发布时间：2023-09-26 08:30:54
绪论：一篇引人入胜的电力与电子技术，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
虚拟实验室这一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一个通过计算机网络来实现的虚拟实验环境，它是一个不同于信息化网络的综合集成环境，因此其可以更为有效的为用户提供各种数据信息和人力设备等资源。
1.1 虚拟实验室设计目标
在现实实验室中，我们进行实验教学时，需要先令学生们阅读实验指导书，然后按照要求选择适当的元件，并将其按照电路的原理进行连接，之后再对各部分电路进行检查确认，确认无误后便可以打开电源进行实验了。试验中要对相关数据进行记录，最后完成实验报告。
通过上述流程，我们可以确定虚拟实验平台的基本构成要素包括：实验帮助、实验所需元器件、电路图形连接、计算机仿真电路、结果显示。根据虚拟实验室的构成要素，我们可以基本确定虚拟实验室的设计目标为“控制（输入）部分”、“计算机仿真电路部分”、“实验结果显示（输出部分）”。
1.2 控制（输入）部分
对于控制部分的设计，首先需要对电路元件的相关参数进行设置，如“独立直流电源电压”、“独立直流电源电流”等；然后对其进行触发脉冲信号相关参数的设置，如“触发脉冲信号周期”、“触发脉冲信号占空比”等；最后是对电路的产生进行设置，这部分设置需要对元器件的图片模型进行事先布置，然后通过鼠标进行电路连接，检查无误后点击“确认”或“连接完成”。
1.3 计算机仿真电路部分
计算机仿真电路事实上就是通过计算机程序的自动求解，来根据相应程序建立的一个电路方程。在整个电路方程程序的设计过程中，由数据的结构来决定编程的思路，而如何进行数据结构的选择，则完全取决于实现实验平台的软件选择。然而只要建立了实验方程，那么就可以通过数值方法来进行编程的求解了。
1.4 实验结果显示（输出部分）
关于实验结果的显示，通过有两种形式，一种是随着实验的进行，直接显示出实验当时的实验数值；而另外一种显示方式，则是将整个实验的某一段时间内的所有相关数据计算出来，并将其存储起来，在某些特殊情况下还需要经过数据的二次处理，然后才能输出相应的实验数据结果。
1.5 平台软件的选择
在进行虚拟实验的设计时，我们需要一个“放置”虚拟实验的平台，因此这个平台软件的选择，将对整个虚拟实验的设计起到不可忽视的承载作用。而在平台软件的选择上，我们通常将“减少开发工作的工作量”、“减少低级以及重复工作的开发”、“软件本身的运行效率”等因素放在首位。现今我们所使用的软件，通常都是将若干软件通过取长补短的方式组合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混编、“VB”和“MATLAB”混编等。
2 电力电子技术虚拟实验平台的实现
虚拟实验平台的实现，首先采用了VB和MATLAB混编的方法进行编程，然后再通过对VB中MatrixVB的矩阵函数与绘图函数进行调用，最终将复杂的计算与图形描绘变为简单的编程。
首先在计算机上安装MatrixVB，建立Visual Basic的新项目，添加MatrixVB库，待系统对MMatrix.DLL文件加载完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函数了。
然后将Visual Basic的数组当做矩阵来对待，生产矩阵，来丰富MatrixVB的功能函数，将更多处理问题的先进技术融入到VB编程中去。然后利用括号、实部rN、虚部iN等方式来对矩阵元素进行定位操作，从而精确的对相关矩阵数据进行快速定位，利用simple函数将矩阵转化成为最简单的形式。
最后利用软件Psim对这种方法的可行性进行验证，通过实验的结果确认了这种方法在某些问题范围内，对含有开关器的非线性器件可以被视为理想开关，与独立电源的电力电子形成电路时，这种方法具有有效的可行性。
3 结束语
随着社会经济的发展以及教育事业规模的不断壮大，师资力量薄弱成为了制约教学开展的重要问题。特别是硬件资源的缺失，伴随着信息技术以及计算机技术的发展，成为了促进电力电子技术虚拟实验平台出现的重要因素。而电力电子技术虚拟实验平台的实现，切实有效的缓解了师资资源匮乏这一难题。
【参考文献】
[1]陆地，于瑛，刘晨，朱磊，耿素花，沈虹，孟欣.电力电子技术课程虚拟实验及演示平台的开发与研究[C]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）.2009.
