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直流调速技术在新形势下的教学研究

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  摘要:本文从直流调速技术的发展沿革与应用现状入手,分析了目前职业院校直流调速课程的教学模式与存在的市场需求适应性的弊端。为了更好的深入课程改革与焕发人才的市场需求活力,提出课程紧跟直流调速技术新应用的思路,与典型企业生产结合,与最新技术应用结合。
  关键词 直流调速 无刷直流电动机 工学结合一体化 市场需求
  1直流调速技术的发展、应用领域与目前现状
  与交流电动机相比,直流电机具有较大的启动转矩和良好起制动、调速性能,调速平滑,调速范围广,可在很宽范围内实现平滑调速, 能在较短的时间里改变转向。并且过载能力大,能承受频繁的负载冲击,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求,绝大多数对调速性能要求较高的生产机械都采用直流电动机来传动。
  三十几年来,直流传动经历了重大变革。首先实现了整流器的更新换代,以晶闸管整流装置取代了沿用很久的直流发电机电动机组与水银整流装置,直流电气传动完成了一次大的跃进。从上世纪八十年代中后期,世界各大电气公司都在竞相开发数字式调速传动装置,当前直流调速已发展到一个很高的技术水平:功率元件采用晶闸管、控制板采用表面安装技术、控制方式采用电源换相、相位控制。控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。
  随着计算机控制技术的发展,直流传动系统已经广泛使用微机,实现了全数字化控制。全数字直流调速控制精度和可靠性比模拟调速系统大大提高。 而且通过系统总线,全数字化控制系统.能与管理计算机、过程计算机、远程电控装置进行交换,实现生产过程的自动化分级控制。采用微机实现全数字化的直流传动控制,使直流调速系统进入一个崭新的时期。在启动和调速要求较高的场合,如轧钢厂、矿井卷扬机、高层建筑用高速电梯、龙门刨床、海上钻井平台、造纸印刷机械、船舶机械、大型精密机床和大型起重机等,直流调速仍然处于主要地位。
  以上这些新技术的应用,使直流调调速系统的性能指标大幅提高,应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展,走向系列化、标准化,在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。
  2目前职业院校直流调速课程的教学现状
  职业院校的教育培养目标是面向就业工作岗位,以岗位技能需求为导向。通过相关课程的训练项目,引导学生在实训过程中有意识地加强自身的实践操作能力、分析解决问题能力,帮助学生提升专业逻辑思维水平,从而达到预期的培养目标,初步满足企业相关岗位的技能需求,并对后续的职业发展思想起到初步的引领。
  直流调速课程的开展也不例外。着眼于维修技能的培养,在课程中设计一系列的故障排除训练项目。兼顾到学生的专业综合素养提升,课程教学中,将电子技术、电力拖动、电工基础、电动机等多门课程的知识整合到一系列课程实训任务中,引导学生综合运用。
  作为训练的媒体,实训设备一般来说都是选择目前国内一些大的制作教学仪器的厂家,进行设备统一采购招标。设备本身提供了一系列训练项目,这些项目一般来说都是按照课程通用的内容,做了比较全面的包含。训练的方式一般是搭建式,较复杂的训练项目还要有必要的单元调试,调试好后按照项目的系统原理进行直观式搭建。这种训练方式对于深入认识课程理论内容有很好的内化作用。但是实训项目一般来说往往比较固定,着重于基本理论原理的验证与实现。在这个过程中,能够使一些专业操作技能,例如测量、安装、维修、防护等得到认识提升,而真正应用拓展性的实训确实不多,加上與当前应用新技术配套的教材更是少见。所以造成教学内容与当前企业的应用现状有明显的技术滞后,技能训练内容与知识理论水平很难跟上目前较流行的行业技术应用。
  再者交流调速技术的大量使用,有不少专业技术人员甚至认为直流调速技术已经落后,正将被交流调速全面取代。所以目前对于直流调速技术课程的重视程度有所降温,相关的新技术应用教材也很少开发。这些认识也会影响到教学设备制作厂家对于新型直流调速设备的研制开发。
  3今后直流调速课程的发展方向与策略探讨
  职业院校培养的是与企业生产工艺或技术应用相配套岗位的高技能技工人才,人才的市场需求程度决定着人才培养的模式与技能层次。为了更好地做好企业用人需求与职业院校培养目标之间的精准一致,笔者结合多年来的教学经验试图探讨以下几个课程的发展方向与策略:
  (1)与企业技术人员共同开发工学结合一体化教材,通过对目前行业流行面的工作领域进行研究分析,提炼真实的典型工作任务作为载体,在一系列真实的工作领域子项目中贯穿课程内容。这样编写的教材,学生能够很明确地知道所学内容是如何与企业生产结合起来的,在实际中是如何应用的。这种教材克服以往教材单纯着重于直流调速设备、原理的分析研究,与企事的生产运用脱节的弊端。
  (2)着眼于当前流行的直流调速应用新技术,开发相关教材,拓宽课程内涵,提升课程的市场适应能力。只有与时俱进地开发新的技术应用教材,才能使直流调速技术焕发生机与活力,这项技术在相关技术中的基础性地位才能发挥好作用。
  (3)与新能源汽车行业的发展相结合,开发PWM控制的无刷直流电机调速课程非常迫切。随着全球能源危机的到来和环境污染面临的巨大挑战,汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户,需要进行革命性的变革。目前,世界各国都纷纷大力发展新能源汽车,节能减排,我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中,出台了各种扶持培育政策,为新能源汽车的发展营造了良好的政策环境。只有与新兴的有着强大生命力的行业接轨,职业院校的人才培养才能找到源源不断地市场需求。
  参考文献
  [1] 周天平.全数字直流调速系统在轧制工艺过程中的应用[J].机电产品开发与创新,2008.
  [2] 刘增磊.无刷直流电动机的发展现状[J].防爆电机,2007(03).
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