电气一体化论文大全11篇

电气一体化论文篇（1）

电气自动化专业大多课程具有很强的实践操作性以及应用性，学生应该通过大量的练习操作提高自己的技能。对于技工院校学生而言，电气自动化专业的技校生就业岗位大多是从基础装配工作做起，为此，需要在教学中注意提高学生的实际操作能力与创新精神。

一、新常态下电气自动化专业人才培养目标

新常态下的制造业需要更多的高技能人才。为此，电气自动化专业应该根据行业发展的新方向，确立专业职业岗位。电气自动化专业的职业岗位定位体现在：电气设备的组装、运行、维修、调试以及电气产品的开发等；机械与电气联合制造产品的装配、运行、维修、调试等，比如数控机床电气设备。

二、一体化教学模式的含义

一体化教学模式指的是理论与实践相结合，在同一课时内，由一名或者两名老师共同组织教学，在教学过程中，教师让学生理论与实践交替学习，从而使得理论与实践有机结合起来，提高学生学习的兴趣，使教学达到事半功倍的效果。

三、基于一体化教学模式下的电气自动化专业教学改革

1.优化课程，使课程与企业生产有机结合

电气自动化专业的特点是非常抽象，理论性强。技工院校学生系统掌握电气自动化专业知识是非常困难的，因此，很有必要优化课程，使课程更加贴近企业生产实践。PLC、触摸屏、电磁阀、汽缸等都具有比较强的实践应用性，在讲授这些知识时，可以以项目为单元安排一体化教学。例如要求学生设计一个供水灌溉控制系统，学生可以将PLC、触摸屏、传感器、可编程控制器、马达等设备设计成一个供水灌溉控制系统。这种一体化教学，能够激发学生学习兴趣，学生的专业能力能够得到显著提升，对于学生将来进入社会以及为企业生产提供需要的人才具有重要意义。

2.教师队伍一体化

教师队伍的一体化，要求教师更多是双师型教师，即教师既能有效传授理论知识，又能进行实践指导。教师要能够有效组织教学，比传统教师的要求更高，要求教师能够有效保证一体化教学的顺利进行。

3.教学过程一体化

在进行一体化教学过程中，教学内容的安排非常重要。项目设计是一体化教学的基础，项目的选择要体现应用性，具有典型意义，否则会失去“项目”的意义与价值，项目的确立需要教师深入企业生产，与企业、行业合作办学，共同开发课程。

教学过程一体化指的是把课堂搬到实习实训基地中。在一体化教学中，要处理好三个层面的关系，即理论与实践关系，建立工学结合模式；发挥教师的指导性，处理好教与学的关系；以学生为主体，发挥学生的主动性，让学生在做中学、学中做，处理好学生学与做的关系。

四、电气自动化专业一体化人才培养方案设计

1.岗位剖析

技工院校电气自动化专业培养面向的岗位主要是电气维修、自动化仪表安装与调试等。技能证书主要是电工上岗证、维修电工、电气工程师等。

2.培养目标

知识结构：一定的文化知识，如语文、数学、英语、历史文化等；电路、电气控制技术、单片机、自动化控制等专业基础知识； AutoCAD、PLC、供配电系统维护等。

能力结构：提高学生对知识和技能的自学能力，会运用一些电工电子测试工具，会运用AutoCAD等软件绘制简单电气自动化工程图，会对简单电气工程系统进行设计、调试与维护。

3.考核评价一体化

建立多元化评价系统，具体方案：在每个项目完成后，由指导老师与企业人员共同评价学生完成项目的优劣，并且把项目评价结果告诉学生，该项目过程评价的分值所占的比例最大，另外发挥笔试以及平时表现作为考核评价的辅助作用。这种一体化考核评价是一种以过程操作考核为主，平时表现以及笔试为辅的考核评价体系。

4.毕业设计过程的一体化

一体化教学要求学生主动参与教学实践过程，突出强调了学习技能，以提高综合素质为目标。为此，在一体化教学过程中，要加强与社会各行业的联系。技工院校应该以一体化教学思想为指导，不仅在理论教学、实践教学中贯彻一体化教学模式，在毕业设计过程中也可以实施一体化模式，从而有效促进产学研发展。

五、小结

一体化教学模式的开展，对教师提出了更高的要求。教师在一体化教学实践过程中，要不断总结归纳，丰富一体化教学的内涵，探讨出适应技工院校自身实际情况的一体化教学模式，从而提高技工院校教学质量，促进技工院校的发展。

电气一体化论文篇（2）

一、发电厂电气部分课程性质

发电厂电气部分是电气工程及其自动化专业的专业选修课。“该课程在专业教学体系中起承上启下的作用，教学内容具有理论与实践并重的特点。”它主要介绍了发电厂、变电所的电气一次系统的工作原理、基本结构、设计方法及运行理论及部分电气二次系统的原理和技术。课程的主要任务是从应用的角度出发，使学生掌握发电厂、变电站主接线基本形式、各类发电厂的接线特点、主接线设计方法、厂用电接线、配电装置、主要电气设备及其选择方法、控制与信号以及电弧理论、发热理论、电动力理论等内容，让学生初步掌握发电厂、变电站电气主系统的设计与计算方法，树立理论联系实际的观点，培养实践能力、创新意识和创新能力，为以后从事有关电气设计、检修、安装、运行、维护及管理等工作奠定必要的基础。

二、优化课程内容与学时

发电厂电气部分课程教学内容繁多、理论性强，教学学时相对偏少。针对这样的特点，我们要进行合理的优化。课程内容的优化要达到实效性，要充分抓住本课程的教学重点，突破教学的难点，合理优化课时分配。

1.抓住教学重点

经过本人长期教学实践，整合发电厂电气部分教学的内容，确定以下教学重点：不同类型发电厂的特点；电气主接线的概念，主要一次设备的功能；300MW、600MW发电机组电气部分接线特点；导体载流量计算的方法，载流导体短路时发热计算；各种电气主接线基本接线形式及应用；主变压器的台数、容量及型式选择方式；发电厂、变电所典型电气主接线的分析与设计；厂用电接线的原则和接线形式；不同类型发电厂的厂用电接线；电弧的产生和熄灭；断路器、电流互感器及电压互感器的工作原理和选择；户内、户外配电装置的形式及应用范围；二次回路接线图的类型及应用；断路器的电磁控制电路分析等。在教学中，我们要在繁多的教学内容里牢牢抓住这些重点，引导学生深入学习。

2.突破教学难点

由于发电厂电气部分教学理论性较强，难点较多，这就需要我们合理运用教学手段突破以下教学难点：

火力发电厂生产过程；发电机组电气部分接线分析；载流导体短路时发热计算；带旁路母线的接线、一台半断路器接线、角形接线电路分析；电气主接线的设计；电动机自启动的校验方法；正确理解电弧的熄灭条件，互感器的接线形式及用法、误差分析；发电机与配电装置（或变压器）的连接方式；断路器的电磁控制电路分析等。

3.优化学时分配

在确定了教学重难点的基础上，我们要进一步优化学时，充分利用好有限的教学时间，努力实现最优教学效率。我们要将较多的课时分配在发电、变电和输电的电气，常用计算的基本理论和方法，电气主接线及设计，厂用电接线及设计，导体和电气设备的原理与选择，配电装置等相关内容方面。

三、理论知识与能力并重

“确定基础理论教育的范围及相关的要求时，应重视学生解决基础理论问题能力训练及将来的适用性。”发电厂电气部分是一门理论与实践紧密结合的课程，我们要重视学生理论知识的把握，同时也要加强相关技能的发展，做到理论与能力并重。

理论层面。我们要引导学生把握不同类型发电厂的发电过程，掌握发电厂、变电站主接线基本形式；理解导体发热、电动力计算的实质，掌握计算方法；熟练掌握电气设备的图形符号和文字符号，熟悉其工作原理及应用场合；理解最小安全净距的概念，了解配电装置的类型，掌握配电装置的布置原则；熟悉二次回路不同的接线方式，掌握断路器的控制与信号电路的分析方法；熟悉发电厂变电站运行操作的相关规程、规范；熟悉常用电气设备使用的手册；熟悉3～110kV发电厂变电站设计手册。

学生能力、技能层面。我们要通过多种教学方法与实践活动，培养学生电气设备选择和校验的能力，电气元件安装、调试的能力；熟悉操作票制度和工作票制度，掌握常用电气装置之间倒闸操作的操作过程；具备初步的中小型发电厂和变电所主接线设计的能力等。

