發(fā)布時間：2023-03-02 15:05:48
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的電機與拖動基礎樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
摘要：電機與拖動基礎課程是機電一體化專業(yè)中的一門重要的專業(yè)基礎課程。本文依據技校學生的實際情況，對本課程的教學重點進行了歸納，以便更好地將知識傳授給學生。
關鍵詞 ：教學重點電機與拖動技工院校應用
電機與拖動基礎課程是機電一體化專業(yè)中的主要科目，在本專業(yè)中起到銜接性作用。本門課程內容對技工院校機電一體化學生將來就業(yè)也能起到關鍵性作用，為此，在技校生組織學習本課程時，多安排課時突現本課程的重要性，建議安排80～100課時。這在技工院校技校生三年學習中，課時比重相對是比較大的。但是，針對本門課程需要講授的內容而言，80～100課時又顯得很不足。為此，需要對本課程的重點進行篩理，選擇重要知識傳授給學生。
一、確定教學重點的依據
最近幾年來以及將來很長時間內，機電一體化的學生就業(yè)方向主要是國有企業(yè)和非國有企業(yè)。機電一體化專業(yè)畢業(yè)的學生應聘國有企業(yè)，就業(yè)崗位大部分是一線操作或者維護崗位。這些崗位主要要求學生掌握典型設備、元器件等基礎知識。由于非國有企業(yè)在公司規(guī)模、機械設備和公司技術水平等方面都和國有企業(yè)具有比較大的差距，在非國有企業(yè)就業(yè)的學生，往往有更寬的崗位鍛煉機會，比如可以選擇一線工人，也能選擇技術性崗位。針對這種情況，筆者談談如何在技工院校內選擇電機與拖動基礎課程的教學重點。
二、電機與拖動基礎課程授課重點的選擇
1.掌握各種類型電動機設備的應用理論
對于技校生而言，掌握應用理論，提高個人的實踐操作能力是最重要的。很少有技校生畢業(yè)后去進行專業(yè)科研工作，所以他們只要掌握專業(yè)所涉及的應用理論就行了，而不必花費太多時間向學生講授純理論型知識。電氣設備是本課程中基礎設備，理論性強，學生學習困難比較大。對于這些內容，有關這些設備是如何制造出來的，即涉及研發(fā)方面的知識可以少講，甚至不講。而重點選擇的教學內容應該是這些電氣設備的工作原理以及應用中參數選擇方面的知識。
2.熟悉電動機工作原理與機械特征
選入本課程教學重點的內容，包括電動機如何啟動、如何調整速度、如何選擇負載方式等內容是本教材中的重中之重，其他應用都涉及這些方面的內容。為此，在講授這門課程時，這方面的教學內容安排課時占的比例應該最大。也就是說，電動機工作原理與機械特征應該作為授課的重中之重，加以詳細講授。
3.重視實踐環(huán)節(jié)
機電一體化專業(yè)是理工類學科，為此，本專業(yè)一般都安排實踐環(huán)節(jié)。電機與拖動基礎課程中的實踐課程大部分還是理論性比較強。重視實踐環(huán)節(jié)，學生在實踐中學習理論知識，能夠幫助學生更好地理解和掌握理論性知識，使學生能夠對理論知識產生更直觀的認識和理解。因此，電機與拖動基礎課程教學中應該將實踐環(huán)節(jié)列為課程教學重點。
4.鼓勵學生參與課題實踐
我國許多中小型企業(yè)由于底子薄，人才比較缺乏，特別是缺少企業(yè)改造升級所需的技術骨干性人才，為此，采用與高校合作是可行的途徑。這是因為高?？蒲辛α啃酆瘢Ｆ蠛献鞒杀颈容^低。而且電動機與拖動是企業(yè)生產中的重要生產設備，授課老師可以讓一些即將畢業(yè)、進入頂崗實習的學生參與到課題研究中。這可使即將就業(yè)的學生真正實現從學生向技術人才蛻變發(fā)揮著重要的作用。以輸送設施教學內容作為例子，在學習過程中，為了講清理論，一般將輸送設施運行中的能耗與損耗忽略掉，而在課題設計中，由于課題成果要直接應用于生產實踐，課題設計要考慮生產實際環(huán)境，在課題設計中，學生關于設計以及設備生產運行等理論知識要形成一個全新的認識，理論知識要考慮實際運行。這是一個質的變化，可為學生將來就業(yè)奠定堅實的基礎。
5.挖掘自主閱讀部分重點內容
電機與拖動基礎課程中許多章節(jié)內有自主閱讀內容，這些內容屬于非考核部分。但是，在這些自主閱讀內容中，例如電力拖動系統(tǒng)中的電動機選擇與驅動、控制微電機部分，在生產實踐中直接影響生產線的運行效率以及整體的安全性。特別是電動機的選擇更是影響生產線設計的關鍵性指標。所以，這一部分的內容也應該充分挖掘出來，納入到本課程中的重點授課內容中。
三、小結
根據技工院校技校生的從業(yè)情況，進行有側重地選擇教學重點內容組織教學是非常必要的?？偟膩碚f，課堂教學的主要目的就是使學生獲得應用性知識，如掌握各種類型電動機設備的應用理論，熟悉電動機工作原理與機械特征。同時，要重視實踐環(huán)節(jié)以及讓學生更多地參與到課題實踐中，讓學生積累經驗，使他們將來能夠更快速地融入工作中。
參考文獻：
“電力拖動”課程對機電專業(yè)人才培養(yǎng)的重要作用
電氣傳動類課程在機電專業(yè)中發(fā)揮著十分重要的作用，與其他課程有著密切的聯(lián)系，在機電專業(yè)課程體系中起著承前啟后的作用。學生通過學習該課程，一方面可以強化學生的電路基礎知識，提升學生在電氣技術方面的素養(yǎng)，鍛煉學生的抽象思維能力與分析能力；另一方面，學生要掌握電機這種特殊機械裝置，必須掌握磁路結構（鐵芯）、電路結構（繞組）及電動機的運行特性，還要具備機械和力學知識。通過學習“電力拖動”課程，可以培養(yǎng)學生空間分析能力和構思能力。
高職機電類專業(yè)課程體系存在的問題
高職院校制定機電類專業(yè)教學計劃過程中，參照了本科或?？圃盒C電類專業(yè)的“電力拖動”課程體系。如高職院校的自動化專業(yè)開設“電機與電力拖動”課程，數控、設備維修與管理、機電一體化專業(yè)開設“電機與電氣控制技術”課程，這些課的先修課是“電路基礎”、“電力電子技術”等，后續(xù)課是“可編程邏輯控制原理與應用”、“機電一體化系統(tǒng)與設計”等。高職院校機電類專業(yè)開設的“電機與電力拖動”、“電機與電氣控制技術”課程內容主要又以電機學和電力拖動的傳統(tǒng)內容為主。由此可見，高職機電類專業(yè)的課程體系、課程內容、教學順序與普通大學機電類專業(yè)課程開設方式差異較小。這對高職機電類專業(yè)教學帶來一定的問題。一方面，由于教學課時較少和教學內容繁多，學生很難熟練掌握電機與電力拖動的課程的主要內容；另一方面，課程體系中較少涉及電氣傳動方面的新技術，這不利于培養(yǎng)社會急缺的機電專業(yè)高端技能型人才。
