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电气一体化论文篇1
传统的教学模式下，理论、实验、实训分别是由三个不同的教师，分阶段完成各自不同的教学任务与教学内容，理论教师具有扎实的理论教学功底，但是缺乏相应的操作技能和实践能力，而实验和实训教师只是针对课题内容进行学生的实验实习教学，缺乏对所有相关理论教学内容的熟悉和掌握，缺乏对课程深度和广度的理解和掌握。一体化教学对教师提出了新的更高的要求，要求教师不仅有丰富的专业知识讲授专业理论课，而且有熟练的操作技能指导实验实训的“双师型”教师。既要了解本专业及相关行业的发展趋势，又要具有运用新知识、新技术、新工艺、新方法开展有效教学及教研的能力。
三、教学场地与设备的制约
传统教学模式的教学场地，是按照理论教学课堂、实验室、生产实习教室三个不同地点、不同的教学设备进行布置的。理论课教室只有黑板（个别教室配有多媒体教学设备），无法满足一体化教学的要求。实验、实习教室是按照各个电气专业课程的实验实习内容进行设备配置的，一个实验、实习场地集中摆放着同一门课程的教学设备，虽然可以满足个别班级一体化教学的需要，但是电气专业下设学科较多，每个学科中平行班级较多，无法全面普及一体化场地的应用。
四、课程设置、教学计划、教材等的制约
传统教学模式下理论、实验、实习都是按照各自的教学计划、教材进行编制与授课，往往造成理论学习抽象难懂，学生没有理解掌握，实验实习课又要重新补充讲解，甚至出现理论课学的知识与实验实训课内容彼此脱离，讲非所练的情况，理实之间缺乏良好的链接、相互贯穿与促进。一体化课程的构建必须以职业活动为导向，以校企合作为基础，以综合职业能力培养为核心，理论教学与技能操作融合贯通的课程体系。以上诸多因素注定了由传统教学模式向理实一体化教学模式的变革必然经历一个由浅入深、循序渐进的过程，要针对地区经济发展和企业发展的需要，学习和吸取成功学校的成功经验，根据学校当前的资源与师资状况，进行具体分析与设计，量力而行，科学而又合理的制定出改革的方法和措施，采取灵活多样的方法完成过渡与发展。本人根据多年从事电气专业理论课程的教学和实践教学的经历与经验，提出个人浅显的设想，仅供参考与借鉴。
五、培养一支高素质的一体化教师队伍
（一）利用现有师资队伍，采用优势互补法在实现一体化教学的初期，可采取理论教师与实训教师互补的教学模式，一个一体化教室配备两名教师，一名理论教师，一名实验实习指导教师，两名教师根据教学内容和技能要求交流探讨，合理制定一体化教学内容，理论与实践有机结合，共同参与一体化教学的全过程，利用各自的优势在不同的课程阶段发挥最优的作用，通过一段时间的相互学习后取长补短，理论老师的实践动手能力有了提高，实习指导教师的理论水平也得到了提升，在实践中自动自发地成为理实一体化教学的骨干力量，就可以一个人独立承担一体化教学任务了。
（二）利用优秀一体化教师的榜样示范作用在本校中树立优秀一体化教师的榜样，起到示范作用，为其他教师提供可直接借鉴的范例。一名优秀一体化教师带领一个或两个学习教师或辅助指导教师，通过日常教学的言传身教，起到良好的传、帮、带作用，使一体化教师队伍迅速成长壮大起来。
（三）开辟多元化师资渠道采取“请进来、送出去”的多渠道培养模式。可以通过从社会聘用或与大企业联合办学等形式，广泛吸引企业技术骨干等各方面人才来学校任教，壮大一体化教师队伍，优化教师结构。也可以选派一些教师送出去，轮流到各名校、企业进行专业技术、技能、生产和管理等方面的培训与学习，让教师真正掌握工作过程及其专业技术，营造有利于一体化人才脱颖而出的学习条件。
六、探索开发、建设一体化课程教学场地
（一）直接利用理论课教室使其成为一体化教学场地比如电气专业《数字电子技术基础》等课程，可以安排和基础课程在同一个学期进行学习，在理论课堂上就可以实现理实一体化教学，原因是该门课程所用实验设备仅需要一个数字电路实验箱（个别实验需配备万用表进行测量）就能满足理实一体化教学了，实验设备单一，体积小，重量轻，随用随取。只要在理论教学教室布置上实验电源，或利用拖线板便可以在学生的课桌上实现一体化教学。简单易行，安全可靠，再充分利用教室中配置的多媒体，网络等现代化教学资源，能够使学生更全面、更便捷地掌握知识。
（二）变实验室、实习工厂为“理实一体化”教学场地在实验室、实习工厂设置讲台，理论教学、实验教学与生产实习三位一体同步完成，避免了学生在理论、实验、实习三处的异地奔波，克服了重复教学、衔接的不连贯、所学非所练的弊端。针对电气专业中电工基础、电机技术、拖动技术、变流技术等课程，由于这些课程理论与实践结合性强，所学内容具有连续性和系统性，实践操作需要有试验台的支撑，适合以模块化的形式组织一体化教学。将这几门电气专业课程安排在同一个学期集中在某一个教学地点，实现一师一岗一室的一体化教学，学生按照课表分别进入实验（实习）场地的不同课程的教室进行一体化教学，各班级各门课程轮流滚动化学习。这种教学模式中一个课题由一个专业一体化教师担任，能够使每一课题都能讲授、演示、练习同步进行，使学生能够用理论指导实践，在实践中消化理论，让他们对知识产生亲切感，对设备产生熟悉感，从而提高了学生的学习兴趣，调动了学生学习的主动性和积极性，增强了学生学习的灵活性和创造性，同时也便于实验设备的管理、维护与使用。
（三）增加投资，新建、扩建一体化教学场所为了满足一体化教学的要求，学校可增加投资，按照教学大纲中每个模块的应知和应会要求，新建或扩建符合一体化教学要求的场所。让学生在具有现代化的一体化教学场所集中学习，实践教学质量和学生的综合素质得到显著提高，缩短了学生在校外实习的适应期，有利于实现学校学习与职业工作的无缝对接。
七、开发制定一体化课程教学标准，编写一体化课程大纲和教材
根据社会经济与企业发展的需要，以培养高素质、高技能型人才为目标，走校企合作、工学结合之路，着力构建以能力为重点，以职业实践为主线，实现教、学、做一体化的原则，对照国家职业标准，制定出完善的一体化教学计划，编制合理的一体化教学大纲和教材，将学生所学专业的相关知识和技能分成若干个学习单元或模块，每个学习单元或模块都须有具体的理论和技能要求。充分体现“学以致用、能力为本”的职业教育思想，切实做到教、学、做三合一的有效整合与链接。
电气一体化论文篇2
中图分类号：
F49
文献标识码：A
文章编号：16723198（2013）12014901
高职电气自动化教学是培养专职技术人才的有效途径，而其教学不仅仅涉及到理论知识的传授，还包括实践技能的培养。因此，实行高职电气自动化理论和实践相结合的同步教学是对学生技能、素质培养的最好方法。在高职电气自动化理论和实践相结合的同步教学中，必须将理论知识和实践活动融为一体，其教学具体应从以下三个方面入手：
1结合理论知识，开展校内实训活动
为突显高职院校技术型人才培训的目的，高职院校应该让学生们大多数的时间用在企业进行操作技能的培训，让学生们走入生产一线现场，接受企业一线的技术和设备，这样能有效培养学生的实践操作能力，使学生一毕业便可以进入企业参与工作。但是，许多高职院校设计的企业实习时间跟学校理论知识学习时间存在着一定的时间差。集中安排的企业实习将不利于高职学生所学理论知识的及时应用，一定程度上影响着理论知识跟实践的结合效果。因此，高职院校应该为电气自动化专业学生创建校内实训基地，让他们在对专业理论知识学习的同时，开展校内实践活动，及时地锻炼其动手实践能力。因为学生们只有在了解和实践各个电气自动化操作过程后，方可对工艺技术进行应用和创新，才能加深对电气自动化理论知识的把握和理解。所以，高职院校为电气自动化专业学生创建校内实训基地势在必行。通过校内实训基地的建设，学生们可以在学习完理论知识后及时地投入到电气自动化工作现场进行实践，也可以及时的接触电气自动化所需要的器具，让课堂上的内容及时地深刻地渗透到学生们的头脑之中，从而为学生参与企业实习奠定良好的基础。而在创建校内实训基地过程中，可以分为电气自动化实训室、设备实训室、主体实训室、基础实训室等等。在每个实训室中都摆设有电气自动化工作现场应有的工艺实体，从而让学生更生动、具体的接触电气自动化工作实际操作过程。
2创建理论、实践双师型教师队伍，提升电气自动化师资力量
高职教育中，拥有一支高素质、高技能、实践经验丰富的双师型教师队伍对高职电气自动化教学质量的提高有着重要的作用。在高职电气自动化实践教学中，高职电气自动化师资力量的建设不仅要从电气自动化教师的专业技能出发，同时还要重视电气自动化教师的实践经验，要求教师兼有理论基础知识和丰富的实践技能，不然将很难培养出高素质、高技能的电气自动化人才。为了加强高职电气自动化实践教学师资力量的建设，一方面高职院校必须对电气自动化实践教学的教师提出一些具体的实践教学要求，要求教师们更多时间的参与学生的实习、实训指导，同时要求电气自动化教师所采用的教学方法更多的倾向于实践教学。另一方面高职院校还应定期不定期的对高职电气自动化实践教学教师展开实践教学能力的培训。让更多的电气自动化教师具有专业技能，让更多的电气自动化教师获得相关的高等级技能证书。再者，高职院校除了对校内电气自动化教师的培养之外，还应该加强校外兼职电气自动化教师队伍的建设，高职院校应该定向的向一些企业聘请那些一线技术人员来校做兼职电气自动化教师，授予学生们实践技能和参与学生的实训实习指导。总之，建设“双师型”教师队伍必须提升专任教师中拥有丰富企业工作经验的教师的比重。采取“请进来，送出去”的途径，实现专业教师的“双师型”发展，优化高职院校电气自动化专业教师队伍建设，是学生实践教学的重要保障。同时，双师型教师队伍的建设也要求对在校实践经验丰富的教师进行定期的再培训，有计划的安排他们进入企业挂职培训，让他们不断更新企业实践新工艺、新知识、新技术，从而提升教师们的实践教学更新能力。从而随着企业工作流程和工作技术、方法更新较快，高职院校电气自动化教师应该跟进实践工艺、技术的发展速度，及时进行实践经验课的补修。
3完善高职实践教学管理制度，建立健全学生综合考核体系
高职院校应该加强高职电气自动化实践教学管理制度的建设。首先应该强调电气自动化专业学生的主体地位，以人为本，在电气自动化实践教学中，更多地采用参与式教学，让学生主动积极的参与电气自动化实践教学活动中去，学生自己动手，自己发现问题，解决问题，从而锻炼学生的解决问题、创新意识的能力。其次，应该建设一套系统的电气自动化实践教学考评机制，使实践教学有一个有效的标准，设计一些可靠的评价指标。从而最终完善高职实践教学的质量。这一套综合考核体系不但要涉及学生理论知识的掌握程度，对学生基础理论知识进行考核，而且还必须涉及学生在校内实训、校外实习的表现，对学生实践能力进行考核。于是，高职院校应该创建高职院校学生科研奖励制度、高职院校学生实践创新奖励制度、高职院校学生实践经费使用制度。同时对实践教学实行实践学分制度，让学生既有一定的压力，又有一定的动力，促使高职院校电气自动化专业学生积极地参与校内外实践活动中去，从而提升他们的动手实践能力。
综上所述，高职电气自动化教学中必须加强理论教学和实践教学的结合，必须结合理论知识，开展校内实训活动；必须创建理论、实践双师型教师队伍，提升电气自动化师资力量；必须完善高职实践教学管理制度，建立健全学生综合考核体系。
参考文献
电气一体化论文篇3
发电厂电气部分是电气工程及其自动化专业的专业选修课。“该课程在专业教学体系中起承上启下的作用，教学内容具有理论与实践并重的特点。”它主要介绍了发电厂、变电所的电气一次系统的工作原理、基本结构、设计方法及运行理论及部分电气二次系统的原理和技术。课程的主要任务是从应用的角度出发，使学生掌握发电厂、变电站主接线基本形式、各类发电厂的接线特点、主接线设计方法、厂用电接线、配电装置、主要电气设备及其选择方法、控制与信号以及电弧理论、发热理论、电动力理论等内容，让学生初步掌握发电厂、变电站电气主系统的设计与计算方法，树立理论联系实际的观点，培养实践能力、创新意识和创新能力，为以后从事有关电气设计、检修、安装、运行、维护及管理等工作奠定必要的基础。