四、优化教学方法与手段

有效的教学方法与教学手段，往往收到事半功倍的效果。发电厂电气部分教学方法与手段的选择要根据发电厂电气部分课程的特点。目前，运用较多的是多媒体教学法。“多媒体教学以其直观、形象、信息量大、界面友好和交互性强等优势，正被广大师生认可和应用。”这种方法将文本、图像、图形、音视频等有效组合起来，增加了课堂的趣味性，教学更直观形象；基本理论与电路图、实物图相结合法，是常用的传统教学方法，简单却有效；原理媒体模拟法易于通过运用现代化技术手段模拟原理，使抽象的原理形象化；课堂教学与课后习题结合法能够通过练习的形式，及时了解学生课堂学习效率，及时查找不足；实践法、工程实例法则将理论教学与实践有机结合起来，使学生在理论与实践能力两个层面都获得发展。无论采用怎样的方法与手段，都要遵循有利教学原则。

五、丰富课程相关课外阅读

发电厂电气部分教学内容繁杂，教学学时少。怎样利用有效的时间较好的完成教学任务呢？加强课外相关书籍的阅读可以有效实现课堂的延伸，使学生更全面、更丰富的了解与把握发电厂电气部分的知识。当然这方面的书籍资料资源较为丰富，教师要进行有效引导，列出相关的书目。根据我本人的阅读经验列出下列书籍供参阅：

1.《发电厂电气部分课程设计参考资料》，黄纯华编，中国电力出版社，2001年出版；

2.《电力系统暂态分析》（第三版），李光琦，西安交通大学，2002年出版；

3.《电力工程电气设计手册》，第一分册，六院合编，中国电力出版社。

4.《发电厂电气部分》，姚春球，2007中国电力出版社；

5.《电气设备运行与维护》，刘增良，2004中国电力出版社等。

六、结论

发电厂电气部分课程具有较强的实用性。加强本课程教学研究，有利于提高学生分析问题与解决工程问题的实际能力，有效缩短理论与实践的差距，使学生较好地满足社会的需求，为学生的未来发展奠定坚实的基础。

参考文献：

电气一体化论文篇（3）

建筑电气工程的原材料质量采购过程不透明俗话说，巧妇难为无米之炊。再好的工程人员，如果没有合格的原材料，他也无法造出安全可靠的房子。同理，原材料对于建筑电气工程安装来说，其意义深远，影响重大。这不仅因为原材料的优劣决定了成果的合格与否，而且关系着使用人的生命财产安全。在当前，原材料问题表现在采购过程、以次充好、质量不过关等问题上。原材料的采购中存在的普遍的回扣现象，采购人员受高回扣利益的驱使，欺骗企业与一些不正规的厂商签订购买合同这就使大量的不合格产品用在工程上，影响了工程质量。另一方面，现在市场上假冒伪劣产品很多，如果企业没有很好的区别，很有可能购买到不合格的产品。这些都有可能对电气工程产生巨大的影响。

建筑电气施工过程粗制滥造，管理混乱建筑电气工程的最终成果是需要通过实际的操作才能完成，最终为使用者验收。毋庸置疑，施工过程的管理秩序，人员的责任心和专业素养等因素都对最后结果起着重要作用。而当前的建筑电气施工过程则存在着诸多的问题，具体来说，主要以下几方面的问题。一是线路的设计和铺设上存在施工不严的现象机电一体化毕业论文开题报告范文机电一体化毕业论文开题报告范文。施工过程中经常会遇到此问题，厚壁钢管对焊连接，会产生内部结瘤，使穿线缆时损坏绝缘层，薄壁钢管熔焊连接会产生烧穿，埋入混凝土中会渗入浆水，导致导管堵塞。这些现象都是不允许发生的。二是照明器具安装存在问题。照明器具的型号、规模和安装都是需要专门设计的，然而很多时候工程师却没有重视这些问题。

从质量管理角度对建筑电气工程的对策分析

电气施工人员应具有相应的责任心及工专业素养作为一名专业的电气技术人员，首先应该具有过硬的专业素养的责任心。这就要求应对所承担的电气工程负责，还要充分运用自己的专业水平，深入、细致地搞好电气工程的技术、质量、签证、进度、安全等管理工作。这里要特别强调施工人员的责任意识问题，因为很多建筑电气工程出现事故的根本原因不是由于知识不够，而是过分相信自己的能力，或者是根本不重视手头上的工作，最终导致事故的发生。这个问题值得整个行业的从业人员的重视。与此同时，专业的电气施工人员还要不断学习，落实和强化新的知识。现阶段强电各系统的技术已比较成熟，但电气设备、材料及元件种类繁多，要全面掌握各种电气产品的性能，只有不断地努力、才能积累经验，这样才能跟上时代的脚步。

强化对建筑电气工程的质量管理建筑电气工程的质量管理是控制施工过程，保证最终结果的重要手段，也是改进程序，提高效率的关键所在。我们要从整个施工过程着手，把质量管理贯穿到所有的施工程序之中。首先，在施工准备阶段，要进行全面的质量控制。作为一名电气技术人员不能只停留在按图施工的水平，要全面熟悉设计图纸，努力并善于发现图纸中的不足，及时提出处理意见，对业主而言是维护其利益，对自己也是技术能力的提高。其次，对于工程要求比较高，对人员要求也比较高的项目，要求施工前要对施工队伍及人员进行考核和评估，并调整好技工和普工的比例。对技工进行培训、考核后持证上岗。

加强对建筑电气工程的安全管理安全是永远是第一位的，对于建筑电气工程来说，安全尤为重要。这里的安全，不仅仅是指在施工过程中的安全，而且还指使用安全机电一体化毕业论文开题报告范文工作报告。要确保施工过程中的安全，首先就要提高施工人员相应的规范的工作措施，还要对其进行必要的安全训练和培训，同时要强调施工的程序性，杜绝赶快超快的现象发生

电气一体化论文篇（4）

教学形式应用型技术人才是电气工程自动化领域发展的基础，在这一行业中新技术、新设备的更新很快，传统的电气工程自动化人才培养不能满足实际的应用型需要，这对电气工程自动化行业的人才培养提出了很大的挑战，我们正需要建立一个系统的高素质人才培育系统来满足电气工程自动化人才的需要。

一、制定全新的电气工程自动化人才培养目标

在我国进行电气工程自动化人才的培养主要来自三个方面，第一为学术性人才，他们的主要进行电气工程自动化上的学术上交流，他们的学历较高，多以本科以上学历为主。其次为技术型人才，他们的主要来自高职院校，这些人才是电气工程自动化发展中的基础。比较重视操作能力。而应用型人才是现阶段我国电气工程自动化行业中十分缺乏的，他们一般具备本科学历，有传统电气工程自动化理论知识学习经验，并且能够吸收最新的电气工程自动化技术，有助于行业发展。所以针对这一现象我们必须确定全新电气工程自动化人才培养目标。要培养出能够运用所学知识和工程实践技能解决实际问题，能在电力系统装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电子电气产品研究开发、经济管理以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。所以这就要求这些学生必须具备扎实的理论基础和系统的专业学习过程，能够通过掌握电气工程自动化发展方向，能够有针对性的进行自主研究。

二、建立完善的电气工程自动化人才培养教学体系

电气工程自动化人才培养是一个十分系统的工程，我们所培养出的人才不仅能够具备一定的理论性，还要有很强的实践能力。所以这就要求能够形成一个完整的人才培养主线。首先要使人才培养能够面对社会，面对行业需求，要以发展电气工程自动化行业作为目标，将理论素质和工程技术应用能力主要培养方向，且在坚持基础性、实践性的同时，竭力将能力结构和知识体系结构相互融合。要做到围绕实际需求，按照灵活、多样性的教学方法进行人才培养，同时能够更新课程结构和教学内容，要将技术应用能力的培养作为主导思想，在教学过程中必须使用。要建立一个构建理论教学、实践教学和综合素质养成的现代教学体系，使其能够实现多方面、多形式的发展。

1.培养方向和教学内容要符合社会需求

电气工程自动化人才要注重实效性，不能是学生所学习技术在毕业后就已经被淘汰，要注意教学内容的前瞻性，课程的内容要保证精简。教师在教学的过程中不仅要能够给予学生自学、研究的过程，还要形成一个以学生为主体、教师为导体的，自主性学习模式，要时刻教育学生能够拥有强烈的创新意识和创新精神，要能够通过崭新的能力形式来结局实际的问题。

2.提高教师的角色转变

传统的教学培养中教师是一高向导，教师很难脱离单一的说教形式，所以在进行新型人才培养的过程中，要使相关的课程教学进行一定程度上的更正，教师在具有灵活、正确的指导思想下，能够改革教学手段，并且根据不同的教学内容进行灵活多样的教学过程，提高师生间的互动内容，并且要使学生能够积极的产于的教学过程中来，将学生的能力培养和教学形式相互融合。

3.改进理论讲授

采取启发式、引导式、讨论式、研究式等引人入胜的教学方法，使课堂教育从重灌输转为重引导，着重培养能力。同时教师应根据学生实际情况、学科发展现状等对教学内容作适当调整、增补，以保证教学内容的前瞻性。

