀实枪地接触西门子S7-200可编程控制器,通过将老师的讲解带入实际操作之中,让学生在实战中对西门子S7-200可编程控制器有更多的了解,在更加深刻地学习到知识的同时,也能提高自己的动手能力与专业素养,可谓是一举两得。

电力电子技术课程的教学改革可以说是一个缓慢而又艰难的过程,不是一朝一夕就可以完成的工作,从教学手段到教学内容以及硬件设施,都要进行改革。但是,相信只要有信心将电力电子技术课程的改革工作进行下去,就一定能取得成效,我国电力电子技术课程的教学会越走越好,我国的电力人才队伍也将不断壮大。

电力与电子技术篇7

关键词:虚拟仿真;matlab;电力电子技术;实验实训

中图分类号:G642.0文献标志码:a文章编号:1674-9324(2016)02-0134-02

一、引言

电力电子技术是目前最活跃、发展最快的一门新兴学科,且广泛应用于工业、交通、it、通信、国防以及民用电器、新能源发电等领域,它的应用领域几乎涉及国民经济的各个工业部门。

二、电力电子技术课程教学现状

当前高职院校基本都采取理论教学加实践操作的模式进行电力电子技术课程的教学。首先,讲解电力电子器件的工作原理、特性以及使用方法;然后对各种变流电路(包括整流、逆变、斩波和交流变换等)的电路构成、工作原理和波形等进行分析;最后在实验实训台上进行实操、搭建电路、观察波形等进行验证。

电力电子技术课程本身属于电类各专业课程中较难的课程之一,教学对象又为高职学生,他们理论基础差,计算能力弱,因此教学重心一定偏向实操。然后,在对电力电子电路进行实验实训分析的过程中,由于电力电子器件具有非线性等特点以及电力电子电路的复杂性,造成实验实训结果不明显,单从示波器显示波形不能很好地检测电路的正确性。而且电力电子技术的实验实训都涉及到220V或者380V的高电压,具有一定的危险性。往往造成学生实验实训项目做得迷迷糊糊,不知道结果是否正确,即使知道错误了也很难进行排故,导致学生学习兴趣减低,形成恶性循环。

三、虚拟仿真技术在电力电子技术教学中的应用

虚拟仿真技术是近年来随着计算机技术迅猛发展而逐步形成的一类实验研究的新技术,它在各类专业各种类型的课程当中被广泛应用。虚拟仿真技术的优点主要有:(1)实验硬件门槛低,基本不需要专业的实验设备,只需要普通计算机即可;(2)实验过程安全可靠,不涉及高电压、高电流;(3)实验过程迅速、结果清晰明显,能快速地在计算机屏幕上显示所需要的所有结果,一目了然;(4)纠错排故简单,基本的仿真实验修改只需要在仿真环境下进行器件或者连接的修改。

鉴于以上优点,虚拟仿真技术在电力电子技术课程实验当中进行应用十分合适,并能有效地提高电力电子技术课程的教学效果。目前,可对电力电子电路及系统进行虚拟仿真的软件较多,如matlab、pspise、Saber以及multisim等。这些模拟仿真软件的出现,为电力电子电路及系统的分析提供了方便、有效的手段,大大简化了电力电子电路及系统的设计和分析过程。其中matlab软件由于其Simulink环境下提供的SimpowerSystems工具箱在电力系统分析、电力电子电路分析中令人满意的表现、友好的界面和模块化的形式受到广大用户的青睐。

根据电力电子技术课程教学的要求,结合课程实验操作内容,我们设计、建立并实现了涵盖高职教学要求的十五个电力电子技术matlab仿真项目。下面以直流升压斩波电路为例,详细介绍使用matlab软件进行模拟仿真的方法和步骤。

四、仿真实例

本节以直流升压斩波电路为例,详细介绍使用matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。直流升压斩波电路是典型的直流斩波电路之一,它通过电容、电感元件的储能以及电力电子器件(此处使用iGBt)的通断控制,使负载上得到比电源电压高的电压,其电路原理图如下所示。

根据电路原理图,在matlab的Simulink中建立直流升压斩波电路仿真模型,步骤如下:

1.仿真平台建立。启动matLaB,进入matLaB环境,点击工具栏中的Simulink选项,进入所需的仿真环境,点击File/new/model新建一个仿真平台。

