梁寶德

摘 要：交流電動機采用變頻器調(diào)速是電氣控制領(lǐng)域中快速發(fā)展的一項新技術(shù)，但有些職業(yè)技術(shù)學院的課程教學則相對落后。為了實現(xiàn)高等職業(yè)技術(shù)教育教學為生產(chǎn)應用服務，為生產(chǎn)一線提供應用型專門人才的辦學宗旨，讓課程教學與生產(chǎn)應用的實際更好地結(jié)合，促進該門課程的教學改革，課題組深入生產(chǎn)一線，對變頻調(diào)速技術(shù)在本地區(qū)有色金屬企業(yè)中的應用情況進行了調(diào)研，了解到企業(yè)中變頻調(diào)速技術(shù)應用的基本情況和主要特點，結(jié)合教學實際情況，找出課程教學改革的基本方向，提出課程教學改革的思路。

關(guān)鍵詞：高職教育 教學改革 變頻器 調(diào)研

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）02（c）-0152-02

1 前提與背景

絕大部分的生產(chǎn)機械都是需要調(diào)速的，采用變頻器對交流電動機進行調(diào)速控制，普遍體現(xiàn)出優(yōu)異的節(jié)電效果，并且這種系統(tǒng)具有調(diào)速方便、組態(tài)靈活、高智能化等特點，使其自從問世以來，就得以快速地推廣，并且仍在以每年不小于20%的遞增量在發(fā)展。

作為培養(yǎng)應用型人才的高職院校，在電氣自動化、機電一體化等專業(yè)中普遍開設(shè)有《變頻器調(diào)速技術(shù)》這一推廣新技術(shù)的應用型專業(yè)課程。然而對于包括本學院在內(nèi)的許多西部地區(qū)高職院校來說，由于資金、設(shè)備、師資力量等各種原因，變頻調(diào)速技術(shù)課程的教學仍然采用的是“二元制”教學法，既主要是以課堂理論教學為主，配合有限的少量演示實驗的方法，這種教學方式既不能達到讓學生學習該課后盡快掌握變頻調(diào)速基本技術(shù)，更不能達到按照實際需要操作和調(diào)控變頻器調(diào)速裝置的教學目的。學院在2007開始投入建設(shè)這門課程，結(jié)合當時該地區(qū)有色金屬企業(yè)引進的設(shè)備大多數(shù)采用日本三菱公司的通用變頻器，該院投資建設(shè)的變頻器調(diào)速實驗室配置了12套三菱變頻器實驗臺，同時在教材的選配上也只考慮以三菱變頻器為藍本的教材以便于和實驗相結(jié)合。通過這些年的教學實踐，教學效果并不理想，學生的學習興趣總是不高，通過對該課程學習后能夠基本掌握變頻器技術(shù)的學生更少。鑒于變頻器調(diào)速應用技術(shù)的快速發(fā)展需要和課程教學現(xiàn)狀，我院變頻調(diào)速技術(shù)課程教學改革勢在必行。2014年4月，申報了題為“與企業(yè)生產(chǎn)應用結(jié)合的變頻調(diào)速技術(shù)課程項目式教學法研究”的云南省教育廳教學科研課題，在課題的驅(qū)動下，團隊成員從7月上旬開始，開展了課題調(diào)研活動。

2 調(diào)研情況

考慮到該學院所處地區(qū)主要是以有色金屬工業(yè)為主，學院的畢業(yè)生將會有部分在本地區(qū)有色金屬企業(yè)就業(yè)，以及有色金屬企業(yè)生產(chǎn)形式多樣，設(shè)備種類復雜，高新技術(shù)引入較快等特點，課題組擬定該次調(diào)研以某有色金屬生產(chǎn)集團公司中的具有代表性的幾大生產(chǎn)單位為主要對象，結(jié)合課題需要開展了系列調(diào)研工作，團隊成員調(diào)研所至單位包括有：礦山采掘，選礦，冶煉化工和機械生產(chǎn)等一、二線企業(yè)，調(diào)研所至單位代表了本地區(qū)有色金屬生產(chǎn)的各個主要環(huán)節(jié)，也能代表本地區(qū)電氣控制技術(shù)應用的前沿水平。團隊成員與各單位的設(shè)備能源部門、電氣工程技術(shù)人員以及電氣設(shè)備維修人員等進行了廣泛的技術(shù)交流和變頻器應用情況的調(diào)查，深入到設(shè)備安裝使用現(xiàn)場了解設(shè)備的具體情況，收集了技術(shù)資料，對后續(xù)課題研究工作的展開和變頻器課程教學的改革找到了導向，打好了基礎(chǔ)。

