序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇淺談微特電機(jī)技術(shù)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

淺談微特電機(jī)技術(shù):驅(qū)動用微特電機(jī)及其控制系統(tǒng)的可靠性技術(shù)探討

摘 要：在驅(qū)動領(lǐng)域中，微特電機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，可靠性問題影響到其能夠得到順利應(yīng)用，為此，加大對微特電機(jī)的研究，進(jìn)一步提高其可靠性，是避免故障、減少損失的前提。本文主要探討了微特電機(jī)的控制系統(tǒng)可靠性技術(shù)，主要目的是為微特電機(jī)日后的應(yīng)用提供有效的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：驅(qū)動領(lǐng)域；微特電機(jī)；控制系統(tǒng)；可靠性技術(shù)

20世紀(jì)30年代，微特電機(jī)開始興起，它是應(yīng)軍事裝備、科學(xué)技術(shù)發(fā)展而快速發(fā)展起來的一門技術(shù)，按照其用途可劃分為驅(qū)動用微特電機(jī)和控制用微特電機(jī)兩種類型。對于驅(qū)動用微特電機(jī)來說，轉(zhuǎn)換能量是其最主要的任務(wù)，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。在微特電機(jī)及其控制系統(tǒng)運行過程中，電力電子器件不可避免地出現(xiàn)故障現(xiàn)象，影響到電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性，尤其是在軍事裝備以及航天等重要領(lǐng)域，對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性要求更為嚴(yán)格。為此，加強(qiáng)對驅(qū)動用微特電機(jī)系統(tǒng)可靠性技術(shù)的研究，具有重大的現(xiàn)實意義。在國際的相關(guān)研究成果中，把可靠性技術(shù)劃分為冗余和容錯兩種方法。本文主要是從微特電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性、系統(tǒng)主要故障進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上提出提高微特電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性建議，希望能夠引起國內(nèi)相關(guān)科研人員的高度重視，加大對驅(qū)動用微特電機(jī)及其控制系統(tǒng)的可靠性技術(shù)研究，推動國內(nèi)在此領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。

1. 可靠性理論概述

所謂的可靠性主要是指在規(guī)定的時間以及條件內(nèi)，產(chǎn)品可以順利完成某一規(guī)定功能的一種能力，或者說是產(chǎn)品維持功能的時間。電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)在多個領(lǐng)域當(dāng)中都得到了充分應(yīng)用，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)在不同的場合完成規(guī)定功能的能力也會存在差異。例如：對于電動車來說，雖然它的驅(qū)動系統(tǒng)有一部分發(fā)生了故障，但因為系統(tǒng)具備容錯能力，為此可以帶故障繼續(xù)運行，及時電動出的轉(zhuǎn)速質(zhì)量在不斷地下降，這些故障不會影響到它的運行。可以及時把電動車送到維修店進(jìn)行維修，在這種情況下，可以說電動車在存在故障的情況下順利完成了規(guī)定的功能，它的功能并沒有失效。又例如，對于高射炮來說，它的3個主要功能分別為射速、射程和命中精度3個方面，如果該電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生了故障導(dǎo)致僅有兩個功能符合要求，這種情況下是不能說明其順利完成規(guī)定的功能。所以，在判斷一個產(chǎn)品是否順利完成規(guī)定功能，首先需要把判斷故障的主要依據(jù)明確出來，接著再于實際情況進(jìn)行結(jié)合分析。工況不同，判斷產(chǎn)品功能失效的標(biāo)準(zhǔn)也會有所不同。

2. 電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)主要故障

一般來說，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的故障情況可劃分電氣故障和機(jī)械故障兩種。