二、优化课程内容与学时
发电厂电气部分课程教学内容繁多、理论性强，教学学时相对偏少。针对这样的特点，我们要进行合理的优化。课程内容的优化要达到实效性，要充分抓住本课程的教学重点，突破教学的难点，合理优化课时分配。
1.抓住教学重点
经过本人长期教学实践，整合发电厂电气部分教学的内容，确定以下教学重点：不同类型发电厂的特点；电气主接线的概念，主要一次设备的功能；300MW、600MW发电机组电气部分接线特点；导体载流量计算的方法，载流导体短路时发热计算；各种电气主接线基本接线形式及应用；主变压器的台数、容量及型式选择方式；发电厂、变电所典型电气主接线的分析与设计；厂用电接线的原则和接线形式；不同类型发电厂的厂用电接线；电弧的产生和熄灭；断路器、电流互感器及电压互感器的工作原理和选择；户内、户外配电装置的形式及应用范围；二次回路接线图的类型及应用；断路器的电磁控制电路分析等。在教学中，我们要在繁多的教学内容里牢牢抓住这些重点，引导学生深入学习。
2.突破教学难点
由于发电厂电气部分教学理论性较强，难点较多，这就需要我们合理运用教学手段突破以下教学难点：
火力发电厂生产过程；发电机组电气部分接线分析；载流导体短路时发热计算；带旁路母线的接线、一台半断路器接线、角形接线电路分析；电气主接线的设计；电动机自启动的校验方法；正确理解电弧的熄灭条件，互感器的接线形式及用法、误差分析；发电机与配电装置（或变压器）的连接方式；断路器的电磁控制电路分析等。
3.优化学时分配
在确定了教学重难点的基础上，我们要进一步优化学时，充分利用好有限的教学时间，努力实现最优教学效率。我们要将较多的课时分配在发电、变电和输电的电气，常用计算的基本理论和方法，电气主接线及设计，厂用电接线及设计，导体和电气设备的原理与选择，配电装置等相关内容方面。
三、理论知识与能力并重
“确定基础理论教育的范围及相关的要求时，应重视学生解决基础理论问题能力训练及将来的适用性。”发电厂电气部分是一门理论与实践紧密结合的课程，我们要重视学生理论知识的把握，同时也要加强相关技能的发展，做到理论与能力并重。
理论层面。我们要引导学生把握不同类型发电厂的发电过程，掌握发电厂、变电站主接线基本形式；理解导体发热、电动力计算的实质，掌握计算方法；熟练掌握电气设备的图形符号和文字符号，熟悉其工作原理及应用场合；理解最小安全净距的概念，了解配电装置的类型，掌握配电装置的布置原则；熟悉二次回路不同的接线方式，掌握断路器的控制与信号电路的分析方法；熟悉发电厂变电站运行操作的相关规程、规范；熟悉常用电气设备使用的手册；熟悉3～110kV发电厂变电站设计手册。
学生能力、技能层面。我们要通过多种教学方法与实践活动，培养学生电气设备选择和校验的能力，电气元件安装、调试的能力；熟悉操作票制度和工作票制度，掌握常用电气装置之间倒闸操作的操作过程；具备初步的中小型发电厂和变电所主接线设计的能力等。
四、优化教学方法与手段
有效的教学方法与教学手段，往往收到事半功倍的效果。发电厂电气部分教学方法与手段的选择要根据发电厂电气部分课程的特点。目前，运用较多的是多媒体教学法。“多媒体教学以其直观、形象、信息量大、界面友好和交互性强等优势，正被广大师生认可和应用。”这种方法将文本、图像、图形、音视频等有效组合起来，增加了课堂的趣味性，教学更直观形象；基本理论与电路图、实物图相结合法，是常用的传统教学方法，简单却有效；原理媒体模拟法易于通过运用现代化技术手段模拟原理，使抽象的原理形象化；课堂教学与课后习题结合法能够通过练习的形式，及时了解学生课堂学习效率，及时查找不足；实践法、工程实例法则将理论教学与实践有机结合起来，使学生在理论与实践能力两个层面都获得发展。无论采用怎样的方法与手段，都要遵循有利教学原则。
五、丰富课程相关课外阅读
发电厂电气部分教学内容繁杂，教学学时少。怎样利用有效的时间较好的完成教学任务呢？加强课外相关书籍的阅读可以有效实现课堂的延伸，使学生更全面、更丰富的了解与把握发电厂电气部分的知识。当然这方面的书籍资料资源较为丰富，教师要进行有效引导，列出相关的书目。根据我本人的阅读经验列出下列书籍供参阅：
1.《发电厂电气部分课程设计参考资料》，黄纯华编，中国电力出版社，2001年出版；
2.《电力系统暂态分析》（第三版），李光琦，西安交通大学，2002年出版；
3.《电力工程电气设计手册》，第一分册，六院合编，中国电力出版社。
4.《发电厂电气部分》，姚春球，2007中国电力出版社；
5.《电气设备运行与维护》，刘增良，2004中国电力出版社等。
六、结论
发电厂电气部分课程具有较强的实用性。加强本课程教学研究，有利于提高学生分析问题与解决工程问题的实际能力，有效缩短理论与实践的差距，使学生较好地满足社会的需求，为学生的未来发展奠定坚实的基础。
参考文献：
电气一体化论文篇4
【关键词】一体化教学电子技术应用课程优化
过分偏重于理论教学，是传统电子技术应用专业课程教学的弊端，对提高学生实操能力的忽视，使部分学生理论联系实际，实践操作能力较差，经验积累匮乏。在来到具体工作岗位后，随着工作的深入，上手慢，適应期长等问题逐渐显现，为个人和企业带来困扰。之所以要推行一体化教学模式，就是要为了弥补现阶段电子技术应用专业课程教学中的不足，调动学生学习的积极性，训练学生的动手操作能力，为进入社会，走上岗位打好坚实的理论与实践基础。
一、一体化教学模式在优化电子技术应用专业课程时面临的难点
1.教师工作压力增大
实行一体化教学模式，会使教学任务大大凝练，教学周期大大压缩，授课时间增长和频率增加。使得教师的授课量增加，教学压力增大，相反的备课时间缩短，对教师本身的素质能力提出挑战。
2.教师对于学生的把控难度增大
如在进行“电子产品制造技术”课程实操授课时，部分学校的实践场所是开放性的，或者并不在学校内部，一对多或少对多的教学比例，牵扯教师精力，很难将注意力均匀的分配到每一名学生身上，这也为教师在授课过程中把控学生掌握情况制造了困难，提升了授课过程中的危险系数，埋下了安全隐患。
3.一体化教学模式中的创新意识不足
有些教师虽然意识到一体化教学模式的优越性，并也在逐步使用，但是使用的方式过于死板，并没有将理论授课与实践操作有效的融合兼并，这就是因为创新意识不足。
二、应用一体化教学模式的方式方法
1.优化一体化教学方案
一体化教学方案的优化应该是全面而深入的，以学生为主体的，以提升学生在电子技术应用方面的综合素质能力为核心的，在课程的优化设计上，要多选择现阶段发展迅速，应用成果显著的技术课程，如模拟电子技术、数字电子技术、电子测量与传感器技术、C语言程序设计等。
在选定课程之后，要综合考虑教学硬件基础的保障与建设情况，确保比如单片机应用技术、电子产品制造技术等于产品制造相关的课程能够有实操的可能。
2.“因材施教”，尊重学生的职业规划
在推行一体化教学模式时，结合学生职业规划“因材施教”，是以学生为中心原则的重要体现。有些学生在未来的职业规划中，可能是想在电子技术应用领域从事销售工作，那在进行电子产品项目管理与营销技术的课程授课时，可以以智能手机为例，先让学生了解智能手机的硬件构成和系统支撑，再让学生了解现阶段最为先进的智能手机产品包括哪些功能，在了解产品的基础上，开展相应的课程内容，也可以实际的请到项目管理或者营销人员走进课堂，与学生们面对面进行交流。有些学生在未来的职业规划中，可能是想在电子技术应用领域从事技术类工作，那可以带领学生走进智能楼宇，实地观看中央空调、智能控制系统等电子技术应用的成果，以加深对电子技术的理解。
3.学优学精，融会贯通
不仅是在电子技术应用专业，一体化教学模式在许多学科都进行了应用，并取得了不错的效果。为此，在进行电子技术应用专业课程优化的过程中，可以安排教师进行交流学习，实地观看教学情况，掌握教学方法，以此学习借鉴其他学科一体化教学模式应用的成功经验、教学方法和先进理念。一方面是为了提高教师的专业水平，另一方面是为了避免在利用一体化教学模式对电子技术应用课程进行优化时走进误区。
利用一体化教学模式对电子技术应用专业课程进行优化，极大地提高了学生的理论结合实践的能力，帮助学生培养了面对竞争所需的综合素质能力，缩短了岗位适应时间，为我国的电子技术应用行业的发展，培养了更多专业型技术人才。
应用电子技术毕业论文范文模板(二)：应用电子技术在电气运行与控制中的应用论文
摘要：在电气运行与控制的过程当中，通过电子技术的应用不仅能够使电子技术得到进一步的发展，同时能够保证电气系统稳定运行。本文探讨了电子技术，分析了电子技术的特征及应用意义，研究了电子技术在电气运行与控制中的应用。
关键词：电子技术；脉冲宽度调制；电力系统保护
中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1007-9416（2020）03-0088-01
0引言
无论是电子信息，还是各类机械化的工厂等都需要以电力为基础的支持才能够正常运转。在日益增长的需求面前，电力负荷也在不断的增加。这就需要我们找到更多的新能源，并通过新技术方式，进行电力生产和输配。将电子技术应用到电气控制以及运行当中，能够使得电气控制更为高效的运行，同时减少实际的负荷压力。
1电子技术简述
电子技术是电子部门为对原系统进行更为有效的控制，同时使原系统的工作效率实现进一步提高的一种技术手段。于电气运行与控制而言，电子技术的运用十分关键。电子技术通过对电气工程当中的电气设备进行控制，实现电气设备的正常运行。同时，电子技术能够与信息技术相结合，对设备内部做出监测，并记录相关的设备运行数据。当设备数据出现异常，设备运行故障时，经由电子技术能够做出报警，并为提供有利于排除故障的数据。
2电子技术的特征及应用意义
2.1电子技术的特征
（1）集成化。电子技术的一个显著的特点，就是电子技术的集成化。早期电子技术在电气控制当中的应用，主要是依靠电子元件进行相互间的配合完成目标任务。但是随着信息化时代的发展，电子技术通过芯片集成并机组计算机控制形成更为集成的电子技术应用。集成化的电子技术控制，能够更好的实现对电气设备的控制，极大的提升了电子技术应用到电气工程当中的时效性以及便捷性。（2）全控化。与以往的电子技术相比，发展至今的电子技术体现了更为明显的全控化的特征。电子技术既能够进行实现电气运行与控制的应用，同时能够满足电子元件本身的自动断电。就电子技术的应用发展来看，全控化也将是电子技术未来发展的趋势[1]。
2.2电子技术应用于电气运行与控制中的意义
（1）优于传统技术。与传统的电气控制相比，电子技术在电气运行及控制的应用使得电气控制具备了更为稳定的性能。近些年电子技术的发展在不断进步，性能也得到了进一步的完善和升级，越来越多的专业人员认可了电子技术的应用。同时，电子技术也在随时代潮流，结合各类新兴技术进行改进，使得电子技术的普适性和稳定性都得到了极大的提升。对于电气控制与运行而言，电子技术的应用使得操作更为简单，减少了对相关操作的学习成本，为相关从业人员减轻了操作负担。（2）提高电气运行与控制的工作效率。电气控制以及运行的过程当中，由于电子技术的应用，其工作效率得到了大幅度的提升。随着时代的发展，在更多的生活工作的环境当中需要电力作为生产基础。这使得电力负荷不断增长，也导致的电气控制与运行当中更多的安全隐患。电子技术应用于电气控制当中，能够使得电力系统运行更为安全，对可能发生的各类安全隐患进行防范，保证电力系统稳定高效运行。同时，由于电子技术的应用，对电力系统进行控制时更为便捷和简单，整体电气控制的流程得以简化，提高了相关从业人员在进行电气控制与运行的工作效率。
