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关键词 探究式教学法 单相异步电动机 缺相
中图分类号:G424 文献标识码:A
The Design and Application of Inquiry-based Teaching Methods in the Teaching of Single-phase Induction Motor
Abstract Studying from three-phase asynchronous motor and the design of its open-phase running experimental, the inquiry teaching method in single-phase asynchronous motor is discussed. The teaching practice has proved that the inquiry teaching method is effective. Not only students' interest in learning has been cultivated through the integration of theory with practice, and students' subjective initiative has been greatly improved. Its result is very good.
Key words inquiry teaching method; asynchronous motor; open-phase
电机是所有电相关专业的学生必学的重要设备之一。目前,大部分作者在安排有关电机方面教材的篇章思路基本上是分为两大篇,直流电机篇和交流电机篇。交流电机篇主要是对三相异步电动机的工作原理及性能参数进行分析,对单相异步电动机则是一概而过,然而在实际生活中使用最多的还是单相异步电动机,例如电风扇、电冰箱、空调、洗衣机等,因此,让学生学好单相异步电动机的工作原理具有很强的实践意义。经过几次教学后发现,按照传统的讲授式的方式分析单相异步电动机工作原理后,达不到理想的效果。经比较分析多种教学方法,后着重采用了探究式教学方法来设计分析单相异步电动机,效果较好。
1 知识准备
一般,单相异步电动机是在三相异步电动机介绍之后才进行,而且三相异步电动机的介绍详细,单相异步电动机的介绍简略,所以教学的思路期望能从三相异步电动机来推导单相异步电动机的工作原理。
经详细分析三相异步电动机的工作原理后,得知三相异步电动机工作原理大体上可分为两部分内容:一要产生旋转磁场,二转子在旋转磁场的作用下产生感应电流受力后能转动。产生旋转磁场是关键,这也需两个条件:一是各相绕组在空间上要相隔一定角度;二是流进各相绕组的电流要有相位差。
单相异步电动机与三相异步电动机均属于异步电动机类,从大类上来说工作原理相类似,最大的区别就在于前者供电电源为单相交流电,而后者为三相。经电路分析知,三相交流电若缺任一相后就相当于单相交流电了,以此类推,那么三相异步电动机缺相后的运行情况就跟单相异步电动机相类似了。
2 探究式教学法的课堂设计
2.1 课堂前的实验设计
经上节分析,只要知道三相异步电动机缺一相后的运行情况就能类推单相异步电动机的工作原理。可经过实验设计三相异步电动机缺一相后的运行情况。
主要实验设备:三相交流电源(对称)、三相鼠笼式异步电动机。
实验内容:(1)采用三相交流电源将三相鼠笼式异步电动机全压起动,观察起动情况;待电动机运行平稳一段时间后,突然拆出其供电电源中的任一相电源(注意小心操作,以免触电),观察电动机的运行情况;(2)断电待电动机完全停稳后,让电动机在缺一相电的情况下起动,观察起动情况。实验完毕后,得观察结果如表1。
实验可以在上课前单独准备,也可作为学生实验内容的一部分,由于实验存在一定的危险性,建议一定需注意安全。需注意的是在实验前需排除三相异步电动机在缺相情况自起动的可能性,可依据文献①进行操作。
2.2 探究式教学法的课堂设计
以上述实验为基础,进行课堂教学设计。在课堂教学设计中始终坚持探究式教学的目标性、主体性、环境性、方法性、过程性及终结性六个原则,②设计流程如下:
(1)由缺相不能起动①不能起动原因是没有形成旋转磁场吗?②没产生旋转磁场的原因是不是流进两相绕组(不包括缺相对应的那相绕组)的电流不存在相位差?
(2)引入图1③若采用图1电路,仍由单相电源供电,流入A、B绕组的电流是否存在相位差?
(3)画出、的向量图如图2
④、的相位差能否通过选择电容量使其接近90度?
进而分析、相位差为9 0度时的磁场情况,得出单相异步电动机起动原理。
(4)由缺相能运行⑤异步电动机在正常起动后,各相绕组电流不存在相位差的情况下可不可以运行?⑥图1所示异步电动机正常起动后,断开开关S电动机能否继续运行?
分析电容起动式单相异步电动机运行原理。
(5)由缺相运行存在轻微异常声响,可推出此时三相异步电动机运行不是特别平稳,同时可推断电容起动式单相异步电动机对运行平稳性能要求不是很高。⑦若对单相异步电动机运行平稳性能要求很高,仍需在正常起动后,断开开关S吗?
引出电容起动式单相异步电动机。
由于电阻式、电容起动和运转式等其它单相异步电动机的起动及运转原理与电容起动式单相异步电动机类似,所以无需再一一分析。
3 探究式教学法与传统教学法的比较
探究式教学方法注重引导学生提出问题,思考问题,从而解决问题。实践证明,这种教学方法能够激发学生的学习兴趣,能培养学生的发散思维能力,能开阔学生的创新思路,能提高学生实践及理论推导能力,最重要的是它是提高课堂教学质量的重要途径和手段。③④用探究式教学方法来讲解单相异步电动机工作情况,与传统的教学方法相比较,存在以下的不同:
4 总结
本论文从三相异步电动机的缺相起动及缺相运行出发,采用探究式教学法对单相异步电动机的教学进行了探讨,经教学实践证明,该方法的有效性,学生的主观能动性得到了较大的提高。但是今后还有很多地方需要继续努力,在以后的教学中仍需继续重视以人为本的教学原则,因材施教,仍需注重培养学生的学习兴趣以便更好地培养其学习的主观能动性。总之,教学方法的研究是需要不断地探索、不断地更新,才能有利于培养更高素质的人才。
注释
① 梅素珍.三相异步电动机电源缺相也能自起动的原因[J].电工技术,1995.11:50-60.
