时间：2023-03-14 15:18:57
序论：在您撰写变压器实训总结时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
智能运维的实现主要是依托物联网技术，通过各类传感器采集数据，上传至云平台及各类系统加以应用（感知层网络层平台层应用层）。其中提到了一项新技术，AR运检辅助平台，即对设备进行完整建模，利用AR技术，将故障点定位精确至设备内的具体部位。
变电设备智能运维的一大亮点，设备重症监护及远程控制系统，对需要监护的设备加装各类传感器，通过外网或专网，将监测数据实时上传，可以通过移动端设备随时随地访问，也可通过远程控制对数据进行分析，甚至实现远程做局放。在部分没有信号的地区，也可以就地构筑小型局域网。
变压器局部放电测量技术，分为电量检测法和非电量检测法，电量检测法：高脉冲电流法、无线电干扰电压法（RIV）、特高频电磁波法；非电量检测法：测声、测光、测气体。其中提到了声成像测量的新技术，通过声音多点定位，软件计算时间差，从而实现声成像。对局放试验中干扰大的问题，可以通过硬件以及软件两个方面来降低干扰，同时也给我们讲了一些降低干扰的小技巧：阻抗盒接末屏尽量用短一些的线，尽量采用并联单点接地。
变压器局放试验中，外部干扰信号经常会影响试验判定。常见的干扰有：
一、空间干扰
（1）试验线路中采用滤波器、隔离变、阻波器；
（2）滤波通带
（3）平衡输入方法；
（4）天线噪声门控
对变压器周围进行干扰信号测量，当外部干扰信号与局放仪中干扰信号同步时，可以消除掉该干扰信号。在以后的局放试验中可以尝试使用看现场实际效果。
二、电源干扰
（1）阻断
（2）滤波
三、地电流干扰
（1）测量回路与试验回路最好分开；
电抗、分压器的接地要区分出来，便于加压时测电流，不受其他设备的干扰。
（2）采用并联单点接地；
多设备并联接地，最好不使用多点接地，各个接地线汇于一点后接地。
（3）缩短接地线长度和降低接地高度；避免产生对地电容。
（4）接入滤波模块。
明日学习计划：
关键词：变压器；故障模拟；智能实训装置
作者简介：徐光举（1961-），男，江苏连云港人，江苏省电力公司职业技能训练基地，工程师；张长营（1968-），男，江苏宿迁人，江苏省电力公司职业技能训练基地，高级工程师。（江苏 连云港 222069）
中图分类号：TM4?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）36-0138-03
电力变压器是一个重要的电气设备，不同电压等级的电力线路要依靠不同型式的电力变压器将其连接起来，组成一个强大的电力系统，而处于电力系统末端的配电网中大量的配电变压器更是发挥着重要的作用，它直接为电力用户提供电能，一旦配电变压器出现故障将会影响电力用户的生产和生活用电，因此能否准确、快速地判别配电变压器故障进而排除故障，在尽可能短的时间内恢复配电变压器运行不仅事关电力优质服务质量，而且考验着电力运行和检修人员的技能水平。因此，对电力变压器运行和检修人员进行变压器基础知识和相关技能培训，使他们掌握相应的变压器运行和检修知识、技能尤为重要。
基于配电变压器故障模拟的智能实训装置研究与开发，将通过模拟配电变压器在运行中常见的故障现象，让学员在实训中通过故障现象准确地对故障类型进行判别，同时通过相应的仪器仪表测量对故障点进行确定，进而提出排除故障的方法，对于提高配电变压器运行与检修人员的技能水平将起到事半功倍的效果。
一、国内外研究水平综述
经查证，国内外对变压器相关技能的教学与培训方法，目前仅限于对变压器原理的讲解和对某一类型变压器进行解剖观察，还不能对变压器运行中可能发生的故障现象进行再现，同时由于培训用的变压器一旦选定，在变压器相关性能测试和试验中，只要变压器本身电气特性没有变化，测试数据具有唯一性，无法实现对多位学员进行个性化测试考核，这种培训方式不利于学员的理解和学习，在教学实践中诟病颇多。因此，提高员工实际操作技能以及维护、检修和测试技术水平，进行配电变压器智能仿真实训装置的研发和设计，改进现有教学与培训方式势在必行。
据了解，现阶段国内外研究机构尚未出现类似的理论研究和产品研发，本实训装置的研发结合变压器实际运行环境，模拟变压器发生故障时的参数变化，揭示不同故障时变压器参数变化的规律性，属国内外技术首创。
二、装置研发的理论和实践依据
1.原理简述
配电变压器在出厂试验和正常运行以及故障发生时的电气参数检测中需要进行绝缘耐压试验、绝缘电阻试验、直流电阻测试、容量测试、变比及连接组别等测试试验，该类试验如耐压试验在实际进行时危险性较大，技术要求也较高，一般在实验室环境下均不进行该类试验；绝缘电阻试验在实际试验中，无法模拟多种绝缘特性，使用真实变压器作为试验对象，测试数据单一，变压器故障发生时的参数变化无法模拟；直流电阻和变压器容量参数在不同变压器上体现不同的测试电阻值，电阻值从mΩ到几十Ω不易模拟；变比及连接组别无法加载实际电压实现变比测试。针对以上变压器试验存在的问题，对现有变压器进行模拟实训具有一定的现实必要性。
