电气一体化论文篇1

二、教学师资力量的制约

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：R55 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）04-0312-02

1.内磁场理论的产生

导体切割磁力线时，导体内必然要产生磁场，在这个磁场作用下使自由电子瞬间位移，原子因为失去自由电子产生的磁场（电场）称：内磁场。内磁场是导体内部被外磁场磁化p消磁p反极性磁化所表现交替变化的磁场现象。内磁场是可以吸引导体内自由电子移动。当交替变化的外磁场切割导体时，导体一端为N极另一端是S极，当导体形成闭合环路时，S极端的自由电子受到N极磁场的吸引力作用，将快速移动到N极端磁场。当外磁场对导体反极性磁化时，使导体两端磁极改变，自由电子移动方向也同时改变。如此循环就形成交变电子流。如果按三角正弦函数规律变化的外磁场使导体磁化时，被磁化的导体也产生按正弦规律变化的内磁场，内磁场也就是我们日常生活用的正弦交流电。

通过以上分析电场是不存在的，是内磁场吸引力移动自由电子在作功。所谓感生电动势就是内磁场吸引力。试验数据也不能证明导体内部是电场力还是内磁场吸引力，因为它们表现的各种物理特征都一样，只能通过对自然科学中的一些无法解释的自然现象。用内磁场理论来分析它们的工作原理，看是否符合自然规律和逻辑推理。如电磁理论中的感应电动势、自感现象、电磁波等自然科学中一些谜团。只要能解开这些谜团。就可以验证内磁场理论真实的存在。

1）用内磁场理论解析“自感现象”原理

在交流电路中线圈产生的自感现象有“自感电动势”“反电动势”交流电路中的“感抗”。自感现象是交流电路中一种特殊的电磁感应现象很难理解。本文用内磁场理论来分析自感现象的原理，用“磁滞”现象来解释自感现象。交流电是指大小和方向都随时间做周期性变化的矢量场，本文称内磁场。当在电路中的线圈输入交流电时，线圈内磁场做周期性变化过程中，线圈产生的剩磁与线圈匝数正比例叠加，线圈内新磁场的形成与线圈内叠加的剩磁相减，减弱了线圈内新磁场的强度。而这种相互作用的现象随时间做周期性变化，导体内磁场充磁、消磁、剩磁现象与磁滞回线相似。可以确认自感现象就是“磁滞”现象。（磁性物质都具有保留其磁性的倾向，磁感应强度B的变化总是滞后于磁场强度H的变化的，这种现象就是磁滞现象）

2）用内磁场理论解析“安培力洛伦兹力”

书上讲安培力的实质是形成电流的定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力。磁场对运动电荷有力的作用，这是从实验中得到的结论。如果内磁场引力使电荷在作功，而移动的电荷是被磁化的粒子，磁性粒子移动过程中必然产生磁场，电动机是磁性粒子移动产生的交变磁场在作功，电灯是磁性粒子移动时摩擦碰撞产生热量在作功。实际上无论是电动机还是电灯都是磁性粒子运动在作功。它们的动力是内磁场引力。霍尔原理也证实磁场对运动电荷控制作用，这与内磁场理论不谋而合。用内磁场理论分析安培力p洛仑兹力都是磁场力，是内磁场引力使磁粒子在作功。

3）用内磁场理论解析“电磁波”产生与传递原理

用内磁场理论来分析电磁波，交替变化的磁场能量，通过天线向空间传递磁能量形成了电磁波。电磁波在空气中离不开介质，介质是空气间的各种气体的原子和宇宙间氢原子p氦原子，这些都是电磁波很好的传播介质。发射端天线线圈中电子流产生的磁场，通过天线对周围的空气中的气体原子磁化及反极性磁化，被磁化的气体原子对周围的气体原子磁化及反极性磁化，最终传播到电磁波的接受端。接受端天线触及到被磁化的气体原子，被磁化的气体原子将磁场能量传递给接受端天线的线圈，在线圈两端产生交变的内磁场。电磁波在空气中传播，可以理解是气体原子与气体原子通过磁化及被磁化的过程。如果提高电磁波输出频率就能提高瞬间功率，使电磁波通过空间传播到达更远的地方。

2.宇宙能量产生惯性力

大道之简看宇宙。浩瀚的宇宙空间，唯一能看到闪闪发光是宇宙中的恒星。恒星是由非固态、液态、气态等离子组成的。核聚变所释放出的能量达几百万度高温是发光的天体。宇宙空间还有稀薄的氢和氦等物质，中国宇航员在空间作水蒸汽试验时，水蒸汽产生的小蘑菇云也认证了空间有气体存在。如一个大流星撞击恒星时，被撞击的恒星会形成大片高温星云，使周围空间气体产生冷热气体对流形成宇宙旋风，旋转气体带动周围高温物质旋转，因为旋风中心气体处于负压状态，高温物质进入旋风中也只能在旋转，旋风中心因没有高温物质，所以在我们观察宇宙空间时，旋风中心没有光亮称之为\洞。宇宙旋风把周围大到星球小到粒子的物质都吸引在其中，它们在旋风引力作用下，使旋涡中的物质自转并且公转，新的天体诞生了黑洞就是它的摇篮，我认为黑洞也是我们太阳系的摇篮，我们就生活在这种旋转的空间之中，地球在自转和公转时人类根本察觉不到地球在运动，我们也无法知道地球在黑洞的那个位置，如果我们在宇宙另一个黑洞中也只能看见太阳的光线。宇宙旋风产生的能量，是热能转换动能的过程。由于宇宙空间有很稀薄的气体，气体阻力又非常小，这个由惯性产生的力，它的消失时间就要按光年来计算。惯性力在力学中应该是不可忽视的力。宇宙空间惯性力的存在就是力的源泉。