② 唐智松.探究式教学的基本原则[J].中国教育学刊,2001.5:13-16.
关键词:电动机起动器保护
三相异步电动机的保护往往与其控制方式有一定关系,如电动机直接起动时,往往产生4-7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制,则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核,即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧,以致损坏电器;对塑料外壳式断路器,即使是不频繁操作,也很难达到要求。因此,使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用,此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核,而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核,至于保护功能,由配套保护装置来完成。
此外,对电动机的控制还可以采用无触点方式,即采用软起动控制系统。电动机主回路由晶闸管来接通和分断。有的为了避免在这些元件上的持续损耗,正常运行中采用真空接触器承载主回路负载。这种控制有程控或非程控;近控或远控;慢速起动或快速起动等多种方式。另外,依赖电子线路,很容易做到如电子式继电器那样的各种保护功能。电动机保护装置电动机的损坏主要是绕组过热或绝缘性能降低引起的,而绕组的过热往往是流经绕组的电流过大引起的。对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。下面作些介绍。
(一)电流检测型保护装置
热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件,使双金属热元件加热后产生弯曲,从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般,但对电动机可以实现有效的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进,除有温度补偿外,它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。
带有热-磁脱扣的电动机保护用断路器热式作过载保护用,结构及动作原理同热继电器,其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置,有的使触点接通,最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高,仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠,故日前仍被大量采用。特别是小容量断路器尤为显著。电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号,经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活,动作功能多样,能广泛满足各种类型的电动机的保护。其特点是:①多种保护功能。主要有三种:过载保护,过载保护十断相保护,过载保护十断相保护+反相保护。②动作时间可选择(符合GBl4048.4-93 标准)。标准型(10级):7.2In(In为电动机额定电流),4-1Os动作,用于标准电动机过载保护,速动型 (10A级):7.2In时,2-1Os动作,用于潜水电动机或压缩电动机过载保护。慢动型(30级):7.2In时,9-30s动作,用于如鼓风机电机等起动时间长的电动机过载保护。③电流整定范围广。其最大值与最小值之
比一般可达3-4 倍,甚至更大倍数,特别适用于电动机容量经常变动的场合。④有故障显示。由发光二极管显示故障类别,便于检修。
固态继电器它是一种从完成继电器功能的简单电子式装置发展到具有各种功能的微处理器装置。其成本和价格随功能而异,最复杂的继电器实际上只能用于较大型、较昂贵的电动机或重要场合。它监视、测量和保护的主要功能有:最大的起动冲击电流和时间;热记忆;大惯性负载的长时间加速;断相或不平衡相电流;相序;欠电压或过电压;过电流(过载)运行;堵转;失载;电动机绕组温度和负载的轴承温度;超速或失速。
上述每一种信息均可编程输入微处理器,主要是加上需要的时限,以确保在电动机起动或运转过程中产生损坏之前,将电源切断。还可用发光二极管或数字显示故障类别和原因,也可以对外向计算机输出数据。软起动器的主电路采用晶闸管,控制其分断或接通的保护装置一般做成故障检测模块,用来完成对电动机起动前后的异常故障检测,如断相、过热、短路、漏电和不平衡负载等故障,并发出相应的动作指令。其特点是系统结构简单,采用单片机即可完成,适用于工业控制。
(二)温度检测型保护装置
双金属片温度继电器它直接埋入电动机绕组中。当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时,带有一触头的双金属片受热产生弯曲,使触点断开而切断电路。
热保护器它是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路,既有流过的过载电流使其发热,又有电动机温度使其升温,达到一定值时,双金属片瞬间反跳动作,触点断开,分断电动机电流。它可作小型三相电动机的温度、过载和断相保护。
热敏电阻温度继电器它直接埋入电动机绕组中,一旦超过规定温度,其电阻值急剧增大10-1000倍。使用时,配以电子电路检测,然后使继电器动作。保护装置与三相交流异步异步电动机的协调配合。为了确保三相异步电动机的正常运行及对其进行有效的保护,必须考虑三相异步电动机与保护装置之间的协调配合。特别是大容量电网中使用小容量异步电动机时,保护的协调配合更为突出。
a.过载保护装置与电动机的协调配合
过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性,才能确保其正常运转;但其动作时间又不能太长,其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。过载保护装置瞬时动作电流应比电动机起动冲击电流略大一点。如有的保护装置带过载瞬时动作功能,则其动作电流应比起动电流的峰值大一些,才能使电动机正常起动。过载保护装置的动作时间应比导线热特性小一点,才能起到供电线路后备保护的功能。
b.过载保护装置与短路保护装置的协调配合一般过载保护装置不具有分断短路电流的能力。一旦在运行中发生短路,需要由串联在主电路中的短路保护装置来切断电路。若故障电流较小,属于过载范围,则仍应由过载保护装置切断电路。故两者的动作之间应有选择性。短路保护装置特性是以熔断器作代表说明的,与过载保护特性曲线的交点电流为I1,若考虑熔断器特性的分散性,则交点电流有I2及I3两个,此时就要求I2及以下的过电流应由过载保护装置来切断电路,I3及以上直到允许的极限短路电流则由短路保护装置来切断电路,以满足选择性要求。显然,在I2-I3范围内就很难确保有选择性。因此要求该范围应尽量小。
(三)结束语
三相异步电动机的保护是涉及电气装置和机械设备可靠、正常运转的关键之一。直接检测电动机绕组的温度来保护过载引起的过热是很有效的保护方式,但由于需直接埋入电动机绕组里,价格较贵、维修困难等原因,仅在部分频繁操作场合使用;从经济性考虑,采用电流检测型更为有利,加热继电器仍是一种价廉、简单、可靠的电动机保护形式;对动作性能要求较高及功能要求全或价格昂贵的大容量电动机保护,则可采用电子式或固态继电器;对一般要求,则采用带热-磁脱扣的电动机保护用断路器更为实用。但不管采用何种保护装置,必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
参考文献:
【1】单德良.三相异步电动机单相运行分析.硕士论文.2009.
