《电机拖动与变频技术》课程标准

（适用于3年制机器人技术专业）

一、制定课程标准的依据

本课程标准依据工业过程自动化技术专业标准中的人才培养目标和培养规格以及对《电机拖动与变频技术》课程教学目标要求而制订，用于指导《电机拖动与变频技术》课程教学与课程建设。

二、课程的性质与作用

（一）课程性质

《电机拖动与变频调速》是机电专业技术基础课之一。它主要从电机拖动系统的要求 出发，分析研究交、直流电机和变压器的基本结构、工作原理、基本电磁关系和运行特性。 特别是深入、系统地讨论电机拖动装置的静态和动态特性，它所研究的电机拖动装置的基 本理论，在一定程度上体现了本专业的性质和基本任务。

（二）课程作用

它是电机原理和电力拖动系统两大部分的有机结合，其内容将为电气控制、电力电子 技术、工厂供电、电气综合实训、电工中、中级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习等后 续专业课奠定基础，而本课程的基础实验、实训和专业技能实训将构成机电一体化技术专 业最基本的技能。

三、本课程与其他课程的关系（见表1）

表1本课程与其他课程的关系

四、课程的教学目标

（一）能力目标

1.能根据中级电工职业能力标准，使用基本电工仪表和工具。

2.能根据生产工艺要求，拆装小容量的交流异步电动机。

3.能根据生产安全要求，进行电动机常见故障的分析与排除。

4.熟悉常用低压电器工作原理、结构、主要技术参数和使用，会对常用低压电器进行检测。

5.会阅读绘制继电控制系统的电气原理图。

6.能根据电气原理图，熟练使用 CAD 软件绘制电气原理图、装配图等。

7.能根据电气原理图，进行电机控制系统的安装与调试。

8.能根据控制要求，进行继电控制系统的故障分析与排除。

9.能严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程。

（二）知识目标

1、理解直流电动机是根据电磁感应定律工作，直流电动机组成结构，工作原理。

2、掌握变压器的工作原理，区别变压器的电路问题和磁路问题，磁场的分布和作用。

3、理解交流绕阻的构成原则，判断交流绕阻是否合理，掌握异步电动机的工作原理。

4、掌握所介绍的各种微特电机的工作原理，明确几种控制电机的结构特点及用途。

5、掌握三相异步电动机的启动方法。

6、掌握变频器的基本工作原理，了解变频器的性能特点。

7、掌握常用低压电器的结构，主要的技术数据和电器型号。

（三）素质目标

德、智、体、美全面发展，具有爱岗敬业、吃苦耐劳和与人合作的精神品质，具有良好的个性和健全的人格，具有一定的理论基础知识的高级技能人才。

五、课程的教学内容与建议学时（见表2）

表2《电机拖动与变频技术》课程的教学内容与建议学时

六、课程教学设计指导框架（见表3）

表3  《电机拖动与变频技术》课程教学设计指导框架

学习 情境/ 项目/ 单元	子情境/子项目/ 子单元	学习内容（支撑知识）	教学方法 及手段	成果形式	参 考 学 时
第1章 变压器	1.1变压器的基本工作原理、用途及结构	0.1 变压器基本工作原理   0.2变压器的用途、分类 0.3变压器的基本结构 0.4变压器的铭牌及额定值	讲授法、 演示法	变压器运行特性分析	2
	1.2单相变压器的空载运行	0.5空载运行时的电磁关系  0.6空载电流与漏磁电动势	讲授法、 演示法		2
	1.3变压器的运行特性	0.7电压变化率 0.8变压器效率	讲授法、 演示法		2
第2章 三相异步电动机	2.1概述 2.2三相异步电动机的旋转原理	0.1 异步电动机的分类及主要用途 0.2 旋转磁场的产生 0.3三相异步电动机的旋转原理	讲授法、 演示法	三相异步电动机结构、工作原理、运行分析	2
	2.3三相异步电动机的结构 2.4三相异步电动机的定子绕组	0.4三相异步电动机的结构、名牌数据 0.5交流绕组的基本知识	讨论法、 实验法		2
