电机与拖动基础范文

导语:如何才能写好一篇电机与拖动基础,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

一、课程背景

《电机与拖动基础》(以下简称:电机学)是本三院校电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课,其教学效果直接影响到后续课程的学习。由于这门课程具有较强的理论性、系统性和实践性,且课程内容多、教学课时少、学习难度大,长期以来在教与学两方面都存在着较大的困难。

二、改革方向

考虑到本三院校学生的基础问题,以及应用型本科教育的特点――同普通本科相比,更强调的是实践性、应用性和技术性;同专科相比,要求学生具有较宽广的理论基础和可供广泛迁移的知识平台,要使学生具备较强的终身学习能力,有进一步发展的后劲,就有必要探索出一条适合这个层次学生的教学路子。具体措施如下:

1.降低理论难度

电机学的概念抽象且推导繁琐,公式和结论众多。其中,最为枯燥的莫过于绕组和磁路两个方面:前者要求学生具有很强的空间想象能力和良好的几何基础;后者是整个电机学的理论基础,它要求学生具有很好的数学分析能力、逻辑思考能力,以及较好的物理基础。学生在学习这两个方面内容的时候,往往会感到十分困难,继而大大减少乃至丧失继续学习的动力。

为此,笔者认为既然本三院校更强调知识的应用性,也就是要求学生学会电机和拖动在实践中的应用,而不是去设计、制造电机,那么就很有必要掌握好电机学的理论深度、难度――既能满足电气专业要求,又不至于过深、过难;既能使学生掌握好电机基本理论,又尽量贴近电机应用的实际要求。在教学时,一些与实践联系较紧密的知识点可详细讲解,而对某些枯燥难懂的理论可只引出概念,不做详细论证。例如,在讲述直流电机的换向概念时,会涉及电磁场,非常抽象,这时可以仅对换向的电磁过程进行简单分析,把重点放在火花对电机运行危害和如何改善换向等内容上;在讲述直流电机绕组这个知识点时,可以以比较简单的4线圈绕组为例,不深究单叠、单波等绕组的连接规律,只要求记忆这两种绕组形式下的支路对数与磁极间的关系式即可;在讲述直流电机的电枢反应时,可把重点放在利用气隙磁密曲线分析电枢反应对主磁场的影响上[2]。这样处理所带来的好处就是既降低了理论分析的深度,又建立了必要的知识框架;既减轻了学生的学习负担,又突出了电机的应用特点。

2.补充实际应用知识

前文已经提到,“应用型”的教育特点决定了教师在组织教学时应加强实用性知识的传授,而实用性强正是本课程的一大特点,为此,笔者认为在课堂上应该补充大量的生产实际中必需的基本知识。比如,电动机的选择原则是什么,它有哪些种类、形式,额定电压与额定转速的选择标准又是什么,额定功率的选择又和哪些因素有关,等等。在讲述这几个方面的内容时,可以以同学们比较感兴趣的三峡水电站或其它大型项目为例。又如,对电动机在运行时必然会出现的各种各样的问题与故障,教师可以简要讲述处理这些问题的大致方案。比如,对于电动机在运行时有异声的问题,教师可以讲述产生这个问题的原因及其相应的解决办法――如果是因为定子转子相擦,那就检查轴承、转子是否变形;如果是因为电动机两相运行,那就检查相应的接线处以及故障点等。这样,就大大开拓了学生的知识面,从而为其将来的工作打下良好的基础。

3.加强实验课教学

就本课程而言,增强实验环节的意义是毋庸置疑的。笔者认为,实验不能仅限于连连线、读读仪表,而应该根据课程内容[3],增开实训项目,作为课堂知识的又一补充。具体来讲:

其一,增开电机拆装实训内容。学校可以专门聘请来自生产一线的具有丰富现场经验的技师或者由经过培训的任课教师担任指导教师,人手或者一个小组一台电机,从常用工具的使用开始,逐步介绍电机的拆装步骤、工艺等,通过边演示边练习的形式,对碰到的问题采用个别指正与集中讲解相结合的方式。如此,学生一方面加深了对课堂上所学知识的理解,另一方面锻炼了自己的动手能力特别是解决实际问题能力,更重要的是可以大大提高学生的学习积极性。

4.完善课堂教学

课堂教学是整个教学系统中最为重要的环节,因而如何使课堂更为精彩、更有效率是个值得研究的课题,结合本课程的特点,笔者认为以下两个方面是很有必要强调的:

其一,充分利用“对比教学法”。“对比法”是教师在讲授众多课程时常用的手段之一。由于本课程的内容前后联系较多,教师在讲授时多采用“对比法”,多注重前后、上下知识的对比,往往会取得事半功倍的效果。如变压器与异步电动机的对比,两者都是以电磁感应为原理进行工作的,主要区别在于前者是静止的,而后者是转动的,且完全可看作是一台有气隙的工作在旋转状态下的变压器,二者的理论有很大的相似性,变压器的分析方法如等效电路、相量图、方程式几乎都可以不加改变地推论到异步电机中;直流电机与异步电机的对比,直流电机实质是一台装换向器的交流电机,只是结构比异步电机复杂,使用、维护也较难;异步电动机与同步机对比,两者的定子相同,都是三相对称绕组,产生旋转磁场,只是转子有闭合线圈与电磁装置之区别。通过大量的对比,学生可以在轻松复习旧知识的同时掌握新知识,可谓一举两得。

三、结语

通过以上的教学改革的讨论并将其付诸实践,在本课程的教学方面产生了不错的效果,不仅增强了学生的学习兴趣,提高了学习效率,而且实际动手能力也得到了很大锻炼。当然,《电机与拖动基础》的教学是个长期的、细致的、综合性的系统工程,只有不断改进、不断总结,才能不断完善,最终达到良好的教学效果。

参考文献:

[1]赵真.浅谈《电机与变压器》的多媒体教学.职业教育研究,2006.3.