不同的類型，其表現(xiàn)出來的故障也會存在差異。對于電機(jī)結(jié)構(gòu)來說，其內(nèi)部一般存在勵磁繞組和電樞繞組兩套繞組。因此，電機(jī)本體內(nèi)的主要故障主要是指勵磁繞組和電樞繞組兩套繞組發(fā)生短路或者斷路。對于永磁電機(jī)來說，其電機(jī)體內(nèi)只有電樞繞組沒有勵磁繞組。在條件相同的情況之下，繞組發(fā)生故障的幾率往往比較低。但是，永磁電機(jī)自身也存在一定的局限性：因為永磁體主要是在轉(zhuǎn)子的表面進(jìn)行安裝且不容易冷卻，容易導(dǎo)致高溫發(fā)生退磁故障現(xiàn)象。在運行環(huán)境一樣的條件之下，和其他一般的電機(jī)對比，開關(guān)磁阻電機(jī)發(fā)生故障的幾率也是比較低，因為在內(nèi)部均不存在永磁體，也不存在繞組。

一般來說，電機(jī)本體故障主要分為以下幾種情況：

（1）繞組發(fā)生斷路。

（2）繞組匝間、繞組出線端、繞組相間發(fā)生短路。

（3）永磁體勵磁發(fā)生故障。

此外，驅(qū)動電路的功率變換器故障也是電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的故障表現(xiàn)，一般可分為以下幾種：

（1）直流母線接地。

（2）輸入電源對地短路。

（3）開關(guān)器件操作過程中發(fā)生失誤。

（4）功率開關(guān)器件操作過程中，發(fā)生斷路。

對于電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)來說，要具備高可靠性應(yīng)滿足以下幾個基本特征：電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及驅(qū)動控制電路相間的電耦合、磁耦合、熱耦合可以達(dá)到最小，當(dāng)發(fā)生以上描述的各種故障的時候，可以及時對一部分故障進(jìn)行物理隔離，在最大程度上降低故障產(chǎn)生的影響，即發(fā)生一個或者多個故障的時候，電機(jī)依然可以在僅符合某一種技術(shù)指標(biāo)的條件下帶著故障繼續(xù)運行，具備比較高的可靠性。

3. 如何進(jìn)一步提高微特電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性

一般來說，可通過以下幾個有效途徑來進(jìn)一步提高微特電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性：

3.1 從驅(qū)動電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)著手

不斷開發(fā)高容錯性的驅(qū)動系統(tǒng)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是提高微特電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。在一般情況下，并聯(lián)冗余相和提高缺相容錯能力的方法來實現(xiàn)高可靠性的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，電路需要具備一定的獨立性是兩者的前提要求。當(dāng)發(fā)生故障現(xiàn)象的時候，其他相會承擔(dān)這一部分的工作，不會給其他相的工作造成任何的影響。冗余技術(shù)可以確保系統(tǒng)正常運行，并進(jìn)一步增強(qiáng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性。并對控制線路和相數(shù)進(jìn)行備份。雖然采用冗余結(jié)構(gòu)可在很大程度上提高驅(qū)動電路的可靠性，但是由于用相的驅(qū)動電路增加了，也進(jìn)一步增加了整個系統(tǒng)的成本，在一定程度上造成累贅以及浪費。