3电子技术在电气运行与控制中的应用研究
3.1静止无功补偿装置
电网功率的大小是由市场本身的需求所决定，若市场用电需求变换幅度较大，频率较为频繁，则电网对应的稳定性就不能得到保证。也就是说，当电力负荷变化频繁时，对应电路中就更难控制其低频振荡，从而导致电网稳定性变差。这对电网稳定运行的影响极大。电子技术应用于电气运行与控制当中，能够更好的规避这一问题。电子技术通过静止无功补偿使电气系统趋于稳定。通过静止无功补偿器，负载参数以及电力系统对应的参数得以升高，从而降低整体的系统功率损耗，使得电气控制与运行更为稳定[2]。
3.2电路保护
电气控制在不断发展的过程当中，电气控制的系统当中所需的各电子零件都在随之进行迭代更新。如果仍然按照传统方法对电流继电器的方法进行切断，那么就会存在安全隐患，对整个电路系统造成威胁。同时，由于电子器件功率越来越高，固有的控制方式不再适用。电子器件应当通过驱动信号的方式来进行控制，从而实现电路的保护。通过驱动型号对电子器件进行控制的方式能够最大化的避免电路短路，减少对电子电路的影响。
3.3高压直流输电
电子技术对于电气控制与运行的应用，也体现在直流电的使用上，直流输电最核心的电子技术集中于换流站设备。高压直流输电能够在不受距离限制的情况下，进行直接的交流电与直流电的互相转换，输电系统在直接进行交直流转换之后，能够直接进行直流电的输送。通常是借助架空线和海底电缆远距离输送电能，高压直流输电能够用于距离较远的电能输送，远距离输电优势明显，待电子技术进一步提高研究开发和应用，可以说高压直流输电有着很强的发展前景。
3.4软开关装置
电力装置的升级完善是电力企业技术能力提高的关键一步。电力装置越简单便捷，电气控制就越容易越稳定。在传统电气控制方式当中，电器元件在操作控制上都相对复杂，既耗费人力物力，也降低了工作效率，对电气控制系统的影响很大。电子技术在电气软开关上的应用，主要的优势是能够减小对应电器元件的重量以及尺寸，使设备器件朝着小型甚至微型的方向发展。同时，也能够减少开关损耗与噪音损耗的影响，进一步提高电气控制与运行的工作效率，保证电气控制系统具备更好的稳定性、安全性、可靠性[3]。
3.5PWM控制技术
电气一体化论文篇5
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）23-0231-02
现今我国电气绝缘技术发展很快。例如，在超/特高压交、直流输变电工程、长江三峡等大型水电站以及大型风力发电厂的建设中，许多重大电力装备的成功运行等，都与绝缘技术发展密切相关，表明我国在绝缘系统的设计、制造等方面已经达到国际较高的水平。
但是还应看到当前我国在电气工程中的“电气绝缘”教育方面存在的问题：人们对电气“绝缘”的基本概念的理解有偏差，既不利于用电安全，也不利于绝缘行业产品创新。因此很有必要重新认识并理清电气“绝缘”的科学概念，使电气绝缘科学的研究更深入，并推进电气绝缘专业的教学改革。
一、电气“绝缘”传统观念中的“隔离论”
1.对电气“绝缘”最流行的解释
电气工程中的术语“绝缘”既可作名词，也可作动词。作名词用时，常指“绝缘体”或“绝缘材料”。现代汉语规范词典[1]对“绝缘体”的解释是“极不容易导电的物体”；而电工术语国家标准[2]对“绝缘材料”的解释是“用于防止导电元件之间导电的材料”。作动词用时，现代汉语规范词典[1]、电工术语国家标准[2]的解释是“隔绝电流，使不能通过”等。
术语“电气绝缘”译自英文“Electrical Insulation”，国际标准如IEC 60050（212） ：1990等也提及“Insulation”，牛津现代高级英汉双解辞典等英汉词典中的解释是：“Prevent passage of electricity”等。因此，英汉词典和有关国际标准对“Insulation”的解释都表明中文翻译完全忠实于原文，都是指隔绝电流、极不导电等，本文统称为“绝缘”的“隔离论”。
2.“绝缘”总能起到电气“隔离”作用吗？
通过电容器模型实验和《电介质物理学》[3]可认清“隔离论”的真伪。
在电容器模型中有两个导电极板，极板间用绝缘薄膜或绝缘油隔开，即极板在电气上已被“隔离”。然后在两个极板间施加直流电压，极板间立刻会测到电流脉冲（吸收电流），同时还会持久流过相当小的泄漏电流。如果粗心大意，就以为在电气上已实现了“隔离”。但是，极板间流过的电流表明两个极板并没有真正被“隔离”。若两个极板之间施加的是交流电压，则在极板间还能测量到比泄漏电流大得多的电流，表明隔离作用显著降低。若在两个极板之间施加脉冲电压，则“绝缘”的隔离作用就更小了。
因此，作用电压类型不同时，“绝缘”的电气隔离能力差别很大，电压频率愈高则电气隔离作用愈小。在脉冲电压下，“绝缘”甚至很难起电气隔离作用。即使是在直流电压下，电气隔离作用也是很有限的。
还应指出，当“绝缘”的工作条件或环境条件变化时，“绝缘”甚至连很有限的电气隔离能力也可能失去。例如当“绝缘”所受电压较高或在环境温度、湿度较高的环境中，电气隔离能力就会严重降低。长期运行中的“绝缘”也会逐渐丧失电气隔离能力，这是由于发生“绝缘老化”所致。电气工程中的“绝缘老化”是相当普遍的现象。
“定义”或“概念”要反映事物的本质特性，[1]而“绝缘”与“隔离”间却没有必然联系。因此，“隔离论”只是人们对“绝缘”的一种粗浅解释，或表达对绝缘的一种期望。
二、电气绝缘的“媒介”论
1.电气绝缘是一种“媒介”、“介质”或“电介质”
电容器模型实验还能进一步帮助人们揭示“绝缘”的本质。电容器模型实验中电极间总有电流流过（在稍微复杂一点的实验中，电极间除电流外还可能有光、磁、力等的联系），说明电极间必定有联系，而联系两个电极板的物质不是别的，正是电极导体之间的“绝缘”。
现代汉语规范词典[1]把“起介绍或引导作用，使双方发生联系的人或事物”称为“媒介”。因此这里的“绝缘”就是一种“媒介”。极板借助“绝缘”把电磁波、电流等信号从一个极板传播到对方。词典[1]把“某些波动借以传播的物质叫做这些波动的介质”，因此“绝缘”也是一种“介质”，或“电介质”。
2.电介质与电气绝缘
“电介质”有三大特点：组成电介质的各种带电粒子都是束缚电荷，即所有带电粒子分别被原子、离子、分子的内力或分子间力紧密束缚着；在静电场中电介质内部也能持久存在电场；而且束缚电荷在静电场中能沿电场方向发生极化（即有限位移）。[3]
若“电介质”中不存在自由电荷，则称为“理想电介质”。在恒定电压作用下，显然它不会导电，也就是能隔绝电流，这可能就是上节出现绝缘“隔离论”的依据。
实际“电介质”即工程电介质，其内部不可能没有自由电荷，不可能实现绝缘的电气“隔离”作用。其中有一部分能满足一定的电气要求，这种电介质就称为“绝缘电介质”。
3.“媒介论”对绝缘创新有重要意义
“绝缘”处于电极间特殊的“媒介”位置上，绝缘通过调节自身组成、相态、宏观或微观结构等使媒介变化，便能出现不同的媒介效应，例如使体内的电荷发生积聚、移动、增多或减少、甚至化学变化等，从而可得出介电性能特殊的绝缘制品。
例如氧化锌介质，其伏安特性与电压的高低有关，在低电压下具有很强的电气“绝缘”能力，而在高电压下却能导电。正是利用这种非线性伏安特性，使它具有非常重要的过电压保护作用，因而在电力系统、电子线路和家用电气设备中成为重要的电气安全保护器件。
再如PTC（正温度系数）电介质，利用其PTC特性，即在一定的温度范围（开关温度）内其体积电阻率能随温度升高而显著变化，从而能控制流过电介质内电流的升、降。利用这一特性，就能有效控制绝缘体内的发热特性，该系统在运行中还具有安全可靠、节电、方便等优点，因此广泛用于电加热设备。
近年来，纳米材料改性的纳米-聚合物绝缘材料[4]发展很快，例如纳米Al2O3-聚酰亚胺（PI）耐电晕漆包线漆中，当纳米Al2O3粉料含量为20%时，耐电晕寿命可提高100多倍。再如纳米云母绝缘线，是一种由高纯度云母粉与C级绝缘漆融合后制成的绝缘导线，具有耐高低温、高导热、抗电晕等性能，它可用于制造各种特种电机。
G L Moses[5]说：“Insulation is man’s tool for harnessing electricity to do useful work”。意思大致是：“绝缘”是人们用来引导“电”为人们做有用工作的工具。显然，Moses所预期的绝缘这个“工具”，所能发挥的功能远比“隔离”作用多得多。前面事例也说明摈弃绝缘的“隔离论”后，确实能使人们的创新思路获得解放。
三、“媒介论”对电气绝缘学科教学科研的影响
绝缘的“媒介论”涉及“绝缘”的基础论述，因此直接影响到电气绝缘科学技术的研究深度和广度，甚至会影响到电气绝缘学科的课程改革，以下面三门课程加以说明。
1.电介质物理
该课程把电介质作为学习绝缘材料的基础，表明该课程肯定“媒介论”。该课程内容通常主要讨论电介质的一般介电特性，建议今后最好能从能带、势垒、陷阱等微观或半微观角度把绝缘的“媒介论”具体化，系统介绍绝缘中“媒介”作用原理及其与介电特性的关系，从而更能启发人们开发性能更好的电介质。
2.绝缘设计
即“绝缘系统设计”。特别要注意其中的“绝缘系统”。系统是由无数相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程所形成的统一体，[1]绝缘系统是电系统（泛指常带电的一切装置/设备/元件）中的一个不可分隔部分，电系统中的“绝缘系统”并不是只有电系统中的绝缘材料，还必须包括与其联系紧密、不可分割的导体。
绝缘设计内容应有三项：根据电系统的要求提出绝缘系统的技术条件；确定优化的绝缘系统结构型式（结构优化）；设计中还应充分考虑到最适合的绝缘材料（材料优化）和最合适的绝缘系统工艺（工艺优化）。使所设计的绝缘系统达到技术上先进、经济上合理、运行中可靠，突出绝缘系统的整体性。国内的绝缘结构设计，与实际工程的联系比较欠缺。
绝缘设计是实现绝缘工程的关键。例如人们都要求绝缘能起电气隔离作用，但已指出绝缘体的隔离作用有限。只有通过科学合理的绝缘设计，使电场分布合理，才能解决该矛盾。
3.绝缘技术
现代绝缘技术中往往已经不是一般的工艺，而是一项“绝缘工程”，或“电介质工程”。
绝缘技术主要包含：提交完整的绝缘系统设计；研究所设计的绝缘系统的加工路线和方法，并设计或选用适合的制造工艺和设备；以所提的技术条件逐一检验已制成的绝缘系统的各项性能指标，并且严格监督绝缘系统的性能变化，要求所设计的系统及其电设备能在规定的工作/环境条件下安全、可靠运行，能全面实现电气设备的各项功能。
电气绝缘科学没有终点，它具有多学科综合性特征，或者说具有某种边缘科学技术的特征。高度关注这一特征，不断融合其他学科的成就，绝缘技术就能不断得到丰富和创新。
四、结语
“绝缘”与“隔离”之间并不存在必然联系，即使“绝缘”的有限电气隔离能力，还得取决于电压类型、时间长短、温度、湿度和应力高低等因素。中外词典或标准的有关条目中占据主流地位的“隔离论”的产生，可能是由于把实际绝缘体当作“理想电介质”所致，建议加以科学纠正。
“绝缘”是电极间的一种“媒介”、“介质”或“电介质”。通过调节材料组成、相态、宏观或微观结构等来调节媒介效应，就可能开发电气绝缘新产品。摈弃绝缘“隔离论”并接纳绝缘“媒介论”后，确实能使人们的创新思路获得解放。
绝缘“媒介论”为“电介质物理学”、“绝缘系统”、“绝缘设计”、“绝缘技术”等课程内容的推陈出新提供了新思路，对推动电气绝缘学科的发展有着重要意义。
参考文献：
[1]李行健.现代汉语规范词典[M].北京：外语教学与研究出版社，2004.