现场教学中，通常是将实际应用的某一型号配电变压器搬到实训室，让学员进行测试实训，实训变压器到位后，各类参数均恒定不变，学员很难从变压器参数的变化中判别故障状态和故障类型，非常不利于教学及考核。因此，为了便于教学与考核，减少操作时的危险性，需要对现有变压器实训装置进行改进。基于配电变压器故障模拟的实训装置将应用模拟技术通过改进10kV油浸电力变压器内部的原理结构，将原配电变压器内部铁心及线圈去掉，在变压器内部安装直流电阻模拟部件、容量测量模拟部件、绝缘耐压部件、变比设定模拟部件等需要进行变压器模拟实训的部件，同时保持实训装置外观、实训用的测试设备与真实测试设备完全一致，并通过软件控制设定实现变压器不同容量参数的设定和模拟，测试变压器通过无线方式与计算机控制主机通讯，实现数据传输无线化、参数设定智能化、数据模拟多样化的设计，实训人员操作测试设备和使用真实测试设备的方法和步骤一样，实现各类配电变压器的电气参数的测试和分析，从而解决了配电变压器电气参数检测实训中试验安全性和试验多样性的技术难题，同时也为模拟配电变压器不同状态下的电气参数量提供了可能。
2.研发依据
通过对现有变压器技术规范及技术标准的研究，总结现有变压器需要进行的试验及检定项目，根据GB-50150-2006《电气装置安装工程-电气设备交接试验标准》的技术要求，结合现场实际运行环境，油浸电力变压器需要进行的交接试验及满足标准如下：
（1）测量绕组连同套管的直流电阻，应符合下列规定：
1）测量应在各分接头的所有位置上进行。
2）1600kVA及以下电压等级三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kVA以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%；线间测得值的相互差值应小于平均值的1%。
3）变压器的直流电阻与同温下产品出厂的实测数值进行比较，相应变化不应大于2%；不同温度下电阻值按照下式换算：
R2=R1（T+t2）/（T+t1）
式中R1、R2分别为温度在t1、t2时的电阻值；T为计算用常数，铜导线取235，铝导线取225。
（2）检查所有分接头的电压比，与制造厂铭牌数据相比应无明显差别，且应符合电压比的规律。
（3）检查变压器的三相接线组别和单相变压器引出线的极性；必须与设计要求及铭牌上的标记和外壳上的符号相符。
（4）测量与铁芯绝缘的各紧固件（连片可拆开者）及铁芯（有外引接地线的）绝缘电阻，应符合下列规定：
1）进行器身检查的变压器，应测量可接触到的穿心螺栓、轭铁夹件及绑扎钢带对铁轭、铁心、油箱及绕组压环的绝缘电阻。当轭铁梁及穿心螺栓一端与铁心连接时，应将连接片断开后进行试验。
2）不进行器身检查的变压器或进行器身检查的变压器，所有安装工作结束后应进行铁心和夹件（有外引接地线的）的绝缘电阻测量。
3）铁心必须为一点接地；对变压器上专用的铁心接地线引出套管时，应在注油前测量其对外壳的绝缘电阻。
4）采用2500V兆欧表测量，持续时间为1min，应无闪络及击穿现象。
（5）测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数，应符合下列规定：
1）绝缘电阻值不低于产品出厂试验值的70%。
2）当测量温度与产品出厂试验时的温度不符合时，可按表1换算到同一温度时的数值进行比较。
注：表中K为实测温度减去20℃的绝对值；测量温度以上层油温为准。
当测量绝缘电阻的温度差不是表1中所列数值时，其换算系数A可用线性插入法确定，也可按下述公式计算：
A=1.5K/10
校正到20℃时的绝缘电阻值可用下述公式计算：
当实测温度为20℃以上时：
R20=ARt
当实测温度为20℃以下时：
R20=Rt/A
式中R20为校正到20℃时的绝缘电阻值（MΩ）；Rt是在测量温度下的绝缘电阻值（MΩ）。
（6）绕组连同套管的交流耐压试验，应符合表2规定。
针对以上变压器交接试验标准要求，根据实际应用环境进行的试验项目，特设计模拟变压器及模拟测试设备进行要求的试验项目，试验项目测试满足以上技术标准要求。
3.关键技术及难点
装置研发的主要内容是对配电变压器的模拟，根据实际应用测试设备的步骤及方法，装置根据设定项目制定的相应测试分析项。
（1）本项目的关键技术一是解决了实际耐压试验危险性较高的问题。二是解决了直流电阻按照变压器容量的不同从毫欧级到欧姆级线性变化等多种量级模拟的问题。三是解决了变比测试无法加载真实电压的问题。四是解决了多状态变压器特性的模拟。
（2）技术难点：配电变压器内部的改进以及变压器参数设定智能化、多样化的实现路径是装置研发与设计的主要技术难点。
三、装置研究内容和实施方案
1.研究内容
（1）需求研究。主要研究配电变压器检修、试验培训的现状和发展趋势，国家和行业相关标准，现有装置的技术与性能特点，以确定装置研发的差异化方向，最后编制需求分析报告和装置功能性能规格书。
（2）硬件平台方案研究。根据需求分析报告和装置功能性能规格书的要求，设计满足上述报告和功能性能要求的硬件平台技术方案，包括技术方案、机械结构、主要器件选择等。
（3）软件平台方案研究。根据需求分析报告和装置功能、性能规格书的要求，设计满足上述报告和功能性能要求的软件平台技术方案，包括软件架构、操作系统选择、编程工具选择、功能模块划分等。
（4）模拟变压器测试仪器配置和测量算法方案研究。研究我国配电变压器交接试验的应用需求，并根据该需求确定装置设计的测试应用方案，以及对应的模拟变压器的技术参数和测试数据标准，设计模拟变压器测试项目功能模块，制定各个测试项目的技术参数要求。在上述工作的基础上，设计整体软件实现方案，包括逻辑图与流程图。