3.惯性力与引力

在牛顿力学体系中，惯性力一直影响力学的建和应用。因此惯性力又称为假想力或虚拟力。这种力是可以测量出来的，从这个意义上说，惯性力又像是一个真实力。这种力的作用即可以看做是抵抗力或是外力转移使物体产生加速度，而加速度又代表物体运动状态变化，使物体的惯性转化为惯性力。在摩擦力和气体阻力很小的空间，物体靠惯性力就能长时间运动，在力学中应有其位置而且是重要位置。宇宙空间存在惯性力使太阳糸中行星卫星都在不停运动，它们运动的力就是宇宙旋风负压产生的惯性力。由于空间的特殊性质，才使得物质具有惯性。而且这种惯性力的大小与物质的质量大小有关。而质量大小，又会决定引力大小。所以这就是惯性质量和引力质量独有的正比关系。在宇宙空间惯性力存在的时间要按光年来计算，所以惯性力是引力的源泉？。

4.地球引力

地球靠惯性力自转时带动大气层外稀薄的气体形成气体轨道，称为地球引力。人造卫星就是围绕在地球气体轨道上运转，是地球引力作用的结果。地球的惯性力产生气流，气流产生引力。研究宇宙就从宇宙中各种各样的气流开始。月亮围绕地球旋转是月亮自己的惯性力在起作用，因为地球自转产生的气流，不可能使36万公里外的月球不停的自转和公转。但是造成地球潮夕现象是月亮围绕地球公转产生的气流引力作用。宇宙空间的龙卷风使这些空间物质不停地旋转，于是就形成了银河系、太阳系。我们感觉不到这股强大的“宇宙风”，是因为我们处于风的中间，就像我们在地球上感觉不到地球的快速运动的道理是一样的。

5.地球向心力

地球上的物体随地球自转，他们和地球同步转动相互的力对等。地球向心力来源于地球大气层压力p气体阻力p空气浮力。大气层分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层再上面就是星际空间了。对流层在大气层的最低层，紧靠地球表面，其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大，云、雾、雨等现象都发生在这一层内，水蒸汽也几乎都在这一层内存在。这一层的温度随高度的增加而降低，大约每升高1000米，温度下降5～6℃。由于水蒸汽向上空h兀高空冷空气使水蒸气单位体积变重，造成水蒸汽有下降的趋势，此刻后续水蒸汽继续向上空飘兀形成其厚度大约为10至20千米云层。产生约一个标准大气压力。大气压力S环境温度变化也有所改变，水蒸汽在上升过程受温度影响形成了大气压，使氧气和氮气等气体不能离开地球。而这些气体的密度形成阻力和浮力。是地球上的大气压力、气体阻力、空气浮力三力合一，创造了人类美好的生存环境。

结束语

综上所述：本文论证了内磁场理论，电场理论与磁场理论有很多相同之处，就像影子一样同时出现又相互联系不可分割。用磁场理论可以解释电场发生的所有物理现象。而用电场理论确不能解释磁场所发生的物理现象。电场理论是通过试验过程和试验数据形成的，无法用语言按照自然规律和逻辑推理论述，所以只能判断电场实际上是磁场的另外一个名字。内磁场理论是导体切割磁力线，使导体内自由电子位移，原子因为失去自由电子产生的磁场现象。自然界还有其它方法也能使自由电子位移产生内磁场，如化学反应、摩擦、压力、热能、光照等。用内磁场理论代替电磁场理论，就能把万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力的理论合并成大统一理论。

附件：

实验报告：

实验课题：

1、带电粒子定向运动时产生磁场，此刻带电粒子是否有磁性？

2、如果带电粒子定向运动时，带电粒子有磁性是否是磁单极粒子？

3、带电粒子定向运动时，每一个带电粒子的磁能量是否相同？

4、带电粒子定向运动时，判断推动粒子移动的动力是什么能量？

实验仪器：

指南针、直流电源、电压表、电流表、负载、开关等。

实验步骤：

1、电路（图1）

2、合上开关，电路中有定向运动电流1安培，将电路中导线平行地放在磁针的上方，磁针偏转，电流方向与磁针偏转方向小于90度磁针稳定不波动。当把定向运动电流调整到大于6安培时，磁针偏转，电流方向与磁针偏转方向垂直90度磁针稳定不波动。

