“现代交直流调速技术”课程教学的探索与实践
交直流调速实验报告
交直流调速实验报告一、实验目的通过实验掌握交直流调速的原理和方法,了解调速装置的控制原理和运行特性。
二、实验原理三、实验仪器和材料1.可控硅整流装置2.直流电动机3.变频器4.示波器5.接线板及电源线6.实验台四、实验步骤1.将可控硅整流装置、直流电动机和变频器依次连接。
2.将电源线插入电源插座,打开电源开关。
3.使用示波器测量可控硅的触发脉冲信号。
4.调节变频器的频率和输出电压,观察直流电动机的转速变化。
5.记录不同频率和电压下的转速和触发脉冲信号。
五、实验结果和讨论在实验中,我们分别记录了不同频率和电压下直流电动机的转速和可控硅的触发脉冲信号。
通过分析实验数据,我们可以得出以下结论:1.频率对直流电动机的转速有较大影响。
在实验中,当频率较小时,转速相对较低;频率较高时,转速较高。
2.电压对直流电动机的转速也有一定影响。
当电压较低时,转速相对较低;电压较高时,转速较高。
3.可控硅的触发脉冲宽度对转速有直接影响。
脉冲宽度越大,转速越高;脉冲宽度越小,转速越低。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解交直流调速的原理和方法。
同时,我们学会了如何使用可控硅整流装置和变频器进行调速,并通过实验数据分析得出结论。
这对于我们今后的工程实践具有重要的指导意义。
七、存在问题和改进措施在本次实验中1.实验数据的采集和处理方法还不够准确和科学。
2.实验过程中,设备操作和接线方面可能还存在一定的不规范之处。
为了进一步提高实验的准确性和可靠性,我们可以采取以下改进措施:1.在实验中增加数据采集的次数,提高实验的重复性。
2.在实验之前提前做好设备检查,确保设备状态良好。
3.学习更多相关理论知识,加深对实验原理的理解。
《直流调速技术》课程教学改革与实践方法初探
《直流调速技术》课程教学改革与实践方法初探摘要:《直流调速技术》是一门应用实践性较强的科目,为了真正实现理论与实践相结合,达到教学的真正目的,必须对教学现状进行改革,探究新的教学模式和方法。
本文笔者就立足于教学现状,有针对性地提出了教学实践新路径,以期促进教学质量和效率的提升。
关键词:电气自动化专业教学改革实践探究《直流调速技术》是电气自动化专业的一门专业课,这门课程的教学内容围绕直流电机的工作原理展开,是一门理论与实践结合较为紧密的课程。
因而此课程教学的目的不仅仅是向学生传授理论知识,而是培养学生的系统分析能力,将所学的理论知识和系统分析能力用于实际工程系统设计中。
一、目前课程教学存在的主要问题1.实验类型不能满足学生能力提升需要。
目前《直流调速技术》课堂教学中涉及到的实验类型多为理论验证性的实验,主要是针对已有结论进行实验求证,而研发型、设计型等实验类型涉及的项目较少,因而在一定程度上固化了学生学习思维,使其无法通过实验进行思维开阔,不利于学生工程系统能力和科研能力的提升。
2.课程选题严重脱离实际。
《直流调速技术》这门课程的教学目的主要是通过理论教学使学生能将所学知识熟练运用到实际问题解决中,但是,目前在进行课程教学过程中,设计选题却没有以实际为基础,对学生解决实际问题能力的提升以及我国工业化进程的推进没有起到有效作用。
3.学生的学习实践能力有限。
学生作为一个还在教室接受课堂教学的群体,没有任何实践经验,尤其是工业企业的工作经验。
但是,《直流调速技术》这门课程与实践联系紧密,受经验和阅历的束缚,很多学生对于教学内容都是一知半解,无法联系到实际情况,因而学习效果大打折扣。
二、课程改革和实践路径探究由于现在《直流调速技术》这门课程教学存在很多问题,导致学生的学习效果较差。
作为一名有着传道授业解惑义务的教师,应该从自身做起,积极运用多种方法改变现状,通过教学思路创新来提升教学效率和质量,为社会提供满足现代化发展需求的全面性人才。
交直流调速系统课程总结
交直流调速系统课程总结交直流调速系统课程主要研究和探讨了电力拖动系统中,如何通过控制交流电机和直流电机的转速来满足各种负载需求的技术与方法。
1.直流调速系统:-直流电动机的基本工作原理及特性分析,包括机械特性和电气特性。
-直流调速系统的构成,包括电动机、电源、控制器(如电枢回路电阻调速、晶闸管相控整流器调速)以及检测反馈装置等组成部分。
-晶闸管相控整流器的工作原理及其对直流电机调速的影响,包括调压调速、弱磁调速等方式。
-直流调速系统的静动态性能分析,包括稳态和动态响应特性。
2.交流调速系统:-交流异步电动机和同步电动机的工作原理和基本特性。
-V/f控制、矢量控制等交流调速技术原理,以及SPWM逆变器的工作原理和实现方式。
-变频调速系统的组成和工作过程,包括变频器、电动机、传感器和控制器等部分。
-交流调速系统的性能分析,包括稳态精度、动态响应速度、调速范围等关键指标。
-现代交流调速技术,如直接转矩控制(DTC)、无速度传感器控制等高级控制策略。
3.调速系统的实际应用与设计:-考虑到不同工业场合对调速性能的不同要求,学习如何根据负载特性选择合适的调速方案,并进行调速系统的设计计算和参数优化。
-掌握各类调速系统在故障诊断、保护措施及节能等方面的设计要点。
4.实验与实践环节:-通过实验操作了解和验证理论知识,熟悉直流调速器、交流变频器的操作使用。
-分析并解决实验过程中遇到的实际问题,锻炼动手能力和工程实践能力。
交直流调速系统课程不仅使学生掌握了电机调速的基础理论知识,还培养了他们针对实际工程问题进行分析、设计和调试的能力,对于提升电气自动化及相关领域人才的专业素养具有重要意义。
现代调速技术实训报告
一、实训背景随着科技的不断进步,调速技术在工业、交通、医疗等领域得到了广泛应用。
为了更好地理解和掌握现代调速技术,提高实际操作能力,我们组织了一次现代调速技术实训。
本次实训旨在通过实际操作,加深对调速原理、方法和设备性能的理解。