高職“電力拖動”課程體系改革
在信息技術快速發(fā)展的背景下，如何改革高職“電力拖動”課程體系，仁者見仁，智者見智。筆者認為，要培養(yǎng)高端技能型機電專業(yè)人才，首先應加強專業(yè)技能訓練，以培養(yǎng)學生的技術應用能力為主旨，突出人才培養(yǎng)的“技能型”特征。其次，在電氣傳動技術方面，首先要鞏固傳統(tǒng)核心知識的教學，再以企業(yè)實際要求為依據，適當提高知識層級，補充新內容，以突出培養(yǎng)“高端”技能人才的高職教育特征。
當前編寫的高職《電力拖動》類教科書，似乎遵循淡化理論突出實踐環(huán)節(jié)的教學要求，大刀闊斧地破舊立新，實際上這只是傳統(tǒng)教材的壓縮餅干。如很多《電機與電氣控制技術》教材，將傳統(tǒng)的《電機學》、《電力拖動》、《電氣控制基礎及機床電氣控制技術》拼湊在一起，又要求在一學期內完成教學任務，并且還要安排大量的實習，實際理論教學課時不足以前的三分之一。在這種教學安排下，教師不可能深入淺出地講授教學內容，為了完成教學任務，很難顧及教學效果。在學生文化基礎知識薄弱和教學進度快的情況下，學生能夠學習和掌握多少知識可想而知。筆者認為，在學時少和教學效果打折扣的要求下，要整合教學內容，必須明確兩點：一是整合知識內容不是簡單地堆砌和拼湊；二是壓縮課程也不是把教材中的相關性較小的內容和公式推導簡單地刪掉。教材編寫者必須在充分理解課程設置的目的、功能及課程之間的內在聯(lián)系的基礎上，以達到的教學目的為依據，對相應知識內容重新“熔化”和“鑄造”。在整合課程中應該做到兩點：一是必須突出核心、主干內容，突出課程的知識主體，也就是要保留傳統(tǒng)教材中的經典和精華內容，不能因為某些重要內容的公式較多、論證較繁復，而以“淡化理論”為由將其刪除；二是在整合那些相對獨立的教學內容時，不能為了整合和壓縮，把本無關聯(lián)關系的教學內容生拉硬扯地湊合在一起。目前，“電力拖動”類的“電機與電氣控制技術”課程的許多教科書和一些學校制定的課程標準都出現了“多、雜、散”的問題，把多門課程的內容全部納入一門課程，課程內容面面俱到，十分龐雜；大部分教材中融入了機床電氣控制的知識，牽強附會，課程內容之間缺乏內在邏輯關系。筆者認為“電力拖動”基礎教學應側重于電機及其拖動性質和整體運行特征，只須簡單介紹拖動與電氣控制之間的關系，沒有必要介紹具體的設備電氣控制系統(tǒng)。因此“電機與電氣控制技術”課程的電氣控制章節(jié)只須介紹低壓電器、基本繼電接觸控制單元的內容就可以了，甚至可以不介紹電氣控制的內容，可以把這些內容納入其他的課程之中。
《電機與拖動控制》是高職發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)、電力系統(tǒng)自動化、機電一體化等專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課，《電機與拖動控制》課程以具體的電機作為研究對象，電機中電、磁、力、熱等方面互相影響、互相制約，使《電機與拖動控制》課程內容具有一定的復雜性和綜合性。課程概念抽象，電機內的電磁場看不見、摸不著，對老師的教學和學生學習都有較大的難度，如何提高課程教學效果、降低學生學習難度，對高職院校該課程的老師具有不小的挑戰(zhàn)。鑒于該課程教學中存在的問題，結合電力系統(tǒng)自動化及機電一體化專業(yè)教學改革，該研究對高職《電機與拖動控制》課程從課程定位、教學內容、教學方法、手段和信息化教學方面進行了探討，經過幾年的教學改革，改革效果初步顯現。
1 課程定位與課程目標
1.1 課程定位
《電機拖動與控制》課程是電力系統(tǒng)自動化、機電一體化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，是一門實踐性很強的課程。該課程構建于電工基礎等課程的基礎上，基于職業(yè)能力分析，以知識為載體，通過完成電機原理的分析和控制系統(tǒng)的學習，將《電機拖動與控制》的基本理論與實踐技能有機地融合，配合控制實訓，培養(yǎng)學生具有電機方面分析和解決問題的能力。
1.2 課程目標
1.2.1 專業(yè)能力目標
（1）了解各種電機的特點； （2）能夠正確識讀電氣控制圖紙；（3）能夠操作典型電機控制系統(tǒng)；（4）能夠正確使用常用低壓電器；（5）能夠分析典型電氣電路原理；（6）能夠完成基本電氣系統(tǒng)設計。
1.2.2 方法能力目標
（1）培養(yǎng)學生自學的能力；（2）培養(yǎng)學生利用電機與拖動技術解決實際問題的能力。
1.2.3 社會能力目標
（1）培養(yǎng)學生具有實事求是，嚴肅認真的科學態(tài)度與工作作風；（2）培養(yǎng)良好的安全生產意識、質量意識和效益意識；（3）培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和團隊協(xié)作精神；（4）培養(yǎng)學生勇于開拓、不斷創(chuàng)新的品質。
2 教學內容
《電機拖動與控制》課程的教學內容與學時安排建設如表1所示。
3 教學方法手段
3.1 情景教學法
由于電機在生活中有著廣泛的應用，教師在講授《電機拖動與控制》這門課程時，要著眼于?F實生活，從生活實例入手，構造相應的學習情景，比如家用洗衣機頻繁的正反轉控制可以導入電動機的正反轉控制，從空調為什么要變頻控制導入電動機的變頻調速控制，這些生活情境與教學相結合，既引起了學生的學習興趣，又讓學生對要學的知識有一定的熟悉，使學生覺得不是那么難。除了生活情境以外，也可以利用技術情境，例如電磁感應現象、電機的結構與工作原理，可以通過視頻、動畫的方式，將抽象的理論變得更加生動直觀，幫助學生形成感性認識。
3.2 項目教學法
《電機拖動與控制》課程是一門實踐性較強的課程，與工程實際密切聯(lián)系。電機的啟動、運行、調速、維修等項目也是工程實際上應用的項目，根據培養(yǎng)方案和實訓條件確定幾個典型實訓項目，合理的穿插在整個教學過程中，例如三相異步電機拆裝實訓、變頻調速實訓、啟―保―停控制實訓、正反轉控制實訓、Y-Δ降壓啟動控制實訓。對每個實訓項目明確項目任務，制定項目計劃，在項目實施時將學生合理分組，4～5人一組，分組要實力均衡、優(yōu)勢互補，每組確定1名組長負責組織、安全和協(xié)調。在項目實施過程中實施教―學―做一體化，在做中學、在學中教，最后采用自評、互評和教師評價相結合的方式，對項目進行考核，計入期末成績。
