针对教育部提出的新型冠状病毒肺炎疫情(简称疫情)防控期间利用网络学习空间积极开展在线教学活动、实现“停课不停学”的要求，我校面向电类本科生开设了电感线圈工程设计与研究综合开放实验项目。该实验项目要求学生疫情防控期间在家完成程序设计及仿真计算任务，返校后完成动手实践和实际测量任务，引导学生理论联系实际，做到学以致用，提高学生的实践能力和创新意识[1]。
电路课程是我校电类专业的第一门专业基础课，电磁场课程也是我校电类专业的一门技术基础课，这两门课程内容是电类专业学生应具备的知识结构的必要组成部分，同时又是一些学科交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础，因此，学好电路、电磁场课程对于电类专业的学生至关重要[2]。该实验项目涵盖电路、电磁场两门理论课程中的多个知识点，包括电感的作用原理、阻抗的测量、分布电容、磁导率等理论内容，以及编程、仿真、制作、测量等实验步骤，形成了较为完整的工程项目分析与实现过程。教学实践证明，学生参与本项实验的积极性很高，取得了良好的实验教学效果。
电抗器是电力系统中用于限流、稳压和无功补偿等的一种电感设备，它有空心式、铁心式和饱和式三种基本类型[3]。其中，空心电抗器只有绕组，没有铁心，实际上就是一个空心的电感绕组。它由多个包封组成，包封之间有撑条;每个包封又由多层小直径铝导线绕制而成[4]。空心电抗器具有结构简单、电感线性度好、重量轻等特点。小型电抗器生产厂家需要研发电抗器设计程序，设计电感为空心的电抗器的简化模型，用于指导产品生产。
结合这一工程背景，要求学生编写多层密绕空心电感线圈的计算设计程序，通过仿真检测程序正确性，完成电感线圈的实际制作。利用仿真软件辅助设计电感值测量电路，并完成电感值、分布电容值的测量，分析对比空心电感线圈与铁心电感线圈的异同。
1 电感线圈设计系统
2 ANSYS仿真研究
3 实际制作与测量分析
4 实验结果
5 结语
本文详细介绍了电感线圈工程设计与研究实验的完成过程。实验项目以电学基本原理为基础，在研发空心电抗器设计系统的工程背景下，分步设置了编写电感线圈设计系统、仿真分析电感线圈、手工制作电感线圈、仿真设计电路并测量线圈电感值、研究测量分布电容、分析铁心对线圈电感值的影响六个实验环节，形成了较为完整的工程项目分析与实现过程。
实验项目将程序设计与工程仿真结合，将理论学习与实际制作结合，在加深学生对基本电学原理和实际电学元件理解的同时，使学生提前接受设计工作的训练，有效地锻炼和提升了学生对知识的综合应用能力，为后期的毕业设计奠定了基础。在教学过程中，教师注重引导学生自行查阅文献，寻找解决办法并设计方案，鼓励学生交流合作，激发了学生的学习兴趣与探索意识，提升了学生的自主学习能力。
参考文献
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高昕悦 刘晔 邹建龙 沈瑶 西安交通大学电气工程学院 |