二、实训目的1. 理解现代调速技术的原理和分类;2. 掌握常用调速方法的操作技巧;3. 熟悉调速设备的性能和操作方法;4. 培养团队合作精神和实践操作能力。
三、实训内容1. 调速原理及分类(1)调速原理:调速技术是通过改变电机输入电压、电流或磁通量等参数,实现电机转速的调节。
(2)调速分类:根据调速原理,可分为直流调速、交流调速和变频调速。
2. 直流调速(1)调速方法:降低电枢电压调速、电枢电路串电阻调速、弱磁调速。
(2)实训操作:通过实际操作,了解降低电枢电压调速、电枢电路串电阻调速、弱磁调速的原理和操作方法。
3. 交流调速(1)调速方法:异步电动机调速、同步电动机调速、感应电动机调速。
(2)实训操作:通过实际操作,了解异步电动机调速、同步电动机调速、感应电动机调速的原理和操作方法。
4. 变频调速(1)调速方法:PWM(脉冲宽度调制)调速、矢量控制调速、直接转矩控制调速。
(2)实训操作:通过实际操作,了解PWM调速、矢量控制调速、直接转矩控制调速的原理和操作方法。
四、实训过程1. 实训准备:了解实训内容,熟悉实训设备,分组讨论实训方案。
2. 实训实施:按照实训方案,分组进行实际操作,记录数据。
3. 数据分析:对实训过程中收集到的数据进行整理和分析,总结实训结果。
4. 实训总结:各组汇报实训成果,分享实训心得。
五、实训结果1. 成功掌握了直流调速、交流调速和变频调速的原理和操作方法。
2. 对调速设备性能有了更深入的了解。
3. 提高了团队合作精神和实践操作能力。
六、实训心得1. 理论与实践相结合,使我们对调速技术有了更全面的认识。
2. 实训过程中,遇到问题及时请教老师和同学,提高了问题解决能力。
交直流调速课程设计
交直流调速课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握交直流调速的基本原理和应用,了解调速系统的组成部分、工作原理以及各种调速方法的优缺点。
知识目标包括:了解交直流调速的基本概念、掌握调速系统的运行原理、了解各种调速方法的特点。
技能目标包括:能够分析调速系统的运行状态、能够选择合适的调速方法、能够进行调速系统的参数设置。
情感态度价值观目标包括:培养学生对调速技术的兴趣、使学生认识到调速技术在实际工程中的应用价值。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括交直流调速的基本原理、调速系统的组成部分、各种调速方法的特点及应用。
首先,介绍交直流调速的基本概念,使学生了解调速技术的基本原理。
其次,讲解调速系统的组成部分,包括电动机、控制器、传动装置等,使学生了解调速系统的工作原理。
然后,介绍各种调速方法,包括电压调速、电流调速、频率调速等,分析各种方法的优缺点及适用范围。
最后,通过实际案例使学生了解调速技术在工程中的应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本节课采用多种教学方法相结合的方式。
首先,采用讲授法,为学生讲解交直流调速的基本原理和各种调速方法的特点。
其次,采用讨论法,引导学生探讨各种调速方法的优缺点及适用范围。
然后,采用案例分析法,分析调速技术在实际工程中的应用案例。
最后,采用实验法,学生进行调速系统的实验操作,使学生更好地理解调速技术的实际应用。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本节课准备了一系列教学资源。
教材方面,选用我国权威出版的《交直流调速》教材,为学生提供系统的理论知识。
参考书方面,推荐学生阅读《调速技术及其应用》等书籍,以拓宽知识面。
多媒体资料方面,制作了详细的PPT课件,为学生提供直观的学习资料。
实验设备方面,准备了调速系统实验装置,为学生提供动手实践的机会。
通过这些教学资源,丰富学生的学习体验,提高学生的学习效果。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
zlj交直流调速实训报告
交直流调速实训报告一.实训题目:双闭环直流调速系统的MATLAB建模与仿真二.实训目的:1.了解双闭环直流调速系统2.掌握MATLAB软件的使用方法3.使用MATLAB构建双闭环调速系统的仿真模型4.绘制出电流、转速波形曲线三.电机参数:额定电压U=220V 额定电流I=136A 转速n=1500r/min晶闸管装置放大倍数Ks=62.5 电枢回路总电阻Ra=0.863电流反馈系统=0.028V/A 转速反馈系统=0.0041V/(r/min)电流调节器参数Kc=1.15 c=0.028s转速调节器参数Ks=20.12 s=0.092s双闭环直流调速系统与单闭环直流调速系统的区别也是针对控制电路和控制参数。
双闭环直流调速系统包括电流反馈环和转速反馈环两个闭环系统,它比单闭环直流调速系统又增加了一个电流反馈环部分,实现电动机对电流的调节作用。
电流转速双闭环直流调速系统分别采用两个有限幅的PI调节器进行电流环和转速环的调节。
控制电路由给定信号、转速PI调节器、电流PI调节器、限幅器、偏置、反向器、转速反馈、电流反馈等环节构成。
本例中给定值设置为120rad/s。
转速反馈系数设为1,转速PI调节器的比例系数设为40,积分系数设为0.01。
电流反馈系数设为0.25,电流PI调节器的比例系数设为10,积分系数设为0.1 。
四、实验内容:1. 双闭环系统的组成调速系统中设置了两个调节器,分别调节转速和电流。
结构原理图如图1所示,图中符号的意义分别为:ASR-转速调节器;ACR-电流调节器;TG-测速发电机;TA-电流互感器;UPE-电力电子变换器U*n;-转速给定电压;Un-转速反馈电压;U*i-电流给定电压;Ui-电流反馈电压。
2. 转速、电流双闭环调节系统的特点在双闭环调速系统中,若将转速反馈和电流反馈信号同时引入一个调节器的输入端,则两种反馈量会互相牵制,不可能获得理想效果,因此在系统中设置了两个调节器,分别控制转速和电流,并且将两个调节器实行串级连接。
