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關(guān)鍵詞： 《電機與拖動基礎(chǔ)》 課程背景 改革方向

一、課程背景

《電機與拖動基礎(chǔ)》（以下簡稱：電機學(xué)）是本三院校電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其教學(xué)效果直接影響到后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。由于這門課程具有較強的理論性、系統(tǒng)性和實踐性，且課程內(nèi)容多、教學(xué)課時少、學(xué)習(xí)難度大，長期以來在教與學(xué)兩方面都存在著較大的困難。

二、改革方向

考慮到本三院校學(xué)生的基礎(chǔ)問題，以及應(yīng)用型本科教育的特點――同普通本科相比，更強調(diào)的是實踐性、應(yīng)用性和技術(shù)性；同專科相比，要求學(xué)生具有較寬廣的理論基礎(chǔ)和可供廣泛遷移的知識平臺，要使學(xué)生具備較強的終身學(xué)習(xí)能力，有進(jìn)一步發(fā)展的后勁，就有必要探索出一條適合這個層次學(xué)生的教學(xué)路子。具體措施如下：

1.降低理論難度

電機學(xué)的概念抽象且推導(dǎo)繁瑣，公式和結(jié)論眾多。其中，最為枯燥的莫過于繞組和磁路兩個方面：前者要求學(xué)生具有很強的空間想象能力和良好的幾何基礎(chǔ)；后者是整個電機學(xué)的理論基礎(chǔ)，它要求學(xué)生具有很好的數(shù)學(xué)分析能力、邏輯思考能力，以及較好的物理基礎(chǔ)。學(xué)生在學(xué)習(xí)這兩個方面內(nèi)容的時候，往往會感到十分困難，繼而大大減少乃至喪失繼續(xù)學(xué)習(xí)的動力。

為此，筆者認(rèn)為既然本三院校更強調(diào)知識的應(yīng)用性，也就是要求學(xué)生學(xué)會電機和拖動在實踐中的應(yīng)用，而不是去設(shè)計、制造電機，那么就很有必要掌握好電機學(xué)的理論深度、難度――既能滿足電氣專業(yè)要求，又不至于過深、過難；既能使學(xué)生掌握好電機基本理論，又盡量貼近電機應(yīng)用的實際要求。在教學(xué)時，一些與實踐聯(lián)系較緊密的知識點可詳細(xì)講解，而對某些枯燥難懂的理論可只引出概念，不做詳細(xì)論證。例如，在講述直流電機的換向概念時，會涉及電磁場，非常抽象，這時可以僅對換向的電磁過程進(jìn)行簡單分析，把重點放在火花對電機運行危害和如何改善換向等內(nèi)容上；在講述直流電機繞組這個知識點時，可以以比較簡單的4線圈繞組為例，不深究單疊、單波等繞組的連接規(guī)律，只要求記憶這兩種繞組形式下的支路對數(shù)與磁極間的關(guān)系式即可；在講述直流電機的電樞反應(yīng)時，可把重點放在利用氣隙磁密曲線分析電樞反應(yīng)對主磁場的影響上［2］。這樣處理所帶來的好處就是既降低了理論分析的深度，又建立了必要的知識框架；既減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，又突出了電機的應(yīng)用特點。

2.補充實際應(yīng)用知識

前文已經(jīng)提到，“應(yīng)用型”的教育特點決定了教師在組織教學(xué)時應(yīng)加強實用性知識的傳授，而實用性強正是本課程的一大特點，為此，筆者認(rèn)為在課堂上應(yīng)該補充大量的生產(chǎn)實際中必需的基本知識。比如，電動機的選擇原則是什么，它有哪些種類、形式，額定電壓與額定轉(zhuǎn)速的選擇標(biāo)準(zhǔn)又是什么，額定功率的選擇又和哪些因素有關(guān)，等等。在講述這幾個方面的內(nèi)容時，可以以同學(xué)們比較感興趣的三峽水電站或其它大型項目為例。又如，對電動機在運行時必然會出現(xiàn)的各種各樣的問題與故障，教師可以簡要講述處理這些問題的大致方案。比如，對于電動機在運行時有異聲的問題，教師可以講述產(chǎn)生這個問題的原因及其相應(yīng)的解決辦法――如果是因為定子轉(zhuǎn)子相擦，那就檢查軸承、轉(zhuǎn)子是否變形；如果是因為電動機兩相運行，那就檢查相應(yīng)的接線處以及故障點等。這樣，就大大開拓了學(xué)生的知識面，從而為其將來的工作打下良好的基礎(chǔ)。

3.加強實驗課教學(xué)

就本課程而言，增強實驗環(huán)節(jié)的意義是毋庸置疑的。筆者認(rèn)為，實驗不能僅限于連連線、讀讀儀表，而應(yīng)該根據(jù)課程內(nèi)容［3］，增開實訓(xùn)項目，作為課堂知識的又一補充。具體來講：

其一，增開電機拆裝實訓(xùn)內(nèi)容。學(xué)校可以專門聘請來自生產(chǎn)一線的具有豐富現(xiàn)場經(jīng)驗的技師或者由經(jīng)過培訓(xùn)的任課教師擔(dān)任指導(dǎo)教師，人手或者一個小組一臺電機，從常用工具的使用開始，逐步介紹電機的拆裝步驟、工藝等，通過邊演示邊練習(xí)的形式，對碰到的問題采用個別指正與集中講解相結(jié)合的方式。如此，學(xué)生一方面加深了對課堂上所學(xué)知識的理解，另一方面鍛煉了自己的動手能力特別是解決實際問題能力，更重要的是可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

其二，增加或改革實驗環(huán)節(jié)。電機實驗教學(xué)是理論教學(xué)的深化和補充，通過實驗教學(xué)不僅能進(jìn)一步鞏固和加深課堂所學(xué)理論知識，而且能提高學(xué)生動手、分析問題和解決問題的能力，從而為進(jìn)一步提高學(xué)生多方面的綜合能力奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的實驗課總是在理論課之后，例如，在上完直流電機及直流電機的電力拖動后安排認(rèn)識電機和直流發(fā)電機、直流電動機的實驗，測試直流電機的工作特性和機械特性，以及電機的調(diào)速特性、能耗制動等；在上完變壓器一章后安排單相變壓器、三相變壓器的相關(guān)實驗等。這樣做的好處在于，通過實驗增加了學(xué)生對理論知識的理解，促進(jìn)了學(xué)生對理論知識的吸收。但這樣并不能解決問題，即教師在講述電機工作原理時，學(xué)生會因沒有感性的認(rèn)識而存在很大的理解困難，為此，可以嘗試改變某些實驗教學(xué)的次序，比如在講解電動機的結(jié)構(gòu)、繞組等各部分組成前，可以先讓學(xué)生進(jìn)實驗室看看實際的電機，并由實驗教師負(fù)責(zé)講解一下其物理結(jié)構(gòu)，然后，回歸課堂講述原理。這樣就避免了學(xué)生被動盲目地接受理論的現(xiàn)象，使抽象的理論變得直觀易懂。在講完理論之后，可以讓學(xué)生再進(jìn)實驗室進(jìn)行深層次的實驗。也就是說，完全可以形成一個從實驗到理論再到實驗的過程。

4.完善課堂教學(xué)

課堂教學(xué)是整個教學(xué)系統(tǒng)中最為重要的環(huán)節(jié)，因而如何使課堂更為精彩、更有效率是個值得研究的課題，結(jié)合本課程的特點，筆者認(rèn)為以下兩個方面是很有必要強調(diào)的：

其一，充分利用“對比教學(xué)法”。“對比法”是教師在講授眾多課程時常用的手段之一。由于本課程的內(nèi)容前后聯(lián)系較多，教師在講授時多采用“對比法”，多注重前后、上下知識的對比，往往會取得事半功倍的效果。如變壓器與異步電動機的對比，兩者都是以電磁感應(yīng)為原理進(jìn)行工作的，主要區(qū)別在于前者是靜止的，而后者是轉(zhuǎn)動的，且完全可看作是一臺有氣隙的工作在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的變壓器，二者的理論有很大的相似性，變壓器的分析方法如等效電路、相量圖、方程式幾乎都可以不加改變地推論到異步電機中；直流電機與異步電機的對比，直流電機實質(zhì)是一臺裝換向器的交流電機，只是結(jié)構(gòu)比異步電機復(fù)雜，使用、維護(hù)也較難；異步電動機與同步機對比，兩者的定子相同，都是三相對稱繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，只是轉(zhuǎn)子有閉合線圈與電磁裝置之區(qū)別。通過大量的對比，學(xué)生可以在輕松復(fù)習(xí)舊知識的同時掌握新知識，可謂一舉兩得。

其二，用好課件。多媒體課件具有形象生動、易于理解、直觀效果好、條理清晰的特點，把它引入到《電機與拖動基礎(chǔ)》教學(xué)之中可以有效地解決部分教學(xué)難題［1］。例如，三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生，是電機學(xué)中的重點與難點，對于如何確定通入三相電流產(chǎn)生的磁場方向、定子與轉(zhuǎn)子之間的關(guān)系，以及導(dǎo)體如何切割磁力線產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)等這些問題，如果一味用文字描述，學(xué)生常常難以理解。如果根據(jù)它的特點制作出相應(yīng)的多媒體課件，使之能通過動畫的形式形象地表示出線圈中通入電流產(chǎn)生的磁場方向、轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)變化，從而使學(xué)生感覺很抽象的感應(yīng)電勢變化的關(guān)系非常清晰地體現(xiàn)出來，學(xué)生就能夠很快地掌握電機的工作原理，并且印象深刻。此外，課件里面可以插入大量的圖片，例如，在講變壓器結(jié)構(gòu)原理時，如果教師只在課堂上講鐵心、繞組、附件，學(xué)生就很難想象里面的結(jié)構(gòu)形式，根本達(dá)不到很好的教學(xué)效果，而如果先讓學(xué)生看看變壓器的外形、結(jié)構(gòu)等相關(guān)圖片，再對著圖片來講解各部分的結(jié)構(gòu)、功能等，學(xué)生就會很直觀地對變壓器各部分產(chǎn)生很直接的認(rèn)識，從而達(dá)到良好的教學(xué)效果。總而言之，可以通過多媒體手段，使學(xué)生在眼動、口動、腦動，以及合作、交流、討論等愉快的情境中完成整個教學(xué)內(nèi)容，這樣會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率。

三、結(jié)語

通過以上的教學(xué)改革的討論并將其付諸實踐，在本課程的教學(xué)方面產(chǎn)生了不錯的效果，不僅增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效率，而且實際動手能力也得到了很大鍛煉。當(dāng)然，《電機與拖動基礎(chǔ)》的教學(xué)是個長期的、細(xì)致的、綜合性的系統(tǒng)工程，只有不斷改進(jìn)、不斷總結(jié)，才能不斷完善，最終達(dá)到良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］趙真.淺談《電機與變壓器》的多媒體教學(xué).職業(yè)教育研究，2006.3.