【2】何炳光.能源效率标识实施指南.Ⅱ,电动洗衣机、单元式空气调节机、冷水机组.2008
【3】才家刚.三相异步电动机维修.2010.
关键词:自动化生产线;教学方法;电机与电气控制;PLC;课程设计
中图分类号:G712文献标识码:B文章编号:1006-5962(2013)02-0027-02
高职机电一体化专业课程设置的培养目标是:面向工业企业生产现场,电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司,培养适应社会需要,全面发展,适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才,主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等,本专业有五个主干学科:电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程,都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。
1自动化生产线的课程设置
机电一体化专业人才培养能力有:识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制,后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到:机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程;能力目标有:对已安装的机械手机械部件进行测量;对机械手的气路进行基本调试;根据故障现象判断故障部位;检查分析、找到故障点并分析解决故障;遵守安全操作规程;素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。
此核心课程以项目驱动教学开展课程教学,提升学生的职业能力,以具体自动化生产线为载体,融合认知、安装、调试和检测等内容,实现教、学、做、评一体化教学,突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体,采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程,涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域,设置六个学习情境:零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试,分成20个任务。
项目一:供料站的安装,有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务;项目二:加工站的安装,设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务;项目三:装配站的安装,设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务;项目四 :分拣站的安装,设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务;项目五:输送站的安装,设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务;项目六:整体运行调试,有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。
2自动化生产线的教学方法与评价设计
2.1教学方法。
(1)讲授法:讲解项目任务,传授项目任务相关的知识点,针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。
(2)现场教学法:在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践,提高职业氛围,在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。
(3)任务驱动法:将教学过程融入项目任务中,让学生自主讨论分析实施,学生在工作过程中得到知识。
(4)小组讨论法:学生每六~八人为一个小组,小组讨论分析,讨论解决,分工协作完成项目任务。
六步教学实施:明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标,注意观察和记录小组对现象分析情况,解答学生提出的问题,对跟主题分析偏离太远的小组予以引导,让学生自行摸索,在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正,最后老师组织小组进行故障排除工作汇报,互评,并对每组进行考核评价,再引导学生自行总结。
2.2评价设计。
课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式,利于理论联系实际,有利于学生的学习创新和思考,更督促他们到实际中去发现和改进,去寻找合适自己的项目和课题。
课程考核为:校内项目,企业,综合实训三大类。当堂课的考核有:教师考核、小组互评、小组自评;教师考核内容为五项:任务分析情况,实施方案制定,任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。
和很多专业课一样,多种教学方法和全面的评价方案,有效保证了教学效果。
3相关课教学
3.1电机与电气控制的教学。
本课程以发电机为主题,以工作任务为导向,以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程,用实物进行直观性教学,使学生感性认识强,理性认识够。
典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制(或三相异步电动机Y-降压启动)、机械手控制等。
课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号;了解个元器件的工作原理和使用方法;把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求:两台电动机都存在重载启动的可能,任何一级传送带停止工作时,其他传送带都必须停止工作,控制线路有必要的保护环节,有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。
3.2PLC教学。
PLC是可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller)的简称,早期是一种开关逻辑控制装置,随着计算机技术和通信技术的发展,其控制核心采用微处理器,功能有了极大扩展,除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外,还有过程控制,数据处理,通信联网与显示打印,PLC接口采用光电隔离,实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离,减小了电磁干扰。
PLC有5种编程语言:
(1)顺序功能图(SFC)。
顺序功能图常用来编制顺序控制类程序,包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态,这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。
(2)梯形图(LD)。
梯形图沿袭了继电器控制电路的形式,是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的,形象、直观、实用,电气技术人员容易接受,要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号,是目前用得最多的一种PLC编程语言。
(3)功能块图(FBD)。
功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言,与数字电路中的逻辑图一样,极易表现条件与结果之间的逻辑功能。
(4)指令表(IL)。
采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表,使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读,其中的逻辑关系很难一眼看出,所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器,必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC,在用户程序存储器中,指令按步序号顺序排列。
(5)结构文本(ST)是文字语言。
编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容,中间加以不同的应用实例:顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理,使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计,LED数码管显示设计,还经常根据继电器电路图设计梯形图。
增加的学习情境还常有如下任务:洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制;寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。
3.3单片机。
单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面,在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域也都有广泛应用。