3.3 信息化教學
在信息化高度發(fā)達的今天，教學也要與時俱進，除在課堂上利用多媒體向學生展示圖片、動畫、視頻以外，在課前課后也可通過微信分享一些電氣公眾號的精彩文章，督促學生閱讀，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)。
關鍵詞：電機與拖動；教學改革；教學質量
作者簡介：宋強（1972-），男，山東新泰人，安陽工學院機械工程學院，副教授。（河南 安陽 455000）王瑞（1966-），女，河南安陽人，新鄉(xiāng)學院機電工程學院，高級實驗師。（河南 新鄉(xiāng) 453003）
中圖分類號：G647 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）33-0123-02
“電機與拖動”是安陽工學院（以下簡稱“我校”）機械專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎課，譬如機械設計制造及其自動化、機械電子工程、機電一體化專業(yè)，是本科必修的考試課程，它在專業(yè)課程體系和教學大綱中占有重要的地位。由于該課程內容豐富、理論性強、知識面廣、信息量大、更新發(fā)展快，而且比較抽象，數學推導多，難度大，加上課時連續(xù)壓縮，因此如何提高在較短的學時內課堂電機與拖動的課程教學，在短期內收到良好的教學效果已成為任課教師不得不考慮的一個重要的問題。長期以來，“電機與拖動”課程一直采用“教師-黑板-學生”或“教師-電子課件-學生”的課堂教學方式。在黑板上講授中，教師在黑板上分析時，往往要畫大量的曲線，當分析的因素較多時，經常難以用有限的幾種顏色將它們區(qū)分，而且曲線的準確度也難以保證，系統(tǒng)分析結果缺乏可視化的直觀表現，使得學生難以理解和接受；可開始學習后，隨著課程的逐漸深入和難度的加大，一些學生越來越覺得力不從心，直到最后完全放棄學習此門課程。此外，實踐性教學環(huán)節(jié)也是該課程教學的重要環(huán)節(jié)，但在實驗中由于現有硬件設備條件的限制，經常會使實驗值與理論值不相吻合，達不到預期的實驗效果。因此有必要對“電機與拖動”課程進行教育教學進行改革。
一、“電機與拖動”課程教學目前存在的問題
1.學時分配太少
隨著高校教育教學改革的不斷深入，專業(yè)基礎課程、工程課程的課時明顯被壓縮，因此存在著教學內容與教學學時過少的矛盾?！半姍C與拖動”課程教學需要70個小時左右，有些專業(yè)課程甚至壓縮到40個小時，教師要在有限的時間內講解透徹顯然是困難的，學生要用很短的時間來完全理解教學內容也是不容易的。
2.概念復雜，公式多，學生難以理解
由于這個課程涉及許多基礎課，如大學物理、高等數學、電路和磁路、電工學等，因此如何將所有課程內容有機地結合在一起呈現給學生是一個很困難的問題。學生感覺它抽象而難以理解，特別是磁路、矢量分析內容糅合在里面，學生對磁路的理解也只能停留在表面，不知所云，對此毫無興趣，并隨著課程不斷加深而漸漸放棄了學習。為了防止學生在課堂上出現這種情形，教師需要補充更多的基本知識和基本概念，這就出現了教學內容和學時之間的矛盾。此外又由于理論推導公式很多，很難記住，學生學起來必然感覺索然無味。
3.理論與實踐脫節(jié)
“電機與拖動”課程教學，具有一定的理論深度，和實踐結合緊密，系統(tǒng)性和可操作性比較強。老師在課堂上說了很多的理論，雖然費盡口舌花了很多時間，但由于學生缺乏感性知識，依然無法理解所講內容，一旦面對實際的問題必然無從下手。理論課的實踐安排不合適、不緊湊，明顯與理論脫節(jié)，從而導致學生學習效率低下，動手能力差，不利于課程整體優(yōu)化。
二、提高“電機與拖動”課程教學質量的探索與實踐
1.調整課堂教學內容，注重前展和后延
課堂教學的主要方式，不僅是傳授知識，還是訓練思維方式的一種重要方式，是其它教學環(huán)節(jié)的基礎。而課堂教學不僅僅是幾十分鐘的課，而是包括課堂教學前展、課堂教學和課堂教學后延三個環(huán)節(jié)，三者聯(lián)合形成一個完整的整體。
（1）課堂教學前展。這是很好的準備，并堅持常備常新。備課是上好課的前提，它是課堂教學的出發(fā)點和基礎，課堂教學是決定教學質量的一個重要組成部分。備課包括：熟悉教材，閱讀相關文獻的鏈接，深入了解學生，制訂教學計劃，編寫教案，隨著每一輪授課教學經驗的不斷積累和豐富，不斷調整和完善備課環(huán)節(jié)。
（2）課堂教學。第一，注意好“緒論”課程。所謂“良好的開端是成功的一半”，所以在教學中一定要講好緒論。筆者將“電機與拖動”的教學內容進行了優(yōu)化組合，并融入了實際生產中電機拖動的應用案例，這樣的教學，使學生產生強烈的求知欲望，提高學習興趣。第二，注意調整教學內容，定位精度要準確，概念的定義深度、難度適中。第三，注重精講例題或典型習題，目的是使學生學會應用基本概念、基本理論和基本方法去分析和處理問題。同時，加強學生的基本概念、基本理論和基本方法的深刻理解。
（3）課堂教學的后延。思考題和習題是“電機與拖動”課程的一個重要的教學內容，是教學內容的進一步理解和鞏固，通過大量的習題和問題，通過提問和思維的訓練，不僅可以鞏固基礎理論，而且還可以掌握基本的工程計算方法，提高分析和解決工程實際問題的能力。
2.合理運用多種教學方法和手段
（1）歸納教學法。課堂講授的顯著特點是在較短的時間內傳授大量的知識，信息量大、內容多、涉及知識面寬，教師對內容要歸納出要點，總結為結論性知識，使之系統(tǒng)化、條理化，并提煉出重點、難點。
（2）討論學習法。通過自主學習，可以很快掌握教學的一部分，但問題是理解的深度不夠，對學生的問題，部分內容，這樣可以緩解學時過少的矛盾，將課堂教學、課堂討論、課外學習三者有機結合。
（3）啟發(fā)式教學法。啟發(fā)式教學法不僅是向學生提問，并提示學生考慮解決，提出問題，啟發(fā)學生積極思考，這指出了問題的本質，進而鼓勵學生獲得解決問題的辦法。
