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，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。