数据大都在单片机内部传送,运行速度快,抗干扰能力强,可靠性高,微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句,以实例应用为线索:单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。
教学采用ISP-4单片机实验开发板,可以完成大量的单片机学习、开发实验,对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机,有程序下载功能,可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。
3.4变频器技术及应用。
变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术;掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围;掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术;了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统,掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等,是强电应用和现代技术推广的有力体现。
3.5传感器与自动检测技术。
传感器技术代替人的感观,在各种环境下应用,检测技术是一套有效的反应体系,包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能,并能正确选用,了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成,对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案,能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。
教学过程进行小论文制作,让学生提高计算机应用水平,使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。
4毕业论文指导分析
毕业论文专业联系实际,通常小型自动化系统以单片机为主,大型自动化生产线以PLC为主,系统运行动力离不开电机,观察离不开传感器,调速可用变频器,综合所学,学生的论文涉及广泛,有效教学可对应从如下方面侧重指导。
4.1立意选题。
根据实际和研究方向做好侧重和体现,如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性,“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。
4.2材料整合。
在任务要求明确的基础上,首先确定相关技术指标,对应查找并列出论文结构,一份毕业论文至少含有三到五门课的内容,对应于研究方向进行相应编排和取舍。
4.3技术处理。
所搜集图片的背景往往有水印,要去掉,图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五,注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。
多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生,系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生,专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。
参考文献
[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》,中国铁道出版社,2010年7月
[2]马玉春.《电机与电气控制》,北京交通大学出版社,2011年1月
[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》,机械工业出版社,2012年9月
关键词:中职学校;电工教学;教学效果
《电工学》课程是中等职业学校许多工科专业的必修课程,它与工业生产以及我们的日常生活活动有着密切的关系。由于《电工学》课程内容较为复杂、原理较为抽象、实践性较强,又由于中职学生学习基础较差、学习能力不强和学习兴趣不高,教师教学方法及教学手段单一,以及实验课的作用不突出等原因,造成中职学生在《电工学》课程学习过程中遭遇了许多的困难,学习效果不佳。作者在多年的《电工学》课程教学实践中进行了一些探索和总结,发现如果能做好以下四个方面的工作,将能有效提高《电工学》课程教学效果。
一、教师精讲,学生多练
教师精讲,充分体现了教师课堂中的主导地位。“练”是训练性的思维活动过程,只有多练,学生才会将学到的知识运用到实践中去。《电工学》课程定理和定律多,同时公式多且变化灵活,多数情况下学生能掌握这些定理、定律和公式的内容,但在解题过程中容易出现不知从何处下手、不会灵活运用的难题。因此,在教学过程中,应对基本概念、定律、定理、分析计算方法和与专业相关的实践案例作为精讲内容;同时学生通过多练来尝试各种类型的解题方法,以达到训练思维,深刻理解定理、定律和公式内容的目的。例如,讲授串联和并联电路时,教师首先精讲串联电路和并联电路的特点,接着列出相关的计算公式,最后要求学生做精选的典型习题。在做习题过程中,要求学生从不同的角度,运用不同的知识,采取不同的方法进行一题多解,以培养学生灵活运用所学知识分析和解决问题的能力。
二、创设问题情境,引导学生积极思考
创设一个好的问题情境既能吸引学生,使之全神贯注,又能启迪思维,使之兴趣盎然,积极参与,而且能使学生迅速进入学习意境。问题始于观察,没有对事物进行深入仔细地观察,就不可能针对事物提出问题。学生如果养成了仔细观察的习惯,具有敏锐的观察力,就能透过事物表象看本质,观察得越仔细,提出的问题可能就越多。《电工学》是一门以观察实验为基础的课程,它与工业生产以及我们的日常生活活动有着密切的关系。在《电工学》课程教学过程中,教师可采用多媒体技术或实物模型演示生活现象,创设观察情境,积累问题素材,让学生积极参与观察活动。在观察过程中,教师应引导学生在知觉的基础上进行综合分析,深入思考,产生问题意识。例如,对于“单相异步电动机工作原理”知识的学习,首先可创设让学生观察教室内电风扇运转的问题情境,让学生在感知的基础上对所学三相异步电动机知识进行迁移,进而产生疑问:教室里采用单相电,无三相交流电如何产生旋转磁场?接着演示单相异步电动机转动,让学生观察其转动与电风扇转动的不同,进而产生疑问:单相异步电动机为什么不能自行转动?最后改变工作绕组接法,让学生观察电动机转向,学生自然会产生疑问:电动机转向为什么改变了?这样,在一连串的观察分析过程中,学生对各种现象都进行了积极深入的思考,自然能够获得良好的学习效果。
三、采用多媒体教学,激发学生的学习兴趣
由于中职学生知识基础薄弱和学习能力不强,并且《电工学》课程知识理论性强、比较抽象,学生就会存在领会教材困难和学习兴趣不高等难题。因此,可通过引入多媒体教学手段,将看不见和摸不着的电工知识具体化为可感知的“形”“声”“色”,以增强《电工学》课程教学的吸引力,激发学生的学习兴趣。例如,学习“安全用电”知识时,可将生活中的一些典型安全用电问题编成一些动画故事进行教学。“小新”家的电视机坏了,他将电视机后盖打开进行维修;打雷时,“小新”躲在大树下避雨;“小新”用潮湿的手接触带电的物体;“小君”不小心触电,“小新”用手拉她等故事。通过动画故事呈现的安全用电相关场景,让学生思考上述场景会出现什么后果。学生初步思考后,再播放上述场景的结果。在上述学习氛围中,学生理解了安全用电的意义,初步具备了安全用电意识。这时可引导学生进一步思考和讨论:为什么会出现上述结果?如何做到安全用电?这样,在整个教学过程中,学生主动、积极地参与,学习注意力高度集中,学习热情稳定持久,并能将学习兴趣从课堂内延伸到课堂外,达到良好的学习效果。
四、重视实验教学,提高学生实践能力
《电工学》课程内容集理论与实践为一体,实践性很强。许多内容看不见摸不着,只有通过实验教学,才能使学生熟悉和理解相关内容。实验教学是培养中职学生基本技能与创新能力的重要途径,也是提高《电工学》课程教学效果的重要途径。重视电工实验教学,提高学生实践能力,需要做好以下三个方面工作:(1)提高学生对实验课程的重视程度,在课程成绩中增加实验课成绩的比重。实验课成绩除了参考实验报告外,更重要的是考核学生的实际动手能力、排除故障能力和实验数据分析能力。(2)克服学生对“电”的畏惧心理。在《电工学》实验教学中发现,不少学生对“电”有一种恐惧情绪,不敢亲自动手操作。针对这种情况,教师应详细地讲解触电事故的种类和原因,耐心地示范电工安全操作规范,帮助学生逐步消除恐惧情绪。(3)实验课中除了开设常规的验证性实验以外,适当地增加一些设计性和综合性的实验。设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验;综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关知识的实验。综合性和设计性实验能有效地培养学生综合运用所学的理论知识分析和解决问题的能力。
作者在多年的中职《电工学》课程教学实践中发现,如果教师能够在课程教学中真正落实教师精讲、学生多练,创设问题情境、引导学生积极思考,采用多媒体教学、激发学生学习兴趣,重视实验教学、提高学生实践能力,《电工学》课程教学效果一定能够有明显的提高。
参考文献:
[1]薛恒碧.关于高职院校电工教学中教学方法和教学手段的探讨[J].7版.现代企业教育,2009:24-25.