直流调速一体化课程教学中几个问题的探讨
直流调速一体化课程教学中几个问题的探讨作为技工类院校课程教学的新思路,一体化教学正在广泛推广。
的确,这种教学方式能够将有效的课程理论与教学实习训练设备结合起来,使学科的理论与实践得到紧密结合、相互促进。
从学生的角度出发,解决了纯理论教学的单调乏味,与实践操作的脱节,学习积极性不高等等问题。
笔者作为一体化教学的一线教师,在日常教学过程中,深深体验到这种教学模式的优势,下面就可控整流调速课程一体化教学中容易忽视的几个问题,在这里与各位同行进行交流。
一、转速电流双闭环调速系统中各量极性符号的确定由于系统采用了两个比例积分调节器,而且习惯上都采用反相输入端,所以他们各自的输入输出信号极性是相反的;再考虑到负反馈本身的特点是反馈信号极性与给定信号极性相反,所以不难得到下面的各量极性正负关系:上图中,Uk为晶闸管触发脉冲移相控制电压,Ugi为速度调节器ASR的输出(作为电流调节器ACR的给定),Ufi为主回路电流反馈信号,Ugn为速度调节器转速给定信号,Ufn为直流电动机的转速反馈信号。
弄清的各个信号的正负极性关系,在进行系统的单元调试过程中就可以较好地理解为什么速度调节器的输出正信号、电流调节器的输出副信号要调整为零,或尽可能接近零,原因在于这时对系统有用的是各自的极性相反信号。
对于单闭环系统调速系统就更简单,只要给定为负、反馈为正就可以保证调节器输出的信号极性为正,能够满足移相控制电压为正的要求。
二、转速电流双闭环调速系统中调节器限幅值整定的实际意义在进行双闭环调速系统的单元调试时,要进行速度调节器、电流调节器的限幅值整定(调整设定)。
在教学中学生会有为啥要这样做的疑问,从它们各自所起的作用上考虑,这个问题不难解决。
对于速度调节器的输出Ugi,其限幅值表示为Ugim,对于电流调节器是最大电流给定值,、要求直流电动机在多大的最大起动电流下拉升转速,电动机将获得多大的起动加速度,所以限幅整定值完全取决于电动机的过载能力和系统对最大加速度的需要。
关于交直流调速系统专业课教学原则及教学方法的探讨
O U T IO N 专业课的教学形式主要有课堂教学、实验教学、现场教学、毕业实习和毕业设计等。
其中搞好课堂教学是提高专业课教学质量的关键。
因此,研究专业课课堂教学原则对优化课堂教学、提高教学质量、培养实用型创造型人才具有十分重要的意义。
交直流调速系统专业课教学除了遵循一般的教学原则外,还要根据专业课的教学特点,在教学中注重以下几个重要的原则,以提高课堂教学效果。
一、引导思维的原则在课堂教学过程中,通常的教学模式是教师注重台上讲解,学生惯于台下倾听,作为学习主体———学生既不会思维也不愿思维,学生完全处于被动学习状态。
经常会出现教师苦口婆心、学生无精打采的场面。
所以,要激活学生的思维,教师在教学过程中必须做到:1.必须要让学生学会思维,具备质疑问题的能力在交直流调速系统专业课教学实践中,为了把问题通俗化,简单易懂,在授课时,所用的电气原理图往往采用具有调速系统的日常生活中常用的电器或工厂机床,并设计如下问题对学生进行提问:(1.)能否阅读日常电器及机床的电气原理图;(2.)怎样进行调试、安装及维护维修。
如果学生一筹莫展、无从下手,这就意味着学生在毕业后不能把所学的知识运用到实践中去。
因此,要学生变被动为主动,就必须让学生多质疑、解疑,逐步学会思维,还学生学习的自主权。
2.引导思维,教师融入到学生中去,体现学生的主导作用在课堂教学活动中,学生对专业课的思维活动经常是抽象的、不定的,时而思维停滞狭隘,时而想象力异常丰富,这往往与教学程序、环节、目标发生冲突。
如何扬长避短积极地引导学生的思维呢?俗话说“知己知彼方能百战百胜”,笔者认为,任课教师首先要深入到学生中去,了解学生的知识面及相关课程知识点的掌握情况,把它作为组织教学的第一手资料。
然后教师要引导和帮助学生,并采取恰当的方式来完成教学工作。
其具体做法是根据引导思维原则,教师循循善诱,因势利导,注意学生已有的思维水平和知识能力,为进行自动控制系统思维铺路搭桥。
“交流调速系统”课程教学方法探讨
“交流调速系统”课程教学方法探讨【摘要】根据“交流调速系统”课程内容和特点给出了课程教学的学时分配及实验学时安排。
对课程教学存在的问题和困难,探讨了一些旨在引导和激发学生学习兴趣,建立交流调速系统整体概念、加强仿真及实践教学的具体教学方法和措施。
教学实践证明,这些方法和措施不仅可以提高学生的学习兴趣,而且还提高了教学质量和效率,学生对理论知识的理解能力、实践动手能力都得到提高。
【关键词】交流调速系统;教学方法;MATLAB0引言随着电力电子技术、微控制技术及控制理论等相关理论与技术的发展,近年来交流电机调速技术取得了快速进步。
尤其是随着矢量控制技术、直接转矩控制技术以及同步电机自控变频调速等高性能调速方法的应用,交流电机获得了同直流电机一样的调速性能,加上交流电机结构简单、适应能力强、价格低廉等优点,交流调速系统获得了广泛的应用和发展[1-2]。
交流调速系统是电机学、电力电子学、微电子学、计算机科学、自动控制理论等多种学科的有机结合和交叉应用,课程理论性强、难度大,本科生不容易理解。
因此,如何帮助学生理解与掌握课程中交流调速技术的基本原理、和基本分析方法;如何提高学生学习兴趣、提高对理论知识的理解能力,保证教学效果,成为交流调速系统课程建设的核心问题。
1课程学时分配我校交流调速系统课程总共48学时,其中理论教学40学时,实验教学8学时。
绪论部分安排2学时,主要讲解交流调速系统发展现状、发展趋势、组成及分类等内容。
异步电机调压调速系统原理简单,容易理解,只安排2学时。
绕线式异步电机串级调速和双馈调速安排4学时,主要讲解双馈调速基本原理,串级调速组成,过程分析等。
静态模型异步电机变频调速系统12学时,异步电机矢量控制系统10学时,直接转矩控制系统6学时,同步电机调速系统4学时,共计40学时。
