双工位维修电工实训台简易电源模块的设计

在双工位维修电工实训台（柜）简易电源模块的设计过程中，考虑到实训过程存在的安全隐患，更为了便于教师第一时间监视到学生是否带电操作，从实训设备的实际情况出发，进行改良，逐步设计出电源模块（四）。目前在学校的维修电工实训教学中，电源模块（一）已淘汰，电源模块（二）已应用于去年学校自主研发的维修电工实训台中，电源模块（四）已应用于今年笔者学校自主研发的的维修电工高级工实训柜中。
维修电工实训是实践教学中的一个重要环节，通过实训教学使学生掌握操作技能，提高实践动手能力，使学生成为应用型技术人才。目前，在维修电工实训台（柜）设计制造时，为了充分利用实训台（柜）空间，实训台（柜）采用双工位设计，即可以两个同学同时进行实训、考核，这就需要有两组独立的电源，并且互不干扰。
维修电工实训与其他专业实训相比，其专业性质常常需要处在交流380V或220V电压环境中作业，所以实训过程中安全问题是尤为重要的，也是完成实训课的必要保障。
维修电工实训过程中主要存在两个安全隐患：一是由于学生缺乏安全意识、操作技巧或因操作不规范而发生一些意外危险；二是在实训操作时，教师很难全面地关注到每个学生是否带电操作，也会导致安全隐患的存在。
为了解决上述问题，一方面引导学生了解电工专业的有关专业技能、岗位任务、工作环境以及强化安全意识，促使学生在实训课上以严谨的态度进行实际操作。另一方面为了让教师尽快关注到每个学生是否带电操作，为此对双工位维修电工实训台（柜）的电源模块的设计进行了研究。
一、双工位维修电工实训台（柜）电源（一）设计
1.电源结构组成
三相四线电源输入，经带漏电保护器的低压断路器，再经熔断器，给双工位提供电源，利用红、黄、绿三只指示灯监示电源输出
2.安全保护措施漏电保护功能，插座采用高绝缘的安全型插座。
3.电路优缺点
优点：结构简单，由红、黄、绿三只指示灯监视电源输出，便于老师及时关注带电作业的学生；缺点：两路电源不独立。
双工位维修电工实训台（柜）简易电源原理图，如图1所示。
该电源曾用于维修电工初、中级电力拖动线路通电调试。

图1
二、双工位维修电工实训台（柜）电源（二）设计为解决电源（一）存在的问题，笔者与同仁对双工位维修电工实训台（柜）电源进行了改进，电源模块（二）原理图如图2所示。

图2
1.电源结构组成
（1）电源输入：三相五线电源，经带漏电保护器的低压断路器，提供电源输入，红、黄、绿三只指示灯用于监视电源输入。
（2）电源输出：总电源空开QF开启后，旋转SA1（SA2）旋钮开关到“开”位置，SA1（SA2）旋钮开关闭合，接触器线圈得电，接触器主触头闭合，输出三相五线电源，输出时电压指示切换开关SA3（SA4）、交流电压表用于监视装置的输出电压；旋转SA1（SA2）旋钮开关到“断”位置，SA1（SA2）旋钮开关断开，接触器线圈失电，接触器主触头断开，无输出电压。
2.安全保护措施
具有接地保护、漏电保护功能，插座采用高绝缘的安全型插座,安全性符合相关的国家标准。
3.电路优缺点
优点：一是有两组独立电源，互不干扰，二是电源输入有指示灯监视，便于老师及时关注带电实训台（柜）；缺点：电源输出时，只有电压表监视，没有指示灯监视。教师在实训巡视中，一位同学在带作业的情况下，不易发现另一同学是否也带电作业。该设计已应用于去年我校自主研发的维修电工实训台中。
三、双工位维修电工实训台（柜）电源（三）设计
为了解决电源模块（二）存在的问题，双工位维修电工实训台（柜）电源又一次进行改进，电源模块（三）原理图如图3所示,由于双工位原理结构相同,该图所画的是一个工位的原理。
1.电源结构组成
（1）电源输入：三相五线电源，经带漏电保护器的低压断路器QF1，提供电源输入，输入时电压表用于监视电源输入L2与L3相电源，停止按钮指示灯监视电源输入L1相电源。

图3
（2）电源输出：低压断路器QF1开启后，按下启动按钮，接触器线圈得电，接触器主触头闭合，输出三相五线电源，输出时红、黄、绿三只指示灯用于监视电源输出。
按下停止或急停按钮，接触器线圈失电，接触器主触头断开，无输出电压。
2.安全保护措施
具有接地保护、漏电保护功能，插座采用高绝缘的安全型插座，安全性符合相关的国家标准。
3.电路优点
具有两组独立的电源，互不干扰，电源输出时每个工位都有红、黄、绿三只指示灯用于监视电源输出，便于老师及时关注带电作业的学生。
该设计原计划用于今年学校自主研发的维修电工高级工实训柜，但在电源箱加工时，高度尺寸只做了8.4cm，而接触器的高度却有12cm，换其他型号接触器尺寸都不符合要求，最终没有运用。
四、双工位维修电工实训台（柜）电源（四）设计
为了解决电源（三）安装时出现的问题，就对图3的控制进行修改，设计了电源（四）。电源（四）的原理图如图4所示。

图4
电源模块（三）和电源模块（四）所实现的功能是相同的，不同之处在于：电源模块（三）由辅助常开触头进行自锁，而电源模块（四）用的是主触头进行自锁；急停按钮改为两常闭。目前电源模块（四）已应用于学校今年自主研发的的维修电工高级工实训柜中。
五、小结
总之，中等职业学校电工实训课非常重视对学生动手能力的培养，而动手能力培养的首要任务是强化安全操作意识和自我保护意识。在维修电工实训课中，电源模块的安全保护措施，以及教师在实训过程巡视中能及时关注带电作业的同学更不可忽视