1 实验设计思路

　　对于电气工程专业的学生，深入了解各类采油设备驱动用电动机结构与原理、熟悉各类采油设备驱动用电动机的组装过程、掌握各类采油设备驱动用电动机的设计过程是学习专业课的基础。各类采油设备驱动用电动机性能测试实验无法在实验室完成，因此，笔者开发了各类采油设备驱动用电动机设计与运行特性虚拟仿真实验项目。

　　潜油电动机实验是采油设备驱动用电动机设计实验的重要实验，针对电气工程及其自动化专业学生大三、大四课程和学生毕业设计开设，要求学生能够根据所学的电机理论知识分析复杂工程问题，提出合理可行的解决方案，并能够独立完成电动机的设计、仿真、优化及实验验证，从而培养学生的综合实践能力和创新精神。

　　通过各类采油设备驱动用电动机设计与运行特性虚拟仿真实验(简称虚拟仿真实验)，学生在掌握基础知识的同时，深刻理解各类采油设备驱动用电动机的运行操作规程，提高实践动手能力、团结协作能力和创新意识。因此，实验设计时突出真实性、科技感与美感，让学生在虚拟仿真实验过程中既有真实实验的体验，又被实验设计的科技感和画面美感吸引，从而提高学生的学习积极性和主动性。其中，真实的实验体验从实验环境的真实性、实验操作的真实性、实验结果的真实性三方面来体现。通过搭建一个逼真的实验环境，实现了实验环境的真实性;在实验过程中设计大量人机交互环节，实现了实验操作的真实性，增强了学生的工程意识;基于真实的工程项目，达到实验结果的真实性。在实验设计中增大科技含量，展现了大量实验室无法看到的实际工程场景以及水轮机、发电机等电动机的内部工作场景。而且实验设计注重视觉效果，使呈现给学生的画面美感十足，带来真实的视觉冲击。

　　虚拟仿真实验设计方案包括：一是各类采油设备驱动用电动机的原理与设计过程认知，包括油田潜油电机介绍、工作原理阐述、电机设计要点说明以及设计软件介绍。二是各类采油设备驱动用电动机组装与运行场景认知，包括海上油田潜油电机运行场景认知，陆上油田潜油电机运行场景认知—无杆和陆上油田潜油电机运行场景认知—游梁式。三是各类采油设备驱动用电动机不同工况下运行特性实验，包括空载实验、短路实验、负载实验和潜油电机的M-S曲线测绘。四是各类采油设备驱动用电动机温度实验，包括热电偶测温系统、样机的负荷及驱动、电机运行环境的模拟、潜油电机样机温度测试。虚拟仿真实验能够使学生熟练掌握电机空载、负载、参数测定等基本实验的实验方法，加深对理论课教学内容的理解与掌握，学会并掌握电机基本实验的操作规程和各种仪器的使用方法，从而培养学生综合运用所学专业知识的能力，提高学生的综合设计能力。

　　虚拟仿真实验具有以下功能：一是创设实验室真实环境;二是展现局部细节(包括电流的流动、磁场的旋转等);三是展示动态图;四是引导操作者识别所有环节，如有遗漏，可提示;五是有提示模式和考试模式两种展现方式。提示模式每次操作前都会出现相应提示;考试模式操作前无提示，当出现错误操作时显示警示框，同时后台进行相应的扣分处理。

　　2 虚拟仿真实验项目考核评价方法

　　3 虚拟仿真实验的创新之处

　　4 结语

　　虚拟仿真实验弥补了各类采油设备驱动用电动机实验无法完成的缺陷，而且不具危险性。通过虚拟仿真实验，熟悉和掌握各类采油设备驱动用电动机的结构、工作原理、设计方法、工作过程与测试技术;培养学生的基本操作技能，提高学生的实验设计能力和实验现象的分析能力，锻炼学生对实验过程中出现问题的分析和解决能力，进而提高其在真实实验中的动手能力。

　　参考文献

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艾萌萌 夏云彦 徐永明　哈尔滨理工大学电气工程与电子信息学院