实验基本是按照异步电机调速系统分类来安排的,有异步电机调压调速系统实验(3学时),绕线式异步电机串级调速系统实验(3学时),变频调速系统实验(2学时)。
《交直流调速系统实验》实验指导书
《交直流调速系统》课程实验指导书专业:电气工程及其自动化电子信息工程学院2014年5月目录实验概述 (1)实验一晶闸管直流调速系统主要单元的调试 (4)实验二晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定实验 (7)实验三转速单闭环直流调速系统 (14)实验四电压单闭环直流调速系统 (18)实验五逻辑无环流可逆直流调速系统 (21)实验六三相正弦波脉宽度调制(SPWM)变频原理实验(带有PLC接口) (24)实验概述《交直流调速系统》是一门实践性、实用性很强的专业课程,学习交直流调速系统必须理论联系实际。
交直流调速系统在工业自动化中获得广泛应用,课程涉及面广,内容包括电力、电子、控制、计算机技术等,而实验环节是这些课程的重要组成部分。
通过实验,可以加深对理论的理解,培养和提高实际动手能力、分析和解决问题的独立工作能力。
1. 实验的特点和要求交直流调速系统实验的内容较多、较新,实验系统也比较复杂系统性较强。
该实验是上述理论教学的重要的补充和继续,而理论教学则是实验教学的基础。
学生在实验中应学会运用所学的理论知识去分析和解决实际系统中出现的各种问题,提高动手能力;同时通过实验来验证理论,促使理论和实际相结合,使认识不断提高、深化。
具体地说,学生在完成指定的实验后,应具备以下能力:(1)掌握电力电子变流装置主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法,能初步设计和应用这些电路。
(2)熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能及使用方法。
(3)掌握交、直流电机控制系统的组成和调试方法,系统参数的测量和整定方法。
(4)能设计交、直流电机控制系统的具体实验线路,列出实验步骤。
(5)能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理,解决实验中遇到的问题。
(6)能够综合实验数据,解释实验现象,编写实验报告。
2. 实验准备实验准备即为实验的预习阶段,是保证实验能否顺利进行的必要步骤。
每次实验前都应先进行预习,从而提高实验质量和效率,否则就有可能在实验时不知如何下手,浪费时间,完不成实验要求,甚至损坏实验装置。
交直流调速控制系统教学设计 (2)
交直流调速控制系统教学设计一、教学目标本教学设计旨在使学生掌握交直流调速控制系统的基本原理、特点及其在工业自动化中的应用;了解各类调速控制器的结构、性能与选型方法;掌握感应电动机、永磁同步电动机和直流电动机的调速方法及应用。
二、教学内容1. 交直流调速控制系统基本概念和原理1.交直流调速控制系统的基本构成和概念2.交直流调速控制系统的工作原理及特点2. 调速控制器的结构和特点1.调速控制器的分类及性能指标2.调速控制器的基本结构和原理3.调速控制器的选型方法3. 电动机调速控制方法1.感应电动机的调速方法及应用2.永磁同步电动机的调速方法及应用3.直流电动机的调速方法及应用4. 实验操作1.交直流调速控制系统的基本操作2.感应电动机、永磁同步电动机和直流电动机的调速实验三、教学方法1.理论讲授2.实验操作四、教学评价1.各章节学习笔记2.实验报告及操作记录3.期末考试五、教学进度安排章节教学内容时间第一章交直流调速控制系统基本概念和原理2学时第二章调速控制器的结构和特点4学时第三章电动机调速控制方法6学时第四章实验操作8学时总计20学时六、教学资源准备1.PPT课件2.实验器材和材料3.相关教材和参考资料七、教学考核标准1.期末考试成绩占60%2.学习笔记和实验报告占30%3.上机操作成绩占10%八、总结本教学设计旨在使学生熟悉交直流调速控制系统的基本原理和工作原理,了解调速控制器的结构、性能与选型方法,掌握感应电动机、永磁同步电动机和直流电动机的调速方法及应用,通过实验操作巩固理论知识,提高学生动手实践能力。
此外,通过学习笔记和实验报告等形式,加强学生对所学内容的掌握和理解。
“交直流调速控制系统”课程教学的思考及改进3页word
“交直流调速控制系统”课程教学思考及改进现代生产与生活几乎离不开电机与电气传动,要达到高性能要求,也必然离不开调速控制系统。
因此,电机调速控制现在也称为运动控制,在高等教育课程设置中,这方面课程必然成为机电、电气、自动化等相关专业必修课。
“交直流调速控制系统”是机电专业一门专业必修课,也是机械工程系433核心课程建设之一,使学生掌握必要运动控制系统理论与技术,为学生今后学习与工作做必要知识与技能储备。
一、课程思考1.课程特点“交直流调速控制系统”是一门理论性与应用实践性较强课程,它是以各类电动机为控制对象,以计算机与其他电子装置为控制手段,以电力电子装置为弱电控制强电纽带,以控制理论为理论依据,以计算机数字仿真与计算机辅助设计为研究与开发工具。
因此,它是一门涉及多门学科交叉综合性很强课程,涉及“电机学”、“电力电子技术”、“微电子技术”、“计算机控制技术”、“控制理论”、“信号检测与处理技术”等多门课程。
这就要求我们针对机电专业知识结构与课程设置情况,从实际应用出发来组织教学,以“调速控制系统”内容为核心,辅有“电机与拖动”、“电力电子技术”、“计算机控制技术”等相关内容介绍。
由简入繁、由低到高地循序渐进,要重点突出、主次分明,在学习拖动基础上,重点是调速控制原理、剖析与应用。
2.课程内容本课程分为直流拖动及调速控制系统、交流拖动及调速控制系统两大部分。
主要内容包括:电力拖动系统动力学基础;直流、交流电动机拖动基础;闭环控制直流调速系统;基于稳态模型与动态模型异步电动机变频调速系统;直流、交流调速实验。