2.技术实施方案
（1）总体方案。通过对配电变压器交接试验项目需求和技术条件研究，确定装置的总体方案及原则如下：
1）变压器外形设计方案。采用标准10kV配电变压器外壳，去掉铁芯及线圈，保留高低压接线柱、调压分接开关、油位指示器等变压器部件，在变压器一侧对变压器外壳进行改进，改进后的外壳采用开门式设计，方便测试部件的安装及维护工作。
2）测试仪器外观设计方案。根据配电变压器交接试验项目需要用到的测试项目对变压器装置进行改进，在配电变压器内部增加各测试功能模块，配置必要的测试电路，以实现原测试仪器应实现的测量功能。
3）采用高速工业CPU设计。为提高性能和可靠性，所有测试仪器及模拟变压器装置均需采用高速CPU设计。模拟变压器各功能部件采用高可靠性通用元器件设计，以提高管理性能以及兼容性与扩展性。
4）装置抗干扰设计。装置结构采用全密封设计；印刷电路板设计选用静电放电保护（ESD）的芯片以及快速瞬变电压抑制器件，采用表面安装技术（SMT）及多层印制板，全部选用工业级芯片，以满足装置体积、可靠性以及电磁兼容能力等要求。
（2）硬件方案。组成系统装置的主要设备有：模拟变压器装置、摇表、直流电阻测试仪、容量测试仪、耐压仪、变比测试仪等设备。
模拟变压器设计：模拟变压器采用真实10kV配电变压器外壳，内部去掉变压器铁芯及线圈，针对变压器测试试验项目设计不同模拟功能部件，如安装绝缘耐压模拟部件、吸收比及极化指数模拟部件、直流电阻模拟部件、容量测试模拟部件等，模拟部件输入信号分别接到变压器A、B、C三相高压接线端子和a、b、c、n低压接线端子及地线上，各模拟部件间通过继电器控制断开和接入到各接线端子。
1）绝缘耐压模拟部件。配电变压器故障模拟智能实训装置绝缘模拟部件，通过软件设定改进变压器高低压接线端子之间以及与变压器接地线之间的电阻值，实现配电变压器绝缘电阻故障的设定和模拟，模拟绝缘电阻在0Ω到500MΩ之间，模拟绝缘电阻设定细度为20MΩ，并能模拟变压器断线功能，即变压器接线端子间绝缘电阻为∞。
配电变压器耐压模拟：通过改进耐压测试仪器及模拟变压器实现，模拟耐压仪可以按照正常方式进行接线、升压，但是加载到变压器上的电压并不是实际输出的几千伏高压，而是30V低压，同时通过计算机设定实现变压器放电声音模拟，以达到真实的试验效果。
2）吸收比及极化指数模拟部件。根据电容具备充放电的特性，在绝缘实验电阻回路中串入耐压及容量大的电容器，通过电容器充放电的曲线特性，模拟不同时间点的绝缘电阻值，即实现吸收比及极化指数的模拟功能。
3）直流电阻模拟部件。直流电阻模拟通过在变压器一次侧接入0～30Ω不同组合形式的电阻值，模拟一次侧直流电阻，在变压器低压侧（二次侧）接入0～0.021Ω不同组合方式的电阻值，模拟二次侧直流电阻，各电阻档位设定及控制通过计算机控制实现，并能模拟故障状态下组合电阻值。
4）容量测试模拟部件。配电变压器容量测试模拟部件通过计算机控制在一次侧接入7～80Ω不同组合电阻值，并能模拟不平衡条件下的各项电阻值。
5）变比测试模拟部件。配电变压器变比模拟根据变比测试仪的特性，模拟部件通过测试一次侧接入的电压值及相位过零点，在二次侧产生设定比例的电压及相位角，模拟变比功能，模拟部件通过检测励磁调节开关的接入点位置，产生不同变比条件下的二次电压值。
（3）软件方案。系统软件设计采用模块化设计，主控制计算机实现总体控制和设定，主控制计算机通过无线通讯方式实现与模拟变压器的数据交换。
模拟变压器各模拟功能模块需根据接收到的计算机设定命令，做出判断，确定工作模块内容及设定项目，供学员通过测试仪器进行实际测量。
通过主控制计算机可以实现各模拟模块项目的设定，可以根据测试的需要设定不同的变压器故障。
（4）通信方案。根据方案设计的可靠性及现场运行环境的需要，同时由于真实现场接线只有电源线和测试线，没有独立的变压器与模拟模块的通讯线，为了和真实现场保持一致，特选择无线通讯方式，为了实现多设备间的互通，需采用无线组网方式实现。
3.装置研究步骤及开发方法
装置的研究与开发需要进行计算机程序设计、硬件电路设计和单片机控制程序设计，同时装置研发需采用理论分析和试验验证法进行设计：
（1）前期先进行市场调研与分析，论证项目设计的可行性和必要性。
（2）与相关电力培训机构专家和电力生产一线技术人员进行沟通，进行实训内容及可行性研究，确定装置研发实施方案，重点解决技术难点问题。
（3）对设计功能模块进行相应试验验证，对各模拟模块方案进行设计验证。
（4）设计产品软硬件；并试制样机。
（5）对设计产品进行功能调试，确定测试指标。
（6）进行指标检定和功能检定。
装置研发技术路线框图如图1所示。
四、预期目标和成果形式及创新点
通过装置的研究与开发工作，系统分析了实现配电变压器预防性和特性试验的模拟测试以及对应的技能培训，创新性地引入了多型号配电变压器电气特性和电气参数的模拟技术，研究了现有试验条件下根据不同型号配电变压器及测试试验设备的操作，加强对相关配电变压器运行和检修人员的技术技能培训。装置的主要技术创新点为配电变压器试验数据传输无线化、参数设定智能化、数据模拟多样化的设计。
参考文献：
[1]国家电网公司生产技能人员职业能力培训专用教材[M].北京：中国电力出版社，2011.