（4）比較教學法。為了使學生掌握基本概念，可以通過比較的方法，找出兩個比較對象的共同點和不同點，通過類比教學可以大大提高學生的興趣。例如，對直流電機工作原理的分析，可以將直流電動機和直流發(fā)電機對比學習，變壓器的空載運行和負載運行可以和三相異步電動機轉子靜止、轉子運動進行比較，可以有效地提高學生對知識的理解和掌握，而且使厚厚的教材變薄了。
（5）教師應該盡可能地尋找合適的方法呈獻給學生。在講到三相變壓器的連接組別判定時，教材所述的方法是時鐘法，由于學生的電工基礎不是很好，加之向量概念很抽象，學生對此法的理解和掌握并不是很理想，于是筆者查閱學術論文總結出了一個方法——數字法，即“同名12異名6，原逆加，副逆減，鐵心柱，順序移，加4加8看情況”。學生反映此法非常好，判斷精度高，判斷簡單，容易理解，很容易掌握。
（6）學生參與教學的教學方法。當然是更容易理解和掌握前面的章節(jié)，鼓勵學生參與課堂教學。例如，學生參與課堂教學的三相籠型異步電動機定子對稱起動電阻的計算內容，有效地調動學生學習的積極性和主動性。
3.重視實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
工程教育的發(fā)展離不開動手能力和創(chuàng)造性思維的火花的迸發(fā)，“電力與拖動”課程也應該與時俱進地培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。安陽工學院的人才培養(yǎng)模式，注重學生實踐能力和創(chuàng)新能力的提高。堅持個性化地培養(yǎng)知識和能力俱佳的拔尖人才。學?？梢园才潘械膶W生到電機制造的大企業(yè)中進行實習，實習時間可以在兩周左右，并且實習的每一位學生分配不同的實習任務。通過實踐，學生普遍具有較強的實驗、計算、繪圖、測試、設計、計算機應用能力，具有一定的工程獨立分析，解決實際問題的能力。學校希望每一個從安陽工學院走出去的畢業(yè)生都可以成為“創(chuàng)新工程”中積極成員，成為企業(yè)中可以獨當一面的高級技術人才。安陽工學院的課程極具分析性，需要很強的創(chuàng)造性思維和解決問題的能力。在安陽工學院，一位資深教育教授說：“教育是解決問題的關鍵，要學得有創(chuàng)造性，獨立思考和大膽創(chuàng)新。”通過創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，使學生普遍具有豐富的想象能力、準確判斷能力、敏銳的觀察能力、自主創(chuàng)新能力。
4.運用現代教育技術和手段
與傳統(tǒng)的教學方法相比，多媒體教學具有更好的視覺吸引與沖擊。但是多媒體教學中，老師不要只是關注多媒體而忘記了教學的主人——學生。還可以結合傳統(tǒng)教學方法與現代教學方法，在課堂教學中使用計算機輔助設計軟件，來滿足各種形式的課堂教學需要。教師如果能夠在課前將枯燥乏味的抽象知識剔除，在課上和學生做到互動以活躍課堂氣氛，這樣不僅有助于提高學生課堂學習的積極性主動性，同時也提高了教學效果。在教學中，還應該嘗試開展一些應用計算機技術講座，利用復習課，通過各種教學活動，豐富學生的知識，充分調動學生的積極性，激發(fā)了學生的學習熱情。教師也可以通過電子郵件、即時通訊、手機短信、微信等通訊手段與學生討論，進行網上答疑，使用網絡共享，節(jié)約教學資源，欣賞學生作品。
5.注重團隊合作精神，增強學生的主動性
對一些大型的電機實踐項目，可以把學生分成若干組，每一組成立了一個探究小組，每個小組的成員分配一個不同的任務，任務整合最后由團隊完成。這種方式貼近學生的實際，學生喜聞樂見，所以每個學生都積極參與，發(fā)揮個人的創(chuàng)新能力和團隊合作精神和競爭意識的體現。當學生看到自己的作品、創(chuàng)意顯示在屏幕上，他會滿臉笑容，十分自得地體驗成功的快樂，在快樂活動的同時，不僅獲得了知識，還增強了學習的主動性。
6.全面引入Matlab仿真軟件
計算機仿真工具在“電機與拖動”教學上的全面應用可以解決復雜的數學推導、抽象的數學建模、沒完沒了的數學計算。MATLAB仿真工具的全面引入，為學生學習這門課程帶來了一線生機，可以大大簡化過程中復雜的數學推導和計算，有效地減輕學生在學習過程中的情感問題，從而激發(fā)學生的學習熱情和興趣，也為后續(xù)理論研究奠定堅實的基礎。仿真結果與計算結果表明，為了加深對各種影響因素的理解，使學生增強互動，最終對電機系統(tǒng)有一個更全面的了解。由于有很多基于simulink的電機模型，學生可以自由使用模塊，自由組合自己的實驗項目，建立虛擬實驗項目，這為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力有很大的幫助。
7.學習效果評價方法的設計
課程考試改革采用了“平時作業(yè)+實驗考核+課堂問答+參與課堂討論程度”綜合考核方法?？荚嚨母母镒⒅亓藢W生能力與素質的培養(yǎng)，尤其是增加了提出問題和運用所學知識解決問題能力的考核，建立了以綜合評價與過程評價為主的考試評價制度，有效地調動了學生學習的自覺性和積極性，培養(yǎng)了綜合應用能力、自學能力。現在，考試命題組又提出了一個大膽的考試改革，將受教學生分成四個大組，每一組按照課程教學大綱和考試大綱來命題出考試卷兩套，這樣的話學生的學習積極性會大大提高。他們必須通讀教材，把握每一章的難點和重點，將教學內容爛熟于胸才能出一張合理的考卷，任課老師從學生卷中抽取50%的考試內容，教師添加50%課程內容，這樣一份由學生和老師共同完成的試卷就誕生了?，F在本改革還在試點之中，希望能收到良好的效果。
三、結論
針對“電機與拖動”課程的教學內容，改革教學方法，提高了學生的學習興趣，提高了學習的主動性和實踐能力，對培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力起到了重要的作用?；趯哟涡?、全面性、先進性的三項原則，從教學內容、教學方法、評價方法等方面進行具體的實踐和教學改革。實踐證明，這些教育教學改革能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，將收到良好的教學效果，大大提高了教學質量。
參考文獻：
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[4]厲虹，張巧杰，祁鯤.以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標的“電機與拖動”教學改革研究[J].中國電力教育，2010，（4）：67-69.