3.2 從電機(jī)本體結(jié)構(gòu)著手

電機(jī)本體自身具有良好的容錯性，對于SR電機(jī)來說，雙凸極是其主要的結(jié)構(gòu)，磁體、繞組、電刷等都沒有在轉(zhuǎn)子上安裝，由于結(jié)構(gòu)比較簡單，當(dāng)其處在高速度運行狀態(tài)系的時候可以降低故障發(fā)生幾率。集中繞組是R電機(jī)定子主要采用的方式，從空間上來分析，相對的定子極串聯(lián)形成一相，所以它們之間是相對獨立的，這種獨立又可以分為電路的獨立和磁路的獨立。當(dāng)發(fā)生短路或者斷路等故障的時候，不會給其他相關(guān)的工作造成影響，利用檢測裝置，對故障及時進(jìn)行監(jiān)測，并及時在該系統(tǒng)把該相進(jìn)行切除，防止電機(jī)運行的過程中出現(xiàn)故障。當(dāng)電流一定的時候會不但會促使轉(zhuǎn)矩脈動不斷變大，還會促使平均轉(zhuǎn)矩不斷下降，為了提高電機(jī)在斷路故障下的運行特性，把驅(qū)動電路分別于每一個極下的繞組互相進(jìn)行連接。如果在運行的過程中，某一極繞組發(fā)生了故障，且該極下繞組電壓為零，此時電機(jī)的轉(zhuǎn)矩主要是由該相的另外一極的繞組來產(chǎn)生。但是，當(dāng)SR電處在這種結(jié)構(gòu)下發(fā)生故障的時候，不但會產(chǎn)生比較大的徑向力，還會導(dǎo)致電磁力產(chǎn)生不平衡感。針對這些存在的問題，使用雙繞組結(jié)構(gòu)的SR電機(jī)進(jìn)行布局可以進(jìn)行彌補(bǔ)。

3.3 從傳感集成技術(shù)著手

在電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中，傳感器是重要的組成部分，發(fā)揮著無可替代的作用。與此同時，它也其中一個安全隱患之一，長時間使用之后，受到各種因素的影響，傳感器會出現(xiàn)不同程度地?fù)p壞，加之灰塵會給光電信號造成阻擋，容易導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障，給整個驅(qū)動系統(tǒng)的正常運行造成影響。為此，在電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的傳感器集成技術(shù)方面還需要進(jìn)一步深入研究，才能進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

在無位置傳感器技術(shù)方面，很多國外相關(guān)學(xué)者也進(jìn)行了大量的研究，并或缺了很多成果，總結(jié)出很多方法。一般來說，無位置傳感器檢測方法主要是通過構(gòu)造一個轉(zhuǎn)子位置信號的檢測電路，而不是在定子上直接安裝位置傳感器。采用較為先進(jìn)的檢測技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，主要從硬件、軟件兩個方面來著手，電機(jī)本身具備一定的電壓、電流參數(shù)，可以充分借助這些參數(shù)達(dá)到獲取轉(zhuǎn)子的位置信息的目的。續(xù)流二極管法、查表計算法、反電勢法以及查表計算法等等都是經(jīng)常被使用到的方法，且都比較成熟。此外，在國外有很多類型的研究成果，研究者主要借助相關(guān)的軟件和硬件對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的溫度傳感器以及電流傳感器進(jìn)行研究，并取得了較為理想的研究成果，這些成果為日后微特電機(jī)驅(qū)動發(fā)展以及應(yīng)用提供了有效的借鑒和參考。

結(jié)語

綜上可知，對高可靠性的微特電機(jī)及其控制系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)具有重大的現(xiàn)實意義。本文分析了可靠性工程的基本原理，并探討了提高微特電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性的有效途徑，雖然對于微特電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性技術(shù)的研究取得了一定的成果，但由于起步較晚，技術(shù)還未完善，理論和技術(shù)還需要加以完善。

淺談微特電機(jī)技術(shù):微特電機(jī)的誤差測試分析

【摘 要】當(dāng)今社會文明最基本的支撐技術(shù)中有一項就是電機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電機(jī)的使用改變了我國傳統(tǒng)的生產(chǎn)和生活方式。而微特電機(jī)是電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域最先進(jìn)、最活躍、最具有潛力的一個分枝。在我國已經(jīng)漸漸發(fā)展成為一個相對比較完善、獨立的產(chǎn)業(yè)體系和技術(shù)體系，并且擁有自己的一套技術(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)，成為應(yīng)用較為廣泛的一個電機(jī)門類。

【關(guān)鍵詞】微特電機(jī)；誤差測試；分析

微特電機(jī)在人們的生產(chǎn)生活中使用較為廣泛，為人們帶來方便的同時也存在一些問題，需要對微特電機(jī)的測試誤差加以控制。微特電機(jī)的測試誤差是測量過程中無法避免的，測量技術(shù)中檢測儀器的測量誤差和誤差的記錄方法一直是備受大家關(guān)注的話題。