关键词:项目式教学;课程整体设计

《电机及拖动基础》是电气自动化及机电一体化专业必修课程,是具有重要地位的专业基础课程。根据高职院校的人才培养目标要求,项目式教学已经成为高职院校一种重要的教学手段,而课程整体设计是一门课程的骨架,基于项目式教学方法的课程整体设计是项目式教学应用于《电机及拖动基础》课程成败的关键。

一、课程目标设计

通过本课程各项目的实施与训练,使学生能够根据普通的直交流电力拖动的要求及具体工况选择合理的拖动方式,并能够按专业标准提出设计与优化方案,并能有效实施,具备中小型直交流电力拖动系统的设计能力及对系统实施过程中的指导和监理能力。达到电力拖动系统管理员、系统设计及工程监理员的水平。同时也为从事电气安装设计与管理及实施工作奠定坚实的基础。

1.能力目标:(1)认识市场上常用的直交流电动机、发电机、变压器,能够根据用户需求进行具体电气设备的选型;(2)能够根据具体工况选择合理的直交流电力拖动系统的启动、制动、调速的方式;(3)能够根据具体工况选择合理的直交流电力拖动系统的启动、制动、调速及正反转的实现方法;(4)能够独立拆装各种直交流电动机、发电机及变压器;(5)能够对电动机、发电机及变压器一般性故障进行简单维修;(6)能够对直交流电力拖动系统的一般性故障进行判断及处理;(7)能够根据具体的工况对变电所的变压器进行合理的选型及安装;(8)能够为中小型企业电力拖动系统的组建制定合理的实施方案或设备改造方案。

3.素质目标:(1)培养学生查阅国家电气标准和其他有关电气技术资料的基本能力;(2)培养学生良好的职业道德与文明法律意识;(3)培养学生的团队协作意识,提升沟通协调能力;(4)培养学生电气工程领域新技术自我学习能力;(5)培养学生的用电安全意识及环境保护意识。

二、课程内容设计

1.“旅行者”电瓶观光车电机拖动系统的设计与实现:(1)电瓶观光车直流电动机启动系统的设计安装与测试;(2)电瓶观光车直流电动机电气制动系统的设计安装与测试;(3)电瓶观光车直流电动机电气调速系统的设计安装与测试;(4)电瓶观光车直流电动机正、反转系统的设计安装与测试。

2.“东北风”面粉厂“80米”皮带运输机电机拖动系统的设计与实现:(1)“80米”皮带运输机三相异步电动机启动系统的设计安装与测试;(2)“80米”皮带运输机三相异步电动机电气制动系统的设计安装与测试;(3)“80米”皮带运输机三相异步电动机电气调速系统的设计安装与测试;(4)“80米”皮带运输机三相异步电动机正、反转系统的设计安装与测试。

3.吉林电子职业技术学院变电所变压器的选择、安装与测试:(1)变电所变压器的选择;(2)变电所变压器的安装与测试。

三、能力训练项目设计

3.吉林电子职业技术学院变电所变压器的选择、安装与测试:(1)容量选择和分配:能够根据学院用电总量及各主要用电子单位的用电量对变压器容量进行分配;(2)变压器型号选择:能够根据变压器容量及变电等级选择合理型号变压器;(3)变压器安装:能够根据变压器结构完成变压器组装与安装;(4)控制柜安装:能够根据控制要求完成控制柜组装与安装;(5)设备测试与调试:能够根据用户需求完成设备测试与调试。

该课程整体设计方案已经应用于我校电气自动化专业《电机及拖动基础》课程的项目化教学之中,根据学生反馈,取得了预期的教学效果。

关键词:中职校《电机与拖动》教学改革教学创新

一、电机拖动的课程特点

二、中职校课程的教学对象的现状

因为近年来对中等职业技术学校来讲,大多数学生是初中毕业生,而且入学考试成绩较低,基础知识非常薄弱,就连最基本的电工基础知识和电磁方面的一些基本原理都不容易理解,加上传统教学方法存在的缺陷,相当一部分学生对学习电机与拖动这样的专业课兴趣不浓厚,在学习上存在一定的困难,所以在授课中会产生很多问题。再者,由于学生在初中阶段学习成绩不好,部分学生会有些自卑的情绪,对学习的摘要:《电机与拖动》教学改革是本着以全面素质为基础、以能力为本位的指导思想,探索适合职业院校教学的新思路、新方法。本课程的教学内容既包含抽象的理论和应用技术,又涉及实际的电机拖动与控制问题,我们对课程的教学内容和教学体系一直在进行探索和改革,目的是为适应社会对复合型人才的需求,以适应培养现代化人才的需要。在课程的讲授方面把好的学习方法教给学生,使学生可以融会贯通。

关键词:中职校《电机与拖动》教学改革教学创新兴趣感不足。另外,由于本课程的理论性、抽象性较高,这又增加学生的学习难度,如果说激发不了学生的学习兴趣,让他们掌握专业理论知识非常强的课程的话,就会比较困难,极容易造成学生对该课程的学习产生抵触情绪。

三、传统的教学方法带来的弊端

传统的教学方法是老师讲解,学生听,学生被动学习。有时一些实习课时,老师演示、学生观看,老师给学生一个模板,结果是学生的实习报告都是基本相同,整个教学过程枯燥。尤其是电机与拖动的课程,老师是整个课堂的演说家,成为“一言堂”,学生无思维扩展的空间。如果采用这样的教学方法,学生的学习热情就被极大地削弱,所以我们要及时地改变这种教学方式。

四、加强教学改革,采用合理的教学方法

1.做好本课程“开头”工作。

有一个好的开端,就会有一个好的结果。教师之所以要十分重视绪论课的教学,是因为绪论是对教材的学习起到引领、提示、导向的作用,第一次课教师必须是一位出色的“演员”,充分抓住学生的注意力,激发学生对本门课程兴趣。如播放视频场景,让学生充分感受电机与拖动技术的重要应用及美好的发展前景。同时也让学生认识到,没有良好的技术能力,在社会上就很难有立足之地。在开展绪论的同时,老师可以让学生充分讨论对学习这门课的看法,学生充分参与其中,对后续的学习达到积极的效果。

3.采用新颖教学法有利于学生的学习效果的强化。

在日常的教学中我们常选择行动导向教学法中的六步教学法、任务驱动教学法和引导文教学法,配合小组学习等形式组织教学,有时把这种教学方法称为“三段”教学法。因为该课程是一门技术专业课程,在讲解过程中单纯从理论知识进行分析,学生通过空间想象理解知识点比较困难,若教师在讲解时适当调整理论教学和实训教学的顺序,更便于学生理解。即在介绍理论知识前,先采用六步教学法进行讲解,随着学生对知识的掌握及任务的理解,引入实训项任务,通过引导问题带动学生思路,让学生在掌握完成任务所需知识技能的过程中,学习课程标准所包含的全部理论知识,这样既便于理解抽象的理论知识,又能降低难度,提高学生的学习效率。

《电机与拖动》课程的教学方法多种多样,我们在教学过程中需要不断地摸索,最大限度地强化学生的学习能力和学习效果。

1.电机及拖动实验室的客观现状分析

我校电机及拖动实验室的客观现状归纳起来主要表现为以下几个方面:

(1)实验设备有直观性好的原型机也有新引进的控制台,但原型机仍停留在相当陈旧的水平,大部分原型机为20世纪60年代的产品,线路出现老化,实验安全存在隐患;

(2)实验内容以电机及拖动、电机拖动课程为主、控制电机为辅,教学方法和教学手段相对滞后。每学年有10多个班进行实验,一学期完成,缺乏针对性;

(3)在开出的实验中,基本上是以班为单位成建制进行,验证型实验占的比例较多,综合性实验占得比例较少,不利于开拓学生的创新意识;

