組合式多功能電工技術的實驗實訓裝置設計論文

2021-04-20 論文

　　摘要：從組合式多功能電工技術實驗實訓裝置的具體設計思路入手，闡述了具體的設計流程，分析實驗實訓裝置的功能及使用效果，以期更多地了解組合式多功能電工技術實驗實訓裝置在中等專科院校教學使用中的重要性。

　　關鍵詞：組合式；多功能；電工技術；實驗實訓；設計

　　引言

　　在科學技術迅速發展的帶動下，整個工程技術的領域也快速發展，隨著新工藝和新器件的涌現，在滿足新的工程標準的同時，對于中等專科院校人才的培養要求也越來越高，而國家中等專科院校進行實踐教育的這一環節相對比較薄弱，原因之一是教學經費比較少，另一原因就是教學經費得不到有效利用。現階段中等專科院校實驗室的重要建設工作就是研發新的節約資金卻高效利用的實驗裝置。

　　1.設計的具體思路

　　必須要符合國家各類型的中等專科院校的《電工技術》、《電路分析》以及電工基礎或是其他的相互關聯課程的教學大綱，滿足大綱里對實驗實訓部分的要求。必須要將傳統電工基礎實驗方面精華的部分完全保留，確保學生能夠利用分離元件進行實際動手操作，進一步提高實踐能力，將試驗臺作為媒介，培養學生綜合運用的技能，同時不斷創新和改革電工基礎的實驗課程，使得電工基礎實驗的課程有一個全新的平臺。

　　2.設計的具體流程

　　2.1框架的設計

　　為將電器元件更加便捷、直觀地呈現到學生面前，在設計中進行框架設計的部分就必須采用箱式分層型的模塊化的結構。相較于同類的產品，該裝置的體積相對較小，重量相對較輕，成本也不太高，相對來說功能更加齊全，同時進行模塊更換的時間比較短，這些都是采用箱式分層型結構的優勢，并且能夠進一步減少實驗準備的工作量，有效減少實驗設備的投入經費，更加便利于組建流動的實驗室。

　　2.2針對不同原件進行布局

　　在完全了解各個元件的屬性信息的情況下，才能夠在不同的模塊中進行元件的布局。元件的屬性信息主要包括：引腳距離、外觀尺寸以及電器性能等，按照以下原則進行設置：電平相差較大和容易互相干擾的電路互不靠近，對于各個電路之間的銜接必須要得當，避免迂回的傳遞電信號，將信號的走線盡力變短；一般情況下按照信號的流向排列元器件，初始是輸入級，終止為輸出級，盡量在方便于調節的情況下布置可調控的元器件；盡可能地將有鐵芯的電感線圈相互垂直放置并且相互遠離，使得彼此間的耦合減小；必須要將元器件排列的緊湊、整齊以及均勻，同時密度保持一致，避免將元器件進行交叉排列或者是斜排；對于處在邊緣位置的'元器件，距離模塊電路板的邊緣必選要超過10mm，對于需要固定電路板的位置，必須要留下足夠進行緊固的位置，注意這個留下的位置必須方便拆卸和安裝。

　　2.3設計并且制作出模塊電路板

　　根據實驗的內容以及項目的具體要求，綜合性地運用線路和元器件，用心設計出比較實用、簡單的模塊電路板，進而利用計算機的軟件以及繪制元件將其安裝在基板上（模塊電路板中的一塊絕緣的板），從而成功制作出模塊電路板。模塊電路板主要的模塊可以分為四塊，并且在不同的實驗內容下，可以進行相互間的更換。

　　2.4外圍的電器控制部分與電器元件的連接

　　為了使得整個實驗實訓的裝置更加可靠，必須要以插接件的方式進行設計，既可以使得各個電器的接線端子與接點的相連較為可靠，延長電器的使用壽命，同時又為組成不同內容的實驗線路的部分提供了更加便利的條件[1]。

　　2.5具體的安全措施

　　在組合式的多功能的電子技術實驗實訓裝置中，最為重要的就是安全措施。結合實踐的經驗可以知道，只有長期培養學生的安全意識，并且反復多次地灌輸才能逐步養成良好習慣，所以在實驗實訓的整個過程中，對學生安全意識的培養都貫穿其中。這個裝置是利用三項五線制進行電源的輸入，并使用開關、按鈕以及接觸器進行操作，進行相關的控制，面板上會通過三相電壓進行指示。內部會放置電壓型和電流型的過流保護器和漏電保護器，當出現輸出的短路、負載過重以及漏電現象的時候，這個裝置就會及時報警，如果電流值超過了既定的設定值時，就會自動將電源切斷，使得操作者人身安全得到保障[2]。

　　3.實驗實訓裝置的功能及使用效果

　　3.1具體的功能和特點

　　在該試驗裝置的實驗器件以及儀器儀表的部分，都使用了組合式分層的結構，進行每層設計的時候，都有功能互不相同的模塊，需要單獨設計不同的元器件，不能夠使用準備好的實驗電路，所有進行實踐實訓的電路都必須通過學生進行獨自組建，這樣既可以訓練學生的基本實驗技能，同時也可以鍛煉學生獨立設計實踐電路，構建電路的模型，為學生研究性的實踐以及設計性的實踐都開辟出了新的道路，從而增強了學生的開拓創新精神以及綜合性思維的能力。

　　3.2實際的使用效果

　　制作完成組合式多功能電工技術實驗實訓裝置后，在進行試用的過程中，學生以及教師都有良好的反饋，同時大大地便利了教學。這個裝置的實際操作比較方便，使得實驗的內容變得豐富，加強了學生綜合性知識的學習，使得課程的學習事半功倍，更加透徹[3]。

　　4.結語

　　在中等專科院校中，對組合式多功能電工技術實驗實訓裝置進行研發以及應用可以使得電工基礎實驗課程中的所有項目都能得到良好的實踐，進一步提高了實踐教學的效率，并且為課程相關的科研工作和教學改革提供了全新的工作平臺。目前，研制成功的實訓裝置已經在中等專科院校的相關課程中得到廣泛應用。

　　參考文獻

　　[1]孫玉紅.電工技術實訓裝置改進初探[J].廣西教育，2015（12）：189-190.

　　[2]王曉剛，夏洪永，羅謐.電工技術實驗實訓裝置構建研究[J].中國電力教育，2012（33）：67-68.

　　[3]黨麗輝,裴幫富.組合式多功能電工技術實驗實訓裝置的設計思考[J].技術與市場，2008（2）：54-55.