永磁傳動技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇永磁傳動技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】永磁同步 電動機 低速大扭矩 高效節能

1 引言

隨著經濟的發展，人類社會對能源的需求也日益增加，石油、煤炭等不可再生資源也日益枯竭，能源緊張也成為了全球共同關注的話題，黨的十六屆五中全會強調，要加快建設資源節約型，環境友好型社會。同時，國家也提出了推廣變頻永磁電動機技術的要求，在這種背景下，低速永磁同步電動機技術也日益成熟，廣泛運用到了各個行業中。

2 低速永磁同步電動機的特點

永磁同步電動機與傳統感應電動機工作原理基本相同，都是由定子產生磁場帶動轉子，其不同之處在于低速永磁同步電動機由永磁體勵磁替代了傳統感應電動機的電勵磁。永磁同步電動機具有低速大扭矩、結構簡單、功率因數高、效率高、體積小、噪聲低、可靠性高等顯著優點。

低速大扭矩、結構簡單。與傳統電動機相比，低速永磁電動機的氣隙磁場是有永磁體產生的，加上永磁體形狀及磁路設計的多樣性，這樣就可以簡化電動機結構，根據需要靈活設計電動機的外形尺寸。傳統感應電動機在起動時存在最小轉矩，通常來說其最小轉矩倍數小于1，而低速永磁同步電動機是變頻起動，在起動時無最小轉矩倍數的限制，只要負載所需起動扭矩小于最大轉矩，都可以順利起動。在某些領域，傳統感應電動機低起動轉矩的特性，使其在選型時不得不提高電動機功率來增大起動轉矩，以永磁同步電動機設計轉速100rpm為例，由公式

可知，相同功率的低速永磁同步電動機與傳統4P電動機相比，其起動扭矩是傳統電動機的15倍。

效率、功率因數高。傳統感應電動機因存在定子電阻和定子電流損耗，穩定運行時風磨耗也占據一定比例，這些因素限制了功率因數的提高；低速永磁同步電動機在運行時不產生無功勵磁電流，且風磨耗、雜耗、機械耗等損耗都低于傳統感應電動機，這些因素都使永磁同步電動機的效率、功率因素高于傳統感應電動機。大量統計表明，就效率而言，同規格永磁電動機比傳統感應電動機提高了2～8%。圖1是低速永磁同步電動機和傳統感應電動機不同負載下的效率、功率因數曲線，從圖中可以看出，低速永磁同步電動機在25%～120%額定負載范圍內均可以保持較高的功率因數和效率，而傳統感應電動機在低負載率或者高負載率時效率、功率因數同額定負載率相比下降很多，在低負載率時下降尤為明顯。低速永磁同步電動機這種高效率、高功率因數的優點是傳統感應電動機所不具備的。

體積小。對于傳統驅動系統，尤其是末級傳動需要較低速度時，一般需要異步電動機加減速機或者是異步電動機加2～3級皮帶輪減速來實現，這種機構體積龐大且笨重，不僅增加了設計成本，在設備安裝方面也占據了大量的空間。而低速永磁同步電動機直驅系統的體積和重量通常不到傳統驅動系統的一半，加上可以靈活設計永磁電動機的結構，在設備的安裝、調試等方面要求大大降低。

噪聲低，運行平穩。應用低速永磁同步電動機的直驅系統取消了減速機、皮帶輪等機械減速裝置，消除了齒輪嚙合或皮帶輪傳動時的噪聲，系統高速運轉時由于各個部件中間不平衡帶來的噪聲、震動大大降低。

可靠性高。機械減速傳動裝置的取消，消除了中間傳動環節的機械故障，同時，由于設備磨損、機械變形、零部件松動等帶來的油泄露問題也不復存在，大大提高了傳動系統的穩定性，如圖1所示。

3 低速永磁同步電動機應用現狀

自1831年科學家巴洛發明世界上第一臺永磁電動機以來，各國的科技工作者一直在探索永磁同步電動機的發展，但由于永磁材料性能的限制，一直停滯不前。二十世紀三十年代以來，隨著鋁鎳鈷和鐵氧體材料的先后出現，永磁材料的性能得到了很大的提升，用永磁體做成的電動機也不斷的出現在軍事裝備、工業生產設備、日常家電等領域。但是，由于鋁鎳鈷和鐵氧體材料矯頑力偏低、剩磁密度不高等缺陷，永磁電動機性能并沒有達到預期效果，加上當時永磁電動機成本較高，在一定程度上限制了永磁電動機的發展。1983年，銣鐵硼（NdFeB）永磁材料的出現，極大的提高了永磁材料的各項性能，且加上價格相對便宜，加快了國內外對永磁電動機研究的步伐，研究的重點也逐漸的轉移到了工業裝備自動化和日常生活領域。隨著科學工作者對永磁材料研究的不斷深入，永磁材料的電磁性能、耐高溫性能也在不斷的提升。同時，伴隨著電力電子控制技術的發展，與傳統電勵磁電動機相比，永磁電動機高效節能的優勢更加明顯，低速永磁同步電動機也朝著大功率化、高轉矩化、微型化、智能化等多個方向發展。