[2]职业技能鉴定指导书——变压器检修[M].北京：中国电力出版社，
根据2001年教育部颁布的《中等职业学校电子技术应专业教学指导方案》中，电机与电气控制教学的基本要求和行业的职业技能鉴定及维修电工中级技术等级考核标准在实践教学中，为了把这两门课程更有机结合起来展开更有效的教学（除了要充分考虑到学生现有的学习能力及基础知识，教师的教学方法和正确引导及激励很大程度决定学生能否学会学习方法，主动学习，善于思考，或掌握必要的用来指导实践的理论基础。）我校同各相关院校一样，都在围绕如何加强实践教学和提高实际操作能力这一环节，寻找更有效的教学途径来促进和提高学校的教学质量。经过十几年来的实践教学、探索和不断总结，我认为用散件组合来做电机与电气控制和维修电工课程中相关电气控制及电力拖动的实验实训非常灵活且效果好。
一、实验实训灵活
目前市场上各种型号的成套电工电子、电气控制与电力拖动控制等实验实训设备很多。虽然功能也很多，外观也很好看，也很壮观。也给实验实训教学中带来方便，更给一些想升级的院校创造了条件。但由于它昂贵，很多院校望而莫及。也有些院校由于种种原因把它当成"摆设"，也有院校只作为实验设备，而舍不得让学生做实训，未能充分发挥其作用。而用散件组合经济，只是成套设备的1/5.它不仅经济，其最大特点是给实验实训教学中带来很大灵活；不仅可当实验用而且更适用于实训之用。当用于实验时，我们可以根据电路原理图选择不同原器件通过导线的连接组成一定功能来做实验。通过实验来验证不同电路的原理。如电力拖动控制中的正反转控制，只在单向控制基础上增加一个接触器。把单向控制按钮更换成三联控制按钮。在做Y-Δ降压控制实验只在正反控制基础上再增加一个接触器，一个时间继电器，按钮可换可不换；作自动往返控制实验时，也在正反转控制基础上增加四个限位开关（或行程开关）便可以了。它们灵活的共同特点是在控制板上（500X600mm木板）根据不同电路原理及要求增减不同功能的各种控制电器，然后通过导轨或螺丝固定在控制板上。用于技能比赛前或参加职业技能鉴定前的实训更适应。因实训的特点是通过反复拆装练习来不断提高组装（安装），或排除故障（维修）的熟练程度（即速度）及质量。在实训过程中各种原器件经过反复拆装容易损坏，这是成套设备和散件组合的共同点。但在更换损坏原器件时，成套设备往往由于不同型号、外型、尺寸、空间等原因，时常一时难于修复而影响它的实验实训的开出率（利用率）。而散件组合却不同，不受空间、尺寸的限制一般都可以替换修复。其次是原器件容易分类保管。
二、实验实训效果好
实验的目的是为验证理论的真实性及变化规律。维修电工这门课程更不例外。它是一门专业课，牵涉的基础理论很多，有强电、弱电、有电机、变压器、还有电力拖动与控制等。在学习过程中有些理论性很强、很抽象、不直观，因此实验及实验手段过程将直接影响着整个实验效果。如做变压器原理实验，正常情况下都是用一个绕制好的变压器，往高压端输入电源让学生测量低压端的电压或者是往低压端输入电源让学生测量高压端的电压。来让学生明白变压器的变压（即可升压又可降压）原理及作用。这种做法让相当一部分学生做完实验后只知道变压器会"变"压，而不知道怎么变压，还有相当多的学生不明白变压器的两个绕组相互不链接，为什么往一边绕组通入电后，另一个绕组就有电？为了让学生明白这个道理，我用一个旧的接触器铁心和线圈、一些变压器散件供实验专用。通过在原旧线圈外环绕上不同匝数的线圈来获取不同电压，让学生明白通过改变线圈匝数可改变输出电压大小。在做完这个实验后，把铁心取出，用非导磁材料，最好用木头做一个同铁心一样尺寸来替代原铁心，重做上述实验（由于没有铁心通电时间要短，否则线圈会烧坏），让学生懂得没有铁心的变压情况，以及铁心的作用。通过这个实验能让学生真正明白二次绕组的电是通过"磁"来传递的（即电-磁-电）更能让学生真正理解书上所讲的电磁感 应原理。这个实验所用的铁心如选用"口"字形，把两线圈分别置放于铁心两边效果更明显。又如在做电力拖动控制实验时，用散件不仅能体现其实验的灵活性，它更能让学生充分发挥各自的积极性和能动性；在做实验之前，一定要让学生弄懂所要做的实验项目电路原理（工作过程），以及电路中所用各原器件的作用，型号规格等技术参数。正确选择电路中所用原器件，然后指导学生合理排板（实物位置图），紧固（用导轨或 罗丝紧固）；连接导线，让学生自检，后经教师检查方可通电试（即不带负荷），最后带负荷通电试机运行。实验后一定要让每组学生（每小组最好2-3人）认真写出实验报告。
