時間:2022-01-31 00:47:57
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電工技術,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
英文名稱:Transactions of China Electrotechnical Society
主管單位:中國科協
出版周期:月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1000-6753
國內刊號:11-2188/TM
郵發代號:6-117
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1986
期刊收錄:
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
期刊簡介
《電工技術學報》(月刊)創刊于1986年,由中國電工技術學會主辦,機械工業出版社出版,月刊。《電工技術學報》是電氣工程領域的綜合性學術期刊。主要涉及:電機與控制、電器、電力電子技術、電力系統、工業自動控制、電工測試、理論電工、電氣絕緣、材料、信息化技術等。
《電工技術學報》為中文核心期刊,學位及研究生教育中文重要期刊。在《電工技術學報》上發表的論文被作為教授級職稱評定和博士生答辯的參考之一;在評審國家自然科學基金電工技術類項目申請時,在評審國家學位委員、評審電工技術類博士學位及博士生導師申請時,在《電工技術學報》上發表的論文也是重要的依據之一。中國電工技術學會為全國一級學會,《電工技術學報》作為學會學術交流的窗口,在電工學術界、工程界、教育界享有很高的聲譽。
高職院校入學學生的主體是高考成績居于中下的考生,他們由于在中學的學習成績較差,得到教師的鼓勵和表揚也就少,漸漸產生自卑感,把學習當做負擔,不求上進,甘居人后。還有的學生抱著混文憑的思想,整天無所事事,難以與教師配合。這是部分高職學生心理上的消極因素。當然高職學生心理上也有一些積極的因數,如:他們有使自己成才的愿望,也有改變落后現狀,要求上進的心理;有強烈的自尊心和好勝心,有時他們表現出毫不在乎的樣子,正是要求尊重而得不到尊重的一種逆反心理;他們追新求異,喜歡動手做實驗,喜歡教學方法新穎,不贊成滿堂灌式的教學方法。作為教師應充分發掘和調動高職學生的積極因素,如果教師還是用多年形成的教學方法,只考慮知識本身的“應接受性”和“可接受性”,而忽視學生是否“能接受”和“樂于接受”,就會導致學生厭學或學得費勁,教師也教得艱辛或無奈,教學效果較差。
二、電工技術課程的目的和特點
電工技術是一門集理論、實驗、實訓的課程,本課程是培養學生在理論上:掌握電路的基本概念、基本定律和電路的分析和計算方法,掌握用相量法分析單相正弦交流電路、三相交流電路的方法,并能理解變壓器、三相異步電動機的工作原理和性能,理解常用低壓電器的功能,能讀懂三相異步電動機控制電路的電氣圖;在技能上:掌握電工的工藝和電工技術的實際操作能力。通過理論學習和實際操作的訓練來提高學生分析問題和解決問題的能力,為今后工作打下堅實基礎。由于該課程具有概念多、公式與定理多、原理抽象、知識含量大、計算量大、覆蓋面廣等特點,學生普遍反映理論難懂,公式難記,運算繁瑣,解題困難。多數學生產生畏難情緒,有的甚至出現厭學現象,致使教學效果不盡如人意,為了提高教學效果,筆者從以下方面進行探索。
三、電工技術課程教學的展開
針對高職學生的特點,從電工技術課程的目的和特點出發,要增強課程教學的成效,可具體采取以下方面的措施。
(一)培養學生的自信心
作為教師首先應盡力給予學生正面的、積極的鼓勵,來增強學生學習的信心,同時還要采用良好的啟發和訓練方式才能提升教學效果,因此在教學中必須首先考慮學生的實際接受能力,引導學生由易到難,循序漸進。教師可以考慮對接受能力強、中、弱的學生實施分層次的教學:對接受能力較弱的學生,要適當降低理論難度,加強動手能力的培養;對接受能力中等的學生,要適當加深部分教學內容,通過動手和實踐讓他們加深對知識的理解,提高興趣;對接受能力較強的學生,要加強拓展知識的學習,著重培養發現問題、分析問題、解決問題的能力。由于學生之間容易溝通,可以通過“結對子”和當“小老師”等方式,讓能力較強的學生來幫助能力較弱的學生,以增強他們的學習興趣。
(二)采用多種教法,培養學生的理解能力
學生聽、教師講的注入式傳統單一教法,不僅使學生處于接受灌注的被動地位,而且還使學生在感知訊息上只依靠“聽”的感性知覺,易于疲勞、注意力容易渙散,興趣急劇下降。因此,在教學過程應針對不同的內容,采用不同的教法,進行綜合啟發式教學,才能有效地激發學生認識的興趣,發揮能動作用。就電工技術課程教學而言,其教學內容主要分為四個模塊:電路的計算、變壓器及電動機原理、電動機的控制、照明安全用電等,其中每個模塊的要求都有一些共性,如對電路的計算,不管是直流電路還是交流電路,都是計算單個元件或部分電路的電壓、電流和功率,所以在教學過程中就要引導學生發現教學中一些相似或相反的規律,從而達到識別、理解、運用的效果。例如,電阻、電感、電容是電路的基本元件,理解了三個元件的性能特征,可為學習交流電路的計算和電子技術課程打下基礎。但學生在學習過程中往往對電阻元件比較容易理解,而對電容和電感的性質很難掌握,因此,在教學中應充分運用對比法,讓學生發現其中的類比性,可從電阻元件的電阻值,對比講清電感元件的感抗,讓學生推出電容元件的容抗。當然,進行類比時,不應局限于找出其相似屬性,而要著重于抓住屬性之間相似的因果關系或導出關系,所以講清純電阻、純電感、純電容單一元件的交流電路后,就引導學生推導二個元件串聯(R-L、R-C電路)及三個元件串聯(R-L-C)電路的性質,同時讓學生自己總結出單一元件電路和兩個元件串聯的電路及三個元件串聯電路的共同特點。又如電動機和變壓器都是根據電磁感應原理制成的電機,它們的結構、原理和特性有許多相似的地方,學生在中學已經學過變壓器內容,比較容易記住變壓器的參數,但對電動機往往分不清定子、轉子的參數,就指導學生觀察,變壓器的一次側和電動機的定子都是接到電源,所以參數腳標都有1且和電源的參數有關,而變壓器的二次側和電動機的轉子都是接負載,參數的腳標有2且通過負載來計算,這些對比啟發,學生就會總結分析出其相同點來領悟新的內容,同時也理解了難點,掌握了重點知識。
(三)設疑引導,培養學生思維能力
不管在任何章節,都應以啟發為核心,引導學生探索、思考。如直流電路的計算主要有基爾霍夫定理、支路電流法、疊加定理和戴維南定理,他們屬于電工技術理論解題占有重要地位,理論考試是常考的知識點,理論講授完之后,由于幾個定理解題各有千秋,因此,可以提出問題:讓每位同學至少找出兩個例題來分別說明采用那個定理解題較好;再如交流電路的計算有代數法和相量法,講授完后讓學生自己總結,在什么條件下用相量來計算問題,在什么情況下才能用代數來計算問題。通過這樣的總結,學生就明確各定理的應用范圍,也培養了閱讀思考能力,達到解題方法能靈活應用的目的。