3、将电路中电源正极与负极相互对换后，磁力线的方向改变了180度，同时带电粒子运动方向也改变了180度。

4、此项试验是丹麦物理学家汉斯奥斯特（H.C.Oersted，）在1820年发现的电流磁效应时做过的试验。

实验结论：

1、带电粒子定向运动时，带电粒子因外磁场作用下离开了原子核含有一定的磁性，在移动过程中对外显示磁性，磁针发生偏转证明定向运动时的粒子是有磁性的。

2、带电粒子定向运动时，磁针发生偏转证明粒子是有磁性的。磁针稳定不波动又证明带电粒子是磁单极粒子。

3、带电粒子定向运动时，带电粒子的数量与磁场强度成正比，结论是每}带电粒子磁通量相同。所以根据磁场强度可以准确测验出带电粒子的数量（安培）。

4、带电粒子定向运动时，通过试验和以上的结论证明带电粒子实际上是带磁性粒子。

5、通过试验证明粒子运动方向是从低电位向高电位移动的，如果推动粒子移动是电场力，粒子运动方向应该是从高电位向低电位方向移动的。但是实际上粒子是从低端移动到高端的，所以可以判断推动粒子移动的能量不是电场力。而是磁场吸引力把粒子从低端移动到高端的，所以可以确认是磁场力吸引电子移动，是导体内磁场作用完成了电子运动的全过程。

参考文献

电气一体化论文篇3

【摘要】电子技术应用专业课程是一门对理论与实践结合程度要求较高的课目，课程内容需要紧跟时展潮流和市场实际需求，以提高岗位适应能力，缩短岗位上手时间为教学目标。为此，通过在教学中引入一体化模式，紧密联系理论与实践，提升教学效果，加强实操训练，是对电子技术应用专业课程进行优化的重要方法与主要途径。

【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4

作者简介：李自成（1970-），男，四川资阳人，成都理工大学工程技术学院自动化系，副教授。（四川?乐山?614000）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0086-02

电气工程及其自动化专业在电气信息领域起着十分重要的作用，主要研究电能的产生、传输、转换、控制、储存和利用，同时有关电能的转换及使用的控制在该专业所占的地位也日益重要。[1，2]它和人们的日常生活及工业生产联系越来越紧密，因而发展迅速，已经成为高新技术产业的重要组成部分，并成为很多高校的一门重要学科。而成都理工大学工程技术学院在2005年成立了电气工程及其自动化专业，在专业发展过程中注重实践课程体系的建立。为了适应当今社会关于应用型人才的培养要求，加强学生的动手能力和实践技能，突出工程能力和工程素质的培养，结合电气工程及其自动化专业的人才培养方案制订了电气专业工程训练教学计划，形成了科学的电气工程实训课程体系。体系以培养学生在电机及其电力拖动技术、电力电子与电气传动技术、电气控制技术、电力系统自动化技术等方面的工程技能为基本目标，旨在提升学生在电气领域的知识应用水平和综合创新能力，构建起理论知识学习与实际技能训练、单项能力培养与综合素质提升之间的桥梁。

一、课程目标定位

课程体系反映了应用型本科对知识能力方面的要求。应用型本科同一般普通本科的培养体系是平行的，相比具有鲜明的技术应用性特征。[3]在培养规格上，应用本科培养的不是学科型、学术型、研究型人才，而是培养适应生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用型人才；在培养模式上，应用本科以适应社会需要为目标，以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，以“应用”为主旨和特征构建课程、教学内容体系，重视学生技术应用能力的培养。基于应用型本科的性质，为了加强对学生实践能力的培养，使学生尽快掌握本专业领域的技能，因此整个体系强调建立一个系统化的实训过程，通过实训，学生应该具备以下技能：

掌握电机和电力拖动技术，熟悉变压器、直流电机、交流电机的结构，通过实训熟悉电机运行原理和调速原理。

掌握电力电子与电气传动技术，熟悉各种电力电子器件的应用，能正确使用变频器，并能初步进行电机调速电路的设计和调试。

掌握电力系统自动化技术，通过实训熟悉继电保护基本原理，利用MATLAB进行潮流计算，并能进行初步的短路分析。

熟练掌握工厂电气控制、电气设计软件等开发平台和应用技术，能够进行系统控制程序设计或者利用软件进行电路的设计。

掌握电气系统或者控制程序的调试方法，能通过实际操作较好地判断出电气系统或者控制程序的缺陷，并进行改进。

为了节约成本，加快开发过程，能够用仿真软件对电路进行仿真，熟练使用各种仿真软件，包括Protel DXP等。

能熟练使用各种检测工具，具备对低压电器的认知和感性认识，熟悉每种低压电气的正确用法，能进行初步的设计，选择出满足要求的电器。

二、课程体系的构成原则

实训基于各课程各章节内容或者课程之间联系，以实训项目为主体和载体，以程序或者电路系统设计作为驱动，实现知识、技术、能力和素质的全面提高。以实训课程体系作为实训目标的基础，制订完善的实训计划体系，同时坚持了以下原则：

