機(jī)電傳動(dòng)控制的基礎(chǔ)教學(xué)與實(shí)例應(yīng)用

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教師的任務(wù)是“引導(dǎo)”，不是一味的“講”，需要提出問(wèn)題，然后調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，引導(dǎo)學(xué)生自己去探究。學(xué)生的任務(wù)不在是被動(dòng)的“聽”，是通過(guò)個(gè)人主動(dòng)的學(xué)習(xí)、思考，將自己所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，從而獲取新知識(shí)。教學(xué)的過(guò)程一般是“導(dǎo)入實(shí)例—問(wèn)題的提出—分析探究—解決問(wèn)題—結(jié)論”。該教學(xué)方法貼近生產(chǎn)實(shí)踐，能夠?qū)握{(diào)的課堂講授轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄繉?shí)際問(wèn)題的解決方法，非常適合《機(jī)電傳動(dòng)控制》這類對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，知識(shí)點(diǎn)多、難度大的機(jī)電專業(yè)課。

一、從實(shí)例入手，提出問(wèn)題引發(fā)學(xué)生興趣

教師要圍繞控制電路的內(nèi)容，找出恰當(dāng)?shù)膶?shí)例問(wèn)題作為課程的前導(dǎo)，要調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲。通過(guò)提出實(shí)例問(wèn)題引發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生充分利用已學(xué)知識(shí)點(diǎn)去思考，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。對(duì)于該節(jié)內(nèi)容，以異步電動(dòng)機(jī)的如何啟動(dòng)為例。首先，授課時(shí)通過(guò)復(fù)習(xí)提出異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的要求。異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要性能要求是：一、要有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。二、啟動(dòng)電流越小越好。由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的瞬間，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，啟動(dòng)電流可達(dá)額定電流的5～7倍，但由于功率因數(shù)的存在，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩卻不大，這就導(dǎo)致了啟動(dòng)性能與生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求相矛盾。

二、結(jié)合實(shí)例進(jìn)行分析

整個(gè)探究活動(dòng)室圍繞問(wèn)題展開的，也因問(wèn)題得出結(jié)論而結(jié)束，問(wèn)題設(shè)計(jì)與展示，關(guān)系到整個(gè)教學(xué)能否達(dá)到目的。在對(duì)異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)進(jìn)行分析過(guò)程中，由上述的電機(jī)啟動(dòng)要求引出問(wèn)題———哪些條件允許的情況下可以直接啟動(dòng)？教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)前面的已學(xué)知識(shí)點(diǎn)：由于啟動(dòng)電流大，那么就要考慮到變壓器容量。有獨(dú)立變壓器供電的情況下，如果生產(chǎn)要求電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，那么要求電機(jī)功率小于變壓器容量的20%。電動(dòng)機(jī)不經(jīng)常啟動(dòng)，則電機(jī)的功率可小于變壓器容量的30%。在這種情況下，可以直接啟動(dòng)，要求空載或者輕載。接著探究電機(jī)啟動(dòng)為什么用接觸器啟動(dòng)？電動(dòng)機(jī)能否直接通過(guò)刀閘接電源？同學(xué)們自己經(jīng)過(guò)思考探究后得出普通刀閘在分?jǐn)嚯娫磿r(shí)有電弧產(chǎn)生，工作人員在生產(chǎn)中手上經(jīng)常有汗?jié)n，有安全隱患。另一方面，生產(chǎn)中停電后若生產(chǎn)者沒(méi)有斷開刀閘就離開生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，供電恢復(fù)后，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守，會(huì)引發(fā)安全事故。所以生產(chǎn)用電機(jī)以接觸器啟動(dòng)為佳，通過(guò)學(xué)生自己分析得出的結(jié)論，掌握的知識(shí)更牢固。

三、分析由淺入深，逐步遞進(jìn)

通過(guò)一系列分析探究后得到結(jié)論，由于安全生產(chǎn)的要求，啟動(dòng)電機(jī)我們使用接觸器控制，接觸器有滅弧裝置，具有安全性。同時(shí)停電發(fā)生后，由于線圈失電導(dǎo)致主觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)。若恢復(fù)供電再次生產(chǎn)時(shí)，需重新啟動(dòng)。這就避免了生產(chǎn)人員大意忘記切斷電源帶來(lái)的生產(chǎn)危害。這時(shí)導(dǎo)出直接啟動(dòng)的控制電路。問(wèn)題進(jìn)一步深化，若生產(chǎn)條件不適合直接啟動(dòng)，那么就要對(duì)啟動(dòng)電流進(jìn)行限制，如何啟動(dòng)電機(jī)呢？誘導(dǎo)學(xué)生先假設(shè)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子的連接方法若為△。引導(dǎo)學(xué)生考慮Y連接與△的區(qū)別，△啟動(dòng)電流是Y啟動(dòng)電流的三倍。然后啟發(fā)學(xué)生分兩步完成啟動(dòng)操作。先使用Y連接啟動(dòng)，啟動(dòng)結(jié)束，然后再轉(zhuǎn)為△連接，使得電機(jī)正常運(yùn)行。調(diào)動(dòng)學(xué)生走到這一步后，又帶來(lái)新的問(wèn)題：電機(jī)如何Y連接，如何△連接？如何從Y連接轉(zhuǎn)為△連接？通過(guò)思考，學(xué)生發(fā)現(xiàn)這和電機(jī)接線盒上的接線端子與定子三相繞組接線相關(guān)。知識(shí)點(diǎn)通過(guò)一個(gè)實(shí)例得到了串聯(lián)

四、回歸實(shí)例，解決問(wèn)題

如何實(shí)現(xiàn)Y-△降壓?jiǎn)?dòng)？引入Y-△降壓?jiǎn)?dòng)控制電路。此時(shí)，結(jié)合上面講到的知識(shí)點(diǎn)，將不同章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)串接起來(lái)。通過(guò)實(shí)例探究一步步分析得出為什么要用Y-△降壓?jiǎn)?dòng)，這比只講授其如何轉(zhuǎn)換Y-△的效果明顯好許多。在此基礎(chǔ)上可再進(jìn)一步探究，如果電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)定子連接是Y又如何處理？并由此將控制電路展開，介紹其他的電機(jī)啟動(dòng)控制電路。如定子串接電阻降壓?jiǎn)?dòng)控制電路等。理論知識(shí)講解完畢之后，進(jìn)行總結(jié)：回歸到課堂開始提出的問(wèn)題———怎樣實(shí)現(xiàn)電機(jī)的啟動(dòng)？學(xué)生經(jīng)過(guò)自己的探究，認(rèn)識(shí)到具體的生產(chǎn)情況不同，啟動(dòng)方法也不相同。并通過(guò)這一實(shí)例主線把不同章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)串接起來(lái)，使學(xué)生通過(guò)分析對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容加以靈活應(yīng)用。

最后，通過(guò)“機(jī)電傳動(dòng)控制”實(shí)例探究式新教學(xué)模式的實(shí)施，課堂效果有很大進(jìn)步，更能提升學(xué)生對(duì)該課程的興趣，同時(shí)加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握。增強(qiáng)了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。需要指出的是，在教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)方法應(yīng)靈活，不拘于某一固定模式，只要有利于學(xué)生掌握知識(shí)的教學(xué)方法，都可以大膽嘗試，也可以嘗試幾種教學(xué)模式融合在一起。針對(duì)不同教學(xué)個(gè)體和教學(xué)對(duì)象找出最佳教學(xué)方法是每位教師的職責(zé)。

本文作者：熊曉松 熊建橋 單位：武漢科技大學(xué) 南京工程學(xué)院