电力电子技术实验教学探索

一、实验教学环节存在的典型问题

目前本院在电力电子技术实验环节中仍使用MCL-II电力电子及电气传动教学实验台。该实验装置在使用过程中，由于强弱电结合，直流交流电源在不同的位置，并且学生良莠不齐，经过频繁和错误使用，器材存在以下问题。

1.单结晶体管锯齿波触发电路挂箱，直流斩波挂箱，直流斩波电路经常烧坏，其中的三项可控整流电路的晶闸管由于频繁做交直流转换实验，学生接线错误导致晶闸管损坏较多。同时学生在做验证实验时，由于实验内容需要学生在观看波形时需短接中间的输出端，在实验结束时，需要取下短接线，但由于学生过多，在做整流电路时未取下短接线，常烧坏触发电路，因此在做这类实验时实验老师和学生都必须非常小心。

2.实验数据与理论值差异较大，严重影响实验效果。通过示波器得出的波形和理论值常出现差异，控制角a角在实际使用中常出现故障导致控制电压无法按照理论值调整驱动电压大小，并且这些问题厂家也无法修复。

3.由于斩波实验，三相半波可控整流电路实验，全相桥式半控整流电路实验大部分是验证性实验，并且对实验台要求较高，所有的实验环节参数和特性必须完全正确，才能得到正确的实验结果，但现有实验台经过长期使用，损坏率较高，电力电子实验经常无法得出正确的实验结论，学生只能被动接受实验结果。

4.学生对电力电子实验在实际中的应用存在模糊的理解，并且不知道学习此课程的用途，同时课本包含高等数学理论计算过大，再加上实际实验中学生只单纯面对的是实验台，因此学习兴趣不大。

5.现有实验挂箱是模块化、封闭的挂箱，在实验过程中只能按照电路图进行接线，用示波器验证实验结果，但对实验结果的理论分析和电力电子元器件缺乏了解，也缺乏自我创新环节。

6.学生在实验中接线不存在太大问题，但理论结合实际分析，以及根据实际情况处理实验中遇到的问题无法判断和查找。电力电子这门课需要学生学习好模拟电子电路，数字电子电路以及电路分析等基础课程，因此这门课程的学习对学生提出了更高的要求。实际上，这门实验课程的线路连线及实验原理并不复杂，最困难的是完成实验线路连接以后所进行的调试与操作，很多学生难以得出相关的正确的波形以及正确的结果和参数。这是由于学生对实验的过程及原理理解的不深刻，对相关的知识掌握的不够透彻，不能熟练应用到实际操作以及应用中去，并且动手能力不够强，对实验过程不熟悉，实验操作生疏，缺乏相关的实际操作经验以及实际操作技巧，遇到实际操作中的问题难以独立解决，不知道如何下手。

对操作过程中的错误以及故障难以发现和排除。因此必须理论联系实践，实践促进创新。在学生学习这门课程的过程中，必须注重对基本概念和基本方法的理解，在理论推导中引出实际应用的概念，在案例分析中强化理论概念，加深对电力电子技术的认识和理解。这门课程综合性、理论性和实践性都较强，要求学生在掌握基本理论的基础上，能综合运用学过的专业知识，根据生产工艺的具体要求，实现对电机的控制和对系统的分析和设计，从而培养了学生的理论联系实际、分析问题和解决问题的能力。

电力电子实验课程和理论课程同等重要，不能看轻实验重理论，在相关企业中，非常看重专业技术人员的业务水平和理论知识，而业务水平指的是本专业的实际操作水平，因此对学生而言，实验课是非常重要的，只有在实验课上才能学到电力电子的实际操作以及故障的处理和判断，这为很多想要从事电力相关专业的学生打下坚实的基础，但在实际教学中，很多人认为实验课是浪费时间，这种想法不仅在部分老师当中存在，很多老师大学毕业直接就进入高校，理论知识非常扎实，但对于实际应用知道的还是比较少，因此对实验课重视程度不够，在学生中也存在把实验课敷衍了事的学习态度，实验课堂纪律远远比不上理论课，学生在实验课中也很难得到相应能力的提高，久而久之，教师和学生都对实验课比较轻视，认为实验课是负担，既费力又无法获得相应的教学效果，这完全偏离了实验课的培养目标。

同时，长期以来，电力电子实验采取的教学模式是学生课前预习实验———教师讲解实验目的和原理———教师演示实验———学生做实验及完成实验———学生交实验报告，这种流水线模式的教学抹杀了学生的好奇心和主动学习的源动力，学生在这个过程中没有任何的思考和分析，这样的实验过程没有对学生创新能力的培养提供任何帮助，同时也失去了实验教学的真正意义，因此只有对传统的教学模式进行改革，使学生知道为什么要学习这门课程，这门课程在实际中怎么应用，提高学生的学习兴趣，这才是教学改革的目的[2]。

二、实验教学模式改革

1.开展综合创新性实验教学改革。本课程是一门实践性很强的课程，需要学生首先学好电路分析，电机拖动，模拟电子线路，数字电子线路以及仿真软件，常用元器件查找和实际如何选用，熟悉电路原理图绘制以及发电机、电动机的相关知识，交直流电动机在驱动电路中的使用和相关原理，最后才可完成电力电子电路的制作和使用，因此对于学生的自学能力要求较高，需要学生有良好的自学能力。

2.聘请企业或研究单位技术人员，例如陕汽的高工和机床厂的高工以及相关专业的企业技术人员，给学生从整个系统中讲解电力电子技术在实际中的应用，让学生对所学的课程有直观印象，同时也给学生在以后的个人发展上提供参考。有条件的话，可以帮助学生在相关企业联系实习基地，使电气专业学生在实际中对所学课程加深理解。

3.由于采用的教材是以王兆安主编的《电力电子技术》这本书，书中概念推算，高等数学内容偏多，许多学生在学习中存在一定难度，因此在实验过程中，可使用示波器对实际电路中各个元器件在使用过程中的电流/电压波形进行展示，使学生对课本上的电流/电压公式有直观的理解。

4.对于电力电子实验内容，可以保留必要的验证性实验。在学生最初接触这个实验时，对实验设备和仪器比较陌生，因此给学生讲解示波器和万用表的用法，强电实验中安全用电的基本知识以及碰到简单故障怎么查找分析，遇到问题怎么解决问题是非常有必要的，告诉学生处理实验故障的方法和判断依据，提高学生的动手能力和简单分析问题的能力，根据现有设备情况以及该实验课程特点，确定几个验证性实验，最好包括整流，斩波，调压，逆变四个基本电路实验。电力电子实验必须引起教师和学生的重视，在教学过程中要突出教师主导，学生主体的理念，还必须在实验内容上进行相应的革新，才能激发学生的学习兴趣，这才有利于学生创新能力的培养，因此，在传统的电力电子实验内容基础上，需要增加一些启发学生的创新实验，形成新的电力电子实验教学体系。