农业电气化背景下的“电力电...技术”课程仿真实验平台建设_王长云.pdf
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1、2023 年 4 月下163Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究农业电气化背景下的“电力电子技术”课程仿真实验平台建设*王长云,张燕,管晓虎,时谦(新疆农业大学机电工程学院,新疆 乌鲁木齐 830052)摘要:【目的】探讨农业电气化背景下“电力电子技术”课程仿真试验平台建设,改善教学过程中出现的学生理论与实践结合不充分、实验促进教学效果提升不明显等问题。【方法】依托MATLAB/GUI平台设计实现了四大类变流电路的仿真实验基础平台,在仿真实验平台中,学生可以修改各关键参数,观测各关键点的波形曲线,实现对仿真结果的分析和研究,并深入理
2、解实验意义,提高理论与实际结合的应用水平。【结果】该虚拟仿真实验系统代替了传统仪器设备实验,避免了设备故障、元件老化等不可控因素,尤其是不受时间地点等环境限制,为学生在农业电气化领域应用电力电子技术打下坚实基础。【结论】结合传统的教学方式,合理利用计算机仿真技术进行仿真实验教学,既能解决学生学习习惯、方法的差异,又能提高教与学的效率,还能提高学生学习兴趣和培养学生的自我管理能力,可为提升教学质量、创建一流课程奠定基础。关键词:“电力电子技术”;仿真平台;MATLAB/GUI中图分类号:S24 文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-3872.2023.08.049Con
3、struction of Simulation Experiment for“Power Electronics Technology”Course under the Background of Agricultural Electrification*Wang Changyun,Zhang Yan,Guan Xiaohu,Shi Qian(Xinjiang Agricultural University,Xinjiang Urumqi 830052)Abstract:Objective To explore the construction of the“Power Electronics
4、 Technology”course simulation test platform under the background of agricultural electrification,and to improve the problems in the teaching process,such as the insufficient combination of students theory and practice,and the lack of obvious improvement of experiment in promoting teaching effect.Met
5、hod Based on the MATLAB/GUI platform,the basic platform for simulation experiment of four types of converter circuits was designed and implemented.Using the simulation experiment platform,students can modify key parameters,observe the waveform curves of key points,realize the analysis and research o
6、f simulation results,and deeply understand the significance of the experiment to improve the application level of combining theory with practice.Result The virtual simulation experiment system replaces the traditional instrument and equipment experiment,avoids the uncontrollable factors such as equi
7、pment failure and component aging,especially is not limited by time and place,and lays a solid foundation for students to apply innovative power electronics technology in the field of agricultural electrification.Conclusion Combined with the traditional teaching method and the reasonable use of comp
8、uter simulation technology,the simulation experiment teaching can not only solve the differences in students learning habits and methods,but also improve the efficiency of teaching and learning,improve students learning interest and cultivate students self-management ability,which can lay the founda
9、tion for improving teaching quality and creating first-class courses.Keywords:“Power Electronics Technology”;simulation platform;MATLAB/GUI0 引言农业现代化是实现乡村产业振兴的重要条件,而农业电气化水平是农业现代化建设的决定性因素1。农业电气化既包含农业生产用电也包含农村居民生活用电,近年来,我国农业电气化与自动化水平逐年提高,其中的关键因素就是电力电子技术的应用水平。以四大类变流技术及相关控制技术为基础在农业农村领域广泛应用,使农业装备发展迅速、农村电网
10、更加坚强2。依托直流电压变换与逆变技术可以将农村地区的自然资源(风能、光能、沼气)转换为电能,避免农忙时节电力不足的问题,同时可减少农村电网用电特点给电力调度带来的巨大压力。基于电力电子器件改良优化的农业机械也给农业电气化带来更为广阔的发展空间,如依托PWM技术的精量施肥机,依托变频技术的水泵、清选机、农业电动车辆驱动,基于开关电源的农业自动化设备节能改造方案基金项目:教育部第二批新工科研究与实践项目“新工科教育体系下农业工程类专业人才培养质量提升路径探索与实践”(E-SPNL20202326);新疆农业大学2022年校级教研教改项目(2022SJKF79)作者简介:王长云(1992),男,山
11、东胶州人,硕士研究生,讲师,研究方向为新能源发电技术。通信作者:张燕(1983),女,甘肃玉门人,硕士研究生,副教授,研究方向为农业工程。1642023 年 4 月下Agricultural Mechanization Synthetic Study农机化综合研究等。而要培养适应新时代农业电气化与自动化发展的产业技术人员,就需要加强本科教育阶段的“电力电子技术”课程实验教学,但传统实验教学设备更新换代比较慢,实验开展受硬件限制,一些较为复杂的电力电子电路创新和综合性实验无法通过模拟实验完成实践课教学。通过引入仿真教学,扩大实验内容的维度,加强学生对主电路、控制电路的认识,为日后的农业电气化领域
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