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關(guān)鍵詞：項目式教學(xué)；課程整體設(shè)計

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）30-0233-03

《電機及拖動基礎(chǔ)》是電氣自動化及機電一體化專業(yè)必修課程，是具有重要地位的專業(yè)基礎(chǔ)課程。根據(jù)高職院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，項目式教學(xué)已經(jīng)成為高職院校一種重要的教學(xué)手段，而課程整體設(shè)計是一門課程的骨架，基于項目式教學(xué)方法的課程整體設(shè)計是項目式教學(xué)應(yīng)用于《電機及拖動基礎(chǔ)》課程成敗的關(guān)鍵。

一、課程目標(biāo)設(shè)計

通過本課程各項目的實施與訓(xùn)練，使學(xué)生能夠根據(jù)普通的直交流電力拖動的要求及具體工況選擇合理的拖動方式，并能夠按專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提出設(shè)計與優(yōu)化方案，并能有效實施，具備中小型直交流電力拖動系統(tǒng)的設(shè)計能力及對系統(tǒng)實施過程中的指導(dǎo)和監(jiān)理能力。達(dá)到電力拖動系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)設(shè)計及工程監(jiān)理員的水平。同時也為從事電氣安裝設(shè)計與管理及實施工作奠定堅實的基礎(chǔ)。

1.能力目標(biāo)：（1）認(rèn)識市場上常用的直交流電動機、發(fā)電機、變壓器，能夠根據(jù)用戶需求進(jìn)行具體電氣設(shè)備的選型；（2）能夠根據(jù)具體工況選擇合理的直交流電力拖動系統(tǒng)的啟動、制動、調(diào)速的方式；（3）能夠根據(jù)具體工況選擇合理的直交流電力拖動系統(tǒng)的啟動、制動、調(diào)速及正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)方法；（4）能夠獨立拆裝各種直交流電動機、發(fā)電機及變壓器；（5）能夠?qū)﹄妱訖C、發(fā)電機及變壓器一般性故障進(jìn)行簡單維修；（6）能夠?qū)χ苯涣麟娏ν蟿酉到y(tǒng)的一般性故障進(jìn)行判斷及處理；（7）能夠根據(jù)具體的工況對變電所的變壓器進(jìn)行合理的選型及安裝；（8）能夠為中小型企業(yè)電力拖動系統(tǒng)的組建制定合理的實施方案或設(shè)備改造方案。

2.知識目標(biāo)：（1）了解直交流電動機、發(fā)電機及變壓器的最新發(fā)展、市場上的相關(guān)產(chǎn)品及主要供應(yīng)商，熟悉直交流電動機及發(fā)電機性能指標(biāo)；（2）理解直交流電動機、發(fā)電機及變壓器的工作原理；（3）掌握直交流電動機啟動特點及各種啟動方式的優(yōu)缺點；（4）掌握直交流電動機啟動特點及各種制動方式的優(yōu)缺點；（5）掌握直交流電動機各種調(diào)速方式的特點及優(yōu)缺點；（6）掌握直交流電動機正反轉(zhuǎn)的實現(xiàn)方法；（7）了解各主要直交流電動機的基本結(jié)構(gòu)并掌握拆裝及維護(hù)方法；（8）了解各主要變壓器的基本結(jié)構(gòu)及拆裝和維護(hù)方法；（9）掌握直交流電動機啟動系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與管理；（10）掌握直交流電動機的電氣制動系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與管理；（11）掌握直交流電動機各種調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計、安裝與管理；

3.素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生查閱國家電氣標(biāo)準(zhǔn)和其他有關(guān)電氣技術(shù)資料的基本能力；（2）培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德與文明法律意識；（3）培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作意識，提升溝通協(xié)調(diào)能力；（4）培養(yǎng)學(xué)生電氣工程領(lǐng)域新技術(shù)自我學(xué)習(xí)能力；（5）培養(yǎng)學(xué)生的用電安全意識及環(huán)境保護(hù)意識。

二、課程內(nèi)容設(shè)計

1.“旅行者”電瓶觀光車電機拖動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)：（1）電瓶觀光車直流電動機啟動系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試；（2）電瓶觀光車直流電動機電氣制動系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試；（3）電瓶觀光車直流電動機電氣調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試；（4）電瓶觀光車直流電動機正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試。

2.“東北風(fēng)”面粉廠“80米”皮帶運輸機電機拖動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)：（1）“80米”皮帶運輸機三相異步電動機啟動系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試；（2）“80米”皮帶運輸機三相異步電動機電氣制動系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試；（3）“80米”皮帶運輸機三相異步電動機電氣調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試；（4）“80米”皮帶運輸機三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的設(shè)計安裝與測試。

3.吉林電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院變電所變壓器的選擇、安裝與測試：（1）變電所變壓器的選擇；（2）變電所變壓器的安裝與測試。

三、能力訓(xùn)練項目設(shè)計

1.“旅行者”電瓶觀光車電機拖動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)：（1）直流電動機的選擇：能夠根據(jù)用戶需求合理選擇直流電動機；（2）啟動方式選擇：能夠根據(jù)系統(tǒng)要求合理選擇直流電動機的啟動方式；（3）啟動系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)啟動方式的要求完成電路部分的設(shè)計；（4）啟動系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（5）啟動系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成啟動系統(tǒng)的測試與調(diào)試；（6）電氣制動方式選擇：能夠根據(jù)系統(tǒng)要求合理選擇直流電動機的電氣制動方式；（7）制動系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)制動方式的要求完成電路部分的設(shè)計；（8）制動系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（9）制動系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成制動系統(tǒng)的測試與調(diào)試；（10）調(diào)速方式選擇：能夠根據(jù)系統(tǒng)要求合理選擇直流電動機的電氣調(diào)速方式；（11）調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)調(diào)速方式的要求完成電路部分的設(shè)計；（12）調(diào)速系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（13）調(diào)速系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成調(diào)速系統(tǒng)的測試與調(diào)試；（14）正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的要求完成電路部分的設(shè)計；（15）正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（16）正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的測試與調(diào)試。

2.“東北風(fēng)”面粉廠“80米”皮帶運輸機電機拖動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)：（1）三相異步電動機的選擇：能夠根據(jù)系統(tǒng)要求合理選擇三相異步電動機；（2）啟動方式選擇：能夠根據(jù)系統(tǒng)要求合理選擇三相異步電動機的啟動方式；（3）啟動系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)啟動方式的要求完成電路部分的設(shè)計；（4）啟動系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（5）啟動系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成啟動系統(tǒng)的測試與調(diào)試；（6）電氣制動方式選擇：能夠根據(jù)系統(tǒng)要求合理選擇三相異步電動機的電氣制動方式；（7）制動系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)制動方式的要求完成電路部分的設(shè)計；（8）制動系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（9）制動系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成制動系統(tǒng)的測試與調(diào)試；（10）調(diào)速方式選擇：能夠根據(jù)系統(tǒng)要求合理選擇三相異步電動機的電氣調(diào)速方式；（11）調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)調(diào)速方式的要求完成電路部分的設(shè)計；（12）調(diào)速系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（13）調(diào)速系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成調(diào)速系統(tǒng)的測試與調(diào)試；（14）正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)設(shè)計：能夠根據(jù)正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的要求完成電路部分的設(shè)計；（15）正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)安裝：能夠根據(jù)電路部分的設(shè)計完成電路部分的安裝；（16）正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成正、反轉(zhuǎn)系統(tǒng)的測試與調(diào)試。

3.吉林電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院變電所變壓器的選擇、安裝與測試：（1）容量選擇和分配：能夠根據(jù)學(xué)院用電總量及各主要用電子單位的用電量對變壓器容量進(jìn)行分配；（2）變壓器型號選擇：能夠根據(jù)變壓器容量及變電等級選擇合理型號變壓器；（3）變壓器安裝：能夠根據(jù)變壓器結(jié)構(gòu)完成變壓器組裝與安裝；（4）控制柜安裝：能夠根據(jù)控制要求完成控制柜組裝與安裝；（5）設(shè)備測試與調(diào)試：能夠根據(jù)用戶需求完成設(shè)備測試與調(diào)試。

該課程整體設(shè)計方案已經(jīng)應(yīng)用于我校電氣自動化專業(yè)《電機及拖動基礎(chǔ)》課程的項目化教學(xué)之中，根據(jù)學(xué)生反饋，取得了預(yù)期的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

篇3

關(guān)鍵詞： 中職校 《電機與拖動》 教學(xué)改革 教學(xué)創(chuàng)新

一、電機拖動的課程特點

《電機與拖動》是中職相關(guān)專業(yè)集專業(yè)理論和技能訓(xùn)練于一體，具有廣泛的應(yīng)用性和很強的實踐性的一門課程，是電氣工程自動化及相關(guān)專業(yè)的重要的技術(shù)課程，具有理論性強、實踐性強的特點，一般安排在基礎(chǔ)課程之后。學(xué)生通過學(xué)習(xí)不僅可以學(xué)到電機與拖動的基礎(chǔ)知識，為后續(xù)的專業(yè)課程打好基礎(chǔ)，而且可以培養(yǎng)理論學(xué)習(xí)與工程實踐相結(jié)合的能力。課程的主要功能是學(xué)會常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法，掌握電動機基本控制電路的工作原理、安裝、調(diào)試與檢修，了解基本電路在機床等常用電氣設(shè)備中的應(yīng)用，并在理論教學(xué)和實踐活動中培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高職業(yè)能力，挖掘創(chuàng)造潛能，為畢業(yè)就業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。因此，該課程在整個專業(yè)培養(yǎng)計劃中起承上啟下的作用，其教學(xué)效果直接影響后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的開展。然而該課程既有理論基礎(chǔ)課的性質(zhì)又有技術(shù)專業(yè)課的特點，所講解的內(nèi)容較復(fù)雜。

二、中職校課程的教學(xué)對象的現(xiàn)狀

因為近年來對中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校來講，大多數(shù)學(xué)生是初中畢業(yè)生，而且入學(xué)考試成績較低，基礎(chǔ)知識非常薄弱，就連最基本的電工基礎(chǔ)知識和電磁方面的一些基本原理都不容易理解，加上傳統(tǒng)教學(xué)方法存在的缺陷，相當(dāng)一部分學(xué)生對學(xué)習(xí)電機與拖動這樣的專業(yè)課興趣不濃厚，在學(xué)習(xí)上存在一定的困難，所以在授課中會產(chǎn)生很多問題。再者，由于學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)成績不好，部分學(xué)生會有些自卑的情緒，對學(xué)習(xí)的摘 要： 《電機與拖動》教學(xué)改革是本著以全面素質(zhì)為基礎(chǔ)、以能力為本位的指導(dǎo)思想，探索適合職業(yè)院校教學(xué)的新思路、新方法。本課程的教學(xué)內(nèi)容既包含抽象的理論和應(yīng)用技術(shù)，又涉及實際的電機拖動與控制問題，我們對課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)體系一直在進(jìn)行探索和改革，目的是為適應(yīng)社會對復(fù)合型人才的需求，以適應(yīng)培養(yǎng)現(xiàn)代化人才的需要。在課程的講授方面把好的學(xué)習(xí)方法教給學(xué)生，使學(xué)生可以融會貫通。

關(guān)鍵詞： 中職校 《電機與拖動》 教學(xué)改革 教學(xué)創(chuàng)新興趣感不足。另外，由于本課程的理論性、抽象性較高，這又增加學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，如果說激發(fā)不了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們掌握專業(yè)理論知識非常強的課程的話，就會比較困難，極容易造成學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生抵觸情緒。

三、傳統(tǒng)的教學(xué)方法帶來的弊端

傳統(tǒng)的教學(xué)方法是老師講解，學(xué)生聽，學(xué)生被動學(xué)習(xí)。有時一些實習(xí)課時，老師演示、學(xué)生觀看，老師給學(xué)生一個模板，結(jié)果是學(xué)生的實習(xí)報告都是基本相同，整個教學(xué)過程枯燥。尤其是電機與拖動的課程，老師是整個課堂的演說家，成為“一言堂”，學(xué)生無思維擴(kuò)展的空間。如果采用這樣的教學(xué)方法，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情就被極大地削弱，所以我們要及時地改變這種教學(xué)方式。

四、加強教學(xué)改革，采用合理的教學(xué)方法

1.做好本課程“開頭”工作。

有一個好的開端，就會有一個好的結(jié)果。教師之所以要十分重視緒論課的教學(xué)，是因為緒論是對教材的學(xué)習(xí)起到引領(lǐng)、提示、導(dǎo)向的作用，第一次課教師必須是一位出色的“演員”，充分抓住學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生對本門課程興趣。如播放視頻場景，讓學(xué)生充分感受電機與拖動技術(shù)的重要應(yīng)用及美好的發(fā)展前景。同時也讓學(xué)生認(rèn)識到，沒有良好的技術(shù)能力，在社會上就很難有立足之地。在開展緒論的同時，老師可以讓學(xué)生充分討論對學(xué)習(xí)這門課的看法，學(xué)生充分參與其中，對后續(xù)的學(xué)習(xí)達(dá)到積極的效果。

2.教材講解時注意避重就輕，時間搭配得當(dāng)。

教師在講授過程中對知識點的講解要有重有輕，在重點講解內(nèi)容的選擇上以必要和夠用為度，增強課程內(nèi)容的實用性。如電動機的工作特性和運行特性，這部分是掌握電動機的應(yīng)用及維修所必須熟悉的知識點，因此教師應(yīng)著重講解，便于學(xué)生感知和認(rèn)識。然而其中涉及的大量繁瑣的理論推導(dǎo)及計算過程與實際應(yīng)用聯(lián)系并不多，教師應(yīng)進(jìn)行歸納、總結(jié)，適當(dāng)減少講解課時。這樣教學(xué)內(nèi)容的安排層次分明、重點突出，教學(xué)時間合理分配，學(xué)生便于接收，同時教學(xué)效果也會更好。