从实际应用考虑,在内容上,一方面需要加入电力拖动基础知识,以弥补机电类学生知识欠缺,而这也是专业要求必不可少。
另一方面需要减少控制系统设计理论相关内容,重点应该放在调速系统控制原理、剖析、实现方法与应用上。
3.课程要求通过对这门课程学习,使学生能够将自动控制理论应用于电气传动中,认识电机调速系统在国内外应用现状及发展趋势,掌握拖动系统运行性能,掌握电动机调速原理、实现方法,掌握调速控制系统工程设计方法。
《交直流调速》课程教学改革的探索与实践
《交直流调速》课程教学改革的探索与实践摘要:《交直流调速》课程是高职院校电气专业的一门核心专业课程。
课程贯彻以就业为导向、以素质为本位、以能力为核心的职业教育思想,面向高等职业教育,应更新教学内容,推行模块化教学,注重实践技能和基础知识的传授和培养,因此提出理论教学-仿真-实训三位一体的复合型教学模式。
关键词:高等职业教育;三位一体;教学改革《交直流调速》课程是高职院校电气专业的一门核心专业课程。
主要讲授交、直流电机的调速原理、系统分析方法及其控制等内容,它既有完整的理论体系,又有很强的实践性,是一门把理论基础应用到工程实践中去的重要课程。
本课程贯彻以就业为导向、以素质为本位、以能力为核心的职业教育思想,面向高等职业教育,结合高职教育的教学目标和学生学习特点,结合维修电工高级工技能鉴定的要求,以职业能力分析为依据,设定课程培养目标,坚持以“必需、够用”为度,本着“向专业靠拢、向实践靠拢”的原则,在调研的基础上,更新教学内容,推行模块化教学,注重实践技能和基础知识的传授和培养;降低理论教学的重心,删除与实际工作关系不大的复杂计算部分知识;加强实践教学,注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。
因此如何将该课程教好是一个值得深入探讨的课题。
为此,主要从教学内容、教学方法及实践应用等方面进行研究与改革,提出理论教学-仿真-实训三位一体的复合型教学模式,提高教学质量,增强学生对《交直流调速》课程知识的深入理解和综合分析问题的能力。
因此,下面主要从理论教学、系统仿真及实践教学三方面进行摸索与改革,不断积累加改进,总结出一套行之有效的教学模式。
1、理论教学1.1 在理论教学过程中,应本着“理论够用”为主线,增加专题教学,激发和引导学生的个体兴趣,将教学内容切分、整合,以模块化的专题形式进行课堂讲授。
以直流调速为例,围绕主线“直流电动机调速”,可将教学内容重新组织,分为“开环和单闭环直流调速系统存在的缺点和改进方法”、“双闭环直流调速系统的稳态和动态性能”、“闭环调速系统的工程设计方法”三个模块。
最新交直流调速控制系统课程教案
院系:机械教研室:机电教师:张红莲交直流调速控制系统课程教案表中()选项请打“∨”绪论2学时要求学生明确课程的性质和任务;了解电力拖动与控制的发展和应用;列举实际工农业生产及诸领域的具体事例,通过幻灯片,使学生深入形象地认识电力拖动及其控制系统的应用。
第一次课(2学时)1.本次课的教学内容:绪论要求学生明确课程的性质和任务;了解电力拖动与控制的发展和应用;●从实际生产应用引出电力拖动控制系统的发展。
●直流拖动系统调速方法和特点。
●交流拖动系统调速方法和特点。
●直流拖动的特点和交流拖动的比较。
2.本次课的教学方式(手段)列举实际工农业生产及诸领域的具体事例,通过幻灯片,使学生深入形象地认识电力拖动及其控制系统的应用。
3. 本次课师生活动设计就电力拖动实例及自动控制系统的发展应用,教师、学生共同讨论。
4. 本次课板书设计(或电子教案)见课件。
5. 本次课的小结(或总结)、作业布置要求学生了解调速系统的发展及现状,掌握直流和交流调速方法及特点。
思考题:直流和交流调速有哪些方法,并比较其及特点第一章闭环控制系统的直流调速系统1.本章教学目标及基本要求①了解直流电动机调速的基本方法及特点,重点理解调压调速。
②掌握单闭环调速系统的性能分析及设计方法。
③比较开环控制和闭环控制的特性。
2.本章各节教学内容及学时分配1.1可控电源 1.2 V-M系统主要问题 1.3直流脉宽调速系统主要问题2学时1.4 反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计 2学时1.5单闭环调速系统的动态分析和设计 1.6 无静差调速系统2学时3.本章教学内容的重点和难点及其处理和解析重点:开环和闭环控制的特性比较;单闭环控制的特性分析与计算。
难点:单闭环调速系统的性能分析及其计算处理方法:通过具体实例,使学生了解系统的组成和工作原理及特性,从实际要求出发,分析系统,提出解决问题的方法。
4.本章教学内容的深化和拓展讨论转速反馈的单闭环调速系统时,提出采用电压反馈调速系统,其结果如何,如何改善,几种调速控制方法的比较。
《现代交流调速》课程教学改革与实践探索
Advances in Education 教育进展, 2023, 13(9), 7096-7102 Published Online September 2023 in Hans. https:///journal/ae https:///10.12677/ae.2023.1391103《现代交流调速》课程教学改革与实践探索 刘皓喆上海理工大学机械工程学院,上海收稿日期:2023年8月18日;录用日期:2023年9月15日;发布日期:2023年9月22日摘要 《现代交流调速》课程作为电气专业一门必修的技术基础课,其内容较多,综合性较强。
为提高学生的学习兴趣和积极性,提高教学质量,本文结合上海理工大学的实际,对《现代交流调速》课程教学改革进行实践探索,提出知识教育、能力教育和价值教育三者相结合的《现代交流调速》教学新体系,进一步提高该课程的教学水平。
