趙越

摘要：《電力拖動》是機電一體化技術等專業(yè)課程學習中的重要內容，在《電力拖動》實訓教學當中，傳統(tǒng)的教學模式存在一定的弊病，突出表現在專業(yè)化教學設備缺乏上，在這種情況下一些學校開始著手開發(fā)電力拖動實訓仿真教學裝置。本文根據現有的研究資料，結合自身在《電力拖動》實訓教學中的一些經驗，對計算機仿真技術在電力拖動實訓教學中的應用闡述了自己的意見，著重分析了電力拖動實訓仿真教學裝置開發(fā)及應用及仿真實驗教學的方案設計，希望能夠對當前的電力拖動實訓仿真教學裝置開發(fā)提供一些思路。

關鍵詞： 電力拖動；實訓；仿真；開發(fā)

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，教師講解實訓內容、演示實訓過程，學生根據教師的指點完成實驗工作，得出已經確定的實驗結果，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，并且需要經常性的更新，所以多數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《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完全一致，其中用PLC控制軟件安裝在控制芯片組當中，變頻調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最適合的設備。從目前來看，市場上已經出現了這樣的設備，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軟件是應用最為廣泛的方針軟件。

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)應用產品

伴隨著技術的進步，目前很多企業(yè)開始生產電力拖動實訓仿真教學裝置，當然不同的企業(yè)所生產的產品是不同的。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，產品的銷售情況來看，前者的在市場上的產品比較多，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，所生產的SYJND888T電力拖動·PLC·變頻調速技能實訓裝置，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構，可以根據功能變化對其進行擴展，包括電工技能和變頻調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)直流調速系統(tǒng)工程設計實驗

雙閉環(huán)直流調速系統(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，先構建起 Matlab/Simulink仿真環(huán)境，然后完成電動機的電流與轉速的反饋控制。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λ=1.5，晶閘管裝置的放大系數：Ks=40，電樞回路總電阻：R=0.5Ω，時間常數是：Ti=0.03，Tm=0.18s。電流反饋系數為：β=0.05V/A（≈10V/15IN）；轉速反饋系數：α=0.007Vmin/r（≈10V/nN）。

考慮到雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的特點，轉速及電流反饋控制功能的實現，需要借助于采用的電流調節(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電流調節(jié)器，其傳遞函數為Wacr=Ki（τis+1）τus，轉速調節(jié)器的傳遞函數可以表示為：Wacr=Kn（τns+1）τus，學生在實驗的過程中需要先選擇確定ASR與ACR調機器的PI參數。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，然后將仿真結果與設計參與進行對照，對相關設計參數經進行修正和調整。根據前期仿真設計，可以得出各個模塊的參數。比如說假定得出的各個模塊的參數計算結果：給定電流信號Ui=10V，電流鋁箔時間常數Toi=0.03s等，當然在這些參數只是建議，與實驗結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。

參考文獻：

[1]張敬南，張強.電力拖動類課程的仿真實驗教學改革[J].電氣電子教學學報，2014（02）.

[2]張敬南，彭輝.電力拖動控制系統(tǒng)課程教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2014（09）.

[3]張敬南，張镠鐘.實驗教學中虛擬仿真技術應用的研究[J].實驗技術與管理，2013（12）.