低壓實訓總結
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低壓實訓總結范文第1篇
關鍵詞：走出課堂；電機學；教學探索
作者簡介：何山（1974-），男，江蘇金壇人，新疆大學電氣工程學院，副教授；張強（1976-），男，新疆和靜人，新疆大學電氣工程學院，副教授。（新疆 烏魯木齊 830049）
基金項目：本文系新疆自然科學基金項目（項目編號：2012211A001）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0066-02
電機學課程是電氣工程及其自動化以及自動化兩個專業學生的骨干必修基礎課程，也是傳統的“三電”課程（電路理論、電機學、電子技術基礎）之一，屬于典型的“攔路虎”課程。課程中的電磁場概念繁雜，電機的類型多樣，結構復雜，電磁場不可見，十分抽象。同時課程理論結合實際緊密，既有豐富的理論，又有大量實驗，課后作業計算公式較多，多數學生對電機磁場的產生以及分析時的非線性、電機眾多部件的旋轉、電磁場的交變或者旋轉，缺乏想象思維，難以理解，而教師在課堂的講授上也存在一定的難度，[1]課后學生獨立學習時難度也較大。為克服這一困擾師生的老大難問題，教學之余，課程教學實驗團隊富有經驗的老教師帶領新同志，專門針對這一專題進行了多次討論，教師在課堂上認真講授的同時，總結了課堂外大家多年的教學經驗和體會，分類得出了以下幾點做法，與大家共享。[2]
一、電機廠（變壓器廠）參觀實習
教師帶領學生去特變電工股份有限公司（新疆電機廠）參觀實習，現場觀察電機、變壓器的生產過程以及全套工藝流程。學生看到了套裁沖剪硅鋼片（小型電機的定、轉子鐵芯沖片可一次沖出），之后工人疊裝鐵芯，壓緊，制成定子鐵芯半成品；之后，熔融鋁水澆注籠形轉子，或者繞制繞線型電機的轉子繞組；最后，裝配軸承、端蓋等，完成電機定、轉子的裝配。在加電測試前，還需使用兆歐表測量電機的絕緣性能，加電測試電機的電氣性能（轉速、電流和轉矩等），一臺臺電機就在工人師傅的手中誕生并旋轉起來了。變壓器繞制繞組，總裝及加電測試等系列過程和電機類似，只是高壓測試與常規的電機有所不同（一般電機的電壓較變壓器高壓側低很多）；學生參觀了體型龐大的大型電力變壓器，認識到鐵芯和繞組是電機和變壓器的主要共同結構，還目睹了干式變壓器、電弧爐專用變壓器、巨大的變壓器絕緣子串等，經過現場參觀，學生對于電機和變壓器的結構以及附件等知識有了現場的較全面的感性認識。
二、使用透明教具教學
使用多媒體課件教學，一些電機的flash課件可以動態展示電機的結構，但是畢竟不是真實的電機在運轉，還是不夠逼真。所以，在電機課程建設過程中，購買了四種主要電機的透明教具模型（見圖1）。教具體積小，便于攜帶，在課堂及實驗室，教師結合課程進行演示操作，透明教具使電機的結構一目了然，方便深刻認識電機復雜結構以及眾多部件。教師先給學生講解電機的各部分結構以及運行原理，而后學生觀看教具模型，對照授課內容認識電機的各個部件，理解運行原理；接著教師指導學生給電機模型通電，電動機可以旋轉，發電機可以發出電能，變壓器可以變換電壓正常運行，點亮燈泡，這時有同學發問：這樣的電機模型為何不能夠帶動負載？教師抓住這一機會，引導學生思考：因為教具使用的鐵芯材料很少，外殼等很多結構是有機玻璃材料，鐵芯用量少，磁通量低，繞組導線也很細（電流較小）。大家立刻意識到了電機在能量轉化過程中，電流和磁場之間的相互作用始終是最重要的內容。相比鋼鐵制成的沉重電機和變壓器實物而言，使用透明教具學習，過程直觀明了，學習知識直接方便，印象深刻，學生反映這種方式很好。
三、開展電機相關實踐
電機課程里講授了電機降壓起動這一知識點，而課程實驗里的電動機起動是依靠變壓器變壓實現的，沒有實踐實際工業現場的情況。教師充分利用學生學期末的實踐環節，開設了異步電機低壓啟動柜的安裝實訓，根據學生自身學習的情況選擇制作安裝Y/Δ電機低壓起動柜（見圖2），電機正反轉等電路，并連接電動機進行調試運行。在這一過程中，學生還可以結合學習按鈕、斷路器、時間繼電器和互感器等具體器件的原理以及使用，熟悉檢測控制器件的原理和使用，進行了實際操作。能夠分清主電路和控制回路，按照電工布線的規則標準接線，認真布線，使用綁扎帶綁扎，基本做到布線橫平豎直，熟悉各個器件的安裝、調試和運行。通過這一過程，學生明確了電機今后的實際使用場合和控制柜的原理以及設計制作過程，增強了動手能力，貼近實際，看著自己接線并調試好的起動柜帶動電動機正常運行，學生也頗有成就感。[3]
四、進行電機下線實習
