电气自动化专业课程知识的综合应用

1、一 44 一电气自动化专业课程知识的综合应用 马林摘 姜：电气自动化专业课程知识的综合应用是将变频原理及总用、传感器及应用、自动控制原理 与系统等课程结合在一起进行综合应用，培养学生学握综合应用的设计原理、设计方法和控制技术。关健词：电气自动化专业；综合技术；综合实验系统作者简介：马林，河南工业职业技术学院实验师c随若现代技术的迅猛发展,电气白动化技术也已 赋予新的概念，利用变频器实现交流电动机的调速控 制已广泛应用于生产实践。为了适应社会需求，加快 培养既有现代科学技术又有实际生产能力的技术人 才,高等职业教育电气自动化专业的教学模式也必须 加快进行改革与创新。利用变频器的茲本功能和传感 器

2、的自动检测功能组成一个闭环的交流调速系统，可 以将变频原理及应用、传感器及应用、自动控制 原理与系统等课程的理论与实践教学结合在一起。 通过综合应用技术的教学，可以有效地提髙学生的理 论和实际综合应用能力。一、各门课程的特点1. 变频原理及应用课程的特点变频原理与应用是电气自动化专业的专业 课，主要讲授变频器的基本组成原理和变频器应用 系统的设计、安装调试和维修的知识和技能。通过该 课程的学习，使学生学握变频器组成的基本原理.拿 握变频器的控制方式和功能设置方法，同时学握变 频器系统的设计、变频器的选择、外部端子的连接以 及配用电器的选择。能运用所学知识技能对风机、泵 类设备进行设计改造，并具

3、有一定安装调试的能力. 具备一定的变频调速系统的设计能力。2. 传感器及应用课程的特点传感器及应用也是电气自动化专业的一门专 业课。该课程的任务在于使学生拿握检测与转换技 术的基本理论;抽本的误差处理方法；常用传感器的 工作原理、结构及其在工业中的应用；检测技术的电 磁兼容和抗干吮技术及何号处理、变换与接11电路° 通过该课程的学习，要求学生具有选择传感器的能 力，有组建自动检测系统的能力以及对检测系统中 的技术问题具有一定的分析和处理能力。3. 自动披制原理与系统课程的特点自动控制原理与系统同样是电气自动化专业 的一门专址课。通过该课程的学习，使学生初步拿握 分析、设计自动控制系统

4、的基本方法，理解交、直流 调速系统的组成及工作原理，了解控制系统的安装、 调试和运行的基本知识，具备阅读控制系统电路图 的基本能力，并掌握控制系统设计的一般方法。二、专业课程知识综合应用系统变频器是三相异步电机的控制设备，能根据需要 调整其转速。在转轴上装传感器，可对电动机实施转 数、转速的检测。经过简单的信号转换,便可得到电压 侑号.传感器不仅可检测转速，还可辨别施转方向. 转化的电压信号反馈给变频器。变频器可根据输人给 定值和反馈的值.即根据转速稳定时又寸应的电压设定 值与传感器获得的反馈电压信号，利用PID控制自动 调节.改变频率输出值来调节所控制的三相异步电机 转速，达到调速的冃的。闭

5、环控制变频调速框图如 图1所示。® 1 闭环控制变频调速框图三、专业课程综合应用的教学实践在专业培养目标中，对电动机的自动调速是电气 自动化专业的核心技术能力。它包括系统设计、参数计算、线路的连接、变频参数的调整、系统调试、实践中异 常情况的处理等。要实现这种综合技术的理论与实践 有机地结合，需要进行系统设计性综合实验才能达到 较好的教学效果。电气自动化专业课稈知识综合应用 实践正是为落实这种教学理念而开设的c河南工业职 业技术学院通过个交流异步电动机的闭环变频调速 系统,对学生进行了理论和实践的综合技术的教学。1. 变频器的基本应用训练变频器的基本应用是实现交流电动机的调速控 制c

6、首先让学生了解变频器的基本组成，熟悉如何根 据负载选择变频器的容量，掌握变频器与系统的连 接。因此，本训练垂点是让学生能正确地将变频器与 电源及电动机连接。2. 变频器调节功能和自动控制原理应用训练 自动控制原理与系统课程的重要内容是PID涸节。变频器中一般都具备了 PID调节功能。因此，通 过变频器进行参数设定整定分析的训练.可以达到 与自动控制原理相结合的目的。 比例（P）调节训练。该训练主耍使学生学握比 例增益对系统性能的影响°比例增益加大，使系统的 动作灵敏，速度加快。增益偏大，振荡次数增多，调节 时间加长，系统会趋于不稳定。若增益太小，又会使 系统的动作缓慢。 积分（I）调

7、竹训练。该训练主要使学土疔握积 分时间对系统性能的影响。积分环节参数设定主要 解决因速度比例增益设定过大而引起的超调。积分 时间参数太小系统将不稳定,系统振荡次数较多;积 分时间参数偏大，对系统动态性能的影响较大；只有 当积分时间参数合适时，过渡过程比较合理。 微分（D）调节训练。该训练主要便学生学握微 分时间对系统性能约影响。微分调节主要是解决因积 分时间设定过大的缺点。微分控制可以改押动态特 性当微分偏大时，超调屋较大调节时间较长；当微 分偏小时,超调就也较大，调节时间也较长；只有微分 时间参数合适时，A町以得到比较合适的过渡过程。3. 传感器应用枝术训练将转速传感器安装于电动机转轴上，并

8、将其输 出连接至变频器° 方面可训练对传感器特性的测 试，另一方面可实现闭环调速系统的训练。对传感器 的测试，需用高输入电阻的数字式万用我或示波器， 主耍是检测反馈电圧、以及电机输出转速信号，通过 对传感器故障的分析，加深对电机、传感器、变频器 等之间的配合关系的了解，更加完整、准确地掌握传 感器在控制电路的作用。4. 自动控钢系统抗千扰性能训练在闭环自动调速系统中传感器、电源、负载都 会带来干扰。当速度为定值而实际速度受扰动的影 响发生变化时，偏差电压也会随之变化。通过对系统 的调节可以使实际速度接近或等于定值速度，从而 抑制对速度的干扰，提高了速度的控制精度。此闭环 控制系统中，

9、输出转速取决于给定电压对于由电网 电压波动、负载变化以及除测虽装置之外的其它部 分的参数所引起的转速变化都可以通过系统的自动 调整加以抑制，闭环系统是通过给定值与反馈虽的 偏差来实现控制作用的。闭环系统能减小或消除作 用在前向通道上的扰动所引起的被控就的偏差值， 因而具有较高的控制精度和较强的抗干扰能力。电气自动化专业课程知识的综合应用教学，对 培养学土掌握综合应用系统的设计原理、设计方法 和控制技术有良好的效果，也能培养学生搜集资料、 阅读资料和利用资料的能力，提高学生的自学能力 使学生的专业技术素质和个人的综合素质得到全面 提高，能为生产一线或技术部门从爭应用型的技术 人才打下坚实的基础。参考文献：1 王廷才.变频器原理及应用M.机械工业出版社，2005.2 黃坚.自动控制原理及其应用|M.高等教育出版社，2006.王煜东.传感器及其应用M机械工业出版社,2005.（上接第40页）总之，大力推进中职职业教育的改革与发展，需 要我们不断着力推进和完善课程体系建设，努力培 养出社会需耍、企业欢迎的技能型应用人才。参考文献：1教育部职成教