(四)授課教室的遷移
作為一門分支學科,電子電工技術是由傳統電工技術發展起來的新型技術。電子電工技術以計算機技術為基礎,并從多個角度與傳統電子技術相融合進而實現最大效率的新型技術。因此,結合電子電工技術特點與作用,來分析該技術在電力系統中的實際應用是一項非常有意義的研究。
2電子電工技術的主要特點
憑借信息技術的發展,計算機技術逐漸向網絡化、智能化方向邁進。由于新技術的不斷涌現,新型電子器件顯著提升了傳統電工技術的使用效率。因此,現代電子電工技術主要呈現出以下幾個方面的特點。
2.1集成化特點
電子電工技術的集成化是指全控型器件依靠多種單元器件的并聯,全部集成到一個基片上,這與傳統器件有著完全不同的分立方式。這類器件的主要特點是控制功率較大并且可以控制較復雜的電路。
2.2高頻化特點
電子電工技術的高頻化,是指器件在實現集成化的同時提高了工作速度。例如,電力晶體管(GTR)能在十千赫茲頻率以下工作,絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)可以在數十千赫茲以上工作,而金氧半場效晶體管(MOSFET)的工作頻率能達到幾百千赫茲。
2.3全控化特點
電子電工技術的全控化主要指全控型器件的自關斷功能。在半控型普通晶閘管逐漸被替代的情況下,電子電工技術在電力系統中實現了全控化特點,這也是電子器件在功能層面的重大突破。電子器件全控化特點在很大程度上簡化了電路設計,進而提高了器件的工作效率。
2.4高效率化特點
電子電工技術的高效率化,主要體現在兩個方面,即變換技術和器件。通過不斷減少器件的導通壓降,可以達到降低導通損耗的目的。此外,加快器件開關的升降過程,也可以降低開關損耗,而采用軟開關技術,并處于合理運行狀態下的器件,其運行效率可以得到大幅度提高。
3電子電工技術的作用
為了更好地適應現代社會發展,電子電工技術不僅承載了傳統電工技術優點,還嘗試做出一些改變,下面就電子電工技術在電力系統中的作用做具體分析。
3.1優化電能使用
優化電能使用在電力系統中是非常重要的,在確保整個電力系統正常運行的前提下,電子電工技術通過對電能資源的整合與配置,實現了對電能的大幅度優化,這是電子電工技術在優化電能方面的重要價值體現。
3.2實現機電一體化
機電一體化是指在安全與穩定的網絡運行下,傳統產業通過全面的電子電工技術的整合與改造,實現了新型機電一體化的發展模式。這不僅是傳統產業的技術升級過程,更是高端電子科技在新型產業技術中應用的重大突破。
3.3墊定了未來發展方向
機電設備在向小型化發展的同時,電子電工技術可以促進系統響應速度的加快,為了達到這一目標,進行系統變頻化和高頻化的技術研究就是未來發展的主要方向。
4電子電工技術的應用
目前電子電工技術在電力系統中的作用不容忽視,其技術應用也越來越廣泛,其中最主要的幾種應用包括以下幾個方面。
4.1發電環節
在發電環節,有效利用和改善發電系統的發電機組均涉及到電子電工技術的實際應用。(1)靜止勵磁靜止勵磁普遍運用于大型電廠的發電機組,通過替代傳統勵磁機,電子技術有效地提高了電廠發電機組的運行效率。(2)變速恒頻勵磁電子電工技術在水力發電或風力發電中也同樣擁有廣泛的應用,其中水力發電中水流量和壓力大小影響發電效率;在風力發電中,風速決定發電的多少。通過電子電工技術的調整,使機組自轉速和電流頻率保持一致,進而獲得最大效率。(3)機泵的變頻調速在高低壓電進行互轉時,傳統風機水泵變頻器逐漸被變頻機所替代,變頻機的引入可以達到效率的最大化。但目前來看,關于電子電工技術在變頻機的具體使用中還處于摸索階段。(4)太陽能系統作為本世紀大力推廣的可再生能源,太陽能發電的同樣需要依賴電子電工技術的支持,大功率電流轉換器就是太陽能發電的技術核心,目前美國加州電廠擁有著太陽能發電的核心技術。
4.2輸電環節
在輸電環節中,高壓直流電、柔流電輸電技術和靜止無功補償器的應用均不同程度的涉及到電子電工技術的應用。(1)柔流電輸電技術;(2)高壓直流電輸電技術;(3)靜止無功補償器。
4.3配電環節
在當前配電環節中,對于電能的質量控制是急需解決的問題。想要提高配電質量,對配電系統在電壓、頻率、諧波及非對稱條件上都提出了更高的要求,而電子電工系統在用戶電力技術上的應用,就很好的解決了配電過程中供電的安全性和穩定性問題,保證了供電質量。
5結束語
模擬電路通常是電工技術教學中的難點,一是電路結構復雜,學生難以理解;其次,學生不了解該部分內容在實際工作中的應用,導致學習興趣不高。為此,可以適當將EDA技術穿插在這部分的教學中,從實際電路設計的過程中引出與課程關鍵知識點相關的內容,以達到提高學生學習興趣的目的。以下用一個實際的例子來表明如何將EDA設計過程與電工課程中相關知識點進行結合。例:使用ADS(Advanceddesignsystem)軟件實現共射極放大電路的靜態分析與直流偏置設計。共射極基本放大電路是電工技術中模擬電路部分接觸的第一個重要的知識點,課程要求學生熟練使用計算法與圖解法來確定放大電路的靜態工作點。學生對這一部分的掌握情況直接影響到其對后續知識點的掌握,因此,本例從電路設計的實際過程出發,引出相應的知識點。在講解例子之前,需要給學生明確的是在實際的有源電路設計中,通常情況下,晶體管靜態工作點的選擇與設計是第一步,也是至關重要的一步。實現不同功能的電路,可能在電路圖上區別不大,重要的是其靜態工作點的選擇。例如,低噪聲功率放大器需要無失真地放大微弱信號,因此它的靜態工作點需要選擇在輸出曲線的中點,而高功率放大電路為了盡可能提高輸出效率,通常靜態工作點選擇到靠近截止區,而混頻器、倍頻器等電路,主要為了使用其非線性性能,因此,它們的靜態工作點通常要靠近飽和區。其次,需要強調的是電路設計是電路分析的逆過程,遵循的步驟是根據輸入輸出關系,確定靜態工作點,再得到直流偏置電路,與課程中計算直流工作點的順序正好相反,但是,它們所反映出的基本原理都是相同的。確定靜態工作點,就是根據電路所要實現的功能,確定基極電流IBB和集電極電流IC,集射電壓UCE。
因此,首先需要得到晶體管的輸入輸出曲線。在ADS中,輸入輸出關系是通過對晶體管做直流掃描得到的。實驗步驟是先建立一個新的工程項目(Project)和一個新的設計(Design),然后選擇晶體管直流工作點掃描模板(ADS中常用的功能都做成了模板,可以直接調用),并在其提供的元器件庫中選擇合適的元件,加入到模板中,如圖1所示。其次,需要設定晶體管的工作范圍,就是IBB和VCE的范圍,可以通過掃描參數設置得到,如圖2所示。