一、微特電機(jī)的發(fā)展方向

微特電機(jī)的發(fā)展方向大致分為六個方面，第一，機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢，此階段的特點是借助數(shù)字化的傳感器、集成化的電路等技術(shù)實現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)電一體化。第二，高智能化的發(fā)展趨勢，對電機(jī)的轉(zhuǎn)矩、運行速度等進(jìn)行了控制。第三，小型化和微型化發(fā)展趨勢，追求低噪音，電機(jī)小巧的特點。第四，永磁無刷化的發(fā)展趨勢。第五，直接驅(qū)動的發(fā)展趨勢，要求高速大功率。第六，大功率集成化的發(fā)展趨勢，追求電機(jī)驅(qū)動單元的網(wǎng)絡(luò)集成化。

二、交流異步感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量

電網(wǎng)頻率的大小直接影響著交流電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，電網(wǎng)頻率低，交流電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速就慢；電網(wǎng)頻率高，交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速就快，電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速隨著電網(wǎng)頻率的高低變化而發(fā)生變化，電網(wǎng)頻率的不穩(wěn)定導(dǎo)致交流電機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)不穩(wěn)定。為了加強(qiáng)對交流電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，有了相對轉(zhuǎn)速和絕對轉(zhuǎn)速的區(qū)分。相對轉(zhuǎn)速是交流電機(jī)在50Hz電源頻率標(biāo)準(zhǔn)下的轉(zhuǎn)速；絕對轉(zhuǎn)速則是電機(jī)運行標(biāo)準(zhǔn)中一分鐘的實際轉(zhuǎn)速。電動機(jī)的相對轉(zhuǎn)速和絕對轉(zhuǎn)速隨著電網(wǎng)的頻率高低呈現(xiàn)出兩條不同的波浪線，當(dāng)電網(wǎng)的實際頻率大于50Hz的標(biāo)準(zhǔn)時，相對轉(zhuǎn)速高于絕對轉(zhuǎn)速；當(dāng)電網(wǎng)的實際頻率正好是標(biāo)準(zhǔn)的50Hz時，相對轉(zhuǎn)速與絕對轉(zhuǎn)速相同；當(dāng)電網(wǎng)的實際頻率小于50Hz的標(biāo)準(zhǔn)時，相對轉(zhuǎn)速低于絕對轉(zhuǎn)速。

交流電機(jī)的測試工作需要注意一些問題，當(dāng)交流電機(jī)的測試工作涉及到轉(zhuǎn)速是判斷電機(jī)是否合格的臨界點時，需要采用相對轉(zhuǎn)速作為評價的標(biāo)準(zhǔn)，就是通過電網(wǎng)頻率的分布得到電機(jī)自動伸縮閘門的時間。電網(wǎng)頻率最高時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速也最快，閘門自由伸縮的時間最短，測量的結(jié)果是相對于標(biāo)準(zhǔn)50Hz的轉(zhuǎn)速；電網(wǎng)頻率最低時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速最慢，閘門自由伸縮的時間最長，測量的結(jié)果同樣是相對于標(biāo)準(zhǔn)50Hz的轉(zhuǎn)速，通過這種方法補(bǔ)償電源頻率不穩(wěn)導(dǎo)致的誤差，對電機(jī)的轉(zhuǎn)速做出正確的評價。如果閃光測速儀中配備了50Hz相對轉(zhuǎn)速測試的功能，交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速測試最好采用相對轉(zhuǎn)速的測試檔，以此避免因電網(wǎng)頻率變化造成電機(jī)測試誤差；如果沒有具備相對轉(zhuǎn)速測試檔，需要對電網(wǎng)的頻率進(jìn)行鑒別。