[2]GB/T 2900.5-2002，电工术语——绝缘固体、液体和气体[Z].
电气一体化论文篇6
文章编号：1671-489X（2016）24-0132-03
Study of Major Undergraduate Course System of Electrical En-gineering and Its Automation based on Concept of CDIO//LU Min，
GONG Lijiao， ZHAO Mi， CAI Xinhong
Abstract Based on CDIO model analysis， found the Shihezi Univer-
sity in electrical engineering and its automation major undergraduate curriculum problems through compared with electrical science and
engineering at the Massachusetts institute of technology， according to the CDIO mode and the specific data analysis to build the electri-cal engineering and its automation major undergraduate course system.
Key words CDIO mode； electrical engineering and its automation major； curriculum provision
1 CDIO背景介绍
电气工程及其自动化专业隶属于电气类，目标是培养具有电气工程领域相关的基础理论、专业技术和实践能力，并且能在电气工程领域从事设计、研发、运行等工作的专业技术人员[1-2]，具有典型的工科学科特征，即理论与工程实践相结合的学科[3-4]。
CDIO分别指Conceive（构思）、Design（设计）、Im-
plement（实现）、Operate（运作），是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯工业大学、皇家技术学院和林雪平大学在2000年提出的一种工程教育改革模式，经过十几年的发展和不断完善，目前已有全球97所相关工程类高校加入，代表了新世纪国际工程教育改革的优秀成果（IET： Engi-neering and Technology Skills & Demand in Industry Annual Survey）。CDIO这一理念的核心是强调工程师的工程能力必须在真实的工程实践和解决工程问题的过程中取得，4个步骤代表了一个工业系统或过程的整个生命周期的所有环节[5]。
2 案例研究与比较
本文以提出CDIO理念的工程高校之一的麻省理工学院电子电气类专业本科最新设置为例，分析该校电气专业培养方案的特点，并与石河子大学电气工程及其自动化专业培养方案作对比，提出新的专业课程设置方案。
麻省理工学院电气与计算机科学系核心课程设置 麻省理工学院电气科学与工程专业最新的核心基础课由2门学科入门课、3门基础课（4选3）和3门专业课（4选3）组成，其中2门入门学科为实验课，结构如图1所示。
从图1可以看出，不同于传统授课形式，该专业的课程设置采用实验理论实验的授课方式。以实验课程入门，可以使学生参与理论模型推导、归纳和验证环节，加强基础概念认知，提倡和鼓励学生自主探索，并且通过后续的专业实验课程能够再来验证前期形成的理论，这样就构成整个学习与实践的循环。
麻省理工学院的电气科学与工程专业在长期的工程实践教育中逐渐形成具有鲜明工程培养特色的课程体系。通过分析麻省理工学院电气科学与工程专业课程的设置特点，对比目前正在实施的石河子大学电气工程及其自动化2013级培养方案的专业课程设置，发现目前石河子大学的电气工程及其自动化的专业设置存在“重理论、轻实践，重专业、轻人文，重必修、轻选修”的现象，具体表现为：
1）培养计划中工程实践课程所占比例较小，理论与实践课程教学相互独立，课程衔接性较差，课程内容较少涉及工程实际；
2）培养计划中工程科学和基础科学课程较少，专业技术课程比例过高，导致学生对于基础的科学知识没有了解；
3）轻视人文社科类课程教学，忽视学生个性的培养，课程计划中人文社科类课程所占比例较小，工科学生的人文素养较差；
4）必修课程和选修课程比例分配不平衡，选修课程数量不足，必修课比例过高，学生自主选择的范围有限。
表1中列出具体的数据，并且给出调整的方向和大小。
3 我国电气工程及其自动化专业本科课程体系模型重构
数据分析与结论 通过表1可以看出，与CDIO模式下的培养计划中各类课程在总学分中的比重相比，石河子大学电气工程及其自动化专业本科课程计划的课程结构模块存在偏高或偏低的比例差距。这不仅反映了课程比例设置不合理，更重要的是反映了电气工程专业在教育理念、培养模式等根本性问题上的差距。因此，想要实现电气工程及其自动化专业本科课程体系模型的重构，不仅仅是对课程结构比例的调整，更重要的是对工科教育的指导思想和教育理念的改革。
在课程体系设计方面，目前石河子大学电气工程专业本科课程体系还是采用传统的公共基础课程、专业基础课程和专业课程的模式，这种模式下课程虽然是循序渐进的，但是各个课程之间关联性较差，理论和实践环节的联系不够紧密，导致学生理论和实践脱节，实际工程能力较差。所以，基于CDIO理念重新设计电气工程及其自动化专业本科课程体系，就要改变目前的课程设置模式和授课方式，将整个学科看作一个整体，按照知识接受程度规划课程进度，并将能力训练或项目设计交叉其中，达到理论与实践相互结合，知识、能力和创新培养一体化。
基于CDIO理念的电气工程及其自动化专业本科课程体系模型 分析目前培养计划不足，借鉴CDIO理念，提出电气工程及其自动化专业本科课程体系，如图2所示。
从图2可以看出，该课程体系模型中，从左到右是按课程或项目的时间进度安排，从下到上表示可以同时开展的课程。整个课程体系模型清楚地显示了电气工程及其自动化专业课程结构和课程组织形式，理论与实践知识相互支撑的一体化课程体系。具体来说，体现在以下两个方面。
1）项目培养为主线。课程体系模型中按照系统化理念分为三级项目，其中，―级项目用以提供基础工程的经验和能力；二级项目为学期项目，主要围绕主题内容进行课程群学习，并以课程群为基础，推动课程计划中―级项目的开展；三级项目属于课程群内课程间或课程内的小规模设计实践活动，可以根据课程自身的内容和特点灵活安排，其目的是强化学生对理论知识的认知和理解，提高学生实践和创新能力，促进二级项目的开展。
2）围绕核心课程的课程群。在课程组织方面，为了推动和促进二级项目的实施，将电气工程及其自动化专业的课程按照不同的主题内容进行组织，形成相关核心学科课程群。
4 总结
本文首先探讨CDIO理念下课程结构组织原则，并具体分析石河子大学机械电气工程学院电气工程及其自动化专业本科课程计划与CDIO标准专业课程计划相比存在的差距。通过差距分析，认为石河子大学电气工程及其自动化专业课程体系应该在课程设计、课程计划的顶层设计和课程体系结构要素设计三个方面进行教学改革。在CDIO理念的指导下，本文重新构建电气专业的课程体系模型，以系统化的三级项目为主线，与理论教学紧密结合，并按照核心课程构建课程群，实现知识、能力和创新培养的一体化，理论与实践的融合。
参考文献
[1]邢贵宁.工学结合模式下电气自动化专业课程开发的研究[D].石家庄：河北师范大学，2011.
[2]潘再平，黄进，赵荣祥，等.全面优化本科教学平台，培养电气工程创新人才：浙江大学电气工程及其自动化特色专业建设[J].电气电子教学学报，2010，32（S1）：20-23.
[3]陈晓英，任国臣，巴金祥，等.电气工程及其自动化专业实验教学体系的构建[J].当代教育理论与实践，2016，
8（2）：51-53.