本例中,IBB的掃描范圍是從20uA到100uA,掃描步長為10uA。VCE的掃描范圍從0V到5V,掃描步長為0.1V。當掃描參數確定后,點擊仿真按鈕,就會產生圖3的輸入輸出曲線。圖3所示的輸入輸出關系曲線與課本上的曲線幾乎是一致的,它表明在不同的基極電流IBB作用下,集電極電流IC與集射電壓VCE的關系。通過輸入輸出曲線,可以選擇合適的靜態工作點,以實現電路的功能。在本例中,為與教材保持一致,將靜態工作點選擇在輸出曲線的中點,大致對應于圖3中光標m1的位置,軟件會自動顯示出此處的參數,即IBB=60uA,VCE=3V,IC=6mA。當靜態工作點確定后,可以據此設計直流偏置電路。由于本例是設計共射極基本放大電路,因此需要計算基極和集電極電阻的大小。根據共射極放大電路的基本計算結果,可以設計出圖6所示電路。驗證該電路的方法是對其做直流仿真,并將仿真計算的結果直接顯示在電路圖中對應的元件和支路上。
從圖中可以看出,基極的電位為809mV,電流為69.9uA,而集電極電位VCE=2.74V,Ic=6.64mA。對比前面得到的靜態工作點參數(IBB=60uA,VCE=3V,IC=6mA),可以發現它們之間存在一個小的偏差,這是因為在電路設計中,無論是在靜態工作點還是元件參數的選擇上,都存在近似的過程,因此,任何電路的設計,都是一個近似的設計,由此得到的實際電路都需要經過調試合格后才能夠實際使用。以上的例子為學生展示了一個電路設計的基本過程以及設計方法。當課程進一步深入后,可以對本例進行擴展,例如在分析放大電路動態特性時,可以加入不同幅度的輸入信號,觀察在不同靜態工作點,放大電路的輸入輸出波形和非線性失真,有助于學生理解設計靜態工作點的意義。
通過在電工技術課堂上增加EDA設計的過程,可以使課程從純理論教學轉向理論與實際設計相結合的教學方式,不僅能夠提高學生的學習興趣,還能夠培養他們的實際動手能力,并極大增加了教師和學生間的互動。同時,課本上的理論與公式不再需要死記硬背,它們已經融合到設計過程中,學生通過一兩個簡單的設計就可以熟練掌握,使學生能夠輕松完成課程的學習和考試。
作者:卜云 單位:西華大學
【關鍵詞】電工技術改革創新舉措
新時期以來,隨著信息科技的不斷進步,以及現代化設施的更新,像電力的制造、生產,以及交通等和電工相關聯的領域日漸增多,電工技術對人們的生活和生產產生了非常深遠的意義,在人們的生活當中發揮著舉足輕重的影響,促進了社會的可持續發展。相對應的電工技術的改革創新也一定會推動社會的穩定發展和人類文明的更大進步。
1、電工技術的發展
電工技術始于19世紀30年代,從此中國步入了電氣化的時代,跟電相關聯的產品陸續出現,直到20世紀后期,以新工藝和新材料為主導的新型電工技術出現。電工技術的發展和改革從來沒有間斷過,并跟環境、生物、食品和醫學等領域不斷進行融合和發展,與化學、物理和軍事等學科不斷融合產生了很多的學科。與此同時,傳統意義上的電工技術也面臨著很多的問題,電工人員的綜合素質較差,技術不發達,管理機構不健全,設施落后,比較專業的電工人員稀缺等,這就使得電力生產和制造方面的技術跟不上時展的潮流。
二、電工技術的現狀
電工技術發展至今,已經被廣泛地應用于社會的多個領域。它不僅給人們產生了很大的價值,而且使全球之間的往來日益密切,我國電工技術的發展跟世界相比,是有一定距離的,這種距離除了生產組織上,還體現在對新型技術的使用和研究上。自從我國實行改革開放以后,電工技術取得了一些可喜的成就,這主要體現在觸摸屏、中小型的電機,變頻器和PLC等新型的技術上,這些技術在生產中的普遍使用,促進了我國電工技術的不斷改革和向前發展。
三、電工技術的改革創新
舊的事物必定會被新事物所代替,這是一種必然的趨勢,因此,不發達的陳舊技術一定會被新的工藝和原材料所代替是必然的,只有如此,才能夠為生活和生產帶來大量新型產業,為社會的分工合作做出貢獻,使產品的更新速度加快,產生巨大的經濟價值,因此,電工技術的改革一定會促進社會經濟的發展和人類文明的進步。
3.1電工技術在各個領域的改革
一是在生產領域的改革??萍际堑谝簧a力,每一位科技人員的目標就是要把科技轉變為生產力,新型的磁性材料和超導體技術是在電工技術的發展下產生的,從而使核磁共振生成圖像的費用明顯減少,因此它在生產當中的每各個領域都得到了廣泛的使用。特別體現在醫療這個領域,超聲生成圖像技術的應用,能夠使得醫生在使用這項技術為患上結石的病人做手術的過程中,能夠使用超聲波把人體的肌肉組織穿透,從而進行更有針對性的治療,在很大程度上,改善了我國的醫療技術,使病人的痛苦得以緩解。二是在驅動領域的改革。當前情況下,以電作為驅動在中國是比較明顯的。像磁懸浮列車在我國的調試,即使存在很多的異議,也不能不說它是電工技術的一項重大改革,這種技術的存在,使電的驅動能力越來越大,能夠使列車高速地行駛,于此同時,跟電相關聯的汽車日漸增多,在不久的將來,必將代替石油,從而推動社會的可持續發展。
3.2新型可再生能源發電技術的運用
在一定的時間和空間內能夠進行更新和恢復的能源就是可再生能源,可再生能源在一定的時間內是能夠連續使用的,主要有:水能、風能、太陽能,以及地熱能等,這些都是可再生能源。而像石油這種不可再生能源的消耗越來越多,因此,需要發現一種新型的能源運用到我們的生活和生產。世界也對此問題引起高度的重視,我國也不斷地開發和使用新型的能源,比如風力、水力發電、核電等,水利發電技術的廣泛使用,緩解了我國電量需求大的現狀,并且也充分地使用了這些能源。
四、結語
國家之間實力的競爭,說到底是科技和經濟上的競爭,因此,應當追求在科技和在經濟上的與時俱進,我們應當在關心世界其它國家電工技術改革的過程中,使用現有的電工技術資源把它轉變為生產力,使電工技術的巨大用途充分地發揮出來,于此同時,不斷地去研究和解決問題,這樣才能夠推動社會的不斷進步。
參考文獻
(一)教學模式缺乏創新
目前多數高職院校在進行電工技術實訓教學時依舊采用傳統的實踐教學模式,老師作為主導,進行知識的灌輸,授課形式多采用“示范—模仿”的方式,這種“填鴨式”的教學已不能達到素質教育的要求,嚴重的限制了學生的自主意識和創新能力培養,阻礙學生思維的發展。
(二)教學設備明顯落伍
目前的高職院校普遍存在缺乏實訓資金的窘況,這也導致在進行電工技術實訓時所需元器件不足,嚴重制約了培訓的質量和實訓的效果,甚至有的學校還在用上世紀的設備在進行實訓,這就很難讓學生了解到最新的專業發展情況和國家的最先進的技術,這樣的電工技術實訓已經嚴重影響了教學效果。
(三)實訓教學師資力量不足
高校的擴招造成了學生數量的猛增,教師資源的短缺,于是在電工技術實訓時,本來應該是一個實訓教師負責十到三十個實訓學生教學,結果卻是一個實訓老師要負責四五十個學生的實訓,這樣的效果可想而知。大多數的教師缺乏對現代電工先進技術的了解,在實訓時仍舊采用舊的一套流程和知識,無法達到實訓的真正效果。
二、電工技術實訓教學的一些思考
(一)改進電工技術實訓教學內容的思考
傳統的電工技術實訓教學內容就是利用理論教學加上操作來培養學生必要的基本技能,教學內容缺乏創新,對實際的職業需求聯系不緊密,無法吸引學生的興趣,很難達到培養學生能力的效果。在近幾年的電工技術實訓教學中,通過探索性的實踐教學,以及國內各高校教師的全新概念的職業教育和培訓的教學經驗,這門課程逐步形成了專業知識側重于社會需求的一套新的教學模式,并在一些高職院校得到了應用和推廣,在教學內容中,重點培訓技術應用程序和以創新為主的電工技術實踐教學內容,主要包括電工技術的基本技能能力培養、專業技能能力鍛煉以及綜合技能能力融合三部分,注重學生實際操作的技能以及專業技能的實際應用,為了提高學生的學習積極性,還把國家職業技能鑒定標準轉化為實際的教學內容。