2.模块提取。在Simulink环境中拉取所需要的模块到仿真平台中,具体做法是点击左边的器件分类,电力电子仿真实验一般只用到Simulink和SimpowerSystems两个,分别在它们的下拉选项中找到我们所需的模块,用鼠标左键点击所需的模块不放,然后直接拉到仿真平台中。本电路图所需要的模块及提取路径如下表所示。

3.仿真模型建立。将提取的各模块,按照原理图布局好位置并进行连线。具体做法是移动鼠标到一个模块的连接点上,会出现一个“+”字型光标,按住鼠标左键不放,一直拉到所要连接的另一个模块的连接点上,放开左键,连线就完成了。本电路图的仿真模型如下图所示。

4.参数设置。参数设置分为模块参数设置和仿真参数设置。模块参数设置如下:直流电压源的幅值设置为100V。电阻负载设置为1Ω。控制脉冲电压由脉冲发生器产生,电压幅值设置为3V,周期设置为0.001S,脉冲宽度比的大小设置可改变输出负载电压的大小。iGBt、功率二极管、信号分解器、电感和电容可保持默认设置。示波器根据需要输出的波形个数设置输入端口数。仿真参数设置如下:将开始时间设置为0,终止时间设置为0.01,算法设置为ode23tb。

5.仿真。完成以上步骤后便可以开始仿真,仿真结束后双击示波器观察波形。直流升压斩波电路在控制脉冲电压宽度比为80%和40%时的仿真波形如图3所示,与理论分析值一致。

五、小结

虚拟仿真技术随着计算机技术的发展在近些年得到了长足的发展,越来越多的课程在教学中引入了虚拟仿真技术,它对课程教学效果的提供具有较大的作用。文章在分析教学现状的基础上,引入了使用matlab软件的虚拟仿真技术,并以直流升压斩波电路为例,详细介绍使用matlab软件进行电力电子电路仿真的方法和步骤。

参考文献:

[1]王波.虚实结合、理实一体的电力电子技术课程改革的探索与实践[J].时代教育,2015,(7).

电力与电子技术篇8

关键词:ieet工程认证;电力电子;项目教学改革

中图分类号:G642文献标识码:a文章编号:1672-3791(2016)04(c)-0000-00

1前言

中华ieet工程认证学会简称ieet,评估受认证的课程或机构是否符合认证机构的学术或专业标准,通过认证的大学院系毕业生,代表其已具备执行工程专业所需之基础教育,且国内学历将为各会员国所承认,扩大国内毕业生的学历适用地区。

电力电子技术这门课程在“机械电子工程专业人才需求”企业调研活动中,84.66%的毕业生主要从事与电力电子技术课程相关的产品开发与设计工作,一般从事机械工业及维修、电子传动、汽车、车床、电路设计、售后服务,产品检修与分析、产品测试以及产品研发等行业,说明了这门课程的工程认证的必要性。

2教学现状

电力电子技术是一门横跨电力、电子、自动控制三门课程的交叉边缘学科,是利用大功率半导体器件对电能进行变换与控制的专业基础课程。

基于种种原因,以往电力电子技术理论学习难较大,课堂教学将学生置于一种被动地位,不利于学生主动进行知识建构,所以急需一种新的教学模式,以此来吸引学生的关注,加强基础理论与工程实例的结合应用,结合电力电子领域的新技术和工程应用技术,为专业模块化课程“机电传动控制”、“机电产品创新设计”、“工业机器人”、“机电一体化系统设计”,以及复合型课程“电动汽车”、“汽车电器与电子技术”、“电动汽车驱动技术”、“智能装置设计”、“智能家居”做知识储备。

随着各高校教学改革的深入,电力电子技术课程的课时量越来越少,实验学时也不断压缩,同时实体的实验设备极易损坏,软件仿真又不能让学生完全的理解概念。只是仿真,见不到实物,对驱动模块和控制模块没有研究,对课程的学习效果大打折扣。例如:简单的整流桥电路,仿真只要选择模块即可,学生根本不知道做实物整流桥用电力电子器件应该如何搭建,若是选集成的芯片也不知道应该选择哪一个,是半控芯片还是全控芯片,控制引脚该如何连接,芯片需要不需要驱动?这些问题都是软件仿真无法解决的,不是单纯改革实验教学就可以解决的,因此需要一种工程认证的思路来进行教学改革,让学生学有所得。