(4)实验课程未单独开课,实验考核成绩占电机学专业课程总成绩的10%,不利于提高学生参与实验教学的积极性和主动性。

2.电机及拖动实验室的教学改革和发展思路

建立一个具有实验特色和实用性的实验室,有助于提高学生素质、培养学生的应用能力和创新能力。基于对电机及拖动实验室的客观性、可行性和创新性的认识,提出以下明确的改革和发展思路。

2.1合理选择实验教学内容,合理安排学时

根据自动化专业、测控专业及电气工程及其自动化专业各自的特点(培养的学生将来择业的方向主要为电气工程和电力系统,而变压器和同步电机是电力系统生产电能和输、配电的关键设备),有针对性地选择实验教学内容,结合理论课的专业教材,参照其教学大纲(先浅后深、先易后难),采用电机及拖动实验室的自编实验教材(与所购买的控制台配套编写)。在教学内容、教学顺序以及教学学时上进行了相应的调整。具体安排为:第一学期,单相变压器2学时、三相鼠笼异步电动机2学时,直流并励电机2学时,第二学期,三相变压器4学时、三相鼠笼异步电动机2学时,直流发电机2学时,三相同步电机6学时.三相异步电机2学时。步进电机2学时,旋转变压器2学时,交流伺服电动机2学时。

2.2建设电动机陈列及模型室,提高学生的感性认识

实体照片展示我国现阶段使用的各种不同型号的电机,并加以简洁的注释,这样,集电机实体模型、挂图和图片解说为一体的较为完善的电机陈列室,就可以将实物和书本上的知识一一对应起来,弥补了课堂教学、实验教学、下厂实习的许多不足,提高了学生的感性认识,为他们以后更深一步的学习理论知识奠定了良好的基础。

2.3积极改进实验教学方法,建立兴趣小组

大家知道,实验教学和课堂教学有所不同,实验教学强调的是学生的动手能力,也就是学生在实验中应起到主导作用,教师为学生们碰到的问题进行辅导,解答。实验室为了进一步提高学生的主动性,成了学习兴趣小组,参加兴趣小组的同学可以对实验室的设备,仪器进行拆解、组装,还可以对动手能力弱一些的同学进行帮助,最重要的是,兴趣小组的学生可以对本实验室的设备进行改进和研发,通过这些活动,使得学生的动手能力,科研能力有了较大提高,对他们以后的课程设计和毕业设计也有较大的裨益。

2.4实验课程的设置

各实验课程应结合实验大纲,优化实验内容,明确各专业需开设的实验项目。如非电类专业电工实验中的电机部分主要以变压器和异步电机为主,开设《单相变压器实验》、《三相鼠笼式异步电动机正反转控制》等实验项目。探索将传统的实验课程依附于理论课的模式,独立设置课程。如《电机学》、《电机及拖动》、《控制电机》等实验课程。传统教学中的验证性实验,偏向技能性基础训练。增加“三性”实验内容,能将工程研究设计思想加入到实验教学中,使学生变被动的机械操作为积极主动的研究、设计和创新。

2.5构建合理的实验教材体系

目前,高校理论教材已给出了立体化教材建设的框架。顺应这一趋势,实验室构想建设系统性和多元化的实验教材。以实验室自编的《电机实验指导书》和《电机及拖动实验指导书》为基本教材;以所购置的电机及电气技术实验系列装置为平台,以与其硬件配套实验课程指导书为辅助教材;结合电机及拖动实验电子教案,拟组织教师编制“助教型”兼“助学型”的多媒体教学课件,建设和完善学院实验中心网页上电机及拖动实验课程网站。

2.6实行开放式实验教学,调动学生学习积极性

3结语

电机及拖动课程教学内容改革已在我校实施,在教学中取得了较为明显效果,得到了学生的好评。考核制度改革是改革的下一个目标。电机及拖动课程教学改革是一个不断探索、不断完善的过程,希望能与有关专家、同行共同交流与研究,为自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化专业的发展而努力。

[1]赵海龙,付光杰,王金玉.“电机与拖动基础”课程教学新思路[J].长春理工大学学报(高教版),2009,(10).

[2]李朝生,李先允.应用型本科电机学实验教学改革与探讨[J].中国现代教育装备,2010,(19).

[3]钟耀军.电机实验教学的研究与探讨[J].吉林教育(教科研版),2007,(05).

[4]陈小梅.电机学实践课程改革的探索[J].中国电力教育,2008,(09).

[5]赵翠华.电机实验教学的探索[J].中国电力教育,2008,(21).

[6]薛晓萍.电机与拖动实验课的开放式教学探讨[J].中国电力教育,2008,(20).

[7]刘毅力,李彦斌.“电机学”课程教学改革探讨与实践[J].中国电力教育,2009,(07).

[8]李朝生,李先允.“电机控制”课程设计教学的探讨[J].中国电力教育,2010,(18).

[9]白乃平.高职院校电机实验教学探讨[J].科技资讯,2008,(17).

关键词:预习到位;分析问题;解决问题;人才;实践能力

实验室的实验教学和研究工作,对于建设研究型的国家重点大学的重要性是大家公认的。这从众多诺贝尔奖获得主往往是从实验室走向领奖台这一现象,可以得到证明,也越来越引起大家的重视。

《电机与拖动基础》课程的实验课,不仅仅是该课程的重要实践环节,而且是强电理论教学的感性深化和补充。通过实验,学生们普遍对强电产生探索的欲望。学生们在实验中提高发现问题和解决问题的能力,使学生们对这门重要的专业课程的认识有质的飞跃。

大家都知道,国内高校实验室基本上停留在勉强完成课程规定的实验教学内容。虽然年年都提出要提高学生的动手能力,提高学生分析问题解决问题的能力,口号是年年提,但是收效甚微。可以说,实际分析问题和解决问题的能力正在逐年下降。以至于用人单位一再发出“现在的毕业生能力越来越差”的反馈信息。

《电机与拖动基础》实验的指导教师与任课教师团队,是一支热爱专业、矢志不渝的中年教师团队。面对学生实际能力下降的严酷现实,尽管他们工作繁重,却深切感受到实验课的重要性,多年来实验的指导教师与任课教师密切配合,一直努力通过实验来提高学生们对《电机与拖动基础》课程的认识,启发他们自己在实验中发现问题并解决问题。在这个实验团队的不懈努力下,终于摸索出了一条途径,使学生们由被动应对盲目完成任务转变到对实验感到有趣,有探索的愿望。指导团队在欣喜之余也深感宽慰,几年的辛勤耕耘终于结出了喜人的硕果。

实验指导教师团队是从仔细分析学生们的实验全过程开始的。从中了解到绝大多数学生参加实验的表现是,实验前的预习基本上是走过场,比较认真的同学照着实验指导书抄一遍实验内容和实验步骤;差一点的同学就在实验前匆匆的浏览一下实验指导书,就算预习了。过去较为简单的实验同学们基本都能应付,但是现在《电机与拖动基础》实验难了,开始实验后,学生们机械地按实验指导书的步骤进行操作,不经过自己的思考,不懂得实验指导书中为什么要求这样操作,于是,在操作中出现了问题,更没有经过自己的大脑思考,就举手示意,请指导教师来帮助解决。