(二)融入新的教學方法的思考
高職院校進行專業人才培養改革的思路集中在培訓模式上,就是在實際的教學過程中注重實踐性、開放性和職業性,也就是在明確的教學目標指導下,通過多方位的思考和討論,在教學內容上合理改進項目設計內容,之后通過實踐進行驗證,在教學過程中打破傳統觀念,利用項目教學法,把過去所進行的封閉教學改為開放式教學。在教學過程中,教師不再是中心,而是作為學習的引導者和組織者,在課堂上老師與學生以互動的形式共同探討每一項學習的內容,在教學過程中教師要鼓勵學生參與學習,使學生的實踐動手得到提高的同時,大腦思維得到拓展,觀察想象力得到提升,項目教學法充分發揮學生的主動性和創造性,使學生在專業能力,方法能力,社會技能和個性上得到全面發展。
(三)分層次設計電工技術實訓教學過程的思考
高職學校的工科專業都有所不同,電工技術實訓課程的學習也就有先有后,應根據學生學習進程的實際情況以及實訓課時的多少,把學生分為不同的培訓隊伍。對于基礎知識接近于零的,著重電工技術基本技能的訓練;對有一定基本技能和相關知識,可以加強培養學生專業實踐技能;對于基礎較好接受能力強的學生,可以加強課外設計和創新設計綜合實訓內容。通過對學生按照不同的培訓隊伍進行的分層培訓,使學生在學習時做到了個性化發展,讓他們在學習中得到了想要的東西,在實訓過程中也得到鍛煉。
(四)延伸實訓基地的使用功能的思考
為了進一步優化電工技術實訓教學,可以開放電工技術培訓基地,嘗試打開管理模式,為學生進行專業實訓進行開放。學生利用課余時間進入訓練基地進行訓練,鍛煉基本技能,這樣既可以改善訓練基地的利用率,最大限度地發揮其價值,還可以保證在完成教學任務的前提下,通過開展對外服務,培訓基地向專業學生開放,促進新技術的推廣,為社會培養專業技術人員,開展社會性質的職業技能培訓與職業技能鑒定理論學習,最終目標是把電工技術培訓基地建成集教學、電工技術培訓、職業技能鑒定和技術服務等功能齊全的教育和培訓中心。
三、電工技術實訓教學采取的保障措施
(一)應用先進教學方式,提高教學質量
在電工技術實訓過程中,實訓教師要引進先進的教學方式和方法,結合傳統教學里的優點,著重對實訓項目的完成質量進行管理。在教學過程中,進一步明確實訓教師的責任,同時利用先進的教學設施,如投影儀、計算機、多媒體等工具開展教學,優化教學資源,建立通過電氣技術培訓考核標準與電氣技術培訓指導相結合的方式,利用全面、開放的教學模式,有效地提高電工技術實訓教學的質量。
(二)推進教學改革,提高教師執教能力
教師作為學生學習的引路人,只有自身能力提高了,才能做到“教書育人”。在電工技術實訓教學中,教師應該在結合課本與實訓項目教學的基礎上,多鉆研一些新的技術,并在實訓教學時傳授給學生,使學生能跟上現代社會發展的步伐。這就要求高職院校要推進教學改革,督促教師去了解和學習新技術、新工藝、新設備,并將這些及時補充到教學內容中去,只有教師努力鉆研業務技能,進行良好的教學情境設計,有效地提高教學水平,學生才能在學習過程中在專業技能和綜合素質上得到訓練和提高。
(三)加強企業和市場調研,緊跟電工技術發展步伐
學生到高職院校學習技能,直接目標就是在畢業后能找到一個理想的就業場所。在電工技術實訓教學中,學?;蚪處煈Y合電工技術專業特點,找到一些需要這方面人才的企業或市場,給學生提供真實的實訓場所,既可以讓學生在實訓中得到提高,也可以了解最新的電工技術發展情況,還可以讓企業了解學生能力,優先得到企業的青睞。
四、結語
關鍵詞:電工技術實驗 教學改革 創新實驗
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼: A 文章編號:1672-1578(2013)04-0091-01
電工技術是工科類專業的一門重要專業基礎課,課程的顯著特點就是其實踐性。要熟練掌握電工技術,除了要掌握基本理論外,還要掌握電工器件及基本電路的應用技術,因此實驗課成為電工技術教學的重要組成部分。通過實驗教學,可使學生進一步掌握其基礎理論知識,提高學生的動手能力和創新能力,把他們培養成有熟練技能的社會需求型能才。
1 實驗教學現狀
1.1實驗課不受重視
在電工技術教學過程中,一般把理論教學作為課堂教學的重點,而實驗教學則依附于理論教學。長期的這種教學方式使師生們形成了只重視學習理論知識,忽視電工技術實驗對學生技能的培養。學生感覺電工技術實驗枯燥無味,認為實驗課無足輕重,部分學生做實驗也只是應付差事,這樣即使做過了實驗,也沒有達到實驗對學生訓練培養的目的。
1.2實驗內容單一
以往所用實驗教材內容單一陳舊,主要是一些簡單的驗證性實驗。學生按照教材上的步驟按部就班做實驗,得出已知的實驗結果。這些實驗不能適應新形勢下培養人才的需要,無法吸引學生的實驗興趣。實驗教材缺乏綜合性、設計性實驗,更缺少創新性,不利于學生思維能力和創新能力的培養。
1.3學生動手能力差
電工技術實驗是學生進入大學以后最先開設的電工電子實驗,學生在中學期間接觸到的此類實驗很少,所以基礎比較弱,動手能力差。而電工技術實驗相對于中學物理實驗比較復雜,所用的儀器和元器件比較多,其中有些實驗器材,例如電容器、繼電器、接觸器等都是第一次碰到,不知到如何連接,所以學生害怕做電工技術實驗。
2 實驗教改探索
2.1革新實驗內容
實驗內容的改革應根據本課程的特點和學生的實際情況,整合一些基本的、重要的驗證性實驗作為實驗教學的基礎內容,在此基礎上,增加設計性、綜合性、創新性實驗,以培養學生的創新能力和綜合應用能力。
在做電路功率因素提高實驗時,以往只是簡單地驗證一下電容與功率因素的關系。改編實驗內容以后,在保留這些基礎性實驗的同時,增設一些應用性實驗,例如:可安裝一個日光燈照明電路,并對燈管、整流器、起輝器、開關進行測試與維修,這樣能提高學生的應用技能力和創新能力,激發大家的學習熱情和學習積極性,培養學生的職業技術能力。
2.2改進實驗教學方法
改變以往的教師為主的教學模式,實施以學生為主體的教學方法。實驗教學不再以教師講解為主,而是指導學生根據實驗教材自己做實驗。有些實驗若學生操作不當可能會損壞儀器,為了避免這些情況發生,應在實驗前著重強調需要注意的事項。而對于一些不會損壞儀器的問題,實驗前一般不必進行指點,而是由學生發現問題后自己查找,加深印象。做實驗時學生每兩人一組,鼓勵他們遇到問題不是先問教師,而是相互探討。如果問題本組不能解決,可以在其他組討論。若問題仍然沒有解決,則教師引導學生一起探討,最終解決問題。這種以學生為主體的教學方式不僅能鍛煉學生的動手能力,提高學生之間的團隊合作精神,還能培養學生勤于思考、自己動手解決實際問題的能力。
2.3多媒體輔助實驗