3教学改革

3.1ieet理念下教师角色的转变

ieet强调七大核心能力:具备资讯工程相关知识的能力,具备设计与执行实验及分析解释数据的能力,具备工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力,具备协调、领导及沟通、整合的能力,具备适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯,具备第二外语沟通与表达的能力,具备工程伦理与善尽社会责任的能力。这些不是对教师主导作用的弱化,而是对教师在整个教学活动中的掌控能力、自身的知识水平提出了更高的要求,老师的角色要求既不能一味的灌输知识也不能完全的不干涉,而是要作为一名引路人,为学生设计短期或是长期的学习目标,激励学生寻找到达目标的路径和方法,这就要求理论知识的掌握不仅要有广度还要有深度,并且具备解决问题的能力。例如讲解“电力电子器件”时,应当重视各种器件的外部特性的讲解,从使用角度让学生了解其应用的场合,参数的含义,设置这几个参数的意义。而内部结构和工作原理的详细分析可以让学生自行查阅资料深入了解。介绍国内一些大型企业(“株洲南车时代电气股份有限公司”)的最新电力电子器件―脉冲功率组件、集成门极换流晶闸管,然后让学生自己查资料了解这些器件的具体应用范围,扩展学生的知识面。在讲每一种电量变换电路之前,应当把学生引导到某一个应用场景下,这时学生会主动思考在这种情境下电量要如何变换才能满足应用需求。例如,在讲解整流电路之前,可以先引出大家日常会用到的“手机充电器”的场景。手机充电器是从城市电网当中获得交流电,在充电器内部通过整流电流转化成直流电给手机充电的设备,目前手机充电器的充电时间如何缩短?各种不同型号的手机充电器是否可以通用?又有怎样的缺陷?野外如何充电?没有充电线的情况下又是怎样的充电结构?针对这结问题学生会积极的思考,并且和复合型的课程紧密结合在一起,知识点的讲解也就更显通俗易懂。

3.2运用项目

项目教学法是将传统的学科体系中的章节内容转化为若干个教学项目,围绕项目组织和展开教学,使学生直接参与项目全过程的一种教学方法。学生在项目实践的过程中,理解知识点的要求,掌握知识点的技能,体验项目建立和实现的艰难与乐趣,培养分析问题与解决问题的能力,建立团队意识和组织协调能力,这正是ieet工程认证理念的完整体现。

恰当设置项目的题目:巧妙的设计题目是项目教学法运用成功的保证,这要求教师平时的知识更新以及积累,才能既涵盖知识点,又符合社会实际需求,所以项目的题目类型要从―跨学科理论验证、校企结合、创新设计等方面入手,题目层次要分明--包括易、适中、难几个难度。例如:a.每一章节可以首先给学生提出一个设计要求,比如在学习逆变电路时,要求设计一个基于Spwm的三相电压型逆变电路,给出具体性能指标,把问题抛给学生,等课堂知识点讲完之后,学生已经有了大体的调剂思路,完成主电路的设计。B.全部课程上完之后的课程设计的项目会与企业需求相结合,完成时间周期长,如“直流脉宽调速系统驱动电源的设计”。C.此外,项目的题目可以跨学科综合,如“模糊控制下家电产品的电子设计”。

项目完成的考核方法:ieet工程认证模式,更关心的是项目完成的过程而不是结果,所以可以以小组讨论的形式来完成考核。教师从项目组织情况、设计思路、设计文档、技术指标、创新性、项目完成情况等各方面来给学生打分,并且可以在小组讨论时,评出组织者、设计能力者、文档编撰者等有不同优势的同学,检测学生技术层面和团队协作层面的差异。

matlab、Simplorer等仿真软件的应用:随着新技术的发展,目前高校实验室条件跟不上新技术发展的步伐,学生动手做实验的机会少,许多理论需要通过实验来验证,除了项目教学法的运用,采用软件对电力电子进行仿真可以解决这些矛盾。这两个软件强大的协同仿真功能,建模更容易,和实际电路模型极为相似,易为学生所接受

3.3拟解决的关键问题

按照上述设想,本课程拟解决的主要问题如下:

(1)锻炼学生团队协同合作的能力,为各级比赛提供一批有电子设计基础的学生;

(2)设置电力电子技术的课程设计环节;

(3)调整教学大纲;

(4)通过项目,培养较强的项目开发、设计和建造的能力;