电气一体化论文篇7
质子交换膜燃料电池具有功率密度大、能量转化效率高、能够快速启动、环保等优点，成为目前发展较快的燃料电池[1]。
随着质子交换膜燃料电池技术的不断改进和生产成本的下降，其产能势必会增加。然而现实中在对多台燃料电池发动机进行挑选时，常常需要一种能够对其整体性能进行评价的方法。整体性能包含很多方面，如启动时间、氢气效率等，因此需要建立相应的评价体系，定量地对发动机整体性能进行评价。另外，评价发动机性能的优劣不仅能够为企业的后续改进提供依据，还能够为汽车厂商对发动机进行选型时提供参考。
当前对燃料电池发动机的评价分析主要集中在燃料电池整体性能的某一方面，如启动性能分析、动态特性分析等，能够从总体上进行分析评价的研究很少。本文作者检索了大量文献，发现大多是对燃料电池的动态特性分析，如卫星等人研究了电池在不同加湿条件和反应气体流量下的启动特性[2]，张竹茜和贾力研究了电池在动态负载变化及启动过程中性能的响应[3]。另外，以往很多成果还比较集中在冷态启动性能分析上，如Kazuya Tajiri等人用生成物水的总量作为量化质子交换膜燃料电池冷启动能力的指标，研究了电流密度对冷启动的影响[4]，Jiao Kui等人研究了电流和温度分布对质子交换膜燃料电池冷启动性能的影响[5]。
针对燃料电池发动机的启动工况，可以建立起相应的评价体系。本文主要研究燃料电池发动机额定功率热启动。燃料电池发动机额定功率热启动是指按照厂方的要求，使发动机在一定功率下工作，当电池堆出口温度达到正常的工作温度，即认为此时的发动机达到热机状态，在此基础上的启动即为额定功率热启动。
本文通过试验测得的数据，对额定功率热启动工况下的FCE功率特性、燃料电池堆电压特性、氢气流量特性和氢气效率进行研究，对各个特性提出了一些特征参数，最后建立相应的评价体系，为后续各个特征参数评价权重的分析以及整体性能的评价提供依据。
1 FCE功率特性分析
图1和图2分别表示FCE1和FCE2在启动过程中的功率特性。由图中可知，FCE在启动过程中可以分为启动阶段和功率进入稳态阶段。对于启动阶段，由图中可以看到FCE1在5 kW时有个功率停留过程，而FCE2的功率在达到10 kW时才出现停留过程。造成这一区别的主要原因是两台发动机的控制策略不同。另外，FCE1在启动阶段中功率变化速率要比FCE2慢，即曲线的斜率较小。因此，为了定量评价功率变化速率的快慢，定义了一个参数，即启动时间。
启动时间：以发出指令开始计时，到FCE功率达到额定功率时，这段时间为FCE的额定功率热启动时间。
由定义可以算出FCE1 的启动时间为51 s，而FCE2仅为38 s，这与之前的分析是一致的，即FCE2的功率变化速率比FCE1快，启动时间短。
对于功率进入稳态阶段，从图1和图2可以得到：FCE1在进入稳态运行后，功率的波动比较小，而FCE2波动比较大，造成此区别的原因之一是燃料电池发动机辅助系统风机转速波动。为了定量评价瞬时功率与额定功率的偏离程度，定义了稳态方差参数。
稳态方差：发动机在启动进入稳态后，恒功率运行过程中瞬时功率值与平均功率值之差的平方的平均值。表达式如下。
式中：var为稳态方差；Pfi为瞬时发动机功率； 为平均功率；tq为启动时间。
由定义可以求得：FCE1的稳态方差为0.044 4 kw2，
而FCE2为0.965 3 kw2。结果表明FCE1功率波动较小，运行平稳。
2 燃料电池堆电压特性分析
图3和图4分别表明FCE1和FCE2的燃料电池堆电压变化特性。由图可知，FCE1在启动时电压迅速下降，当燃料电池堆电压达到475 V时出现和功率特性中一样的停留过程，而FCE2则在470 V左右出现。和功率特性一样，出现此现象的主要原因为控制策略。在启动时，FCE1的燃料电池堆电压变化速率较FCE2大，即FCE1的燃料电池堆电压曲线斜率比FCE2大（这里的斜率为负值）。一般情况下，燃料电池堆电压进入稳态的时间与发动机功率进入稳态的时间不同步，这里提出一个参数，评价燃料电池堆电压进入稳态的时间长短。
在求取燃料电池堆电压进入稳态时间的过程中，需要定义一个燃料电池堆电压值，以此作为燃料电池堆电压进入稳态的标尺，即稳态电压值。
稳态电压值：运行平稳区间燃料电池堆电压的算术平均值，表达式如下。
，
式中：Ui表示瞬时燃料电池堆电压；Um表示稳态电压值。
由稳态电压值的定义可以求得FCE1为391.479 1 V，而FCE2为371.217 0 V，比FCE1小20 V左右。
得到稳态电压值后，就可以进一步求出燃料电池堆电压进入稳态的时间。
电堆电压稳态时间：瞬时燃料电池堆电压在稳态电压4%的范围内波动，并且能够持续10 s的起始时刻。
由电堆电压稳态时间的定义可以算出FCE1为51 s，与之前得到的启动时间相同，燃料电池堆电压与功率的同步性较好，而FCE2为57.5 s，比启动时间要慢，与发动机功率同步性较差。
另外，由图3和图4还可以看到，燃料电池堆电压在进入稳态后，FCE1的燃料电池堆电压波动比FCE2小很多。为了定量分析燃料电池堆电压的最大波动程度，定义了电堆电压最大波动百分比。
电堆电压最大波动百分比：发动机在进入稳态后，燃料电池堆电压与稳态电压之差的最大绝对值与稳态电压之比，表达式如下。
% ，
式中：Ui表示瞬时燃料电池堆电压；Um表示稳态电压值；pmax表示电堆电压最大波动百分比。
由定义可以得到，FCE1的电堆电压最大波动百分比为1.51%，而FCE2为4.01%。FCE2电池堆电压波动程度比FCE1大得多，这与之前求出的稳态方差相对应，从另一个角度说明FCE1的稳态运行比FCE2平稳。
3 氢气流量特性分析
图5和图6分别表示FCE1和FCE2氢气流量变化特性。从图中可以看出在稳态运行阶段，FCE2氢气流量曲线中出现的波峰数明显比FCE1多，主要原因是FCE2的排氢频率更快。另外，FCE1和FCE2的理论氢气流量曲线都位于实际氢气流量下方，这是因为燃料电池发动机在运行过程中，氢气不但作为反应物，它还在运行过程中排掉氢氧反应后产生的水蒸气、液态水，以及碳极板腐蚀生成的碳氧化合物等废物，阻止燃料电池气孔堵塞和中毒。为了更好地对比FCE1和FCE2的氢气流量变化，需定义实际氢气流量和理论氢气流量两个参数。
实际氢气流量：单位时间内的实际氢气消耗量，表达式如下。
，
理论氢气流量：单位时间内的理论氢气消耗量，表达式如下。
，
式中：Hflow、Hflow0分别表示实际氢气流量和理论氢气流量；t表示积分节点；hi表示实际瞬时氢气流量； n表示燃料电池堆单电池片数；Ii表示实际瞬时燃料电池堆电流。
为了能够更加细化参数，这里将整个启动过程分为启动过程、动态过程和稳态过程。其中，启动过程指的是氢气流量在启动时间内的变化过程；动态过程指的是氢气流量在电堆电压稳态时间内的变化过程；稳态过程指的是FCE启动结束进入稳态运行10 min的氢气流量变化过程。实际氢气流量和理论氢气流量的表达式则变为
，
，
式中：tq表示启动时间；tu表示电堆电压稳态时间。
由上面的定义及表达式可以求出FCE1和FCE2在启动过程、动态过程和稳态过程中的实际氢气流量和理论氢气流量，计算结果见表1。
4 氢气利用率变化特性分析
为了更加直观地比较FCE1和FCE2的氢气使用情况，定义了氢气利用率参数。
氢气利用率：理论氢气流量与实际氢气流量之比，表达式如下。
，
式中：Hflow、Hflow0分别表示实际氢气流量和理论氢气流量；Huse表示氢气利用率。
与氢气流量特性分析相对应，这里也将整个启动过程划分为启动过程、动态过程和稳态过程。由氢气流量特性中得到的理论氢气流量和实际氢气流量可以算出各个过程的氢气利用率，计算结果见表2。
图7和图8分别表示FCE1和FCE2的瞬时氢气利用率变化特性。由图可知，稳态过程中，FCE2的氢气利用率出现的波峰数比FCE1多，这与之前分析的实际氢气流量变化相对应。另外，从图中还可知，在30 s、40 s处氢气利用率超过100%，出现这种情况的可能原因是碳极板也参与了反应，即碳极板腐蚀，会对燃料电池的性能和寿命造成不良影响，因此有必要计算出这段时间间隔，以利于后续电堆控制的优化。通过计算，得到超标时间段的起止时间见表3。
5 评价体系的建立
由额定功率热启动特性分析得到的特征参数，可以将其划分为时间相关、运行品质相关和氢耗相关3类参数，其中，启动时间、电堆电压稳态时间衡量的是时间长短；稳态方差、电堆电压最大波动百分比衡量的是发动机运行平稳情况；实际氢气流量、理论氢气流量和氢气利用率衡量的是氢气消耗情况。另外，按照之前的分析将氢耗参数细分，从启动过程、动态过程和稳态过程3个方面进行分析，建立相应的评价体系如图9所示。
6 结论
本文以试验数据为基础，对燃料电池发动机的FCE功率特性、电池堆电压特性、氢气流量特性进行定性分析，并在此基础上运用数理统计知识和软件Matlab进行定量化参数提取，得到能够区别各个特性优劣的特征参数，最后对特征参数进行归类和整理，得到相应的评价指标体系框图。通过这个评价指标体系框图，能够为下一步燃料电池发动机的评价分析提供参考借鉴。
参考文献（References）
LARMINIE J，DICKS A. Fuel Cell System Explainer[M]. England：John Wile & Sons，Inc，2003：22-24.
卫星，樊进宣，林鸿，等.质子交换膜燃料电池动态启动特性的实验研究[J]. 工程热物理学报，2009，30（9）：1555-1557.
Wei Xing，Fan Jinxuan，Lin Hong，et al. Experimental Study on the Dynamic Start-up Characteristics of Proton Exchange Membrane Fuel Cell[J]. Journal of Engineering Thermophysics，2009，30（9）：1555-1557.（in Chinese）
张竹茜，贾力.质子交换膜燃料电池动态特性实验研究[J]. 工程热物理学报， 2009， 30（8）：1399-1401.