在做創新性、設計性實驗時,需要學生自己進行設計,然后選擇相應的元器件,而實驗室資源畢竟有限,很難滿足所有學生的需要,為此引入多媒體輔助實驗手段,對于一些實驗允許學生運用仿真軟件進行模擬實驗。學生用Multisim做電工技術的仿真實驗,不僅能滿足學生對儀器設備的需要,更可以充分發揮學生的想象力和創造力,設計出各種各樣的的電路,而不用擔心設計失敗造成儀器的損壞。同時對于同一個電路,不同的元器件參數、某個元器件的有無,都可以用仿真元件模擬,從而進行對比學習,從現象中觀察元器件的作用、參數的選擇,這比單純的理論講解、公式推倒直觀形象,更容易使學生接受,并且能夠激發學生的學習興趣,真正變傳授式教學為學生自主式學習。
2.4組建電工器材安裝維修興趣小組
組織一些有興趣的學生成立電工器材安裝維修興趣小組,在教師的指導下,維護修理一些簡單的電工器材,義務為學生修理一些電器產品。這樣,既能鍛煉學生的動手能力,又能把所學的知識直接轉化成實際運用能力,增強了學生的成就感,使學生實際感受到知識的力量,更能使學生自主學習,從而培養社會需求型人才。
一、中職傳統教學模式存在的問題
受傳統中等教育觀念和教學的影響,中職《電工技術》課程的教學模式存在許多的問題。因此,不能跟上當前電工技術日新月異的發展。并且,單純地追求課程的理論性、全面性和系統性,或者只考慮引入多媒體教學從形式上追求教學手段,只當一位幻燈片放映員是遠遠不夠的,沒能從根本上體現現代教育技術的優勢。
二、基于任務的中職《電工技術》課程教學改革與實踐
中等職業教育培養的是技術應用型的專門人才。學生的動手能力較強,而理論基礎欠缺?!峨姽ぜ夹g》課程涉及的知識面廣、理論度深、教學內容抽象,應用傳統的教學手段很難講清楚。并且,由于電工技術的迅猛發展,只停留在利用現代教學手段,如多媒體教學是遠遠不夠的。要更好地掌握《電工技術》課程中抽象的內容,必須將抽象的內容形象化,將教材的理論知識實踐化。計算機仿真實質上是一個實踐的過程,通過計算機仿真可以將理論知識付諸于實踐?;谌蝿盏娜瞬排囵B模式被廣泛應用于我國的工學研究生培養中,其核心是通過做項目培養學生的理論水平和實踐能力。本文將這一思想應用到《電工技術》課程教學中,把教學中的一些問題和理論知識通過教師的提煉設定為一個個的具體任務,由學生通過仿真來完成,以加強學生對知識的理解和掌握。
1.根據培養目標和教學手段選擇參考書。參考書是中等職業教育教學的重要載體,參考書的選擇除了依據專業培養目標外,還應考慮學生的實際情況、教學手段。為此,基于任務的中職《電工技術》課程教學改革不能局限于一本參考書,而是需要參考書組。如選擇針對《電工技術》理論課程參考書,作為理論教學的依據,在內容上,體現職業教育特點,反映最新的科技成果。還要選擇一些有針對性的計算機仿真參考書。MATLAB是一種通用的科學仿真工具,MATLAB有信號處理、通信、控制、電工技術等學科的工具箱,同時有很多針對不同學科的MATLAB參考書。可以選擇一些針對《電工技術》的MATLAB參考書,作為實踐教學的依據。
2.根據教學需要設定任務,應用計算機仿真平成。在教學過程中,根據教學內容設定任務,將參考書上的具體教學內容,通過提取將其轉化為一個個便于計算機仿真的任務。例如,在教授諧振電路這部分內容的時候,可以設定一個“計算二階帶通電路頻率響應”的任務,具體要求:已知二階帶通電路如圖1所示。應用MATLAB工具軟件,仿真Q=5、10、20、50、100時的幅頻和相頻響應。以下是學生設計的一個實例結果。為對于不同品質因數的線性頻率特性,圖3為對于不同品質因數的非線性頻率特性曲線。在教學中引入任務,通過仿真來完成,根據教學內容和專業要求,聯系生產實際提出簡單的設計任務,讓學生先進行設計,完成計算機仿真后,對理論知識進行驗證和完善自己設計,既加深了對知識的理解,又發揮了學生的創造力,培養了學生的學習積極性,對培養學生職業能力起到了積極的促進作用。
三、結合任務教學改革的考核方法
中等職業教育的教學和培養目標有3個顯著特點:一是注重崗位能力培養,按需施教,學以致用;二是強調課程體系的針對性;三是突出實踐環節教學。因此中等職業教育應把培養學生的創新能力、實踐能力內化到評價模式中,通過評價的引導提高學生的知識運用能力、自學能力、自我評價能力、分析和解決問題的能力。根據加德納的多元智能為理論基礎的多元教學評價,強調評價方式的多元化。實質是全面真實地評價學生的潛能、學業成就,促進學生的發展。在多元評價中注重評價過程,注重學生對問題的解決和創造能力?;谌蝿盏恼n程改革也不再局限于閉卷考試一種形式,而主要由理論知識考試和完成任務情況兩種考核方法相結合,兩種考核方法是相輔相成的,對于任務完成情況的考核比重占到50%,形成立體的考核方法。這樣的考核方式除了考核學生對理論知識的記憶,還考核了學生對于理論知識的理解、吸收和實際應用的綜合素質??傊?,對中職教學改革是一個復雜的系統工程,《電工技術》課程的教學改革只是其中的一個具體問題,我們可以將其他教育模式中的成功的思想應用到中職課程改革中,進行一些有益的探索與實踐。
關鍵詞:《電工技術》教學方法 啟發式教學 多媒體教學 理實一體化
《電工技術》是我校五年制高職應用機電專業的一門專業基礎性質的課程,它是理論性、實踐性都很強的課程,且內容多,與實踐有較多的聯系。而就目前的學生來說,普遍存在基礎差、學習動力不足的現象。因此,如何讓學生能完全接受這門課的全部知識,特別是重點內容的理解和應用,為以后的專業知識打下良好基礎,一直是我所探索的方向。所以在平時的日常教學中,我以培養學生的主體意識,提高學生的學習興趣和學習積極性為中心,不斷改進教學方法。下面是我總結的一些教學方法,在實際教學過程中,收到了良好的教學效果。
一、重視第一堂課的教學,引導學生學習
《電工技術》的第一堂課,對以后的教學相當重要,具有創意的新課導入,可以激起學生的注意力,誘導他們積極思考,而且激發了學生學習這門課的興趣。一旦學生對該門學科感興趣,他們就會積極地學習這門課的知識。因此,激發學生學習這門課的興趣和動力就成為第一堂課的一個首要任務。首先可結合電工技術的應用實例――家用電器,介紹電工技術的發展概況,讓學生體會到電工技術是一門需要不斷探索和研究的科學技術;其次,我們可介紹生活中的電工技術的應用實例,讓學生感到我們的生活離不開電工技術,讓他們的思想由“要我學”自然過渡到“我要學”;再者,還應介紹電工與所學專業的關系,明確電工技術這門專業課在機電專業中的重要地位,使學生從思想上引起重視;最后,從身邊入手,找一些應用到電路的小家電,如:日常用手電筒、家庭照明線路等。一開始讓學生觀察它們的結構,讓他們發現把電阻、開關、負載等元件由導線連接起來就構成一個實用
電路,從而引出學習這門課的目的和知識,讓學生形成先入為主的求知欲望。
二、講究學習方法,培養學生良好習慣
