論文摘要：針對電力電子技術(shù)實驗如何從傳統(tǒng)實驗、仿真實驗到開放實驗、創(chuàng)新性實驗進(jìn)行了一些可行性探討。搭建傳統(tǒng)實驗、仿真實驗、設(shè)計創(chuàng)新性實驗三級平臺。傳統(tǒng)實驗+仿真實驗+開放實驗室的方法，大大滿足了不同層面學(xué)生的實踐要求。

論文關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù);傳統(tǒng)實驗;仿真實驗;設(shè)計性實驗;創(chuàng)新性實驗

電力電子技術(shù)是電氣工程及其自動化專業(yè)一門極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程為后續(xù)專業(yè)課打下重要基礎(chǔ)，它是控制技術(shù)和電力技術(shù)的交叉學(xué)科。簡單說在電力拖動與控制、電機(jī)學(xué)、電力拖動自動控制系統(tǒng)等課程里都離不開電力電子技術(shù)這門課的基本理論。它廣泛應(yīng)用于每個領(lǐng)域，具有極強(qiáng)的實用性、廣泛性，因此，讓學(xué)生掌握好這門課有著重要意義。

一、電力電子技術(shù)傳統(tǒng)實驗的重要性與局限性

傳統(tǒng)實驗是電力電子技術(shù)這門課的重要環(huán)節(jié)，如何上好這門實驗課，對我們實驗人員提出一個長期探索的問題。首先是提高我們自身素質(zhì)，改進(jìn)實驗裝置，提高實驗技能，創(chuàng)新實驗方法。其次是怎么激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們對該課的認(rèn)知度，潛移默化地把他們的思維引進(jìn)想探討、想創(chuàng)新、想解決問題的高度。為學(xué)生提供直觀形象的實驗教學(xué)也很重要。

1.電力電子技術(shù)實驗的特點(diǎn)

電力電子技術(shù)實驗的特點(diǎn)是電路多波形多，分析原理以及輸入輸出結(jié)果，更多是以輸入輸出波形來分析驗證，所以學(xué)生感到很抽象。理論知識課堂傳授了，來到實驗室可以從書中電路圖形走進(jìn)實際的元件、導(dǎo)線連接的真實電路，利用實驗設(shè)備、儀器、儀表，驗證其正確性，理解原理、性質(zhì)，觀察各種狀態(tài)下輸入輸出波形，對照理論知識，充分證實、驗證原理的正確性，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)內(nèi)容。

2.電力電子技術(shù)實驗的內(nèi)容

在該課實驗中，半控型器件組成的單相整流、三相整流、單相逆變、三相逆變，是第一部分實驗。自關(guān)斷全控型器件組成單相正弦波逆變電源，單相交流調(diào)壓電路，直流斬波電路性能研究，單相交直交變頻電路研究，半橋型開關(guān)穩(wěn)壓電源性能研究是第二部分內(nèi)容。第一部分是靠改變觸發(fā)角來改變電路狀態(tài)，改變輸出結(jié)果。第二部分是靠PWM信號調(diào)節(jié)占空比，靠SPWM信號改變調(diào)制度來控制各點(diǎn)狀態(tài)波形的。

3.電力電子技術(shù)實驗的重要性

電力電子技術(shù)實驗得到結(jié)論的過程就是實際操作能力的培養(yǎng)過程。實驗結(jié)果也不盡與理論完全相符，那么提出問題，找出不同，再去實驗，直到分析出原因的過程，就培養(yǎng)了學(xué)生分析問題，解決問題的能力。同時也掌握了實驗的基本方法基本技能以及實驗手段。在實驗中能夠真正掌握儀器，儀表的使用方法以及注意事項，學(xué)會如何獲取更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就是操作應(yīng)用技術(shù)的提高。在傳統(tǒng)實驗中每一次小小故障，都是對同學(xué)一種安全意識的培養(yǎng)，不正確的操作的危險性，提示他們樹立一絲不茍的工作精神的重要性。所以，傳統(tǒng)實驗教學(xué)是必不可少的過程，是實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合實踐能力的手段。

4.電力電子技術(shù)傳統(tǒng)實驗的局限性

二、仿真實驗給開放實驗創(chuàng)新提供了很好的平臺

電力電子技術(shù)實驗的操作過程基本是在老師指導(dǎo)下，一步一步按實驗規(guī)程運(yùn)作的，它不允許學(xué)生有太大的誤操作，雖然有很多的安全保護(hù)，一旦出現(xiàn)元器件損壞就會影響后續(xù)實驗，影響教學(xué)進(jìn)程。由于學(xué)生能做的實驗是老師給定的，不允許學(xué)生自我設(shè)計電路自己進(jìn)行教學(xué)實驗，放手他們實驗，肯定會有不規(guī)范操作，造成設(shè)備儀器損壞，甚至實驗癱瘓。這樣開放電力電子技術(shù)實驗室有著巨大困難。不僅實驗中電壓較高，存在安全問題，而且設(shè)備要重復(fù)好多班使用，必須保證再次實驗繼續(xù)。這樣開放實驗室就存在好多困難，不能讓學(xué)生嘗試創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗，導(dǎo)致學(xué)生求知欲望受到局限，整個實驗過程學(xué)生純屬被動操作，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，由于課程所給學(xué)時數(shù)有限，遇到問題基本由老師來解決，這樣降低了學(xué)生思考分析解決問題的能力，束縛潛能發(fā)揮。其次，裝置﹑設(shè)備大都采用了縮小功率的 系統(tǒng)模擬，往往存在這樣那樣的誤差。且儀器設(shè)備多少年重復(fù)使用，器件性能發(fā)生變化，實驗數(shù)據(jù)與理論分析會有各種誤差，影響了實驗的驗證效果，開放電力電子技術(shù)實驗一直有著根本性問題。