三、多級旋轉(zhuǎn)變壓器電氣誤差測量中相對誤差與絕對誤差

相對誤差是用戶使用的標(biāo)準(zhǔn)指南，反映了“基準(zhǔn)電氣零位”誤差偏離實際值的大小，使用者通過產(chǎn)品的相對誤差值就可以知道使用過程中產(chǎn)生誤差的大小。相對誤差是對產(chǎn)品提出的更高生產(chǎn)要求，即使相對誤差是絕對誤差的兩倍甚至是極端值，只要絕對誤差很小，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品就是合格的。相對誤差符合電機(jī)的實際使用情況，所以現(xiàn)行的多級旋轉(zhuǎn)變壓器電氣誤差測量中普遍采用相對誤差的表示方法。傳統(tǒng)的電氣誤差標(biāo)準(zhǔn)只在乎生產(chǎn)制造，忽視了用戶的使用環(huán)節(jié)，因此現(xiàn)行的誤差標(biāo)準(zhǔn)針對傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的弊端做出了修改。相對誤差標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)格和測試環(huán)節(jié)都提出了更加嚴(yán)格的要求。相對誤差把“基準(zhǔn)電氣零位”作為參考點，真實、準(zhǔn)確的反映電機(jī)的誤差，誤差的測試環(huán)節(jié)具有重復(fù)性。絕對誤差可以選擇“基準(zhǔn)電氣零位”作為測試的參考點，也可以選擇其他的“電氣零點”為參考點，兩者測量出的絕對誤差值都是固定不變的。因為相對誤差選擇“基準(zhǔn)電氣零位”作為誤差測試的參考點，具有一定的局限性，無法精確地評點電機(jī)合格與否。

四、步進(jìn)電動機(jī)的步距誤差測量采用絕對誤差

步進(jìn)電動機(jī)步距誤差分為累積誤差和分步距誤差。累計誤差是指根據(jù)步進(jìn)電動機(jī)起始位置的相對值、每一步轉(zhuǎn)的實際角度與理論值的差，選取這一周轉(zhuǎn)動中最大正值和最大負(fù)值的絕對值之和記為步進(jìn)電動機(jī)步距誤差測量中的累積誤差。分步距誤差是步進(jìn)電動機(jī)每一步實際歩距和理論歩距之間的差，通常選取一周中步距誤差絕對值中最大的數(shù)值作為實際的分步距誤差。累計誤差的測試點是隨機(jī)選取的，因此累積誤差不能采用相對誤差進(jìn)行表示，不同測試點產(chǎn)生的誤差數(shù)值不同，誤差的測試工作不具有重復(fù)性。絕對誤差測試中無論測試的參考點是什么，都不影響誤差值的變化，符合了步進(jìn)電動機(jī)誤差測試參考點隨機(jī)性的特點。分歩距誤差實際上是相對誤差，測量得到的誤差數(shù)值大小一樣，只是測量誤差選擇的起點不同，每個起點中表示誤差的符號不同。

五、微特電機(jī)誤差和儀器儀表誤差的不同之處

微特電機(jī)測量的絕對值中沒有理論上的真值，只是有類似于真值的數(shù)值。例如步進(jìn)電動機(jī)誤差測量的歩距角和位置角，都只是理論上的角度，絕對誤差就是測量時電機(jī)實際的旋轉(zhuǎn)角度和理論角度的差。還有一種絕對誤差測試中只有實際值沒有理論數(shù)值，例如多級旋轉(zhuǎn)變壓器電氣誤差測試中測量得到的電氣角度影響著正切函數(shù)電橋繞制的準(zhǔn)確率。儀器儀表的絕對誤差是測量值與真值的差，具有正負(fù)數(shù)的區(qū)分。真值需要借助高一級的測量工具得到，在沒有利用低一級測量工具得到的測量數(shù)值時，此數(shù)值也只能是實際值，不可以稱為真值。