《電工技術》不同于其它基礎課程,它既需要掌握牢固的理論基礎,同時又要學會分析和使用電路。為使學生盡快地適應這門專業課程的學習,在傳授知識的同時,我們還要教給學生正確的學習方法,提高他們的自學能力,培養良好的學習習慣。首先,提倡先預習后聽課,在課前通過自學把教材的重點、難點、疑點找出來。對學生的預習要檢查和評估預習效果。凡是通過自學解決的問題在課堂上就不再作重點講解。其次,要求學生做好課堂筆記。教會學生做好課堂筆記,有利于其接收和掌握新知識。記筆記主要記教師講課的提綱、重點、難點、概念,記關鍵詞,難點用記號標出,以便于課后集中精力去解決。最后,要求學生課后復習。課后讓學生重溫講課內容,整理筆記,以便對所學知識理解更透徹,掌握更牢固。
三、合理選擇理論知識,啟發式教學
傳統的教學模式方法,以教師單方面講授為主,講授內容以單純的書本知識為主,學生學習方法以死記硬背為主,其弊端顯而易見,對我們高職的學生更是不利于實用性、專業型人才的培養。所以針對以上種種弊端,本人認為在教學的過程中應采用啟發式教學。例如,對于一些初步的概念和知識點,教師可根據教學內容實際,有意設置疑問,將要講授的問題先引出來。這種方式能引導學生對教師設置的問題進行思考,進而引出新授課的內容,并主動在新授課內容中尋找答案。比如,在學生掌握了電阻串、并聯電路等簡單電路的解題方法后,在講授基爾霍夫定律一節時,可先復習混聯電路相關計算,然后在電路中加入一個電源,使電路變成一個含有兩個電源的復雜電路。這個電路無法用電阻串、并聯的解題方法來解決,學生在多方求解無果而迷茫時,教師此時提出復雜電路的概念,復雜電路用簡單電路的求解方法不能解決,怎么才能解決這個問題呢?進而引出基爾霍夫定律內容的講授。這種設疑引出問題,分析探求解決問題的過程層層深入,環環相扣,吸引著學生積極思維和主動學習,能夠有效提高學生解決問題的能力和探索能力。
四、多種教學方法和教學手段并存,調動積極性
針對《電工技術》不同章節的不同內容,在授課過程中,通常主要采用以下幾種教學方法:
1.提問引入法。提問法主要是根據學生已有知識或實踐經驗,有目的、巧妙地提出問題。有的問題要學生討論回答,有的則作為引入新課的懸念,不作回答,并且根據回答情況適時掌握教學進度,調整教材內容的深度,補充必要的知識內容。當然,針對不同的教材內容,教學的不同環節,應采用不同的提問方式。在導入新課內容時,我一般采用啟發式的提問,制造懸念,啟發學生的思維。
2.實驗引入法。電工技術是一門實踐性很強的課程,也是一門比較抽象的課程。有很多現象是看不見摸不著的,特別是電磁感應方面的知識。要增強教學內容的直觀性,必須借助于實驗,讓實驗來驗證理論。如在電磁感應一節,學生在前面章節已經掌握了“電”生“磁”的相關知識,那么“磁”能不能生“電”呢?通過直導體的電磁感應現象的演示實驗,可以非常直觀地引出電磁感應現象及其定律。這樣引出新課既直觀、自然,又富有吸引力。
3.定期復習法。對于《電工技術》的教學過程當中根據不同的教學內容,可選用以下三種方法。一是及時地歸納小結,教師在課堂教學結束時,以簡練的語言對授課重點、難點內容進行概況復習,使學生更好地掌握重點,理解難點。二是反復練習,課堂上的例題講解完之后,教師可給出相應的練習題型,讓學生練習,鞏固課堂效果,達到檢查學生學習情況和使學生掌握所學內容的目的。三是啟發式地提問,課堂教學活動開始時提出或設置問題,在課堂教學結尾時照應式地回答問題。通過回答問題對授課內容進一步概括,使課堂教學前后相呼應,教學過程完整規范,加深學生的學習效果。
4.多媒體教學。對于平時在教學中使用的教學手段,在傳統的授課方式下,多挖掘好的教學手段,如自做簡單電路來加強學生的理論實踐性,采用集語音、圖形、文本等諸多媒體的優點于一身多媒體技術來豐富平時的教學手段,使學生更快更好地掌握課本理論知識。
五、采用理實一體化教學
現在的高職學生都具有文化程度參差不齊、理論基礎水平較薄弱的特點,面對復雜且枯燥的理論推導以及難記的式子,學生往往缺乏學習熱情,而動手實踐的環節,學生都很感興趣。所以,在教學過程中采用理實一體化教學,這樣既能激發學生的學習熱情,又能通過實踐來掌握理論,在實踐中鞏固理論,用理論指導實踐,從而達到較好地掌握知識、提高實踐能力創新能力的目的。如在電路的基本結構章節里面,要學習到有關電路組成的理論知識部分,與在此同時就可以介紹一些常用的電工工具和儀表的使用注意事項,并且,通過把家庭照明電路的簡單安裝實驗搬到課堂上來,有針對性地把教材需要掌握的知識和電路的內容相結合起來,使學生在理解的過程中更貼近實際的生活,并通過真正的動手實踐加強對該知識點的認識,予以鞏固。經過這樣的理實一體化的教學設計,學生的學習興趣和學習熱情就得到了大大的提高。
總之,要使學生能順利學好《電工技術》,其實是教與學的一個互動的過程,既要求我們培養學生正確的學習方法,又要求我們有合適的教學方法。好的教學方法還需要我們教師在教學過程中不斷地探索和研究。
參考文獻:
【關鍵詞】電子電工 晶閘變流 電力系統 勵磁 集成化 高頻化 全控化 電流轉換器
電子電工技術是一種新型電工技術,傳統電工技術是電子電工技術發展的基礎,電工技術與電子技術聯合應用于電力系統,可以提高電力系統的運行效率,文章主要分析了電子電工技術的作用,結合電子電工技術的特點,對如何更好的將電子電工技術應用于電力系統提出具體建議。
1 電子電工技術簡述
1.1 電子電工技術的概念與特點
電子電工技術是一種新型電工技術,計算機技術的發展與普及是其產生的前提,傳統電工技術是電子電工技術發展的基礎。電子電工技術是電子技術與電工技術的有機結合,電子電工技術涵蓋電子技術、電氣工程、電子設備應用與維護、電力生產、電氣制造等方面,是一項新型綜合性技術。電子電工技術具有集成化、高頻化、全控化、高效率化的特點。
1.2 電子電工技術的作用
電子電工技術有利于整合電力資源,提高電力資源的利用率,這也就達到優化電能的作用。電子電工技術可以促進機電一體化實現,電子電工技術的發展依賴于計算機技術,計算機系統較為穩定、安全、快捷,這對實現機電一體化具有較大的促進作用。
2 電子電工技術發電環節中的應用
2.1 靜止勵磁
靜止勵磁是一種非線性控制理論,靜止勵磁是指發電機無需自身帶勵磁機,勵磁電源從廠用電供給,由可控硅直接整流控制,供給轉子線圈,這時必須由碳刷換向才能通入轉動的轉子線圈。大型電廠的發電機組是靜止勵磁的主要應用領域,靜止勵磁與傳統勵磁機相比,優勢顯著。在發電機組中,主電路與調節電路是靜止勵磁的兩個主要部分。在電力輸送過程中,需要大量的設備,這些設備主要由電工電子器件構成,如放大器,濾波電路、整流電路等。靜止勵磁結構簡單,穩定可靠,運行成本低,正在不斷應用于各大電氣系統的發電環節之中。
2.2 變速恒頻勵磁
水力發電中,水頭的壓力與流量共同決定水力發電的有效功率,抽水蓄能機的工作效率與水頭流量和壓力變化緊密相關。通過應用電子電工技術,轉子勵磁電流的恒變頻率會適當調整整個發電系統,使發電系統中機組的自轉速趨同于電流頻率,恒定發電系統的輸出頻率,這就使得發電系統的整體運行效率得到提高,從而提升整個發電系統的經濟效益。
2.3 機泵變頻調速
