电机与电气控制技术.docx

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电机与电气控制技术

《电机与电气控制技术》课程标准

（一）课程概述

1.课程性质

《电机与电气控制技术》课程是高等职业技术学校电气自动化技术专业的重要的专业基础课程，在整个专业课程体系中不仅起着承上启下的作用，更是专业理论具体应用于工业技术的实践性课程。

通过本课程的学习和实践，使学生基本熟悉电机、电器的结构原理，掌握电气基本控制原理、常用机床控制线路及其接线和故障分析排除的基本能力，养成理论联系实践的学习风气、知识用于技术的创新精神、安全规范的操作习惯，从而使自身基本具备在电气自动化控制岗位群上的职业素养。

2.课程基本理念

本课程以高职教育培养目标为依据，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“精选内容、降低理论、加强基础、突出应用”。

根据先进的职业教育思想，改变学科本位的观念，加强实践教学，着眼课程群，培养学生的综合运用相关现代化先进工具和知识，培养学生的创新精神和创新能力。

3.课程设计思路

电机与电气控制实践性强，设备种类多，因此改变以书本为主实验为辅的旧教学模式，构建本课程开放的理论实践教学和学生自学平台，把课程内容按系统分解成项目，每个项目有几个理论与实践有机结合的任务组成，并把实践落实到具体的操作任务中。

通过讲练结合、学做相辅、融汇贯通，让学生有效地掌握电机与电气控制技术的知识和技能。

既让学生在教师带领下经历知识探究过程，也使学生拥有自主学习的研究空间。

（二）课程培养目标

本课程的培养目标是在学习电机及其控制技术的过程中培养学生独立思考、钻研探索的兴趣，在平时学习实践中不断获取成就感、满足感和兴奋感，并引发他们对后续课程中涉及的更先进的控制方法和系统的学习热情和渴望。

学习基本的电机基础理论和电气控制的基础知识，具有收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、综合运用所学知识分析和解决问题的能力，形成良好的思维习惯、工作方法和科学态度，在未来的岗位上有能力进一步学习新技术，解决新问题。

加强的实践环节训练，通过层次性的技能和技术训练，使学生具有初步的电机及其控制系统的维护、设计和推广能力，具有运用和开发先进技术来解决电机及其控制系统的思想和潜力。

培养学生既具有独立思考，又具有团队精神。

掌握系统工程的方法，善于组织团队，团结协作，共同完成技术问题。

培养学生关注相关学科发展动态，紧跟技术发展前沿，终生适应科技发展水平，树立创新意识，培养创新精神。

1.知识与能力目标

（1）知识目标

①了解电机及其控制技术发展的历史和现状，认识到它与其他领域科学技术发展的关系，知道它不是一成不变的，而是会永远随着相关技术的发展不断更新发展，学习道路是无止境的。

②清楚电机的基本原理、拖动方法、电器选择、控制知识，形成对电机控制系统的完整框架概念。

③熟悉直流电机、变压器和交流电机、常见控制电机的工作原理和特性，熟悉交、直流电机的起动、调速、制动的方法及应用。

④掌握常用的电器元件及电气控制的典型环节，会识读、分析基本电气控制线路、常用机床电气控制线路。

（2）能力目标

①具备正确使用各种电机，交直流调速系统和伺服控制系统的电气安装、调试、维护、维修的初步能力

②掌握电气控制的基本控制线路、常用机床电气控制线路，具备基本控制线路的接线、故障分析与排除能力，初步具备常用机床控制线路的故障分析与维修能力。

2.过程与方法目标

（1）通过精心选用教材和教师课堂教学指导，使学生掌握必要的基本知识，并具有一定的查阅中英文图书资料进行自学、分析问题、提出问题的能力。

（2）经历实验、实训、设计，获得较强的实践动手能力，能初步拟定研究计划和实验方案，并独立进行设计、完成系统调试。

（3）倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，经历综合性、设计性的实践锻炼，具有初步的系统设计能力、创新意识和创新能力，掌握初步的科学探究方法。

（4）通过课程各教学环节的综合训练，具有自行选择专题、利用各种渠道收集情报资料，进一步学习深造，以及独立或联合他人进行技术研究的能力。

3.情感态度与价值观目标

本课程主要加强以下各方面职业素质的培养：

（1）乐于从事电机技术研究与应用事业以及其他任何科学探究事业和社会发展事业。

（2）有较强的求知欲，乐于、善于使用所学技术方法解决日常事务、社会交流、专业技术方面的问题。

（3）在解决实际问题的过程中，善于科学思维，具有使用各种科学手段克服困难的信心和决心，从战胜困难、实现目标、完善成果中体验喜悦。

（4）具有实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，不迷信教条，乐于通过亲历实践实现，检验、判断各种专业理论和技术问题以及社会现实问题。

（5）在专业工作中，认识到交流与合作的重要性，有将自己的见解公开并与他人交流的愿望，有与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。

（6）能认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响，有可持续发展的意识，能在个人力所能及的范围对社会的可持续发展有所贡献。