[2]祁倩.中等职业学校电工教学的现状分析及改进对策[D].河北师范大学硕士论文,2010.
1、突出能力本位,注重工艺要求,以动手能力,思维能力和创新能力的培养为主线。
2、掌握常用的仪器、仪表。
3、突出实用电路的安装与调试,为求活泼、有趣味性。
【关键词】电工专业;技能培训;学习兴趣
一、理论教学
1、基础理论教学
课程和内容的选择是以实践能力为导向,在开课的先后次序上,考虑到学生的认知规律、知识的内在逻辑性,依据学校的条件,设计了相关项目课程。先易后难,先学的知识、技能是后面所学的基础,这点与传统课程体系一样。在校期间,以校本工作岗位为主,兼顾工厂、企业对操作员的要求,使学生所学的知识与技能有一个较为全面完善的体系,进入工作岗位,可较快地熟悉工作、进入工作。培养的能力主要是通识的,学校教育无法也不可能与企业的岗位需求进行零距离的对接。“学校不是工厂,工厂不是学校”。将课程项目化,不是一开始就把所有课程都在一起整合,而是采取两个方向的课程进行项目化,一个是弱电―电子线路,另一个强电―电力拖动。
2、重点专业课内容教学
熟练掌握《电力拖动》这门课程。该课程中主要包括各种常用低压电器的组成、原理和作用;常用继电器、接触器的识别与检测;典型的机床电气控制线路的安装与调试等。学习这门课程,具备进入学习型社会所需要的各种能力打下良好基础,为学面对社会就业所需要的专业能力、方法能力和社会能力打下良好的基础,为学生职业生涯的发展也奠定了基础。
3、懂得安全用电常识
与强电打交道,安全教育为首要,电具有“听不到、看不见、摸不得、嗅不着”等特点,在实习过程中,一定对学生进行安全喊话,树立安全责任重于泰山的观念。在培训中要侧重以下几方面的教育:人体触电原因、危害及预防措施;安全用电一般措施;安全用电的技术措施;安全用电的组织措施,在生活和生产中,给合实际分析典型触电事故案例等。
二、一般能力的培养
1、培养学生使用万用表、钳形电流表的能力
通过培训,要求学生熟练掌握指针式万用表的使用方法,对于较高素质的学员,是最基本的技能要求。它是用来测量电流、电压等多种电路参量和电阻器、电容器、电感器等多种元器件参数的电工电子仪表,其正确使用使用方法如下:
(1)测量前要做好准备工作,先检查一下指针是否指在零的位置,如不在零位,可调节表头轴心附近的机械调零装置,将指针调到零位。然后在电池夹内装入二号电池(1.5V),6F22型层叠电池(9V)各一节。
(2)交流电压的测量方法及注意事项:测量前,必须将转换开关拨到对应的交流电压量程档。如果误用直流电压档,表头指针不动或略微抖动,如果误用直流电流档或电阻档,轻则打弯指针,重则烧坏表头,它相当于人的“心脏”,是很难修复的!测量时,将红黑两表笔并联在被测电路的两端,绝对不允许在测量中任意拔动转换开关来更换量程。测量高电压时更是如此,这样可以避免电弧烧坏转换开关触点。测量电压时,一定要要养成单手操作的好习惯。
(3)直流电压的测量方法及注意事项:仍然要注意正确选择测量项目,如果误选了交流电压档,读数可能会偏高,也可能为零;在测量之前,一定要注意万用表的表笔正、负极性,将红色的表笔接被测电路的正极,黑色的表笔接被测电路的负极。如果表笔接反了,万用表的指针会反方向偏转,容易撞弯万用表的指针。若事先不知道被测那点电位的高、低,可将任意一支表笔先接触被测电路任意一端,另一支表笔轻轻地试触一下电路的另一被测端,若表头指针向右偏转,说明正、负极性接法已正确,若表头指针向左方向偏转,说明表笔接反了,交换红黑两表笔即可正常使用。
(4)电阻测量方法与注意事项:绝对不允许在带电的情况下测量电阻。这相当于将被测电阻两端电压引入万用表之中来测量线路,必然引起测量误差,如果引入过大的电流、电压,还会烧坏表头,所以在测量电阻之前必须先切断电路电源。如果在测量的线路中有大容量的电解电容,应先将该电容器放电(正、负极短接),避免电荷通过万用表泄放,会损坏表头。测电阻时,直接将表笔并联在被测电阻或电路的两端,在测量电阻之前或每更换倍率档时,都应该重新调整欧姆零点,即将万用表的红、黑两表笔短接,并同时调节零欧姆调零旋钮,使表头的指针更准确地停留在欧姆标度尺的零点上。如果连续使用Rx1挡时间较长,也应重新校正欧姆零点,这是因为五号电池容量小,工作时间稍长,输出电压下降,内阻升高,会造成欧姆零点漂移。测量电阻时,应该选择较合适的倍率档,尽量使指针接近标度尺的几何中央,这样可以大大地提高测量数据的准确性。
(5)要正确使用钳形电流表:在测量之前,应先检查一下电流表的指针是否指向零的位置,如果不指在零位,应该进行机械调零,然后还应该检查一下钳口的开、合的情况,要求钳口可动的那一部分开、合要自如,两边钳口的结合面一定要紧密接触。假如钳口上有油污或杂物,应该用溶剂洗干净;假如有锈斑的话,一定要轻轻地擦。测量时候一定使钳口紧密接合,漏磁通减少,测量精确度提高了。测量时,应选择适当的量程,为了方便在测量时使指针超过中间刻度,以减少测量误差。如果在测量电路之前,不知道被测电流的大小,可先将量程选择旋钮置于最高挡位,然后再看指针偏转的情况将量程旋钮调整到较合适的位置。如果被测电路中电流太小,即使在最低量程挡指针偏转角都很小,为了提高测量精确度,可将被测载流导线在钳口的部分的铁心柱上缠绕几圈后再进行测量,将指针指示数除以穿入钳口内导线根数,即得实测的电流值。测量时,应使被测导线置于钳口内中心位置,以利于减少测量误差。钳形表不用时,应将量程选择旋钮调到最高量程挡位,以免下次使用时,不慎损坏仪表。