(5)组织兴趣小组进行实际工程项目作业,理论联系实际,加强对理论内容的理解。以社会需求为教学依据,让学生学有所需,学能所用。

3.4实施计划及可行性分析

电力电子技术课程为专业限选课,一般机电专业学生必选,学生数约100人,拟打算在每年的电力电子技术课程中,分别按照教学改革思路进行对照教学,观察其教学效果,具体实施计划如下:

1)去同类独立院校调研,学习他们电力电子技术类课程的建设经验;

2)调研本专业毕业生就业情况;以毕业生就业行业分布,就业难易程度等情况为依据讨论电力电子技术课程建设,并对教学大纲做相应修正;

3)以企业用人需求情况统计表的统计情况,来设置课程项目的题目,决定以下三个方向的题目“电子电工产品生产与加工”、“机电产品开发与设计”以及“企业工程项目管理工作”的侧重点和比例。

4)通过教学日历的完成情况和就业趋势对项目的题目进行微调,令学生自行组织项目合作小组,通过做电力电子技术项目的形式,把课堂理论直接与实践相结合,通过结合实践课程增加学生动手能力、协同合作能力、提高专业素养。

5)对整个教改过程进行总结分析,整合课程项目的题目,根据学生的反馈改进教学方式,为本课程深入教改做准备。

6)作品展示:进行电力电子技术课程的项目实物展示活动,从电力电子的课程项目成品当中,选择具有创新性和实用性的作品进行公开答辩和实物展示,为大学生创新创业项目提供作品,丰富毕业设计作品的内容,也提升了本专业在学校的影响力。

4创新点

特色与创新:

1)电力电子技术是一门理论与实践紧密结合的课程,为了解决理论知识学习难度大的问题,设立项目教学环节。针对理论学科性质拓展了课堂教学的问答环节、实验教学的软件仿真环节、课程设计的项目研发等环节,使该课程教学过程更加生动,使学生主动地学习,加强基础理论与工程实例的结合应用,拓宽学生知识面宽,培养学生创新意识和实践能力,从实践过程中通过项目学习来获取工程能力;

2)形成了校内首个将电力电子技术课程ieet工程模式下的理论与实践相结合的教学模式;

3)本课程所设的项目为“毕业设计选题”、“大学生创新创业的项目”以及“校、企合作的项目”提供了丰富的题目资源,丰富毕业设计作品的内容,也提升了本专业在学校的影响力。

5总结

本论文旨在通过ieet工程认证模式的培养和锻炼,以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。从资讯工程相关知识的能力,设计与执行实验及分析解释数据的能力,工程实务流程规划及资讯软硬体系统整合的能力,协调、领导及沟通、整合的能力,适应职场变化的能力及持续终身学习的习惯,第二外语沟通与表达的能力,工程伦理与善尽社会责任的能力等七个层面达到预定目标。学生可以直接参与本专业的最新应用与工程项目,培养出的学生得到企业的认同,该成果可在独立学院相近专业推广,对本校其它专业也有一定的参考意义。

参考文献:

[1]王兆安,黄俊.电力电子技术[m].北京:机械工业出版社,2002

[2]刘海波.《电力电子技术》实验教学改革探索与实践[J].实验科学与技术.2012

电力与电子技术篇9

关键词:应用型;模拟电子技术;实验教学;创新;改革

高等教育自学考试是个人自学、社会助学和国家考试相结合的一种新的高等教育形式。烟台南山学院结合自身情况,采用全日制脱产专本套读、本本辅修的培养模式,让学生在正常学习专科内容的基础上,利用课余时间辅修自考本科段的课程。

一、实践环节在“模拟、数字及电力电子技术”课程及应用型人才培养中的重要性

模拟、数字及电力电子技术是机电一体化工程专业独立本科段考试计划必考的一门重要的课程,实践性较强。注重对学生工程实践能力和综合应用能力的培养,其掌握程度直接影后续专业课程的学习及应用;应用型人才具备较强的实际动手能力,具备创造性地运用专业知识和技能解决实际问题的能力,目前社会对这种人才有着广泛的需求。实践教学是加深理论知识理解和理论联系实际的有效途径,是实现“应用型”人才培养的重要过程,也是培养学生发挥自主学习和提高动手能力的重要平台。

二、自考课程实践环节存在的主要问题

1.自考教学中对实践环节的认识不足,重视程度不够。自考教育往往被等同于应试教育,教学过程中,从学校、教师到学生关注更多的是考试及格率,是自考毕业率,因此,在日常的教与学中把更多的精力放在了理论知识学习及题海战术上,忽视了对实践环节的考核和学习。