4.建立项目教学模式

新型的教学形式可以将教学内容进行改建，例如将学习内容转化为一种科研项目，使学生的学习过程成为一个研究的过程，这样对提高学生的思想潜能，激发学生的感性认识有着很强的帮助。

三、根据应用型人才的性质建立教学模式

应用型人才不仅需要理论知识作为基础，更加强调学生的动手实践能力，要以突出学生实践能力作为培养方向。我们根据电气工程自动化的教学方案，从学生实际、动手能力培养、教学情况的应用程度等方面进行入手，并且最大程度的开设试验、设计、实习、实践等教学培养，做好第一、第二课堂的研究。以突出学生实际工程应用能力作为重点项目，在组织学生进行深入的实践同时，根据专业的系统性、层次性等进行循序渐进的教学，在构成基础理论的同时，较基础技术能力、专项能力、应用能力等方面进行多阶段的培养，努力将理论和教学实践进行有机的结合。

1.落实教学环节的转换

电气工程学科要想完成应用型人才的培养，必须在传统的教学环节上进行改革，要将教学体系分为多个层次来完成。首先要建立一套基础的实践技术和理论相互结合教学方式，可以通过专业课、实践课等课程完成实验教学的主体，并且适当的减少公式化、形式化的理论学习。其次要合理的进行精英型培养，要提倡学习成绩优异的学生进行自主性的客体研发，从而提高学生的创新能力。

2.组建专业社团

电气工程及其自动化专业学生可成立电气工程及其自动化协会社团，学生在专业教师的指导下展开专题调研。专业社团可以在校园内外开展诸如单片机电子设计竞赛、电气控制设计竞赛、聘请校外专家讲座等活动。

四、结束语

就目前的电气工程自动化程度来看，应用型技术人才成为了最为主要的培养对象，常规的电气工程人才培养模式已经不能适应行业的需要，所必须根据自动化人才培养的形式建立应用型人才的培育方式，并且通过改革、创新等方式提高电气工程自动化人才的培养，让其能够适应时展，满足市场需求。

参考文献：

[1]徐敏，彭彦卿.电气工程及其自动化专业学生实践能力培养刍议[A].第三届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集[C].2005年.

[2]梁小冰，黄萍，韩昆仑，姜爱华.建设具有自己特色的电气工程及其自动化专业[A].第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（上册）[C].2007年.

电气一体化论文篇（5）

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）24-0132-03

Study of Major Undergraduate Course System of Electrical En-gineering and Its Automation based on Concept of CDIO//LU Min，

GONG Lijiao， ZHAO Mi， CAI Xinhong

Abstract Based on CDIO model analysis， found the Shihezi Univer-

sity in electrical engineering and its automation major undergraduate curriculum problems through compared with electrical science and

engineering at the Massachusetts institute of technology， according to the CDIO mode and the specific data analysis to build the electri-cal engineering and its automation major undergraduate course system.

Key words CDIO mode； electrical engineering and its automation major； curriculum provision

1 CDIO背景介绍

电气工程及其自动化专业隶属于电气类，目标是培养具有电气工程领域相关的基础理论、专业技术和实践能力，并且能在电气工程领域从事设计、研发、运行等工作的专业技术人员[1-2]，具有典型的工科学科特征，即理论与工程实践相结合的学科[3-4]。

CDIO分别指Conceive（构思）、Design（设计）、Im-

plement（实现）、Operate（运作），是由美国麻省理工学院、瑞典查尔姆斯工业大学、皇家技术学院和林雪平大学在2000年提出的一种工程教育改革模式，经过十几年的发展和不断完善，目前已有全球97所相关工程类高校加入，代表了新世纪国际工程教育改革的优秀成果（IET： Engi-neering and Technology Skills & Demand in Industry Annual Survey）。CDIO这一理念的核心是强调工程师的工程能力必须在真实的工程实践和解决工程问题的过程中取得，4个步骤代表了一个工业系统或过程的整个生命周期的所有环节[5]。

2 案例研究与比较

本文以提出CDIO理念的工程高校之一的麻省理工学院电子电气类专业本科最新设置为例，分析该校电气专业培养方案的特点，并与石河子大学电气工程及其自动化专业培养方案作对比，提出新的专业课程设置方案。

麻省理工学院电气与计算机科学系核心课程设置 麻省理工学院电气科学与工程专业最新的核心基础课由2门学科入门课、3门基础课（4选3）和3门专业课（4选3）组成，其中2门入门学科为实验课，结构如图1所示。

从图1可以看出，不同于传统授课形式，该专业的课程设置采用实验理论实验的授课方式。以实验课程入门，可以使学生参与理论模型推导、归纳和验证环节，加强基础概念认知，提倡和鼓励学生自主探索，并且通过后续的专业实验课程能够再来验证前期形成的理论，这样就构成整个学习与实践的循环。

麻省理工学院的电气科学与工程专业在长期的工程实践教育中逐渐形成具有鲜明工程培养特色的课程体系。通过分析麻省理工学院电气科学与工程专业课程的设置特点，对比目前正在实施的石河子大学电气工程及其自动化2013级培养方案的专业课程设置，发现目前石河子大学的电气工程及其自动化的专业设置存在“重理论、轻实践，重专业、轻人文，重必修、轻选修”的现象，具体表现为：

1）培养计划中工程实践课程所占比例较小，理论与实践课程教学相互独立，课程衔接性较差，课程内容较少涉及工程实际；

2）培养计划中工程科学和基础科学课程较少，专业技术课程比例过高，导致学生对于基础的科学知识没有了解；

3）轻视人文社科类课程教学，忽视学生个性的培养，课程计划中人文社科类课程所占比例较小，工科学生的人文素养较差；

4）必修课程和选修课程比例分配不平衡，选修课程数量不足，必修课比例过高，学生自主选择的范围有限。

表1中列出具体的数据，并且给出调整的方向和大小。

3 我国电气工程及其自动化专业本科课程体系模型重构

数据分析与结论 通过表1可以看出，与CDIO模式下的培养计划中各类课程在总学分中的比重相比，石河子大学电气工程及其自动化专业本科课程计划的课程结构模块存在偏高或偏低的比例差距。这不仅反映了课程比例设置不合理，更重要的是反映了电气工程专业在教育理念、培养模式等根本性问题上的差距。因此，想要实现电气工程及其自动化专业本科课程体系模型的重构，不仅仅是对课程结构比例的调整，更重要的是对工科教育的指导思想和教育理念的改革。

在课程体系设计方面，目前石河子大学电气工程专业本科课程体系还是采用传统的公共基础课程、专业基础课程和专业课程的模式，这种模式下课程虽然是循序渐进的，但是各个课程之间关联性较差，理论和实践环节的联系不够紧密，导致学生理论和实践脱节，实际工程能力较差。所以，基于CDIO理念重新设计电气工程及其自动化专业本科课程体系，就要改变目前的课程设置模式和授课方式，将整个学科看作一个整体，按照知识接受程度规划课程进度，并将能力训练或项目设计交叉其中，达到理论与实践相互结合，知识、能力和创新培养一体化。

基于CDIO理念的电气工程及其自动化专业本科课程体系模型 分析目前培养计划不足，借鉴CDIO理念，提出电气工程及其自动化专业本科课程体系，如图2所示。

从图2可以看出，该课程体系模型中，从左到右是按课程或项目的时间进度安排，从下到上表示可以同时开展的课程。整个课程体系模型清楚地显示了电气工程及其自动化专业课程结构和课程组织形式，理论与实践知识相互支撑的一体化课程体系。具体来说，体现在以下两个方面。

1）项目培养为主线。课程体系模型中按照系统化理念分为三级项目，其中，―级项目用以提供基础工程的经验和能力；二级项目为学期项目，主要围绕主题内容进行课程群学习，并以课程群为基础，推动课程计划中―级项目的开展；三级项目属于课程群内课程间或课程内的小规模设计实践活动，可以根据课程自身的内容和特点灵活安排，其目的是强化学生对理论知识的认知和理解，提高学生实践和创新能力，促进二级项目的开展。

2）围绕核心课程的课程群。在课程组织方面，为了推动和促进二级项目的实施，将电气工程及其自动化专业的课程按照不同的主题内容进行组织，形成相关核心学科课程群。

4 总结

本文首先探讨CDIO理念下课程结构组织原则，并具体分析石河子大学机械电气工程学院电气工程及其自动化专业本科课程计划与CDIO标准专业课程计划相比存在的差距。通过差距分析，认为石河子大学电气工程及其自动化专业课程体系应该在课程设计、课程计划的顶层设计和课程体系结构要素设计三个方面进行教学改革。在CDIO理念的指导下，本文重新构建电气专业的课程体系模型，以系统化的三级项目为主线，与理论教学紧密结合，并按照核心课程构建课程群，实现知识、能力和创新培养的一体化，理论与实践的融合。

参考文献

[1]邢贵宁.工学结合模式下电气自动化专业课程开发的研究[D].石家庄：河北师范大学，2011.