1.1直流電力拖動節(jié)能技術
對于一些加工制造業(yè)企業(yè)來說，在選擇電力拖動方式時，應該密切結合企業(yè)經營和發(fā)展的實際情況。從直流電動機的特點來說，該種電動機性能較好，在啟動、制動方面，可以在很大的范圍內實現平滑調速，因此，可以在工業(yè)生產、加工領域大規(guī)模應用。通過使用電力電子技術，能夠在一定范圍內合理調整電樞的電壓。電力拖動系統(tǒng)在實際使用過程中，要想更好地實現節(jié)約電力，還需要有合適的電力控制系統(tǒng)。根據實際經驗，電力控制系統(tǒng)的最低標準，應該滿足機械設備的拖動和管理需求，需要注意的是，要保證直流電的拖動方式，可以在一定的條件下順利實現逆變控制。通過逆變控制，電力控制系統(tǒng)才能反饋負載側能量給電網，從而在一定程度上實現電力資源的節(jié)約。從工業(yè)生產中的實際情況來看，直流電力拖動方式有著比較成熟的理論和實踐經驗。不過，直流電動機在自身結構方面比較復雜，占用的廠房空間較大，并且在出現故障之后，維修難度較大?？傮w上，電機效率不高，容易產生較多的熱量，這就需要對其進行冷卻，從而增加了成本支出。在電力拖動技術發(fā)展水平不斷提高的情況下，一些更加科學、能耗更低的拖動方式會逐步取代直流電力電力拖動方式。
1.2交流異步電力拖動節(jié)能技術
交流異步的電力拖動方式同其他形式的電力拖動方式相比有著一定的優(yōu)勢。具體來說，在容量相同的情況下，交流異步的電力拖動方式結構更加簡單，對作業(yè)環(huán)境的適應性更強，設備更加堅固耐用，在使用過程中，發(fā)生故障的概率很低，大大降低了企業(yè)的維修費用。相關的統(tǒng)計數據顯示，交流異步電力拖動的維修量約是直流傳動的1/4，并且在實際作業(yè)過程中，能夠提供更充足的動力?，F代企業(yè)在使用異步交流的電力拖動時，更加看重其高性能和高精度。
1.3高壓電力拖動節(jié)能方式
從電功率以及電阻功率的計算原理可以知道，在機械設備的負載功率保持在一定的水平時，如果定子電壓值越高，則其相應的電流將越小，在這種情況下，電機燒毀的幾率也越小。根據這種情況，中、大功率且不必調速的電力拖動系統(tǒng)，在選擇電機時，應盡量選擇使用高壓電動機，以盡量降低電力資源的消耗。按照電壓選擇的標準，超過75kW的電動機應選擇高電壓作為供電的電源，這樣可以充分發(fā)揮電動機的性能優(yōu)勢，并在一定程度上降低電力消耗。而對于風機、泵需要調速的電力拖動設備，則應該選擇變頻調速系統(tǒng)，進而實現有效節(jié)能。
2電力拖動常用節(jié)能技術方法
工業(yè)企業(yè)生產過程中，使用電力拖動節(jié)能技術的主要是風機、水泵等設備。在節(jié)能方面，用到的技術方法主要有改變電動機的啟動-運行方式、使用軟啟動和使用變頻調速器等種類。
2.1改變電動機的啟動-運行方式
工業(yè)生產過程中，電機實際承載的負荷一般較大，在這種情況下，電機在啟動時就需要很大的力矩，而過大的力矩會增加電力的損耗。為了改變這種狀況，可以對電動機的啟動方式進行改變，具體來說，可以變化控制線路的啟動運行方式，將線路繞組從三角形啟動運行改為星形啟動，在實際運行過程中，這種星形運行可以在一定程度上降低電耗。
2.2使用軟啟動
在電機啟動過程中，除了使用正常的啟動，還可以使用軟啟動器。軟啟動器主要是通過內部線路調節(jié)，對電機的電源電壓進行控制，以此來調節(jié)電機輸出功率。電機設備在運行時，其負荷一般呈規(guī)則曲線形狀變化，在這種情況下，電機的電機輸出功率也需要根據負荷的變化而進行相應的變化。軟啟動節(jié)能器就是檢測電機負荷的有效裝置，該裝置在檢測負荷變化后，傳遞給控制線路，進而可以使得控制線路根據電機負荷的大小調整合適的輸入電壓，減少不必要的電壓浪費。
2.3使用變頻調速器
一些泵類設備實際排量小于泵排量的現象，造成了電能損耗，變頻調速器的原理就是當實際排量小于泵額定排量時，利用壓力信號反饋給變頻系統(tǒng)，系統(tǒng)降低頻率，減少電機轉速，泵排量減少，從而達到節(jié)能的目的。
3各種節(jié)能方法的應用及效益分析
3.1更換多極電機
通過更換多級電機，可以降低電機的能耗，對于使用電機較多的企業(yè)來說，要在嚴密計算普通電機成本以及多級電機節(jié)能效率的基礎上，選擇用合適的多級電機代替普通電機，根據一般的情況，在使用多級電機之后，節(jié)約的電力費用基本上可以在一年內超過購買多級電機的投資。
3.2改變電機的運行方式
通過改變電機的運行方式，電機的輸出功率可以得到一定程度的降低，并且電機在功率降低之后，線路的老化速度減慢，電能損耗降低。對于工業(yè)企業(yè)來說，從長遠的投資效益來看，改變電機的運行方式，是非常有效的節(jié)能措施。
3.3使用變頻調速裝置
在排量基本不變的情況下，使用變頻器后，電機輸出功率明顯減少，能耗降低，三臺變頻器及附件總投資約19萬元，大約一年就可收回投資，因變頻器使用年限較長，投入產出比為1∶4.2，經濟效益和節(jié)能效果十分明顯。根據有關的資料，現階段我國的風機、水泵大約有25%～40%的能量是無謂地消耗掉了。可以說，風機、水泵系統(tǒng)的節(jié)能改造潛力巨大。根據交流感應電動機的特性原理，要進行連續(xù)平滑的速度調節(jié)，目前最佳的方法就是采用變頻調速器。交流感應電動機的轉速n等于60′f÷P，從而可以看，在P固定不變的情況下，n的大小與f有關系（公式中P為電機定子的磁極對數，f為電源頻率Hz）。變頻器就是將標準的交流電轉換成頻率和電壓變化可調的交流電，供給電機，并對電機轉速進行調節(jié)的裝置。通過使用變頻器對風機、水泵進行節(jié)能改造，可以有效避免由于采用擋板或閥門造成的電能浪費，并且還可以在很大程度上提高控制和調節(jié)精度。例如：某單位在中央空調系統(tǒng)中利用變頻器控制風機的轉速，合理調節(jié)風機風量，實現了恒溫控制，取得了非常好的節(jié)電效果。由于該系統(tǒng)設計裕量太大（調查統(tǒng)計，空調系統(tǒng)設計裕量多在20%～25%），實現變頻調速改造后，其節(jié)電率在80%以上。
4結語
關鍵詞：職高 電機與變壓器 教學 能力培養(yǎng)
《電機與變壓器》是電氣自動化等專業(yè)學生必須學的一門十分重要的專業(yè)基礎課，因為絕大多數的自動化設備都會用到電動機，電能的70%以上全用在電動機上，電動機控制技術的高低直接決定了自動化設備的性能的好壞。因此，掌握電機的控制技術，對我們電氣自動化等專業(yè)的學生來說，是十分重要的。
《電機與變壓器》是電機的控制技術專業(yè)基礎課程，它的目的是讓學生掌握各種電動機的工作原理和控制方法，如果這些原理掌握不好的話，對學生今后的深入學習是很不利的。比如，學生如果不知道三相異步電動機的調速原理，他就看不懂類似的原理圖，對電動機的調速就束手無策，學好了《電機與變壓器》，再學習《電力拖動》等后續(xù)課程就比較輕松了，而且學生能從比較高的層面掌握電動機的控制技術，提升了他們的能力。