（7）在专业科学工作中，既要有市场经济观念，也要有将科学服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。

（三）与前后课程的联系

1.与前续课程的联系

本课程应安排在《电工技术》、《电子技术》之后进行。

2．与后续课程的联系

本课程的后续课程为《PLC可编程控制》、《自动控制原理》等电气自动化专业核心课程。

（四）课程内容标准和要求

1.变压器

（1）教学内容和教学要求

①掌握变压器结构和作用，掌握变压器的工作原理和特点。

掌握仪用互感器的作用、熟悉结构和工作原理、掌握使用注意点。

②理解熟悉变压器的额定值。

熟悉自耦变压器、电焊机的基本原理及其特点。

③了解三相变压器的联接组别的定义及其表示方法，了解变压器并联运行的概念及条件。

（2）能力培养要求

①通过本项目内容的学习，使学生掌握变压器的结构和基本功能；变压器的额定值；变压器的外特性及效率特性。

②通过本项目内容的教学，逐步培学生养掌握变压器的结构；进而能使用仪表对变压器的空载、负载运行参数进行测定。

③通过本项目内容的学习，使学生初步理解三相变压器的铁心结构；三相变压器的绕组联接；三相变压器的并联运行；中、小型电力变压器的结构及各部分的作用。

进而认识并理解三相电力变压器的铭牌。

④通过本项目内容的学习，使学生初步掌握电流互感器的结构特点、型号含义、使用注意点；电压互感器的结构特点、型号含义、使用注意点；自耦变压器的结构特点使用注意点；电焊变压器的结构特点。

