電力拖動實訓仿真教學裝置開發(fā)與應用
在傳統(tǒng)的《電力拖動》實訓教學中,,一般都是采用灌輸式教學方式,教師講解實訓內(nèi)容,、演示實訓過程,,學生根據(jù)教師的指點完成實驗工作,,得出已經(jīng)確定的實驗結(jié)果,撰寫實驗報告,。
這種教學模式與電力拖動實驗設備缺乏有密切的關系,,但是大型的電力推動實驗設備的價格比較高,并且需要經(jīng)常性的更新,,所以多數(shù)院校并不愿意購置這些設備,,所以電力拖動實訓仿真教學裝置的開發(fā)就成為了推動《電力拖動》課程改革的重要步驟。
一,、電力拖動實訓仿真教學裝置開發(fā)
《電力拖動》實訓仿真教學裝置開發(fā)就是需要根據(jù)《電力拖動》實訓教學的需要開發(fā)的專門的電力拖動實訓仿真教學裝置,滿足電力拖動實驗教學的需要,。就目前來說,電力拖動實訓仿真教學裝置開發(fā)當中,,有兩種設計開發(fā)的思路,。
(一)電力拖動實訓仿真教學設備的開發(fā)
這種設備是運用PLC控制軟件,、變頻調(diào)速設備等基礎上,,來開發(fā)電力拖動實訓仿真教學設備,其與真實的電力拖動幾乎是*一致,,其中用PLC控制軟件安裝在控制芯片組當中,變頻調(diào)速設備主要是為了適應不同的實驗需要,,在功能和操作方式上與實際電力拖動操作也基本一樣,,是目前進行電力拖動實訓仿真教學適合的設備,。從目前來看,市場上已經(jīng)出現(xiàn)了這樣的設備,,但是所開發(fā)的這種設備雖然具有一定的升級空間,但是升級的空間非常有限,,在應用以后需要升級和更換,其成本比較高,。
(二)電力拖動實訓仿真教學軟件的開發(fā)
這種集成了計算機功能與計算機仿真技術開發(fā)的裝置與實際電力拖動操作功能基本一致,滿足學生的電力拖動實訓的主要,,目前在開發(fā)當中所使用的軟件系統(tǒng)比較多,其中MATLAB軟件是應用為廣泛的方針軟件,。
二、電力拖動實訓仿真教學裝置的應用
電力拖動實訓仿真教學的內(nèi)容有很多,,電力拖動實訓仿真教學裝置的應用過程中應用的范圍比較廣泛,在這里簡單的說明在幾個實驗教學中的應用情況,。
(一)電力拖動實訓仿真教學裝置開發(fā)應用產(chǎn)品
伴隨著技術的進步,,目前很多企業(yè)開始生產(chǎn)電力拖動實訓仿真教學裝置,,當然不同的企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品是不同的,。目前,,在電力拖動實訓仿真教學裝置主要包括兩種類型,,也就是電力拖動實訓仿真教學設備和仿真教學軟件,產(chǎn)品的銷售情況來看,,前者的在市場上的產(chǎn)品比較多,市場接受度也比較好,。
比如說上海上益教育設備制造有限公司,,所生產(chǎn)的SYJND-888T電力拖動·PLC·變頻調(diào)速技能實訓裝置,是一款專門針對職業(yè)教育的和就業(yè)人員的實際操作,、培訓和鑒定需要的電力拖動實訓仿真教學設備,,這種設備的可以滿足《電力拖動控制線路與技能訓練》《工廠電氣控制技術》《繼電接觸控制技術》《PLC原理及應用技術》等相關科目的實驗及實訓教學需要,。
同時,,為了滿足設備的擴張需要,,在設計上采用掛箱結(jié)構(gòu),,可以根據(jù)功能變化對其進行擴展,包括電工技能和變頻調(diào)速癷時序項目都可以在此設備上完成,。在設計上采用的元器件通過導線接入接線端的設計方法,,這樣在使用的過程中既可以滿足實訓,、實驗教學的目的,又能保護元器件不受損害,。
此外,,電力拖動實訓仿真教學軟件也有很多,比如說大連通科應用技術有限公司就專門開發(fā)了一款電力拖動仿真實訓軟件,,該軟件安裝在計算機當中,可以模擬電力拖動的運行環(huán)境及過程,,學生通過電腦就可以完成實訓,、實驗。
(二)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)工程設計實驗
雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是電力拖動實驗教學當中的一個比較重要的實驗,,在應用電力拖動實訓仿真教學裝置進行實驗的過程中,可以使用計算機軟件進行模擬,,在模擬實驗的過程中當中,,先構(gòu)建起Matlab/Simulink仿真環(huán)境,然后完成電動機的電流與轉(zhuǎn)速的反饋控制,。在具體的實驗當中可以采用晶閘管供電直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),,使用三相橋式電路作為整流裝置。
相關的設備及系統(tǒng)參有:直流電動機:220V,,136A,,1460r/min,Ce=0.132Vmin/r,,允許過載倍數(shù)λ=1.5,晶閘管裝置的放大系數(shù):Ks=40,,電樞回路總電阻:R=0.5Ω,,時間常數(shù)是:Ti=0.03,Tm=0.18s,。電流反饋系數(shù)為:β=0.05V/A(≈10V/1.5IN);轉(zhuǎn)速反饋系數(shù):α=0.007Vmin/r(≈10V/nN),。
考慮到雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的特點,轉(zhuǎn)速及電流反饋控制功能的實現(xiàn),需要借助于采用的電流調(diào)節(jié)器,。目前電力拖動實訓仿真教學裝置當中,主要采用的是ACR電流調(diào)節(jié)器,,其傳遞函數(shù)為,,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)可以表示為:
,,學生在實驗的過程中需要先選擇確定ASR與ACR調(diào)機器的PI參數(shù)。從理論上來講解決這一問題有一定的難度,,但是并非是不可能的,,可以使用調(diào)機器的工程設計方法,在使用以Matlab仿真技術為基礎的仿真軟件進行仿真,,然后將仿真結(jié)果與設計參與進行對照,對相關設計參數(shù)經(jīng)進行修正和調(diào)整,。根據(jù)前期仿真設計,,可以得出各個模塊的參數(shù)。比如說假定得出的各個模塊的參數(shù)計算結(jié)果:給定電流信號Ui*=10V,,電流鋁箔時間常數(shù)Toi=0.03s等,,當然在這些參數(shù)只是建議,與實驗結(jié)果可能存在一定的差異,,但是能夠反映出其應用的過程。從應用的效果來看,,即使采用仿真軟件,,也能較好的滿足實驗教學的需要。
總之,,電力拖動實訓仿真教學裝置開發(fā)與應用的過程中,應該將開發(fā)與電力拖動實訓教學有效的結(jié)合起來,,所設計的電力拖動實訓仿真教學裝置必須能夠滿足實訓教學的需要,同時具有良好的可擴展性,。