基礎(chǔ)配電與照明實(shí)訓(xùn)模塊板的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李文軍++寇志偉++陳杰++徐明娜++郭長青

摘 要 針對(duì)目前實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問題與當(dāng)前的課程改革形勢(shì)，開發(fā)基于電工技術(shù)和電氣照明理論的基礎(chǔ)配電與照明實(shí)訓(xùn)模塊板。教學(xué)實(shí)踐表明，該模塊板將教學(xué)環(huán)節(jié)與工程實(shí)際緊密結(jié)合，教學(xué)效果明顯，達(dá)到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞 基礎(chǔ)配電與照明；電工技術(shù)；實(shí)踐教學(xué)；實(shí)訓(xùn)模塊板

中圖分類號(hào)：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2015）06-0026-03

1 引言

電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)是高等院校工程教育體系中最基本、最有效、最能激發(fā)學(xué)生興趣、最貼近日常生活的基礎(chǔ)工業(yè)訓(xùn)練，是理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的綜合，是理論聯(lián)系實(shí)際和學(xué)生接觸實(shí)際、走進(jìn)工程項(xiàng)目的有效途徑，可以彌補(bǔ)從基礎(chǔ)理論到工程實(shí)踐之間的薄弱環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用技能，培養(yǎng)初步的工程設(shè)計(jì)能力和求實(shí)創(chuàng)新精神，提高解決工程實(shí)際問題的能力，為以后學(xué)習(xí)和從事工程技術(shù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)配電與常用照明是電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程中最為基礎(chǔ)的內(nèi)容，主要包括家庭用電及基本照明線路的原理、設(shè)計(jì)、布線與維護(hù)等，結(jié)合現(xiàn)代照明、智能開關(guān)等控制元件，使學(xué)生接觸基本的電氣應(yīng)用工程，在工作及生活中懂電、會(huì)電、安全用電。隨著“大工程觀”的工程教育理念在教育界受到重視以及“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的開展深入，電工技術(shù)工程實(shí)訓(xùn)課程在理工專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過程中的作用日趨突出，實(shí)訓(xùn)設(shè)備及器材和合理規(guī)劃應(yīng)用是實(shí)踐類課程教育教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。課題立足于電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)，構(gòu)建了基礎(chǔ)配電與照明實(shí)訓(xùn)模塊板，一定程度上避免了實(shí)訓(xùn)設(shè)備的大量損壞，解決了由于設(shè)備的問題對(duì)教學(xué)的影響，提高工程實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)質(zhì)量。

2 模塊板的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)思想 電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)是以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，以實(shí)訓(xùn)操作為主的工程實(shí)踐課程，學(xué)生只有親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作，分項(xiàng)掌握基礎(chǔ)技能，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合實(shí)訓(xùn)，掌握基本的工程實(shí)踐能力。在實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)過程中，學(xué)生所用的實(shí)訓(xùn)器材是重復(fù)循環(huán)使用的，每一次使用都需要對(duì)器材的接點(diǎn)進(jìn)行接線，然后再拆線。就是在這樣反復(fù)的接線、拆線過程中，對(duì)器件及器件的接線點(diǎn)造成嚴(yán)重?fù)p壞，有一些器件的接線點(diǎn)可以維修使用，而大部分不能或者不適合維修使用，只能是更換新的，這樣就造成教學(xué)損耗及成本很大。

經(jīng)過多年的教學(xué)探索與研究實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)開發(fā)并使用實(shí)訓(xùn)模塊板可以很好地解決這一問題。將實(shí)訓(xùn)課堂中所用的器件實(shí)物通過合理的布局安裝在模塊板表面，實(shí)訓(xùn)器材的接線點(diǎn)轉(zhuǎn)接在模塊板的接線柱上，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)學(xué)生將所有導(dǎo)線均接在模塊板的接線柱上，不再往器件實(shí)物的接線點(diǎn)上接線。這樣在重復(fù)使用時(shí)，損壞或消耗的只是實(shí)訓(xùn)電路板上的接線柱，器材實(shí)物的接線點(diǎn)能夠得到有效的保護(hù)，一定程度上避免了實(shí)訓(xùn)器材的大量損壞，可以解決由于實(shí)訓(xùn)器材的問題對(duì)教學(xué)的影響，提高工程實(shí)訓(xùn)課的教學(xué)質(zhì)量。