3.采用新穎教學(xué)法有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)效果的強化。

在日常的教學(xué)中我們常選擇行動導(dǎo)向教學(xué)法中的六步教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法和引導(dǎo)文教學(xué)法，配合小組學(xué)習(xí)等形式組織教學(xué)，有時把這種教學(xué)方法稱為“三段”教學(xué)法。因為該課程是一門技術(shù)專業(yè)課程，在講解過程中單純從理論知識進(jìn)行分析，學(xué)生通過空間想象理解知識點比較困難，若教師在講解時適當(dāng)調(diào)整理論教學(xué)和實訓(xùn)教學(xué)的順序，更便于學(xué)生理解。即在介紹理論知識前，先采用六步教學(xué)法進(jìn)行講解，隨著學(xué)生對知識的掌握及任務(wù)的理解，引入實訓(xùn)項任務(wù)，通過引導(dǎo)問題帶動學(xué)生思路，讓學(xué)生在掌握完成任務(wù)所需知識技能的過程中，學(xué)習(xí)課程標(biāo)準(zhǔn)所包含的全部理論知識，這樣既便于理解抽象的理論知識，又能降低難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

《電機與拖動》課程的教學(xué)方法多種多樣，我們在教學(xué)過程中需要不斷地摸索，最大限度地強化學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)效果。

參考文獻(xiàn)：

篇4

1. 電機及拖動實驗室的客觀現(xiàn)狀分析

我校電機及拖動實驗室的客觀現(xiàn)狀歸納起來主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）實驗設(shè)備有直觀性好的原型機也有新引進(jìn)的控制臺，但原型機仍停留在相當(dāng)陳舊的水平，大部分原型機為20世紀(jì)60年代的產(chǎn)品，線路出現(xiàn)老化，實驗安全存在隱患；

（2）實驗內(nèi)容以電機及拖動、電機拖動課程為主、控制電機為輔，教學(xué)方法和教學(xué)手段相對滯后。每學(xué)年有10多個班進(jìn)行實驗，一學(xué)期完成，缺乏針對性；

（3）在開出的實驗中，基本上是以班為單位成建制進(jìn)行，驗證型實驗占的比例較多，綜合性實驗占得比例較少，不利于開拓學(xué)生的創(chuàng)新意識；

（4）實驗課程未單獨開課，實驗考核成績占電機學(xué)專業(yè)課程總成績的10%，不利于提高學(xué)生參與實驗教學(xué)的積極性和主動性。

2. 電機及拖動實驗室的教學(xué)改革和發(fā)展思路

建立一個具有實驗特色和實用性的實驗室，有助于提高學(xué)生素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。基于對電機及拖動實驗室的客觀性、可行性和創(chuàng)新性的認(rèn)識，提出以下明確的改革和發(fā)展思路。

2.1 合理選擇實驗教學(xué)內(nèi)容，合理安排學(xué)時

根據(jù)自動化專業(yè)、測控專業(yè)及電氣工程及其自動化專業(yè)各自的特點（培養(yǎng)的學(xué)生將來擇業(yè)的方向主要為電氣工程和電力系統(tǒng)，而變壓器和同步電機是電力系統(tǒng)生產(chǎn)電能和輸、配電的關(guān)鍵設(shè)備），有針對性地選擇實驗教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合理論課的專業(yè)教材，參照其教學(xué)大綱（先淺后深、先易后難），采用電機及拖動實驗室的自編實驗教材（與所購買的控制臺配套編寫）。在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)順序以及教學(xué)學(xué)時上進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。具體安排為：第一學(xué)期，單相變壓器2學(xué)時、三相鼠籠異步電動機2學(xué)時，直流并勵電機2學(xué)時，第二學(xué)期，三相變壓器4學(xué)時、三相鼠籠異步電動機2學(xué)時，直流發(fā)電機2學(xué)時，三相同步電機6學(xué)時.三相異步電機2學(xué)時。步進(jìn)電機2學(xué)時，旋轉(zhuǎn)變壓器2學(xué)時，交流伺服電動機2學(xué)時。

2.2 建設(shè)電動機陳列及模型室，提高學(xué)生的感性認(rèn)識

眾所周知，在電動機學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生無法從書本上得到電機結(jié)構(gòu)的清晰概念，尤其是繞組部分，這對于電磁理論部分的學(xué)習(xí)極為不利，因此建立電機模型室是十分必要的。《電機及拖動》課程理論性強、概念抽象，專任教師只能在黑板上畫出大概的內(nèi)容，學(xué)生無法從書本上得到電機結(jié)構(gòu)的清晰概念，尤其是繞組部分，這對于電磁理論部分的學(xué)習(xí)極為不利，為了進(jìn)一步強化學(xué)生們對電動機的理解和認(rèn)識，我電機及拖動實驗室加班加點，利用假期時間建立了一個電動機陳列室，另外又多方聯(lián)系購買了相應(yīng)的掛圖。電機陳列室里，我們把各種不同的電動機都進(jìn)行了拆分，實體模型中變壓器選用配電站淘汰的三相芯式變壓器，并暴露鐵心、繞組。異步機部分將一臺鼠籠式和一臺繞線式異步電動機解體、轉(zhuǎn)子抽出。同步機部分將一臺背包式小型同步發(fā)電機解體，直流電機部分則將一臺Z系列的直流電動機解體。比如三相感應(yīng)式電動機的拆分圖如圖1所示。

實體照片展示我國現(xiàn)階段使用的各種不同型號的電機，并加以簡潔的注釋，這樣，集電機實體模型、掛圖和圖片解說為一體的較為完善的電機陳列室，就可以將實物和書本上的知識一一對應(yīng)起來，彌補了課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、下廠實習(xí)的許多不足，提高了學(xué)生的感性認(rèn)識，為他們以后更深一步的學(xué)習(xí)理論知識奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.3 積極改進(jìn)實驗教學(xué)方法，建立興趣小組

大家知道，實驗教學(xué)和課堂教學(xué)有所不同，實驗教學(xué)強調(diào)的是學(xué)生的動手能力，也就是學(xué)生在實驗中應(yīng)起到主導(dǎo)作用，教師為學(xué)生們碰到的問題進(jìn)行輔導(dǎo)，解答。實驗室為了進(jìn)一步提高學(xué)生的主動性，成了學(xué)習(xí)興趣小組，參加興趣小組的同學(xué)可以對實驗室的設(shè)備，儀器進(jìn)行拆解、組裝，還可以對動手能力弱一些的同學(xué)進(jìn)行幫助，最重要的是，興趣小組的學(xué)生可以對本實驗室的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)和研發(fā)，通過這些活動，使得學(xué)生的動手能力，科研能力有了較大提高，對他們以后的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計也有較大的裨益。

2.4 實驗課程的設(shè)置

各實驗課程應(yīng)結(jié)合實驗大綱，優(yōu)化實驗內(nèi)容，明確各專業(yè)需開設(shè)的實驗項目。如非電類專業(yè)電工實驗中的電機部分主要以變壓器和異步電機為主，開設(shè)《單相變壓器實驗》、《三相鼠籠式異步電動機正反轉(zhuǎn)控制》等實驗項目。探索將傳統(tǒng)的實驗課程依附于理論課的模式，獨立設(shè)置課程。如《電機學(xué)》、《電機及拖動》、《控制電機》等實驗課程。傳統(tǒng)教學(xué)中的驗證性實驗，偏向技能性基礎(chǔ)訓(xùn)練。增加“三性”實驗內(nèi)容，能將工程研究設(shè)計思想加入到實驗教學(xué)中，使學(xué)生變被動的機械操作為積極主動的研究、設(shè)計和創(chuàng)新。

2.5構(gòu)建合理的實驗教材體系

目前，高校理論教材已給出了立體化教材建設(shè)的框架。順應(yīng)這一趨勢，實驗室構(gòu)想建設(shè)系統(tǒng)性和多元化的實驗教材。以實驗室自編的《電機實驗指導(dǎo)書》和《電機及拖動實驗指導(dǎo)書》為基本教材；以所購置的電機及電氣技術(shù)實驗系列裝置為平臺，以與其硬件配套實驗課程指導(dǎo)書為輔助教材；結(jié)合電機及拖動實驗電子教案，擬組織教師編制“助教型”兼“助學(xué)型”的多媒體教學(xué)課件，建設(shè)和完善學(xué)院實驗中心網(wǎng)頁上電機及拖動實驗課程網(wǎng)站。

2.6實行開放式實驗教學(xué)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

積極創(chuàng)造條件開放實驗室，包括在實驗項目、實驗操作、實驗時間的開放，可最大限度地調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生在實驗室開放時間獨立主動地進(jìn)行各項實驗操作，正確測得各項實驗數(shù)據(jù)，并對自己感興趣的問題進(jìn)行較為細(xì)致深人的研究。對綜合性實驗，要求實驗報告達(dá)到小論文的水平。

3 結(jié)語

電機及拖動課程教學(xué)內(nèi)容改革已在我校實施，在教學(xué)中取得了較為明顯效果，得到了學(xué)生的好評。考核制度改革是改革的下一個目標(biāo)。電機及拖動課程教學(xué)改革是一個不斷探索、不斷完善的過程，希望能與有關(guān)專家、同行共同交流與研究，為自動化、測控技術(shù)與儀器、電氣工程及其自動化專業(yè)的發(fā)展而努力。

參考文獻(xiàn)：

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篇5

關(guān)鍵詞：預(yù)習(xí)到位；分析問題；解決問題；人才；實踐能力

中圖分類號：F240 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）36-0067-02

實驗室的實驗教學(xué)和研究工作，對于建設(shè)研究型的國家重點大學(xué)的重要性是大家公認(rèn)的。這從眾多諾貝爾獎獲得主往往是從實驗室走向領(lǐng)獎臺這一現(xiàn)象，可以得到證明，也越來越引起大家的重視。

《電機與拖動基礎(chǔ)》課程的實驗課，不僅僅是該課程的重要實踐環(huán)節(jié)，而且是強電理論教學(xué)的感性深化和補充。通過實驗，學(xué)生們普遍對強電產(chǎn)生探索的欲望。學(xué)生們在實驗中提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，使學(xué)生們對這門重要的專業(yè)課程的認(rèn)識有質(zhì)的飛躍。

大家都知道，國內(nèi)高校實驗室基本上停留在勉強完成課程規(guī)定的實驗教學(xué)內(nèi)容。雖然年年都提出要提高學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，口號是年年提，但是收效甚微。可以說，實際分析問題和解決問題的能力正在逐年下降。以至于用人單位一再發(fā)出“現(xiàn)在的畢業(yè)生能力越來越差”的反饋信息。

《電機與拖動基礎(chǔ)》實驗的指導(dǎo)教師與任課教師團(tuán)隊，是一支熱愛專業(yè)、矢志不渝的中年教師團(tuán)隊。面對學(xué)生實際能力下降的嚴(yán)酷現(xiàn)實，盡管他們工作繁重，卻深切感受到實驗課的重要性，多年來實驗的指導(dǎo)教師與任課教師密切配合，一直努力通過實驗來提高學(xué)生們對《電機與拖動基礎(chǔ)》課程的認(rèn)識，啟發(fā)他們自己在實驗中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。在這個實驗團(tuán)隊的不懈努力下，終于摸索出了一條途徑，使學(xué)生們由被動應(yīng)對盲目完成任務(wù)轉(zhuǎn)變到對實驗感到有趣，有探索的愿望。指導(dǎo)團(tuán)隊在欣喜之余也深感寬慰，幾年的辛勤耕耘終于結(jié)出了喜人的碩果。

實驗指導(dǎo)教師團(tuán)隊是從仔細(xì)分析學(xué)生們的實驗全過程開始的。從中了解到絕大多數(shù)學(xué)生參加實驗的表現(xiàn)是，實驗前的預(yù)習(xí)基本上是走過場，比較認(rèn)真的同學(xué)照著實驗指導(dǎo)書抄一遍實驗內(nèi)容和實驗步驟；差一點的同學(xué)就在實驗前匆匆的瀏覽一下實驗指導(dǎo)書，就算預(yù)習(xí)了。過去較為簡單的實驗同學(xué)們基本都能應(yīng)付，但是現(xiàn)在《電機與拖動基礎(chǔ)》實驗難了，開始實驗后，學(xué)生們機械地按實驗指導(dǎo)書的步驟進(jìn)行操作，不經(jīng)過自己的思考，不懂得實驗指導(dǎo)書中為什么要求這樣操作，于是，在操作中出現(xiàn)了問題，更沒有經(jīng)過自己的大腦思考，就舉手示意，請指導(dǎo)教師來幫助解決。