2.实验课程体系较陈旧,不利于学生创新性的发挥。传统实验教学模式以教师为主,教师将本次实验从实验原理、方法到实验步骤、实验过程中所能出现的问题及解决方法都进行细致讲解,学生只需按部就班地在试验箱上连接电路即可完成相关理论的验证。实验过程机械又被动,忽视了对学生应用理论知识解决实际问题能力的培养,限制了学生自主性和创新性的发挥。且实验时间受限制,没有给学生在动手能力的培养上提供相应的空间和时间保证,导致教学资源不能充分地发挥作用。

3.实验考核体系落后。实验课附设在理论课中,实验成绩在整个课程考核中所占的比例太小,导致学生对实验课缺乏足够的重视;而实验课的考核标准往往是以实验报告和出勤率为主。学生在实验时不注重过程而只注重结果,对实验中碰到的问题缺乏主动分析、解决问题的意识。

三、“模拟、数字及电力电子技术”课程实验模式的改革与实践

1.改革实践教学内容,开设第二课堂。实验内容采用模块化和任务驱动方式,减少验证性实验,增设创新性、综合性和设计性实验内容,强化元器件的识别与应用、常用仪器仪表的使用,按照有利于提高学生的专业技能和综合素质的原则进行教学设计;选取与实际应用紧密结合的,有利于学生发挥主动性及创新性的项目。增设第二课堂,成立兴趣小组,每个兴趣小组或工作室配有指导教师以及实践能力强的高年级学生,形成一种“导师+导生制”的学习模式。学生充分利用业余时间,参加各种技能竞赛,以提升实践技能。

2.改革实验教学方法,实现开放式实验教学。并非每天开放实验室就是开放式实验教学,不能将实验仅仅局限在实验室,也不能将实验完全限制在有限的实验课时里,将仿真技术引入实践教学中,学生根据实验项目要求,独立查阅资料完成电路设计,利用软件中提供的虚拟仪器测试电路性能,根据需要进行参数调整、电路改进与完善,再进行电路板雕刻、元器件选取与测试、电路搭接、调试等,逐步完成实验项目设计。

3.完善实验考核制度。实验成绩不再单纯依赖考勤、实验结果和实验报告,而是将考核目标细化,分别从工作态度、元器件及导线布局、电路效果、实践报告、完成时间、答辩六个方面进行考核,综合考查学生是否能独立完成阅读文献资料、拟定实验方案、配置实验设备、搭建电子线路、测量实验数据、分析实验结果、实验报告等工作,重点考查学生的学习态度、电路设计的创新性、故障分析及解决能力、仪器仪表的正确使用等,有效提高学生的综合实践能力。

四、结论

通过在我校电气技术通读班进行教学改革,结果表明,不仅提高了实验课堂的利用率和学生的实践能力,还有效激发了学生对学习的兴趣,提高了专本通读的通过率,吸引更多学生加入到课外兴趣小组中,并陆续在各类的电子竞赛中取得优异的成绩。完善的实践教学体系能让学生掌握扎实的专业技能,具备可持续学习的能力。

电力与电子技术篇10

关键词高职高专;应用电子技术;课程体系;实践能力培养

中图分类号:G642.3文献标识码:B文章编号:1671-489X(2012)12-0052-03

高职教育培养的是高素质技能型和应用型的人才,它以培养目标的应用性、专业设置的职业性、教学过程的实践性为特点,人才培养不仅要满足岗位需要,而且要能适应社会发展的不断变化。为了适应当前复杂多变的国内国际经济形势,进一步办好高职学校应用电子技术专业,培养出更加符合当地经济需求的人才,2010年9月对铁岭地区电子行业人才需求进行比较有针对性的调查,发表文章《铁岭地区电子行业人才需求调查》。笔者根据调查报告的结果,对应用电子技术专业课程体系与实践能力培养模式进行一些探索。

1高职应用电子技术专业课程体系与实践能力培

养模式构建原则

根据国家高等职业教育相关文件及近年来对高等职业教育研究的成果来看,高等职业教育的课程体系和实践能力培养模式建设一般要遵循以下原则。

1.1以能力为中心,构建课程体系与实践能力培养模式

根据高职专业的职业岗位群要求特点,以能力培养为中心,实现理论与实践紧密结合,学校培养目标与企业需求紧密结合,按照文化基础、专业基础和专业技术相结合的原则,实现职业技能培养三位一体的课程体系建设。