其次是实训效果更佳；由于实训是在实验验证了理论的基础上，通过不断的实际操作训练，来培养学生的综合运用能力，操作技能及工艺水平。因此，在实训过程中其方法、手段所用器材都将直接影响实训效果，尤其是所用器材。采用成套实验实训设备，只能培养学生按部照搬，不能培养学生根据实际采用灵活方法，充分发挥学生的能动性。采用成套设备，还由于它是"成套配套模块式"的不利于分解，有些院校还由于种种原因，或者是个别实验员、实验指导老师经验不丰富或怕麻烦，不让学生拆装分解，只让学生在已基本固定的成套设备上接接导线，通电能动作就行了。使得相当部分学生通过实训后虽然会接线，通电后能正确动作运行，但问他此设备的功能或者有什么作用，却"不知道"、"不理解"。特别是在故障分析判别与处理实训过程中，成套实验实训设备更难满足实训要求；各种功能模块实训板有限（不能灵活组装），更不能拆拆装装，甚至人为破坏性模拟假设各种故障，为学生提供真实的实训平台。为克服成套实验实训设备在实验实训中所带来的不足，笔者经过几十年来的实践总结及检验，认为在维修电工这门课程的教学中，采用散件组合来进行各种实验实训，不仅可以克服"成套"设备的不足，还可以提高实验实训的效果；一是可以根据不同电控原理，灵活选择各种型号规格的原器件来进行组装调试实验或实训；二是更适应于职业技能鉴定前得培训和参加各种竞赛前得训练；三是可以拉近学生从学校到企业工厂车间的距离；四还可以培养学生对电气控制的初步设计能力（根据工艺要求设计电控原理，正确选择电控原器件、安装、调试等）；五是可以促进实验指导教师自身能力的提高。尤其是年轻的实验指导教师。虽然用散件来组合做维修电工实验实训有很多的优点，但也有它的缺点：一是在进行故障分析判断与排除实训中，
关键词：职高 电机与变压器 教学 能力培养
《电机与变压器》是电气自动化等专业学生必须学的一门十分重要的专业基础课，因为绝大多数的自动化设备都会用到电动机，电能的70%以上全用在电动机上，电动机控制技术的高低直接决定了自动化设备的性能的好坏。因此，掌握电机的控制技术，对我们电气自动化等专业的学生来说，是十分重要的。
《电机与变压器》是电机的控制技术专业基础课程，它的目的是让学生掌握各种电动机的工作原理和控制方法，如果这些原理掌握不好的话，对学生今后的深入学习是很不利的。比如，学生如果不知道三相异步电动机的调速原理，他就看不懂类似的原理图，对电动机的调速就束手无策，学好了《电机与变压器》，再学习《电力拖动》等后续课程就比较轻松了，而且学生能从比较高的层面掌握电动机的控制技术，提升了他们的能力。
《电机与变压器》这门科理论性很强，很抽象，同时需要的基础知识多，比如，要理解电动机的工作原理，必须对电磁感应的方面的知识有很好的掌握。有些甚至还要求具备高等数学的知识，而我们中职学生往往这些基础知识掌握得不好。这使他们学习起来感到很困难。慢慢的丧失了学习的兴趣，老师在台上费劲的讲，学生台下昏昏欲睡。教学效果很不理想。在实训阶段，由于没有与理论知识同步，过了一段时间后，学生可能已经忘了，因此，实习老师往往还得讲解原理，这样效率很低。那么，怎样才能改变这种状况？本人有以下的几点想法。
一、确立目标，树立信心
职校教师在教学过程中要把动机的培养贯穿始终。要让学生明白专业知识对一个人的重要性，要让学生明白《电机与变压器》这门课在整个专业中的重要地位，有条件可以组织学生到企业中参观，让学生明白电机控制技术在生产实际中的作用是多么巨大。同时，老师要想方设法让学生明白其实这些技术并不是很难学，只要按照老师提供的方法，认真学习，每个学生都能学会，让学生树立信心，这样才可以开始进行教学。
二、进行课程改革
将《电机与变压器》、《电力拖动》以及相关内容的实训合成一个课程来进行，比如，在《电机与变压器》中讲了三相异步电动机为什么要进行降压启动及星——三角降压启动的原理和方法，那么马上可以将《电力拖动》中星——三角降压启动控制线路让学生进行安装和调试，在《电机与变压器》中讲了三相异步电动机转子回路串电阻进行调速的原理后，马上可以将《电力拖动》中的20/5t桥式起重机电气控制线路进行分析，在《电机与变压器》中讲了串、并励直流电动机的有关知识后，马上可以将《电力拖动》中的串、并励直流电动机的基本控制电路进行讲解和分析。这样可以减少理论和实践相脱节的现象，教学环节相对集中，学过的理论马上在实践活动中得到验证，有利于所学知识的巩固、提高。学习效率很高，效果也很好。为了达到以上的目的，老师必须结合自己学校的实际情况、对《电机与变压器》、《电力拖动》等有关教材进行重新编辑，编制出适合自己学校的校本教材。
三、加强实验实训室的建设
《电机与变压器》是一门实践性很强的课程，如果光在课堂上讲理论，很难学好，尤其是对我们职高学生更是如此，所以有好的实验实训设备很重要，如果有条件可以请专门生产教学仪器的企业设计制作一些适合实验实训设备。为了提高教学效果，我们学校专门建立了的电机与变压器实训室，并购置了20台电机及电气技术实验装置，在这个装置上可以进行各种实训实验，如直流电机实验、异步电机实验、步进电动机等特种电动机实验，还可以进行各种电气控制实验，如三相异步电动机的正反转控制、三相鼠笼异步电动机降压起动的控制、三相异步电动机能耗制动的控制，还可以进行电力电子技术实验项目，如正弦波同步移相触发电路实验等，通过这些实验和实训，学生对电动机的原理和控制方法有了很深的理解。有了这些实训设备后，我们老师上课积极性也高了，因为本来很复杂，很抽象的问题，现在通过实验很容易得到解决，学生很容易理解。教学效果大为感观。
四、适时引进先进的教学方式