實驗指導(dǎo)團(tuán)隊認(rèn)識到，學(xué)生實驗不認(rèn)真的根本原因在于“預(yù)習(xí)不到位”！使很多學(xué)生對實驗要達(dá)到什么樣的目的根本不了解，也不知道為什么實驗指導(dǎo)書要求學(xué)生這樣來操作。指導(dǎo)教師幫助解決了實驗中出現(xiàn)的各種問題，學(xué)生們很少去想一下，為什么有時候指導(dǎo)老師僅僅簡單地做了一下檢查或是調(diào)節(jié)了幾個電阻，實驗中的問題就解決了。本來通過實驗中出現(xiàn)的問題，可以使同學(xué)們從問題的解決中學(xué)到更多的東西，可惜由于沒有經(jīng)過自己的思考、分析，問題就滑過去了。今后在實際工作中真的要是碰上了類似的問題，可能仍然是一片茫然。

一、認(rèn)準(zhǔn)了實驗前的預(yù)習(xí)這個重要環(huán)節(jié)，就要求學(xué)生們學(xué)會怎樣去預(yù)習(xí)

讓學(xué)生們重視預(yù)習(xí)并要求在實驗前寫出預(yù)習(xí)報告，實驗開始前抽查，沒有預(yù)習(xí)報告的要補上預(yù)習(xí)報告才能參加實驗。現(xiàn)以進(jìn)行直流他勵發(fā)電機外特性實驗為例，要求學(xué)生們在“預(yù)習(xí)報告”中做到以下幾點：

1.我們要教會同學(xué)按照實驗線路圖接好實驗線路后，首先要先將實驗線路中所用到的開關(guān)、電阻調(diào)整到什么位置？

2.明確被試電機是誰？被試電機的銘牌參數(shù)是什么？被試電機所用的儀表是那些？如何起動電機？起動電機后依次調(diào)節(jié)的電阻是那幾個。

3.我們?nèi)绾螜z查并勵直流發(fā)電機電壓是否建立起來了。

4.如果并勵直流發(fā)電機電壓不能建立，我們應(yīng)該如何操作。

5.測并勵直流發(fā)電機外特性時，我們要將被試電機調(diào)節(jié)到何種情況下可以開始記錄實驗數(shù)據(jù)，記錄實驗數(shù)據(jù)時要保持那些條件不變？測量那些實驗數(shù)據(jù)？測量到何點時可以結(jié)束并勵直流發(fā)電機外特性的測量？

6.請指導(dǎo)教師檢查并勵直流發(fā)電機外特性實驗數(shù)據(jù)時，實驗臺上的應(yīng)該維持何種狀態(tài)？都需要明確。

二、在“預(yù)習(xí)到位”的基礎(chǔ)上，啟發(fā)學(xué)生分析問題和解決問題的能力

每次實驗開始前，要帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實驗線路分析，提出實驗中可能出現(xiàn)的問題，應(yīng)該如何解決這些問題。

例如：進(jìn)行直流并勵發(fā)電機外特性實驗

如果進(jìn)行并勵直流發(fā)電機電壓外特性實驗時，下圖中A4電流表的讀數(shù)突然為0，我們就應(yīng)該教會同學(xué)如何進(jìn)行分析，如何將沒有問題的電路剝離，如何保留下有與無電流相關(guān)的電路，如何分析出將可能出現(xiàn)問題的器件是那一個（介紹這種分析方法的具體名稱：如故障排除法，同時介紹和鼓勵同學(xué)們，可以將此方法用于那些方面和那些類型的實驗中），更換問題器件，保護(hù)電路保險管的操作步驟。故障排除后如何恢復(fù)沒有進(jìn)行完的實驗內(nèi)容。

三、鼓勵學(xué)生開動大腦，實驗中盡量自力更生

讓同學(xué)們明白在實驗中出現(xiàn)問題是很正常的一件事情，過去學(xué)生們一遇到問題就請教師幫忙。現(xiàn)在由于“預(yù)習(xí)到位”，加上實驗前的電路分析，學(xué)生們已開始自己動腦子了，對此指導(dǎo)團(tuán)隊總是給予積極的鼓勵。自己動手仍然解決不了的問題，教師才能伸出援手。但這已經(jīng)是和過去大大不相同了。

篇6

關(guān)鍵詞：大型電機；安裝；控制要點；

電機安裝質(zhì)量的好壞，直接影響電機的運行安全和使用壽命。電機安裝調(diào)整主要包括安裝基礎(chǔ)的調(diào)整和準(zhǔn)備、電機吊裝、軸承座安裝調(diào)整、氣隙調(diào)整、聯(lián)軸器調(diào)整等工作。

一、大型電機安裝控制要點

1.設(shè)備的開箱檢查。一是核對電機的銘牌，其型號、功率應(yīng)與設(shè)計相符，隨機附件、備件應(yīng)與裝箱單相符，出廠檢驗資料齊全。二是外觀檢查電機各部件有無變形和損傷，電機底板、地腳螺栓、錨板、聯(lián)軸器等尺寸是否符合設(shè)計要求，外觀油漆是否完整。

2.電機吊裝和抽芯。作為電機安裝的重要步驟，轉(zhuǎn)子抽芯必不可少。根據(jù)起重設(shè)備和電機的具體特點，總結(jié)出“橫擔(dān)抽軸法”，操作步驟如下。根據(jù)需要準(zhǔn)備橫擔(dān)一根（適當(dāng)管徑和長度的鋼管），將轉(zhuǎn)子主軸端套鋼管，用10t吊車掛5t 手動葫蘆，5t手動葫蘆和鋼絲繩分別掛在橫擔(dān)兩端。再用兩個3t手動葫蘆分別掛在橫擔(dān)兩端，并分別套在聯(lián)軸器端和假軸鋼管上。用5t和3t手動葫蘆調(diào)整橫擔(dān)平行和定子與轉(zhuǎn)子的間隙，待間隙均勻后移動10t吊車將轉(zhuǎn)子緩緩抽出。采用橫擔(dān)抽軸法提高了轉(zhuǎn)子移動過程中的穩(wěn)定性，如果設(shè)備條件允許，采用主鉤和副鉤配合使用的方法則可以增加穩(wěn)定性。值得注意的是，由于定轉(zhuǎn)子間隙很小，而定子內(nèi)的鐵心、繞組等機械強度差，操作不當(dāng)將可能帶來損傷，因此整個操作過程必須小心、緩慢。

3.磁場中心線的調(diào)整。電機轉(zhuǎn)子在軸承座上調(diào)整就位后，需要對電機定轉(zhuǎn)子的相對位置進(jìn)行調(diào)整，以保證電機運行中磁場中心的重合，避免電機運行起來后產(chǎn)生軸向串動。通常，定轉(zhuǎn)子的幾何中心線即是磁場中心線的重合位置，因此調(diào)整磁場中心線即是調(diào)整定轉(zhuǎn)子的中心位置。實際調(diào)整工作中，即是使轉(zhuǎn)子與定子兩鐵心端面距離相等，參見圖1，即a=b 時，表明兩磁場中心線是重合的。圖1中a）表示兩磁場中心線重合，b）表示兩磁場中心線不重合。調(diào)整的具體做法是在定轉(zhuǎn)子兩端對應(yīng)處各選四點，用刻度尺測量a 和b 的數(shù)值，用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法判斷定子的移動方向和大小。

圖1 定轉(zhuǎn)子鐵心端面對齊

4.底板的安裝。一是安裝前用清洗劑清除底板的防銹油，然后用布擦干凈，對軸承座和定子機座安裝面應(yīng)注意檢查有無碰傷和銹蝕，檢查底板螺桿絲扣有無損壞，并試擰一次。若有類似缺陷應(yīng)進(jìn)行修復(fù)。二是將底板吊入基坑，平穩(wěn)放在已調(diào)整好的墊板上，同時放入已清洗好的螺桿。在預(yù)先已測好的中心標(biāo)板上用線架和細(xì)鋼絲放出縱橫中心線，用線垂測量并調(diào)整底板，使底板的縱橫中心線與基礎(chǔ)的縱橫中心線相吻合。調(diào)整底板時，只能用千斤頂或橇杠，不得直接錘打底板。三是利用預(yù)先測定好的底板標(biāo)高用平尺和水平儀檢查并調(diào)整底板標(biāo)高，使其達(dá)到設(shè)計要求。四是用平尺和框式水平儀檢查底板水平度，調(diào)整墊鐵使底板水平度誤差小于0.15mm/m，全長小于0.3mm，標(biāo)高誤差為±0.5mm，縱橫軸線誤差小于0.5mm。五是在擰緊地腳螺栓前檢查螺桿應(yīng)與錨板表面相互垂直，錨板表面應(yīng)全部與基礎(chǔ)面接觸，否則應(yīng)處理基礎(chǔ)表面。采用對角循環(huán)法擰緊地腳螺栓，使各螺栓受力均勻，螺桿上部絲扣應(yīng)露2～5扣。

5.氣隙調(diào)整。在電機定子和轉(zhuǎn)子基本就位后，要對定轉(zhuǎn)子間的氣隙進(jìn)行調(diào)整，使定轉(zhuǎn)子四周氣隙均勻。氣隙調(diào)整得不好，電機運行中振動和噪聲大，嚴(yán)重時可能造成掃膛事故。首先在定子鐵心兩側(cè)端面按水泵旋轉(zhuǎn)方向（每隔90°）均勻地畫出四點，分別標(biāo)志為a，b，c，d（聯(lián)軸器端）和a′，b′，c′，d′（軸伸端），用塞尺進(jìn)行測量。然后將轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)90°測量下一組數(shù)據(jù)。通常要求測量次數(shù)不少于4 次，計算平均值。氣隙應(yīng)力求均勻，并要求最大值或最小值與平均值之差的絕對值不超過平均值的10%。如果不滿足要求就要根據(jù)測量情況調(diào)整氣隙，具體做法是在定子底座增加或減少墊鐵厚度。需要注意的是，調(diào)整電機氣隙時，要考慮到電機運行起來后定、轉(zhuǎn)子間氣隙的變化情況。在按照靜態(tài)下測出的氣隙進(jìn)行調(diào)整時，還應(yīng)留出電機運行時因電磁場變化和溫度升高等因素的偏差量，通常情況下冷態(tài)時上氣隙應(yīng)比下氣隙大0.05mm。同時還要考慮，測量電機氣隙時轉(zhuǎn)軸在下軸瓦上是靜止?fàn)顟B(tài)，一旦運行后，軸頸與軸瓦間要建立起油膜，使轉(zhuǎn)子抬高。油膜厚度一般按0.05mm考慮，事實上，除油膜抬高轉(zhuǎn)子之外，還要考慮其他因素，比如，軸瓦的長期磨損要使轉(zhuǎn)子降低些，另外定子溫度升高膨脹及軸承座的膨脹因素等。因此，調(diào)整氣隙應(yīng)全面考慮各種因素，一般情況下在調(diào)整氣隙時應(yīng)使上部氣隙比下部氣隙大0.1～0.15mm。另外，由于定轉(zhuǎn)子鐵芯形態(tài)極不規(guī)則，作為鼠籠異步電機氣隙值往往比較小，比如Y1000/1430 型高壓電機氣隙僅1.5mm，因此氣隙的測量和調(diào)整需要足夠的耐心和細(xì)致。

