CC BY
13
УДК 372.8 ББК 74.263р+74.58
ПРАКТИКО-ОРИЕНТИРОВАННАЯ ПОДГОТОВКА БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИИ И
ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА В МПГУ
A.С. Гагарин, аспирант кафедры общетехнических дисциплин МПГУ,
B.Г. Леонов, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общетехнических дисциплин МПГУ (499)246-91-66
В статье рассмотрены вопросы преподавания факультативного курса «Электрооборудование автомобиля» в рамках профессиональной подготовки по специальности «Технология и предпринимательство» в педагогических вузах.
Обсуждается прикладной характер новой факультативной дисциплины, повышающей познавательную активность студентов, а также практико-ориентированная подготовка учителей технологии и предпринимательства в целом.
Описана методика проведения одной из девяти лабораторных работ практикума по электрооборудованию автомобиля, разработанная и опробованная на факультете Технологии и предпринимательства МПГУ.
Исходя из целей совершенствования профессиональной подготовки студентов специальности «Технология и предпринимательство», автором выявлены ключевые моменты в организации данного учебного курса.
Ключевые слова: педагогический университет, технология и предпринимательство, практико-ориентированная подготовка учителей, электрооборудование автомобиля, методика преподавания, лабораторная работа.
PRACTICE-ORIENTED TRAINING OF FUTURE TEACHERS OF TECHNOLOGY AND ENTREPRENEURSHIP AT MPSU
Gagarin A.S., Leonov V.G.
Questions of teaching of elective rate "Electric equipment of automobile " are considered in framework of training on speciality "Technology and Entrepreneurship " at Pedagogical universities.
Applied character of new facultative discipline of raising cognitive activity of students and also practice-oriented training of teachers of technology and entrepreneurship in general are discussed.
Technique of realization laboratory works on electric equipment of automobile, developed and tested on faculty of Technology and Entrepreneurship of Moscow State Pedagogical University is described.
Reasoning from purposes of perfection of professional preparation of students of speciality "Technology and entrepreneur-ship " key moments in organization of given educational course are revealed by authors.
Keywords: pedagogical university, technology and entrepreneurship, practice-oriented training of teachers, electric equipment of automobile, teaching method, laboratory work.
В целях совершенствования профессиональной подготовки студентов по специальности «Технология и предпринимательство» разработан и внедрен в учебный процесс ФТиП МПГУ лабораторный практикум по электрооборудованию автомобиля. Факультативный лекционный курс и лабораторный практикум «Электрооборудование автомобиля» дополняют и углубляют электротехническую подготовку студентов, полученную ими в рамках общего курса электротехники. Прикладной характер новой факультативной дисциплины повышает познавательную активность студентов, привлекая возможностью непосредственного использования полученных знаний на практике, в ходе эксплуатации автомобиля. Однако педагогические задачи, которые могут быть решены в рамках практикума, не ограничиваются возможностями утилитарного использования электротехнических устройств, а связаны с углублением знаний о принципах действия электрических машин, физических процессах, лежащих в основе их работы, изучением типовых схемных решений в электрических цепях, анализом работы устройств автоматики на логико-функциональном уровне. Именно такой подход наиболее адекватен условиям изучения электрооборудования автомобиля в стенах педагогического вуза, в процессе профессиональной подготовки будущих учителей технологии.
Ниже описана методика проведения одной из девяти лабораторных работ практикума по электрооборудованию автомобиля - работы, посвященной изучению вентильного автомобильного генератора (ВАГ).
ВАГ является одним из важнейших электротехнических устройств, работающих на борту каждого современного автомобиля. ВАГ представляет собой трехфазный синхронный генератор (СГ), дополненный трехфазным полупроводниковым выпрямителем (ТФВ), обычно размещенным в корпусе электрической машины. Еще одним устройством, принципиально необходимым для обеспечения функциональной работоспособности автомобильного генератора, является автоматический регулятор напряжения (АРН). Весьма часто АРН конструктивно объединен со щеточным узлом ВАГ. Понять, как функционирует ВАГ на борту автомобиля, невозможно, не уяснив принцип работы СГ, особенности схемы соединения полупроводниковых диодов в ТФВ и принцип действия АРН. Лабораторная работа по изучению ВАГ состоит из четырех частей: изучение принципа работы и основных характеристик СГ, изучение схемы и конструкции автомобильного ТФВ, изучение логики работы АРН, изучение совместного функционирования системы электроснабжения автомобиля, включающей в себя ВАГ, ТФВ, АРН и аккумуляторную батарею (АКБ).