电气一体化论文篇8
电气工程及其自动化专业，主要包含计算机技术、电力电子技术、机电一体化技术和网络控制技术等众多领域，是综合性相对较强的学科，具有机电相结合、元件与系统相结合、强弱电相结合、电工技术与电子技术相结合、软硬件结合等突出特点，使学生掌握系统控制、电工电子、电气自动化装置、电力系统自动化和电气控制技术等多方面的基本技能。
该专业主要培养能掌握电气工程专业知识和工程技术基础知识，具备分析和控制电气工程技术问题的能力的高级工程专业技术人才。电气工程及其自动化专业的宗旨是为社会培养出能在电气工程及其自动化、经济管理和计算机技术应用等领域工作的过硬综合素质高级技术专业人才。本文涉及的电气工程专业一般是包含电气工程和自动化专业的。中国电力工业目前处于高速发展阶段，对于电气工程人才有大量需求，因此我国电气工程领域对培养相应的人才非常重视，并且我国主要的工科大学在教育和科研上对电气工程专业的投入比重相对较大。
二、电气工程专业的学科内涵
中国电气工程专业的研究对象是电能，主要研究电能从产生到利用各个阶段的规律的专业。其理论基础主要是电磁理论。电能从产生到利用的各个环节中需要充分掌握和利用电信息，因此电信息技术的研究是电气工程和自动化专业的不可或缺的内容。
同时，现代通信和计算机载体主要是电信息。所以电信息技术的研究也属于电类专业，其中电气工程是专业母体。电气工程是基础性的学科，因此具有较强的学科派生和交叉能力。如其与生命科学的交叉造就了新的专业―生物医学工程和生物电磁学；电气工程同材料科学的结合造就了纳米电工技术和超导电工技术；电气工程同电子科学的结合造就了电力电子技术，而后者也进一步推动了电气工程的发展，并且逐渐发展成为电气工程的一个分支。电气工程专业的范围主要有电电力系统运行和控制、电气装备制造与应用以及电工基础理论三部分电气工程的基础，是以电磁场理论和电路理论为主的电工理论。他们属于电磁学的发展外延。
电工理论运用于实践产生了新的电子技术和计算机硬件技术等性技术，因此电工理论是主要的理论基础。电气装备制造一般涉及制造电动机、变压器、发电机等电机设备，也涉及用电设备等电气设备和电器制造，同时包括电力控制装置的制造、各种电气控制装置、电子设备的制造等内容。电气装备的应用则主要指上述装置和设备的具体应用。电力系统一般涉及电气自动化和电力网的运行和控制等内容。需要注意的是制造和运行必须相互统一，电气设备的制造同时要兼顾实际运行状况，如电力系统稳定的运行需要依靠良好的设备。
三、电气工程专业的方法论、影响因素、培养目标和要求的介绍
电气工程专业由于理论分析较多，比较注重对数学工具的使用。作为一门工科专业，实验研电气工程需要通过实验研究来完成主要的学习和教学任务，在一定的实验条件和实验研究的支持下，学生在学习电气工程专业知识过程会事半功倍。
电气工程专业紧随现代科技，引入了以计算机技术为基础的仿真模拟技术进行教学研究。同时在进行电气工程的理论分析、试仿真模拟和实验研究时，教学也经常运用到等效与类比等科学方法。
电气工程专业是一门典型的基础性很强的学科专业，在与其他学科的交叉过程中，派生出了很多如电子科学与技术专业、电子信息工程专业、通信工程专业、计算机科学与技术专业专业等学科。这些专业由于是电气工程专业派生而来，被划为电子与信息类专业，电气工程专业与其派生而来的专业统一被称作为为电类专业。电气工程专业作为电子与信息类专业的母体，又被派生而来的专业注入了新的发展活力。
电气工作专业的专业宗旨主要是培养能够在电气工程领域的研究开发、系统运行、装备制造、和相关管理等方面工作的，掌握技术开发、组织管理和科学研究能力的高素质综合型专业技术人才。电气工程的培养具体目标主要是，该专业学生要掌握计算机技术、信息技术和电子技术等专业技术，控制理论和电工理论等基础理论知识，通识性知识和对应的专业知识。
基于电气工程专业特点，学生在下列知识和能力上也有要求：
第一，掌握扎实的数理化等基础学科理论知识，掌握人文学科的管理基础知识，具备一定的外语运用能力；
第二，系统地学习与电气工程相关的工程技术知识，如信息处理、电机学、控制理论、计算机软硬件和网络技术等知识；
第三，得到良好的工程实践训练，掌握对电气工程领域实际问题的分析和解决能力；
第四，熟练运用计算机的能力；
第五，能在电工领域内掌握不低于1个专业方向的专业技术和理论，并清楚学科发展未来趋势；
第六，具备一定的适应工作条件、进行科学研究和信息管理等实际工作能力。
四、电气工程专业知识结构要求和知识体系
第一，熟悉系统的模拟和数字电子技术和相关电路理论；熟悉并会运用电子电路原理，会分析和解决相对复杂的电工电子电路问题；能掌握基础的电磁场理论；掌握控制理论、计算机软硬件、程序设计等相关知识；具备能检测、分析并处理电气系统物理量的能力。
第二，掌握扎实的电力系统、电力电子技术和电机学理论等相关知识；掌握力学和机械学科中最基本的原理和方法。
第三，能掌握不低于一个专业方向的基本技术和理论知识。第四，能掌握在工程中测试与表示常用物理量的能力，以及掌握设计和调试电气系统的相关知识。
电气工程专业教育内容和知识体系一般包括：
第一，通识教育和基础教育；
第二，专业类基础技术与理论知识（电磁场理论、控制理论、电路理论、、信号分析与处理、计算机网络、电子技术、检测技术等）；专业基础知识一般涉及电力系统、电力电子技术和电机学基础理论和知识；
第三，专业方向技术与知识。如电机电器及其控制、电力系统及其自动化、高电压与绝缘技术以及其他专业方向的技术。
电气一体化论文篇9
前言
汽车电气设备构造与维修课程在传统的教学模式中，教师讲授课程内容时，以陈旧的教材为基础，借助大量的教具和教学模型，努力讲解课程内容，但教学效果不理想，学生实际动手操作能力不强，无法真正掌握汽车电气设备检测与维修技能。为了让学生掌握汽车电气设备检测与维修操作技能，提高教学效率和教学效果，我们必须开展一体化教学改革。
1《汽车电气设备构造与维修》课程的教学现状
1.1培养目标不明确
传统的汽车电气设备构造与维修课程主要是以学生对知识的掌握为培养目标，忽视了技能教育实用性较强的特点，没有紧跟市场、注重企业对维修人才掌握汽车电气设备维修技能的要求，导致学生毕业后不能尽快地适应所从事的工作岗位。
1.2教学方法落后
传统的汽车电气设备构造与维修课程教学，主要采用先在教室进行理论教学，然后在实训室进行实操技能训练的模式。这种教学方法，学生一直被动地接受知识，学习中没有经过深入思考，不能将理论学习和实操技能训练有效结合，无法发挥自主学习的作用，难以最大限度地激发学生的学习积极性，他们对知识和技能的掌握与教学目标相差甚远。
1.3教材内容陈旧
第一，教材内容与汽车电气设备检测与维修的实际应用有一定差距，存在着学生掌握了教材内容，却在实际工作中不会使用所学知识来检测、排除电气设备故障的问题。
第二，教材内容已形成固有体系，没有紧跟市场技术的发展对教材内容进行实时更新。
2汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革目标
2.1满足企业岗位人才需求
学校人才培养及教学内容的安排应根据企业工作岗位的技术要求有针对性的进行。因此，在汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革中，应组织专业教师赴维修企业调研机电维修工作岗位中电气设备维修工作经常进行的维修任务与技术要求，了解企业需求，以企业工作岗位要求为基础，开展汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革。
2.2培B学生综合职业能力
综合职业能力即在真实环境中整体化地解决综合性的专业技术问题的能力，是人们从事一门或者若干门相近职业所具备的本领，是个体在职业工作、社会热情和私人情境中科学的思维、本着对人和社会负责的态度行事的热情与能力，是科学的工作和学习方法的基础。所以，汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革要满足职业要求和学生个人发展需求两方面的要求，培养学生的综合职业能力。
3理实一体化教学模式在《汽车电气设备构造与维修》课程中的实施
3.1.理实一体化教学模式的内涵
所谓理实一体化的教学模式，是指将专业理论知识与职业技能结合起来，在实践中学习理论知识，用理论知识支持职业技能的学习，理论与实践紧密结合的一种教学模式。
3.2理实一体化教学模式的教学流程
理论讲解教师对教学目标所涉及的内容边讲解边演示（操作），通过现场实物、教学模型、多媒体课件、实际操作等内容的演示，让抽象枯燥的学习内容变成看得见、动得到、易理解的实实在在的东西，让学生可以做到，边理解理论知识，边对实物进行操作。
3.3优化教学内容，丰富教学资源
既然要优化教学内容，就必须进行课题分解和模块化组合。具体操作方法是：教师根据教学目标和任务，将学生需要学习的各个知识点分解为一个一个的模块；学生有计划地针对各个模块进行理论学习和专门化训练，在训练中让学生知其然；教师对学生在实践中出现的问题或困惑，用专业理论知识加以解释，使学生知其所以然，从而实现理论与实践的有机结合。以《汽车电气设备构造与维修》第二版“单元一电源系统”这一部分内容为例，这部分内容的知识点包括电源系统概述、汽车蓄电池、汽车交流发电机、电压调节器和电源系统电路。我们教师在授课过程中，将这部分内容划分为两个教学模块。模块一：对汽车蓄电池和汽车交流发电机进行边讲解理论边进行实际操作的授课方法，并且教师对实物（总成）进行实际操作演示，加深学生对知识点的掌握及提高自身的动手能力。模块二：带学生到汽车整车实训室进行实车讲解，并且教师对应着电路图进行实际操作演示，让学生了解了在汽车整车各零部件的安装位置，读懂电路图，并掌握以电路图结合实车进行检测与故障分析。
4理实一体化教学资源的运用
《汽车电气设备构造与维修》课程是一门与实际工作岗位联系非常紧密的课程，脱离了工作实际，学生就会难以理解知识，无法形成技能，进而失去学习兴趣。因此，准备丰富的教学资源是《汽车电气设备构造与维修》教学中必不可少的环节。在《汽车电气设备构造与维修》课程教学中，笔者建议教师可以通过以下途径合理运用教学资源。
4.1组建专门化教室
专门化教室是将教室与实训场地融为一体、使教学与实践紧密结合的场所，能够让学生感受情境教学的氛围，在课题（或案例）教学中学习技能，获得能力。所以，专门化教室必须具备充分的教学条件，如：包括黑（白）板和多媒体教学设备，有足够的实验或实训操作工位和实物（总成）等。
4.2充分利用现有实物（总成）
比如，在汽车电气实训室利用已有的继电器、点火开关总成、发电机总成、起动机总成等教学实物，可以进行整体外观认识、正确拆卸、拆卸后的检测（检修）项目、正确的装复等内容，还可以结合电路图或原理图分析其工作原理。
4.3利用计算机仿真动画进行辅助教学
应用于课堂教学，使理论教学直观化。此外，根据教学的要求，还可组织学生到汽车整车实训室进行现场教学。通过组织学生到汽车整车实训室进行现场教学，使学生认识在汽车整车上零部件的安装位置及其连接关系，增强了感性认识，并且根据我们教师所提供的电路图进行实际动手测量，加深学生对知识的理解，特别是增强学生对实物（总成）工作原理、理解电路图的能力，对“电”这种看不见摸不着的东西等方面知识的理解大有帮助。
5结束语
汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革要充分了解企业对人才的需求，在汽修人才职业发展规律的基础上，以培养学生综合职业能力为宗旨，从课程标准、教学内容、实训场所、评价机制各个环节入手，按照一体化的要求进行设计与教学，这样才能培养出企业满意的技能型人才。
电气一体化论文篇10
一．引言
我国对电气自动化技术的研究与发展始于上世纪50年代，它是一门综合性较强的技术学科，也是生产现代化的一种标志，近些年，计算机技术、通信技术、电子技术及嵌入式技术迅猛发展，也促进了电气自动化技术在各行各业的应用取得了很大的进展。也引发了工程领域的一场技术革命。电气自动化让各个行业都走进了现代的、先进的生产方式与管理领域，走入了自动化发展阶段。电力系统的发展使对电力的生产、传输及计量等提出了更高的要求，因此，将自动化技术应用于电力系统是行业发展的必要，自动化技术也是电力行业的发展中发挥出越来越重要的作用。