2、培养学生独立识图的能力
电路和电气设备的设计、安装、调试与维修都要有相应的电工用图作为依据或参考。它是电气工程技术的通用语言,凡从事电气操作的人员,必须掌握识读电工用图的基本知识,具备照图施工和检修的能力。我们一定按照识图的基本要求去识图:结合电工基本原理识图;结合电气元件的结构和工作原理识图;结合典型电路识图;结合电路图的绘制特点识图。掌握识图的步骤,阅读图纸的有关说明,包括图纸目录、技术说明、器材明细表及施工说明书等,这一步主要是了解工程的整体轮廓、设计内容及施工的要求。识读电气原理图时,要根据电路图的工作原理,首先在图纸上先分析出主电路、控制电路,其次再先看主电路图,后看控制电路图。阅读主电路可按照以下四步分析:第一,先看本电路设备的供电电源,实际上生产多用380V、50HZ三相交流电源;第二,弄清主回路中用了多少台电动机,并了解各台电动机的作用;第三,分析各台电动机的工作情况,电动机与电动机之间是否存在一种相互制约的关系;第四,熟知主电路中所用的控制电器和保护电器,控制电器多为刀开关和接触器主触点,保护电器多用熔断器、热继电器、自动开关中的脱扣器等。分析控制电路时,要先了解控制电路中常用的继电器、接触器、行程开关、按钮等的作用、动作原理,再结合主电路有关元器件对控制电路的要求,即可分析出控制电路的动作过程。教会学生掌握常用的电子元器件的测量,熟读色环电阻的阻值,电容的极性的判别,二极管、三极管的检测,熟练地掌握电烙铁的焊接技术,掌握焊接的动作要领和基本要求,能够按照图纸进行组装和调试。
三、专业能力的培养
1、三相异步电动机的拆装和检修
培训实习的学生熟练地掌握三相异步电动机的装配技术和拆卸过程,拆卸不得得当,会拆坏设备,或者把零件及装配位置弄错,给装配也会造成不少困难。培训学生在拆装电动机之前,一定做好拆卸前的准备工作,备齐拆装的一些常用工具,一定要选好合适的地点来拆装电动机,现场环境事先要整理好。一定要熟悉所拆电动机的结构、特点、拆装要领及所存在的一些缺陷,一定作好标记,标出电源线在接线盒中的相序,培训学生掌握电动机的拆卸步骤,熟练地掌握联轴器或皮带轮的拆卸;轴承的拆卸;端盖的拆卸。掌握电动机的装配技术,原则应与拆卸步骤相反。
2、安装和检修低压电器元件能力的培养
学会运用万用表检测继电器,接触器等低压电器元件质量及好坏,在控制板上安装电器元件,根据电动机容量的大小来选择导线线径,分别接控制电路和主电路中,用万用表的电阻档来检查主电路和控制电路接线是否正确,为防止接线错误造成不必要的短路事故。
3.板前明线布线的安装工艺
尽可能少布线的通道,同路并行的导线按主电路、控制电路要分类集中,单层密排。控制电路一定要紧贴安装面布线,相邻的电器元器件之间也可“空中走线”。安装导线尽可能靠近元器件走线,布线要求横平竖直,转弯处要成900的直角弯。同一平面的导线高低要一致,尽量避免导线交叉,用软线来连接按钮,连接配板上的元器件时一定要通过接线端子,并且要编号。
总之,通过培训,使学生掌握了理论与实际相结合的这一特点,培养了学生的创新能力,思维能力,和动手能力,为学生以后的学习,从事电工作业的打下了良好的基础。
参考文献
[1]石小法电子技能与实训北京高等教育出版社,2002.7.1
[论文摘要]低压电网如何有效保持良好的工作状态,降低电能损失,与电网稳定工作、设备安全运行、工安全生产及人民生活用电都有直接影响。分析无功补偿的作用和主要措施。
无功补偿是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率,以提高系统的功率因数,降低电能的损耗,改善电网电压质量。
从电网无功功率消耗的基本状况可以看出,各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率,尤其是以低压配电网所占比重最大。为了最大限度的减少无功功率的传输损耗,提高输配电设备的效率,无功补偿设备的配
置,应按照“分级补偿,就地平衡”的原则,合理布局。
一、低压配电网无功补偿的方法
随机补偿:随机补偿就是将低压电容器组与电动机并接,通过控制、保护装置与电机,同时投切。
随器补偿:随器补偿是指将低压电容器通过低压接在配电变压器二次侧,以补偿配电变压器空载无功的补偿方式。
跟踪补偿:跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置,将低压电容器组补偿在大用户0.4kv母线上的补偿方式。适用于100kva以上的专用配变用户,可以替代随机、随器两种补偿方式,补偿效果好。
二、无功功率补偿容量的选择方法