目前，由于低速永磁同步電動機低速大扭矩、體積小、輸出平穩、高效節能等優點，已經在很多方面作為驅動裝置得到應用，如電動車輛、煤炭開采、石油開采、冶金、電梯等領域。在電動車輛方面，日本已將其用于低地板式電動車、獨立車輪式電動車上；德國、法國也將永磁同步電動機用于高速列車組和低地板車；在煤炭、石油、冶金、港口起重等工業裝備自動化領域，低速永磁同步電動機在保證高性能、高效率、高精度需求的同時，省去了傳統傳動系統中的機械減速裝置，已經成功得到應用；在電梯曳引機上，由于低速永磁同步電動機可以實現無需機械減速裝置的直驅運行，日本三菱公司首先采用了永磁同步電動機作為動力源，美國奧迪斯公司研發的GEN2系統也廣泛采用了永磁無齒輪曳引機技術。

4 低速永磁同步電動機的發展趨勢

目前來看，去除減速機、多級皮帶輪等機械減速裝置，采用低速永磁直驅系統，更能夠充分發揮低速永磁同步電動機的優勢。低速永磁同步電動機作為驅動系統動力提供者，正向著專用化、高性能化、輕型化、機電一體化等等方向發展。

4.1 專用化發展

在工業生產領域，有很多設備需要減速機等機械減速裝置來減速進而驅動負載，這就需要電動機行業技術人員仔細分析其負載特性，專門設計一種性能優良、運行可靠且價格合理的低速永磁同步電動機，來替代傳統傳動裝置。據統計，有些專用低速永磁同步電動機節電率可以達到20%左右，如油田用到的抽油機電機、泥漿泵電機，陶瓷行業用到了陶瓷球磨機電機等。

4.2 高性能方向發展

S著工業的發展，對電動機的要求不僅僅是簡單的提供動力，而是提出了各種各樣的性能要求。如航空航天領域要求具備高性能同時，還要具備高可靠性；化纖行業、數控機床、智能加工中心等設備要求電動機具有高調速精度。

4.3 輕型化方向發展

由于安裝空間、攜帶等方面的因素，都對永磁同步電動機提出了重量輕、體積小的要求。如地下煤礦開采、數控機床、醫療器械、船舶推進、便攜式機電一體化產品等都有這方面的要求。

4.4 機電一體化方向發展

高性能的永磁電動機是實現機電一體化的基礎，電力電子技術、微電子控制技術和永磁同步電動機技術的結合催化出了一批新型且性能優異的機電一體化產品。

5 結語

我國具有豐富的稀土礦產資源，且對以稀土作為原材料的永磁材料和永磁電動機技術研究都已位列世界先進水平，充分發揮這種優勢，加快低速永磁同步電動機技術的研究和推廣，對加快我國經濟建設具有十分重要的意義。低速永磁同步電動機較傳統電勵磁電動機在性能上有很大優勢，但目前在我國工業領域并沒有得到廣泛應用，其市場還正處在推廣階段。相信隨著永磁材料技術的發展、電力電子和驅動裝置技術的進步，以及人類社會環境保護意識、能源問題社會意識的提高，在不久的將來，低速永磁同步電動機作為動力的驅動裝置會慢慢滲透到工業和日常生活的各個方面，低速永磁同步電動機也將得到廣泛應用。

參考文獻

[1]楊萌.起重用低速大扭矩永磁同步電動機研究與設計[D].華中科技大學（碩士學位論文），2013.

[2]唐任遠.現代永磁電機理論與設計[M].北京：機械工業出版社，1997.

[3]王秀和.永磁電機[M]，北京：中國電力出版社，2007.

[4]閆萍，吳夢艷.現代永磁電機技術的研究[J].防爆電機.2014.

[5]王帥.抽油機直驅用低速大轉矩永磁電機及其控制系統研究[D].沈陽工業大學（碩士學位論文），2010

作者簡介

王錦涵（2000-），女，河南省南陽市人?，F為南陽第一高級中學在讀學生。

篇2

論文摘要：交流電動機固有的優點是：結構簡單，造價低，堅固耐用，事故率低，容易維護；但它的最大缺點在于調速困難，簡單調速方案的性能指標不佳，這只能夠依靠交流調速理論的突破和調速裝置的完善來解決。本文論述了交流調速傳動的現狀和發展

交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術、基于電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內外有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：