6.電機定子和轉(zhuǎn)子安裝調(diào)整就位后，還要考慮到電機聯(lián)軸器與被拖動設(shè)備聯(lián)軸器軸心線重合的問題。為使機組運行平穩(wěn)，要求兩個聯(lián)軸器的端面應(yīng)相互平行，同時要使被拖動設(shè)備轉(zhuǎn)子軸心線的延長線與電機轉(zhuǎn)子軸心線的延長線重合，否則電機將不能平穩(wěn)工作。聯(lián)軸器的調(diào)整應(yīng)采用下張口連接方式，這是因為電機轉(zhuǎn)子和被拖動設(shè)備轉(zhuǎn)子都相當(dāng)重，在重力作用下轉(zhuǎn)軸會出現(xiàn)不同程度的撓度，撓度大小與電機轉(zhuǎn)子和被拖動設(shè)備自身重量、軸的長度和直徑有關(guān)。轉(zhuǎn)軸長度越長，直徑越細(xì)、重量越重，其撓度越大。所以，兩個軸往往不能絕對水平，一般是使兩端的軸瓦稍高些。用塞尺測量兩聯(lián)軸器的軸向間隙，用千分尺測量徑向間隙。為了盡量減少測量誤差，應(yīng)將聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動0°、90°、180°、270°4個位置分別測出徑向和軸向間隙。對于滑動軸承，在冷態(tài)下測量時，要考慮到電機運行后建立起來的油膜抬高電機轉(zhuǎn)子的因素。根據(jù)經(jīng)驗，在實際調(diào)整中，當(dāng)電機聯(lián)軸器的徑向間隙低于被拖動設(shè)備聯(lián)軸器0.05mm時，運行效果較好。

二、大型電機軸電流的防治方法

對于大中型電機軸電流的防治，在電機安裝調(diào)整工作中是不容忽視的環(huán)節(jié)。由于制造水平的限制，軸電壓的產(chǎn)生是不可避免的，如不采取措施，則有可能在電機轉(zhuǎn)軸與軸承座間形成軸電流。軸電流對電機的運行不利，嚴(yán)重的會造成燒瓦事故。對于軸電流的防治，通常的做法是在軸承座下安裝絕緣墊板。另外，在軸承座與電機底板連接處也要有絕緣措施，比如固定螺栓與軸承座連接處要加裝絕緣墊圈。當(dāng)電機及聯(lián)軸器等調(diào)試合格后，應(yīng)用定位銷釘定位，定位銷釘?shù)氖褂靡矐?yīng)有絕緣措施，比如銷釘與金屬件間加電工紙板隔套，或者直接使用足夠強度的絕緣材料銷釘。總之要切斷軸電流的流通通道，避免軸電流在電機轉(zhuǎn)軸與底板間形成回路。

大中型電機的安裝是一項復(fù)雜而且技術(shù)要求較高的工作。在調(diào)整聯(lián)軸器軸向及徑向間隙時有可能導(dǎo)致電機氣隙值的變化，也可能影響到電機定子和轉(zhuǎn)子磁場中心位置的變化。同時在電機調(diào)試時還要考慮各相關(guān)量的動態(tài)變化，比如電機和被拖動設(shè)備運行起來后可能引起的氣隙值變化等。所以，在實施電機安裝調(diào)試前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，統(tǒng)籌考慮，制定科學(xué)合理的操作方案，必要時還要對操作人員進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]康曉陽.電動機控制線路安裝方法與技巧[J].科技信息，2010（25）.

篇7

關(guān)鍵詞：電力傳動；工業(yè)設(shè)備；實踐教學(xué)；人才培養(yǎng)

隨著我國制造業(yè)由勞動密集型向知識密集型的轉(zhuǎn)變，膠東半島制造業(yè)基地不斷升級與擴(kuò)建，社會對電力傳動領(lǐng)域的應(yīng)用型技術(shù)人才需求急劇增加。與此同時，對應(yīng)聘者的綜合素質(zhì)要求也不斷提高，不僅要求應(yīng)聘者具備扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，更重要的是具有一定的工程實踐操作能力和開拓創(chuàng)新意識。

山東工商學(xué)院作為一所省屬院校，秉著服務(wù)社會主義市場經(jīng)濟(jì)、支持膠東半島企業(yè)發(fā)展，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的辦學(xué)理念，大力支持電氣工程及其自動化專業(yè)的發(fā)展，在大力提高師資隊伍水平的同時，積極引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的工業(yè)技術(shù)設(shè)備。為增強學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力，為了提高我校畢業(yè)生在電力傳動領(lǐng)域的競爭力，特創(chuàng)建了abb電力傳動實驗室。

一、實驗室和專業(yè)課程的地位

“電力拖動自動控制系統(tǒng)”是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，是“電機及拖動基礎(chǔ)”、“電力電子技術(shù)”、“自動控制理論”和“可編程控制器”等幾門專業(yè)基礎(chǔ)課程綜合運用的體現(xiàn)。[1，2]通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對各類交、直流電機調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速原理有比較全面的了解。但是，現(xiàn)有的教材為了便于闡述清楚各種調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及原理，通常采用傳統(tǒng)的模擬檢測裝置與控制器，與現(xiàn)在工業(yè)上普遍采用的全數(shù)字控制系統(tǒng)有很大的區(qū)別。[3]

abb電力傳動實驗室采用的是工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備，是一種全數(shù)字控制電力傳動系統(tǒng)，通過對該傳動系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，不但可以加深學(xué)生對交、直流調(diào)速系統(tǒng)的理解，還能將枯燥的理論學(xué)習(xí)與工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的實際操作相結(jié)合，極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。更重要的是通過對現(xiàn)場設(shè)備的認(rèn)識和了解，熟悉工業(yè)現(xiàn)場的傳動系統(tǒng)的構(gòu)成與操作，能幫助即將步入工作崗位的畢業(yè)生盡快掌握工業(yè)現(xiàn)場電力傳動系統(tǒng)的操作與控制，并具有一定的系統(tǒng)設(shè)計能力，大大減少用人單位的崗前培訓(xùn)時間。

因此，“電力拖動自動控制系統(tǒng)”的理論教學(xué)與實驗室的調(diào)速系統(tǒng)的實踐操作是促使學(xué)生全面掌握調(diào)速系統(tǒng)的不可或缺的兩個方面，理論學(xué)習(xí)指導(dǎo)實踐操作，實踐操作反過來加深對理論的認(rèn)識。通過對工業(yè)設(shè)備的現(xiàn)場操作大大提高學(xué)生的實踐動手能力，對工業(yè)調(diào)速系統(tǒng)有一個系統(tǒng)的、具體的認(rèn)識，為今后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

二、實驗室建設(shè)

實驗室建設(shè)包括兩個部分，一部分是基于天煌教儀的電力電子與電機控制實驗室，另一部分是abb電力傳動實驗室。由于課堂教學(xué)主要偏重于調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運行理論，為實驗和實踐提供理論指導(dǎo)。電力電子與電機控制實驗室主要是用于開設(shè)一些驗證性實驗，加深對交、直流調(diào)速系統(tǒng)運行原理的理解。abb電力傳動實驗室主要是讓學(xué)生熟悉各種工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備及傳動系統(tǒng)的構(gòu)成，培訓(xùn)學(xué)生對工業(yè)現(xiàn)場常用的交、直流調(diào)速系統(tǒng)的操作，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)一些較簡單控制系統(tǒng)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.電力電子與電機控制實驗室建設(shè)

電力電子與電機控制實驗室擁有10臺天煌教儀的djdk-1型實驗裝置。該實驗裝置采用掛件結(jié)構(gòu)，可根據(jù)不同實驗內(nèi)容進(jìn)行自由組合，故結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便；其次，實驗連接線采用強、弱電分開的手槍式插頭，兩者不能互插，避免強電接入弱電設(shè)備，造成該設(shè)備損壞；另外，該裝置的控制屏供電采用三相隔離變壓器隔離，設(shè)有電壓型漏電保護(hù)裝置和電流型漏電保護(hù)裝置，切實有效保護(hù)操作者的人身安全，為開放性的實驗室創(chuàng)造了前提條件。通過該實驗室，可以比較輕松地實現(xiàn)交、直流電機的各種控制策略。當(dāng)前該實驗室所開的實驗有：單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)、邏輯無環(huán)流直流調(diào)速系統(tǒng)、雙閉環(huán)三相異步電機調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)和spwm變頻變頻調(diào)速實驗等。這些實驗對于加深學(xué)生對各類調(diào)速系統(tǒng)原理的理解具有十分重要的意義，但對于提高學(xué)生的實踐動手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識沒有太大的幫助，因此有必要組建另外一個培養(yǎng)工程實踐能力的實驗室。

2.abb電力傳動實驗室的建設(shè)

abb電力傳動實驗室采用的是瑞典abb公司為工業(yè)傳動而生產(chǎn)的成熟產(chǎn)品。由于該實驗室采用與工業(yè)應(yīng)用完全一致的產(chǎn)品線和設(shè)計結(jié)構(gòu)，確保教學(xué)實驗與實際工業(yè)應(yīng)用的無縫連接，有助于解決電氣傳動的課堂教學(xué)與實踐相脫節(jié)的問題。考慮到當(dāng)前工業(yè)電力傳動控制，既有高性能的交流傳動控制，也有傳統(tǒng)的直流傳動控制，因此我們采購的控制系統(tǒng)有交流傳動的acs800標(biāo)準(zhǔn)低壓dtc變頻調(diào)速系統(tǒng)、acs800 iv象限dtc變頻調(diào)速系統(tǒng)、acs550風(fēng)機/水泵專用變頻調(diào)速系統(tǒng)，直流傳動的dcs800 12脈直流調(diào)速系統(tǒng)。abb電力傳動實驗室所開出的實驗涵蓋了一些常見的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，學(xué)生通過對該系統(tǒng)的實際操作，能夠了解和掌握目前工業(yè)領(lǐng)域，尤其礦山領(lǐng)域中絕大多數(shù)變頻調(diào)速系統(tǒng)的工藝和操作，很好地解決了當(dāng)前畢業(yè)生普遍缺乏工程實踐動手能力的問題。

三、教學(xué)內(nèi)容和體系的完善

由于專業(yè)課的授課課時和實驗課時均很有限，而各種新的控制思想和控制方法不斷出現(xiàn)，并且社會對人才培養(yǎng)提出了更高的要求，在這種情況下，如何提高課程的教學(xué)質(zhì)量和有效利用實驗課時已成為“電力拖動控制系統(tǒng)課程”教學(xué)任務(wù)中不容回避的重要問題。[4]

1.修改教學(xué)大綱，增加現(xiàn)代調(diào)速內(nèi)容

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，全數(shù)字的pwm交流控制系統(tǒng)已成為當(dāng)前工業(yè)控制主流，而教科書中的直流調(diào)速、基于晶閘管的交流控制仍然占據(jù)很大的篇幅，因此有必要修改教學(xué)大綱。修訂后的教學(xué)大綱減少直流調(diào)速的內(nèi)容，保留原有的交流電機變頻調(diào)速的基本原理、感應(yīng)電動機變頻調(diào)速的機械特性以及感應(yīng)電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)，重點分析基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制（vc）和基于定子磁場定向的直接轉(zhuǎn)矩控制（dtc），最后介紹自控變頻同步電動機控制系統(tǒng)、無刷直流電動機和永磁同步電動機的自控變頻控制系統(tǒng)。

2.強化實驗環(huán)節(jié)，深化對調(diào)速系統(tǒng)的理解

實驗是學(xué)好電力傳動不可缺少的一個環(huán)節(jié)，根據(jù)實際情況將實驗課分為兩個部分，一部分實驗課是隨著課程教學(xué)進(jìn)度而開設(shè)的驗證性實驗，該實驗在電力電子與電機拖動控制實驗室進(jìn)行。此類實驗的目的是加深學(xué)生對各類調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速原理的理解。另外一部分實驗課時是安排在學(xué)期末為期一周的課程設(shè)計。課程設(shè)計的目的是在學(xué)生對電力拖動自動控制系統(tǒng)已經(jīng)有了比較全面了解的基礎(chǔ)上，對矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。由于電機拖動實驗室的實驗平臺不能滿足這類實驗的要求，因此將此課程設(shè)計安排在裝有matlab軟件的計算機房。matlab是工業(yè)控制領(lǐng)域常用的仿真軟件，其中simulink\simpowersystems工具箱為搭建電力拖動控制系統(tǒng)提供豐富的模型。[5]利用軟件提供的電機模型、逆變器模型等，按照矢量控制策略和直接轉(zhuǎn)矩控制策略分別搭建控制系統(tǒng)模型，并進(jìn)行仿真。[5]利用軟件仿真還有一個優(yōu)點就是可以很方便地修改參數(shù)和查看仿真結(jié)果。例如在矢量控制器設(shè)計過程中，需要反復(fù)修改pi控制器參數(shù)，直到系統(tǒng)滿足各項指標(biāo)。