实验指导团队认识到,学生实验不认真的根本原因在于“预习不到位”!使很多学生对实验要达到什么样的目的根本不了解,也不知道为什么实验指导书要求学生这样来操作。指导教师帮助解决了实验中出现的各种问题,学生们很少去想一下,为什么有时候指导老师仅仅简单地做了一下检查或是调节了几个电阻,实验中的问题就解决了。本来通过实验中出现的问题,可以使同学们从问题的解决中学到更多的东西,可惜由于没有经过自己的思考、分析,问题就滑过去了。今后在实际工作中真的要是碰上了类似的问题,可能仍然是一片茫然。

一、认准了实验前的预习这个重要环节,就要求学生们学会怎样去预习

让学生们重视预习并要求在实验前写出预习报告,实验开始前抽查,没有预习报告的要补上预习报告才能参加实验。现以进行直流他励发电机外特性实验为例,要求学生们在“预习报告”中做到以下几点:

1.我们要教会同学按照实验线路图接好实验线路后,首先要先将实验线路中所用到的开关、电阻调整到什么位置?

2.明确被试电机是谁?被试电机的铭牌参数是什么?被试电机所用的仪表是那些?如何起动电机?起动电机后依次调节的电阻是那几个。

3.我们如何检查并励直流发电机电压是否建立起来了。

4.如果并励直流发电机电压不能建立,我们应该如何操作。

5.测并励直流发电机外特性时,我们要将被试电机调节到何种情况下可以开始记录实验数据,记录实验数据时要保持那些条件不变?测量那些实验数据?测量到何点时可以结束并励直流发电机外特性的测量?

6.请指导教师检查并励直流发电机外特性实验数据时,实验台上的应该维持何种状态?都需要明确。

二、在“预习到位”的基础上,启发学生分析问题和解决问题的能力

每次实验开始前,要带领学生进行实验线路分析,提出实验中可能出现的问题,应该如何解决这些问题。

例如:进行直流并励发电机外特性实验

三、鼓励学生开动大脑,实验中尽量自力更生

让同学们明白在实验中出现问题是很正常的一件事情,过去学生们一遇到问题就请教师帮忙。现在由于“预习到位”,加上实验前的电路分析,学生们已开始自己动脑子了,对此指导团队总是给予积极的鼓励。自己动手仍然解决不了的问题,教师才能伸出援手。但这已经是和过去大大不相同了。

关键词:大型电机;安装;控制要点;

电机安装质量的好坏,直接影响电机的运行安全和使用寿命。电机安装调整主要包括安装基础的调整和准备、电机吊装、轴承座安装调整、气隙调整、联轴器调整等工作。

一、大型电机安装控制要点

1.设备的开箱检查。一是核对电机的铭牌,其型号、功率应与设计相符,随机附件、备件应与装箱单相符,出厂检验资料齐全。二是外观检查电机各部件有无变形和损伤,电机底板、地脚螺栓、锚板、联轴器等尺寸是否符合设计要求,外观油漆是否完整。

2.电机吊装和抽芯。作为电机安装的重要步骤,转子抽芯必不可少。根据起重设备和电机的具体特点,总结出“横担抽轴法”,操作步骤如下。根据需要准备横担一根(适当管径和长度的钢管),将转子主轴端套钢管,用10t吊车挂5t手动葫芦,5t手动葫芦和钢丝绳分别挂在横担两端。再用两个3t手动葫芦分别挂在横担两端,并分别套在联轴器端和假轴钢管上。用5t和3t手动葫芦调整横担平行和定子与转子的间隙,待间隙均匀后移动10t吊车将转子缓缓抽出。采用横担抽轴法提高了转子移动过程中的稳定性,如果设备条件允许,采用主钩和副钩配合使用的方法则可以增加稳定性。值得注意的是,由于定转子间隙很小,而定子内的铁心、绕组等机械强度差,操作不当将可能带来损伤,因此整个操作过程必须小心、缓慢。

3.磁场中心线的调整。电机转子在轴承座上调整就位后,需要对电机定转子的相对位置进行调整,以保证电机运行中磁场中心的重合,避免电机运行起来后产生轴向串动。通常,定转子的几何中心线即是磁场中心线的重合位置,因此调整磁场中心线即是调整定转子的中心位置。实际调整工作中,即是使转子与定子两铁心端面距离相等,参见图1,即a=b时,表明两磁场中心线是重合的。图1中a)表示两磁场中心线重合,b)表示两磁场中心线不重合。调整的具体做法是在定转子两端对应处各选四点,用刻度尺测量a和b的数值,用数学统计方法判断定子的移动方向和大小。

图1定转子铁心端面对齐

4.底板的安装。一是安装前用清洗剂清除底板的防锈油,然后用布擦干净,对轴承座和定子机座安装面应注意检查有无碰伤和锈蚀,检查底板螺杆丝扣有无损坏,并试拧一次。若有类似缺陷应进行修复。二是将底板吊入基坑,平稳放在已调整好的垫板上,同时放入已清洗好的螺杆。在预先已测好的中心标板上用线架和细钢丝放出纵横中心线,用线垂测量并调整底板,使底板的纵横中心线与基础的纵横中心线相吻合。调整底板时,只能用千斤顶或橇杠,不得直接锤打底板。三是利用预先测定好的底板标高用平尺和水平仪检查并调整底板标高,使其达到设计要求。四是用平尺和框式水平仪检查底板水平度,调整垫铁使底板水平度误差小于0.15mm/m,全长小于0.3mm,标高误差为±0.5mm,纵横轴线误差小于0.5mm。五是在拧紧地脚螺栓前检查螺杆应与锚板表面相互垂直,锚板表面应全部与基础面接触,否则应处理基础表面。采用对角循环法拧紧地脚螺栓,使各螺栓受力均匀,螺杆上部丝扣应露2~5扣。

6.电机定子和转子安装调整就位后,还要考虑到电机联轴器与被拖动设备联轴器轴心线重合的问题。为使机组运行平稳,要求两个联轴器的端面应相互平行,同时要使被拖动设备转子轴心线的延长线与电机转子轴心线的延长线重合,否则电机将不能平稳工作。联轴器的调整应采用下张口连接方式,这是因为电机转子和被拖动设备转子都相当重,在重力作用下转轴会出现不同程度的挠度,挠度大小与电机转子和被拖动设备自身重量、轴的长度和直径有关。转轴长度越长,直径越细、重量越重,其挠度越大。所以,两个轴往往不能绝对水平,一般是使两端的轴瓦稍高些。用塞尺测量两联轴器的轴向间隙,用千分尺测量径向间隙。为了尽量减少测量误差,应将联轴器转动0°、90°、180°、270°4个位置分别测出径向和轴向间隙。对于滑动轴承,在冷态下测量时,要考虑到电机运行后建立起来的油膜抬高电机转子的因素。根据经验,在实际调整中,当电机联轴器的径向间隙低于被拖动设备联轴器0.05mm时,运行效果较好。