1采用新型功率半導體器件和脈寬調制（PWM）技術

功率半導體器件的不斷進步，尤其是新型可關斷器件，如BJT（雙極型晶體管）、MOSFET（金屬氧化硅場效應管）、IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的實用化，使得開關高頻化的PWM技術成為可能。目前功率半導體器件正向高壓、大功率、高頻化、集成化和智能化方向發展。典型的電力電子變頻裝置有電壓型交-直-交變頻器、電流型交-直-交變頻器和交-交變頻器三種。電流型交-直-交變頻器的中間直流環節采用大電感作儲能元件，無功功率將由大電感來緩沖，它的一個突出優點是當電動機處于制動（發電）狀態時，只需改變網側可控整流器的輸出電壓極性即可使回饋到直流側的再生電能方便地回饋到交流電網，構成的調速系統具有四象限運行能力，可用于頻繁加減速等對動態性能有要求的單機應用場合，在大容量風機、泵類節能調速中也有應用。電壓型交-直-交變頻器的中間直流環節采用大電容作儲能元件，無功功率將由大電容來緩沖。對于負載電動機而言，電壓型變頻器相當于一個交流電壓源，在不超過容量限度的情況下，可以驅動多臺電動機并聯運行。電壓型PWM變頻器在中小功率電力傳動系統中占有主導地位。但電壓型變頻器的缺點在于電動機處于制動（發電）狀態時，回饋到直流側的再生電能難以回饋給交流電網，要實現這部分能量的回饋，網側不能采用不可控的二極管整流器或一般的可控整流器，必須采用可逆變流器，如采用兩套可控整流器反并聯、采用PWM控制方式的自換相變流器（“斬控式整流器”或“PWM整流器”）。網側變流器采用PWM控制的變頻器稱為“雙PWM控制變頻器”，這種再生能量回饋式高性能變頻器具有直流輸出電壓連續可調，輸入電流（網側電流）波形基本為正弦，功率因數保持為1并且能量可以雙向流動的特點，代表一個新的技術發展動向，但成本問題限制了它的發展速度。通常的交-交變頻器都有輸入諧波電流大、輸入功率因數低的缺點，只能用于低速（低頻）大容量調速傳動。為此，矩陣式交-交變頻器應運而生。矩陣式交-交變頻器功率密度大，而且沒中間直流環節，省去了笨重而昂貴的儲能元件，為實現輸入功率因數為1、輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑。

隨著電壓型PWM變頻器在高性能的交流傳動系統中應用日趨廣泛，PWM技術的研究越來越深入。PWM利用功率半導體器件的高頻開通和關斷，把直流電壓變成按一定寬度規律變化的電壓脈沖序列，以實現變頻、變壓并有效地控制和消除諧波。PWM技術可分為三大類：正弦PWM、優化PWM及隨機PWM。正弦PWM包括以電壓、電流和磁通的正弦為目標的各種PWM方案。正弦PWM一般隨著功率器件開關頻率的提高會得到很好的性能，因此在中小功率交流傳動系統中被廣泛采用。但對于大容量的電力變換裝置來說，太高的開關頻率會導致大的開關損耗，而且大功率器件如GTO的開關頻率目前還不能做得很高，在這種情況下，優化PWM技術正好符合裝置的需要。特定諧波消除法（SelectedHarmonicEliminationPWM——SHEPWM）、效率最優PWM和轉矩脈動最小PWM都屬于優化PWM技術的范疇。普通PWM變頻器的輸出電流中往往含有較大的和功率器件開關頻率相關的諧波成分，諧波電流引起的脈動轉矩作用在電動機上，會使電動機定子產生振動而發出電磁噪聲，其強度和頻率范圍取決于脈動轉矩的大小和交變頻率。如果電磁噪聲處于人耳的敏感頻率范圍，將會使人的聽覺受到損害。一些幅度較大的中頻諧波電流還容易引起電動機的機械共振，導致系統的穩定性降低。為了解決以上問題，一種方法是提高功率器件的開關頻率，但這種方法會使得開關損耗增加；另一種方法就是隨機地改變功率器件的導通位置和開關頻率，使變頻器輸出電壓的諧波成分均勻地分布在較寬的頻帶范圍內，從而抑制某些幅值較大的諧波成分，以達到抑制電磁噪聲和機械共振的目的，這就是隨機PWM技術。2應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論交流傳動系統中的交流電動機是一個多變量、非線性、強耦合、時變的被控對象，VVVF控制是從電動機穩態方程出發研究其控制特性，動態控制效果很不理想。20世紀70年代初提出用矢量變換的方法來研究交流電動機的動態控制過程，不但要控制各變量的幅值，同時還要控制其相位，以實現交流電動機磁通和轉矩的解耦，促使了高性能交流傳動系統逐步走向實用化。目前高動態性能的矢量控制變頻器已經成功地應用在軋機主傳動、電力機車牽引系統和數控機床中。此外，為了解決系統復雜性和控制精度之間的矛盾，又提出了一些新的控制方法，如直接轉矩控制、電壓定向控制等。尤其隨著微處理器控制技術的發展，現代控制理論中的各種控制方法也得到應用，如二次型性能指標的最優控制和雙位模擬調節器控制可提高系統的動態性能，滑模（Slidingmode）變結構控制可增強系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以獲得無法實測的狀態信息，自適應控制則能全面地提高系統的性能。另外，智能控制技術如模糊控制、神經元網絡控制等也開始應用于交流調速傳動系統中，以提高控制的精度和魯棒性。

3廣泛應用微電子技術

隨著微電子技術的發展，數字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適于交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器（DigitalSignalProcessor--DSP）、專用集成電路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit--ASIC）等。其中，高性能的計算機結構形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現，為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高，成本低，使得微處理器組成全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。

篇3

關鍵詞 電動汽車;驅動控制;輪轂電機

中圖分類號：TM36 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）21-0041-01

電動汽車，是在傳統燃油汽車面臨能源危機與環境污染兩大難題時，得到重視和發展的，并被視為解決上述兩大難題的有效途徑。它是車輛工程、電子信息、新能源技術、計算機、自動控制等多學科交叉技術的集成，更容易使車輛電子化、信息化，從而提高車輛智能控制水平。電動汽車電機驅動控制技術作為電動汽車關鍵技術之一，一直是國內外學者研究的重點。