  這個課程設(shè)計的目的有兩個：一是讓學(xué)生學(xué)會運用matlab搭建電力拖動控制系統(tǒng)模型；二是要了解交流調(diào)速系統(tǒng)的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的結(jié)構(gòu)和原理，為下一階段的交流調(diào)速系統(tǒng)的操作打下堅實的基礎(chǔ)。

3.加強實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)實際操作能力和創(chuàng)新能力

具有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才培養(yǎng)，不僅要使學(xué)生具有較扎實的調(diào)速理論知識，同時還要有系統(tǒng)思維、工程實踐能力和創(chuàng)新意識。而電力電子與電機拖動實驗室的現(xiàn)有的教學(xué)儀器和matlab軟件顯然不能完全滿足我們的人才培養(yǎng)要求，因此abb電力傳動實驗室的建設(shè)就顯得很有必要。工程實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)主要安排在大四第二學(xué)期，此時學(xué)生的理論學(xué)習(xí)已基本完成。接下來將電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)生分為兩個方向：一個是電力傳動及其自動化方向，一個是電力系統(tǒng)及其自動化方向。電力傳動及其自動化方向的學(xué)生必須要參加abb電力傳動實驗室的培訓(xùn)。這一階段的培訓(xùn)按調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成分為三個模塊：dcs800直流調(diào)速系統(tǒng)；acs550變頻調(diào)速系統(tǒng)；acs800變頻調(diào)速系統(tǒng)。在進(jìn)行操作之前要對各調(diào)速系統(tǒng)的硬件、軟件作一個詳細(xì)的介紹。這里以dcs800直流調(diào)速系統(tǒng)為例，其硬件包括dcs800 12脈串聯(lián)直流傳動系統(tǒng)、12脈移相變壓器、abb ac800m plc系統(tǒng)和abb panel pp836四個部分。軟件包括dcs800直流傳動系統(tǒng)固件、ac800m plc編程軟件cbm和pp836編程軟件panel builder 800。在對系統(tǒng)的各部分有了充分了解的基礎(chǔ)上，就可以開始進(jìn)行現(xiàn)場操作培訓(xùn)。操作控制包括用操作面板操作變流器、用drivewindow操作變流器、用柜門按鈕操作變流器、用plc和pp836操作變流器，在掌握好這四種現(xiàn)場操作的基礎(chǔ)上接下來再進(jìn)行通信方式切換操作、12脈傳動系統(tǒng)和6脈傳動系統(tǒng)的切換操作、再生制動現(xiàn)場操作等。通過這種循序漸進(jìn)的培訓(xùn)，學(xué)生基本上掌握了工業(yè)現(xiàn)場直流調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成和操作，其實踐動手能力有了顯著提高。由于有了這一階段的培訓(xùn)，大大節(jié)省了用人單位的崗前培訓(xùn)時間，提高了畢業(yè)生實踐動手能力。

創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要通過學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計來實現(xiàn)。首先，為了讓學(xué)生更好地了解工業(yè)現(xiàn)場情況和一些常見的控制系統(tǒng)要求，abb電力傳動實驗室提供了一些視頻資料供學(xué)生們學(xué)習(xí)，并給出了部分控制工程的解決案例。這些資料對于今后從事電力傳動的學(xué)生具有十分重要的參考意義。電力傳動控制畢業(yè)設(shè)計的被控對象一般為實驗室的30kw的電機，根據(jù)控制要求設(shè)計一套合適的控制程序，在實驗室完成對這個被控對象的控制。例如：要求學(xué)生按照控制要求要求編寫一套plc控制程序，包括起、制動時間的限制，按要求加減速等。畢業(yè)答辯時需要把該程序下載到ac800m plc，檢驗該控制系統(tǒng)能否達(dá)到預(yù)先給定的要求。

通過對電力傳動系統(tǒng)為期一年的學(xué)習(xí)，學(xué)生們基本上掌握了交、直流傳動的運行原理及其特性、調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成以及工業(yè)調(diào)速系統(tǒng)的操作和開發(fā)，大大增強了學(xué)生的實踐動手能力和創(chuàng)新意識，為今后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

以“abb電力傳動實驗室”為依托，以“電力拖動自動控制系統(tǒng)”為理論指導(dǎo)，以培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的應(yīng)用型人才為目標(biāo)。這種基于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的人才培養(yǎng)模式，不但可以極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時也能更有針對性地促進(jìn)教學(xué)改革，將各專業(yè)基礎(chǔ)課有效地結(jié)合起來，形成一個有機的整體。這種新的人才培養(yǎng)模式對于緩解半島制造企業(yè)和礦山企業(yè)所需的大批電力傳動專業(yè)技術(shù)人才緊缺，提高當(dāng)前畢業(yè)生解決實際工程問題的動手能力都具有十分重要的意義，同時也為學(xué)校贏得了較好的聲譽。

參考文獻(xiàn)：

[1]阮毅,陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)運動控制系統(tǒng)(第4版)[m].北京:機械工業(yè)出版社,2010.

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[3]曾岳南,鄧則名,章云,等.電力電子與電力傳動實驗教學(xué)[j].實驗室研究與探索,2005,(24):141-142.

篇8

關(guān)鍵詞：形象化教學(xué)；逆向分析；創(chuàng)新思維；主動性

作者簡介：張今朝（1971-），男，安徽廬江人，嘉興學(xué)院機電工程學(xué)院，講師；王燕芳（1978-），女，浙江諸暨人，嘉興學(xué)院機電工程學(xué)院，研究實習(xí)員。（浙江嘉興314001）

基金項目：本文系嘉興學(xué)院機電工程學(xué)院2011年度教改項目（項目編號：JD2011A07、JD2011A04）的研究成果。

中圖分類號：G642.4     文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）10-0066-02

電機類課程主要包括“電機學(xué)”、“電機及拖動”、“電力拖動與自動控制系統(tǒng)”等，是電氣及其自動化專業(yè)的主要課程，也是傳動與控制工程學(xué)科的支柱課程。這些課程涉及電路原理、控制理論、電力電子技術(shù)、信號處理等方面的知識。由于專業(yè)知識牽涉其他課程知識較多，傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法難以在有限的教學(xué)時間里，使學(xué)生能聽懂和掌握。因此，探索新的有效的教學(xué)方法，提高電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)水平和質(zhì)量，有著重要的建設(shè)意義。[1-3]

另外，在新的歷史條件下，大眾化高等教育已不同于精英教育，傳統(tǒng)的教學(xué)方法不再適合大部分學(xué)生。[4]探索一種多元化、簡明式、重實踐的教學(xué)方法更有利于學(xué)生的培養(yǎng)。本文針對電機類課程教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行了深入分析，并提出一些新的見解和思路，對于學(xué)生畢業(yè)后能快速融入社會，適應(yīng)工作崗位有著重要的現(xiàn)實意義。

一、課程教學(xué)中幾個主要的學(xué)習(xí)障礙

隨著現(xiàn)代電機設(shè)計及控制領(lǐng)域技術(shù)的不斷深化，無論是實際應(yīng)用還是理論研究，電機作為研究對象的分類都是極為豐富的，從普通的直流電機和交流電機，再細(xì)分到有刷直流電機、單相和多相的交流異步電機、同步電機、微特電機等，研究內(nèi)容從電機本體到運動控制自動化系統(tǒng)，范圍極其廣泛。但在大學(xué)本科階段，課程設(shè)置只是最基本的三門：電機學(xué)、電力拖動與控制基礎(chǔ)（有的把這兩門課劃為一門電機與拖動）、電力拖動與自動控制系統(tǒng)。有的學(xué)校還另設(shè)交流調(diào)速或控制電機課程。內(nèi)容安排基本以直流電機、交流電機及拖動為主，這是掌握后續(xù)課程的基礎(chǔ)。盡管內(nèi)容不是很多，要在有限的課時里，掌握好電機類課程相關(guān)知識，如果缺少有效的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)熱情，效果只能是事倍功半。

1.學(xué)習(xí)過程困惑不斷，興趣銳減

筆者在幾年的教學(xué)工作調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在剛接觸電機類課程時，興趣很濃，并且想把這門課學(xué)好、學(xué)透。因為教學(xué)安排的上課時間過于集中，內(nèi)容過多，教師必須在有限的課時里，把所有的內(nèi)容灌輸給學(xué)生。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生遇到的難點越積越多，第一個問題還沒有弄懂，新的問題又接踵而至。時間一長，學(xué)生就毫無招架之力，興趣也就不復(fù)存在。演變成最后的結(jié)果是：上課如聽天書，一頭霧水。這樣的惡性循環(huán)延續(xù)到期末，學(xué)習(xí)效果可想而知了。

2.教學(xué)方法不當(dāng)，學(xué)生暈頭轉(zhuǎn)向

在課堂教學(xué)上，有的老師照本宣科，學(xué)生也覺得沒有必要再聽下去，最終造成課堂教學(xué)很被動。

在一些基本概念上，老師沒有講透，本來就是比較抽象的東西，如電機定、轉(zhuǎn)子氣隙之間的磁場（或磁鏈）形狀和運動狀態(tài)，如何用轉(zhuǎn)差率體現(xiàn)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢大小和方向等，如果類似這些概念學(xué)生一開始就沒有弄懂，后續(xù)內(nèi)容學(xué)生也不會明白的。當(dāng)然，有的內(nèi)容講得過細(xì)，學(xué)生也不容易接受。“電機拖動”課程中有很多公式，如果每個公式都經(jīng)過大幅度純數(shù)學(xué)推導(dǎo)，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較差的學(xué)生，便會陷在里面，不僅對數(shù)學(xué)公式無從下手，數(shù)學(xué)所表達(dá)物理意義更不會明白，從而逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。

3.實驗過程過于單調(diào)，無直觀認(rèn)識

實驗教學(xué)是電機類課程教學(xué)的重要一環(huán)，很多原理或參數(shù)測試需要在實驗平臺上驗證，也給學(xué)生提供了對理論知識作進(jìn)一步理解的機會。但現(xiàn)在很多學(xué)校的實驗室普遍采用的都是那種集成度很高的實驗柜（封閉掛箱），外觀上看，是面板加插線孔組成實驗平臺系統(tǒng)（如圖1所示）。這種實驗臺從面板示意圖來看比較直觀，操作上也比較方便。但是，學(xué)生在實驗過程中的學(xué)習(xí)效果并不理想。因為，所有的硬件設(shè)備封閉在一個柜子里，學(xué)生只能通過面版上的符號去了解設(shè)備之間的聯(lián)結(jié)，而對面板隔離下的硬件了解不夠，對實驗過程和結(jié)果只停留于膚淺的層面上，見效不大。

二、教學(xué)中的新思路探索

1.抽象概念的形象化教學(xué)

針對電機類專業(yè)知識較抽象、內(nèi)容較繁雜的情況，在教學(xué)一開始，需要讓學(xué)生了解這門課程大概的知識結(jié)構(gòu)。所以，教師需要對所講內(nèi)容有一個精心的設(shè)計和安排。

（1）精心設(shè)計授課內(nèi)容，把握全面，突出重點。按照知識點之間的連貫性，理出一條知識串，即知識結(jié)構(gòu)。考慮到大綱要求和給定的課時，將知識點進(jìn)行優(yōu)化，講授的內(nèi)容順序應(yīng)該是從直流到交流電機；其中交流電機部分，先講異步電機再講同步電機；而拖動部分的知識點，可以在每種電機基本概念講完之后補上，也可以集中在一起，這樣有利于知識的回顧和對比，在全面把握的基礎(chǔ)上，找出重點難點。如氣隙磁場、定子轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)、直流電機和交流電機的參數(shù)方程、轉(zhuǎn)差率、交直流電機的各種運轉(zhuǎn)狀態(tài)等，同步電機，重點是V形曲線和功角特性的原理；微特電機部分，可以不作重點講授，對每一種類型的控制電機做一個特性描述即可。

（2）知識難點，形象化教學(xué)方式逐一突破。電機作為一個實體對象，本身結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，難點主要集中在一些實實在在的卻看不見的東西上，例如磁鏈。很多學(xué)生在學(xué)完所有電機課程之后，對磁鏈的形態(tài)還是稀里糊涂，不明就里。其實，不管是教學(xué)上還是科研領(lǐng)域里，磁鏈的辨識和調(diào)節(jié)，本身就是一個難點，并且已涌現(xiàn)出很多深奧的估計算法和前沿的控制方法。對于剛接觸電機的學(xué)生來說，只能用最直觀的方法讓他們看得見。如對于直流電機來說，磁鏈的形狀在理想的狀態(tài)下是靜止的；而對于三相異步電機來說，它的三相合成磁場運行方式，類似于正旋轉(zhuǎn)于一個人腰間的呼拉圈，對于每個固定位置，磁場的大小起伏是正弦式變化，而合成磁場的最大值，則呈一個正圓在旋轉(zhuǎn)。這樣的解釋，學(xué)生們便更容易理解了。