《電機與變壓器》這門科理論性很強，很抽象，同時需要的基礎知識多，比如，要理解電動機的工作原理，必須對電磁感應的方面的知識有很好的掌握。有些甚至還要求具備高等數學的知識，而我們中職學生往往這些基礎知識掌握得不好。這使他們學習起來感到很困難。慢慢的喪失了學習的興趣，老師在臺上費勁的講，學生臺下昏昏欲睡。教學效果很不理想。在實訓階段，由于沒有與理論知識同步，過了一段時間后，學生可能已經忘了，因此，實習老師往往還得講解原理，這樣效率很低。那么，怎樣才能改變這種狀況？本人有以下的幾點想法。
一、確立目標，樹立信心
職校教師在教學過程中要把動機的培養(yǎng)貫穿始終。要讓學生明白專業(yè)知識對一個人的重要性，要讓學生明白《電機與變壓器》這門課在整個專業(yè)中的重要地位，有條件可以組織學生到企業(yè)中參觀，讓學生明白電機控制技術在生產實際中的作用是多么巨大。同時，老師要想方設法讓學生明白其實這些技術并不是很難學，只要按照老師提供的方法，認真學習，每個學生都能學會，讓學生樹立信心，這樣才可以開始進行教學。
二、進行課程改革
將《電機與變壓器》、《電力拖動》以及相關內容的實訓合成一個課程來進行，比如，在《電機與變壓器》中講了三相異步電動機為什么要進行降壓啟動及星——三角降壓啟動的原理和方法，那么馬上可以將《電力拖動》中星——三角降壓啟動控制線路讓學生進行安裝和調試，在《電機與變壓器》中講了三相異步電動機轉子回路串電阻進行調速的原理后，馬上可以將《電力拖動》中的20/5t橋式起重機電氣控制線路進行分析，在《電機與變壓器》中講了串、并勵直流電動機的有關知識后，馬上可以將《電力拖動》中的串、并勵直流電動機的基本控制電路進行講解和分析。這樣可以減少理論和實踐相脫節(jié)的現象，教學環(huán)節(jié)相對集中，學過的理論馬上在實踐活動中得到驗證，有利于所學知識的鞏固、提高。學習效率很高，效果也很好。為了達到以上的目的，老師必須結合自己學校的實際情況、對《電機與變壓器》、《電力拖動》等有關教材進行重新編輯，編制出適合自己學校的校本教材。
三、加強實驗實訓室的建設
《電機與變壓器》是一門實踐性很強的課程，如果光在課堂上講理論，很難學好，尤其是對我們職高學生更是如此，所以有好的實驗實訓設備很重要，如果有條件可以請專門生產教學儀器的企業(yè)設計制作一些適合實驗實訓設備。為了提高教學效果，我們學校專門建立了的電機與變壓器實訓室，并購置了20臺電機及電氣技術實驗裝置，在這個裝置上可以進行各種實訓實驗，如直流電機實驗、異步電機實驗、步進電動機等特種電動機實驗，還可以進行各種電氣控制實驗，如三相異步電動機的正反轉控制、三相鼠籠異步電動機降壓起動的控制、三相異步電動機能耗制動的控制，還可以進行電力電子技術實驗項目，如正弦波同步移相觸發(fā)電路實驗等，通過這些實驗和實訓，學生對電動機的原理和控制方法有了很深的理解。有了這些實訓設備后，我們老師上課積極性也高了，因為本來很復雜，很抽象的問題，現在通過實驗很容易得到解決，學生很容易理解。教學效果大為感觀。
四、適時引進先進的教學方式
為了激發(fā)學生的學習興趣，老師可以有必要的將自己搜集或制作的flas以及制作的多媒體課件運用到實踐教學中來，幫助學生理解。根據課程的內容可以采用項目教學法，任務驅動法等合適的教學方法，盡量采用理實一體化的教學方法來提高教學效果和教學質量。注重學生實踐操作能力的培養(yǎng)，突出以學生為主體。在教學過程中強調充分發(fā)揮教師的主導作用，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，實現素質和技能雙重培養(yǎng)，豐富課堂教學和實踐教學環(huán)節(jié)，提高教學質量。在整個教學環(huán)節(jié)中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而理中有實，實中有理。突出學生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調動和激發(fā)學生學習興趣。
五、將電動機控制的實際問題引入教學之中
電機控制含蓋電氣自動化的許多方面，因此，在教學過程中，盡量多引入與之相關，在企業(yè)中比較常用的知識，如PLC、單片機、觸摸屏、各種工業(yè)組態(tài)軟件，以及各種工業(yè)中常用的傳感器、電磁閥、氣缸等，在教這些課的時候，盡量接近或模擬實際的應用例子，比如由PLC、觸摸屏等組成的料灌控制系統(tǒng)，由PLC、觸摸屏、變頻器、壓力傳感器等構成的恒壓供水系統(tǒng)，由PLC、觸摸屏、步進電動機、伺服電動機等組成的定位控制系統(tǒng)，單片機控制系統(tǒng)，通過這些項目的學習，學生的專業(yè)能力可以的到很大的提升，而且學習起來也不感到枯燥，很有成就感。為了做到這些，老師也要不斷的進行學習，學習當今的科學技術水平，有機會多下企業(yè)，了解企業(yè)最需要哪些技術，最需要怎樣的技術人才，只有這樣才能開設緊跟社會形勢，培養(yǎng)出社會、企業(yè)最需要的人才。
Abstract： There is a 75t/20t bridge crane in Lushui Power Plant. This crane has operated more than 40 years， the components has abrasion， maturing and other defects. The electrical control of it uses medieval structure of contactor with variable resistance box. There is a big security hidden danger in the process of the use of the bridge machine. So， our plant decides to replace all the electrical equipment of the bridge machine. In the electric control part， the frequency converter and PLC technology are adopted to optimize and design the traditional relay-contactor speed control device. This paper summarizes the overall ideas and design content of the optimal design， including the system structure optimization， the model and configuration of frequency converter and PLC， etc. After optimization design， the speed control of bridge crane more sensitive， the failure rate is significantly decrease， the overall performance is more stable.