儀器儀表誤差的表示方式和電機(jī)產(chǎn)品的誤差表示方式基本一樣，但是由于電機(jī)產(chǎn)品誤差測量具有一定的特殊性，誤差的表示方法也存在一些不同。例如相對誤差的表示方法，儀器儀表采用百分比的表示方法。雖然電機(jī)中旋轉(zhuǎn)變壓器的余弦函數(shù)采用百分比的表示方法，但在實際的操作過程中為使用的方便通常用各點的角度誤差代替百分比的誤差表示方法。多級旋轉(zhuǎn)變壓器電氣誤差的測量不能選用百分比的表示方法。多級旋轉(zhuǎn)變壓器電氣誤差是以“基準(zhǔn)電氣零位”為標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)實際旋轉(zhuǎn)的角度和理論電氣角度的差，并且即使隨著轉(zhuǎn)角的角度不斷增大，誤差數(shù)值的大小基本不變，誤差數(shù)值之間不存在任何比例關(guān)系，因此多級旋轉(zhuǎn)變壓器電氣誤差用“基準(zhǔn)電氣零位”的最大正負(fù)值表示誤差，不采用百分比的表示方法。

六、結(jié)語

伴隨著科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和社會文明的不斷進(jìn)步，微特電機(jī)憑借它自身高效率、高節(jié)能和機(jī)電一體化的特點會迎來一片快速發(fā)展的新天地。雖然我國微特電機(jī)使用范圍廣泛，但是微特電機(jī)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局還不完善，微特電機(jī)的技術(shù)水平發(fā)展還比較落后。我國必須加大微特電機(jī)技術(shù)研發(fā)方面的資金投入，提升微特電機(jī)在市場競爭中的核心力，使我國微特電機(jī)的發(fā)展邁向一個新的高度。

淺談微特電機(jī)技術(shù):《微特電機(jī)及系統(tǒng)》教學(xué)改革與實踐

摘要：《微特電機(jī)及系統(tǒng)》是電氣工程及其自動化專業(yè)運動控制研究領(lǐng)域的一門重要的專業(yè)課。針對新成立的應(yīng)用型本科院校，為了提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型應(yīng)用人才，本文從教學(xué)內(nèi)容、方法、手段以及實踐環(huán)節(jié)幾個方面，提出了《微特電機(jī)及系統(tǒng)》課程建設(shè)的改革與實踐。實踐表明，學(xué)生學(xué)習(xí)《微特電機(jī)及系統(tǒng)》的積極性和主動性提高，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造型思維，在教學(xué)實踐中取得了較好的成效。

關(guān)鍵詞：微特電機(jī)及系統(tǒng)；教學(xué)改革；實踐；電氣工程及其自動化

微特電機(jī)系統(tǒng)通常是由與常規(guī)電機(jī)結(jié)構(gòu)、性能、用途或原理不同，體積和輸出功率較小的微型特種精密電機(jī)、控制器及驅(qū)動硬件電路組成的復(fù)雜系統(tǒng)。融合了電機(jī)、計算機(jī)、電力電子、控制、機(jī)械、新材料和新工藝等高新技術(shù)，是現(xiàn)代武器裝備、工業(yè)自動化、辦公自動化和家庭生活自動化不可缺少的重要技術(shù)[1]。本文結(jié)合新成立的本科院校的特點，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，準(zhǔn)確定位本課程在電氣工程及其自動化專業(yè)中的地位和作用，對現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容、方法及實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革與實踐，為培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新型應(yīng)用人才提供必須的平臺與保障。

一、教學(xué)改革與實踐

1.人才培養(yǎng)目標(biāo)定位。針對新成立的應(yīng)用型二本院校的特點，明確人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，在明確課程地位的基礎(chǔ)上做好課程性質(zhì)、任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)的細(xì)化工作[2]。學(xué)校提出以“應(yīng)用型人才”作為人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)，落實到《微特電機(jī)及系統(tǒng)》這門課程中，就是要培養(yǎng)出能夠?qū)⑽⑻仉姍C(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，能夠在微特電機(jī)系統(tǒng)遇到的問題中，分析、定位好問題的所在，提出問題解決方案的應(yīng)用型人才。