（3）簡化電機模型推導(dǎo)過程，深入淺出。電機類課程的學(xué)習(xí)離不開電機及運動方程的推導(dǎo)和分析，例如電力拖動與自動控制系統(tǒng)部分的各參數(shù)方程和高階運動方程，其特點是多變量、強耦合、非線性。有的老師在這里忽略了學(xué)生接受能力，一頭鉆進(jìn)層層的公式推導(dǎo)中去。海量的板書工作，學(xué)生很難跟上老師的講解進(jìn)度，只能望黑板興嘆。在這里不防簡化一些，將公式先展現(xiàn)給學(xué)生，向?qū)W生介紹公式的類型、描述的狀態(tài)、相關(guān)參數(shù)即可。如下公式表示的在αβ坐標(biāo)系下，三相異步電動機以為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程。[5]講授重點不是公式的推導(dǎo)，而是狀態(tài)方程中，輸入量、輸出量和狀態(tài)變量的關(guān)系，特別是狀態(tài)變量的選擇，它對于輸入輸出的影響起到什么樣的作用。模型也只是選擇不同坐標(biāo)時所表達(dá)的一種形式而已。

2.逆向分析

在教學(xué)中，經(jīng)常會遇到電機調(diào)速和控制系統(tǒng)，學(xué)生有時難以將整個回路的原理全部理解。如圖2所示為三相電流閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。[5]為便于學(xué)生理解，可以采用逆向分析方法，即把控制的對象作為起點，根據(jù)5個模塊由后向前進(jìn)行原理分析，慢慢推進(jìn)。分析的順序為：1―2―3―4―5。對于模塊1，是控制對象，為一臺三相異步電動機，三相線接于定子，電動機的運行狀態(tài)，完全由三相線路中的電流（或電壓）及頻率來確定，而電流（或電壓）和頻率的變化則用模塊2部分的PWM控制逆變器來完成。3和4負(fù)責(zé)磁鏈計算及電流變換等。最后5的作用是控制信號的給定、轉(zhuǎn)子磁鏈調(diào)節(jié)及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。然后對每個模塊再分別進(jìn)行分析，講解的深入程度，要視情況而定，因為這5個模塊的內(nèi)容，如果展開細(xì)講，對于初學(xué)者都具有一定的難度。需要經(jīng)過后期的學(xué)習(xí)和實踐，再回過頭來學(xué)習(xí)才能徹底弄懂。

三、仿真實驗在教學(xué)中的作用

1.仿真環(huán)境中抽象概念的構(gòu)建

仿真模擬實驗，無疑是加深電機類專業(yè)知識理解的重要環(huán)節(jié)，也是進(jìn)行實體實驗前必須要做的工作。目前電機類課程所用的仿真軟件，以MATLAB軟件為主導(dǎo)，主要利用MATLAB語言和Simulink仿真環(huán)境對電機及傳動類系統(tǒng)進(jìn)行建模與控制模擬。[6]通過輸入輸出參數(shù)的波形來了解系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對于后續(xù)的實體實驗具有重要的參考和鋪墊作用。

例如，在異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）一節(jié)內(nèi)容里，涉及異步電機定子磁鏈估計與控制，磁鏈幅值的大小等于電壓與頻率的比值，的方向和磁鏈?zhǔn)噶繛檎魂P(guān)系，即磁鏈圓的切線方向。當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶吭诳臻g坐標(biāo)系中旋轉(zhuǎn)一周時，電壓矢量也會連續(xù)地按磁鏈圓的切線方向運動2π個弧度。開環(huán)條件下，通過驅(qū)動電壓逆變器的開關(guān)信號決定各種電壓矢量與零電壓矢量的切換來實現(xiàn)磁鏈調(diào)節(jié)，將電壓矢量的參考電壓矢量的參考點放在一起，則電壓矢量的軌跡也將會是一個圓。

通過簡單直觀的仿真模擬，學(xué)生就更容易掌握磁鏈變化的過程。

2.開放性實驗平臺的構(gòu)建是培養(yǎng)動手能力的關(guān)鍵

如果理論教學(xué)還停留在紙上談兵的狀態(tài)上，實驗教學(xué)則是培養(yǎng)學(xué)生動手能力，激發(fā)創(chuàng)新思維的根本。新的實驗教學(xué)應(yīng)該摒棄那種“插幾根線”就完成實驗操作的無效勞作，應(yīng)該有著新的實驗方法和思路。

（1）詳細(xì)的預(yù)案。基于實驗教學(xué)大綱和現(xiàn)有的實驗條件，學(xué)生在做實驗之前，必須自擬一套實驗方案，這種方案不一定按照大綱的“規(guī)范操作步驟”，而是根據(jù)自己理解特色，這種方案的制訂既可以是用表格形式，也可以用簡短報告形式。

（2）掌握實驗設(shè)備的基本特性和參數(shù)。實驗中所涉及的設(shè)備，其原理和參數(shù)描述，必須先逐個了解，并作記錄。如所用三相異步電動機的銘牌參數(shù)，轉(zhuǎn)子類型等；測功機的原理和精度，變頻器類型及相關(guān)參數(shù)等。設(shè)備上沒有標(biāo)出的，需要進(jìn)行查閱。

（3）自主搭建實驗平臺系統(tǒng)。實驗設(shè)備的搭建，是訓(xùn)練動手能力的關(guān)鍵。摒棄封閉式實驗插線柜，而是將所有的設(shè)備開放性放在一定的實驗平臺或掛架上，讓學(xué)生對設(shè)備充分了解之后，再在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行線路的聯(lián)結(jié)與調(diào)節(jié)。由于設(shè)備數(shù)量的限制，可以將學(xué)生進(jìn)行分組，小組內(nèi)再進(jìn)行分工，協(xié)調(diào)開展實驗活動。

（4）實驗與創(chuàng)新項目結(jié)合，提升創(chuàng)新能力。學(xué)生可以結(jié)合各種創(chuàng)新項目，如SRT項目，或教師的科研項目等，參與到科研中來，這樣在實驗教學(xué)中，學(xué)生不僅有著濃厚的興趣，也有了明確的目標(biāo)，學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力會明顯提高。

四、結(jié)束語

提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，一直是本科院校追求的目標(biāo)。在大眾化教學(xué)的背景下，從豐富教學(xué)方法著手，一方面將抽象的專業(yè)理論知識講解得深入淺出，使學(xué)生易懂易掌握，保持充分的興趣和學(xué)習(xí)熱情；另一方面，通過實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。在教學(xué)實踐中不斷探索新的思路，保證人才培養(yǎng)模式可持續(xù)健康發(fā)展。

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篇9

《電工技術(shù)》課程是中等職業(yè)學(xué)校機電類專業(yè)必修的一門專業(yè)課，通過對該課程的學(xué)習(xí)，不僅要使學(xué)生學(xué)會運用各種儀器儀表、電鉗工工具對一些機電設(shè)備進(jìn)行檢查與維護(hù)，還要能理解一般電路的基本原理，更重要的是掌握典型控制電路的基本接線操作技能，以解決機電設(shè)備中的實際控制問題。因此，對于機電類專業(yè)的學(xué)生來說，對本課程學(xué)習(xí)的好壞將直接影響將來從事本專業(yè)的實際工作能力。

一、制定符合教學(xué)需求、適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)大綱

由于現(xiàn)在的中職學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和基礎(chǔ)都較差，又懶于思維，缺乏自控力，如果完全按照現(xiàn)行教材進(jìn)行教學(xué)，勢必出現(xiàn)一部分學(xué)生不能完全理解或掌握。因此可以根據(jù)國家對職業(yè)教育教學(xué)提出的要求，即以教學(xué)大綱為依據(jù)，貫徹理論聯(lián)系實際的原則，堅持“實際、實用、實效、必需、夠用”的原則，并結(jié)合“規(guī)范性”與“靈活性”相統(tǒng)一的原則，從培養(yǎng)合格勞動者的目標(biāo)出發(fā)，制訂既適應(yīng)市場需求又考慮學(xué)生現(xiàn)狀的新的教學(xué)大綱，對知識和技能的深度、廣度進(jìn)行調(diào)整，選取合適的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)。

二.、加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強化職業(yè)技能訓(xùn)練

要確立以“就業(yè)為導(dǎo)向，以技能培養(yǎng)為核心”的辦學(xué)宗旨，把培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力放在教學(xué)的首位，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，強化職業(yè)技能訓(xùn)練，兼具培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和吃苦耐勞的意志品質(zhì)。

在教學(xué)中，除了正常使用的電工儀器儀表、電子元器件輔助教學(xué)以外，還要在實驗室鍛煉學(xué)生使用各種諸如電流表、電壓表、數(shù)字萬用表、鉗形電流表等儀表，使其學(xué)會用這些儀表測量電流、電壓等數(shù)值。

為了鍛煉學(xué)生的動手能力，在講完電機的原理之后，可通過讓學(xué)生反復(fù)拆裝電機，以達(dá)到熟悉電機的組成結(jié)構(gòu)、理解電機的工作原理和比較出同步電機與異步電機的異同。

以電機拖動為例：電機拖動是《電工技術(shù)》的核心部分，也是維修電工職業(yè)技能鑒定的必考內(nèi)容，學(xué)好電機拖動對將來從事工廠電氣控制工作至關(guān)重要，而電路圖則是接線操作的理論基礎(chǔ)。

1、識記電路圖是職業(yè)技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)和前提

為了強化實踐教學(xué)，理論知識是基礎(chǔ)，看圖、識圖是必備的職業(yè)能力，也就是在保證電路圖識讀準(zhǔn)確、記憶準(zhǔn)確的前提下才能連接正確。為此，在理論課上，在講完圖形符號和每一個電路圖的組成、原理、特點、應(yīng)用之外，還要安排時間對職能符號和電路圖進(jìn)行強化記憶。先讓學(xué)生反復(fù)識讀符號和電路圖，講清符號的含義和典型電路圖的構(gòu)成與作用；再按照書上的圖畫幾遍，并嚴(yán)格按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求畫出；最后再要求學(xué)生合上書后，默畫電路圖和符號，將學(xué)生默畫的電路圖分發(fā)下去，讓學(xué)生互換批閱，并要求不僅要圈紅錯誤之處，還要加注錯誤原因。對于電路圖中存在的短路、斷路要多扣分值，以示意其記住；而且要把學(xué)生在小考試和作業(yè)中存在的問題在黑板上一一展現(xiàn)，先讓學(xué)生自己找出錯誤，并指明原因，教師最后作以講評。依此方法，反復(fù)幾次，學(xué)生就把電路圖和符號記憶深刻了。 轉(zhuǎn)貼于

2、切實加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

在記憶電路圖的基礎(chǔ)上，要切實加強實踐能力的培養(yǎng)。每次課都要讓學(xué)生熟悉各種低壓電器，不僅是它的外型、內(nèi)部的構(gòu)造，更是它的工作原理、特點，包括應(yīng)用場合。

首先要區(qū)分每種低壓電器的主觸點、輔助觸點及常開、常閉觸點，然后進(jìn)行電器元氣件的固定和接線演示，對于重點和容易出現(xiàn)的問題要進(jìn)行強調(diào)。比如：要先接主電路，再接控制電路，不要主、輔電路一起接，以避免出錯。電路是回路，每個電器元件都有進(jìn)、出接點(觸點)，不能只接進(jìn)端、不接出端。再要求學(xué)生嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行接線，不得出現(xiàn)反圈、漏銅和不牢固等現(xiàn)象。布線要整齊、美觀、緊壓板面，如果存在多條線并行，則將其捋成一股固定在板面上，且依照電路圖順序進(jìn)行接線。要教會學(xué)生如何使用數(shù)字萬用表或電筆檢查自己的電路。教師要始終跟蹤指導(dǎo)，最后對普遍存在的問題進(jìn)行總結(jié)指導(dǎo)。經(jīng)過3-4次課的實操訓(xùn)練，每個學(xué)生都會有一定的提高。對于技能較差的學(xué)生，可采取一帶一的傳幫帶的方法，最終同樣按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)要求他們達(dá)到目標(biāo)。