[2]潘再平，黄进，赵荣祥，等.全面优化本科教学平台，培养电气工程创新人才：浙江大学电气工程及其自动化特色专业建设[J].电气电子教学学报，2010，32（S1）：20-23.

[3]陈晓英，任国臣，巴金祥，等.电气工程及其自动化专业实验教学体系的构建[J].当代教育理论与实践，2016，

8（2）：51-53.

电气一体化论文篇（6）

  改革开放以来，国家教委以学生的综合能力和素质为培养目标，对相关的课程进行了要求，电气自动化控制类课程需要培养学生的操作能力，这就需要对电气自动化控制类课程的实践教学进行一系列的完善。下面介绍了完善电气自动化控制类课程实践教学的几种方法。

一、加强实验室实践教学

电气自动化控制专业不但要求学生掌握相关的理论知识，还要求学生有实际的操作能力。电气自动化控制专业的实验环节都是单独设课。为了更好的学习电气自动化控制专业的内容，需要有高质量的实验教学，使学生完成动手实践的目的，实验时，需要将操作过程中的进行情况、实验成绩划入到电气自动化控制专业实验教学的最终成绩里，使学生的主动性增加，自己动手操作能力提高。在相关的实验器材方面，学校有条件的话，可以配备现代化的新型设备，使学生可以更好的学习电气自动化控制专业。通过电气自动化控制专业的实验操作，使学生的实践技能大幅提升。学校可以自己开发电气自动化控制对象的装置，根据现有的教育经费，收集一些不用的产品作为学生控制的对象，比如废弃的挖掘机、遥控汽车等。开发面向应用的电气自动化控制对象装置，使这种装置可以适用于不同的层次和专业的实验教学。用目前的教学模式二次开发，针对以前建立的实验室，还需购进先进的实验模型，比如四层电梯模型、立体仓储模型、八层变频电梯模型、机械手控模型等。它们通过单机控制。为了避免教学实验模型的闲置，可以利用这些教学模型研发物流控制系统和基于总线的电气自动化控制试验室。由于这些二次开发的教学模型和企业生产经营现场的控制差不多，使学生更好的面向企业实践，使电气自动化控制类课程教学质量上升。

二、进行电气自动化控制专业的整合

通过数据分析，电气工程专业、机电一体化专业、机械制造专业可以在电气自动化控制技术上进行整合，通过整合形成的电气自动化控制类课程可以进行一体化的教学，这样一来也优化了电气工程专业、机电一体化专业、机械制造专业的教学内容。根据教学大纲的要求，对电气自动化控制类课程进行重点、难点的圈注，选出适合学生实际掌握的基本内容，通过多媒体教学手段调动学生学习的积极性和兴趣，使学生可以更好的去理解电气自动化控制专业知识。

三、开发相应多媒体课件

在以往的教学中，受传统的古板教学方式影响，不能达到很好的教学效果。为了突出电气自动化控制专业的实践教学，可以选用图文并茂的多媒体教学，各类电器元件的功能和工作原理、PLC的组成和工作原理、各种复杂指令的应用是电气自动化控制专业教学的重点和难点。在进行电气自动化控制类课程的教学过程中，要结合好实际的案例和目前电气自动化控制专业的发展状况，充实课程的内容，使学生不断提高自己对电气自动化控制专业的实践动手能力。还可以在多媒体课件中添加动画、图片、视频等网络元素，使电气自动化控制专业课件变得生动形象，借此来提高学生的学习兴趣。比如在进行低压电器的特点结构讲解过程中，可以用多媒体动画的方式进行介绍，多媒体教学可以略去不必要的系统原理图，使电气自动化控制专业的讲解过程变得简单，多媒体教学手段在电气自动化控制专业中的应用也提高了教学效率。

四、强化教工教育意识

电气自动化控制类课程的实践教学，不单单要注重学生的电气自动化控制类课程的专业技能培训，还要注重学生的素质教育工作，要求老师认识到电气自动化控制类课程的实践教学对学生综合素质的要求，在进行电气自动化控制类课程的实践教学时要以学生的全面发展为中心原则，培养出既能掌握电气自动化控制类的技能知识，又具有综合素质的复合型人才。在电气自动化控制专业教学过程中，进行必要的电气自动化控制专业讨论，技术讨论不但要注重结果，也有可能讨论的过程比结果更重要。老师的总结评价是使技术讨论取得成果的重要保证。所以对于学生的回答，老师应做出激励性的，客观性的评价，对学生的讨论进行有效梳理，帮助学生处理解决电气自动化控制专业中那些有难度的或有争议的问题，使学生对电气自动化控制专业知识有一个清晰完整的认识，也要促使对原有电气自动化控制专业知识重新构建。老师要留给学生自己思考电气自动化控制专业问题的时间和空间，使学生将自己掌握的问题付诸笔端，让学生描绘在电气自动化控制专业讨论中获得的思想成果，反思自己处理问题的过程，从而使学生更能得心应手的处理在实践教学时遇到的各类问题。

总结：

在目前的情况下，电气自动化控制专业教学需要突破传统的古板教学模式，整合电气自动化控制专业的知识点，突出实践性、专业性的原则，重视电气自动化控制类课程的试验室实践教学，整合电气自动化控制类专业实践内容，采用现代多媒体技术进行实践课程讲解，提高教职工的教学素质，使学生具有综合的实践应用能力。

参考文献：

电气一体化论文篇（7）

中图分类号：U467.2+1文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2013.02.02

质子交换膜燃料电池以其高效率，室温启动快等优点，成为燃料电池汽车的首选动力源。车用燃料电池发动机（Fuel Cell Engine，FCE）在运行的过程中，和传统内燃机一样必须面临66%～80%的动态工况，因此对其动态特性的研究显得尤为重要。目前对于燃料电池发动机动态性能的研究文献很多，但此类研究大多数是集中在电压与电流之间的关系上，通过建模或者仿真分析考察电极极化等因素对输出电压的影响，而关于燃料电池效率的影响只是从电压效率、氢气利用率等方面做定性分析[1-3]。Hou 等人[4]对稳态效率特性进行分析，并建立了燃料电池发动机效率与电流等之间关系的数学模型。影响燃料电池发动机效率的因素有很多，膜电极的性能、燃料电池堆的设计制作水平和装配工艺、以及燃料电池发动机的运行环境和加湿情况等都会对其有所影响，很多文献主要从操作参数如行压、输入气体流量、输入气体加湿温度和电池温度等对效率的影响方面进行了具体分析[5-8]。启动工况是车用发动机的主要动态工况之一，本文通过对燃料电池发动机在启动过程中的效率特性试验研究及分析，旨在得到效率在动态工况下的变化规律及影响因素，为改善燃料电池发动机动态性能提供理论依据。

1 试验方法

1.1 试验台原理

本文的燃料电池发动机启动工况测试是基于同济大学自主开发的燃料电池发动机测试平台进行的，图1是测试平台结构图。

如图1所示，整个测试平台包括控制系统、辅助电源系统、氢气供应系统、电子负载系统和被测对象FCE五大部分。辅助电源系统由20 kW直流电源和12 V蓄电池组成，20 kW直流电源给FCE的辅助系统提供电源，12 V蓄电池给FCE控制系统提供控制电源；氢气供应系统包括氢气瓶、质量流量计以及减压阀等，向FCE提供减压后的氢气；电子负载给FCE进行加载；控制终端通过PLC控制柜对氢气流量、燃料电池发动机的输出电压和电流等参数进行实时检测，测试平台的所有子系统由PLC控制柜和控制终端来控制。

测试所用FCE的额定功率为45 kW，燃料电池堆由560片单电池串联组成，有效工作面积为270 cm2。

1.2 启动工况测试

燃料电池发动机的典型起动状态分为冷启动和热启动两种方式。冷机方式是指燃料电池发动机（冷却液加注完成）在规定的温度和湿度条件下保温足够长的时间以保证燃料电池发动机内部温度与环境温度相同；热机方式是指使燃料电池发动机工作在一定功率，同时监测燃料电池堆冷却液的出口温度，一旦燃料电池堆冷却液的出口温度达到正常工作温度，即认为燃料电池发动机达到热机状态。冷启动与车辆的实际启动情况相对应，故本文采用冷启动测试，启动初始环境温度为12.8 ℃。

测试按照连续加载方式进行，功率增量值为10% PE（额定功率）。图2是FCE启动过程中的燃料电池堆电流的变化曲线。启动2 s后燃料电池发动机功率从0启动到15 kW，电流由0增至34 A，由于燃料电池堆温度上升缓慢阻碍了反应的进行，功率等级越大，上升所需的时间也越长，故电流在60%～80%额定功率范围内持续时间较长。由图2可知，燃料电池堆电流在燃料电池发动机的启动时间为450 s，启动完成后电流为122 A，随着启动时间的增加，电子负载阶跃增加，电流瞬间上升，并有一个超调量，经过1 s左右然后下降到稳态。