1.仿真實驗打開學(xué)生實驗空間

隨著計算機(jī)軟件的豐富，各種仿真軟件可以極大滿足電力電子技術(shù)的仿真實驗。學(xué)生可以就書上所講內(nèi)容，自己可以使用不同軟件的界面功能，運(yùn)用模塊庫的內(nèi)容，設(shè)計搭建電路，改變各參數(shù)，比較準(zhǔn)確驗證實驗，更有效加深鞏固理論知識。如果操作不正確不會出現(xiàn)事故，極大程度滿足學(xué)生的創(chuàng)新思維和對該課知識的探索性要求，實驗強(qiáng)度也大大減輕。我們在電力電子技術(shù)課程的實驗教學(xué)中引入了MATLAB仿真，它對于加深學(xué)生對這門課程的理解以及以后的課程設(shè)計打下基礎(chǔ)，對實驗教學(xué)開放起到了良好的作用。通過仿真實驗的方法，學(xué)生可以直觀、形象地掌握不同電路工作特性，驗證自己所學(xué)概念的正確性，同時可以培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力，調(diào)動學(xué)生的積極性，開闊嘗試思維空間。

2.仿真實驗有著很多優(yōu)點(diǎn)

(1)仿真實驗不受時間、空間和物質(zhì)條件的限制，學(xué)生可以在課外自行上機(jī)，促進(jìn)課堂教學(xué)知識鞏固，有助于學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。利用這樣一個虛擬實驗平臺搭建電力電子原理電路，分析仿真電路，將電力電子器件的工作狀態(tài)清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前，既具體又生動，這樣的效果是可想而知的。電力電子技術(shù)實驗具有圖形多，更多是要觀察，同一時刻，不同點(diǎn)的輸出，在傳統(tǒng)實驗中，我們實驗室提供示波器僅有兩路輸出，同一時刻只能觀察兩點(diǎn)波形。而在MATLAB仿真中我們可以同時觀察六路信號，這樣很直觀的留給學(xué)生同一時刻的不同點(diǎn)的輸出記憶，對原理理解更簡單化。

(2)仿真實驗還可以利用軟件模塊的參數(shù)設(shè)置功能，通過改變元件參數(shù)值，經(jīng)仿真直觀地觀察到工作電路相關(guān)性能變化。被仿真的電力電子電路元件出現(xiàn)各種故障，如開路、短路或脈沖丟失，都可以方便地模擬出來，這樣大大加深了學(xué)生對所學(xué)知識的理解，對培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力有這很大的幫助，為實驗教學(xué)創(chuàng)新模式提供了完備的教學(xué)環(huán)境保障。

(3)仿真實驗給學(xué)生提供可行性實驗平臺，彌補(bǔ)了工程實驗的不足，學(xué)生可通過仿真實驗驗證自己設(shè)計電路的正確性，每一次仿真實驗的成功都會給他們極高的成就感自豪感，提高了學(xué)習(xí)興趣。

(4)在電力電子技術(shù)實驗創(chuàng)新過程中，以MATLAB 仿真趣味化，使學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中，不斷產(chǎn)生質(zhì)疑、不斷探究，自主搜尋、思考分析，獲得問題的答案。這給電力電子技術(shù)實驗教學(xué)和學(xué)習(xí)帶來了革命性的變化，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，提高了學(xué)習(xí)的主動性與積極性，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

三、開放實驗室，讓學(xué)生再回到傳統(tǒng)實驗中

一直以來，電力電子技術(shù)實驗室開放有著很多困難，因為學(xué)生基本實驗技能有限，實驗時間有限，開放實驗放手他們操作，故障會多，儀表使用不正確，儀器、元件設(shè)備燒損不可避免。繼續(xù)實驗困難重重，實驗經(jīng)費(fèi)要求很高，這樣開放實驗形同虛設(shè)。我們知道開放實驗，主要是為有探索要求的學(xué)生。所以實驗室三級模式化有著重要意義。首先是每個學(xué)生都必須的傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ剑浯问菍τ信d趣想做設(shè)計性探索性實驗的學(xué)生提供模擬實驗環(huán)境。最后是對有極強(qiáng)實踐要求的學(xué)生，仿真實驗成功的學(xué)生提供實驗室，在實驗臺上完成他們仿真成功的設(shè)計方案。這樣一套循序漸進(jìn)三級模式實驗，可以滿足不同需求的學(xué)生要求。對實驗室開放也提供了可行性方案。

四、結(jié)束語

電力電子技術(shù)實驗教學(xué)過程中引進(jìn)計算機(jī)仿真技術(shù)，將計算機(jī)虛擬實驗與傳統(tǒng)實驗有機(jī)結(jié)合，向?qū)W生提供了先進(jìn)的實驗技術(shù)和發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力的空間。增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，增強(qiáng)了學(xué)生對于知識內(nèi)在聯(lián)系的把握能力。同時能夠在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步創(chuàng)新。這種課堂教學(xué)+ 傳統(tǒng)實驗+仿真實驗+開放實驗室的方法，大大滿足了不同層面學(xué)生實踐要求，對電力電子技術(shù)實驗改革開闊了巨大空間，我們將在今后工作實踐中不斷地總結(jié)改進(jìn)提高。