教育部、信息产业部等联合组织的全国大学生电子设计竞赛自1994年以来已经成功举办了11届，从历届竞赛题目来看，主要有以下几种方向题目：电源设计、信号源、处理类和控制类等。其中和“电力电子技术”课程最密切的是电源设计类题目，几乎每一届都会出现电源设计方向的题目，因此全国大学生电子设计竞赛题目应结合“电力电子技术”课程教学目标，不但可以丰富教学内容，明确教学任务，而且可以提高学生实践能力。
电气工程及其自动化专业为广东石油化工学院（以下简称我校）卓越工程试点专业，可以为教学研究提供优秀的平台。通过全国大学生电子设计竞赛把对人才素质的检验反馈到教学改革中，调整和改革电气类专业人才培养机制，体现大学生创新精神和实践能力。结合我校“卓越工程师”培养目标，探索建立具有地方性普通高校特色的电气类专业人才培养机制。针对不同层次学生教学目标和教学要求，设计更好的教学方法，注重理论知识与实践教学相结合，让学生在做中学，以电子设计竞赛题目和任务导学和驱动教学。
1.教学改革目标
电力电子技术课程的任务是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标，提高学生专业素质。专业素质主要体现为运用所学专业知识、理论和技能进行专业实践，解决社会实践问题（如技术创新、技术改造、产品开发、设备维护、生产管理等）的能力。构建符合应用型人才成长的课程体系，厚基础、重实践、结合单片机应用系统设计方面形成突破，使学生有丰富的系统设计经验。注重培养学生专业意识，激发专业兴趣。结合单片机C语言等课程，课内教学以理论为主，课外教学以实践为主，使学生得以全面发展。确定课程教学目标，结合全国大学生电子设计竞赛历届题目，分阶段构建课程知识培养架构；以学生为主体，以能力培养为核心，引入多种教学方法和教学手段，改变课程考核方式，全面对课程教学进行改革，争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
2.教学方法改革
为了完成以上教学任务，对课程教学方法进行改革，在不同阶段的教学过程中采用不同的教学方法，激发学生学习热情，培养学生相应能力，同时鼓励学生参加各种电子设计竞赛。
2.1学科基本内容教学改革
首先利用多媒体教学环境进行课堂教学，充分利用多媒体教学，进行电子课件、电路仿真、教学素材资源库及视频展示等，将抽象问题形象化，这样教学更生动具体，提高学生的学习兴趣，更好地掌握教学内容，同时提高教学效率和教学质量，获得较好的教学改革效果。
其次，根据教学内容安排一定课堂时间给学生自学和实践，有利于巩固和深化教学内容，提高学生实践能力。自学指导法的关键在于学生课外自学过程中，教师必须布置学习要点让学生自学，要求学生组成兴趣小组，利用网络或图书馆查阅资料，结合课堂所学知识开展专题自主学习，然后由小组负责人在课堂上进行汇报，不同小组学生先互评，然后老师进行适当点评。引入自学指导法有助于提高学生学习主动性，给学生课外自学提供适当引导，提高学习效率，对提高学生自学能力和分析问题、解决问题的能力等有很大帮助，使学生感受到团队的重要性和自主学习的乐趣。