1 驅動系統種類及驅動控制算法

目前，電動汽車的驅動系統按所使用的驅動電機類型不同可以分為交流感應電機、直流電機、開關磁阻電機、永磁同步電機、永磁無刷直流電機等驅動系統。電機驅動系統是電動汽車研究開發的重點之一，就目前而言，單電機配合減速器和差速器驅動車輪是電動汽車驅動的普遍方式?？紤]到各地的差異性及車輛的通用情況，目前大多數控制策略及控制方法的研究都通過軟件模擬仿真。山東大學的李珂等建立電動汽車異步電機仿真模型以及與之對應的控制模型，實現了對純電動汽車動力性能仿真[1]。Z.Rahman等人，根據電動汽車驅動電機轉速范圍、車輛行駛對電池組能量需求、驅動電機工作效率、車輛傳動系數，以建模仿真的方式來確定動力驅動系統關鍵部件的選型[2]。Mehrdad Ehsani等人，則利用電動汽車續航里程和行駛的動力需求為主要優化目標，對匹配純電動汽車動力參數優化算法進行了深入研究[20]。王慶年，丁永濤等人，在MATLAB/SIMULINK環境下完成了整車的并聯式控制策略的建模。所得出的研究結果表明，所開發電動汽車正向仿真平臺正確性、可靠性，對提高電動汽車初期研發效率、降低電動汽車的研發成本具有非常重要的現實意義。

2 電動汽車輪轂電機驅動技術

早在上世紀中期，名叫ROBERT的美國人將驅動電機、傳動/制動裝置全部集成在輪轂上，研發了最初的電動汽車輪轂。該類電機根據其安裝的方式不同，又分為輪轂電機驅動、輪邊電機驅動兩種結構。輪邊電機驅動，它是將驅動電機固定在車架位置，電機的輸出軸直接把驅動轉矩傳遞給驅動輪，電機與車輪之間彼此相對獨立，只通過電機輸出軸或其它變速機構聯接，減輕了車輪慣性力及車輛顛簸程度。輪轂電機驅動在結構上與輪邊電機驅動有所不同，它是把驅動電機直接安裝在車輪的輪轂內直接驅動車輪。這種結構省略了傳統燃油汽車上面一系列的傳動裝置，大大提高了驅動效率，使系統結構更加簡單。在2005年，美國德州大學教授E.J.Triche等人對輪轂電機直接驅動的混合動力及純電動軍用車輛的沖擊載荷進行了相關的仿真和實驗[4]。K.Cakir和A.Sabanovic設計了直接驅動電動汽車的電氣系統，創建了電機三維模型，通過優化設計，使得該輪轂電機驅動系統很好的匹配實驗車輛[5]。2012年，Perer Juris等人研究了溫度對輪轂電機驅動系統的影響，運用有限元方法對輪轂電機進行瞬時熱力學仿真分析，結果表明：過高的溫度會導致輪轂電機的驅動失效，并導致永磁鐵失磁。在國內，同濟大學余卓平教授等，對四輪輪轂驅動的電動汽車路面附著系數估算方法進行了深入分析研究。他們利用電動汽車輪轂電機測速準確、驅動力響應迅速等特點對車輛行駛路面的附著系數進行估算，通過這種方式能有效防止車輛行駛時車輪滑轉，確保車輛的行駛穩定性。2012年，張立軍等人建立了包括電機轉矩波動動力學模型與充氣輪胎剛性圈動力學模型的系統耦合動力學模型，并進行了時頻域特性分析。此外，北京理工大學在輪轂電機驅動方面也有較深入研究，如謝邵波，林誠對前輪輪轂電機驅動的電動車行駛穩定性進行研究，通過實驗仿真，驗證了其設計的控制策略可提高車輛橫擺穩定性。

3 結論

目前，國內外在電動汽車電機驅動控制方面的研究已涉及各個方面，從目前研發的進程狀況來看，國內外基本處于同一起跑線上，國外略處于領先地位。另外，在電機驅動系統中，絕大部分研究焦點都集中于對電機本體的研究，沒有與電動汽車整車控制需求相結合。將電機驅動控制策略與車輛行駛工況緊密結合來提高驅動效率的相關報道較少。

參考文獻

[1]陳勇，張大明，等.電動汽車用異步電機矢量控制系統仿真分析[J].上海交通大學學報，2007，19（16）：3761-3765.

[2]Rahman Z，Ehsani M，Butler K L，An Investigation of Electric Motor Drive Characteristic for EV and HEV Propulsion Systems[C].SAE paper.2000-01-3062.

[3]Kowal J，Gerschler J B，et.Efficient battery models for the design of EV drive trains[C].14th Inernational Power Electronics and Motion Contorl Conference，2010，31-38.

[4]Ehsani M，Gao Y M，Emadi A.Modern Electric，Hybird Electric，and Fuel Cell Vehicles Fundamentals，Theory，and Design[M]，Boca Raton：CRC Press，2010.

[5]K.Cakir A.Sabanovic.In-wheel Motor Design for Electric Vehicles[C].Proceedings of IEEE AMC06-Istanbul，Turkey.2006.6：13-20.

