仿真软件在“电力电子技术”课程教学中的应用

钱荔

摘 要： “电力电子技术”是高等学校电气工程及其自动化专业的专业课，课程内容复杂，涉及多门学科。本文在分析独立学院学生特点和“电力电子技术”课程特点的基础上，对“电力电子技术”课程进行了教学方法的改革，提出基于仿真软件的“实例教学”方法，强化了课程教学效果。

关键词： 电力电子技术 仿真软件 教学改革

一、引言

“电力电子技术”是独立学院电气工程及其自动化专业的一门专业课，课程理论性强、概念多、与工程实际联系紧密。电力电子技术的应用范围广泛。它不仅用于一般工业，而且广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有广泛应用。现今，电力电子技术正以令人瞩目的发展速度，改变着我国工业的整体面貌。同时，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大影响，随着与信息科学、计算机科学和能源科学等相关学科的交叉融合，它正在向智能化、网络化和集成化的方向发展[1]。

近几年金城学院发展迅速，建立了很多新的实验室，配备了相应的软硬件设施，同时学院的生源水平也有了很大提高，用人单位招聘时的要求也在不断提高，这些变化促使学院提出新的培养目标，即“高素质应用型人才”，对于电气工程及其自动化专业而言就是培育掌握电气工程及其自动化领域的理论知识；具有创新精神和实践应用能力的电气工程及其自动化领域的高级工程技术人才。“电力电子技术”作为重要的专业课，原先的授课方式已无法满足要求，必须做出相应调整。

二、“电力电子技术”课程的特点

“电力电子技术”课程的主要内容为电力电子器件、整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路、PWM控制技术、电力电子器件应用的共性问题。课程主要特点为：

1.理论性强、概念多：“电力电子技术”课程要求学生先修电路、模拟电子技术、数字电子技术等课程，同时涉及“电子学”、“电力学”、“控制理论”，属于交叉学科，所以相关概念较多，内容复杂。

2.实践性强：“电力电子技术”是一门实用性课程，学习的目的是解决工程应用中的实际问题。对学生的项目设计开发能力、制作与测试研究能力都有较高要求。

三、仿真软件在课程教学中的应用

1.仿真软件介绍

Saber软件是美国Synopsys公司推出的一款系统仿真软件，可用于电子、电力电子、机电一体化、机械、光电、光学、控制等不同类型系统构成的混合系统仿真，为复杂的混合信号设计与验证提供了一个功能强大的混合信号仿真器，兼容模拟、数字、控制量的混合仿真，可以解决从系统开发到详细设计验证等一系列问题[2]。该软件可以对电源的各个组成部分及整体运行状态进行模拟，并对结果进行分析。Saber软件仿真真实性强，网络学习实例较多，适用于“电力电子技术”课程的教学及学生电源开发设计验证。

Matlab软件是美国MathWorks公司出品的一款仿真软件。其中的Simulink提供了可视化开发环境，可以在基本模块库及电气模块库中选择合适的模块搭建电源系统进行电源整体或部分的运行状态仿真。

Labview软件由美国国家仪器（NI）公司研制开发，使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。Labview开发环境集成了工程师和科学家快速构建各种应用所需的所有工具，旨在帮助工程师和科学家解决问题、提高生产力和不断创新，是开发测量或控制系统的理想选择[3]。

三种仿真软件易于获得，可互相通信，网络学习实例较多，方便学生自学，对于后期电源实物研制或电源研究是不可或缺的部分。

2.结合仿真软件的实例教学

“电力电子技术”初始的授课方式就是基本理论的讲解，这样的教学方式使得内容较分散，学生没有电源整体概念。在授课内容和方式上结合仿真软件，采取整体-分布-整体的讲解方式。

首先，以具体的应用实例（比如一个笔记本电脑用的电源适配器）说明一个完整的电源内部的组成，让学生有整体概念；其次，对每一部分的内容进行基本工作原理和特性的讲解，再回到整体，介绍如何进行整体电源的设计。在讲解过程中结合三种仿真软件，每讲解完一个部分，就用仿真软件搭建相应的模型，在仿真环境下演示此部分的特性或运行原理。最后，演示完整电源的仿真运行及结果。

运用这样的授课方式可提高学生学习兴趣，让学生对所学内容有直观了解，同时仿真软件的应用对学生后期的发展有较大帮助。学生可用仿真软件做电源前期的设计验证工作，特别是一些较复杂电源，此步骤不可缺少；在电源研究过程中出现问题时，可在仿真环境中模拟，找到问题的所在并解决问题；在课堂教学中结合仿真软件可不用开设专门的课程来学习软件，节省了相应的时间，提高了教学效率。

四、结语

在“电力电子技术”的教学改革中，根据学生的特点和社会需求进行教学方式改革，内容上以基础知识为重，注重实践应用，利用仿真软件进行实例教学，这样可以调动学生的学习积极性，收到良好的教学效果。

参考文献：

[1]王兆安，刘进军.电力电子技术（第5版）[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]http：//baike.haosou.com/doc/577704-611597.html.

[3]http：//baike.so.com/doc/2068940-2188708.html.