2.2实验教学改革
在理论教学和实践教学过程中引入电子设计竞赛题目与设计要求，采用任务驱动教学，使理论和实践结合起来。一个电力电子项目应用项目需要很多电路，如PWM电路、测量放大、输出控制等，涉及电路分析、模拟电路、数字电路、C语言、单片机、等方面知识，以电力电子技术课程开发带动其他课程学习，起到以点带面的作用。教师给出设计方案，让学生分析方案，或设计满足性能指标的电力电子系统，最后指导老师对每个小组设计的方案进行讲评，分析设计方案的优缺点，并提出改进意见。使学生理论联系实际，加深对电力电子技术课程课堂教学内容的理解，培养学生灵活运用所学知识的能力。在实验室完成课程教学过程，边讲边练，讲练结合，分组实践，共同讨论。教学过程中，坚持学生电子设计竞赛相关设计能力培养原则，打破班级整体概念，以电气工程及自动化专业实验室的目前的教学条件，一般将学生分为4～6人的学习小组，以单片机开发板、驱动电路、电力电子变流电路等硬件，配合从低到高的不同性能要求的电子设计竞赛题目，从独立分项的拓扑电路技术实践向综合性工程实践逐步完成教学任务。
2.3电子设计竞赛培训与选拔
以全国大学生电子设计竞赛为目标，鼓励学生参加各种电子设计竞赛，选拔优秀学生进行专门培训，提出相应的学习目标和要求，促进优秀创新人才成长。目标是拔高创新人才培养带动整体水平提高。教学过程中引入“因材施教”教学策略，针对不同层次、不同兴趣的学生提出不同要求，以满足不同需求，在满足基本教学要求的前提下，提出和达到更高的教学目的。一方面，对于经典理论和基本知识点，必须让学生掌握。另一方面，让学生不断吸收新知识。电力电子技术发展速度相对较快，为了使培养的学生适应市场需求，教学过程中必须时刻把握和跟踪新技术和方向。
3.教学手段改革
理论必须联系实际，电力电子技术有很强的实践性，实验是培养动手能力、严谨科学态度和科学研究方法的重要手段，是必不可少的一个教学环节。电力电子技术实验环节学时一般为8学时，课内安排3个基础性实验和1个综合实验设计，课外安排1个创新性选修课题设计。为了弥补实验课时较少及实验室在硬件建设上的不足，充分利用现有电路仿真软件建立虚拟实验室，软硬结合，提高实验教学质量。此外，还可以利用Flash等多媒体软件、制作波形分析等动画教学课件，通过这种互动式直观教学，解决电力电子电路中电压、电流波形分析难的问题，形象生动地完成课程教学内容，加深对教学重点和难点的理解，增强教学效果。
4.结语
结合全国大学生电子设计竞赛教学改革，学生对本课程学习基础扎实，思维和视野扩大，除掌握课程知识本身外，还掌握获得知识的方法，自学能力得到增强，培养创新意识，以点带面，对其他课程和专业知识学习有显著的帮助和促进作用，使学生真正掌握由元件到系统、由强电到弱电、由硬件到软件等多方面系统化专业知识，实践能力得到训练和提高，争取在全国大学生电子设计竞赛中取得更好的成绩。
参考文献：
[1]李建坡.依托电子设计竞赛培养信息类专业学生创新与实践能力[J].东北电力大学学报，2010（10）.
[2]王立华.大学生电子设计竞赛电源类赛题分析[J].实验科学与技术，2013（2）.