二、大型电机轴电流的防治方法

对于大中型电机轴电流的防治,在电机安装调整工作中是不容忽视的环节。由于制造水平的限制,轴电压的产生是不可避免的,如不采取措施,则有可能在电机转轴与轴承座间形成轴电流。轴电流对电机的运行不利,严重的会造成烧瓦事故。对于轴电流的防治,通常的做法是在轴承座下安装绝缘垫板。另外,在轴承座与电机底板连接处也要有绝缘措施,比如固定螺栓与轴承座连接处要加装绝缘垫圈。当电机及联轴器等调试合格后,应用定位销钉定位,定位销钉的使用也应有绝缘措施,比如销钉与金属件间加电工纸板隔套,或者直接使用足够强度的绝缘材料销钉。总之要切断轴电流的流通通道,避免轴电流在电机转轴与底板间形成回路。

[1]康晓阳.电动机控制线路安装方法与技巧[J].科技信息,2010(25).

关键词:电力传动;工业设备;实践教学;人才培养

随着我国制造业由劳动密集型向知识密集型的转变,胶东半岛制造业基地不断升级与扩建,社会对电力传动领域的应用型技术人才需求急剧增加。与此同时,对应聘者的综合素质要求也不断提高,不仅要求应聘者具备扎实的专业理论基础,更重要的是具有一定的工程实践操作能力和开拓创新意识。

山东工商学院作为一所省属院校,秉着服务社会主义市场经济、支持胶东半岛企业发展,培养具有创新能力的应用型人才的办学理念,大力支持电气工程及其自动化专业的发展,在大力提高师资队伍水平的同时,积极引进国内外先进的工业技术设备。为增强学生工程实践能力、创新意识与创新能力,为了提高我校毕业生在电力传动领域的竞争力,特创建了ABB电力传动实验室。

一、实验室和专业课程的地位

“电力拖动自动控制系统”是电气工程及其自动化专业的一门核心专业课程,是“电机及拖动基础”、“电力电子技术”、“自动控制理论”和“可编程控制器”等几门专业基础课程综合运用的体现。[1,2]通过该课程的学习,学生对各类交、直流电机调速系统的调速原理有比较全面的了解。但是,现有的教材为了便于阐述清楚各种调速系统的构成及原理,通常采用传统的模拟检测装置与控制器,与现在工业上普遍采用的全数字控制系统有很大的区别。[3]

因此,“电力拖动自动控制系统”的理论教学与实验室的调速系统的实践操作是促使学生全面掌握调速系统的不可或缺的两个方面,理论学习指导实践操作,实践操作反过来加深对理论的认识。通过对工业设备的现场操作大大提高学生的实践动手能力,对工业调速系统有一个系统的、具体的认识,为今后的工作打下了坚实的基础。

二、实验室建设

实验室建设包括两个部分,一部分是基于天煌教仪的电力电子与电机控制实验室,另一部分是ABB电力传动实验室。由于课堂教学主要偏重于调速系统结构和运行理论,为实验和实践提供理论指导。电力电子与电机控制实验室主要是用于开设一些验证性实验,加深对交、直流调速系统运行原理的理解。ABB电力传动实验室主要是让学生熟悉各种工业现场设备及传动系统的构成,培训学生对工业现场常用的交、直流调速系统的操作,在此基础上实现一些较简单控制系统设计,培养学生的创新能力。

1.电力电子与电机控制实验室建设

电力电子与电机控制实验室拥有10台天煌教仪的DJDK-1型实验装置。该实验装置采用挂件结构,可根据不同实验内容进行自由组合,故结构紧凑、使用方便;其次,实验连接线采用强、弱电分开的手枪式插头,两者不能互插,避免强电接入弱电设备,造成该设备损坏;另外,该装置的控制屏供电采用三相隔离变压器隔离,设有电压型漏电保护装置和电流型漏电保护装置,切实有效保护操作者的人身安全,为开放性的实验室创造了前提条件。通过该实验室,可以比较轻松地实现交、直流电机的各种控制策略。当前该实验室所开的实验有:单闭环不可逆直流调速系统、逻辑无环流直流调速系统、双闭环三相异步电机调压调速系统和SPWM变频变频调速实验等。这些实验对于加深学生对各类调速系统原理的理解具有十分重要的意义,但对于提高学生的实践动手能力和培养创新意识没有太大的帮助,因此有必要组建另外一个培养工程实践能力的实验室。

2.ABB电力传动实验室的建设

ABB电力传动实验室采用的是瑞典ABB公司为工业传动而生产的成熟产品。由于该实验室采用与工业应用完全一致的产品线和设计结构,确保教学实验与实际工业应用的无缝连接,有助于解决电气传动的课堂教学与实践相脱节的问题。考虑到当前工业电力传动控制,既有高性能的交流传动控制,也有传统的直流传动控制,因此我们采购的控制系统有交流传动的ACS800标准低压DTC变频调速系统、ACS800IV象限DTC变频调速系统、ACS550风机/水泵专用变频调速系统,直流传动的DCS80012脉直流调速系统。ABB电力传动实验室所开出的实验涵盖了一些常见的工业应用领域,学生通过对该系统的实际操作,能够了解和掌握目前工业领域,尤其矿山领域中绝大多数变频调速系统的工艺和操作,很好地解决了当前毕业生普遍缺乏工程实践动手能力的问题。

三、教学内容和体系的完善

由于专业课的授课课时和实验课时均很有限,而各种新的控制思想和控制方法不断出现,并且社会对人才培养提出了更高的要求,在这种情况下,如何提高课程的教学质量和有效利用实验课时已成为“电力拖动控制系统课程”教学任务中不容回避的重要问题。[4]

1.修改教学大纲,增加现代调速内容

随着电力电子技术的发展,全数字的PWM交流控制系统已成为当前工业控制主流,而教科书中的直流调速、基于晶闸管的交流控制仍然占据很大的篇幅,因此有必要修改教学大纲。修订后的教学大纲减少直流调速的内容,保留原有的交流电机变频调速的基本原理、感应电动机变频调速的机械特性以及感应电动机变频调速系统,重点分析基于转子磁场定向的矢量控制(VC)和基于定子磁场定向的直接转矩控制(DTC),最后介绍自控变频同步电动机控制系统、无刷直流电动机和永磁同步电动机的自控变频控制系统。