2 FCE效率变化规律分析

质子交换膜燃料电池通过氢气和氧气的氧化还原反应将化学能转化为电能，其化学反应方程为

燃料电池效率是指燃料中转化为电能的那部分能量占燃料中所含能量的比值。当氢和氧反应生成液态水时，其标准电池电动势为1.229 V，根据电化学反应可以从理论上得到燃料电池堆的理论效率，但进入燃料电池堆的氢气无法被全部利用，一些氢气没有反应就排出电池，故燃料电池堆的实际效率需要考虑电池堆的理论效率和氢气利用程度两方面的影响。

除了燃料电池堆之外，一个完整的燃料电池发动机系统还需要包括氢气供应系统、空气供应系统、水热管理系统和控制系统在内的辅助系统的支持，故燃料电池发动机的系统效率还需考虑辅助系统的影响。下面从氢气利用率、电池堆效率和系统效率三方面来分析燃料电池发动机在启动过程中的效率变化规律。

2.1 氢气利用率的特性

单电池反应消耗的氢气流量与电流之间的关系符合Faraday定律，而燃料电池堆通常由若干片单电池串联到一起，则燃料电池堆氢气流量hflow与电流I之间的关系如下。

，

式中：N为燃料电池堆中单电池的片数；m为氢原子的摩尔质量（2.016）；n为反应所包含的电子数（2）；F为Faraday常数（96 485 C/mol）。

对于质子交换膜燃料电池来说，由氢氧的化学反应方程可知水在阴极生成。电池工作过程中，阴极区吹入过量空气以供给反应所需氧气，同时空气可以将绝大部分多余的水分吹扫出去。但是由于质子交换膜非常薄，生成水容易从阴极扩散到阳极区域。由于电解质的质子传导能力与水含量成正比，水的这种迁移一方面能使电解质处于湿润状态，从而具有良好的质子传导能力，而另一方面当水含量过高时会引起电解质淹没，并导致阳极和气体扩散层中的孔道被水堵塞。因此燃料电池的阳极必须具备排出过量水的能力，一般采用间歇性排出氢气的方法，故实际的氢气流量与电流之间并不是严格的正比关系。

图3为启动过程中的氢气流量试验值，随着启动时间的增加，实际氢气流量总体上呈逐渐增加的趋势。发动机启动刚开始时氢气流量较大，这是为了扫除残留在燃料电池阳极内的杂质气体。电流阶跃上升时，氢气流量也上升，由于电磁阀门相对于电流变化的滞后性，氢气流量并不是直接达到稳态值，而是有一定程度的滞后，然后再逐渐趋向稳态值。排氢时氢气流量先急剧增加而后急剧减小，随着负载的增加，排氢的频率上升，而排氢的幅值变化减小。

为了更好地表征燃料电池发动机整个系统对于氢气的利用程度，定义理论氢气流量与实际氢气流量之比为氢气利用率，计算公式如下。

图4为氢气利用率的变化特性，启动开始后氢气的利用率以较快的速度急剧增加，随着启动时间的增加，当电流达到一定值后，氢气利用率增加趋势变缓，说明在大电流区域内燃料电池堆排氢量较大，理论氢气流量与实际氢气流量之间的差值随着电流的增加而增加。电流阶跃上升时，由于氢气流量的滞后特性，氢气利用率先上升后下降，峰值甚至可能超过100%。排氢时由于氢气流量的急剧增加，氢气利用率出现周期性回落的现象，随着排氢幅值变化的减小，氢气利用率的波动幅值也减小。

2.2 燃料电池堆效率特性

质子交换膜燃料电池工作过程中不涉及氢气和氧气的燃烧，仅仅是氢气和氧气通过化学反应生成水来提供电能，因此燃料电池的效率不遵循卡诺循环的效率极限。如果氢气的吉布斯自由能都转化为电能，效率即为100%，但是由于电池内部存在由于活化极化、欧姆极化和浓差极化等引起的不可逆损失，理论上的燃料电池效率（以低热值计算）可由下式计算得到。

图5是燃料电池堆的理论效率变化曲线，由图可知燃料电池堆的理论效率在50%～80%之间，随着启动时间的增加电池堆的理论效率总体上缓慢下降。电池堆电流阶跃上升时，燃料电池堆的理论效率下降，并有一个低调量，随着启动时间的增加，逐渐上升到稳态。这是因为当电流阶跃上升时，电渗透拖拽作用使大量的水从阳极转移到阴极，而水的反向扩散较慢，导致阳极的干化，从而出现膜的内阻突增，电压急剧下降。一定时间后反扩散作用使阳极的干化现象得到一定的恢复，膜的内阻也有一定程度的减小，电池堆电压逐渐上升到稳态。所以说明了燃料电池堆的理论效率特性与单电池相同，即燃料电池堆的理论效率与电压成正比。

图6是燃料电池堆实际效率的变化特性。刚启动时氢气利用率非常低，导致燃料电池堆的实际效率出现极值，从而出现理论效率与实际效率之间的差异。随着启动时间的增加，实际效率总体上先急速上升然后缓慢下降，燃料电池堆效率在50%左右波动，波动幅值随着时间的增加逐渐减小，波动频率增加，这是因为排氢时氢气流量急剧增大，随着排氢的结束氢气流量减小，燃料电池堆的实际效率先下降然后上升，此时氢气利用率是影响燃料电池堆效率的主要因素。在电流阶跃上升时，实际效率急剧上升，此时燃料电池堆实际效率的影响因素主要有两个方面：一是电池堆电压下降，导致电池堆功率下降；二是电池堆氢气流量的滞后特性，使氢气流量滞后于功率的变化，氢气流量偏小。在这个过程中，氢气流量的滞后特性对效率的影响更加明显，所以总体效果使燃料电池堆效率急剧上升。

2.3 FCE系统效率特性

燃料电池发动机的系统效率是指发动机的输出功率与实际氢气流量的化学能之比，计算式如下。

图7是FCE系统效率的变化特性。与燃料电池堆的实际效率的变化特性相同，刚启动时系统效率很小，随着启动时间的增加，系统效率总体上先急速上升然后缓慢下降。系统效率在45%左右波动，由于排氢导致的波动幅值随着时间的增加逐渐减小，波动频率增加。电流阶跃上升时，氢气利用率增加，故系统效率急剧上升。

燃料电池发动机的输出功率为电池堆功率与辅助系统功率的差值，故系统效率也可以表示为

式中：PA为辅助系统功率，kW。计算式表明辅助系统功率与电池堆效率的比值PA/PS越小，系统效率越大。

可定义辅助系统功率与电池堆功率之比PA/PS为电堆功率因子，反映了辅助功率在燃料电池堆总输出功率中所占的比重，也反映了整个发动机系统的匹配情况。图8是电堆功率因子随启动时间的变化曲线，2 s以前，电池堆的功率为0.2 kW左右，而辅助系统消耗的功率为0.56 kW，辅助系统功率超过了电池堆功率，功率因子PA/PS远大于1，20 kW直流电源提供了超出部分的功率，但由于功率值都很小，故对系统效率影响不大。2 s时燃料电池堆的功率由0.2 kW阶跃上升至15 kW，由2 s到220 s的时间段内PA/PS基本稳定在5%，电流阶跃上升时，PA/PS急速增加并有一个超调量，然后下降到稳态值，220 s后PA/PS逐渐上升至7%。

对比图6和图7可知，启动时间在2 s以前的系统效率与电池堆效率基本为0，2 s时系统效率与燃料电池堆效率的差值迅速增加，增加到最大值9%后，然后缓慢减小并逐渐趋于稳定在5%左右。由图8可知，这是因为随着启动时间的增加，辅助系统功率占燃料电池堆功率的比值逐渐在增大。故系统效率与燃料电池堆效率之间差值的变化是由于辅助系统消耗功率导致的。

2.4 FCE效率异常现象

由燃料电池发动机在启动过程中的效率变化规律可知，电流阶跃上升时，氢气利用率和效率急剧上升，甚至会出现氢气不足而引起电池堆实际效率大于理论效率的异常现象，氢耗量滞后性引起的氢气不足是导致效率异常的主要原因，电流上升时有一个超调量对效率异常也有影响。当氢气不足以提供所需的电流时，阳极电势升高，电池堆中会发生水电解反应和碳氧化反应来提供氢离子和电子。