關鍵詞： PLC；變頻器；橋式起重機
Key words： PLC；transducer；bridge crane
中圖分類號：TH215 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）04-0101-03
0 引言
橋式起重機是電廠常用設備之一。傳統(tǒng)橋式起重機的電力拖動系統(tǒng)采用交流繞線轉子異步電動機轉子串電阻的方式控制電動機啟動或調速，這種控制裝置叫做繼電器-接觸器控制。這種控制系統(tǒng)功能復雜，運行狀態(tài)不穩(wěn)定，噪音大，故障多發(fā)。轉子串電阻調速，起動電流大，機械特性軟。轉速容易受負載變化的干擾，速度轉換靈活性差，調速不穩(wěn)定；所串電阻持續(xù)發(fā)熱，浪費電能。電阻過熱時還可能燒斷，引起電氣故障。陸水電廠75t/20t雙梁橋式起重機拖動系統(tǒng)依靠傳統(tǒng)交流繞線轉子異步電動機驅動，采用轉子串電阻的方式來控制電動機起停和變速。系統(tǒng)運行狀態(tài)不穩(wěn)定，運行速度和安全性更都已無法滿足當前的工作需要，本文將在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的基礎上引入PLC變頻調速裝置，對系統(tǒng)的結構和功能進行升級改造，以優(yōu)化控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)，提高其運行效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
1 原拖動系統(tǒng)基本情況
陸水電廠原橋式起重機電氣拖動由大車系統(tǒng)、小車系統(tǒng)和主副鉤系統(tǒng)協(xié)同完成，由1臺交流繞線轉子異步電動機驅動整個系統(tǒng)的起停和速度轉換。速度轉換方式是：電動機轉子回路串入5段外接電阻 R1～ R5。由接觸器KM1～ KM4 的狀態(tài)來判斷串入電阻的阻值，并對電機進行調速控制。以電磁機械制動為主的原電路結構如圖1所示。
2 變頻調速改造基本思路
橋式起重機拖動由2臺大車電機、1臺小車、1臺主鉤和1臺副鉤組成的拖動系統(tǒng)來完成，除2臺大車電機共用1臺變頻器以外，其他拖動系統(tǒng)各自都有1臺變頻器進行調速控制。整個系統(tǒng)由5臺電動機驅動運行，PLC變頻調速系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)電動機轉子回路串電阻調速裝置來控制速度轉換，整個系統(tǒng)運行更加靈敏。傳統(tǒng)的異步電動機驅動模式下，主要依靠繼電器-接觸器機進行邏輯控制。經優(yōu)化設計后，用變頻器和PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)異步電動機，PLC接收電動機轉向、調速等控制信號后，將至轉換成相應的控制指令發(fā)送給變頻器，電動機在變頻器的控制下迅速響應并完成控制指令。系統(tǒng)改造后的整體結構如圖2所示。
2.1 變頻器和PLC的概念
變頻器：主要是利用交―直―交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給變頻電動機。
PLC：變頻電動機可編程邏輯控制器系統(tǒng)及保護。
2.2 大車拖動系統(tǒng)
大車拖動系統(tǒng)是由2臺YZP160M-6/5.5kW變頻電機組成的雙梁構造。起重機在電機的拖動下，按照1：6的調速比，順著車間以42m/7m/min的速度橫向運行。
拖動方案：采用起重機專用的變頻交流電動機（濕熱型），代替原繞線轉子異步電動機。大車為2臺交流變頻調速器分別控制2臺電動機驅動2個主動輪，采用電氣位置同步。兩臺電機由同一臺變頻器同步操控。采用 U /f開環(huán)控制模式，變頻器的容量PN應該是一臺電動機容量PMN的2倍以上。（PN>>2PMN）
2.3 小車拖動系統(tǒng)
小車采用1臺交流變頻調速器控制1臺YZP132M1-6/4kw電動機驅動2個主動輪的方式（機械同步），小車拖動吊鉤及重物順著橋架縱向移動。速度12.5/3m/min可調。調速比為1：4。
拖動方案：也采用起重機專用三相交流變頻電動機（濕熱型），配容量等相同的變頻器），采用U/f開環(huán)控制方式。
2.4 主鉤和副鉤拖動系統(tǒng)
主鉤和副鉤分別用YZP225S1-8/18.5kW和YZP225S2-8/22kW各一臺電動機單獨拖動。主鉤和副鉤拖動重物做吊起或放下的“上下”運動。主升起機構的起升速度為0.15～1.5m/min，電機額定功率及額定速度按1.5m/min重載選擇，實現電機的恒轉矩和恒功率調速控制，調速比為 1：10。副升起機構的起升速度為0.6～6.0m/min，電機額定功率及額定速度按6.0m/min重載選擇。電機的恒轉矩和恒功率調速控制，調速比 1：10。
拖動方案：選擇動態(tài)性能良好的主電動機驅動主、副鉤系統(tǒng)，用較大功率的變頻專用電動機取代繞線轉子異步電動機傳統(tǒng)的繞線轉子異步電動機進行調速控制。變頻電動機功率應該比原電動機稍大，以確保力矩夠長。用一臺變頻器控制兩臺電動機，并為電動機配置光電編碼器， 采用帶 PG 卡速度反饋的閉環(huán)矢量控制方式。變頻電動機的轉速可以按從低到高5個檔速自由調控，充分滿足了主副鉤系統(tǒng)的運行需要。
2.5 電機制動方式
采取由變頻器外接的制動單元和制動電阻消耗掉的方式。改造后選用電力液壓塊式制動方式，其型號：（YMZ/300/45和YMZ/200/25）。采取再生制動、直流制動和電磁機械制動相結合的辦法。利用變頻調速系統(tǒng)的再生制動系統(tǒng)及直流制動系統(tǒng)，使運行中的拖動系統(tǒng)迅速停止。在起吊作業(yè)中，被吊起的重物有時需要在半空懸?；蚱揭埔欢螘r間，利用變頻調速裝置使重物懸停后，還應該用電磁制動器進行機械制動，以防起重機受外界干擾或突然失電后中午下落引發(fā)安全事故。
3 變頻器的選用
市場上有很多起重機專用變頻器。我們選用上海施耐德ATV312HU40N4和ATV71HD30N4系列變頻器。這種全磁通矢量控制的變頻器，即使低頻運行，起動轉矩也能達到額定轉矩的1.5倍。并且，該變頻器具有速度反饋功能， 能實現零速控制，就是在零速下也能有150%額定轉矩輸出。它有四種控制方式，分別是：有 PGU/f閉環(huán)控制模式、有PG閉環(huán)矢量控制模式、無 PGU/f開環(huán)控制模式和無 PG開環(huán)矢量控制模式，具體采用哪一種要根據預設參數的存取級別而定。大車、小車拖動系統(tǒng)慣量大，負載變化基本為阻力性負載，變化幅度較小，因此一般采用不帶光電編碼器的無 PGU/f開環(huán)控制方式。相比之下，主、幅鉤負載變化非常明顯，應該采用有 PG- B2速度控制卡閉環(huán)矢量控制為主的有光電編碼器，以縮短動態(tài)響應時間，使轉矩調節(jié)更靈活、更迅速，確保起重機械更穩(wěn)定地運行。由于變頻控制系統(tǒng)具有速度反饋功能，能夠在零速下保持150%額定轉矩的輸出，因此，變頻器與PLC控制系統(tǒng)的整合，也能有效杜絕溜鉤現象。
對于橋式起重機來說，我們可根據調速要求來調節(jié)變頻機工作頻率。ATV312HU40N4和ATV71HD30N4，系統(tǒng)自帶 6個頻率指令和 1個點動頻率指令，有7段速可供選擇。在起重作業(yè)過程中，可對系統(tǒng)輸入頻率指令，設定多段速指令1～3和點動頻率進行頻率切換，由此實現快速調速。如圖3所示，接通端子1時電機正轉，接通端子2時電機反轉，分別接通1、2、3端子的多段速指令，或者同步接通其中兩、三對端子，就能獲得6個頻率指令，也就是說在正反方向上有5種速度可供調節(jié)。通過預設變頻器運行參數，可實現對電機加減速時間的調控。圖3為主鉤電機變頻器接線控制原理。
通常根據異步電動機的額定電流來選擇合適的變頻器，有時也根據異步電動機工作電流的最大值來判斷應該使用哪一種變頻器。本文所選的變頻器均已配置外接式制動單元或制動電阻。在起吊作業(yè)過程中，電動機受重力加速度的影響，在放下重物后會恢復再生制動狀態(tài)，拖動系統(tǒng)的動能直接反饋給變頻器直流電路，導致直流電壓升高，當電壓上升到一定程度后會引發(fā)機械故障。為避免出現機械事故，起重機完成起吊任務后，應該利用制動電阻徹底耗盡再生到直流電路中的電能，以確保直流電壓始終維持安全值。制動電阻所配置的制動單元應該提高一檔，并且額定功率也要加大一倍，以確保制動單元能夠迅速制動。
4 PLC的選用