[6]夏長亮.無刷直流電機控制系統[M].北京：科學出版社，2009.

[7]王葳，張永科，劉鵬鵬.無刷直流電機模糊PID控制系統研究與仿真[J].計算機仿真，2012，29（4）：196-199.

[8]朱穎合.自適應模糊PID控制器的研究與應用[D].杭州：杭州電子科技大學，2010（12）.

篇4

關鍵詞： 聯合辦學 崗位素質標準 機電工程技能 交互訓導機制

一、立論

51b1

高等職業技術教育具有雙重教育屬性，屬于高等教育范疇系列，同時又屬于職業技術教育，培養的是技術型人才。高等職業技術教育研究總是著眼于職業的載體——行業人才素質的構成要求。高等職業技術教育機構與跨國公司在華企業聯合辦學是基于“定向培養現代企業適用的崗位人才”行動作為的校企合作關系。

在我國，高職教育事業機構與國際知名企業聯合辦學的專業建設較系統的、富含職業教育技術的資料樣本尚不多見。

我國高職院校和跨國公司企業員工培訓機構在組織制度、行為方式、能力范圍等方面存在著差異，聯合辦學首項技術要略就是以特定企業專業崗位人才素質要求為背景，以高等職業技術教育層次為平臺，在教育實施過程中研究適用的專業課程體系。

我國機電產業生產技術標準與多數跨國公司企業生產技術標準存在著差異，這種專業性內質規范的差異如何在課程體系中形成最簡潔、最有系統性、最適用的表述，是需要在聯合辦學的工作基面上攻關解決的難題。

日立電梯（中國）有限公司與廣州工程技術職業學院簽約聯合辦學，日立電梯廣州制造基地掛牌“廣州工程技術職業學院日立電梯技術學院”。我們持有“積極推行訂單培養，探索工學交替、任務驅動、項目導向、頂崗實習等教學模式”的教學技術發展理念，面對已經開始與國際知名企業聯合辦學的工作現實，不可回避這種聯合辦學機制下專業課程體系設置亟須在工作實踐中探索研究。

日立公司是以機電產品為主的世界500強企業。日立企業歷史悠久，生產管理機制和生產技術標準自成體系。

據調研資料：日立公司在華企業與國內其他職業院校的聯合辦學均未達到“掛牌日立梯技術學院，實行2年學院專業取向性學習+1年企業崗位培養”的機制技術層次。聯合辦學的專業課程體系研究以“特定企業崗位人才素質”為基面在實踐中探索并形成具有“普適性”價值的“聯合辦學機電專業課程體系設置”理論，既符合“創制辦學特色”的職業教育技術方針指向，又應合我國高等職業技術教育在“在技術進步與創新”理念導引下的發展趨勢。我們確信：這個工作項目的過程將會是充滿創新機會、歷練團隊的過程。勤奮踏實地工作和鉆研，則豐碩成果可期。

二、課題工作的目標

機電一體化技術是一門跨學科的綜合性科學，是由微電子技術、計算機科學、機械工程和電力電子技術互相滲透而成的一門學科，是在信息論、控制論和系統論基礎上建立起來的應用技術。因而機電一體化專業技術課程內容是一種綜合結構，在設置專業課程時應以畢業生應具備的現代機電主流技術的運用能力為主線重組課程內容。機電一體化專業建設與課程體系的再構建，形成具有地區機電企業專業人才特色的高職高專綜合課程，有著極其現實的職業教育技術進步與創新意義。

電梯是集機電一體化各側向高級技術工藝（如新材料應用技術、先進加工技術、計算機技術、智能控制技術、大功率電子技術、傳感與信號處理技術、維修與調校工藝）為一體的現代化機電設備，其職業技術課程體系的開發過程必然富含高專業技術含量的、極具教學技術創新意義的項目設計類研究子課題。

以聯合辦學雙方的專業人才培養方案的比對——取職業知識與技能要素——嵌合性研究為起點，在教育實施過程中研究通識性機電工藝知識與企業崗位專門技能并重的專業課程體系。

日立電梯產品集擁多項先進工業技術，如能量再生技術、永磁同步技術、無機房技術、扶梯一體化設計等，將這些高端的制造技術工藝理論編撰到相關專業教材或項目化實訓指導書之中，則特色專業將從聯合辦學的教學實施過程中創制。

解決“專業性內質規范的差異如何在課程體系中形成最簡潔、最有系統性、最適用的表述”難題，課題成果可期成為“高等職業教育機構與跨國公司在華企業聯合辦學課程體系設計”的優質標樹。

具有普適性價值的工作過程資料將能夠展現出實證性強、系統性佳、普適性優的“高等職業教育機構與跨國公司在華企業聯合辦學課程體系設計”的理論體系和應用價值。

形成系列教學標準文件——聯合辦學課程體系設計方案、“電梯技術”人才培養工作標準、聯合辦學課程體系主干課程標準、課題項目總結報告書與自評報告書等。

三、技術要略

1.地域工業技術經濟發展的現實性認識和前瞻性意識

兼具完善性和創新性的高等職業技術教育機電一體化技術專業課程重構著眼于廣東“十二五”規劃關于機電行業職業人才素質特征及需求情況描述；著眼于泛珠江三角洲地區機電行業規模與技術工藝整合、進步的水平預期；優化高等職業教育體系機電一體化技術（專業知識與工作能力）教學實施項目體系的結構。