設(shè)計(jì)要求 基礎(chǔ)配電與照明實(shí)訓(xùn)模塊板主要針對(duì)基礎(chǔ)配電與電氣照明的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目開發(fā)，模塊板包括模塊基板及配電與照明實(shí)訓(xùn)所需的元器件，器件實(shí)物合理布局安裝在基板表面，其接線點(diǎn)通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)接在模塊基板的接線排上，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)時(shí)學(xué)生將所有導(dǎo)線均接在模塊板的接線點(diǎn)上。預(yù)期可以開設(shè)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目有基礎(chǔ)配電電路實(shí)訓(xùn)、基礎(chǔ)照明電路實(shí)訓(xùn)、異地照明電路實(shí)訓(xùn)、日光燈電路實(shí)訓(xùn)等項(xiàng)目。模塊板可以單獨(dú)使用，也可以多個(gè)組合構(gòu)建大型系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，模塊板基板采用2 mm的薄鋼板折彎構(gòu)造規(guī)格為500 mm*400 mm*50 mm的長方體。基板上表面附貼打印有元器件電氣符號(hào)的塑料薄板，基板上面固定斷路器、熔斷器、電能表、電源插座、單極單控開關(guān)、單極雙控開關(guān)、白熾燈燈座、日光燈組件與接點(diǎn)等器件，模塊版設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

3 模塊應(yīng)用舉例

開發(fā)的基礎(chǔ)配電與照明實(shí)訓(xùn)模塊板能夠滿足學(xué)生進(jìn)行基礎(chǔ)配電與電氣照明相關(guān)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)及工程綜合項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的需要，下面列舉幾個(gè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)實(shí)例。

家庭基礎(chǔ)配電實(shí)訓(xùn) 家庭配電實(shí)訓(xùn)線路是電工技術(shù)實(shí)訓(xùn)的基礎(chǔ)電路，也是典型實(shí)用電路，可以培養(yǎng)學(xué)生加深對(duì)單相交流電的理解，學(xué)習(xí)家庭配電線路的原理與結(jié)構(gòu)，掌握簡(jiǎn)單的低壓供配電知識(shí)，對(duì)于提高學(xué)生的用電安全意識(shí)、增強(qiáng)學(xué)生基本技能方面有重要的意義。在圖1所示模塊板的接線點(diǎn)區(qū)域找到單相電度表、斷路器（QF1、QF2、QF3、QF4）、熔斷器（FU）、五孔電源插座等器件的接線點(diǎn)，并按照?qǐng)D2所示電路接線，即可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的家用配電線路。其中，QF1為配電電源斷路器，QF2為漏電保護(hù)器，QF3控制客廳電源的斷路器，QF4控制廚房電源的斷路器。

常用照明線路實(shí)訓(xùn) 常用照明電路是家庭用電的基礎(chǔ)線路，可以訓(xùn)練學(xué)生初步的布線能力，理解家用照明系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)，在生產(chǎn)生活中做到安全、正確、規(guī)范的用電。在圖1所示模塊板的接線點(diǎn)區(qū)域找到斷路器（QF5）、燈泡（EL1、EL2、EL3）、單級(jí)單控開關(guān)（S1、S4）、單機(jī)雙控開關(guān)（S2、S3）等器件的接線點(diǎn)，按照?qǐng)D3所示電路接線，即可實(shí)現(xiàn)常用照明線路的實(shí)訓(xùn)。其中，QF5為控制斷路器，合上QF5接通電源，S1、S4分別控制燈泡EL1、EL3，S2、S3與燈泡EL2構(gòu)成兩地控制照明線路，在任一地（S2或S3）均可以打開或關(guān)閉EL2。

日光燈照明線路實(shí)訓(xùn) 日光燈是目前照明系統(tǒng)中比較普遍的照明燈具，其發(fā)光效率約為白熾燈的四倍，以光線柔和、溫度低、壽命長等優(yōu)點(diǎn)代替了大部分的白熾燈。在模塊板的接線點(diǎn)區(qū)域找到斷路器（QF6）、日光燈管、啟輝器、鎮(zhèn)流器、單級(jí)單控開關(guān)（S5）等器件的接線點(diǎn)，并按照?qǐng)D4所示電路接線，即可進(jìn)行日光燈照明線路實(shí)訓(xùn)。QF6為控制斷路器，合上QF6接通電源，S5閉合后，日光燈點(diǎn)亮。

4 結(jié)束語

基于電工技術(shù)和電氣照明理論的基礎(chǔ)配電與照明實(shí)訓(xùn)模塊板的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)綜合型的電工技術(shù)工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)，解決實(shí)踐教學(xué)中設(shè)備管理、維護(hù)方面的突出問題，消除由于器件安裝問題導(dǎo)致的電氣安全隱患，規(guī)范實(shí)訓(xùn)教學(xué)秩序，也能注重基礎(chǔ)理論、基本方法、基本技能的傳授，強(qiáng)化思維方式、工作作風(fēng)、社會(huì)責(zé)任感的訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)安全意識(shí)、質(zhì)量意識(shí)和工程規(guī)范意識(shí)的培養(yǎng)。可以進(jìn)一步構(gòu)建以電工技術(shù)訓(xùn)練為基礎(chǔ)、提高基本技能與實(shí)操能力為重點(diǎn)，培養(yǎng)工程素養(yǎng)為目標(biāo)的科學(xué)的、開放的、發(fā)展的工程實(shí)訓(xùn)實(shí)訓(xùn)體系，具有很大的應(yīng)用與推廣價(jià)值。

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