經優(yōu)化設計，橋式起重機控制系統(tǒng)的現場輸入，輸出信號的數量及作用，結合設計要求及應用習慣選擇合適的PLC控制系統(tǒng)。本文采用西門子6ES7-300系列PLC控制系統(tǒng)展開研究。這種PLC由是多個模塊用不同形式整合為一體（主要由電源模塊、CPU模塊、I/O模塊等組成）的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運轉靈活，能夠迅速完成多種控制任務。橋機操作控制系統(tǒng)選用可編程控制器（PLC）作為控制核心。I/O點數按實際需要配置，并留有20%的裕量。指令和數據主存儲器容量不小于程序容量的2倍。同時按實際工程需要配置相應的其他必需模塊。它的特點具有完善的各種自動保護功能和各種故障自診斷及顯示報警功能，包括：瞬時過電流保護，再生電壓保護，瞬時斷電失壓保護，接地過電流保護，冷卻風機異常，超頻（超速）保護，失速過電流保護，失速再生過電壓保護，接觸器粘結、缺相、行程限位，主令控制器零位保護等功能。
橋式起重機拖動系統(tǒng)能夠通過PLC 對大、小車以及主、副鉤的運行狀態(tài)和速度轉換的無點控制，并且也能實現限位保護。5臺電動機負責系統(tǒng)驅動，4臺變頻器負責系統(tǒng)控制。PLC包含若干個輸入輸出點數，它與4個變頻器的連接方式十分相似。本文將重點研究主鉤電機變頻器和PLC的連接方式。圖4即為主鉤PLC接線控制原理。
5 結束語
陸水電廠針對橋式起重機進行變頻調速改造，利用變頻器和PLC控制技術取代了傳統(tǒng)異步電動機轉子串電阻控制方式，在原系統(tǒng)結構的基礎上剔除了交流接觸器和串聯(lián)電阻，精簡了電氣控制元件和相關電控線，以此控制起重機的起停和速度轉換，減少了負載波動，系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，安全性更高。改造后，整個系統(tǒng)實現了PLC無點控制，既降低了系統(tǒng)噪音，同時也減少了系統(tǒng)故障。改為PLC變頻調速系統(tǒng)后，機械特性硬，檔速基本不受負載變化的干擾，輕載時也不會因操作不當引起調速失控。除此以外，變頻器還能根據現場條件調節(jié)檔速以及加減速時間，系統(tǒng)響應時間進一步縮短，運行更加靈活。采用變頻調速同時也實現了電機的軟起動，不僅提高了設備運行效率，而且能夠避免機械在大力矩沖擊下被損壞或出現機械故障，從而節(jié)省了一部分維修費用。實踐證明本次改造是成功的。
參考文獻：
[1]馬寅.起重機的變頻調速[J].起重運輸機械，2001.
近幾十年來，隨著電力電子技術、微電子技術及現代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機在工農業(yè)生產及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應用。特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器中，更需要有大量的中、小功率電動機。由于這種電動機的發(fā)展及廣泛的應用，它的使用、保養(yǎng)和維護工作也越來越重要。
電動機機應用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。能是國民經濟中應用最廣泛的能源，而電能的生產、傳輸、分配和使用等各個環(huán)節(jié)都依賴于各種各樣的電機；電力拖動是國民經濟各部門中采用最多最普遍的拖動方式，是生產過程電氣化、自動化的重要前提。由此可見，電機及電力拖動在國名經濟中起著極其重要的作用。
電機的分類
1.按工作電源分類
根據電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。
2.按結構及工作原理分類
電動機按結構及工作原理可分為異步電動機和同步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同電動機。異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。感應電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。直流電動機按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。
3.按起動與運行方式分類
電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電動機、電容盍式電動機、電容起動運轉式電動機和分相式電動機。
4.按用途分類
電動機按用途可分為驅動用電動機和控制用電動機。驅動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。
控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。
5.按轉子的結構分類
電動機按轉子的結構可分為籠型感應電動機（舊標準稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉子感應電動機（舊標準稱為繞線型異步電動機）。
6.按運轉速度分類
電動機按運轉速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。調速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無極變速電動機外，還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。
電動機技術發(fā)展現狀
電動機是一種實現機、電能量轉換的電磁裝置。它是隨著生產力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動機的發(fā)展也促進了社會生產力的不斷提高。從19世紀末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產機械的原動機，一個多世紀以來，雖然電動機的基本結構變化不大，但是電動機的類型增加了許多，在運行性能，經濟指標等方面也都有了很大的改進和提高，而且隨著自動控制系統(tǒng)和計算機技術的發(fā)展，在一般旋轉電動機的理論基礎上又發(fā)展出許多種類的控制電動機，控制電動機具有高可靠性好精確度快速響應的特點，已成為電動機學科的一個獨立分支。
電動機的功能是將電能轉換成機械能，它可以作為拖動各種生產機械的動力，是國民經濟各部門應用最多的動力機械。在現代化工業(yè)生產過程中，為了實現各種生產工藝過程，需要各種各樣的生產機械。拖動各種生產機械運轉，可以采用氣動，液壓傳動和電力拖動。由于電力拖動具有控制簡單調節(jié)性能好耗損小經濟，能實現遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數生產機械都采用電力拖動。按照電動機的種類不同，電力拖動系統(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類?？v觀電力拖動的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動方式并存于各個生產領域。在交流電出現以前，直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式，19世紀末期，
由于研制出了經濟實用的交流電動機，致使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應用，但隨著生產技術的發(fā)展，特別是精密機械加工與冶金工業(yè)生產過程的進步，對電力拖動在起動，制動，正反轉以及調速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術上難以實現這些要求，所以20世紀以來，在可逆，可調速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內幾乎都是采用直流電力拖動，而交流電力拖動則主要用于恒轉速系統(tǒng)。
異步電機的發(fā)展異步電機是一種交流電機，也叫感應電機，主要作電動機使用。異步電動機廣泛應用于工農業(yè)生產中，例如機床、水泵、冶金、礦山設備與輕工業(yè)機械等都用它作為原動機，其容量從幾千瓦到幾千千瓦。日益普及的家用電器，例如在洗衣機、風扇、電冰箱、空調器中采用單向異步電動機，其容量從幾瓦到幾千瓦。在航天、計算機等高科技領域，控制電機得到廣泛應用。異步電機也可以作為發(fā)電機使用，例如小水電站、風力發(fā)電機也可采用異步電機。
異步電機之所以得到廣泛應用，主要由于它有如下優(yōu)點：結構簡單、運行可靠、制造容易、價格低廉、堅固耐用，而且有較高的效率和相當好的工作特性。
異步電機主要的缺點是：目前尚不能經濟的在較大范圍內平滑調速以及它必須從電網吸收滯后的無功功率，雖然異步電機的交流調速已有長足進展，但成本較高，尚不能廣泛使用；在電網負載中，異步電機所占比重較大，這個滯后的無功功率對電網是一個相當重的負擔，它增加了線路損耗、妨礙了有功功率的出。