关键词现代交流调速,电气工程,课程改革,教学体系Teaching Reform and Practice Exploration of Modern AC Speed Control CourseHaozhe LiuDepartment of Mechanical Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai Received: Aug. 18th , 2023; accepted: Sep. 15th , 2023; published: Sep. 22nd , 2023AbstractAs a compulsory basic course of electrical specialty, the course of modern AC speed control has a wide range of content and strong comprehensiveness. In order to enhance students’ interest and enthusiasm in learning and to improve teaching quality, a new teaching system for modern AC speed control is proposed with the combination of the reality of University of Shanghai for Science and Technology. The new system combines knowledge education, ability education and value education, so as to further improve the teaching level.刘皓喆KeywordsModern AC Speed Control, Electrical Engineering, Teaching Reform, Teaching SystemCopyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言《现代交流调速》课程是电气工程及其自动化专业的重要专业课程之一,其内容包含电机学、机电能量转换、电机理论分析、电力电子技术、现代控制理论等,知识覆盖面广,内容多,且与电气工程专业多门课程联系紧密,在课程体系中起着承前启后的作用[1]。
直流电机调速_实训报告
一、引言直流电机因其结构简单、运行可靠、调速方便等优点,广泛应用于各种工业和家用电器中。
为了更好地掌握直流电机的调速原理和实现方法,我们进行了直流电机调速实训。
本报告将详细介绍实训过程、实验结果及分析。
二、实训目的1. 理解直流电机的调速原理和实现方法;2. 掌握直流电机调速电路的设计与搭建;3. 学会使用示波器、万用表等仪器对电路进行测试和分析;4. 提高动手实践能力和工程意识。
三、实训内容1. 直流电机调速原理直流电机调速主要采用调压、调阻和PWM调制三种方法。
本实训采用调压方法,通过改变输入电压来控制电机的转速。
2. 直流电机调速电路设计(1)电路组成:电源、直流电机、调速电路、负载、保护电路等。
(2)调速电路设计:采用继电器和电位器组成的分压电路,通过改变电位器阻值来调整输入电压。
3. 仪器使用(1)示波器:用于观察电压、电流等信号波形。
(2)万用表:用于测量电压、电流、电阻等参数。
四、实训步骤1. 搭建直流电机调速电路。
2. 连接电源,启动电机。
3. 调整电位器,观察电机转速变化。
4. 使用示波器观察电压、电流等信号波形。
5. 使用万用表测量电压、电流、电阻等参数。
6. 记录实验数据,分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据(1)输入电压:0V、2V、4V、6V、8V。
(2)电机转速:0r/min、300r/min、600r/min、900r/min、1200r/min。
(3)电流:0A、1A、2A、3A、4A。
2. 实验结果分析(1)电机转速与输入电压的关系:随着输入电压的增加,电机转速逐渐升高。
(2)电流与输入电压的关系:随着输入电压的增加,电流逐渐增大。
(3)电机转速与电流的关系:电机转速与电流成正比。
六、结论1. 通过本次实训,我们掌握了直流电机调速原理和实现方法。
2. 通过搭建直流电机调速电路,实现了对电机转速的调节。
3. 通过使用示波器和万用表等仪器,我们对电路进行了测试和分析,验证了实验结果的准确性。
“现代交直流调速技术”课程教学的探索与实践
论直流调速课程的一体化探索
论直流调速课程的一体化探索摘要:直流调速课程是职业学校电气自动化专业的一门重要的专业课,本文探讨了该课程的教法。
关键词:直流调速双闭环调节器直流调速课程综合了电工学、电力电子学、模拟电路和数字电路等课程,具有一定难度,学生学起来也较为吃力,特别是该课程是针对电气自动化专业的学生开设的,而该专业的学生的电子学基础又比较薄弱,因此如何上好这门课,对任课老师来说是一个挑战。
本人从事该课程的教学已有多年,积累了一定的教学经验,在此与大家一起分享。
首先让学生了解目前直流调速在工业生产领域和日常生活中的应用状况,使他们明确学习该课程的意义和目的,通过若干个应用实例的引入也可激发学生的学习兴趣。
可以先从日常生活中的实例切入,如学生每天上学骑的电动自行车就是直流调速的应用,而在金属加工、纺织、造纸、高层建筑、海洋钻探等行业都广泛采用直流调速。
有条件还可以播放一些直流调速装置的图片,学生印象会更深刻,或者可以让学生自己收集有关直流调速应用的图片、视频资料。
直流调速的控制对象是直流电机,因此在讲授直流调速系统之前,可以先复习一下有关直流电机的结构、工作原理和特性的知识。
1、原理介绍1.1 先概括后详细在讲授直流调速装置的理论知识时,先介绍直流调速的系统知识,构成一个直流调速系统有哪些部分,各部分的作用是什么,让学生对直流调速有一个总体的概念,然后再详细介绍直流调速系统各部分的工作原理。