以就业实际需求为导向，以能力培养为核心，以学生适应就业岗位为目标，以岗位技能为重点，兼顾长远发展。

注重知识、技术、能力、素质的协调发展，使学生通过实训既巩固了所学的知识和技术又提高了应用知识、技术的能力，使素质得到升华。

以实践能力和工程训练为重点，突出技术应用能力培养，强调在应用中创新，通过解决问题综合运用所学的知识。

课程体系体现了开放性、灵活性，及时反映了新能源技术的发展以及新技术的应用。

课程体系与人才培养方案的课程体系衔接，分别针对电气技术、电力系统自动化、电力电子等方向设立实训课程。

三、分层次模块化实训教学体系的设立

电气工程及其自动化专业主要是研究电能应用的专业。近几十年来，有关电能的转换、控制在该专业所占的地位日益重要，专业名称中的“及其自动化”反映了科学技术的这种发展和变化。电气工程及其自动化专业的专业范围主要包括电工基础理论、电气装备制造和应用、电力系统运行和控制三个部分。[4，5]因此实训课程的设立也应该反映这些专业范围。首先，电工理论是电气工程的基础，主要包括电路理论和电磁场理论。这些理论是物理学中电学和磁学的发展、延伸。而电子技术、计算机硬件技术等可以看成是由电工理论的不断发展而诞生，电工理论是它们的重要基础。电气装备制造主要包括发电机、电动机、变压器等电机设备的制造，也包括开关、用电设备等电器与电气设备的制造，还包括电力电子设备的制造、各种电气控制装置、电子控制装置的制造以及电工材料、电气绝缘等内容。电气装备的应用则是指上述设备和装置的应用。电力系统主要指电力网的运行和控制、电气自动化等内容。制造和运行不可能截然分开，电气设备在制造时必须考虑其运行，如电力系统由各种电气设备组成，其良好的运行必然要依靠良好的设备。

针对专业范围，电气工程及其自动化专业工程训练在学院工程训练中心进行。训练内容划分为工程认知训练、专业技能训练和综合创新训练三个层次。由于我院从专业建立初期就注重实验室的建设。目前训练条件优良，已建有电气技术实训室、电机及拖动实验室、电力自动化及继电保护实验室、电力电子及传动控制实验室等专业实验室。同时，学院工程训练中心为进一步提升学生在电气工程领域的综合创新能力，建设了数控加工中心、基于先进控制技术的运动控制实验室和柔性制造中心，突出真实的工业应用环境，突出强化学生在系统分析、系统设计、系统开发等方面的工程训练，有利于高水平应用型人才的培养。

我院电气工程及其自动化专业课程体系设立了三个方向：电气技术方向、电力电子技术方向、电力系统及其自动化。针对不同方向和实训层次设立不同的课程。如图1所示。

首先，工程认知训练是电气工程及其自动化专业整个教学过程中一个重要的实践性环节。该环节包括生产实习等内容，使学生在生产实际或者科研中验证从课本上学到的理论知识，加深对知识的理解和认识，从而巩固所学知识并体会知识的应用价值；培养学生综合运用所学的理论知识去观察、解释并进一步尝试解决生产实际或者科研过程中发生的问题，提高分析问题与解决问题的能力；使学生了解企业的生产工序、工艺流程、管理制度，从而获得与本专业有关的实际生产知识，并扩大专业知识面；培养学生从事技术专题调查、搜集资料和进行研究的能力，并为即将进行的毕业设计和论文打下良好的基础。其后是专业技能训练，针对专业应用领域设置模块，包括电机、电力电子技术、电力系统自动化、电气传动自动控制系统、PLC、电气CAD等。而学生专业技能是一个复杂的技能系统，诸多技能之间既相互关联又相互影响，其训练途径及实施办法亦多种多样，同时必须具备整体性、科学性和互动性。因此，专业技能训练方案的制订，内容上密切结合学科和紧扣本专业的培养目标，与专业培养方案一致，注重能力的提高和知识的应用，注重开放性和拓展学生的思维空间构建与理论教学相辅相成、以能力培养为主线的技能训练方案，为专业培养方案的贯彻执行服务，以适应教育教学改革发展的需要，全面提高人才培养质量。最后是综合创新训练，为实现个性化培养提供先进的创新设计、制作的环境与条件。通过综合创新训练为学生创造一个能培养兴趣、产生好奇心的环境，使他们在这里自己动手创新制作、激发创造力。以创新思维和创新制作能力的训练为核心，充分发挥学生的自主能力和综合运用所学知识的能力，培养更多高素质、复合型、应用型人才。综合创新训练不但能够培养学生的综合素质，增强学生的工程实践能力，而且还有助于培养学生的创新精神和创新思维，起着其他课程不能替代的作用。

整个课程体系对应于工程素质训练、金工实习、电机及拖动技术实训、控制理论和控制系统实训、PLC与变频器应用技术实训、单片机技术工程训练、CAD实训、电力系统自动化实训、电力电子与电气传动实训、自控系统综合实习、调速系统综合设计、供配电系统综合设计等实训。同时为了突出应用型本科的特点，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程。实训课内容如表1所示。