在系統進行高低壓互相轉化時,應用電子電工技術,用變頻機代替風機水泵變頻器可以大幅提高電壓轉化的效率,使整個電氣系統的運行成本得到降低,也就提高了電力系統運行的經濟效益,我國目前機泵變頻調速技術還沒有大面積推廣應用,但是其前景十分廣闊,相信隨著國家的重視,機泵變頻調速技術將會在國民經濟建設中發揮重要作用。
2.4 太陽能系統
太陽能是二十一世紀的核心清潔能源,電子電工技術對太陽能系統發電具有重要意義。太陽能轉化為電能需要借助于大規模的集成電流,如果將電子電工技術應用于太陽能發電系統中,可以保證太陽能穩定有效輸出,使太陽能成為一種穩定易用的能源,提高太陽能的利用率。
3 在輸電環節的應用
輸電環節是整個電力系統運行的關鍵,電子電工技術在輸電環節的應用非常廣泛,這有利于維護輸電網路的安全與穩定。直流輸電技術的應用、交流輸電技術的應用、靜止無功補償器是其在輸電環節應用的主要表現。電子電工技術結合機械控制技術可以提高輸電線路的穩定性,將電子器件安裝于輸電線路之中,可實現對輸送電量的實時觀測,根據具體需求調整輸電量,這就有利于減少電量在輸送環節的損耗,提高電能輸出效率。換流閥與晶閘管是電子電工器件的代表,將其應用于高壓直流電輸電中,可以降低變壓器的使用頻率,使輸電轉換設備自身的移動能力增強,也就降低了發電企業的運作成本。目前晶閘管已經成為電氣開關的主流,晶閘管可以說是電子電工技術在發電系統靜止無功補償器應用方面的代表。晶閘管可實現對電器快速準確的控制,提高電力系統的運作效率。
4 在配電與節能環節的應用
4.1 配電環節
提高供電的穩定性與電能質量是當前電力系統亟需要解決的問題。配電階段是電力系統中極為重要的組成部分,主要承擔著維護供電安全與穩定,有效控制電能質量的作用。控制電能質量需要對電壓、諧波、頻率進行調整,而且還需控制波動與干擾,在配電環節應用電子電工技術,可以妥善的解決這些問題。將電子電工技術應用于電力系統的配電階段,可以提高供電的穩定性與電能質量,有效克服了傳統工頻配電變壓技術的弊端,能夠抵御可能產生的配電瞬間波動,極大的改善了電能質量,并且能夠對諧波進行隨時的監控,有利于配電水平的提升。
4.2 節能環節
當前我國電力資源形勢嚴峻,電力系統中應用電子電工技術可以調節峰谷、儲存電能。電量輸出并不是一成不變的,準備發電裝機能力應以最大負荷為依據。電子電工技術可以直接將交流電轉化為直流電,且可以并聯方式儲存與大的電容器之中,可根據電量使用大小,調整輸電量,這就提高了電量的使用效率,目前電子電工技術快速發展,已經成功研發出電動機調速控制設備。將電動機進行改良,控制電動機的轉速,用調速控制設備代替傳統擋風設備可以將電動機的轉速控制在合理范圍內,這樣就能夠降低電動機能耗,而且不會降低電氣系統的運行效率,這就實現了節能減排的目的。當前國外已經普遍用調速控制設備,電動機節能效果顯著。
5 結語
當前電子電工技術快速發展,在電力系統中應用電子電工技術可以實現對電力系統運行活動的有效控制,優化發展傳統電工技術。電子電工技術對于提高電力系統的運行效率具有重要意義,應當高度重視,深入研究,將電子電工技術與我國電力系統緊密結合,促進我國電力事業快速健康發展。
參考文獻
[1]張承慧,崔納新.交流電機變頻調速及其應用[M].北京:北京機械工業出版社,2008.
[2]孟祥忠,王博.電力系統自動化[M].北京:北京大學出版社,2008.
1電子電工技術簡述
1.1電子電工技術的概念與特點
電子電工技術是一種新型電工技術,計算機技術的發展與普及是其產生的前提,傳統電工技術是電子電工技術發展的基礎。電子電工技術是電子技術與電工技術的有機結合,電子電工技術涵蓋電子技術、電氣工程、電子設備應用與維護、電力生產、電氣制造等方面,是一項新型綜合性技術。電子電工技術具有集成化、高頻化、全控化、高效率化的特點。集成化是指電子電工技術的全控型器件集成于一個基片;系統器件高度集中化;高頻化是指電子電工器件工作速度較高;全控化是指電子電工器件實現了全自動控制;高效率化是指電子電工器件能夠有效提高電力系統的運行效率。
1.2電子電工技術的作用
電子電工技術有利于整合電力資源,提高電力資源的利用率,這也就達到優化電能的作用。電子電工技術可以促進機電一體化實現,電子電工技術的發展依賴于計算機技術,計算機系統較為穩定、安全、快捷,這對實現機電一體化具有較大的促進作用。電子電工技術能夠確定系統工頻的發展方向,當前電力系統變頻化與高頻化是電子電工系統研究的主要方向,將電子電工技術應用于電力系統,有利于確定系統工頻的發展方向。
2電子電工技術發電環節中的應用
2.1靜止勵磁
靜止勵磁是一種非線性控制理論,靜止勵磁是指發電機無需自身帶勵磁機,勵磁電源從廠用電供給,由可控硅直接整流控制,供給轉子線圈,這時必須由碳刷換向才能通入轉動的轉子線圈。大型電廠的發電機組是靜止勵磁的主要應用領域,靜止勵磁與傳統勵磁機相比,優勢顯著。在發電機組中,主電路與調節電路是靜止勵磁的兩個主要部分。在電力輸送過程中,需要大量的設備,這些設備主要由電工電子器件構成,如放大器,濾波電路、整流電路等。靜止勵磁結構簡單,穩定可靠,運行成本低,正在不斷應用于各大電氣系統的發電環節之中。
2.2變速恒頻勵磁
水力發電中,水頭的壓力與流量共同決定水力發電的有效功率,抽水蓄能機的工作效率與水頭流量和壓力變化緊密相關。風力中風速的快慢決定發電的效率,風速變化,風車所捕捉最大風能時的轉速也變化。通過應用電子電工技術,轉子勵磁電流的恒變頻率會適當調整整個發電系統,使發電系統中機組的自轉速趨同于電流頻率,恒定發電系統的輸出頻率,這就使得發電系統的整體運行效率得到提高,從而提升整個發電系統的經濟效益。
2.3機泵變頻調速
在系統進行高低壓互相轉化時,應用電子電工技術,用變頻機代替風機水泵變頻器可以大幅提高電壓轉化的效率,使整個電氣系統的運行成本得到降低,也就提高了電力系統運行的經濟效益,我國目前機泵變頻調速技術還沒有大面積推廣應用,但是其前景十分廣闊,相信隨著國家的重視,機泵變頻調速技術將會在國民經濟建設中發揮重要作用。
2.4太陽能系統
太陽能是二十一世紀的核心清潔能源,電子電工技術對太陽能系統發電具有重要意義。大功率電流轉換器是太陽能系統發電的核心,大功率電流轉換器設計與構造的基礎即電子電工技術。太陽能轉化為電能需要借助于大規模的集成電流,如果將電子電工技術應用于太陽能發電系統中,可以保證太陽能穩定有效輸出,使太陽能成為一種穩定易用的能源,提高太陽能的利用率。
3在輸電環節的應用
輸電環節是整個電力系統運行的關鍵,電子電工技術在輸電環節的應用非常廣泛,這有利于維護輸電網路的安全與穩定。直流輸電技術的應用、交流輸電技術的應用、靜止無功補償器是其在輸電環節應用的主要表現。在直流輸電過程中,送電測與受電側可以依托晶閘變流設備,有利于克服因距離長,輸電量大產生的不必要損耗,提高長途輸電的效率。在交流輸電技術中,深入推廣柔流輸電技術,能夠有效控制輸電電壓與相位。彈性補償技術是柔流輸電的核心,不僅能夠有效控制輸電過程中產生的不必要損耗,還能對電力系統的整體安全運行提供一定的保障。電子電工技術結合機械控制技術可以提高輸電線路的穩定性,將電子器件安裝于輸電線路之中,可實現對輸送電量的實時觀測,根據具體需求調整輸電量,這就有利于減少電量在輸送環節的損耗,提高電能輸出效率。換流閥與晶閘管是電子電工器件的代表,將其應用于高壓直流電輸電中,可以降低變壓器的使用頻率,使輸電轉換設備自身的移動能力增強,也就降低了發電企業的運作成本。目前晶閘管已經成為電氣開關的主流,晶閘管可以說是電子電工技術在發電系統靜止無功補償器應用方面的代表。晶閘管可實現對電器快速準確的控制,提高電力系統的運作效率。