二．自动化发展趋势。
自动控制技术正趋向于智能化、最优化、协调化、适应化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用，保证了控制操作的高可靠性。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
自动化的发展则趋向于：
（1）. 由开环监测向闭环控制发展，例如从系统功率总加到AGC(自动发电控制)；
（2）. 由高电压等级向低电压扩展，例如从EMS(能量管理系统)到DMS(配电管理系统)；
（3）. 由单个元件向部分区域及全系统发展，例如SCADA(监测控制与数据采集)的发展和区域稳定控制的发展；
（4）. 由单一功能向多功能、一体化发展，例如变电站综合自动化的发展；
（5）. 装置性能向数字化、快速化、灵活化发展，例如继电保护技术的演变；
（6）. 追求的目标向最优化、协调化、智能化发展，例如励磁控制、潮流控制；
（7）. 由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展，例如管理信息系统在电力系统中的应用。
三．机电自动化中电气自动化技术应用方向。
1. 电力系统自动化实时仿真系统的应用。
该仿真系统在可提供大量实验数据的前提下，还可多种电力系统的暂态及稳态实验同步进行，还能用以协助科研人员测试新装置，且多种控制装置都能与其构成闭环系统，从而为灵活输电系统及研究智能保护的控制策略提供了一流的实验条件。电力系统数字模拟实时仿真系统的引进，方便了对电力系统负荷动态特性监测、电力系统实时仿真建模等方面进行深入研究，从而建成具备混合实时仿真环境的实验室。
2. 综合自动化技术与智能保护的应用。
目前，国内的综合自动化领域的研究已达到国际先进水平，智能自动化保护技术领域的研究相对处于国际领先水平，研制的分层式综合自动化装置能够适用于各种电压等级电站。将国内外最新的人工智能、网络通信、微机新技术、自适应理论、综合自动控制理论等应用于电气自动化保护装置中，对电力系统自动化保护的新原理进行了研究，可以大大提高电力系统的安全水平，使得新型保护装置具有智能控制的特点。
3. 电力系统中人工智能的应用。
电力系统及其元件的故障诊断、运行分析、规划设计等方面将模糊逻辑、专家系统以及进化理论应用到实际研究，并且结合电力工业发展的需要，开展了电力系统智能控制理论与应用的研究，同时也开展了在上述实用软件研究的基础上以提高电力系统运行与控制的智能化水平。
4. 电力系统配电网自动化技术。
该技术采用的模型为最新国际标准公共信息模型，输电网的理论算法采用与配网实际与高级应用软件相结合，负荷预测时配合应用人工智能灰色神经元算法进行，最后进行潮流计算时采用配网递归虚拟流算法。电力系统配电网自动化技术取得了重大技术突破，主要表现在信息配网一体化、高级应用软件、配网模型、中低压网络数字方面，最终，解决了载波正在配电网上应用的路由、衰耗等技术难题，正是因为采用数字信号处理技术，才得以提高了载波接收灵敏度。
四．电气自动化在办公自动化中的应用。
1. 办公系统需要实现自动化。
办公系统主要应用于企事业单位的管理系统等方面，构建企业自动化管理系统需要很多技术的支持，例如计算机技术，通信技术及自动化技术。自动化办公系统是提高工作效率与管理效率的有效方法，因此，实施办公自动化信息战略是企事业实现现代化办公的需求与趋势。企业的办公系统实现自动化可以基于软件来实现，也可基于硬件与软件相结合的方法来实现，但是要注意到系统的开放性，可扩充性及升级的简易性。现行的办公系统还要具有良好的兼容性，这样可以有效的节约系统的资源，还可以节约成本，在实际的办公自动系统中已经有了很多成功的案例。
2. 办公自动化的技术平台。
当前，有代表性的三种主流的办公自动化技术主要有三种，既LotusDomino/Notes平台上办公自动化系统，它也是最早的办公自动化应用系统；基于Microsoft平台的办公自动化系统模式，主要采用WinNT/2000操作系统，以ASP为开发语言提供内容存储；还有就是基于基于Jsp/Java平台的办公系统，其实现原理与上一种技术基本是一样的，只在是使用的开发语言上略有不同，且其在系统的维护上费用较高。这三种技术平台在设计与实施办公自动化系统上有不同的应用领域，也是推动办公系统自动化进程的主要技术。现在已经演变出更多的技术来实现办公自动化。
3. 办公自动化系统的核心功能的实现。
办公自动化系统的核心功能主要是公文的收文、批阅、流转与存档等。但在对公文处理一岙会涉及到公文的流转，其过程实现是较为复杂的，在开发的过程中也会受到很多方面的制约。其中有公文的查阅权限调协，公文的、修改、删除等操作，都要在办公自动化系统中实现，其中的关键技术主要有数字签名技术、传输加密技术以及审批身份验证技术等。办公自动化系统核心功能的划分与实现要与客户的需求分析为依据，其主要原则则是要达到理念优先、技术先进、功能齐全、性能优良、价格合理。这些也是办公自动化系统发前的前景与方向。
五．电气自动化在汽车性能设计上的应用。
近些年，我国的经济取得了很大的发展，但是伴随着汽车数量的增加与路况复杂程度的不断提高，驾驶的难度也越来越高，并且开始逐渐融入人类的能力范畴。当前，汽车驾驶自动化的实现主要借助于计算机技术及控制技术来实现。现在，汽车的竞争已经进入了白热化的状态，汽车生产厂家都下大力气在汽车性能的提升上，其中自动化就是它发展的一个重要方向。驾驶者可以在计算机的协助下将驾驶工作逐渐转移到用自动化技术来实现，通过厂商的大力发展，自动化技术在提升道路利用率，降低车辆的制造成本及燃油消耗方面都取得了进展与突破，收获了可观的经济效益。
六．发展前景。
1. 电气自动化工程系统的统一化。统一电气自动化工程系统对电气自动化产品的设计、测试、开机、维护都有重要意义。能够把开发系统从运行系统中独立出来，这对电气自动化工程控制系统来说，是跨越性的一步，能够将系统通用化。系统的网络应该保证现场的设施、监管体系、企业工程的管理数据保持共通。
2. 电气自动化工程控制系统的市场化。产品想长久的发展，就要深化制造部门的体制改革，还要关注市场化的影响，以便保证产品能够满足市场的需要。同时，企业不仅要在技术的开发上投入，还要使零件的配套生产市场化、专业化。产业市场化是产业发展的必然趋势，这对提升资源配置效率有着显著的促进作用。
3. 电气自动化控制系统的标准化接口。采用微软公司的标准化技术后，工程的成本大大降低了，成功地实现了数据资源的共享。考虑到自动化系统策划方案的重要，当企业进行系统连接时，必须采用微软操作系统，那么这种情况下办公室使用的就是 IP 系统，管理系统和自动化控制之间联系的建立就是通过 PC 系统。程序标准化接口使厂家之间的数据交换有了保证，解决了通讯产生的难题。
4. 电气自动化工程的生产将更加的安全。安全防范技术的集成化是电气自动化工程控制系统的一个发展方向，重点就是保证系统的安全。在非安全状态下，用户要如何选择才能实现安全。在分析我国市场的发展特性后，我们应该从最高安全级别开始，逐渐延伸到安全级别低的领域，硬件设备与软件设备，公共设施层与网络层，实现对此系统的安全设计的全面研究。
5. 电气自动化工程控制系统的创新技术。在我国电气自动化发展计划的指导之下，随着市场化的环境，不断提升电气自动化工程控制系统的创新能力。并且企业不断吸收创新技术以提升自身的创新能力，而科研的投入，为电气自动化的创新提供了更加广阔的空间，加强政策上的扶持，健全、完善机制对创新都是非常有利的。目前我国企业主要生产一些中低档次的产品，产品主要服务于中小型的项目，企业应该打开自主创新的新局面，转换经济增长模式，逐渐提升创新能力。
电气自动化可以与地球数字化互相结合。此设想包含了自动化的创新经验，可以把大量的相关数据整体为坐标，最终成为一个电气自动化数字地球。将信息全部放入计算机中，与网络结合，不管人们在什么地方，根据地球地理坐标，便能知道任何地方的数据信息。还可以加强企业与相关院校之间的合作。鼓励企业到此专业的学校中建立车间，进行技术生产等，建立学习形生产培训基地。还可以走入企业进行教学。将实践能力和理论学习结合在一起。此外，还要与现代网络联系起来，积极利用已有的科学技术。加强专业培训，提供研究人员水平等。
七．结束语
电气自动化技术我国有几十年的发展历程，其中经过了多次变革与专业的调整，但是由于其应用范围广泛，在社会的各种生产层面都会有所应用，与其他科学技术相结合，也对推动了社会生产力的发展，促进了各个行业的发展。电气自动化技术与其他科学技术的结合与渗透革新了传统的方法与理念，必将为我国经济发展起到了重要的作用。
参考文献：
[1] 范海蛟. 关于机电自动化实际应用的分析 [期刊论文] 《北京电力高等专科学校学报(社会科学版)》 -2012年8期.
[2] 孙永和Sun Yonghe. 楼宇自动化技术在医院机电设备管理中的应用 [期刊论文] 《中国医院管理》 -2005年5期.
[3] 姜新星 姜浩． 电气自动化技术在煤炭工业中的应用 [期刊论文] 《机电信息》 -2012年21期.
[4] 房付玉. 电气自动化技术在煤矿生产中的应用 [期刊论文] 《产业与科技论坛》 -2011年23期.
[5] 范翔. 试论机电自动化技术及其发展 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年10期.
电气一体化论文篇11
【文章编号】0450-9889（2012）07C-0143-02
基于汽车电气设备技术迅速提高，中职生学习汽车电气设备难度增大，如何在有限教学课时里使中职生掌握汽车电气设备的知识与技能，值得汽车维修专业教师去探讨。本文试就中职汽车电气设备课程实施理实一体化教学的相关问题进行探讨。
一、中职学生的学习现状
中职生生源质量下降，他们中的大部分是无法升入高中学习或者连初中都没有毕业才选择进入中职学校学习。中职生大部分是应试教育下的失败者，意志力、自制力较弱，行为懒散，比较叛逆、浮躁、个性张扬等。而这些性格特点会影响到他们的学习动机，大部分中职生学习热情不高，甚至认为学不学无所谓。由于文化基础较差，理论学习热情不高，学习目标不明确，缺乏钻研精神，没有形成良好的学习行为习惯，许多中职生得过且过，学习效率低下，他们不愿学、不好学、不乐学、不勤学、不善学。但同时，他们的智力素质并不低，他们思维敏捷，动手能力较强，对新事物、新观念容易接受，适应性强。因此，专业教学应注重发掘中职生的潜力，应因材施教，培养他们的操作能力，让他们在实践和快乐中学习、进步。
二、理实一体化教学模式的特点
理实一体化教学法是现代职业教育的一种新型的教学方法，是指理论教学和实验、实习教学实行一体化，教学资料、教学媒体（设备）和教学方式实行一体化。这种教学模式打破了传统的课程体系，遵循理论知识“实用为主，够用为度”的基本原则，以技能训练为核心，根据目标的需要确定技能所需要的知识内容，将理论教学与实验实训有机结合。理实一体化教学打破了理论课、实验课和实训课的界限，将某门课程的理论教学、实践教学、生产融于一体，教学环节相对集中，一个教学任务由同一教师讲解，教学场所直接安排在实验室或实训室，师生双边交流互动，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，充分调动和激发学生学习兴趣和积极性。理实一体化教学是一种理论知识讲解和实践并重的教学模式，它以一定项目（任务或问题）为载体，创设一种教师主导，学生主体的教学情境，教师在教学过程中起组织、协调、引导作用。在理实一体化教学中，学生是学习的主人，教师担负激发学生学习动机、发掘学生潜能的责任，该教学模式比较切合当代中职教育实际。
三、汽车电气设备课程理论与实践一体化具体展开