通过该课程体系使学生能够初步了解机电工程的基本研究领域，具备电气基本操作技能，掌握电机及拖动系统的类型、组成和控制方法，掌握控制理论及自动控制系统的组成，具备对一般机电控制系统的安装、分析和维护技能，掌握常用电力电子器件的特性，并能根据要求设计出实用电路，掌握可编程控制器和变频器的使用方法，具有一定的电气控制系统开发能力，在本专业领域内具备一定的科学研究、科技开发和组织管理能力，具有较强的工作适应能力。

四、结论

电气工程及其自动化专业自2005年在成都理工大学成立以来，针对本学校学生的入学基础和就业的实际情况对实践方面的教学课程体系不断调整，增加了“Protel DXP实用教程”和“电气工程CAD”与实训环节联系紧密的课程，增加了综合创新训练课程，已经形成了完整、科学的实训体系。从目前的实际运行情况来看，通过实训，学生的就业率得到提高，同时学生到企业后熟悉岗位的时间缩短，得到了用人单位的好评。

参考文献：

[1]贾文超.电气工程导论[M].西安:电子科技大学出版社,2007.

[2]范瑜.电气工程概论(第1版)[M].北京:高等教育出版社,2012.

电气一体化论文篇5

文章编号：1008-0546（2013）02-0095-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.02.038

电解水实验是大学化学教学论实验和初中化学实验中的一个重要内容[1-3]。本实验成功标志有两点：（1）通直流电流能看到两个电极都迅速产生大量气泡。气体汇集在玻璃管或试管上部，氢气与氧气体积比为2∶1。（2）检验氧气时，带火星的木条应明显复燃，检验氢气时应看到点燃的氢气火焰。但是，做到这两点难度较大。针对《化学教学论实验》（科学出版社）[1]和《义务教育课程标准实验教科书·化学·九年级（上册）》（上海教育出版社）[2]的实验装置比较烦琐不仅难以加工，而且快速且成功的实验条件难以控制的问题，本文对实验装置进行了简化改进并采用正交试验法考察了电解液、电极材料及电压等因素对电解水实验的影响，以期找到实验现象明显且快速的较优化实验条件。

一、实验部分

1.实验用品

NaOH （5%）、H2SO4（10%）、Na2SO4 （10%）、电解水装置、学生电源（J1202-1）、碳棒、曲别针、铁钉、导线。

2.实验装置

3.实验方法

实验条件按表1进行。A1、A2、A3分别为NaOH （5%）、H2SO4（10%）、Na2SO4 （10%）；B1、B2、B3分别为碳棒、铁钉、曲别针；C1、C2、C3分别为6V、8V、12V。仔细观察电解器两极产生气体情况。待收集的气体达到一定数量后，停止电解。挤压阴极端尖嘴上的玻璃珠，在尖嘴口点火，观察现象。然后检验另一管口中的气体，用带有余烬的细木条放在管口，观察现象。

二、实验结果与讨论

一般认为，影响电解实验的主要因素是电解液、电极材料和电解电压[1]。为了增加水的导电性、加快水的电解速率、缩短实验时间，在不影响水的电解本质前提下往往在水中加一定的电解质，如：Na2SO4、NaOH、H2SO4等[1]。考虑操作方便和安全，本文选用NaOH （5%）、H2SO4（10%）、Na2SO4 （10%）为电解液。电极材料可以用碳棒、曲别针、铁钉、保险丝及铂丝等。从价格、电解速率及电解效果这些方面综合考虑，本文选用碳棒、铁钉、曲别针为电极材料。一般地，电解电压为6V～12V[1]。本文采用三因素、三水平正交试验法考察了电解液、电极材料和电压对电解水实验的影响规律。

利用自制水电解器如图1，依照表1试验方案进行电解水试验。记录两极收集已定体积气体所需的电解时间。实验结果及分析见表2。

三、研究结论

从表2可以看出，第一列极差R较大，第三列极差R次之，第二列极差R最小。表明影响水电解因素的主次顺序为：电解液、电压、电极材料。

本文交试验结果表明，其他条件不变情况下，电解液为NaOH （5%）、H2SO4（10%）、Na2SO4 （10%）时，水电解速率依次减小；电极为曲别针、碳棒、铁钉时，水电解速率依次减小；电压越大，电解速率越大。表明电解水试验的较优试验条件为：电解液为NaOH （5%）、电极为曲别针、电压为12V。

参考文献

电气一体化论文篇6

随着我国人们生活水平的不断提高，各类电气的需求量也在不断增加。在这一背景下，电气工程发展进入了快车道，原有的电气化技术存在着一定的局限性。基于此，电气自动化技术在应用的广度与深度方面都获得了很大水平的提升。因此，本文从电气自动化技术的内涵特点出发，探讨其在电气工程中的具体应用策略。对于促进该领域相关研究有着积极的借鉴作用。