人才服務區依據機電一體化專業就業崗位類別劃分：產品制造、設備應用維護或改造、市場營銷服務。服務區調整的靈活性設計并體現在工學結合、校企聯合辦學、訂單培養、頂崗實習等的各類型專業實踐（教、學）項目之中。

知識、能力、素質結構調整的靈活性體現在：學生在接受高職專業教育過程中可自主選擇并趨近有利于尚揚天賦、激勵專業進取的面向行業技術工藝崗位的四個就業和發展取向——通用機械或金屬加工機床設備傳動結構改進和工藝維護工程實施、機電設備的微機控制技術運用、機電設備功率控制系統的電力電子技術運用、機電產品技術文檔設計與編撰或行業市場信息采集與處理。相應地，專業技能課程板塊是機械工程工藝、電工電子技術與技能、先進加工技術與技能、微機控制技術與電力電子技術。

2.企業文化

廣州工程技術職業學院與日立電梯（中國）有限公司聯合辦學協議規定采取實行“2+1”的模式，即“2年學院專業學習，1年企業崗位培養”的機制。2年學院專業學習的課程體系包括豐富的企業文化元素（課程）和以現代電梯設備技術工藝為襯托的通識型機電基礎課程。1年企業崗位培養是在日立企業培訓機構管理下的、以電梯設備制造過程工藝和產品技術服務過程技能為核心元素的培訓系統工程實施。日立企業借此造就成批的“忠于職業、技能適用于產品體系”的企業骨干員工。

聯合辦學是定向培養現代企業適用的崗位人才行動作為，企業文化課程或專用技術工藝課程就要和諧地融入專業課程體系。企業文化課程要素有些是要形成單列課程；如企業經營歷史與發展概況、企業技術工藝體系特征、企業生產管理機制學說、企業員工職業環境和生活節律情況、企業福利制度、特殊工種操作技能等。

3.企業專有先進技術或工藝的基礎理論平臺構建

有些涵括基礎專業工藝的課程要素應該細致地研究如何有取舍地融入高職專業技術基礎課程之中，如電梯設備裝配與調試、數控加工專用程序、電路測試等。

現代機電設備制造業工程技能的培訓內容是；

（1）通識通用類課程內容——適用性好、結構精化、帶有標準索引。

（2）涵括基礎專業工藝的企業專門技術課程要素。

（3）系統工藝意識的形成方法。

機電設備工程是綜合的支向技術工藝實施過程體系。實施工程的過程包括制作、調試、檢測、記錄、評價、改進等階段。我們理解“崗位高端人才”必須具備機電技術綜合運用能力。因而在項目任務型技能訓練課程中設計有指標有比例的電氣技術工藝、傳動技術工藝、編程技術工藝、調測技術工藝、專業文檔編整工藝的交互訓導。

4.逆向工程工藝基礎

專業軟實力的培養方法研究是高等職業教育技術研究的重項，專業智能水平是職業適應狀況的決定性要素。

針對機電一體化技術人才崗位特征——專業智能成分較多、技巧思維保持、非連續性非周期性的操作等，在專業技術和專業技能綜合性課程中加入“工藝培養”項目。開設“機電設備控制系統高級工藝實訓”課程，以培養技術工藝素質人才為目標，實施工藝能力培養。機電設備傳動結構和電氣控制系統測繪、規范技術文檔編撰、技術文獻或技師項目論文品閱評價等項目化的訓導和實踐科目活動為課程主要內容，課程項目實施采用逆向工程方式。先修課程理論引領理解實踐任務的技術工藝內涵，實踐活動充實原理理解并且在專業思維空間樹立柔性連接理論與實踐的工藝意識。經過此課程的項目化工作訓練，學生應勝任一般機電行業企業電氣技術工程崗位工作——達到電氣工藝師（或電工技師）業務水平。

5.校企合作課程設計

主要工作任務是研究基于工學結合實踐課目工作過程的機電支向技能課程的交互訓導模式。這種交互訓導模式要求有三維研究：

（1）橫向要素：各支向技術工藝課目（機械傳動構件課目、電氣控制課目、微機編程解析課目、大功率驅動器課目、專業文檔編整課目、特種工種操作技能培訓與考證）的內容分布。

（2）縱向要素：各支向技術工藝課目工序、工步、工時的分配。

（3）立向要素：各支向技術工藝課目工作評價（工藝水平、適用性）指標、改進要略、安全措施、客觀動態適應等方面的機制“軟件庫資料”的形成。

交互訓導模式要求改造現行教學理論與實踐在空間和時間上分別進行的時空結構，將實驗室、實訓室或生產車間與教室整合為理論與實踐融合互動的一體化情境氛圍教學平臺，為進行理論與實踐融合互動提供支撐條件。

參考文獻：

[1]廣州工程技術職業學院.機電一體化技術專業人才培養工作標準（人才培養計劃書）[R].2011.12.

[2]廣州工程技術職業學院.日立電梯（中國）有限公司.聯合辦學協議書.

[3]日立電梯（中國）有限公司培訓部《校企合作課程設置（企業培訓計劃書）》[R].2011.9.