水电解生成氧气会使阳极腔发生氢氧混合，在铂电极的作用下发生迅速的化学反应，使局部温度迅速升高，可以导致质子交换膜被烧穿，引起电池组的失效。而碳作为电极的支撑体发生氧化后，一方面引起电极孔结构的变化，影响到反应气体的传质，另一方面附着在电极的电催化剂也会发生流失，导致电极活性的下降。从而加速电池性能的衰减，降低电池堆的寿命，因此在燃料电池发动机运行当中应尽量避免氢气不足以及效率异常的出现。

3 结论

电气一体化论文篇（8）

【分类号】G712；U463.6-4；U472-4

前言

汽车电气设备构造与维修课程在传统的教学模式中，教师讲授课程内容时，以陈旧的教材为基础，借助大量的教具和教学模型，努力讲解课程内容，但教学效果不理想，学生实际动手操作能力不强，无法真正掌握汽车电气设备检测与维修技能。为了让学生掌握汽车电气设备检测与维修操作技能，提高教学效率和教学效果，我们必须开展一体化教学改革。

1《汽车电气设备构造与维修》课程的教学现状

1.1培养目标不明确

传统的汽车电气设备构造与维修课程主要是以学生对知识的掌握为培养目标，忽视了技能教育实用性较强的特点，没有紧跟市场、注重企业对维修人才掌握汽车电气设备维修技能的要求，导致学生毕业后不能尽快地适应所从事的工作岗位。

1.2教学方法落后

传统的汽车电气设备构造与维修课程教学，主要采用先在教室进行理论教学，然后在实训室进行实操技能训练的模式。这种教学方法，学生一直被动地接受知识，学习中没有经过深入思考，不能将理论学习和实操技能训练有效结合，无法发挥自主学习的作用，难以最大限度地激发学生的学习积极性，他们对知识和技能的掌握与教学目标相差甚远。

1.3教材内容陈旧

第一，教材内容与汽车电气设备检测与维修的实际应用有一定差距，存在着学生掌握了教材内容，却在实际工作中不会使用所学知识来检测、排除电气设备故障的问题。

第二，教材内容已形成固有体系，没有紧跟市场技术的发展对教材内容进行实时更新。

2汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革目标

2.1满足企业岗位人才需求

学校人才培养及教学内容的安排应根据企业工作岗位的技术要求有针对性的进行。因此，在汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革中，应组织专业教师赴维修企业调研机电维修工作岗位中电气设备维修工作经常进行的维修任务与技术要求，了解企业需求，以企业工作岗位要求为基础，开展汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革。

2.2培B学生综合职业能力

综合职业能力即在真实环境中整体化地解决综合性的专业技术问题的能力，是人们从事一门或者若干门相近职业所具备的本领，是个体在职业工作、社会热情和私人情境中科学的思维、本着对人和社会负责的态度行事的热情与能力，是科学的工作和学习方法的基础。所以，汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革要满足职业要求和学生个人发展需求两方面的要求，培养学生的综合职业能力。

3理实一体化教学模式在《汽车电气设备构造与维修》课程中的实施

3.1.理实一体化教学模式的内涵

所谓理实一体化的教学模式，是指将专业理论知识与职业技能结合起来，在实践中学习理论知识，用理论知识支持职业技能的学习，理论与实践紧密结合的一种教学模式。

3.2理实一体化教学模式的教学流程

理论讲解教师对教学目标所涉及的内容边讲解边演示（操作），通过现场实物、教学模型、多媒体课件、实际操作等内容的演示，让抽象枯燥的学习内容变成看得见、动得到、易理解的实实在在的东西，让学生可以做到，边理解理论知识，边对实物进行操作。

3.3优化教学内容，丰富教学资源

既然要优化教学内容，就必须进行课题分解和模块化组合。具体操作方法是：教师根据教学目标和任务，将学生需要学习的各个知识点分解为一个一个的模块；学生有计划地针对各个模块进行理论学习和专门化训练，在训练中让学生知其然；教师对学生在实践中出现的问题或困惑，用专业理论知识加以解释，使学生知其所以然，从而实现理论与实践的有机结合。以《汽车电气设备构造与维修》第二版“单元一电源系统”这一部分内容为例，这部分内容的知识点包括电源系统概述、汽车蓄电池、汽车交流发电机、电压调节器和电源系统电路。我们教师在授课过程中，将这部分内容划分为两个教学模块。模块一：对汽车蓄电池和汽车交流发电机进行边讲解理论边进行实际操作的授课方法，并且教师对实物（总成）进行实际操作演示，加深学生对知识点的掌握及提高自身的动手能力。模块二：带学生到汽车整车实训室进行实车讲解，并且教师对应着电路图进行实际操作演示，让学生了解了在汽车整车各零部件的安装位置，读懂电路图，并掌握以电路图结合实车进行检测与故障分析。

4理实一体化教学资源的运用

《汽车电气设备构造与维修》课程是一门与实际工作岗位联系非常紧密的课程，脱离了工作实际，学生就会难以理解知识，无法形成技能，进而失去学习兴趣。因此，准备丰富的教学资源是《汽车电气设备构造与维修》教学中必不可少的环节。在《汽车电气设备构造与维修》课程教学中，笔者建议教师可以通过以下途径合理运用教学资源。

4.1组建专门化教室

专门化教室是将教室与实训场地融为一体、使教学与实践紧密结合的场所，能够让学生感受情境教学的氛围，在课题（或案例）教学中学习技能，获得能力。所以，专门化教室必须具备充分的教学条件，如：包括黑（白）板和多媒体教学设备，有足够的实验或实训操作工位和实物（总成）等。

4.2充分利用现有实物（总成）

比如，在汽车电气实训室利用已有的继电器、点火开关总成、发电机总成、起动机总成等教学实物，可以进行整体外观认识、正确拆卸、拆卸后的检测（检修）项目、正确的装复等内容，还可以结合电路图或原理图分析其工作原理。

4.3利用计算机仿真动画进行辅助教学

应用于课堂教学，使理论教学直观化。此外，根据教学的要求，还可组织学生到汽车整车实训室进行现场教学。通过组织学生到汽车整车实训室进行现场教学，使学生认识在汽车整车上零部件的安装位置及其连接关系，增强了感性认识，并且根据我们教师所提供的电路图进行实际动手测量，加深学生对知识的理解，特别是增强学生对实物（总成）工作原理、理解电路图的能力，对“电”这种看不见摸不着的东西等方面知识的理解大有帮助。

5结束语

汽车电气设备构造与维修课程一体化教学改革要充分了解企业对人才的需求，在汽修人才职业发展规律的基础上，以培养学生综合职业能力为宗旨，从课程标准、教学内容、实训场所、评价机制各个环节入手，按照一体化的要求进行设计与教学，这样才能培养出企业满意的技能型人才。

电气一体化论文篇（9）

高压开关柜在电力系统中担负着关合及断开电力线路、保护系统安全的双重功能，随着电力系统向着高电压、大机组、大容量的迅速发展，电网日益扩大以及变电站无人值班管理模式和综合自动化的普及推广，高压开关柜的安全运行越来越重要。高压开关柜内闸刀触头、电力电缆进出线的接头接触不良时，接触电阻增大，在负载电流流过时会产生发热现象，过热会引起金属材料的机械强度下降，绝缘材料老化并可能导致击穿，形成事故。在高压开关柜中，固体绝缘中的空穴、不同特性的绝缘层之间，以及金属（或半导电）电极的尖锐边缘处，由于气体的击穿场强比固体介质低得多，气体中的电场又比固体介质中高，往往在气隙的部位产生局部放电。这些局部放电会造成电介质绝缘强度逐步下降，最终导致绝缘的损坏。此外，高压开关柜中还存在SF6气体的泄漏，同样会造成设备性能的下降。因此，测量和监视高压开关柜内的运行状态，是避免重大事故发生及控制故障恶化的有力手段，对于保证高压开关柜的正常运行，提高电力系统的运行可靠性和自动化程度具有非常重要的意义。

目前已有的各个测试系统存在各种各样的缺陷，并且各种方法只能实现对某一种故障的监测，还无法实现对高压开关柜的运行状态准确监测。针对于上述的情况，针对于上述的情况，对高压开关柜在运行过程中各故障状态下的气体成分进行了分析，发现各种故障状态下，高压开关内部会产生不同的特征气体。由此可见，采用变压器油色谱测试的原理，通过对不同特征气体的分析，可以实现对高压开关柜运行状态的监测。基于上述的原理，本论文介绍了基于故障气体原理开发了便携式开关柜故障探测装置，该系统通过提取开关柜运行过程中所形成的气体，采用气敏传感器对各种气体成分进行分析，从而对开关柜的运行状态做出可靠判断，确保高压开关柜的安全运行。