	2.5三相异步电动机的运行分析 2.6三相异步电动机的运行分析	0.6空载运行分析 0.7负载与性分析 0.8功率关系 0.9转矩关系	讲授法、 演示法		2
	2.7三相异步电动机的工作特性	1.0转速 - 输出功率特性 1.1定子电流 - 输出功率特性 1.2功率因数 - 输出功率特性 1.3电磁转矩 - 输出功率特性	讲授法、 演示法		2
第3章 三相异步电动机的电力拖动	3.1三相异步电动机的电力拖动	0.1机械特性的物理表达式、参数表达式、使用表达式 0.2三相异步电动机的固有机械特性 0.3三相异步电动机的认为特性	讲授法、 演示法	三相异步电动机启动、制动、调速	2
	3.2笼形异步电动机的启动 3.3三相绕线型异步电动机的启动	0.4三相异步电动机对启动性能的要求 0.5三项笼形异步电动机的启动 0.6转子串电阻启动	讲授法、 演示法		2
	3.4三相异步电动机的制动	0.7能耗制动、反接制动、回馈制动	讲授法、 演示法		2
	3.5三相异步电动机的调速	0.8变极调速、变频雕塑、便转差率调速	讲授法、 演示法		2
第4章其他交流电动机	4.1单相异步电动机	0.1基本结构和名牌数据 0.2单相异步电动机的额工作原理 0.3主要类型 0.4单相异步电动机反转控制	讲授法、 演示法	单相异步电动机、同步电动机基本工作原理	2
	4.2同步电动机	0.5同步电机的分类 0.6同步电动机的基本结构 0.7同步电动机的基本工作原理及其额定值	讲授法、 演示法		2
第5章直流电动机	5.1直流电动机的基本工作原理 5.2直流电动机的基本结构、铭牌及主要系列	0.1直流发电机的基本工作原理 0.2直流电动机的基本工作原理 0.3基本结构 0.4铭牌数据及主要系列	讲授法、 演示法	直流电机 的启动、 调速、制 动控制总 结	2
	5.3直流电动机的电磁转矩与电枢电动势	0.5直流电机的励磁方式 0.6直流电机的磁场和电枢反应 0.7电枢绕组感应电动势和电磁转矩	讲授法、 演示法		2
	5.4直流电机的运行原理 5.5直流电机的换向	0.8直流电动机的基本方程 0.9直流发电机的基本发出 1.0换向过程 1.1换向元件中的电动势 1.2改善换向的方法	讲授法、 演示法		2
第6章直流电动机的电力拖动	6.1电力拖动系统的运动方程及负载转矩特性	0.1电力拖动系统的运动方式 0.2负载转矩特性	讲授法、 演示法	他励直流电动机机械特性分析、启动、调速、制动	2
	6.2他励直流电动机的机械特性	0.3他励直流电动机的固有机械特性 0.4他励直流电动机的人为机械特性	讲授法、 演示法		2
	6.3他励直流电动机的启动 6.4他励直流电动机调速	0.5启动概述 0.6降低电源电压启动 0.7电枢串电阻启动 0.8调速的性能指标 0.9调速方法	讲授法、 演示法		2
	6.5他励直流电动机的制动	1.0能耗制动、反转制动、反馈制动	讲授法、 演示法		2
第7章控制电机	7.1伺服电动机	0.1交流伺服电动机 0.2直流伺服电动机	讲授法、 演示法	伺服电动机、步进电动机工作原理	2
	7.2步进电动机	0.3反应式步进电动机的工作原理	讲授法、 演示法		2
第8章电动机应用知识	8.1电动机应用知识	0.1电动机发热与冷却 0.2电动机的工作方式 0.3电动机种类、形式、额定电压与额定转速 0.4电动机额定功率的选择	讲授法、 演示法	电动机故障处理	2
	8.2直流电动机常见故障处理 8.3三相异步电动机常见故障及处理	0.5机械故障 0.6电气故障	讲授法、 演示法		2

七、教学基本条件

（一）教学团队基本要求

1．团队规模：基于每届2-3个教学班的规模，专兼职教师3名左右。

2．课程负责人：熟悉DCS发展和高职教育规律、实践经验丰富、教学效果好，具有中高级技术职称的“双师”素质型教师。

3．教师的能力要求：熟悉电气控制、电机基本原理及故障处理等电气系统工程师的工作流程，具有从事电气控制岗位的经历与能力，具有实时理论教学和实践教学的能力，具有强力的工作责任心和认真负责的工作态度，建议选用企业兼职教师担任教学或具有丰富工程实践经历的“双师”素质型教师担任教学。