无功补偿容量以提高功率因数为主要目的时,补偿容量的选择分两大类讨论,即单负荷就地补偿容量的选择(主要指电动机)和多负荷补偿容量的选择(指集中和局部分组补偿)。
(一)单负荷就地补偿容量的选择的几种方法
1.美国:qc=(1/3)pe
2.日本:qc=(1/4~1/2)pe
3.瑞典:qc≤√3ueio×10-3 (kvar)io-空载电流=2ie(1-cosφe )
若电动机带额定负载运行,即负载率β=1,则:qo
根据电机学知识可知,对于io/ie较低的电动机(少极、大功率电动机),在较高的负载率β时吸收的无功功率qβ与激励容量qo的比值较高,即两者相差较大,在考虑导线较长,无功当量较高的大功率电动机以较高的负载率运行方式下,此式来选取是合理的。
4.按电动机额定数据计算:
q= k(1- cos2φe )3ueie×10-3 (kvar)
k为与电动机极数有关的一个系数
极数:2468 10
k值: 0.70.750.80.850.9
考虑负载率及极对数等因素,按式(4)选取的补偿容量,在任何负载情况下都不会出现过补偿,而且功率因数可以补偿到0.90以上。此法在节能技术上广泛应用,特别适用于io/ie比值较高的电动机和负载率较低的电动机。但是对于io/ie较低的电动机额定负载运行状态下,其补偿效果较差。
(二)多负荷补偿容量的选择
多负荷补偿容量的选择是根据补偿前后的功率因数来确定。
1.对已生产企业欲提高功率因数,其补偿容量qc按下式选择:
qc=kmkj(tgφ1-tgφ2)/tm
式中:km为最大负荷月时有功功率消耗量,由有功电能表读得;kj为补偿容量计算系数,可取0.8~0.9;tm为企业的月工作小时数;tgφ1、tgφ2是指负载阻抗角的正切,tgφ1=q1/p,tgφ2= q2/p;tgφ(ui)可由有功和无功电能表读数求得。
2.对处于设计阶段的企业,无功补偿容量qc按下式选择:
qc=knpn(tgφ1-tgφ2)
式中kn为年平均有功负荷系数,一般取0.7~0.75;pn为企业有功功率之和;tgφ1、tgφ2意义同前。tgφ1可根据企业负荷性质查手册近似取值,也可用加权平均功率因数求得cosφ1。
多负荷的集中补偿电容器安装简单,运行可靠、利用率较高。
三、无功补偿的效益
在现代用电企业中,在数量众多、容量大小不等的感性设备连接于系统中,以致电网传输功率除有功功率外,还需无功功率。如自然平均功率因数在0.70~0.85之间。企业消耗电网的无功功率约占消耗有功功率的60%~90%,如果把功率因数提高到0.95左右,则无功消耗只占有功消耗的30%左右。减少了电网无功功率的输入,会给用电企业带来效益。
(一)节省企业电费开支。提高功率因数对企业的直接效益是明显的,因为国家电价制度中,从合理利用有限电能出发,对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值,低于规定的数值,需要多收电费,高于规定数值,可相应地减少电费。使用无功补偿不但减少初次费用,而且减少了运行后的基本电费。
(二)降低系统的能耗。补偿前后线路传送的有功功率不变,p= iucosφ,由于cosφ提高,补偿后的电压u2稍大于补偿前电压u1,为分析问题方便,可认为u2≈u1从而导出i1cosφ1=i2cosφ2。即i1/i2= cosφ2/ cosφ1,这样线损 p减少的百分数为:
δp%= (1-i2/i1)×100%=(1- cosφ1/ cosφ2)× 100%
当功率因数从0.70~0.85提高到0.95时,由上式可求得有功损耗将降低20%~45%。
(三)改善电压质量。以线路末端只有一个集中负荷为例,假设线路电阻和电抗为r、x,有功和无功为p、q,则电压损失δu为:
u=(pr+qx)/ue×10-3(kv) 两部分损失:pr/ ue输送有功负荷p产生的;qx/ue输送无功负荷q产生的;
配电线路:x=(2~4)r,u大部分为输送无功负荷q产生的
变压器:x=(5~10)r qx/ue=(5~10) pr/ ue 变压器u几乎全为输送无功负荷q产生的。
可以看出,若减少无功功率q,则有利于线路末端电压的稳定,有利于大电动机的起动。
(四)三相异步电动机通过就地补偿后,由于电流的下降,功率因数的提高,从而增加了变压器的容量,计算公式如下:
s=p/ cosφ1×[( cosφ2/ cosφ1)-1]
如一台额定功率为155kw水泵的电机,补前功率因数为0.857,补偿后功率因数为0.967,根据上面公式计算其增容量为:(155÷0.857) ×[(0.967 ÷0.857)-1]=24kva
四、结束语
在配电网中进行无功补偿、提高功率因数和做好无功优化,是一项建设性的节能措施。本文简要分析了三种无功补偿的方法和两种无功功率补偿容量的选择方法以及无功补偿后的良性影响。在实际设计中,要具体问题具体分析,使无功补偿应用获得最大的效益。
参考文献:
"任务驱动教学法"在实施的过程中,以任务为明线、培养学生的知识与技能为暗线,教师起引领作用,启发学生,提出任务,学生完成具体任务的实施,知识点和技能包含在任务当中,学生完成任务也就完成了对知识和技能的掌握。