2.教學(xué)內(nèi)容的改革與實踐。①增加預(yù)備知識。《微特電機(jī)及系統(tǒng)》是以電機(jī)學(xué)和電機(jī)拖動基礎(chǔ)等課程為基礎(chǔ)，但有些同學(xué)電機(jī)基礎(chǔ)薄弱，因此在課程講授前，應(yīng)將電機(jī)學(xué)的基本內(nèi)容和概念作詳細(xì)講解[3，4]，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。②優(yōu)化課程體系，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。筆者所在的學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)主要分為電力系統(tǒng)、高電壓技術(shù)與電氣工程三個學(xué)科方向。教學(xué)計劃將課程分為：公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)限選課、專業(yè)任選課等，縮短專業(yè)課程的學(xué)時，精簡課程教學(xué)內(nèi)容，形成“伺服電機(jī)—測速發(fā)電機(jī)—步進(jìn)電機(jī)—自整角機(jī)—旋轉(zhuǎn)變壓器—永磁無刷直流電機(jī)”的教學(xué)主線，通過試點，取得了滿意的效果。③增加新型電機(jī)教學(xué)內(nèi)容。隨著控制技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)在很多方面突破了傳動概念，已經(jīng)不再局限于傳動的電磁理論，而是與其他學(xué)科相互結(jié)合、互相滲透。

3.教學(xué)方法與手段改革。①采用推理式教學(xué)方法。采用推理思路教學(xué)，如交變電流交變磁場交變磁通交變電勢電流電磁轉(zhuǎn)矩，推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而輸出機(jī)械功率。通過諸如此類的推理式教學(xué)，學(xué)生不僅可以準(zhǔn)確理解“電機(jī)的本質(zhì)就是一個能量轉(zhuǎn)換工具”，而且有利于他們理解電機(jī)的可逆性原理。②采用對比式教學(xué)方法。大部分微特電機(jī)在結(jié)構(gòu)和分析方法上存在共性內(nèi)容，因此，比較不同種類的微特電機(jī)結(jié)構(gòu)和原理，根據(jù)已經(jīng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容幫助學(xué)生掌握新知識。如學(xué)生對開關(guān)磁阻電機(jī)和磁阻電機(jī)的原理和控制方法理解比較困難，而對步進(jìn)電機(jī)非常熟悉，這時，可根據(jù)步進(jìn)電機(jī)工作原理和控制方式來講解開關(guān)磁阻電機(jī)的內(nèi)容。③互動法教學(xué)。采用互動法教學(xué)，積極發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，如在講解直流測速發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理時，應(yīng)根據(jù)其與普通直流發(fā)電機(jī)原理的相似性，提問學(xué)生，讓學(xué)生回憶已學(xué)過的直流發(fā)電機(jī)的相關(guān)內(nèi)容，然后再分析直流測速發(fā)電機(jī)的獨有特性。同時還可以采用課堂討論的方式，如解決永磁式同步電機(jī)啟動問題，首先討論得出無法自啟動的原因：第一，轉(zhuǎn)子本身存在慣性；第二，定、轉(zhuǎn)子磁場之間轉(zhuǎn)速相差太大，進(jìn)而得出永磁式同步電機(jī)自行啟動方法：在轉(zhuǎn)子上安裝啟動繞組，啟動時，依靠鼠籠式啟動繞組產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步速時，定子旋轉(zhuǎn)磁場就與轉(zhuǎn)子永磁磁場相互吸引牽入同步。這樣通過討論和歸納，學(xué)生就明白了為什么永磁式同步電機(jī)轉(zhuǎn)子上會安裝啟動繞組。④理論聯(lián)系實際教學(xué)。學(xué)習(xí)《微特電機(jī)及系統(tǒng)》目的是為了應(yīng)用，教師講解時只要重點把握微特電機(jī)結(jié)構(gòu)和基本原理，并增加應(yīng)用實例，激發(fā)學(xué)生的興趣。如在講解微特電機(jī)的基本用途時，一枚導(dǎo)彈中需要60多臺電機(jī)，僅一艘潛艇導(dǎo)航儀表配套設(shè)備就用90多臺電機(jī)，并采用多媒體動畫教學(xué)的方法演示隨動系統(tǒng)跟蹤和定位過程，形象地讓學(xué)生了解隨動系統(tǒng)中的力矩電動機(jī)、自整角機(jī)和伺服電動機(jī)在其中所起的作用。當(dāng)學(xué)生聽到和看到這些生動的微特電機(jī)應(yīng)用實例，他們就會明白《微特電機(jī)及系統(tǒng)》這門課程和高新技術(shù)是緊密結(jié)合的，具有廣泛的用途，能激發(fā)學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)興趣。