[4]張文凡，產文良，解軍，等.機電設備控制系統高級實訓[M].北京：中國電力出版社，2012.6.

篇5

從“離網”向“并網”的跨越

光伏并網發電是當今世界光伏發電的主要發展方向，是光伏技術步入大規模發電階段，成為電力工業組成部分之一的重大技術步驟。許多統計資料表明，近幾年來世界光伏并網發電市場發展迅速，光伏并網發電的裝機容量從1 996年的7MWp上升到2000年的140MWp，光伏并網發電在光伏行業中的市場比例也從1 996年的10％上升到2000年的50％，2007年光伏并網發電的市場比例已達到80％。而在中國，光伏發電也將在未來的電力供應中扮演重要的角色，其累計裝機容量預計至201 0年將達600MWp，2020年將達到30GWp，2050年將達到100GWp。根據電力科學院預測，到2050年，中國可再生能源發電將占到全國總電力裝機的25％，其中光伏發電則占到5％。顯而易見，光伏并網發電已經是大規模光伏發電的主要趨勢。

早在上世紀80年代，合肥工業大學已經開展起太陽能光伏與風力發電技術的研究，張興就是在那個時候走入合肥工業大學校門的。在這所留下他半生印記的學校里，不僅走過了從學士到博士的求學之路，而且也撇下了攻關，探索的辛勤汗水。他對太陽能光伏發電技術的研究，源于1 997年新疆新能源研究所原所長王國華研究員在合肥工業大學的一次講學。在那次講學中，張興對歐美日等發達國家正在興起的光伏并網技術產生了濃厚的興趣，當時，我國的光伏發電技術與產業還是針對技術相對落后的光伏離網系統，很少有人關注技術新穎且有一定難度的光伏并網技術。盡管深知其中的挑戰，張興卻從未想過低頭，他抓住光伏并網系統中的并網逆變器這一核心技術，開始了潛心的研究。經過一年多的努力，他終于成功研制了500W光伏并網樣機。在1 998年的全國光伏年會上，該樣機一經展出即引起了同行的高度關注。在此基礎上，1999年，張興教授又與新疆新能源研究所開展了技術合作，共同承擔起自治區的科技攻關項目。當時，逆變電源專家曹仁賢創辦的合肥陽光電源有限公司起步不久，雖然主打產品主要是離網型光伏逆變器，但他還是給予了這一項目充分的肯定和支持。在共同的努力下，該項目組于2000年成功開發出3kW工程化樣機，并在新疆鄯善縣成功地進行了應用測試，取得了預期性能。隨之，在經過一年多的試運行之后，2001年，該項目順利通過了新疆維吾爾自治區組織的專家鑒定，得到了一致的好評。

而正是這個項目的成功，拉開了張興教授與合肥陽光電源有限公司產學研合作的帷幕。此后，國家“十五”科技攻關項目“并網光伏發電用系列逆變器的產業化開發”、科技部新能源行動計劃項目等諸多科技攻關項目在他們的攜手并進下，得以產業化實踐，同時建造了多個并網光伏示范電站，其中，科技部新能源行動計劃項目“60kW光伏并網系統的應用與研究”項目獲得新疆維吾爾自治區科技進步二等獎。

與“陽光”同行

“陽光”，一個聽起來倍感明媚的詞語。而在電源領域，這一個詞語則讓人聯想起我國知名的新能源發電電源專業制造商――合肥陽光電源有限公司(以下簡稱“陽光電源”)。

自1 997年成立以來，陽光電源專注于可再生能源發電產品的研發與生產，囊括了光伏發電電源、風力發電電源、回饋式節能負載、電力系統電源等系列產品，曾成功參與北京奧運鳥巢、上海世博會、三峽工程，全球環境基金可再生能源項目、西班牙MaIaga 5MW大型光伏電站，英國和法國小型風力并網發電項目、青藏鐵路等重大工程，獲得了國內外業界的一致好評。多年來，陽光電源先后獲得“安徽省優秀民營科技企業”、“安徽名牌產品”、“優秀創新企業”，“安徽省‘115’產業創新團隊”、國家發改委REDP項目“技術進步優秀項目獎”，“太陽能光伏產品金太陽認證”等榮譽，是安徽省可再生資源電源工程技術研究中心依托單位、安徽省研究生產學研示范基地。

同樣，經過二十余年的努力，合肥工業大學在太陽能光伏與風力發電技術等可再生能源發電技術方面也取得了長足的進展，如今，不僅擁有電力電子與電力傳動國家級重點學科、教育部光伏工程研究中心，還進入了國家培育優勢重點學科的“111計劃”，成為“可再生能源并網發電國家級創新引智基地”。而在可再生能源并網發電技術的科學研究中，張興教授與陽光電源的產學研合作尤其值得稱道。

從1 999年共同開展新疆維吾爾自治區的科技攻關項目開始，他們的產學研合作已經整整十年。十年間，他們聯手創造了不少成績，近年來更是成果選出。

“上海電力局奉賢10kW光伏屋頂示范工程項目”屬于上海電力局新能源發展計劃項目，工程于2003年3月建成并投入運行，2004年7月通過專家鑒定，是上海首個全部采用國產化技術的光伏屋頂并網示范系統，該系統所用的1臺10kW三相并網逆變器即由張興課題組與陽光電源聯合研制。