針對民族班同學開展異步電動機下線實習，實習過程大致分為：繞組設計計算、繞組繞線、電機下線、總裝及測試等幾個步驟。首先是對于電機的繞組進行設計計算。先據極對數、電機槽數等概念計算極相槽數、節距等數據；熟悉相帶劃分、繞組單層和雙層的概念、相繞組的連接關系。第二步制作繞線模，主要是使用繞線機繞制繞組；第三步，使用下線板、壓腳，在槽底和槽口分別放置絕緣紙，雙層繞組還需放置層間絕緣。然后后下線，槽楔塞在繞組上面，起固定作用。最后連接并檢查繞組連接順序是否正確。第四，上好端蓋以及軸承，使用兆歐表測量電機絕緣是否滿足，轉動正常與否，加電測試。若電動機下線較滿，槽滿率高，則電機旋轉正常，轉矩（功率）較大，反之，電機轉動緩慢，帶負載能力很低。當電機通電轉動起來時，同學們會十分興奮，并因此留下深刻的印象。
五、發電廠現場學習
火電廠和風電場每年都會有發電機需大修和小修，其他類型的電機也偶有故障發生，教師利用新疆大學距離發電廠很近（學校附近兩公里就是紅雁池發電廠）的便利條件，深入大修現場，帶領學生在往屆老校友的指導下學習認識拆解的大型汽輪發電機的各個部件，分清勵磁繞組、阻尼繞組，結構復雜的轉子及其附屬部件；深刻了解勵磁（電壓）調節和轉速（頻率）調節的重要性，同時還順便了解了發電廠的鍋爐運行以及汽輪機運行等相關知識，擴展了知識面以及課程內容，有助于學習“微機繼電保護”、“電力系統分析”等課程，學生感到受益匪淺。著名的達坂城風電場距離市區四十公里，利用節假日，學生在風電場學習風力發電知識，教師從事科研工作，共同擴展了電機在書本上的內容和使用范圍，飽覽了風電場風光，開闊了眼界，拓展了思維。結合電廠各種電機的運行狀況和操作崗位，一些同學深刻學習了電機及其相關知識，也熟悉和喜愛上了電廠這一工作環境，畢業后順利進入各類型電廠 ，活躍在新疆自治區以及全國其他省區的電力行業部門。
六、教師科研融入教學
電磁場不可見，抽象難理解，教師充分利用與變壓器廠及風電場的科研項目進行研究，利用ANSYS、ANSOFT等軟件仿真電磁場、溫度場及部件的受力（見圖3），把結果制成PPT或動畫文件，讓學生直觀看到磁力線穿越氣隙、鐵芯等材料的路徑，電機繞組、鐵芯中的溫度場分布；通過開設專題講座，講解達坂城風電場使用的各種風力發電機。[4]列舉風電場的大量發電機是異步發電機，結合課本，精講異步電機的回饋制動：發電機長期運行于回饋制動，發電的同時，從電網吸取無功電流勵磁，向電網輸出有功功率，因而需要增加電容器等進行無功補償，提高發電機的功率因數。還有一些電機是永磁同步發電機，需要永磁體（釹鐵硼材料）提供勵磁磁場。我國是稀土原料的最大供應地，開發稀土也需要珍惜資源，愛護環境等。通過講座，學生豁然開朗，明白了電機、電路等課程的相關性和重要性，今后還可使用MATLAB搭建電路，模擬仿真計算電機復雜的暫態過程，[5]了解了從事科研的基本過程，更加信心十足地學習電機知識。
七、搜集利用課外知識
教師要做教學的有心人，對工作細心加耐心也是不可少的。比如教師注意從網上下載收集最新的關于電機的小知識，例如三峽電廠的大型發電機，“嫦娥三號”上使用的特殊電機等，大家了解到三峽電廠使用的發電機還不是完全獨立設計生產的，而是與其他國家聯合設計生產，就認識到我國大型發電機的設計生產還有一些不足，電機的設計生產技術含量較高，有一定的困難，需要向他國學習，開拓創新。最近新聞報道了東莞一家玩具廠生產出了世界上最小的直升機玩具，教師就啟發學生搜集玩具飛機所用電機的相關知識，還有軍事用途的其他電機等，學生很感興趣，反應積極、踴躍，有的還專門就此內容撰寫了調查報告；教師還帶領學生使用攝像機拍攝電機的拆裝過程，自制成錄像，上傳課程網站，幫助學生學習的同時，調動了學生的學習積極性。
八、開展科技制作
大學生課外科技制作的很多內容涉及到電機的控制應用。為活躍學生課外生活，拓展思維，提高動手能力，課程組教師帶領學生開展了循跡電動小車制作，DSP電機控制實驗，PLC對生產線的控制實驗及其他電機相關的科技制作，并開發了本課程的變頻器調速實驗。部分學生參加了“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽，獲得了西北賽區第二名的成績。
九、結語
以上幾方面，課程組教師在教學中靈活使用，出發點在于盡可能減小同學的學習難度和強度，力求深刻全面理解掌握課程的知識點。經過長期實踐，同學們反映：以上做法十分有利于幫助大家理解和體會難點，能明顯縮短學習時間，改善學習效果。總之，只要教師多用心開拓思路，多付出，把工作做細，從學生處著眼，俯下身子，踏實做事，就一定能夠想出許多實用的方法，幫助學生，真正發揮良師益友的角色作用。
參考文獻：
[1] 章瑋，潘再平.電機學課程教學手段和實踐環節的探討[J]. 電氣電子教學學報， 2011， 33（4）：78-80.
[2] 王振華，張金霞.電機學課程教學改革探討[J]. 中國電力教育， 2013， （13）：60-61.
[3] 何山，王雪飛.緊缺專業電機學課程教學建設探討[J]. 電氣電子教學學報， 2010， 32（6）：17-18.