3 調(diào)研得到的體會認識

通過調(diào)研，就變頻器調(diào)速技術(shù)在本地區(qū)有色金屬行業(yè)的應用情況有了以下的體會和認識。

（1）目前，變頻器調(diào)速技術(shù)已經(jīng)在本地區(qū)有色金屬企業(yè)的各個主要生產(chǎn)單位中得到了普遍的應用。按照生產(chǎn)流程的不同，礦山采掘、礦石精選、金屬冶煉等各種類型的生產(chǎn)企業(yè)，變頻器在具體生產(chǎn)設(shè)備上的應用又有所不同，礦山采掘單位主要應用于卷揚機、提升機、通風機等大型設(shè)備；選礦單位在砂、水泵上大量應用，球磨機也有應用，冶煉單位主要應用在風機、行車等設(shè)備中。

（2）由于目前國內(nèi)市場變頻器廠商眾多，本地區(qū)有色金屬行業(yè)使用的變頻器也具備多種品牌的產(chǎn)品形式，當然也存在一定的規(guī)律，早期投資的多以三菱、富士等品牌為主，近年投資的大多是ABB、AB、施耐德，此外有西門子、安達等，也采用了像英威騰等一些較大的國產(chǎn)品牌。

（3）節(jié)能是選用變頻器調(diào)速技術(shù)的重要理由。是否采用變頻調(diào)速技術(shù)對生產(chǎn)設(shè)備進行控制，各企業(yè)主要選擇的依據(jù)都把是否存在節(jié)能空間作為第一要素，就各單位目前使用變頻器的設(shè)備來看，都具有良好的節(jié)能效果。

（4）各企業(yè)在應用變頻器調(diào)速技術(shù)中的幾個主要特點是：①變頻器大都是利用PLC有的甚至還利用了觸摸屏來進行控制，單獨使用變頻器并利用其自身控制功能來實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制的情況不多；②變頻器與PLC的控制技術(shù)往往與電腦結(jié)合，利用電腦存儲控制程序、圖紙、調(diào)試等技術(shù)資料，利用網(wǎng)絡與技術(shù)提供商直接咨詢運行問題并尋求處理；③變頻器調(diào)速控制技術(shù)基本代表了當今自動控制技術(shù)的最新應用，新技術(shù)應用要求一線維修工掌握其基本運行維護技術(shù)，可以直接處理生產(chǎn)中的常見問題，如在對某礦山的調(diào)研中我們就看到電腦配置到了維修班組，維修工直接在電腦上查詢資料，并依此處理運行中出現(xiàn)的問題。

（5）變頻器運行維護中需要處理問題出現(xiàn)概率最高的是：工頻電源切換、啟動轉(zhuǎn)矩不足和輸出頻率跳變等問題。

（6）相關(guān)技術(shù)應用新動向：在代表該地區(qū)有色金屬企業(yè)最新科學技術(shù)應用水平的某銅業(yè)公司看到了在高壓電動機調(diào)速控制上應用的高壓變頻器實體，高壓變頻器的結(jié)構(gòu)原理是有別于通用變頻器，其內(nèi)部由很多個相同的單元模塊構(gòu)成，每一個單元模塊就是一個單相變頻電路，每N個模塊串聯(lián)為一組，分別對應高壓回路的三相，單元模塊的多少由輸出電壓的大小決定。在行車的變頻控制中，配有監(jiān)控視屏的先進操作控制臺完全不同于傳統(tǒng)的操作方式，主鉤、副鉤、大車、小車的操作都采用了無級調(diào)速，更能體現(xiàn)變頻調(diào)速的優(yōu)越性能。

