组合式多功能电工技术的实验实训装置设计论文

2021-04-20 论文

　　摘要：从组合式多功能电工技术实验实训装置的具体设计思路入手，阐述了具体的设计流程，分析实验实训装置的功能及使用效果，以期更多地了解组合式多功能电工技术实验实训装置在中等专科院校教学使用中的重要性。

　　关键词：组合式；多功能；电工技术；实验实训；设计

　　引言

　　在科学技术迅速发展的带动下，整个工程技术的领域也快速发展，随着新工艺和新器件的涌现，在满足新的工程标准的同时，对于中等专科院校人才的培养要求也越来越高，而国家中等专科院校进行实践教育的这一环节相对比较薄弱，原因之一是教学经费比较少，另一原因就是教学经费得不到有效利用。现阶段中等专科院校实验室的重要建设工作就是研发新的节约资金却高效利用的实验装置。

　　1.设计的具体思路

　　必须要符合国家各类型的中等专科院校的《电工技术》、《电路分析》以及电工基础或是其他的相互关联课程的教学大纲，满足大纲里对实验实训部分的要求。必须要将传统电工基础实验方面精华的部分完全保留，确保学生能够利用分离元件进行实际动手操作，进一步提高实践能力，将试验台作为媒介，培养学生综合运用的技能，同时不断创新和改革电工基础的实验课程，使得电工基础实验的课程有一个全新的平台。

　　2.设计的具体流程

　　2.1框架的设计

　　为将电器元件更加便捷、直观地呈现到学生面前，在设计中进行框架设计的部分就必须采用箱式分层型的模块化的结构。相较于同类的产品，该装置的体积相对较小，重量相对较轻，成本也不太高，相对来说功能更加齐全，同时进行模块更换的时间比较短，这些都是采用箱式分层型结构的优势，并且能够进一步减少实验准备的工作量，有效减少实验设备的投入经费，更加便利于组建流动的实验室。

　　2.2针对不同原件进行布局

　　在完全了解各个元件的属性信息的情况下，才能够在不同的模块中进行元件的布局。元件的属性信息主要包括：引脚距离、外观尺寸以及电器性能等，按照以下原则进行设置：电平相差较大和容易互相干扰的电路互不靠近，对于各个电路之间的衔接必须要得当，避免迂回的传递电信号，将信号的走线尽力变短；一般情况下按照信号的流向排列元器件，初始是输入级，终止为输出级，尽量在方便于调节的情况下布置可调控的元器件；尽可能地将有铁芯的电感线圈相互垂直放置并且相互远离，使得彼此间的耦合减小；必须要将元器件排列的紧凑、整齐以及均匀，同时密度保持一致，避免将元器件进行交叉排列或者是斜排；对于处在边缘位置的'元器件，距离模块电路板的边缘必选要超过10mm，对于需要固定电路板的位置，必须要留下足够进行紧固的位置，注意这个留下的位置必须方便拆卸和安装。

　　2.3设计并且制作出模块电路板

　　根据实验的内容以及项目的具体要求，综合性地运用线路和元器件，用心设计出比较实用、简单的模块电路板，进而利用计算机的软件以及绘制元件将其安装在基板上（模块电路板中的一块绝缘的板），从而成功制作出模块电路板。模块电路板主要的模块可以分为四块，并且在不同的实验内容下，可以进行相互间的更换。

　　2.4外围的电器控制部分与电器元件的连接

　　为了使得整个实验实训的装置更加可靠，必须要以插接件的方式进行设计，既可以使得各个电器的接线端子与接点的相连较为可靠，延长电器的使用寿命，同时又为组成不同内容的实验线路的部分提供了更加便利的条件[1]。

　　2.5具体的安全措施

　　在组合式的多功能的电子技术实验实训装置中，最为重要的就是安全措施。结合实践的经验可以知道，只有长期培养学生的安全意识，并且反复多次地灌输才能逐步养成良好习惯，所以在实验实训的整个过程中，对学生安全意识的培养都贯穿其中。这个装置是利用三项五线制进行电源的输入，并使用开关、按钮以及接触器进行操作，进行相关的控制，面板上会通过三相电压进行指示。内部会放置电压型和电流型的过流保护器和漏电保护器，当出现输出的短路、负载过重以及漏电现象的时候，这个装置就会及时报警，如果电流值超过了既定的设定值时，就会自动将电源切断，使得操作者人身安全得到保障[2]。

　　3.实验实训装置的功能及使用效果

　　3.1具体的功能和特点

　　在该试验装置的实验器件以及仪器仪表的部分，都使用了组合式分层的结构，进行每层设计的时候，都有功能互不相同的模块，需要单独设计不同的元器件，不能够使用准备好的实验电路，所有进行实践实训的电路都必须通过学生进行独自组建，这样既可以训练学生的基本实验技能，同时也可以锻炼学生独立设计实践电路，构建电路的模型，为学生研究性的实践以及设计性的实践都开辟出了新的道路，从而增强了学生的开拓创新精神以及综合性思维的能力。

　　3.2实际的使用效果

　　制作完成组合式多功能电工技术实验实训装置后，在进行试用的过程中，学生以及教师都有良好的反馈，同时大大地便利了教学。这个装置的实际操作比较方便，使得实验的内容变得丰富，加强了学生综合性知识的学习，使得课程的学习事半功倍，更加透彻[3]。

　　4.结语

　　在中等专科院校中，对组合式多功能电工技术实验实训装置进行研发以及应用可以使得电工基础实验课程中的所有项目都能得到良好的实践，进一步提高了实践教学的效率，并且为课程相关的科研工作和教学改革提供了全新的工作平台。目前，研制成功的实训装置已经在中等专科院校的相关课程中得到广泛应用。

　　参考文献

　　[1]孙玉红.电工技术实训装置改进初探[J].广西教育，2015（12）：189-190.

　　[2]王晓刚，夏洪永，罗谧.电工技术实验实训装置构建研究[J].中国电力教育，2012（33）：67-68.

　　[3]党丽辉,裴帮富.组合式多功能电工技术实验实训装置的设计思考[J].技术与市场，2008（2）：54-55.