Лабораторная установка для изучения ВАГ состоит из агрегата двигатель - генератор, в которой использован препарированный ВАГ (в корпусе генератора трехфазный выпрямитель заменен текстолитовой платой с клеммами для доступа к выводам статорной обмотки). Ротор ВАГ в лабораторной установке приводится во вращение электродвигателем, заменяющим двигатель внутреннего сгорания автомобиля. Вращающий момент от двигателя к ротору генератора передается с помощью ременной передачи, в которой использованы ремень и натяжное устройство, применяемые на легковых автомобилях отечественного производства. К электродвигателю в лабораторном агрегате предъявляются два основных требования: достаточная мощность (не менее 2 кВт) и плавная регулировка скорости вращения ротора, в диапазоне от 900 до 4-5 тыс. оборотов в минуту (характерные скорости вращения коленчатого вала современного автомобиля). Указанным требованиям отвечает стандартный трехфазный асинхронный двигатель (АД) мощностью 2,2 кВт при усло-
вии его питания от современного полупроводникового преобразователя частоты, например, преобразователя ATV11 фирмы Shneider Electric или Е2-8300-003Н компании ПКФ Веспер. Выбор преобразователя обусловлен в первую очередь его функциональными возможностями (регулирование частоты выходного трехфазного напряжения в пределах от 1 до 200 Гц при мощности нагрузки до 2,5 кВт), а также его стоимостными характеристиками.
Лабораторная установка позволяет проверить работоспособность СГ и получить экспериментальную зависимость действующего значения генерируемого напряжения от скорости вращения ротора СГ. При этом в качестве источника питания цепи ротора СГ может быть использован как лабораторный источник постоянного тока с напряжением 12 В, так и аккумуляторная батарея (АКБ). Измерение выходного напряжения удобно проводить, используя потенциальный вход любого современного электронного осциллографа (ЭО), например, недорогого ЭО С1-73. В измерении скорости вращения ротора СГ нет необходимости, так как при небольших значениях скольжения ее значение может быть с достаточной степенью точностью рассчитано, исходя из заданной на ПЧ частоты подаваемого на АД напряжения.
Демонтированный из корпуса генератора ТФВ вынесен на стенд и доступен для осмотра, проверки работоспособности диодов и может быть подключен к СГ с помощью соединительных проводов. Величина выпрямленного напряжения ВАГ практически линейно зависит от скорости вращения ротора в диапазоне от 900 до 4000 об./мин. Экспериментальное исследование этой зависимости позволяет студенту уяснить принципиальную необходимость автоматического регулирования напряжения.
Исследование АРН проводится на логико-функциональном уровне путем проверки работоспособности нескольких АРН, имеющих различные принципиальные схемы. Для этой цели необходимо использовать лабораторный источник питания, позволяющий плавно регулировать напряжение в пределах от 10 до 15 вольт, имеющий устройство защиты от перегрузок.
Испытание АРН проводятся с использованием принципиальных схем, показанных на рис. 1 (а, б). Лампа накаливания, мощностью 10 Вт и номинальным напряжением 12 В, используется в качестве нагрузки, замещающей обмотку возбуждения СГ.
0 +
Q +
б)
Рис.1. Схемы испытаний АРН
На завершающем этапе выполнения лабораторной работы исследуется вся система электроснабжения бортовой электрической сети автомобиля, схема которой представлена на рис. 2. Изменяя величину скорости вращения ротора СГ и величину тока нагрузки (Ял), имитирующей совокупного потребителя энергии на борту автомобиля, на лабораторном стенде можно изучить токо-скоростную характеристику ВАГ. Для повышения наглядности совместной работы ВАГ и АКБ в цепи измерения тока АКБ желательно использовать магнитоэлектрический амперметр с нулем посередине шкалы.
Рис. 2. Схема для лабораторного испытания ВАГ
Разработанные лабораторная установка и методика проведения лабораторного исследования успешно апробированы в рамках практикума по электрооборудованию автомобиля на ФТиП МПГУ.