一、电气自动化的内涵

电气自动化是科学技术发展到一定阶段的产物，是充分借助现代计算机来对相关的电子元件进行自动化控制的总称。电气自动化有效的降低了原有的电气工程成本，将电气工程推向更加智能化方向发展。电气自动化在发展过程当中逐渐形成了以下几个方面的特点。首先，应用范围日趋广泛。由于电气自动化技术本身所具有的优势，因此，它被广泛应用在电气工程的诸多领域。可以说，在社会生产生活的各个方面，都能看到电气自动化技术的应用。在具体的应用过程当中，电气自动化技术越来越呈现出高端化、智能化、人性化的发展态势。随着其综合技术指标的不断提升，电气自动化的技术也将给人们的生产生活带来很多积极的改变。其次，对电子技术有较强的依赖性。电气自动化技术需要借助电子计算机技术来完成相关的功能。无论是在信号的采集，还是在相关数据的处理都离不开电子计算机的辅助，可以说，现代的电子计算机技术的快速发展在客观上也为整个电气自动化水平的提升提供了良好的技术支撑。

二、电气自动化技术在电气工程中的应用现状

从整体上来看，电气自动化技术在电气工程应用中得到了突飞猛进的发展。但是，由于诸多方面的原因，我国的电气自动化技术在电气工程应用中还存在着科学技术创新不足以及与国际合作交流机会不多、助推民生发展中作用不够凸显等方面的问题。具体来说，在科技创新领域，我国的电气自动化技术虽然在某些专业方面取得了一定的成绩，但是，无论是从技术的核心性上，还是技术专利的拥有量上，我国电气自动化技术所具有的优势并不是很突出，这充分体现出我国在科研创新领域还存在着一定的短板。其次，国际交流有待强化。科技是助推整个人类文明向前发展的主要动力。当前，我国在电气自动化技术方面还在不同程度上存在着闭门造车等方面的问题，由于缺乏国际高水平的对话与合作，这在一定层面上严重影响了我国进行电气自动化研发的前瞻性与创新性。因此，不断加强国际交流与合作，是未来我国电气自动化技术在电气工程应用中水平的主要思路。最后，电气自动化技术还需要更多的向民用方向倾斜。从整体上来看，我国很多电气自动化技术主要聚焦高精尖领域，与一线的民生关联度有待进一步的提升，让科学技术更好的造福大众的生活，改善他们的生活质量，是我国科技未来发展的重要落脚点。所以，从这个角度上来看，不断的提高我国电气自动化技术在民用领域的利用率是我国电气自动化技术未来很长一段时间需要关注的主要方向。

三、电气自动化在电气工程中的应用改进策略

在上文中主要探讨了电气自动化技术的基本内涵与特点，围绕其在电气工程应用领域的不断扩大，其在具体的操作过程中的稳定性上、安全性上、智能性上以及人性化上都面临着诸多的挑战。因此，本文在借鉴相关研究成果的基础上，从以下几个方面来探讨今后提升电气自动化技术在电气工程中应用水平的具体实施策略。首先，注重技术创新。当前，科技发展日新月异，尤其是云计算、大数据等新兴领域的发展，为电气自动化技术的科技创新奠定了良好的基础。当前，我国电气自动化技术在电气工程应用过程当中还存在着借鉴有余，创新不足的现象，尤其是一些电气自动化技术的核心技术，还没有拥有绝对的优势。这不仅影响着我国电气自动化技术的发展，也影响着其在电气工程应用水平的提升。所以，在这一背景下，要加大电气自动化技术科技创新力度，大力培养电气自动化技术创新人才，为其搭建良好的技术研发平台与环境。为电气自动化技术创新以及电气自动化技术在电气工程中的创新应用提供必要的支持。其次，积极开展国际合作。在电气自动化技术应用在电气工程当中难免会存在一些技术层面的问题，一方面，我们需要攻坚克难，突破技术难关。另一方面，我们需要加大与国际电气自动化技术相关组织的合作力度，通过他山之玉可以攻石的方法，来更好的缩短中国与国际电气自动化发达国家之间的差距。例如，可以通过成立电气自动化技术国际交流平台的方式来定期的举办论坛，讲座，经验交流，学术讨论等，在这一系列的举措下，今后的电气自动化技术在电气工程中的应用将会得到更大层面的技术与理论支持。最后，不断的从问题出发来解决当前在电气工程应用领域中存在的诸多问题。例如，人工智能问题、远程控制问题以及人性化的设计问题等等。通过这种方式，可以不断的将电气自动化技术不断应用在民间领域，助推大众生活水平的改善。总之，在我国今后电气自动化技术应用在电气工程过程当中，需要不断的在技术创新领域、国际交流与合作领域以及满足公众电气工程需要领域进行诸多层面的提高。只有这样，我国电气自动化技术才会更好的发挥出其应有的价值与作用。

四、结语

本文主要探讨了电气自动化技术的基本概念与特点，以及当前当前电气自动化技术在电气工程中应用的现状。在此基础上探讨了电气自动化技术在电气工程应用中的改进策略，希望本文的研究能为我国电气自动化技术在电气工程相关问题中的研究提供一定的借鉴。