2.强化实验环节,深化对调速系统的理解

实验是学好电力传动不可缺少的一个环节,根据实际情况将实验课分为两个部分,一部分实验课是随着课程教学进度而开设的验证性实验,该实验在电力电子与电机拖动控制实验室进行。此类实验的目的是加深学生对各类调速系统的调速原理的理解。另外一部分实验课时是安排在学期末为期一周的课程设计。课程设计的目的是在学生对电力拖动自动控制系统已经有了比较全面了解的基础上,对矢量控制系统和直接转矩控制系统进行仿真。由于电机拖动实验室的实验平台不能满足这类实验的要求,因此将此课程设计安排在装有MATLAB软件的计算机房。MATLAB是工业控制领域常用的仿真软件,其中Simulink\SimPowerSystems工具箱为搭建电力拖动控制系统提供丰富的模型。[5]利用软件提供的电机模型、逆变器模型等,按照矢量控制策略和直接转矩控制策略分别搭建控制系统模型,并进行仿真。[5]利用软件仿真还有一个优点就是可以很方便地修改参数和查看仿真结果。例如在矢量控制器设计过程中,需要反复修改PI控制器参数,直到系统满足各项指标。

这个课程设计的目的有两个:一是让学生学会运用MATLAB搭建电力拖动控制系统模型;二是要了解交流调速系统的矢量控制和直接转矩控制的结构和原理,为下一阶段的交流调速系统的操作打下坚实的基础。

3.加强实践环节,培养实际操作能力和创新能力

通过对电力传动系统为期一年的学习,学生们基本上掌握了交、直流传动的运行原理及其特性、调速系统的构成以及工业调速系统的操作和开发,大大增强了学生的实践动手能力和创新意识,为今后的工作打下了坚实的基础。

四、结束语

以“ABB电力传动实验室”为依托,以“电力拖动自动控制系统”为理论指导,以培养具有创新意识的应用型人才为目标。这种基于工业现场设备的人才培养模式,不但可以极大地提高学生的学习积极性,同时也能更有针对性地促进教学改革,将各专业基础课有效地结合起来,形成一个有机的整体。这种新的人才培养模式对于缓解半岛制造企业和矿山企业所需的大批电力传动专业技术人才紧缺,提高当前毕业生解决实际工程问题的动手能力都具有十分重要的意义,同时也为学校赢得了较好的声誉。

参考文献

[1]阮毅,陈伯时.电力拖动自动控制系统运动控制系统(第4版)[M].北京:机械工业出版社,2010.

[2]王成元,夏加宽,杨俊友,等.电机现代控制技术[M].北京:机械工业出版社,2008.

[3]曾岳南,邓则名,章云,等.电力电子与电力传动实验教学[J].实验室研究与探索,2005,(24):141-142.

关键词:形象化教学;逆向分析;创新思维;主动性

作者简介:张今朝(1971-),男,安徽庐江人,嘉兴学院机电工程学院,讲师;王燕芳(1978-),女,浙江诸暨人,嘉兴学院机电工程学院,研究实习员。(浙江嘉兴314001)

基金项目:本文系嘉兴学院机电工程学院2011年度教改项目(项目编号:JD2011A07、JD2011A04)的研究成果。

另外,在新的历史条件下,大众化高等教育已不同于精英教育,传统的教学方法不再适合大部分学生。[4]探索一种多元化、简明式、重实践的教学方法更有利于学生的培养。本文针对电机类课程教学过程中存在的问题进行了深入分析,并提出一些新的见解和思路,对于学生毕业后能快速融入社会,适应工作岗位有着重要的现实意义。

一、课程教学中几个主要的学习障碍

1.学习过程困惑不断,兴趣锐减

2.教学方法不当,学生晕头转向

在课堂教学上,有的老师照本宣科,学生也觉得没有必要再听下去,最终造成课堂教学很被动。

在一些基本概念上,老师没有讲透,本来就是比较抽象的东西,如电机定、转子气隙之间的磁场(或磁链)形状和运动状态,如何用转差率体现转子感应电动势大小和方向等,如果类似这些概念学生一开始就没有弄懂,后续内容学生也不会明白的。当然,有的内容讲得过细,学生也不容易接受。“电机拖动”课程中有很多公式,如果每个公式都经过大幅度纯数学推导,数学基础比较差的学生,便会陷在里面,不仅对数学公式无从下手,数学所表达物理意义更不会明白,从而逐渐失去学习兴趣。

3.实验过程过于单调,无直观认识

实验教学是电机类课程教学的重要一环,很多原理或参数测试需要在实验平台上验证,也给学生提供了对理论知识作进一步理解的机会。但现在很多学校的实验室普遍采用的都是那种集成度很高的实验柜(封闭挂箱),外观上看,是面板加插线孔组成实验平台系统(如图1所示)。这种实验台从面板示意图来看比较直观,操作上也比较方便。但是,学生在实验过程中的学习效果并不理想。因为,所有的硬件设备封闭在一个柜子里,学生只能通过面版上的符号去了解设备之间的联结,而对面板隔离下的硬件了解不够,对实验过程和结果只停留于肤浅的层面上,见效不大。

二、教学中的新思路探索

1.抽象概念的形象化教学

针对电机类专业知识较抽象、内容较繁杂的情况,在教学一开始,需要让学生了解这门课程大概的知识结构。所以,教师需要对所讲内容有一个精心的设计和安排。

(1)精心设计授课内容,把握全面,突出重点。按照知识点之间的连贯性,理出一条知识串,即知识结构。考虑到大纲要求和给定的课时,将知识点进行优化,讲授的内容顺序应该是从直流到交流电机;其中交流电机部分,先讲异步电机再讲同步电机;而拖动部分的知识点,可以在每种电机基本概念讲完之后补上,也可以集中在一起,这样有利于知识的回顾和对比,在全面把握的基础上,找出重点难点。如气隙磁场、定子转子绕组结构、直流电机和交流电机的参数方程、转差率、交直流电机的各种运转状态等,同步电机,重点是V形曲线和功角特性的原理;微特电机部分,可以不作重点讲授,对每一种类型的控制电机做一个特性描述即可。

(2)知识难点,形象化教学方式逐一突破。电机作为一个实体对象,本身结构并不复杂,难点主要集中在一些实实在在的却看不见的东西上,例如磁链。很多学生在学完所有电机课程之后,对磁链的形态还是稀里糊涂,不明就里。其实,不管是教学上还是科研领域里,磁链的辨识和调节,本身就是一个难点,并且已涌现出很多深奥的估计算法和前沿的控制方法。对于刚接触电机的学生来说,只能用最直观的方法让他们看得见。如对于直流电机来说,磁链的形状在理想的状态下是静止的;而对于三相异步电机来说,它的三相合成磁场运行方式,类似于正旋转于一个人腰间的呼拉圈,对于每个固定位置,磁场的大小起伏是正弦式变化,而合成磁场的最大值,则呈一个正圆在旋转。这样的解释,学生们便更容易理解了。