1大容量电力电子技术
在电学当中，大容量电力电子技术的实质是采用一种大功率的半导体材料将電能进行变化和传输，这是一项新型的电子技术，应用于大多数电力领域内。这一项技术最早是出现在上世纪60年代的美国，当时认为，电力电子是由三个学科组合而成的技术，这三个学科分别是：电子学，电力学，控制理论。在我国的生活生产中，涉及到多种能源的利用，不仅仅是电能的使用，大容量电力电子技术的出现能将这种可开发的电能转换成其他能量，从而达到使用功能，如生活中常用到的太阳能热水器就是利用这项原理，将空气中投射过来的太阳辐射能通过这种转换器转换成热能，从而供给人们生活使用，这种加热方式比通过消耗电能来加热更加环保。除此之外，电力电子技术在生产中还有很多其他的作用：
（1）将电能使用最佳化，经电力电子技术的处理后，电能使用将更加高效合理，达到节能的效果。
（2）发展新兴产业，电力电子技术的使用将改变传统的生产方式，并且，这项技术是一种弱电控制强点的媒体，也是一些机电设备和计算机之间的接口，是将计算机与运用到传统产业的基础。
（3）电力电子技术智能化。
我国还处在发展阶段，在各项生产工业中都要应用到能源，但能源毕竟有限，如果不能高效利用对于很多工厂来说利益将会降低，而对于整个人类社会来说，能源枯竭将是一场巨大的灾难，因此全球都在提倡节能环保，而我国对电能的需求量又大，尤其是许多大型的产业和技术产业都需要大容量的电能，电容量越大，操控起来就难，而大容量电力电子技术则能起到用弱电控制强电的作用，此外，在传统工业实现智能化，自动化及节能化的效果中起着桥梁的作用，所以这项技术的应用领域也越来越广，在我国的航空航天，能源，工业制造，交通等领域都有应用。
2电力电子技术在电力系统的应用
2.1电力系统的节能
物理学中在讲电学方面的知识时，物理老师讲过，发电厂生产出来的电电压很高，不能直接运送，因为根据公式I=U/R（I是电流，U是电压，R是电阻）电压越高，运输过程中损耗的电能就越大，所以厂家在运输之前要将高电压转换为低电压，在这个过程当中，电能会损耗一部分，这部分的损耗产生无功率的浪费，主要原因是在生产电能源的过程中电能源发生变化，导致发电机组不能完美的配合，从而产生无功功率的浪费，电力电子技术是通过控制变负荷电动机的运转速度来实现电能的良好的生产和使用，在我们国家，这项技术还尚在研究探索阶段，但在国外已经非常成熟，虽然电力电子技术能够通过以上方式对电能进行控制，然而在实际使用过程中也存在一些问题，实际上，变负荷电动机的成本很高，并且在运转中对电网有很大的影响，所以目前在我国的适用范围并不广，仅仅使用于一些中型和大型的电厂。尽管如此，这项技术还在不断的研发，毕竟电力电子技术能够对配送电的过程进行控制，从而保证电能的质量及稳定。
2.2在发电环节中的应用
在电力生产的电场中，不仅电能的配送过程中会产生电能损耗，同样，在电力的生产中也会产生损耗，且相对于发电量，其损耗的电能不在少数，且在高低压转换的过程当中也会消耗一部分电能，为了满足电力生产节能的要求，在高低压的转换过程当中使用一种风机水泵变频机来达到降低损耗的电能，并且提高转换效率的效果。21世纪太阳能的发现使它成为新世纪的新型能源，被大量的进行开发和使用，利用太阳能发电如今成为全世界奋斗的目标，在将电能转换过程中电力电子技术也解决了大功率电流转换器的问题。
大容量的电能是我国很多工厂生产所需的必备能源，电力电子技术的使用在很多方面解决了这种大容量电能的投入使用问题。在高中物理学中涉及的理论知识还比较浅显，大部分还是基础理论，但了解了最基础的知识对于生活中的技术拓展运用才能有一个大概的概念，生活中的电子产品越来越多，使用的人数也越来越多，其中应用到的电力学知识就越广，作为新时期的高中生，除了掌握课堂上的理论知识外，更要留心观察这些理论知识在生活中的运用。
3结束语
大容量电力电子技术的出现确实对我国的生产和发展起到很大的促进作用，但这项技术在我国还不够成熟，因此需要更多的研究和探索，作为一名高中生，对于物理学这项理论知识的使用还需要进一步的深入和进行网络了解。
参考文献
[1]余永琼.大容量电力电子应用系统及其关键问题综述[J].电子技术与软件工程，2015（03）：12-13.
[2]赵金亮.我国电力电子技术的现状及应用[J].北方经贸，2010（05）：23-24.
[3]谢祥洲.大容量电力电子应用系统及其关键问题综述[J].电子世界，2014（04）：18-21.
作者单位