汽车电气设备课程是现代汽车运用与维修专业的主干、核心课程，它具有以下特点：知识点多，抽象而难以理解，操作技术要求高，实践性强。该课程培养学生从事现代汽车维修的必备知识和技能，学好该门课程有利于后续专业课的学习。应合理设计教学模块，以循序渐进为原则，由浅入深，突出学生的主体地位，加强师生互动和学生之间的交流。具体可从以下方面展开：
（一）培养学生学习兴趣，给学生树立起学习汽车电气的信心。开展汽车电气设备课程教学时，教师首先应使学生获得成功的体验，了解每位学生的兴趣、需要与目标，掌握学生的认知基础，设置学生通过努力可以完成的教学目标和活动，从而促使学生获得成功的体验。切实改进教学方法，合理安排教学内容，尽量创造条件，让学生在实践中产生学习兴趣，品尝到学习的成就感和趣味感，心理上为其放下思想负担，鼓励学生胆大心细定能掌握到汽车电气的知识和技能。鼓励学生大胆尝试，重拾自信，树立学生学习信心、坚定信念，彻底破除学生厌学的心理障碍，帮助他们排除消极情绪影响。
（二）引导学生正确掌握检查汽车电气检测工具的使用。检查电路的基本工具有万用表、试灯、试电笔等。在教学生认识汽车电路前先教会学生正确使用工具，能用工具检测电源、电线、熔断器、开关、继电器、传感器、电机、电磁阀等电器元件的好坏，是学习汽车电气必要条件。
（三）识读电器元件的表示方法和电路原理图。引导学生能识别不同厂家汽车线路图上电器元件的图形符号及外型图，了解电器设备结构、原理，必要时让学生自己画图以加深记忆，从而弄清电器设备在线路图上的位置。单独画某一系统或回路主要电器设备的各接线柱，分析各个电器设备所处的电流方向，（下转第145页）（上接第143页）分析回路中各元件的结构、作用和工作原理。
（四）电气试教台架中认识某一系统或某一回路的连接和走向。坚持每次只看一条电路原则，从单一回路入手，开始时选择简单的车型和系统，如电器设备较少的起动系统。教师分析原理图后，并画出电器元件，再由学生在图中假想用导线把它们连接在一起，然后又在试教台上用真实导线连接起来。这个过程根据需要可反复进行，适当放慢速度，不能急于求成，定要使学生每学习一个回路就要完全掌握这一个回路的连接方法，明白电路的走向。对线路讲解要细化，结合线路图在整车电气设备试教台上进行线束查找，每一系统或回路电流通向哪个电气元件，每一分枝杈有几根导线，导线的颜色和标号，它们各接到的电器元件所经过的插接器，这样使学生对该系统在线束上有初步了解并逐步做到思路清晰，在此基础上进行线路故障的现象、原因分析、检测与排除训练。
（五）实车操作。通过前面充分的引导并由学生自己操作，每完成某一系统的台架分析后，接着就转到实车上进行系统电路的查找和检测，学生有了前期的基础，查找和检测就顺利得多，教师在旁指导，让学生动手检测定能较快掌握实车的电路检测技能。实车操作中，要有针对性设置故障点，让学生按照一定的方法和步骤去查找和排除故障，引导学生正确运用故障查找方法和排除思路，避免操作盲目性。
电气一体化论文篇12
该学院电气工程及其自动化专业的“电气工程基础”课程在课程体系中具有承上启下和举足轻重的地位。该文主要是想通过对目前该院工科课程电气工程基础教学方法与手段改革的研究探索，建立一套对工科学生具有实际教育特色的“校企合作、产学结合、工学交替”的人才培养模式，形成一套对于我院工科学生最具特色鲜明的课程教学方式。培养技术力量雄厚、专业技能突出的双师结构教师队伍，搭建信息覆盖面广、服务对象范围宽的信息化平台，实现优质教学资源上网共享，建设设备先进、技术一流的校内外实训基地，提高教学质量，拓宽学生的就业渠道及提高学生就业质量。努力把电气自动化技术专业建设成办学理念先进、产学结合紧密、特色鲜明、就业质量高的特色专业。
1 课程体系及教学内容的构建
该文主要针对创造、创新和创业型的人才培养需求，让学生对本课程的认真学习，建立对电力行业及其相关知识的基本认识，能够通过理论和实践的学习扎实掌握电力系统的稳态分析、暂态分析以及常见的故障分析和相关的计算方法。为以后其它专业课程的学习以及制作毕业设计和实践实习打下坚实的理论基础。
（1）培养目标的确定。该院重点以岗位和职业资格要求为依据，使学生通过在校的努力学习4年的专业知识，不但掌握了专业的理论知识和实践知识，同时拥有专业的就业技能，毕业之时能够获得毕业证和多张技术证书。
（2）课程体系的重构。电气工程及其自动化专业课程体系的建设是以社会需求的职业岗位为核心，建立适应相应的岗位需求的技术性人才，故而重点突破整个课程框架中该课程的主线地位，有效组织学生进行相应的实践课程培训学习，构建具有我院特色专业的工学结合的课程体系。
（3）整体课程的设置。针对当前社会的需求，电气工程及其自动化专业课程的设置必须从社会岗位需求考虑，把握以工作任务为要领，经过对学生在校期间对课程的专业学习，培养以学生就业为导向目标，让专业课程的内容能满足社会中对该行业岗位或相关多岗位之间工作上的专业知识技能需求。
（4）以项目为主体建设专业核心课程。重点打破传统的以课堂讲授知识为主要特征的传统学科课程模式，转变为以学生适应社会中企业或公司的工作岗位任务为中心，集中精力组织相关专业课程内容，让学生能将所学专业知识运用到项目中，同时又能在执行项目过程中熟悉所学理论知识。
2 “电气工程基础”课程教学方法与手段改革
通过校企合作是本院电气工程及其自动化专业课程开发的最有效、最基本的途径，共同开发、开发的具体方法如以下几点。
（1）教师讲授与学生自学结合，采取案例教学方法试行研究。为了培养学生将所学的电气工程基础专业理论课程能够灵活运用到实际问题中，采取通过具体事例教学方式和课题理论相结合方式。如在讲授电力系统无功功率与电压调整这部分内容时，可设计案例：某工厂由于功率因数过低，导致每月均有大量罚款，而该工厂认为这项罚款不可避免，可以改善吗？在讲授电力系统潮流分布中环路电势的概念前，将某电厂在先后购置的两台变压器并联运行时出现的环网损耗的计算作为实际案例。案例教学提高了学生分析问题、解决问题的能力和创新能力，同时也提高了学生的语言表达能力和心理素质，激发了他们的学习兴趣，形成教师与学生互动的学习氛围。
（2）采用启发式和基于仿真的教学方式，落实我院该课程的技术理论联系实践的教学改革。“启发式”教学法是符合教学基本规律的，积极的采取科学的方式能够让学生开动脑筋、思维和实践，进而能够掌握实际性的知识和技能。基于仿真的教学方法主要是针对本课程的主要内容：输电线路稳态和暂态模型、各种基于计算机编程的潮流计算方法、同步发电机电磁暂态数学模型、同步电机三相短路分析、不对称短路故障分析、机电暂态分析、电压稳定性分析等难教难学内容，采取建立大量的仿真案例进行实际分析方式，使学生真正能够观察到各种短路后的波形，而且可以判断系统的稳定性、同时能够验证潮流计算结果等。这样在调动学生学习兴趣的同时，又能够很自然的让学生抓住该课程的重点所在。
（3）研究制作一套完整的适用于电气工程基础理论与实践相结合的课程教学方法和改革手段所需的PPT电子演示文稿幻灯片。主要是通过围绕专业领域核心技术能力的培养，解决公共课程实数较多，专业课程实数较少与日益增多的教学内容矛盾，能够在有限的专业课程教学时数内，采取对专业课程实习优化教学设计、简化教学过程和精选重点教学内容，使教学应更具备企业岗位需求的针对性。
（4）加强“双师型”教师队伍建设。应该着重考虑企业人才及市场需求，着力于培养复合型、开放型和创新型的电气自动化专业技术人才。
3 结语
工学院作为我校具有工科教育特色的一个院系，有很多动手、协作、团队的课程培养是通过项目研究来实现的。因此，加强我院电气自动化专业实践性课程项目研究的建设，以帮助学生提高创新创业能力尤为重要。经过对该专业中的电气工程基础课程教学方法和手段的改革研究，对我院工科学生将会受到更多更广良好的工程试验基础训练，同时还有大量上机实习等实际锻炼的机会。学生将在企业的控制与生产自动化以及针对当前社会需求岗位的自动控制与自动化软件应用方面获得系统分析、设计、开发与研究的基本能力。
参考文献
[1] 刘涤尘.电气类专业基础核心课程体系与教学改革研究与实践[R].教育部面向21世纪课题研究报告，2004.
电气一体化论文篇13
U形管作为一个小型的实验用具，在化学实验教学过程中有很多用途，其经过少许合理、精巧的改装后组成的实验装置轻便简捷，操作方便，不但节省实验药品，有效减少有毒有害气体对环境的污染，而且促进了学生的创新精神和探究性学习的发展，充分体现了现代教学中提倡的微型实验、绿色实验的理念。笔者就U形管在化学实验中的使用归纳小结，以飨读者。
1.SO2的性质实验
1.1操作步骤及现象
向盛有15g的Na2SO3粉末的250ML广口瓶上加上橡胶塞，胶塞上安有装有15%的稀H2SO4的10ML注射器、装有H2O的20ML注射器和一个单孔导管，单孔导管分别于四个U形管依次串联，管内分别装有紫色石蕊试液、黄色的溴水、紫色的KMnO4溶液、无色的Na2S溶液，并分别在第一个和第二个U形管壁上贴一个干燥的品红试纸和一个湿润的品红试纸，在第四个U形管右侧管口处系上一个用于平衡气压的气球。
首先将稀H2SO4注入广口瓶中，反应产生的气体依次通过各个U形管，可见干品红试纸不褪色，紫色石蕊试液变红色，湿品红试纸褪色，黄色的溴水褪色、紫色的KMnO4溶液褪色、无色的Na2S溶液中有黄色浑浊出现，U形管内的气泡也依次从左向右使尾部的气球膨胀变大；这证明了SO2性质中的酸性、漂白性、还原性和氧化性。然后将另一个注射器内的H2O加入反应后的广口瓶中，可见U形管内的气泡又依次从右至左运动，尾部的气球逐渐变瘪，说明SO2易溶于水的性质。最后取下贴有湿润品红试纸的U形管，将试纸端在酒精灯上微微加热，褪为白色的品红试纸又返回红色。
1.2装置特点
该实验设计安全、科学、操作简单，实验现象明显，装置环保，而且实验过程中颜色的变化、气体的流动，充分激发了学生的好奇心，增强了实验的趣味性，把SO2的制取及各个性质在同一个仪器中进行对比和展示，教学效果非常好。
此套装置还可以用于Cl2、H2S、C2H2、NO2的气体制取及一些漂白性和还原性或溶解性实验小论文。
2.氢氧燃料电池
2.1操作步骤及现象
在管口Φ40的U形管的两端各插入一根较粗的多孔疏松的石墨电极初中物理论文，内装KOH电解质溶液，在电极两端通上电源，电解KOH溶液产生的H2和O2分别富集于两电极棒上，疏松多孔的的碳棒可以吸附大量的气体，通电约2—3min后，将一个安有1.5V小灯泡的灯座连在电极上，碳棒吸附的H2和O2形成氢氧燃料电池将化学能转化为电能，能使小灯泡发亮时间维持30S左右。
2.2装置特点
U形管在原电池和电解池中的应用比较广泛，可以做电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀等，也可以做铜锌原电池；用U形管来进行氢氧燃料电池的实验不但可以简化教材中的实验装置，而且实现电能和化学能之间的相互转化，便于课堂讲授和开发知识点，一举两得。
3.铜和硝酸反应
3.1操作步骤及现象
将一不等高的U形管短端安上橡胶塞，胶塞上打孔插入一个旋塞和一个玻璃燃烧匙，将U形管内装满硝酸，燃烧匙内加入铜片。反应开始产生的气体聚集于U形管的短端处，当气体量超过燃烧匙的下端时，可以实现固液分离，此时不但可以观察到气体的颜色，还可以经旋塞排放进行气体性质的检验。
3.2装置特点
本装置类似一个简易的启普发生器，优点是密封性好，操作简单，可以随时制备气体和进行性质检验，如制取的H2可以在玻璃旋塞上点燃观察淡蓝色火焰，制备的无色的NO经旋塞排出后接触空气变成了红棕色的NO2.
此教具可用于Cu、Fe与浓、稀硝酸反应制取NO2和NO气体，Cu与浓硫酸反应制SO2、大理石和稀盐酸制CO2、锌粒和稀盐酸制H2、CaC2和饱和食盐水制C2H2、金属Na和H2O的反应等固液不加热制气实验。
4.气体除杂
U形管兼具干燥管和洗气瓶的功能，让气体通过加有试剂的U形管可以实现气体的检验和除杂。如气体通过无水CuSO4来检验水蒸气，如通过浓硫酸除去酸性气体中的水蒸气，通过CaO除去碱性气体中的水蒸气等等。
此外，U形管常用于做Fe（OH）3胶体的电泳实验，改进喷泉实验装置[1]，可以用U形管设计Na2O2与CO2反应的简易实验装置，将U形管插入冰水,可以将通来的气体迅速冷却，比对U形管两侧液面的相对高低可以检验装置的气密性等等。
参考文献：