他們合作的“并網光伏發電用系列逆變器的產業化”項目是國家科技部“十五”科技攻關項目，該項目于2005年2月通過科技部的專家鑒定。其成功研發解決了并網光伏系統的關鍵部件逆變器的產業化難點，推進了我國并網光伏發電產業的發展，如今，該項目系列產品已在陽光電源實現了產業化，并定型了多種規格的并網逆變器產品。

隨即，在國家科技部新能源行動計劃項目“新疆烏魯木齊大型光伏并網工程”研發中，張興課題組承擔起72臺60kW并網逆變器的系統及控制設計任務，而陽光電源則對逆變系統的制造，現場安裝與調試工作進行了全權負責。2004年12月，該工程完滿建成并投入運行，2006年3月，通過科技部驗收及專家鑒定。經鑒定，該項目采用可調度型并網發電結構，并具有并網發電、蓄電池充放電和獨立逆變三重運行功能，省略了常規的充電控制器，簡化了系統結構，大大提高了光伏并網發電系統的性價比，是當時新疆地區最大且功能最為先進的光伏并網示范工程，其成果被授予新疆維吾爾自治區科技進步二等獎。

此外，在“上海生態示范園光伏屋頂工程”、安徽省科技攻關項目“合肥陽光電源30kW光伏屋頂示范工程項目”以及

科技部科技攻關推廣項目“上海崇明30kW光伏屋頂示范工程”研發中，他們的表現也不負眾望。

“非?！弊非?/p>

電力電子與新能源應用技術的多年研發、與陽光電源十年的產學研合作，點點滴滴的付出，張興教授用自己的智慧和汗水寫出了一個不一般的科研生涯。

在風力發電研究方面，其MW級變流器作為核心技術一直被外國壟斷，其國產化的路途極其艱辛和富有挑戰性，2004年，張興教授與陽光電源再度聯手進行科技攻關，他們首先完成了安徽省“十五”科技攻關項目“風力發電用交直交并網變流器”，并獲得安徽省2006年度科技進步二等獎。接著，作為課題負責人之一，張興教授與陽光電源聯合申報并獲得了“十一五”國家科技支撐計劃“大功率風電機組研制與示范”的兩個重大項目的資助――“1 5MW以上直驅式風電機組控制系統及變流器的研制與產業化”與“1，5MW以上雙饋式風電機組控制系統及變流器的研制與產業化”。經過大家不懈的努力，目前，MW級雙饋型與直驅型風機變流器基本實現了產業化，部分機型已經批量向整機廠商供貨。

在柔性直流輸電變流與控制研究方面，張興教授著眼于柔性直流輸電技術與風力發電相結合，對安徽省自然基金項目“電網異常條件下風場柔性直流輸電網側變流器控制策略研究”進行了攻關研究。與此同時，在合肥工業大學本科評建項目的支持下，他自主研發成功了一套1 5kW柔性直流輸電變流及控制系統研究平臺。

在PWM整流器技術研究方面，張興教授完成了包括HT--7u超導托卡馬克等離子移快控電源、蓄電池雙向饋電電源、背靠背雙向變流器等多項研究成果，并在其博士學位論文基礎上，由“電氣自動化新技術叢書”編委會資助并由機械工業出版社出版了《PWM整流器及控制》學術專著，該學術專著在新能源并網發電的逆變器研究與應用領域得到了學術界專家學者的肯定并被廣泛引用。

在積極進行科研攻關的同時，張興教授還將大量精力投入到特色實驗室建設中。2006年，他主持完成了“合肥工業大學風力發電變流器及其控制實驗室”的建設，其主要包括“250kW中低壓雙饋、交流異步全功率風力發電驅動平臺”、“永磁同步直驅風力發電驅動平臺”，以及分布式發電系統中的“風力發電模擬平臺”，“柔性直流輸電變流及控制系統研究平臺”等。而他與陽光電源合作，還為該公司建成了“2MW雙饋型風力發電變流器試驗平臺”、“2MW同步直驅風力發電變流器試驗平臺”。這些實驗研究平臺基本上涵蓋了張興教授及其團隊近年來的大部分成果，在這些成果的基礎上，經過深入地自主研制，這些平臺已經開始發揮各自的功用，不僅大大促進了合肥工業大學新能源應用及其電力電子研究技術的發展，使其成為全國高校風力發電變流器研究條件一流的單位，也為國家支撐項目的取得與完成提供了良好的研究條件與基礎。

經過多年的拼搏，張興教授不僅在風力、太陽能并網發電的變流器技術的研究和工程應用方面取得眾多的成果，積累了大量研究與工程經驗，同時也為陽光電源以及電力電子行業輸送了一批高素質人才。從當年初次涉足光伏并網發電技術，到如今的MW級風電變流器的研制成功，在太陽能光伏并網、風力發電變流控制與驅動領域的多年研究，使他和團隊得到了錘煉和成長，逐漸發展為一支擁有2名教授、2名副教授、3名博士畢業的青年科研骨干教師以及近30名博士、碩士研究生的優秀團隊，在一起，他們總是能形成一股強大的科研力量。而與陽光電源長期的優勢互補合作，其科研水平經受了考驗，更是得到了升華。