1.2在课程体系建设过程中,理论课按照“够用”原则设计

高等职业教育不同于普通高等教育,也不同于中等职业教育和技校教育,而是介于两者之间的一个中间位置。高等教育要求掌握较深厚理论知识,强调理论知识掌握的多少,这与其在今后的工作中要进行研究开发等工作岗位的要求是分不开的。而中职教育要求掌握较熟练的实践操作技能,不要求掌握多少理论知识,这也是其在工作中主要从事生产操作的岗位要求的。高职教育既要求掌握一定的理论知识,又要求掌握较强的实践动手能力,其工作岗位也是介于设计和操作之间的某些中间位置,因此它对理论知识的要求为“够用为度”,不追求对高深知识的掌握,又要对专业方面有一定的理论基础。

1.3按照“一体化”教学思想,重点培养高职专业的应用能力,建立学生质量评价体系和方法

“一体化”教学思想将技术理论与技能训练紧密结合在一起,对教师提出“双师型”素质要求和以学生为中心的引导、示范教学基本形式。在教学管理方面,以实践技能考试为主要考核形式,学历证书与职业证书并重,让计算机与外语教学不间断,实践教学不间断。

2高职应用电子技术专业培养目标的确定

根据对铁岭地区电子行业企业类型分析,应用电子技术专业毕业生工作所在电子行业可以分为3大类:1)从事电子信息产品设计制造的工业企业,占绝大多数;2)从事电子信息产品的销售和售后服务,集中在商品流通环节的商业企业,数量也较多;3)拥有大量电子设备的楼、堂、厅、馆等专业场所,需专业电子技术人员进行电子信息设备的管理。

以上几类电子行业工作单位的工作岗位基本上是电子产品的设计、改进、生产、检验、销售、售后、生产的管理、设备运行维护等,其中产品设计、技术改进等岗位需要的是本科及以上学历的人员,而生产岗位需要的是中职学历或经培训的熟练技术人员,高职毕业生的岗位大多定位在销售、售后、低层的生产管理、辅助设计人员进行产品的设计试验,保证电子设备的正常运行等层面。

根据以上分析,高职应用电子技术专业的培养目标应该定义为:面向电子技术应用,培养德、智、体、美全面发展,具有良好的专业素质、职业道德与创新精神,掌握必需的文化科学基础知识和电子技术应用领域方面的专业知识与技能,具有较强实践能力和技能的生产、建设、管理、服务第一线所需要的高素质技能型应用型人才。

3高职应用电子技术专业职业能力分析

根据应用电子技术专业毕业生的培养目标和就业岗位分析,高职应用电子技术专业应具备的职业能力可以分为4个模块:1)以电子产品的生产制造为引导,学生应掌握电子产品的装配、调试、检测、维修、生产工艺路线的制定、生产管理等能力;2)以电子产品开发为引导,学生应掌握电子线路的阅读、仿真、pCB电路板设计等能力;3)以电子产品销售为引导,学生应掌握电子产品的销售、安装、现场调试、售后维护等能力;4)以电子设备的运行维护为引导,学生应具备常用及专用电子设备的使用、维护及保养等方面的知识。

此外,毕业生还应该具有良好的职业道德和强烈的责任意识,具有较强的适应性和应变能力,能够不断适应复杂多变的社会环境,具有良好的对本行业新知识、新工艺、新技术的感知能力和再学习能力,并能够在工作中推广使用,创造更多价值。

4高职应用电子技术专业课程体系和实践能力培

养模式的探索

课程体系建设和实践能力培养模式,应该充分为专业培养目标和职业能力养成服务。借鉴基于过程的工作方法的思想,按照目标及能力需求进行理论和实践课程设置。

因为高职应用电子技术专业的培养目标设定为培养电子行业生产、建设、管理、服务第一线所需的应用型技能型人才,层次低于本科学生,高于中职学生,因此理论课程要求为够用、适度,不必要求学生理论知识有多么扎实,只要满足岗位基本需求即可,如需加深可在工作中通过再学习不断提高;而实践技能要求就要相对高一些,实践课程设置应该充分体现岗位需求的能力要求。