4 課程教學改革的思路

針對于該次教學研究課題，擬定應該取得的幾個突破點為：（1）要突破長期以來理論教學與實踐訓練二元分離的局面，探索和實施以工作任務為中心，實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的一體化教學模式；（2）要突破傳統(tǒng)教育中“師本位”的教學理念和格局，實現(xiàn)在教學過程中以學生為本，在任務引領(lǐng)下學習相關(guān)知識，發(fā)展職業(yè)能力，通過完成任務獲取成果，從而激發(fā)學生的成就動機，激發(fā)學習興趣和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力；（3）要突破一般教材只選用單一廠家機型組織教學內(nèi)容的屏障，拓展學生視野，增強應用能力，要結(jié)合該地區(qū)、該行業(yè)常用的廠家機型進行教學，做到讓學生熟練一種機型，至少掌握兩種以上機型。（4）要突破課程教學只限于在校內(nèi)進行的局限，要開發(fā)和利用好校外實訓基地，整合校內(nèi)外課程教學資源，探索開展在生產(chǎn)一線的教學活動，培養(yǎng)學生的生產(chǎn)一線專業(yè)知識和技能。

結(jié)合調(diào)研得到的體會和認識，課題研究及今后變頻調(diào)速課程建設(shè)與教學改革的思路應該注意以下幾點。

（1）必須遵行高等職業(yè)技術(shù)教育教學為生產(chǎn)應用服務，為生產(chǎn)一線提供應用型專門人才的辦學原則，結(jié)合生產(chǎn)實際需要的內(nèi)容來組織教學項目與任務，應該注意避免只是單一地按照教材的內(nèi)容來安排和進行教學。

（2）按照“項目式”教學法的模式，采取講與訓結(jié)合的教學方式，探索“以就業(yè)為導向，以能力為本位”的任務引領(lǐng)型教學方法，激發(fā)學生的成就動機，突出職業(yè)能力培養(yǎng)。教學過程要注意以學生為主體，教師為學生學習過程中的引導者、指導者和監(jiān)督者的教學定位，學習的重點在學習過程而非學習結(jié)果，讓學生在這個過程中鍛煉各種能力，避免采用只是以老師為主，在課堂講過理論后再配合有限的少量演示實驗的教學方式，這種方式既不能達到讓學生學習本課后盡快掌握變頻調(diào)速基本技術(shù)，更不能達到按照生產(chǎn)實際需要操作和調(diào)控變頻器調(diào)速裝置的教學目的。

（3）現(xiàn)行變頻器教材都只是以一個特定的品牌來編著的，這就局限了學生的適應能力，因而操作系統(tǒng)與方法部分的教學應該在注重基礎(chǔ)理論的前提下，以一個典型品牌的操作系統(tǒng)為主兼顧多個品牌的操作方法，培養(yǎng)學生在熟練掌握一種機型操作的基礎(chǔ)上，至少還能掌握兩種以上機型的基本操作方法。

（4）通用變頻器是電動機調(diào)速中采用的主要變頻器，應該作為教學的主要內(nèi)容，但是根據(jù)企業(yè)的應用情況，教學中應該注意同時介紹高壓變頻器、交-交變頻器的結(jié)構(gòu)、原理等。增加教學內(nèi)容，會形成學時的不足，在教學學時不足的情況下如何組織好講與訓結(jié)合的項目式教學法需要對項目任務的設(shè)定認真酌定。

（5）開發(fā)和利用好校外實訓基地的資源，探索生產(chǎn)車間與課堂的結(jié)合模式，開展在生產(chǎn)一線的教學活動，直接培養(yǎng)學生的生產(chǎn)一線專業(yè)知識和技能。

（6）變頻器控制技術(shù)代表了當今電氣控制技術(shù)的新領(lǐng)域，變頻器與PLC、電腦、觸摸屏等人機界面的結(jié)合應用是大趨勢，利用電腦存儲控制程序、圖紙、調(diào)試等技術(shù)資料，利用網(wǎng)絡與技術(shù)提供商直接咨詢運行問題等，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)在電氣自動控制中的運用。這樣的現(xiàn)實要求每一個專業(yè)課程任課老師必須具備有豐富的專業(yè)知識和探索新的科學技術(shù)能力，加強自身學習和培養(yǎng)勢在必行，同時要學會引導學生學會利用網(wǎng)絡這一現(xiàn)代信息技術(shù)來學習，以補充課堂教學和教科書以外的豐富的專業(yè)知識，探索未知的科學技術(shù)。

參考文獻

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[2] 馬宏騫.變頻調(diào)速技術(shù)與應用項目教程[M].電子工業(yè)出版社，2011.4.