完成学习任务的过程就是学生知识的自我构建过程,正所谓"教学生十遍不如让学生动手做一遍",学生在完成任务的过程中,需要灵活运用已有的知识,这样既复习巩固了之前学习的知识,又锻炼了动手能力,而且学生在完成任务的时候,会有很强的满足感,可以更大地激发他们的学习兴趣和求知欲望,也会进一步激发学生对课程的学习动力。中职学校培养的是具有理论基础和实践能力的应用型人才,因此,在课程结构设计中增加一定量的生产工作情景和实践环节,并将相关的知识技能融人到实践当中,可以让学生在完成任务的过程中既学习了知识,又锻炼了实践能力。
二、任务实施的过程
实施的步骤可以分为以下几步:
1、创设情境,提出任务。教师针对学校的教学条件,从学生实际出发,充分考虑学生现有的认知能力、兴趣等特点,设计出 "任务",让学生来完成。
2、学生在教师指引下研究完成任务所需要的知识和技能。任务提出后,首先让学生讨论、分析任务,得出完成任务需要做哪些准备以及需要什么知识能力。如果任务涉及到已经学习的旧知识,教师可以简单地回顾复习,对于新知识则应由教师进行启发式讲解,再由教师提供资料让学生进行探究,这样可以培养学生自我学习能力,提高他们利用已有知识学习新知识的能力。
3、协作完成任务。在完成具体任务的过程中,最好采用小组合作的形式,分好若干学习小组,明确每个学生在小组中的角色,让他们为完成一个共同的目标而努力,同时小组之间可以开展竞争,让学生在任务中体会到合作与竞争的快乐。
4、总结评价。评价过程很重要,可以把它作为激发学生学习积极性的手段,在评价时,采取小组自评、组间互评、教师评价相结合的方式;采用自评和互评相结合的方式,来鼓励学生主动、客观地评价自己和他人的学习成果,教师最后进行总结性评价,评价应以鼓励为主,对完成任务不好的学生应促进其对自身学习效果的反思,目的在于通过评价促进学生的发展。
"任务驱动"教学中应注意的三个重要问题:
1、任务应具有可操作性,要符合学生的特点,通过完成"任务", 有利于培养学生的动手能力和合作精神。任务的目标要明确,任务不宜太大,一个大的任务可以拆分为几个小的任务。它们之间并不是孤立的.而是相辅相成的。
2、每个小任务所对应的知识点应该是由易到难,因为知识的学习需要有一个逐步深入的过程;而且它们之间的关系是逐步递进的,这样才符合学生的认知规律。
3、学生在完成任务的过程中应能积极讨论、互助协作,学生是完成任务的主体,教师在其中起指导的作用。
三、具体案例
电工类专业课是实践性很强的课程,学生不仅是简单地学习电工理论知识,还要培养实际的电工操作能力。其中不少内容比较适宜开展任务驱动的教学方式,比如:照明电路的安装、配电柜的接线、电机的点动和连动控制电[dylw.net专业提供论文写作,欢迎光临]路、电机的正反转控制电路等;让学生"动"起来,通过动手操作、自主学习、合作交流,激发学生的学习热情,做到在"做"中"学"的目的。
案例:"自锁控制电路的安装与检测"
任务应用的背景:
学生已经学习了三相异步电动机的点动知识,手按下启动按钮,电动机转,手一松开,电动机就停了。而现实生产中经常需要电机连动,就是手按下启动按钮,电动机运转,手松开以后,电动机仍然继续运转,直到手按下停止按钮为止。
任务实施的目的:
1)掌握使电机连动的原理——自锁原理
2)掌握自锁线路的安装
3)掌握控制线路的判断与排除
1、创设情境,提出任务
任务一:画出自锁控制正转电路的电路图
任务二:安装控制电路
控制电路的安装:为方便检查,在导线两端线头套上标有与电路图相一致编号的编码套管
任务三:对控制电路进行检测
分段电阻测量法查找故障点:根据被测电路的电阻阻值大小来判断该电路的通与断,从而判断存在的故障点
(其中:R为接触器KM线圈的电阻;在进行3-4检测时需先按下按钮SB1)
分段正常的值不正常的值实测情况存在的故障
1-20∞
2-3R0或∞
3-40∞
4-50∞
2、学生在教师指引下研究任务所需要的知识和技能
自锁正转控制线路能控制电机长时间连续工作,利用交流接触器自身辅助触头闭合的这把"锁",来维持线圈通电的作用称"自锁"。
自锁触头选择——接触器的常开辅助触头
安装位置——并接在启动按钮两侧
实训设备:电工考核配电柜、导线、剥线钳、螺丝刀
3、任务的实施
1)学生小组分配任务
2)画出电路图,根据电路图在配电柜上接线
3)检查接线,经教师检查允许后通电测试
4)教师设置故障点,由学生进行检测
4、总结评价
评价标准包括:各小组完成任务的时间、接线的工艺要求和走线规范、安全用电规范。评选出优胜小组,不仅对工艺进行点评,而且对学生解决问题的方法、协作精神进行点评。通过自评,互评、教师点评,帮助学生总结完成任务过程中的技能和方法,促使学生反思自己的思路和操作,从而巩固所学的知识与技能。
四、小结
在任务实施的过程中,教师要充分发挥指导者的作用,加强巡视指导,特别注意关注学习能力差的学生,并对完成任务有困难的学生给予必要的帮助指导,对于他们完成的任务或作品要多给予鼓励;同时,要利用好总结评价这个手段,对学生在任务过程中的表现进行积极的评价,以激发学生的学习主动性。