三、在教學(xué)中加強安全意識教育

安全是教學(xué)順利進(jìn)行的保證。

由于電機拖動和生產(chǎn)實際緊密相連，又能體現(xiàn)學(xué)生的操作技能，所以，需要學(xué)生親自動手接線。電機拖動部分盡管是低壓電路，但電壓也達(dá)到了380V，而人體所能承受的安全電壓是36V，因此，安全問題就顯得至關(guān)重要。一個班級擁有四五十人，作為教師，責(zé)任重大。

為此，在教學(xué)中，尤其是實踐教學(xué)中，要不斷強化安全意識教育，讓人人都能遵守安全操作規(guī)程，時時都有安全意識，并互相監(jiān)督、提醒。

實訓(xùn)時要先關(guān)掉總電閘，再統(tǒng)一關(guān)掉實訓(xùn)臺總電源。學(xué)生接線完成，由教師先行用電筆或萬用表檢查無誤，方可接通電源，確保實踐教學(xué)的安全。

四、運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)

運用多媒體技術(shù)輔助教學(xué)，可將教學(xué)的理論部分做成課件，并穿插一些工廠的電氣控制錄像，將實訓(xùn)部分用投影投向大屏幕，各種電路圖、電器元氣件、教師對電路圖的分析和實際接線過程以及最后的電機運轉(zhuǎn)都在大屏幕上清晰可見、一目了然。對于相近的電路圖，可采用不同顏色加以區(qū)分，用以比較異同點，這樣教學(xué)會更加透徹，思路會更加明晰。

這樣理論與實際緊密結(jié)合，加以直觀的演示、放大的投影，使學(xué)生理解起來更加容易。在同一教室，上完投影課，即可動手操作，實現(xiàn)理論與實訓(xùn)課的無縫對接。

五、建立仿真的實訓(xùn)教學(xué)基地

教學(xué)設(shè)備是否先進(jìn)、完善，不僅是對學(xué)生實踐能力培養(yǎng)的保障，也是一個學(xué)校教學(xué)水平的體現(xiàn)。在教學(xué)中體現(xiàn)“以就業(yè)為導(dǎo)向、以能力為核心”的教學(xué)理念，就必須建立仿真的教學(xué)實訓(xùn)基地。只有教學(xué)設(shè)備與生產(chǎn)實際相一致，才能培養(yǎng)出能直接上崗的技術(shù)工人。

學(xué)校購置的教學(xué)儀器設(shè)備要符合教學(xué)大綱的要求，并且要求教學(xué)實訓(xùn)臺同時具備實訓(xùn)和考核一體化的綜合功能。只有一流的教學(xué)設(shè)備，才有可能具有一流的教學(xué)。

篇10

[關(guān)鍵詞]PLC變頻器；橋式起重機；控制系統(tǒng)改造；

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）13-0201-01

1 引言

在工礦企業(yè)房中，橋式起重機是經(jīng)常應(yīng)用的工業(yè)設(shè)備類型，在傳統(tǒng)橋式起重機中，其使用交流繞線組的方式對調(diào)速以及啟動功能進(jìn)行實現(xiàn)，對于該控制方式來說，不僅操作復(fù)雜，可靠性差，且具有較高的故障率。需要通過PLC控制技術(shù)的應(yīng)用對其進(jìn)行改造，使其能夠更好的滿足現(xiàn)今相關(guān)工作應(yīng)用需求。

2 原系統(tǒng)情況

某重型機械企業(yè)雙梁橋式起重機拖動系統(tǒng)，使用的為傳統(tǒng)交流繞線異步電動機，統(tǒng)一以交流繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻方式進(jìn)行調(diào)速以及啟動。方式方面，即在轉(zhuǎn)子回路當(dāng)中對5段外接電阻進(jìn)行串入，并由接觸器對電阻串入的多少進(jìn)行決定，以此實現(xiàn)點擊運行速度的調(diào)整，為電磁機械制動。

3 改造思路

在橋式起重機中，其拖動系統(tǒng)由三個相互獨立的部分組成：即小車、大車拖動系統(tǒng)以及主副鉤拖動系統(tǒng)，并使用新型變頻調(diào)速技術(shù)對轉(zhuǎn)子回路串電阻進(jìn)行取代。在該起重機中，其大小車以及主副鉤都需要以獨立的方式運行，其中大車的兩臺電動機由一臺變頻器實現(xiàn)控制，小車以及主副鉤電動機則由3臺不同的變頻器實施控制，在使用PLC對原有接觸器繼電器控制方式進(jìn)行取代的同時對邏輯控制功能進(jìn)行實現(xiàn)。調(diào)速以及正反轉(zhuǎn)控制信號方面，其在進(jìn)入到PLC經(jīng)過處理后則會向變頻器對調(diào)速以及啟停等信號進(jìn)行發(fā)出，對電動機相關(guān)工作的實施進(jìn)行控制。

3.1 大車拖動系統(tǒng)

大車方面，其為雙梁結(jié)構(gòu)，即分別為兩臺7.5W電機，將整臺起重機進(jìn)行拖動后，使其能夠順著車間進(jìn)行橫向運動，且能夠?qū)ζ溥\行速度在4以及24m每分鐘進(jìn)行調(diào)整。拖動方面，將通過籠型異步電機的應(yīng)用對原有的繞線轉(zhuǎn)子異步電機進(jìn)行替代，使用兩臺7.5kW電機同時進(jìn)行拖動，并通過較大功率變頻器的應(yīng)用實現(xiàn)控制功能。同時，其對U/f開環(huán)控制方式進(jìn)行應(yīng)用，保證其容量大于一臺普通電動機容量的兩倍。

3.2 小車拖動系統(tǒng)

小車方面，其由單臺電動機實現(xiàn)拖動，功率為7.5kW。在運行當(dāng)中，小車會對重物以及吊鉤進(jìn)行拖動，使其能夠順著橋架進(jìn)行縱向方面的運動，速度能夠在3以及11m每分鐘調(diào)整。拖動方案方面，其同大車拖動系統(tǒng)相同也對籠型異步電動機進(jìn)行了應(yīng)用，并對具有同等容量的變頻器進(jìn)行配置，對U/f開環(huán)控制方式進(jìn)行應(yīng)用。

3.3 主副鉤拖動系統(tǒng)

對于裝置的主副鉤來說，分別使用電動機進(jìn)行獨立拖動，并在實際對重物進(jìn)行起吊時對上下運動進(jìn)行實現(xiàn)。方式方面，由于兩者在電動機方面都具有著較高的要求，屬于位能變動性負(fù)載情況，就需要系統(tǒng)在動態(tài)性能方面具有較好的表現(xiàn)。對此，則需要通過具有高性能、更為優(yōu)越變頻專用電機的應(yīng)用對原有的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機進(jìn)行代替。在實際進(jìn)行選擇時，要保證電動機同原功率相比具有適當(dāng)?shù)奶嵘源耸蛊淞刂的軌驖M足工作開展要求。對于兩臺電動機，分別對相應(yīng)的變頻器進(jìn)行配置，做好光電編碼器安裝的同時對具有PG卡速度反饋的矢量控制方式進(jìn)行應(yīng)用。轉(zhuǎn)速方面也能夠分檔，即使用5段速度方式進(jìn)行運行，在實際應(yīng)用中能夠根據(jù)需求進(jìn)行自由的切換處理。

3.4 電機制動方式

制動方式方面，由外接制動電阻以及制動單元方式，并在改造過程中對之前電磁機械的制動方式進(jìn)行了保留，對直流、電磁機械以及再生相結(jié)合的方式實現(xiàn)制動目標(biāo)。在實際運行當(dāng)中，變頻調(diào)速系統(tǒng)中的直流以及再生制動功能會以較快的速度將正在運動的主副鉤以及大小車速度降至為0，并使其處于靜止?fàn)顟B(tài)。對于起重機設(shè)備來說，在實際對其進(jìn)行應(yīng)用時經(jīng)常會存在在半空停留一定時間的情況，而對于變頻調(diào)速系統(tǒng)來說，雖然通過其應(yīng)用能夠使重物達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，但在實際運行當(dāng)中其也將受到來自外界因素的干擾，需要通過電磁制動器的應(yīng)用進(jìn)行機械輔助制動。

4 變頻器選擇

在起重機設(shè)計當(dāng)中，適合的變頻器類型較多，在該系統(tǒng)改造中，對VS-616G5變頻器類型進(jìn)行了選擇。對于該系列變頻器來說，其具有全磁通矢量控制功能，在較低頻率環(huán)境下也能夠?qū)?50%的額定轉(zhuǎn)矩進(jìn)行提供，而通過速度反饋環(huán)節(jié)的具備，則能夠?qū)⑵渥鳛榱闼倏刂啤Ｔ趯嶋H應(yīng)用中，可以通過參數(shù)設(shè)定的存取級別對相應(yīng)的控制方式進(jìn)行選擇。一般來說，其具有以下幾種選擇方式：無PG開環(huán)控制、有PG閉環(huán)控制、有PG開環(huán)矢量控制以及無PG閉環(huán)矢量控制方式等。對于大小車結(jié)構(gòu)來說，其都具有負(fù)載變化小以及慣量較大的情況，屬于阻力性負(fù)載類型，并因此對無PG開環(huán)控制方式進(jìn)行應(yīng)用。主副鉤機構(gòu)方面，由于兩者在實際應(yīng)用中具有著較大的負(fù)載變化情況。為了對較為快速的動態(tài)響應(yīng)進(jìn)行獲得、以更為快速的方式調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，電機也具有光電編碼器的安裝，通過PG速度矢量控制方式的應(yīng)用對更好的機械特性以及工作狀態(tài)進(jìn)行獲得。遛鉤方面，由于該系統(tǒng)具有零速轉(zhuǎn)矩功能，對此，在實際應(yīng)用中通過變頻器同PLC間的配合即能夠?qū)﹀捭^問題進(jìn)行較好的解決。

速度調(diào)節(jié)方面，可以對多級頻率選擇功能進(jìn)行應(yīng)用。在該變頻器當(dāng)中，具有1個點動頻率以及8個頻率指令，即具有9段速特征。為了能夠?qū)崿F(xiàn)不同頻率指令間的切換，則可以通過點動頻率以及多段速指令的設(shè)定對其進(jìn)行選擇，即將接通端子1后，電機正轉(zhuǎn)，將接通端子2后，電機反轉(zhuǎn)，通過該種情況下不同端子的接通，則能夠?qū)Χ喾N頻率進(jìn)行獲得，更為便利的對正反方向5種速度進(jìn)行獲得，加減速時間方面，則可以通過對變頻器的設(shè)定進(jìn)行變更。

5 PLC選用

在對橋式起重機進(jìn)行改造后，在結(jié)合系統(tǒng)實際信號輸出、輸入以及作用的把握，需要在聯(lián)系應(yīng)用習(xí)慣以及改造要求的基礎(chǔ)上做好PLC型號規(guī)格的選擇。PLC方面，我們對S7-300系列進(jìn)行了選擇，對于該系列PLC來說，其以不同方式將多種模塊進(jìn)行組合，在使控制系統(tǒng)具有更為靈活設(shè)計特征的同時對不同方面的應(yīng)用需求進(jìn)行滿足。拖動系統(tǒng)動作方面，求具有大車的速度以及左右換擋；小車的速度以及前后換擋；主副鉤的速度以及升降換擋等。保護(hù)功能方面，則對大小車以及主副鉤的限位以及保護(hù)進(jìn)行了實現(xiàn)。對于這部分功能來說，都可以通過PLC的應(yīng)用對無觸點控制進(jìn)行實現(xiàn)。在完成改造之后，系統(tǒng)當(dāng)中則同時具有四臺變頻器以及五臺電動機，PLC在輸出以及輸入方面具有著較多的點數(shù)，不同PLC同變頻器具有類似的連接特征。

6 結(jié)束語

在上文中，我們對PLC與變頻器在橋式起重機控制系統(tǒng)改造中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，經(jīng)過改造運行，獲得了較好的應(yīng)用效果，具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 高化雙，何平，羅莉華.基于PLC控制的叉車門架槽鋼下料裝置[J].機械工程師.2016（05）：55-57.