一、开关柜内部故障的特征气体分析

对于采用SF6断路器的小车式开关柜，最容易发生的异常是接头发热、SF6气体泄漏和局部放电。下文将分别研究每种异常状况的特征气体特点。

1.接头发热

接头发热是一次设备的常见故障，对于常用的小车式开关设备，由于其断路器小车经常被移进移出，断路器的触指和触头很容易受到撞击等外力作用而变形，导致接触不良而发热，另外其电缆接头也是发热故障的高发部位，由于开关柜内部发热几乎不能早期发觉，接头发热故障对于开关柜的安全运行事关重大。接头发热产生的特征气体比较复杂，各种气体的组分和浓度随发热温度和接头材料的不同而不同，主要特征气体有以下几种：

a.烷烃和硫化氢——主要是接头电力脂、脂、示温蜡片中杂质受热分解产生，由于断路器触头无一例外地涂有脂，如果接头发热，凡士林融化导致内部少量碳原子数量较少的烷烃和硫化物等杂质气化而分布在柜内的空气中，由于各种气体传感器对于烷烃等可燃气体灵敏度极高，因此很容易检出。

b.单质铜和氧化铜颗粒——如果温度过高，接头的铜会逐步氧化发黑形成氧化铜，极少量的氧化铜和单质铜会升华进入空气，并产生微量烟雾。

c.绝缘材料分解气体——发热接头附近的绝缘材料（如环氧树脂）受热也会产生一定特殊气体，另外接头部位的灰尘受热也会产生特殊气体，主要有氢溴酸、胺类、腈类、酚类、烷烃、醛类、氮氧化物，多环芳烃、杂环族化合物、羟基化合物等。

2.局部放电

局部放电也是一次设备的常见故障，空气中的放电现象会产生氮氧化合物、臭氧和负离子，因此对于空气中的局部放电，如沿面放电等，可采用探测上述气体的传感器进行探测，对于固体介质内部的局部放电则没有作用。

3.SF6泄漏

绝大部分的小车式开关柜均为装设断路器SF6压力表或密度继电器，如发生SF6泄漏，只有等到压力低于报警或闭锁值时，才能通过处罚压力接点的方式用光子牌、指示灯间接显示出来，如果压力接点失灵，SF6气体即使漏完运行人员也无法知道，如果此时操作断路器可能导致设备爆炸的严重后果，因此采用另一种手段探测SF6泄漏也很有必要。由于现有的SF6气体传感器能检测到0.1ppm以下浓度的SF6气体，因此开关柜内部的SF6泄漏应该能很容易地检出。

二、气体传感器设计

1.传感器的选择

通过对不同传感器的性能比较，分析了各种传感器在寿命、灵敏度、成本、加热功耗和反应速度方面的优缺点，本论文提出了采用电化学可燃气体传感器+离子型烟雾传感器+TGS型空气质量传感器”检测接头发热、大气型臭氧传感器检测局部放电、环境监测型SF6传感器检测SF6的方案。

接头发热采用电化学可燃气体传感器，该传感器灵敏度很高，用其可满意地检出微量的硫化氢或其他可燃气体；游离碳、游离状氧化铜和单质铜用气体传感器较难检出，为了提高检测性能，又加上了离子型烟雾传感器，这样如果柜内有极少量的烟雾颗粒，也能及时检出，通过联合使用2种不同原理的气体传感器，就能较可靠地探测出开关柜内部发热异常。局部放电和SF6泄漏的检测分别采用O3/S-5型大气监测用臭氧传感器和SM-SF6型SF6气体传感器，该两种传感器的检出灵敏度都在0.1ppm以下，足以探测开关柜内部的SF6气体泄漏和表面局部放电现象。

2.气体传感器的典型应用电路

气体传感器是一种将特征气体浓度量转化为电量的传感器，大部分气体传感器都采用电阻率变化的方式输出信号，当环境中某种特征气体含量较低时，传感器电阻较大，当该气体浓度增大后，传感器电阻减小，大部分气体传感器的电阻在一定范围内都能与气体浓度成比例变化，具有较高的线性度。

典型的采用加热方式工作的气体传感器电路如图1所示，传感器的1、2端口为加热端口，3、4端口为输出端口，R2为加热端口的限流电阻，用以将加热电流调整到传感器所规定的电流值，R1为输出端负载电阻，当传感器启动后，需要加热一段时间，加热完毕后即能工作，此时3、4端口的电阻值会随着外界气体浓度的变化而变化，从而使R1上的电流和输出端的电压变化，起到监测气体浓度的作用。

三、系统结构设计

通过上述的研究，本论文对整个测试系统进行了设计，其整个原理如图2所示。

从上述监测系统的结构框图可以看出，整个系统由CPU控制系统、按键、液晶显示屏、通信总线、A/D数据采集单元、局部放电探测单元、SF6泄漏探测单元和触头过热探测单元所构成。整个系统的工作过程为：首先采用抽气的方式，将开关柜内的运行气体送入到各测量单元中，利用局部放电探测单元、SF6泄漏探测单元和触头过热探测单元中的气敏传感器对各种故障的特征气体进行测量，实现非电量向电量的转换，接着将各测试信号传到A/D数据采集单元，将模拟信号转换成数字信号，最后将数字信号送入CPU控制单元中，对采集的数据进行归类、统计分析，将测试结果和分析结果显示在液晶屏中，其显示的内容可通过按键进行更改。此外，整个系统还可以通过通信总线，将测试结果上传至监控中心。

四、测试电路设计

针对于上述电路的框架，本论文对其的测量电路进行了设计，其原理如图3所示。

从图3中可以看出，整个测试电路由模拟开关、AD采样电路和MCU组成，其工作原理：首先将测量信号（如热信号、局部放电信号等）接入模拟开关，然后利用MCU控制模拟开关，实现对其分时控制，将模拟信号输入AD采集单元中，接着MCU控制AD采集单元实现对其模拟量的数字转换，从而实现对被测量的测量。

五、系统软件设计

根据上述的测量电路，对其控制软件进行了设计，其程序的流程框图如图4所示。从图中可以看出，整个程序的流程为：首先对系统进行初始化，如接口的电平、寄存器初值的设定，中断的关闭等，然后控制模拟开关，使模拟信号进入AD的输入端，接着对其进行模数转换，实现对模拟量的分时采样，然后对所测量的数据进行分析，对高压开关柜的运行状态作出判断。

六、样机的效果测试

鉴于要寻找内部存在异常的运行开关柜比较困难，因此设计了一些模拟实验，来验证该样机的实际效果，试验结果如表1所示，图4为测量程序流程图。

七、结论

本文说明了空气绝缘开关柜内部异常早期探测的必要性，提出一种通过检测开关柜内空气质量和特征气体组分的方式，来探测空气绝缘开关柜内部异常状态的方法。通过理论分析和实验证明了其具有较高的可行性和实用性，对于接头发热、表面放电和SF6泄漏异常具有较高的检出率，能够实现对高压开关柜的监测。

参考文献

[1]吴家棍，孙良彦.传感器技术[J].1997（1）：18-21.

[2]尚文，刘杏芹，汤笑婷.应用化学[J].1998（2）：60-63.

[3]陈尔绍.传感器实用装置制作集锦[M].北京：人民邮电出版社，2000（4）.

[4]陆凡，王小平等.传感器技术[J].1997，26（3）：5-6.

电气一体化论文篇（10）

中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）10-021-01

高职电气自动化教学是培养具备电子电器设备的安装程序、调理机器、使机器成功运行和机器维修能力的专业性和综合性的技术人员。高职电气自动化教学要想取得很好的效果就要做到理论与实践相结合，但是由于现今的高职电气自动化教学有规范计划性、师生资源不理想、学校实训设备差、技术水平有限等缺陷；实践一直是高职电气自动化教学的“心头病”，实践与理论在高职电气自动化教学一直得不到相互促进，导致高职电气自动化教学也处于不理想状态。为了提高学生的专业技能和素质素养，促进学生的全面发展，应当在高职电气自动化教学中把理论和实践相结合。

一、高职电气自动化实践教学存在的问题

1、高职学校教师对实践教学不重视

我国传统教学基本上都有“满堂灌”的错误方式，虽然有实训课，但实训课科室较少，而且在实训课上，教师一般值是粗略讲解一下课本上的知识，然后就让学生自己动手。虽然课本上也有操作图，但是学生的理解能力毕竟有限，这是教师对实践教学的不重视。有学者对部分高职院校进行调查，发现这些院校基本没有校外实践，校外实践要和企业进行联系，以保证学校学生能有定时定点的实训单位，但其过程相当麻烦，也需要发费一定的资金，所以院校并没开展此类实践活动。

2、高职学校实践器材设备陈旧

虽然学校按照国家标准进购了一些电气自动化设备，但用的时间却很少，尤其有些学校的设备已经陈旧不堪了，但是院校仍没有进行更换，而设备的发展、更新速度学校也跟不上，一般都是设备都已经好几年了，学校才刚刚用上，这就使得有些功能学生没有学习到，造成学生对设备的理解层次低，严重阻碍了学生的全面发展。

