· 近年来,农业生产过程的电气化与智能化成为我国促进农业发展、保障粮食安全的重要举措。总书记在中央农村工作会议上指出,“要坚持农业科技自立自强,加快推进农业关键核心技术攻关”。
· 以清洁电力为能源、以电机为驱动核心、结合智能控制技术的电动无人拖拉机技术迅速发展并逐步应用于国内现代农业生产中。电机、电池、电控是电动拖拉机等电力动力装备的核心关键技术,其中尤以驱动电机产业快速发展,人才紧缺。
· 现有的电气工程及其自动化、农业电气化等本科专业大类培养模式下课时压缩,《电机学》、《农业装备电驱动与智能控制》等课程中理论讲解内容偏多。传统实验教学任务中电机硅钢片的加工、绕组绕制等实验程序繁琐。且对于电机异常工况缺乏关注,无法在实验中模拟电机的各类故障,学生对电机故障的类型、原因和判断方法缺乏了解。
· 无人电动拖拉机的电机驱动系统转速高、功率大,此类电机的设计周期长(电机加工制造必须委托电机加工公司,耗时常在半年以上),电机测试条件苛刻。而高压、大电流、高速的测试条件对电机测试台架的要求高,不同工况负载试验需要专门的昂贵的试验设备(电磁场分析和系统仿真软件、功率分析仪、500MHz高速数字存贮示波器、dSPACE开发系统等软硬件设备500万元以上)。相关实验长周期、高危险、高费用,并且由于需要专业测试人员进行操作,学生的参与度低。
· 新工科新型交叉类课程设计,对学生的素质和能力提出了更高要求。传统实验手段无法令学生直观了解电力动力装备中电机种类、尺寸、结构参数、电磁参数对电机功率、效率、转矩、转矩脉动等性能的影响,也无法使学生对电机的故障类型、原因、特征和判断方法等建立一般的认知。
· 因此,无人电动拖拉机电机设计与性能测试评估无法开展实物设计和实验测试等实验教学工作。