电气一体化论文篇7

中图分类号：U464文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2013.01.05

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

一、电气工程专业教育概论

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

在现代化电气自动化专业教学的过程中，将理论教学和实训教学工作的相关内容有机的结合在一起，不仅有利于学生综合能力的培养，还提高了电气自动化专业教学的质量。然而，从当前我国大多数院校电气自动化专业教学中还存在着许多的问题，为此我们就必须采用相应的技术手段来对其进行优化处理，进而实现电气自动化专业教学的理实一体，满足现代化电气自动化人才培养的相关要求。

一、结合理论知识，开展校内实训活动

现代化综合型技术人才培养的过程中除了要要求学生对其相关的理论知识进行熟练的掌握以外，还要对学生们的实际操作能力进行严格的要求，而在电气自动化教学中，我国许多院校在对学生专业能力进行培养的时，人们并没有对理论教学和实训教学的实践进行合理的安排，这就十分容易导致人们在学习的过程中存在着许多的问题，为此我们在电子自动化教学的过程中，就要将理论教学和实训教学的相关内容进行相关的研究分析，从而使得人们在日常学习的过程中，自身的专业能力得到进一步的提升。而且我们在电气自动化教学的过程中，我们可以建设相关的实训基地，让学生的理念教学和社会实践工作有机结合在一起，满足现代化电气自动化教学的相关要求。另外，我们在对学生们进性实训教学的过程中吗，还可以将相关的先进的电气自动化设备引入到其中，进而使得电气自动化实训教学的质量得到进一步的提升。

二、完善高职实践教学管理制度，建立健全学生综合考核体系

职技院校应该加强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。

三、创建理论、实践双师型教师队伍，提升电气自动化师资力量

目前我们在电气自动化教学质量优化的过程中，对教学队伍的创建有着十分重要的意义，这不仅使其师资力量得到进一步的提升，还满足了现代化创新教学的相关要求。近年来，我国大多数院校在对教师进行选择的过程中，不仅要对教师的专业技能进行严格的要求，还要重视其实践能力，只有这样才能使得人们在学生能力培养的过程中，学生的综合能力得到很好的保障。而且我们在对学生电气自动化专业教学当中，也可以在学生们实践教学中起到一个良好的指导作用，这就使得学生的专业能力得到有效的增强。另外，我们在对专业能力进行培养的过程中，也可以将理论教学和实训教学的相关内容有机的结合在一起，让学生们的素质、经验以及技能等方面都得到很好的增强。

大多数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，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，职技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。

四、理实一体化对教学过程的要求

把课堂搬到实习、实验基地，在实际应用中加深对课堂理论知识的理解，以理论指导实践、以实践印证理论，这应当作为教学过程中一体化教学的一种基本模式。

在学校内建立电气设备安装调试实训室，电气设备线路布置实训室等电气实验室，实验室应全方位模拟实际工作流程、工作环境和职能岗位；学校与工 厂企业联系建立校外实习基地，学生定期到校外实验基地去参观实习，比较现实工作环境和实验场所，实际工作内容和实验内容，也可通过在施工企业现场实 习，去体会学校的教学是和现场工作，增强学生操作技能的训练兴趣。

在实际操作技能训练中，必须使学生树立安全操作的习惯，对于正确的安全操作习惯必须按照正确的方法进行反复训练，在做中学，在做中养成习惯，即在实践中养成习惯。

在际操作技能训练中，培养创新意识。创新是人人皆有的一种潜在的心理能力，但创新意识的培养需要理论知识和专业实践训练来挖掘。教学过程中要 让学生多动手、多参与、多操作，在认识的基础上不断探索规律，鼓励学生敢于“异想天开”、 “寻求创新”。通过锻炼学生发现问题、解决问题的能力来养成学生良好的创新意识。

在实际操作技能训练中，要注重培养学生团队精神。良好的人际关系可以协调人们在日常活动中的行为，促进人们的身心健康，提高人们的工作效率。

结束语

综上所述，当前我国电气自动化教学中还存在着许多的问题，为此我们需要对电气自动化理论教学和实训教学的相关内容进行分析，采用相应的技术手段来对其进行优化，从而使其教学质量得到进一步的提升。

电气一体化论文篇10

中图分类号： TM712 文献标识码： A 文章编号：

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

电气传动技术课程群是电气工程及其自动化本科专业的课程主线之一，其课程包括“电机学”、“电力拖动基础”、“电力电子技术”、“电气数字控制技术”、“电气传动控制技术”等。课程的数量多、相互衔接和耦合紧密，因此对课程群中各门课程的所需基础、课程内容、掌握程度、时间安排和实践方式方法等都需要合理设计、规划和实施，否则出现一个环节不合理，就会影响整个教育质量。