4在配電與節能環節的應用
4.1配電環節
提高供電的穩定性與電能質量是當前電力系統亟需要解決的問題。配電階段是電力系統中極為重要的組成部分,主要承擔著維護供電安全與穩定,有效控制電能質量的作用??刂齐娔苜|量需要對電壓、諧波、頻率進行調整,而且還需控制波動與干擾,在配電環節應用電子電工技術,可以妥善的解決這些問題。將電子電工技術應用于電力系統的配電階段,可以提高供電的穩定性與電能質量,有效克服了傳統工頻配電變壓技術的弊端,能夠抵御可能產生的配電瞬間波動,極大的改善了電能質量,并且能夠對諧波進行隨時的監控,有利于配電水平的提升。
4.2節能環節
當前我國電力資源形勢嚴峻,電力系統中應用電子電工技術可以調節峰谷、儲存電能。電量輸出并不是一成不變的,準備發電裝機能力應以最大負荷為依據。電子電工技術可以直接將交流電轉化為直流電,且可以并聯方式儲存與大的電容器之中,可根據電量使用大小,調整輸電量,這就提高了電量的使用效率,目前電子電工技術快速發展,已經成功研發出電動機調速控制設備。將電動機進行改良,控制電動機的轉速,用調速控制設備代替傳統擋風設備可以將電動機的轉速控制在合理范圍內,這樣就能夠降低電動機能耗,而且不會降低電氣系統的運行效率,這就實現了節能減排的目的。當前國外已經普遍用調速控制設備,電動機節能效果顯著。
5結束語
關鍵詞:電力系統;電子電工;應用策略
中圖分類號:TM7
文獻標識碼A
文章編號2095-6363(2017)04-0076-01
電子電工技術作為一門新興的先進技術,為電力系統建設中實現系統化提供了技術層面的支持和保障,進而使電力系統能得以更好的發展。當前,我國電力系統中的很多環節都已經使用了電子電工技術。因此,只有對電子電工技術自身特點進行深入分析和了解,才能使其更好地發揮效用,為電力系統做好優質服務。
1.電子電工技術簡述
1.1電子電工技術內涵的界定
電子電工技術內涵的界定比較復雜,但從字面可以簡要概括為將電子技術同電工技術相結合,從而形成了涵蓋電子技術以及電氣工程技術等相關理論和技術應用的新型技術種類。具體包括電子產品制造及其應用等,涉及面較為廣泛的電子電工技術具有集成化、高頻化、全控化3個比較鮮明的特點,下面就來詳細介紹一下。
1)電子電工技術集成化特點。電子電工技術最鮮明的特點就是集成化。所謂集成化就是把多種單元器件有機連接形成集成化電器系統。各單元型電器元件在系統中各自獨立,但又是一個有機整體,相互影響相互作用。
2)電子電工技術高頻化特點。針對電子電工技術而言,其最顯著的特點就是具有高頻化特點。近年來電子信息技術實現了快速發展,使電子元器件工作過程中耗能量降低,提高了其工作效率。同時,各種電器控制軟件的開發和應用,也很大程度上提高了電子線路的工作效率。因此電路設備在運行過程中的工作效益得到了極大的提高,這就是電子電工技術的高頻化體現。
3)電子電工技術具有全控化特點。全控化是電子電工技術又一顯著特點。所謂全控化就是指在實際工作過程中,電子電工技術可以對所有電子元器件進行全程的把控和調整。
1.2電子電工技術的功用
電子電工技術作為一種綜合性技術,將電子技術和電工技術兩者進行了有機的整合,從而在電力系統的建設中起到了舉足輕重的作用。具體表現為如下幾方面內容。
1)能夠進一步優化電力系統資源。應用電子電工技術能夠讓電力系統資源得到極大地優化。在電力系統中應用電子電工技術,既能夠保障電力系統平穩運行,又能夠有效減少故障的發生次數,更重要的是最大程度上解決了耗能問題,高效節能,使資源得到優化。
2)能夠推動電力系統的智能化發展。隨著現代科技的迅猛發展,機電行業也呈現迅猛發展態勢。通過電子電工技術在電力系統中的應用,能夠實現電力體系的網絡化,進而明確了工頻的發展方向。與此同時,計算機技術的深入發展,使很多電氣元件體積變得更輕巧,而功能卻更加強大,加快了電力系統智能化的發展。
2.電子電工技術的應用
2.1在電力系統中發電環節中的應用
電子電工技術在電力系統發電環節得到了廣泛應用,但在這里具體說說3個方面的應用。
1)靜止勵磁。非線性控制理論是靜止勵磁的重要理論依據。這一理論的應用不僅可以使其在運行的過程中減少經濟成本的投入,而且可以為整個電力系統的正常工作。根據我國電力系統現在運行情況分析,大型發電機對于靜止勵磁的應用較為廣泛。應用靜止勵磁主要是對電路進行有效調節,保證發電機的正常運行。靜止勵磁在運行中,需要相關電子器件配合進行工作。而且為確保其正常運行,要利用放大器和整流電路等相關設備保證其正常電力供給。靜止勵磁可以使大型發電機的工作效率達到最優化,這是原有勵磁器件所無法實現的。
2)變速恒頻勵磁。水力發電或者風力發電中,水流速度、水流量和風力大小、速度等等都會影響發電效果。變速恒頻勵磁能夠利用對發電系統的控制來減少這些因素的影響,進而保證發電系統的穩定運行。
3)機泵變頻調速。高壓和低壓進行相互轉換這是電力系統經常進行的工作。在轉換時利用變頻機泵提高電壓轉換效率,可以減少電力系統的經濟投入,使電力系統經濟效益得到提升。
4)太陽能系統。太陽能是2l世紀的核心清潔能源,是現代社會環保理念下的重要資源。電子電工技術對太陽能系統發電具有重要作用,它可以使太陽能轉換為電能,還可以將風能、水能等其他能量轉換為電能。
2.2在電力系統輸送電能環節中的應用
輸送電環節是電力系統的重要環節,對電能的使用效果具有非常大的影響。在輸送電能環節中,電子電工技術的應用重點體現在靜止無功補償器、高壓直流電輸電技術、柔流電輸電技術這3個較為突出的方面。
1)靜止無功補償器簡單的說就是把原來的電器控制開關改為晶閘管,通過晶閘管來對電器實行控制和調節。但是靜止無功補償器還處于研發階段,沒有形成成熟的技術,因此,想要在電力系統輸電環節中應用靜止無功補償器還須加以等待。
2)高壓直流電輸電技術能夠提高電能轉換設備的移動能力,從而降低電能的損耗。
3)柔流電輸電技術的使用不僅可以保證輸電系統的穩定性,將輸電水平掌握在可控范圍內;而且還可以減少電量的損耗,提高電能輸出率,避免不必要的輸電故事發生。這樣就可以使供電公司為各個終端客戶創設一個穩定的輸電和用電環境。
2.3在配電及節能環節中的應用
當前,電力系統非常重視配電率和節能率。工作中,運用電子電工技術,通過計算機技術提升配電的效率,同時降低電能損耗,從而實現電力系統的穩定、高效運行,優化整個電力系統。節約能源和可持續發展是社會發展的前提,電力系統更要充分利用電子電工技術,大膽創新,革新技術,提高配電率,減少能源消耗。