二、實踐環(huán)節(jié)的改革

1.理論教學(xué)穿插實驗教學(xué)。結(jié)合電子與電氣工程學(xué)院電工實驗中心為國家與地方共建項目的契機(jī)，添置了新的微特電機(jī)教學(xué)模型和實驗設(shè)備，在進(jìn)行理論教學(xué)的過程中穿插實驗教學(xué)，教學(xué)模型通電時，可以讓學(xué)生直觀的看到電機(jī)運行中的起動過程、制動和可逆等。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時，對電機(jī)也有了直觀的認(rèn)識。

2.嚴(yán)格要求實驗預(yù)習(xí)報告。在學(xué)生進(jìn)入實驗室之前，應(yīng)詳細(xì)檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報告，應(yīng)該包括以下幾個方面：本實驗的目的、該電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理、電機(jī)的靜態(tài)特性和調(diào)節(jié)特性、轉(zhuǎn)速如何調(diào)節(jié)、主要性能參數(shù)和指標(biāo)有哪些、控制系統(tǒng)硬件組成、完成本實驗需要用到的儀器設(shè)備、實驗的具體步驟等，可通過提問的方式完成實驗預(yù)習(xí)的檢查，使得學(xué)生對實驗有整體的把握，使他們帶著目的做實驗，這樣在實驗過程中易于發(fā)現(xiàn)、解決問題。

3.增加設(shè)計性綜合實驗。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)都是單一的驗證型實驗，為培養(yǎng)創(chuàng)新性應(yīng)用人才，設(shè)計性綜合實驗勢在必行。在設(shè)計性綜合實驗中，教師只需給出實驗?zāi)康摹嶒炓蠛妥⒁馐马棧唧w的實驗方案和實驗步驟、以及所需的儀器設(shè)備，都由學(xué)生自己擬定。

4.專業(yè)方向課程設(shè)計。由于《微特電機(jī)及系統(tǒng)》課程的特殊性，通常的考核方式難以體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在結(jié)束理論學(xué)習(xí)后，要增加兩周的專業(yè)方向課程設(shè)計對學(xué)生進(jìn)行考核，將每五個學(xué)生分成一組，選擇以不同的微特電機(jī)為對象，給出設(shè)計要求，完成控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計工作，最后通過答辯確定學(xué)生成績，這樣可以充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。

《微特電機(jī)及系統(tǒng)》是一門內(nèi)容豐富、理論抽象、實踐性非常強(qiáng)的運動控制方向?qū)I(yè)課程。在課程教學(xué)中，應(yīng)進(jìn)一步豐富內(nèi)容，盡可能大的提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主觀能動性，采用多種靈活的教學(xué)方法，注意理論聯(lián)系實際，特別注重實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，改革課程考核方式，拓展學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力，從而取得令人滿意的教學(xué)效果。