八、其他说明

（一）学生基本要求

已完成过电工电子技术相关课程的学习和训练，熟悉常见检测仪表的信号类型及使用方法。

（二）实施要求

1．教学建议

（1）以市场为导向，以岗位能力需要为基础，以培养技术技能型、复合技能型、应用技能型人才为目标的教育指导思想。

（2）注意“教、学、做”一体化教学模式的贯彻和执行，尽可能利用各种手段和条件使教、学、做合理衔接。　　

（3）以掌握岗位技能为核心，注重学生学习过程和方法，使学生学会学习。鼓励学生通过独立思考和分组合作，培养发现问题和解决问题的能力， 养成探究式学习的习惯。

（4）根据"内容标准"对知识与能力的不同层次要求组织教学。

（5）要注意培养学生学习迁移习惯的养成。特别要注意相关知识的横向联系和渗透，帮助学生建构自己的知识体系结构，使其网络化。

（6）提倡教学形式的多样化，积极探索多种教学途径，组织丰富多彩的教学活动，充分开发和利用课程教育资源，例如：开展课堂讨论，分组项目实施，查找企业应用案例，企业专家讲座、参观实习、技能测试等。

（7）注意教学方法、教学手段的多样化和现代化。应积极运用幻灯、投影、录音、录像、影片、实训设备等，进行形象直观的教学；要努力创造条件，利用多媒体、网络组织教学，开发和制作课件，开展计算机辅助教学。

（8）要注重拓宽本课程的情感教育功能，在进行知识传授和能力、技能培养的同时，充分利用成功人士案例潜移默化地对学生进行情感态度与价值观方面的熏陶。

2．评价建议

（1）评价的性质与功能

教学评价是教学环节的重要组成部分，对改进教学、提高教学质量具有重要的意义。在教学过程中要充分发挥教学评价的导向功能、诊断功能、激励功能和促进功能，促进学生学习能力和创新意识的提高。

（2）评价的主要对象、内容和依据

评价方法与过程，应以学生为中心，要注意学生的个性差异，并引导学生参与评价过程，以便发挥学生的主体作用。评价不仅要考察学生在知识与技能的掌握是否达到《标准》的要求，还要注意考察学生学习的过程与方法以及情感态度与价值观的变化等方面是否符合《标准》要求。

（3）评价方法

评价方法应具有科学性、灵活性和实践性。要综合采用观察、记录、调查、讨论、作业、测试、考试、评议、自我评价、小组评价等多种方法进行评价。评价结果应及时反馈给学生，以便及时改进学生的学习。

3．考核方案设计

本课程的考核评价分为平时考核与期末教学考核两部分，其中，平时教学考核占成绩的30%，期末教学考核占成绩的70%，分别按百分制计分，其中，期末考核计分安考试卷面成绩，平时考核内容包括学生出勤、课堂表现、课后作业等。

4．课程资源的开发与利用

新技术、新工艺、新产品的频繁使用，使得《电力拖动与变频调速课程》课程资源相对贫乏和滞后。因此，要求教师与企业密切合作，在企业的帮助下获取这些资源包括文字资料、影像资料、图表资料等，并通过与企业专业技术人员共同研究确定教学内容与技能要求。具体可从以下几个方面来做。

（1）教学内容由企业专家和教师共同选择和确定，技能要求由企业给出，同时由专业教师执笔编写出与企业接轨的教材，并定期修订。

（2）充分开发和利用企业培训课程资源。企业培训资源对学生掌握技能更有针对性，还应邀请企业中有丰富经验的人给学生讲解，他们能够在不同层面，从多种角度为学生提供工作经验。

（3）利用校园网和互联网实现资源共享和信息交流。开发课程网站，学生可以通过网络课堂随时随地获取课程学习资源，并可进行师生互动，自我测试，提高自主学习的能力。

4．课程资源的开发与利用

（一）选用教材：葛云萍、《电机拖动与控制》、化学工业出版社，2013 年、第一版

（二）教学参考书：包括作者、书名、出版社、出版时间与版次等内容。

[1]王晓敏、《电机拖动与控制》、电子工业出版社，2013 年、第一版

[2] 西奥多 ·威尔迪、《电机、拖动及电力系统》、机械工业出版社、2015 年、第 6 版

[3]程龙泉、《电机拖动与继电器控制技术》、冶金工业出版社、2015 年、第一版

[4] 袁忠、《电机拖动及机床电气控制技术应用》、高等教育出版社、2014 年、第 一版