2.逆向分析

在教学中,经常会遇到电机调速和控制系统,学生有时难以将整个回路的原理全部理解。如图2所示为三相电流闭环控制的矢量控制系统结构图。[5]为便于学生理解,可以采用逆向分析方法,即把控制的对象作为起点,根据5个模块由后向前进行原理分析,慢慢推进。分析的顺序为:1―2―3―4―5。对于模块1,是控制对象,为一台三相异步电动机,三相线接于定子,电动机的运行状态,完全由三相线路中的电流(或电压)及频率来确定,而电流(或电压)和频率的变化则用模块2部分的PWM控制逆变器来完成。3和4负责磁链计算及电流变换等。最后5的作用是控制信号的给定、转子磁链调节及转速调节。然后对每个模块再分别进行分析,讲解的深入程度,要视情况而定,因为这5个模块的内容,如果展开细讲,对于初学者都具有一定的难度。需要经过后期的学习和实践,再回过头来学习才能彻底弄懂。

三、仿真实验在教学中的作用

1.仿真环境中抽象概念的构建

仿真模拟实验,无疑是加深电机类专业知识理解的重要环节,也是进行实体实验前必须要做的工作。目前电机类课程所用的仿真软件,以MATLAB软件为主导,主要利用MATLAB语言和Simulink仿真环境对电机及传动类系统进行建模与控制模拟。[6]通过输入输出参数的波形来了解系统的运行状态,对于后续的实体实验具有重要的参考和铺垫作用。

例如,在异步电机直接转矩控制(DTC)一节内容里,涉及异步电机定子磁链估计与控制,磁链幅值的大小等于电压与频率的比值,的方向和磁链矢量为正交关系,即磁链圆的切线方向。当磁链矢量在空间坐标系中旋转一周时,电压矢量也会连续地按磁链圆的切线方向运动2π个弧度。开环条件下,通过驱动电压逆变器的开关信号决定各种电压矢量与零电压矢量的切换来实现磁链调节,将电压矢量的参考电压矢量的参考点放在一起,则电压矢量的轨迹也将会是一个圆。

通过简单直观的仿真模拟,学生就更容易掌握磁链变化的过程。

2.开放性实验平台的构建是培养动手能力的关键

如果理论教学还停留在纸上谈兵的状态上,实验教学则是培养学生动手能力,激发创新思维的根本。新的实验教学应该摒弃那种“插几根线”就完成实验操作的无效劳作,应该有着新的实验方法和思路。

(1)详细的预案。基于实验教学大纲和现有的实验条件,学生在做实验之前,必须自拟一套实验方案,这种方案不一定按照大纲的“规范操作步骤”,而是根据自己理解特色,这种方案的制订既可以是用表格形式,也可以用简短报告形式。

(3)自主搭建实验平台系统。实验设备的搭建,是训练动手能力的关键。摒弃封闭式实验插线柜,而是将所有的设备开放性放在一定的实验平台或挂架上,让学生对设备充分了解之后,再在指导教师的指导下进行线路的联结与调节。由于设备数量的限制,可以将学生进行分组,小组内再进行分工,协调开展实验活动。

(4)实验与创新项目结合,提升创新能力。学生可以结合各种创新项目,如SRT项目,或教师的科研项目等,参与到科研中来,这样在实验教学中,学生不仅有着浓厚的兴趣,也有了明确的目标,学生的动手能力和创新能力会明显提高。

提高教学质量,培养创新型人才,一直是本科院校追求的目标。在大众化教学的背景下,从丰富教学方法着手,一方面将抽象的专业理论知识讲解得深入浅出,使学生易懂易掌握,保持充分的兴趣和学习热情;另一方面,通过实践环节,培养学生的动手能力和创新能力。在教学实践中不断探索新的思路,保证人才培养模式可持续健康发展。

[1]王淑芳,刘长青,李一男.“电机及驱动技术”课程教材改革方向探讨[J].中国电力教育,2010,(1):129-130.

[2]王冰峰.关于《电机与拖动》课程教学的几点思考[J].高等教育研究,

2002,(4):82-84.

[3]钱晓耀,陈卫民,蔡慧.“电力拖动自动控制系统”课程教学改革探讨[J].中国电力教育,2009,(13):61-63.

[4]王志伟,邹超英.应用型理工类本科人才创新教育的研究与实践[J].黑龙江高教研究,2010,(11):126-127.

《电工技术》课程是中等职业学校机电类专业必修的一门专业课,通过对该课程的学习,不仅要使学生学会运用各种仪器仪表、电钳工工具对一些机电设备进行检查与维护,还要能理解一般电路的基本原理,更重要的是掌握典型控制电路的基本接线操作技能,以解决机电设备中的实际控制问题。因此,对于机电类专业的学生来说,对本课程学习的好坏将直接影响将来从事本专业的实际工作能力。

一、制定符合教学需求、适应培养目标的教学大纲

由于现在的中职学生自主学习能力和基础都较差,又懒于思维,缺乏自控力,如果完全按照现行教材进行教学,势必出现一部分学生不能完全理解或掌握。因此可以根据国家对职业教育教学提出的要求,即以教学大纲为依据,贯彻理论联系实际的原则,坚持“实际、实用、实效、必需、够用”的原则,并结合“规范性”与“灵活性”相统一的原则,从培养合格劳动者的目标出发,制订既适应市场需求又考虑学生现状的新的教学大纲,对知识和技能的深度、广度进行调整,选取合适的教学内容进行教学。

二.、加强实践教学环节,强化职业技能训练

要确立以“就业为导向,以技能培养为核心”的办学宗旨,把培养学生的实际操作能力放在教学的首位,加强实践教学环节,强化职业技能训练,兼具培养学生的创新精神和吃苦耐劳的意志品质。

在教学中,除了正常使用的电工仪器仪表、电子元器件辅助教学以外,还要在实验室锻炼学生使用各种诸如电流表、电压表、数字万用表、钳形电流表等仪表,使其学会用这些仪表测量电流、电压等数值。

为了锻炼学生的动手能力,在讲完电机的原理之后,可通过让学生反复拆装电机,以达到熟悉电机的组成结构、理解电机的工作原理和比较出同步电机与异步电机的异同。

以电机拖动为例:电机拖动是《电工技术》的核心部分,也是维修电工职业技能鉴定的必考内容,学好电机拖动对将来从事工厂电气控制工作至关重要,而电路图则是接线操作的理论基础。

1、识记电路图是职业技能训练的基础和前提

2、切实加强实践教学环节

在记忆电路图的基础上,要切实加强实践能力的培养。每次课都要让学生熟悉各种低压电器,不仅是它的外型、内部的构造,更是它的工作原理、特点,包括应用场合。

首先要区分每种低压电器的主触点、辅助触点及常开、常闭触点,然后进行电器元气件的固定和接线演示,对于重点和容易出现的问题要进行强调。比如:要先接主电路,再接控制电路,不要主、辅电路一起接,以避免出错。电路是回路,每个电器元件都有进、出接点(触点),不能只接进端、不接出端。再要求学生严格按照操作规范进行接线,不得出现反圈、漏铜和不牢固等现象。布线要整齐、美观、紧压板面,如果存在多条线并行,则将其捋成一股固定在板面上,且依照电路图顺序进行接线。要教会学生如何使用数字万用表或电笔检查自己的电路。教师要始终跟踪指导,最后对普遍存在的问题进行总结指导。经过3-4次课的实操训练,每个学生都会有一定的提高。对于技能较差的学生,可采取一带一的传帮带的方法,最终同样按统一标准要求他们达到目标。