常用的直流调速实训设备是双闭环直流调速系统。
双闭环直流调速装置一般包括主电路(可控整流电路)、触发电路、调节器(放大器)、保护电路等部分。
(如图1)1.2 先单元后整体主电路分析的难点在于学生对于六个晶闸管的导通过程理解不清,在介绍这部分内容时,可以根据三相交流电波形一一分析六个区间的晶闸管导通情况,然后列表总结管子的导通顺序和输出电压情况。
(如表1-1所示)老师通过六个晶闸管导通规律的总结,让学生的思路更清晰。
表1-1 三相全控桥整流电路晶闸管导通规律为了让学生更进一步掌握主电路的工作原理,也为后面的故障分析打下良好的基础,可以在介绍这部分内容时设置几个主电路的故障,让学生思考,分组讨论故障现象以及如何排除故障,然后再由老师总结,教学过程中学生起了主导作用,他们也从中提升了分析问题的能力。
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“现代交直流调速技术”课程教学的探索与实践【摘要】“现代交直流调速技术”课程是电气工程及其自动化专业一门难度较大的主干课程,针对其综合性、实践性强的特点,在发挥传统教学优势的基础上,进行了matlab仿真辅助教学的探索与实践,为课程教学改革提供新的思路和方法。
通过调整教学内容,注重专题教学,利用综合性实验和虚拟仿真设计相结合的手段,以此提高学生的实际工程设计能力。
实践表明,该教学模式有效提高了教学水平,在培养应用型、创新型的人才方面取得了较好的效果。
【关键词】现代交直流调速技术教学方法虚拟仿真实践教学abstract: modern ac and dc speed control technology is a main course to the professional of electrical engineering and automation. in the light of its comprehensive and practical features, the exploration and practice of matlab simulation auxiliary teaching is performed on the basis of traditional teaching advantages. in order to improve students?蒺practical ability of engineering design, the means of adjusting the teaching content, paying attention to the special teaching and combining the comprehensive experiments with virtual simulation are explored. the practice shows that the teaching mode has increased the teaching effects, and has better effects in the culture of the application and creative talents.key words: modern ac and dc speed control technology,virtual simulation, practice teaching【中图分类号】g42 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089(2013)06-0254-02“现代交直流调速技术”课程主要讲授交、直流电机的调速原理、系统分析方法及其控制等内容。
它既有完整的理论体系,又有很强的实践性,是一门把理论基础和工具应用到工程实践中去的典范课程。
它不但能培养学生的系统概念,还能培养学生运用基本理论与方法进行工程设计的能力,而且有利于学生建立系统的观念、工程的观念、科技进步的观念和创新的观念。
这些观念的培养,为学生今后的学习铺平道路,而且培养了他们科学的思维方式和不断进取的精神。
该课程具有较强的理论性和实践性,对学生学习来说属于较难掌握的课程之一,对教师的教学也提出了更高的要求,因此如何将该课程教好是一个值得深入探讨的课题。
为此,笔者从教学内容、教学方法及实践应用等方面进行摸索与改革,不断积累加改进,总结出一套行之有效的教学模式。
1.课程的结构、内容优化整合本课程是电力电子技术的后续课程,控制对象是交直流电机。
通过自动控制原理中学到的知识对其系统性能进行分析和设计。
通过对电力电子器件的开通和关断,从而控制改变电机转速。
可知,此课程应用到《电力电子技术》、《电机学》、《自动控制原理》、《模拟电路基础》、《数字电路基础》和《单片机原理》等课程的相关知识。
在长期的教学实践中已经建立起完整的课程体系,并形成了较为成熟的教学大纲和课程实施标准。
1.1 增加专题教学为了激发和引导学生的个体兴趣,将教学内容切分、整合,以模块化的专题形式进行课堂讲授。
比如:围绕主线“直流电动机调速”,可将教学内容切分为“单闭环直流调速系统的缺点和改进”、“双闭环直流调速系统的稳态和动态性能”、“调速系统的工程设计方法”、“直流调速系统的数字控制技术”等。
专题不同于专业基础课程教学的广而泛,无论是原理讲述还是应用实例都紧密结合“现代交直流调速技术”课程涉及的相关内容,高度凝练而有针对性,每个专题大约4学时。
在专题讲授前安排课程总论,使学生首先从全局把握该课程的体系构架、主要内容、实践手段、应用场合,帮助他们在课程体系下进行兴趣定位。
1.2 不断更新补充授课内容近些年来,交流调速系统得以广泛应用,调速精度不断提高,打破了以前调速系统中,直流调速占统治地位的局面,因此,在授课内容安排上,交流调速部分的比重有所调整,目前已占课程总学时的60%。