为了激发学生的学习兴趣，老师可以有必要的将自己搜集或制作的flas以及制作的多媒体课件运用到实践教学中来，帮助学生理解。根据课程的内容可以采用项目教学法，任务驱动法等合适的教学方法，尽量采用理实一体化的教学方法来提高教学效果和教学质量。注重学生实践操作能力的培养，突出以学生为主体。在教学过程中强调充分发挥教师的主导作用，让师生双方边教、边学、边做，实现素质和技能双重培养，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣。
五、将电动机控制的实际问题引入教学之中
电机控制含盖电气自动化的许多方面，因此，在教学过程中，尽量多引入与之相关，在企业中比较常用的知识，如PLC、单片机、触摸屏、各种工业组态软件，以及各种工业中常用的传感器、电磁阀、气缸等，在教这些课的时候，尽量接近或模拟实际的应用例子，比如由PLC、触摸屏等组成的料灌控制系统，由PLC、触摸屏、变频器、压力传感器等构成的恒压供水系统，由PLC、触摸屏、步进电动机、伺服电动机等组成的定位控制系统，单片机控制系统，通过这些项目的学习，学生的专业能力可以的到很大的提升，而且学习起来也不感到枯燥，很有成就感。为了做到这些，老师也要不断的进行学习，学习当今的科学技术水平，有机会多下企业，了解企业最需要哪些技术，最需要怎样的技术人才，只有这样才能开设紧跟社会形势，培养出社会、企业最需要的人才。
关键词：机器人工作站 变压器自动化生产 实验实训教学 生产经营活动
中图分类号：TB49 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00
变压器是利用电磁感应的原理改变交流电压的装置，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换等，按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器等。随着变压器行业的快速发展，对各类变压器装置的性能参数、质量等级、使用寿命等提出了更加严格的要求和更高的发展目标，目前随着原材料性能的提升以及智能制造技术的出现和发展，能够研发并制造出性能优越，质量过硬的各类变压器产品已经成为各生产制造企业和科研机构的首要任务，传统的手工制造方式已经不能有效满足各类变压器的生产要求，同时人工操作的固有偏差性和人为差异不同程度地影响着变压器的质量和使用寿命。为此，有必要设计一套人工智能化柔性生产制造系统，使变压器生产制造去人工化，实现变压器智能化生产。
1 工作站设计方案
变压器自动化生产工作站是一个实际应用系统，包括硬件系统的详细设计和软件系统的编写优化。在硬件设计中，经过研究分析，最终确定该系统应包含以下三部分功能机构，分别是：（1）变压器绕制；（2）变压器搬运；（3）变压器焊接和质量检测。在软件设计中应包含以下四部分功能程序，分别是：原点复位、绕制程序、搬运动作、放电焊接和质量检测。
2 系统硬件设计
对硬件结构进行设计，主要包括如下三个部分。
2.1 变压器绕制部分
选用NITTOKU全自动高速绕线机，最高转速可达10000 RPM，实际使用控制在5000～6000 RPM，加减速时间控制在3～5 s，可以满足24 h不间断生产，同时通过编制绕线程序控制机器运行，绕制状态稳定高效，中途断线可将电子信号传递至搬运系统，机械手可直接将不良品送至不良品区。
2.2 工件搬运部分
工件在搬运过程中为达到不同位移要求，故分为机械手搬运，搬运车搬运，转换夹搬运三个部分。
机械手主要负责在抓取骨架和将绕制完成的线圈进行焊接和检测时进行工件位移，经过选择后，可选用MITSUBISHI-RV-6SDL型工业机器人，此种型号最大可承重6 kg，具有6自由度方向，可在立体空间任何一点进行位置编辑，具有移动精度高，工作稳定的特点。
搬运车和转化夹主要负责在绕线机和后续生产系统之间的工件位置相互转移，可利用尼龙块制作搬运车，并将其固定在传送带上，转换夹可选用钢质材料，夹取工件时有力度，耐磨度高。
2.3 变压器焊接和检测部分
焊接部分采用PC-PAS 301t型放电焊机，焊接时注意须调整放电电流至1.0～2.0 A之间，放电时间控制在0.5～1.0 s之间，焊接时与插针有接触的顶针在完成焊接操作500次后，须进行打磨处理，并检查牢固程度。
检测部分采用HIOKI 3541型电桥，使用时须依据生产作业指导书的要求设定电阻值合格范围，对于合格品和不良品可由绿灯和红灯指示，与线圈插针接触的顶针须检查其牢固程度和氧化情况，有问题时须及时更换。
3 软件系统设计
软件系统分为以下四个部分。
（1）工作站复位程序。
在每日开机后和机器故障修复后，需要将工作站的各个机械电气部分进行原点复位，其中包括机械位置的校正，传感器检测是否正常，工作站各系统有无故障等。
（2）变压器绕制程序。
变压器绕制程序应符合绕制规则，编写后的程序须经过实验试生产，并逐步优化绕线程序。
（3）各部搬运程序。
具体编写搬运程序时，先编写主体框图，按照工作的先后顺序编写顺序流程图，存储为主程序。然后依次编写各部位搬运的具体程序，并存储为子程序。
（4）焊接和检测程序。
编写焊接程序应根据搬运程序的信号触发焊接程序，同时，可依据示教手柄检证插针最佳焊接位置，要求须正对插针顶端，距离1～2 mm。