三、在教学中加强安全意识教育

安全是教学顺利进行的保证。

由于电机拖动和生产实际紧密相连,又能体现学生的操作技能,所以,需要学生亲自动手接线。电机拖动部分尽管是低压电路,但电压也达到了380V,而人体所能承受的安全电压是36V,因此,安全问题就显得至关重要。一个班级拥有四五十人,作为教师,责任重大。

为此,在教学中,尤其是实践教学中,要不断强化安全意识教育,让人人都能遵守安全操作规程,时时都有安全意识,并互相监督、提醒。

实训时要先关掉总电闸,再统一关掉实训台总电源。学生接线完成,由教师先行用电笔或万用表检查无误,方可接通电源,确保实践教学的安全。

四、运用现代化的教学手段进行教学

运用多媒体技术辅助教学,可将教学的理论部分做成课件,并穿插一些工厂的电气控制录像,将实训部分用投影投向大屏幕,各种电路图、电器元气件、教师对电路图的分析和实际接线过程以及最后的电机运转都在大屏幕上清晰可见、一目了然。对于相近的电路图,可采用不同颜色加以区分,用以比较异同点,这样教学会更加透彻,思路会更加明晰。

这样理论与实际紧密结合,加以直观的演示、放大的投影,使学生理解起来更加容易。在同一教室,上完投影课,即可动手操作,实现理论与实训课的无缝对接。

五、建立仿真的实训教学基地

教学设备是否先进、完善,不仅是对学生实践能力培养的保障,也是一个学校教学水平的体现。在教学中体现“以就业为导向、以能力为核心”的教学理念,就必须建立仿真的教学实训基地。只有教学设备与生产实际相一致,才能培养出能直接上岗的技术工人。

学校购置的教学仪器设备要符合教学大纲的要求,并且要求教学实训台同时具备实训和考核一体化的综合功能。只有一流的教学设备,才有可能具有一流的教学。

[关键词]PLC变频器;桥式起重机;控制系统改造;

1引言

2原系统情况

某重型机械企业双梁桥式起重机拖动系统,使用的为传统交流绕线异步电动机,统一以交流绕线转子异步电动机转子串电阻方式进行调速以及启动。方式方面,即在转子回路当中对5段外接电阻进行串入,并由接触器对电阻串入的多少进行决定,以此实现点击运行速度的调整,为电磁机械制动。

3改造思路

3.1大车拖动系统

大车方面,其为双梁结构,即分别为两台7.5W电机,将整台起重机进行拖动后,使其能够顺着车间进行横向运动,且能够对其运行速度在4以及24m每分钟进行调整。拖动方面,将通过笼型异步电机的应用对原有的绕线转子异步电机进行替代,使用两台7.5kW电机同时进行拖动,并通过较大功率变频器的应用实现控制功能。同时,其对U/f开环控制方式进行应用,保证其容量大于一台普通电动机容量的两倍。

3.2小车拖动系统

小车方面,其由单台电动机实现拖动,功率为7.5kW。在运行当中,小车会对重物以及吊钩进行拖动,使其能够顺着桥架进行纵向方面的运动,速度能够在3以及11m每分钟调整。拖动方案方面,其同大车拖动系统相同也对笼型异步电动机进行了应用,并对具有同等容量的变频器进行配置,对U/f开环控制方式进行应用。

3.3主副钩拖动系统

对于装置的主副钩来说,分别使用电动机进行独立拖动,并在实际对重物进行起吊时对上下运动进行实现。方式方面,由于两者在电动机方面都具有着较高的要求,属于位能变动性负载情况,就需要系统在动态性能方面具有较好的表现。对此,则需要通过具有高性能、更为优越变频专用电机的应用对原有的绕线转子异步电动机进行代替。在实际进行选择时,要保证电动机同原功率相比具有适当的提升,以此使其力矩值能够满足工作开展要求。对于两台电动机,分别对相应的变频器进行配置,做好光电编码器安装的同时对具有PG卡速度反馈的矢量控制方式进行应用。转速方面也能够分档,即使用5段速度方式进行运行,在实际应用中能够根据需求进行自由的切换处理。

3.4电机制动方式

4变频器选择

在起重机设计当中,适合的变频器类型较多,在该系统改造中,对VS-616G5变频器类型进行了选择。对于该系列变频器来说,其具有全磁通矢量控制功能,在较低频率环境下也能够对150%的额定转矩进行提供,而通过速度反馈环节的具备,则能够将其作为零速控制。在实际应用中,可以通过参数设定的存取级别对相应的控制方式进行选择。一般来说,其具有以下几种选择方式:无PG开环控制、有PG闭环控制、有PG开环矢量控制以及无PG闭环矢量控制方式等。对于大小车结构来说,其都具有负载变化小以及惯量较大的情况,属于阻力性负载类型,并因此对无PG开环控制方式进行应用。主副钩机构方面,由于两者在实际应用中具有着较大的负载变化情况。为了对较为快速的动态响应进行获得、以更为快速的方式调节转矩,电机也具有光电编码器的安装,通过PG速度矢量控制方式的应用对更好的机械特性以及工作状态进行获得。遛钩方面,由于该系统具有零速转矩功能,对此,在实际应用中通过变频器同PLC间的配合即能够对遛钩问题进行较好的解决。

5PLC选用

在对桥式起重机进行改造后,在结合系统实际信号输出、输入以及作用的把握,需要在联系应用习惯以及改造要求的基础上做好PLC型号规格的选择。PLC方面,我们对S7-300系列进行了选择,对于该系列PLC来说,其以不同方式将多种模块进行组合,在使控制系统具有更为灵活设计特征的同时对不同方面的应用需求进行满足。拖动系统动作方面,求具有大车的速度以及左右换挡;小车的速度以及前后换挡;主副钩的速度以及升降换挡等。保护功能方面,则对大小车以及主副钩的限位以及保护进行了实现。对于这部分功能来说,都可以通过PLC的应用对无触点控制进行实现。在完成改造之后,系统当中则同时具有四台变频器以及五台电动机,PLC在输出以及输入方面具有着较多的点数,不同PLC同变频器具有类似的连接特征。

6结束语

在上文中,我们对PLC与变频器在桥式起重机控制系统改造中的应用进行了研究,经过改造运行,获得了较好的应用效果,具有一定的借鉴意义。

[1]高化双,何平,罗莉华.基于PLC控制的叉车门架槽钢下料装置[J].机械工程师.2016(05):55-57.

THE END
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