3、学校缺少师资力量，师资力量弱

目前由于大幅度的扩招，导致学校对教师的数量需求增加，但因为学校准备不够充分，学校教师有时要担任好几个课时，导致教师没有时间对教学方式进行更深刻的研究。而学校对教师的培训也是少而又少，老师没有得到进一步的发展，继而用传统的方法教学生，学生也就一直得不到更好的学习和发展。这样导致学校师资架构不合理，总体素质不高，实践教学质量难以保证[1]。

二、高职电气自动化实践教学的解决办法

1、对实践教学予以重视并建立健全的实践管理体系

长期以来受“应试教育”的影响，对实践教学只采取“点到为止”的教学方法，高职电气自动化实践教学应当有效的将实践运用到教学当中，俗话说“实践出真知”，这确实能在实践中发现问题并解决问题。因此我们应当在实践教学中建立一套健全的时实践管理体系，者应当包括：实践的校内实训、实践的校外实训以及定期的实践的实训考核。实践的校内实训主要是指在学校学习了理论知识后进行深刻的了解；校外的实践实训主要是让学生对参加共的工作性质和工作内容有一个全方面的深层的认识；实践的实训考核主要是考核学生的专业技能和综合能力。只有先建立了健全的实践管理体系之后，师生才会对实践教学予以重视，这样才能保证实践教学能达到理想状态。

2、及时更新维修高职学校实践器材设备

高职电气自动化专业本身就是一个要求动手能力强的专业，要想学好这一门学科，实践必不可少，所以高职院校应当及时更换实践所需要的器材设备，这样学生不仅能跟得上时代的脚步，走在新技术的前沿，还能在很大的程度上提高学生的兴趣。当代科技发展的态势特别注重专业间的交叉、融合，电子技术、信息技术、传感器技术、控制技术、机械技术的高度结合，实现生产线的柔性化和智能化[3]。所以想让学生走在技术的前沿，应当及时更新维修高职学校实践器材设备。

3、增强师资力量，培养“双师型”教师

高职电气自动化专业对教师的要求也很高，因为它是一个专业性很强的学科，而教师是学生的引领者、启发者，在一定程度上可以改变学生的人生。高职电气自动化专业教师不仅要对理论有很深的理解，对实践也要有很高造诣；并且能将这些知识传授给学生领会。但时代总是在不断地进步所以学校应当在学校开展培训课，培训教师的实践能力，另外还可以请校外知名实践教学的专业技术人员来对校内师生进行理论和实践上的演讲和探讨。要成功塑造“双师型”教师队伍必须采取“请进来，送出去”的途径，实现专业教师的“双师型”发展，优化高职院校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。

通过以上分析，高职电气自动化教学中必须加强理论教学和实践教学的结合，本文主要对当前高职电气自动化实践教学的基本情况以及存在的问题做出分析，并对当前高职电气自动化实践教学存在的问题提供了解决方案。但本文对实践教学的基本情况还存在不足，这需要更多的研究学者对其进行研究和探讨，以便高职电气自动化教学理论与实践能更加的相融合。

参考文献：

[1] 章小印 欧阳慧平 肖军.高职电气自动化技术专业实践教学的现状与对策[J].萍乡高等专科学校学报,2006,03:87-89.

电气一体化论文篇（11）

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（c）-0178-02

该学院电气工程及其自动化专业的“电气工程基础”课程在课程体系中具有承上启下和举足轻重的地位。该文主要是想通过对目前该院工科课程电气工程基础教学方法与手段改革的研究探索，建立一套对工科学生具有实际教育特色的“校企合作、产学结合、工学交替”的人才培养模式，形成一套对于我院工科学生最具特色鲜明的课程教学方式。培养技术力量雄厚、专业技能突出的双师结构教师队伍，搭建信息覆盖面广、服务对象范围宽的信息化平台，实现优质教学资源上网共享，建设设备先进、技术一流的校内外实训基地，提高教学质量，拓宽学生的就业渠道及提高学生就业质量。努力把电气自动化技术专业建设成办学理念先进、产学结合紧密、特色鲜明、就业质量高的特色专业。

1 课程体系及教学内容的构建

该文主要针对创造、创新和创业型的人才培养需求，让学生对本课程的认真学习，建立对电力行业及其相关知识的基本认识，能够通过理论和实践的学习扎实掌握电力系统的稳态分析、暂态分析以及常见的故障分析和相关的计算方法。为以后其它专业课程的学习以及制作毕业设计和实践实习打下坚实的理论基础。

（1）培养目标的确定。该院重点以岗位和职业资格要求为依据，使学生通过在校的努力学习4年的专业知识，不但掌握了专业的理论知识和实践知识，同时拥有专业的就业技能，毕业之时能够获得毕业证和多张技术证书。

（2）课程体系的重构。电气工程及其自动化专业课程体系的建设是以社会需求的职业岗位为核心，建立适应相应的岗位需求的技术性人才，故而重点突破整个课程框架中该课程的主线地位，有效组织学生进行相应的实践课程培训学习，构建具有我院特色专业的工学结合的课程体系。

（3）整体课程的设置。针对当前社会的需求，电气工程及其自动化专业课程的设置必须从社会岗位需求考虑，把握以工作任务为要领，经过对学生在校期间对课程的专业学习，培养以学生就业为导向目标，让专业课程的内容能满足社会中对该行业岗位或相关多岗位之间工作上的专业知识技能需求。

（4）以项目为主体建设专业核心课程。重点打破传统的以课堂讲授知识为主要特征的传统学科课程模式，转变为以学生适应社会中企业或公司的工作岗位任务为中心，集中精力组织相关专业课程内容，让学生能将所学专业知识运用到项目中，同时又能在执行项目过程中熟悉所学理论知识。

2 “电气工程基础”课程教学方法与手段改革

通过校企合作是本院电气工程及其自动化专业课程开发的最有效、最基本的途径，共同开发、开发的具体方法如以下几点。

（1）教师讲授与学生自学结合，采取案例教学方法试行研究。为了培养学生将所学的电气工程基础专业理论课程能够灵活运用到实际问题中，采取通过具体事例教学方式和课题理论相结合方式。如在讲授电力系统无功功率与电压调整这部分内容时，可设计案例：某工厂由于功率因数过低，导致每月均有大量罚款，而该工厂认为这项罚款不可避免，可以改善吗？在讲授电力系统潮流分布中环路电势的概念前，将某电厂在先后购置的两台变压器并联运行时出现的环网损耗的计算作为实际案例。案例教学提高了学生分析问题、解决问题的能力和创新能力，同时也提高了学生的语言表达能力和心理素质，激发了他们的学习兴趣，形成教师与学生互动的学习氛围。

（2）采用启发式和基于仿真的教学方式，落实我院该课程的技术理论联系实践的教学改革。“启发式”教学法是符合教学基本规律的，积极的采取科学的方式能够让学生开动脑筋、思维和实践，进而能够掌握实际性的知识和技能。基于仿真的教学方法主要是针对本课程的主要内容：输电线路稳态和暂态模型、各种基于计算机编程的潮流计算方法、同步发电机电磁暂态数学模型、同步电机三相短路分析、不对称短路故障分析、机电暂态分析、电压稳定性分析等难教难学内容，采取建立大量的仿真案例进行实际分析方式，使学生真正能够观察到各种短路后的波形，而且可以判断系统的稳定性、同时能够验证潮流计算结果等。这样在调动学生学习兴趣的同时，又能够很自然的让学生抓住该课程的重点所在。

（3）研究制作一套完整的适用于电气工程基础理论与实践相结合的课程教学方法和改革手段所需的PPT电子演示文稿幻灯片。主要是通过围绕专业领域核心技术能力的培养，解决公共课程实数较多，专业课程实数较少与日益增多的教学内容矛盾，能够在有限的专业课程教学时数内，采取对专业课程实习优化教学设计、简化教学过程和精选重点教学内容，使教学应更具备企业岗位需求的针对性。

（4）加强“双师型”教师队伍建设。应该着重考虑企业人才及市场需求，着力于培养复合型、开放型和创新型的电气自动化专业技术人才。

3 结语

工学院作为我校具有工科教育特色的一个院系，有很多动手、协作、团队的课程培养是通过项目研究来实现的。因此，加强我院电气自动化专业实践性课程项目研究的建设，以帮助学生提高创新创业能力尤为重要。经过对该专业中的电气工程基础课程教学方法和手段的改革研究，对我院工科学生将会受到更多更广良好的工程试验基础训练，同时还有大量上机实习等实际锻炼的机会。学生将在企业的控制与生产自动化以及针对当前社会需求岗位的自动控制与自动化软件应用方面获得系统分析、设计、开发与研究的基本能力。

参考文献

[1] 刘涤尘.电气类专业基础核心课程体系与教学改革研究与实践[R].教育部面向21世纪课题研究报告，2004.