根据以上分析,针对应用电子技术专业职业能力第一、二模块要求,学生在校学习的最后一学期,开设电子产品设计制作课,模拟电子产品生产企业试制生产一种电子产品的全过程,根据这一过程倒推出该行业企业从业人员所需具备的各项基本理论知识和实践技能,从而确定出应用电子技术专业课程体系建设和实践能力培养的具体内容。该课程的重点内容是让学生自己制作出一款温度监测装置,能进行温度的显示和报警。因为本专业培养目标不在于理论设计,不必掌握过于高深的电子技术理论知识,因此该课程给出电路原理图,要求学生读懂原理图,要进行仿真、pCB设计、电路板焊接制作、单元电路检测、故障排除、产品调试、产品检测、归档文件等工作。根据课程要求应该掌握的内容,应开设的专业基础及专业理论课程应包括模拟电子技术、数字电子技术、电路分析、传感器原理与应用、电子测量技术、单片机原理与应用、protelDXp电路设计、电路仿真技术、电子产品生产工艺、计算机应用基础。按照“一体化”教学思想,理论与实践训练应紧密结合在一起,因此在开设这些理论课的同时开设模拟电子技术实验、数字电子技术实验、电路实训、传感器实验、电子测量实训、单片机实验、protelDXp实训、电路仿真实训、元器件贴装焊接实训、电子产品生产认知实训、计算机基础实训,同时对pCB课、仿真课、单片机课进行课程设计。针对第三、四模块开设的理论课有家电原理与维修、办公自动化设备、微机组装与维护,同样这些课程也开设有相应的实践课,并集中统一安排时间到共建实习基地考察参观交流,进行认知实习。

另外,无论哪个岗位的工作人员,都要求具有一定的文献资料收集查找能力,因此还应开设文献检索课程。由于电子行业的特点,很多元件、设备的说明书和技术资料都是英文的,很多企业的产品也外销国外,国际交流越来越广泛,专业英语课程也越来越受到重视。

根据高职毕业生双证制度要求,学生毕业时还应考取高级职业资格证书。应用电子技术专业能够考取的资格证书为电子设备装接员,为此学校开设高级电子设备装接员培训课程,包括理论和实践课,进一步提升学生电子设备装接的实践动手能力。同时,该专业学生还可以考取通信设备测试员、网络维护员等其他相关专业的职业资格证书。

根据对铁岭地区电子行业人才需求的调查,用人单位对毕业生的诚信、团队合作、人际沟通、责任感、再学习能力等个性素质要求都比较高,学生在校期间应该有意识地对这些品质进行培养,因此学校在公共课中开设了思想道德与法律、形势与政策、健康教育、就业与创业指导等课程和讲座,选修课中开设了科学技术史、前沿科技、中国传统文化、美术欣赏、公共礼仪、英语语音、文学欣赏等课程。学生在校期间固定举办电子设计大赛、计算机应用能力大赛、英语口语大赛、篮球联赛等竞赛活动,积极参加省和国家举办的各项电子专业竞赛,如毕杯电子设计大赛等,促使学生团队合作能力、再学习能力等个性素质的不断提高。高职学生第三年进行毕业实习和毕业论文撰写,进一步提高学生专业技能、工作经验、再学习能力,调整好毕业找工作时的个人期望值,找好自己的社会定位。

应用电子技术专业的毕业实习分为两阶段:第一阶段为集中实习,要求学生全部到指定的实习基地进行顶岗生产实习,时间要求5个月以上,全面了解电子行业企业员工的工作情况,增加学生的工作经验;第二阶段为分散自由实习,学生可以自己寻找感兴趣的工作岗位进行实习,为毕业后在该岗位参加工作做相应准备。在毕业实习期间要求学生同时完成毕业论文的撰写任务。

根据以上分析,应用电子技术专业基于当前地区就业形势的课程体系与实践能力培养模式可以用图1清晰地表示出来。

5结束语

通过对铁岭地区电子行业用人单位对员工需求的调查,充分了解了当前应用电子技术专业学生的各项能力需求,运用基于过程的工作方法思想,依照理论够用、重在能力原则,由需求设计应该开设的各门课程和应该培养的各项实践能力,从而建立起应用电子技术专业的课程体系和实践能力培养模式。相信通过这一课程体系培养出来的毕业生一定会更加适应当前社会需求,更加受到用人单位的欢迎。

参考文献

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[2]许秀平.应用电子技术专业实践教学体系构建的探索与实践[J].实验室科学,2009(6):127-129.

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