检测程序即收集传输过来的电阻值大小，看是否符合设定要求，符合亮绿灯，超出范围亮红灯，达到质量检测的效果。
4 工作站调试和故障修复报告
4.1 使用环境
工作站可在4O的区域内进行布置，供电电压为AC 220v 50～60 HZ，气动部分须接压缩空气，焊接部分须接氩气。
4.2 系统调试说明
根据方案的要求，调试过程共分3大部分：硬件调试、软件调试、软硬件联调。硬件进行手动调试，观测有无撞击和运动不畅，软件进行模拟调试，在编程软件中进行示教演示，找寻可优化程序点，进行逐一优化，软硬联调为试生产调试，让工作站依据控制程序自行进行生产，看有无错误报警和可改进的地方。
4.2.1 硬件调试
（1）变压器绕制机、搬运车的滑轨的滑动部位动作缓慢，发现缺少油脂，随即涂抹油脂，减小摩擦，故障得以修复。（2）机械手抓取工件时，与夹具配合较紧，发出较生硬的声音，随即拆下较紧夹具，对配合部位进行细微研磨，磨薄0.3 mm后，故障得以修复。
4.2.2 软件调试
（1）绕线程序在编制完成后，模拟时出现语法错误，检查时发现A，B程序块同时运行时，程序块跳离语句少编入一字符，导致语法错误，随即编入该字符，故障得以修复。（2）搬运车程序出现限位报警，检查程序时发现，搬运车在左移动时的位置量编写错误，导致触及限位报警，随即更改位置量，故障得以修复。
4.2.3 软硬联调
（1）绕线程序存在绕制偏槽的现象，通过更改槽间起绕位置，故障得以解决。（2）机械手在抓取线圈进行焊接时，出现焊接不良，经分析原因为焊针和插针未正对，随即对机械手和焊针在程序中的位置进行微调，在保证正对和距离1～2 mm后，焊接良好，故障得以修复。
5 结语
以工业机器人为核心的变压器自动化生产工作站是结合笔者个人所学和工作经验逐渐积累并实践总结出的，是笔者对机器人和自动化技术的理解和应用，这类制造系统在保证产品质量稳定性、提高生产效率、促进制造柔性化等诸多方面具有积极的促进作用。
参考文献
[1] 兰虎.工业机器人技术及应用[M].北京：机械工业出版社，2014.
[2] 郭洪红.工业机器人技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.
【关键词】工作过程 PLC 案例
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）32-0210-01
一、案例呈现
教材《PLC技术基础》任务：电动机连续与点动单向运转继电器控制线路改造为PLC控制。
1.案例背景
职业教育的目的是培养应用人才和具有一定文化水平和专业知识技能的劳动者，侧重于实践技能和实际工作能力的培养，强调理论和实践训练并重。《PLC技术基础》为任务驱动式理实一体化教材，该教材将PLC编程的指令运用、编程方法、编程思路与问题解决方法都融汇在每一个实训任务中，做到边做边学、边学边提高。
学生前期已经学过《电机与电气控制技术》，掌握了电气控制中的各元器件的工作原理、符号及在电路中的作用，对电气控制的典型电路的工作原理也熟练掌握，并通过实训使学生具有一定的操作能力。
2.基于工作任务的PLC实训教学
以PLC课程中的一个实训任务为例，说明应如何开展工作任务式的实训教学。
（1）改造要点：
1）明确控制元件（如按钮、开关等）。
2）明确执行元件（如线圈、指示灯、蜂鸣器等）及工作电压。
3）通过对继电器控制电路的工作原理图进行分析，明确设备的工作过程，列出控制要点，建立编程的思路。
（2）详细分析控制电路的工作原理图
（3）改造后与PLC I/O端相接的控制元件与执行元件
1）接PLC输入端的控制元件。
常闭按钮SB1停止控制; 常开按钮SB2连续运行启动控制;
常开按钮SB3点动运行控制。
2）接PLC输出端的执行元件。
交流接触器线圈KM1电动机主电路运行触点控制。线圈额定工作电压：DC36V。
（4）控制要点
1）能实现连续和点动两种运行方式。
2）连续运行用常开按钮SB2控制，点动运行用常开按钮SB3控制;停止用常闭按钮SB1控制。
（5）电路安全要求
1）保证控制电路与主电路的电隔离。
2）电动机的过载保护。
（6）将电路改造为PLC控制的工作步骤
1）PLC的I/O分配与接线。
2）电路的安全设置
①PLC输出负载电源由变压器低压端供电，变压器一次侧加装断路器，作电源控制与变压器漏电、短路保护;变压器二次侧装熔断器，作输出负载短路保护。
②电动机过载保护的热继电器触点FR，可以接到PLC输入端，通过PLC程序来实现过载动作，一般称为“软保护”。也可以直接与线圈KM1串接，在发生过载时切断线圈电源，一般称为“硬保护”。
3）PLC程序的编写与传送
对继电器电路进行PLC改造时，不能简单地将继电器电路直接翻译成PLC梯形图。如果梯形图程序，完全是由继电器控制原理图直接翻译的，在程序执行时不能实现点动控制。直接翻译的梯形图程序逻辑是正确的，问题出在PLC的工作方式上，所以还是需要根据控制要点建立编程思路。用辅助继电器常开M和一个点动触点X并联来分别实现自锁和点动功能，将两个功能分开实现，且点动时不用停止控制，显得更为合理。
4）程序的执行与调试
