淺析如何組織《變頻器原理與應(yīng)用》的實驗課堂

孔令燕

摘 要：《變頻器原理與應(yīng)用》這本書主要是高等職業(yè)類院校的電氣工程與自動化類、機(jī)電類、自動控制類等專業(yè)所使用的教材，本人通過多年對本課程的了解，結(jié)合在教學(xué)實踐中所遇到的問題，總結(jié)出在進(jìn)行《變頻器原理與應(yīng)用》的教學(xué)實踐中，如果能夠如下的組織方式進(jìn)行教學(xué)組織，將能獲得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：變頻器；電機(jī)；頻率；實驗報告

《變頻器原理與應(yīng)用》是一門集理論學(xué)習(xí)與實際應(yīng)用為一體的課程，在課程學(xué)習(xí)過程中針對于變頻器的應(yīng)用這一部分的教學(xué)需要在實驗室進(jìn)行，課堂各環(huán)節(jié)的設(shè)計以及對實驗現(xiàn)象的觀察關(guān)系著學(xué)生對知識點的掌握程度，那么如何組織高效的課堂呢？筆者就三菱變頻器外部端子的點動控制為例來加以說明。

第一步，準(zhǔn)備工作。在做實驗之前學(xué)生應(yīng)對本次實驗的目的、變頻器主要參數(shù)的功能、變頻器外部接線圖、實驗步驟等內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，了解本次實驗的重點。實驗開始，讓學(xué)生根據(jù)控制要求，自行設(shè)計線路。本次實驗要求1，通過操作面板控制電機(jī)啟動和停止，按下按鈕S1，電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動，松開按鈕S1，電機(jī)停止。因此需要一個點動按鈕S1。電動機(jī)的工作電源接在變頻器的輸出端子U、V、W上，電動機(jī)做星形運行。根據(jù)設(shè)計，畫出電路連接圖，如下圖。接下來進(jìn)行線路連接，這一部分尤其要注意變頻器輸入電源的電壓等級，變頻器電壓等級常用的有220V和380V兩種，實驗室變頻器采用220V電源供電，要求學(xué)生一定注意接線正確，以免損壞變頻器。線路連接完畢需要經(jīng)指導(dǎo)教師一一檢查，確認(rèn)線路連接正確無誤后方可上電。經(jīng)過這一階段的準(zhǔn)備，學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入試驗狀態(tài)。

第二步，分析實驗要求2，選擇參數(shù)，繪制參數(shù)功能表。本次實驗要求2，運用操作面板改變電機(jī)的點動運行頻率和加減速時間。變頻器必須工作在面板和外部端子混合控制模式下，所以79號參數(shù)需要設(shè)置為4。電機(jī)的點動頻率需要在15號參數(shù)里加以設(shè)置，初步設(shè)定點動頻率為20赫茲。點動加速時間需要在16號參數(shù)里加以設(shè)置，初步設(shè)定為0.5S。而點動控制需要開啟端子控制功能，如選用RL端子為點動信號輸入端，則需要把180號參數(shù)設(shè)為5.變頻器工作的上限頻率50赫茲和下限頻率0赫茲分別在1號參數(shù)和2號參數(shù)里進(jìn)行設(shè)置，具體表格如下：

通過對控制要求的分析，學(xué)生加深了對變頻器參數(shù)的功能的理解，掌握了開啟端子功能的方法，并且熟知了常設(shè)數(shù)值的意義。枯燥的數(shù)字并不能把學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性完全調(diào)動起來，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，接下來就要動手操作了。

第三步：參數(shù)設(shè)置。線路已經(jīng)連接完畢，接下來要做的是1.設(shè)置參數(shù)。要求學(xué)生把變頻器內(nèi)部所有參數(shù)清零，目的在于讓學(xué)生掌握參數(shù)清零的方法。參數(shù)清零之后部分參數(shù)無法找到，這就需要通過把160號參數(shù)設(shè)置為0來找到所需要的其他參數(shù)，這一步也是學(xué)生在做實驗時需要反復(fù)練習(xí)的，目的是讓學(xué)生掌握一旦變頻器參數(shù)丟失找回參數(shù)的辦法，然后按照要求逐一進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。這個過程旨在讓學(xué)生熟練掌握參數(shù)設(shè)置的流程。不同廠家的變頻器面板有所差別，功能鍵的設(shè)置有所不同，但參數(shù)設(shè)置流程基本是類似的，熟練掌握一種變頻器的參數(shù)設(shè)置流程，其他類型變頻器的參數(shù)設(shè)置也就不成問題了。

第四步：運行，觀察實驗現(xiàn)象，完成實驗報告。在實驗過程中有學(xué)生反映按下按鈕，電動機(jī)不啟動，經(jīng)查看發(fā)現(xiàn)變頻器面板上的運行鍵沒有按下。按下運行鍵，變頻器面板上運行指示燈開始閃爍，再按下按鈕，電動機(jī)啟動。在電機(jī)運行過程中，在按鈕已經(jīng)按下的情況下如果按下面板上的停止鍵，電動機(jī)就會停止運行。通過這個過程讓學(xué)生明白面板操作與外部端子控制兩種控制方式之間的配合，更進(jìn)一步了解參數(shù)對運行的影響。如果修改參數(shù)設(shè)置值會不會影響運行呢？提出要求，鼓勵學(xué)生修改P15、P16的參數(shù)重復(fù)實驗步驟，完成下列表格：

（P1=50）

設(shè)定值 輸出頻率 輸出電流

P15=30

P15=35

P15=40

P15=45

P15=50

P15=60

P15=70

這個過程旨在讓學(xué)生觀察設(shè)定值變化時，變頻器輸出頻率的變化以及電動機(jī)運行速度的變化。通過實驗學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)設(shè)定值超過50HZ時變頻器輸出頻率都是50HZ，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生當(dāng)設(shè)定值超過40HZ如果想讓輸出頻率都是40HZ那么該如何去修改參數(shù)呢？比照上表再完成一個表格，通過第一輪實驗學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性已經(jīng)被調(diào)動起來，他們很愿意去嘗試著修改參數(shù)，從而去驗證自己的想法。此時學(xué)生的好奇心充分被調(diào)動起來，學(xué)習(xí)勁頭很足。

實驗課相比于理論課來說，除了鼓勵學(xué)生動手探索知識之外更大的一個特點是學(xué)生一直在交流，互相討論，互相幫助，這也是我們在培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊協(xié)調(diào)能力，每次實驗課后在實驗報告上都要有一個版塊來體現(xiàn)學(xué)生的這種互助比如說讓同學(xué)們寫出來本次實驗的心得是什么，本次實驗中誰幫助了你，在哪些方面幫助了你，或者是你幫助同學(xué)解決了哪些問題等等。從剛開始的三言兩語，到學(xué)期末的洋洋灑灑，學(xué)生學(xué)會了表達(dá)，也學(xué)會了感恩。

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