目前，高校的教学改革主要针对两个方面：一个是宏观层次，即研究某一专业的课程规划和设置，以该专业学生在毕业之后应具备的素质和能力为牵引，提出全周期的总体课程规划和时间安排。例如，文献[1]讨论了电气工程及其自动化专业的总体培养目标及毕业后的服务对象，对专业四年中应当学习的公共基础类课程和专业技术类课程进行规划设置，但没有考虑课程的具体内容和统筹衔接。另一个是微观层次，即针对某一门具体的课程，提出相应的课程内容改革、教学方法改革等，如文献[2]、[3]等分别讨论了“电机学”、“电力电子技术”等课程的改革和教学方法，这些研究都是从课程自身建设的角度出发，都没有考虑该门课程和其他课程之间的接口关系。而课程群是处于二者之间的一种课程体系，它既讲究内容安排，又讲究衔接关系，集系统性和个体性于一体。现有的教育科研对电气工程专业的课程群系统教学方法鲜有研究。因此需要针对电气工程及其自动化专业本科学生的最终培养目标，对课程群中的各个课程的课程内容和授课时序等进行统筹安排，才能在达到良好教学效果的同时提高教学效率。

二、电气传动技术课程群的培养目标和课程设置

电气工程及其自动化专业学生的培养目标是要求学生在掌握电气工程学科基础理论、基本知识和学科研究方法的基础上，系统地掌握电气工程专业的专业理论，具有较强的实践实作、工程计算、仿真建模等方面的能力，能够综合运用所学知识分析解决工程技术实际问题。同时具有归纳、评估、处理各种资料信息并加以利用的能力。

电气传动技术课程群作为电气工程及其自动化专业的重要分支方向必然要配合专业的人才培养要求实现高素质人才的培养。结合电气工程及其自动化专业的总体人才培养目标以及电气传动技术课程群方向的实际情况，可制定电气传动技术课程群的分培养目标为：在掌握电路、电子技术基础、自动控制原理、数字信号处理等专业基础课程基本知识与实践方法的基础上，能够系统深入地掌握电机学、电力电子技术、电气传动控制技术的理论基础以及对电气传动系统进行数字控制的编程基础；能够综合运用所学的各门专业知识实现对电气传动系统的分析、计算与仿真，最终完成电气传动系统的软件、硬件设计与制作。

上述培养目标决定了电气传动技术课程群融合了电机学、电力电子技术、现代交直流电气传动技术以及数字控制技术等多个方向的理论知识与实践知识，在有限的教学周期内需要多门课程的理论教学与实践教学统筹规划才能更好地完成。

三、电气传动技术课程群教学内容统筹规划

在传统的教学方法中，课程群中的各个课程和课时虽然安排比较多，但是，一方面各个课程内容上交叉重复较多，另一方面仍然缺少电气传动技术所亟需的一些教学内容，因此需要进行合理的梳理和统筹规划，以提高教学效率和效果。为此采用以下措施。

（一）课程设置调整

取消“电力拖动基础”课程，把课程中的传统电力拖动部分的内容并入到“电机学”中进行讲授。把“现代交直流调速控制技术”课程调整为“电气传动控制技术”课程，课时由60学时调整为40学时，并新增40学时的“电气传动控制技术综合设计及实践”课程，以强化学员的综合分析、设计和实践能力。新增40学时的“电气数字控制技术”课程，使学员掌握电气传动控制所需要的单片机、PLC等方面的数字控制知识。

（二）课时及课程内容安排

“电机学”的课时由122学时调整为110学时，精简合并有关直流电机特性、特殊用途的直流电机、变压器的并联运行和不对称运行、非正弦分布磁场下绕组电动势中的高次谐波及削弱方法等部分内容，强化直流电动机的电力拖动和交流异步电动机电力拖动部分的教学内容，使得被取消了的“电气传动”课程中与传动电力拖动控制相关的内容在电机学中进行了补充。

“电力电子技术”作为电气工程专业的专业基础课程，除了为电气传动技术课程群服务之外，还要为电力系统自动化课程群服务，因此其教学时数保持60学时不变，但是对教学内容进行调整，删减部分基于晶闸管器件的教学内容，增补电气传动控制技术所需要的SVPWM、多电平控制、间接直流变换等内容。对于四大基本变流器以及PWM控制技术的内容仍然作为重点在“电力电子技术”课程中讲授。

调整后的“电气传动控制技术”变为40学时，删减PWM控制和变流技术部分的内容，该部分内容由“电力电子技术课程”统一讲授。

（三）教材调整

由于课程及课程内容进行了调整，因此对各个课程的教材也进行调整：

“电机学”的教材改为自编教材《船用电机学》；“电力电子技术”课程的教材改为王兆安编《电力电子技术》第5版；“现代交直流调速技术”课程调整为“电气传动控制技术”后，选用的教材为阮毅、陈伯时编写的《电力拖动自动控制系统》第4版；“电气数字控制技术”课选用的教材为：韩俊峰等编写的《单片机原理及应用》和王阿根等编写的《电气可编程控制原理与应用》。

（四）课程时序安排

课程群中的各个课程，既相对独立，又相互联系，有的课程需要其他的课程作为基础，因此在开课顺序上要合理安排，否则在授课和学习上都会造成困难。

电气传动技术课程群的各个课程中，“电气传动控制技术”及其综合实践应当是终极课程，其他课程都是为该课程服务并作为该课程的基础，因此应在其他课程之后开课。此外，“电机学”是所有其他课程的基础，应当在课程群中最先开课。因此在课程时序安排中，应当把握以上基本原则。

电气一体化论文篇12

 

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：