请用实训装置的指示灯HL1代替线圈KM1，接在PLC输出端Y0上，并接上DC 36V电源，按编写好的PLC梯形图程序，传送到PLC，并进行调试。
（7）结果评价。任务完成后由学生自我评价，然后小组间互评，再由教师进行综合评价。
（8）总结交流。学生在完成任务过程中出现的各种问题或者状况以及自己能力的表现发表心得，与其他同学进行总结交流。
二、案例分析
1.本课注重如何根据学生的认知规律来逐层推进，自始至终，并未直接介绍PLC指令和梯形图，而是把功夫放在继电器符号与PLC梯形图符号的对应关系上，当学生掌握继电器控制电路所用到的元器件符号对应PLC梯形图符号时，并且理解了继电器控制电路的工作原理，PLC梯形图程序设计自然迎刃而解。
2.在教学中一直坚持学生能自己解决的，教师就不去干预。教师主要引导学生多动手，多迁移知识，为迁移而教。有利于培养学生的自学自我管理能力、动手能力、研究和分析问题的能力、协作互助和交流能力。
三、案例反思
所谓的“授之以渔”，教师工作的重心从“教会知识”转向了“教学生会学知识”，培养学生的学习能力。在开展工作任务式的实训教学中，学生的学习兴趣高，学习效果好。同时也让学生明白了今后的职业特性和职业要求，更加热爱自己的专业，对今后的就业充满信心，为学生在今后激烈竞争的职业生涯中打下坚实的基础。
参考文献：
到学生就业单位进行调查研究。分别到：火电厂，高压变电所，变电所，电业局等输变电单位进行调研。与有关人员：工段长、工程技术人员和一线操作人员进行交流，了解他们对教学的建议，他们需要什么样的毕业生，在动手能力方面应加强哪些内容。总结各用人单位对招聘的人员基本要求是：吃苦耐劳，认真负责，到工作岗位能较快的适应工作，所学理论知识能够在实际工作中得到应用，有好的基本操作技能训练。
二、进行教学内容的调整
在调查研究的基础上，分析现有的实践教学，我们从培养目标制定开始进行实践教学内容调整，包括电路、高压电技术、电机学、数字电子、等实验课的教学内容，电工工艺、仪表安装与调试、断路器拆装检修等实习，增加了生产一线所需要的实践教学内容。为去变电所工作的学生动手能力的提高，增加了“变电所运行与维护”的内容，包括隔离开和关断路器的拆装检修；长用测量仪表的安装与调试；无功补偿和防雷接地系统的安装与维护等。为去电厂工作的学生动手能力的提高，加强了“电能输送系统运行与维护”方面的内容，包括电力变压器的使用和维护、电厂仿真运行实习、发电厂防雷接地和电力电容器、测量仪表的安装调试和使用。
三、实训教学内容的落实
增加培训场地和设备，根据强化实训的内容，对已有的电工工艺实训室、电能计量实训室、PLC实训室、输电线路工艺实训室进行了评估。根据需要增添了部分实训设备，包括高压隔离开关、气体断路器、电压互感器、电流互感器和测量仪表等。新建了输变电控制实训室，购置了10千伏电气控制系统，包括10千伏输入系统、电力变压器、低压输出系统。在利用学校现有设备的基础上，我们还与一些单位建立了实习基地的关系，组织学生到生产一线进行顶岗培训。加强指导人员队伍建设。选派在理论和实践上都有较深造诣的教师和经验丰富的师傅指导动手能力的培训。教师负责理论和实践的结合，他们的主要任务是让学生不仅会操作，还要让学生弄清楚为什么这样操作。师傅的指导作用是使学生熟练掌握操作技能：包括隔离开关、断路器的拆装检修；防雷接地和无功补偿系统的安装；电力变压器的使用；各种测量仪表的安装与调试；发电厂防雷接地和电力电容器安装等方面提高动手能力，达到熟练的程度。时间安排。专业岗位的训练时间安排采取了如下办法：一是充分利用实习时间。二是利用好最后一个学期的时间，最后一学期把毕业实习和毕业设计与岗位培训结合进行。学生可以搞毕业设计，也可以不搞毕业设计，而进行提高动手能力负面的培训，培训合格并写出半年岗位培训的经验总结即可。三是结合专业提高动手能力组织好第二课堂活动，按不同的专业侧重点，把学生的第二课堂活动分成相对应的小组来进行，这也是提高学生动手能力的好方法。学生动手能力的培训在白天进行，也在早、晚和周六、周日休息时间进行。培训制度。为保证提高学生动手能力培训的质量，制定了严格的管理制定。一是对指导人员的要求，包括人员的选择要求，在培训中的责任，对学生的管理要求。二是对受培训学生的的要求，包括按时参加专业岗位培训，在培训中虚心学习，认真刻苦。培训制度的制定与实施保证了提高学生动手能力的质量。检查。按照培训制度，输变电系对专业岗位培训进行经常性的检查，学院进行不定期的检查。在检查过程中，对认真进行指导和管理的教学人员和学生进行表扬，对教学人员存在的问题及时解决，对不认真学习的学生进行批评教育。对培训中出现的其他问题，及时解决。结果。通过强化的“变电所运行与维护”和“电能输送系统运行与维护”的专业岗位的训练，使经过训练的学生在断路器、隔离开关的拆装检修；各种测量仪表的安装与调试；防雷接地和无功补偿系统的安装与维护；电厂仿真运行实习；电力变压器的使用和维护；测量仪表的安装调试和使用；发电厂防雷接地和电力电容器等方面的实际动手能力有了明显的提高。受提高动手能力培训的学生普遍感到：通过这样的培训，个人在一个方面的实际动手能力强了许多，毕业后在该岗位工作，心里有把握多了，这样的培训好。
四、结论