同时,随着新型电力电子器件的出现、调速控制理论的发展,要求学生不但掌握调速系统的基本知识,还要在有限的课时里,帮助学生了解最新的发展情况和技术的发展趋势。
2.多元化的教学方法在近几年的课堂教学中,采取板书、多媒体、计算机仿真三位一体的教学方法,取得了较好的教学效果。
2.1 强化传统的教学方法在传统的课堂教学中,一般采取教师口授、板书和多媒体课件相结合的方式,通过图文并茂的多媒体技术,帮助学生形象地理解通过书本或教师讲授难以理解的内容。
上课前把课件拷贝给学生,便于他们自学和复习。
大量图片和动画素材可以化枯燥为生动有趣,但是基本概念、基本原理讲解、公式推导还是采取传统板书为主,多媒体为辅助的方式进行,例如调速系统中数学模型推导、调节器的工程设计方法等。
在理论教学过程中,提倡与学生的互动实施,以学生为主体,充分调动学生的主观能动性,让学生积极参与到教学过程中。
那么,有什么方法能让互动教学达到较好的效果呢?比如,事先给学生布置好预习任务,并把多媒体课件提前拷给学生,上课时鼓励学生走上讲台讲授部分内容,然后对学生所讲的内容进行点评,并展开讨论,这样学生作为课堂的主体,可以充分调动其学习的积极性。
再如,讲授交流电机的变频调速原理这部分内容时,可以先让学生提前上网查找资料,了解现代变频调速技术的发展、应用以及实际产品等,主观上意识到学好该部分内容的重要性,学生就有主动学习的兴趣。
这样,学生对知识的获取由既定内容的被动接收转为兴趣内容的自主探索。
2.2 增加计算机仿真辅助教学另一方面,该课程是一门综合性很强的专业课程,在内容安排上应减少理论公式的推导,通过定性分析系统的工作原理,可以省去复杂公式的推导,使学生从数学推导的疑惑中解脱出来。
简化公式推导可能使学生对系统的分析和理解产生一定影响,但复杂公式的推导又使得学生纠缠在数学的验证,而忽略了物理量的意义。
因此,在教学过程中,我们引入计算机仿真技术。
目前比较流行的仿真软件是matlab,应用matlab/simulink中电力系统模块库中的功能模块能够很方便地建立起交直流调速系统,而且通过工具箱中的示波器,方便地观察系统中各个参数的变化情况。
通过对交、直流调速系统的仿真,将数学公式的计算交由计算机来完成,通过改变数学模型中的参数,反映出系统其他参数的变化。
例如,在讲解按工程设计方法设计双闭环控制系统的调节器时,一方面利用多媒体课件讲解两个调节器设计的理论方法,可以减少因绘制系统结构原理图所花的时间,提高教学效率;另一方面,利用在matlab/simulink 环境下搭建系统的仿真模型,不仅可以验证所设计的调节器能否使系统满足指标要求,还可以直观地观察转速和电流的变化波形,进一步加深学生对双闭环调速系统工作原理的理解;同时,还可以改变指标的参数,让学生进行调节器的设计,并进行设计结果的现场验证,改变单纯教与学的教学方式,真正在课堂上实现教学互动。
教学实践表明:利用新的教学方法和教学手段,不但能增加学生的感性认识,激发学习的兴趣,而且增强课堂教学的感染力,实现教学效果的显著提高。
3.重视实践性教学环节在教学中注重加强理论与实践的结合。
实践教学的出发点是加深课程基本理论知识的理解,从而达到培养学生观察问题、分析问题、解决问题的能力的目的。
为了达到实验目的,提高实验质量,要求学生实验前按照实验指导书进行预习、实验后写实验报告。
3.1 注重计算机虚拟仿真训练在实验教学过程中,安排了近20学时计算机虚拟仿真实验。
仿真训练不仅巩固了学生对课程知识点的理解,而且使学生了解一种工程设计和应用的重要手段和工具。
虽然在课堂教学中采用仿真软件matlab作为辅助的教学工具,通过仿真教学演示,使艰涩难懂的理论直观化,但是系统中的模型和参数选取都是由教师事先完成,学生并没有参与设计。
而在计算机虚拟仿真实验过程中,学生通过独立完成仿真模型的搭建,并通过参数反复调试才能获得理想的系统输出,这样不仅能够熟练操作matlab仿真工具,而且掌握了一个系统的建立过程,对整个系统有更清晰的认识,对实验室装置上手快,对参数调整方向了然于胸,同时也促进了实验教学。
matlab仿真软件是本课程必需掌握的工具,因此在本课程开始之前,专门开设了matlab的操作与使用课程。
同时,为了检查学生对调速系统原理知识的掌握和综合应用情况,在课程考核时,仿真考试成绩占总成绩的30%。
3.2 增加综合性课程设计环节,提高学生的应用和创新能力本课程结束后,为学生安排二周的综合性较强的课程设计,使学生不仅具备从事电力拖动自动控制系统设计、调试、运行的能力,能够针对不同的控制对象及要求,选择合适的控制规律、系统结构、单元部件和系统参数,在软、硬件上对学生的学习效果进行全面考核。
基本要求为:根据给定的电机参数和调速系统性能指标,分别设计一直流电机双闭环调速系统和一异步电机转子磁场定向的矢量控制系统。
在设计过程中,学生自发组成设计组,查阅资料、器件选型、计算、设计并最终连接硬件电路。
各设计组之间相互切磋,资源共享,在协作中获得综合知识的提高。
最后由教师检查指导不断调试,绝大部分学生可以顺利的完成任务,也为后续的毕业设计环节打好基础。
4.结语总之,“现代交直流调速技术”是一门重要的专业基础课,应用性和实践性较强。
以上所述教学模式的实践方案揉合了理论教学、仿真教学、课程设计等多个环节,以充分调动学生自主学习的积极性,增强教学趣味,提高教学效率和改善教学效果。
目前,该课程的教学改革还在不断实践中,还有很多地方需要进一步的改进和完善。
参考文献:[1]电力电子和电力拖动控制系统的matlab仿真. 洪乃刚. 北京:机械工业出版社,2006.05.[2]阮毅,陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统. 北京:机械工业出版社,2009.08.[3]李华德.电力拖动自动控制系统.北京:机械工业出版社,2008.09.作者简介:魏永清(1979-),女,博士,讲师,任职于海军工程大学电气工程学院,主要研究方向为电力电子与电力传动。