（3）重点、难点

①重点：

掌握变压器结构和作用，掌握变压器的工作原理和特点。

掌握仪用互感器的作用、熟悉结构和工作原理、掌握使用注意点。

②难点：

三相变压器的联接组别的定义及其表示方法，了解变压器并联运行的概念及条件。

（4）作业要求

能完成有关变压器的简单计算。

2.交流电动机

（1）教学内容和教学要求

①掌握三相交流电动机的基本工作原理、结构、分类。

掌握改变转子旋转方向的方法。

掌握三相异步电动机的起动方法、反转方法、制动方法。

掌握三相异步电动机的拆装工艺及常见故障分析。

②理解熟悉三相交流电动机的额定值，理解直线电动机的工作原理，理解单相异步电动机的工作原理及其启动方法。

③了解三相异步电动机功率与转矩的关系。

了解三相异步电动机的机械特性曲线及其特点。

了解三相同步电动机的特点及其异步启动方法，熟悉三相同步电动机基本控制线路的构成和工作原理。

了解单相异步电动机的分类及用途；了解直线电动机的结构。

（2）能力培养要求

①通过本项目内容的学习，使学生掌握三相异步电动机的结构，理解三相异步电动机铭牌参数及工作原理，理解三相异步电动机转速与转差率的概念。

②通过本项目内容的教学，逐步培学生养掌握三相异步电动机转矩与功率的关系及机械特性的概念，掌握三相异步电动机起动、调速、制动、反转的方法。

③通过三相异步电动机的拆装任务的学习训练，使学生掌握三相异步电动机的拆装步骤和拆装方法。

④通过三相同步电动机项目内容的学习，使学生初步掌握三相同步电动机的特点及其异步启动方法，熟悉三相同步电动机基本控制线路的构成和工作原理。

⑤通过单相异步电动机项目内容的学习，使学生了解单相异步电动机的分类及用途；理解单相异步电动机的工作原理及其启动方法。

⑥通过直线电动机项目的学习训练，让学生了解直线电动机的结构；理解直线电动机的工作原理。

（3）重点、难点

①重点：

三相异步电动机的起动方法、反转方法、制动方法。

掌握三相异步电动机的拆装工艺及常见故障分析。

②难点：

三相同步电动机基本控制线路的构成和工作原理。

（4）作业要求

能完成有关三相异步电动机的计算、能识读和绘制三相异步电动机的起动、反转、制动电路图。

3.直流电动机

（1）教学内容和教学要求

①掌握直流电机的结构组成、铭牌数据和分类，掌握直流电动机启动、制动、调速和反转的方法。

掌握直流电动机拆装及连接的正确方法，能正确使用仪表或仪器对直流电动机进行测试和调试。

②理解直流电动机工作原理。

③了解直流电动机的机械特性。

（2）能力培养要求

①通过本项目直流电动机的介绍学习，使学生掌握直流电动机的结构和分类，理解直流电动机的工作原理，掌握直流电动机的铭牌参数含义。

②通过本项目直流电动机的特性及控制内容的教学，逐步培养学生了解直流他励电动机的机械特性，掌握直流电动机启动、调速、制动、反转的控制方法。

③通过此项目直流电动机的拆装的学习训练，使学生掌握正确拆装直流电动机的方法和步骤，能正确使用仪表或仪器对直流电动机进行测试和调试。

（3）重点、难点

①重点：

掌握直流电动机启动、制动、调速和反转的方法。

掌握直流电动机拆装及连接的正确方法，能正确使用仪表或仪器对直流电动机进行测试和调试。

②难点：

直流电动机工作原理。

（4）作业要求

能完成直流电动机启动、制动、调速和反转，能正确使用仪表或仪器对直流电动机进行测试和调试。

4.控制电机

（1）教学内容和教学要求

①掌握控制电机的控制方法。

②理解控制电机的工作原理。

③了解伺服电动机、测速发电机、步进电动机的基本结构、种类。

（2）能力培养要求

①通过本项目伺服电动机内容的学习，使学生了解伺服电动机的结构，理解其工作原理，掌握其控制方法。

②通过本项目测速发电机内容的教学，使学生了解测速发电机的基本结构，理解其工作原理。

③通过本项目步进电动机任务的学习，使学生了解步进电动机的基本结构，理解其工作原理。

（3）重点、难点

①重点：

控制电机的控制方法。

②难点：

控制电机的工作原理。

（4）作业要求

能完成控制电机的控制。

5.常用低压电器及其安装、检测与维修

（1）教学内容和教学要求

①掌握熟悉低压电器的分类方法和常用术语的含义，能正确识别、选择、安装、使用常用低压电器，熟记它们的图形符号和文字符号。

②理解低压电器的电气参数。

③了解熟悉低压电器的功能、基本结构、工作原理及型号含义。

（2）能力培养要求

①通过本项目低压电器的分类和常用术语内容的学习，使学生掌握低压电器的分类方法，理解低压电器常用术语的含义。

②通过本项目低压熔断器内容的教学，使学生能正确识别、选择、安装、使用低压熔断器，熟悉其功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记它们的图形符号和文字符号。

③通过本项目低压开关内容的学习，使学生能正确识别、选择、安装、使用低压断路器、负荷开关、组合开关，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记它们的图形符号和文字符号。

④通过本项目主令电器内容的学习，使学生能正确识别、选择、安装、使用按钮、行程开关、万能转换开关、主令电器等常用的主令电器，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记它们的图形符号和文字符号。

⑤通过本项目接触器内容的学习，使学生能正确识别、选择、安装、使用、拆装、检修、检验接触器，熟知接触器的分类、功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记它们的图形符号和文字符号。

⑥通过此任务继电器内容的学习，使学生能正确识别、选择、安装、使用各种常用的继电器，熟知它们的分类、功能、基本结构、工作原理及型号含义，熟记它们的图形符号和文字符号，会调整、检验热继电器、时间继电器的整定值。

（3）重点、难点

①重点：

熟悉低压电器的分类方法和常用术语的含义，能正确识别、选择、安装、使用常用低压电器，熟记它们的图形符号和文字符号。

②难点：

低压电器的电气参数。

（4）作业要求

能完成识别低压电器的图形符号和文字符号。

6.电动机的基本控制线路及其安装、调试与检修

（1）教学内容和教学要求

①掌握绘制、识读电路图、布置图和接线图的原则；掌握三相异步电动机启动、正反转、制动和调速控制线路的构成、工作原理及其安装、调试与维修方法；掌握位置控制、自动往返控制、顺序控制与多地控制线路的构成、工作原理及其安装、调试与维修方法。

②理解绘制电机控制电路图绘图软件的基本操作。

③了解典型控制电路的检修方法。

（2）能力培养要求

①通过本项目电动机控制线路的安装工艺内容的学习训练，使学生掌握电动机控制线路的安装工艺。

②通过本项目三相异步电动机的正转控制线路内容的教学，使学生熟知手动、点动、接触器自锁、及连续与点动混合正转控制线路的构成、工作原理，并能正确熟练地进行安装、调试与维修。

③通过本项目三相异步电动机的正反转控制线路内容的学习训练，使学生学会正确安装与检修倒顺开关正反转控制线路、接触器联锁正反转控制线路、接触器和按钮双重联锁正反转控制线路。

④通过本项目位置控制与自动往返控制线路内容的学习，使学生熟悉位置控制线路与自动往返控制线路的构成和工作原理，学会正确安装与检修工作台自动往返控制线路。

⑤通过本项目顺序控制与多地控制线路内容的学习，使学生正确安装两台电动机顺序启动逆序停止控制线路；学会正确安装与检修两地控制的具有过载保护接触器自锁正转控制线路。

⑥通过三相异步电动机的降压启动控制线路任务的学习训练，使学生学会正确安装定子绕组串接电阻降压启动控制线路，学会正确安装自耦变压器降压启动控制线路，学会正确安装与检修Y—△降压启动控制线路。

⑦通过三相异步电动机的制动控制线路任务的学习训练，使学生熟悉电磁抱闸制动器的结构和工作原理，学会正确安装电磁抱闸制动器断电制动控制线路，理解反接制动和能耗制动的制动原理，学会正确安装与检修单向启动反接制动控制线路和无变压器半波整流单向启动能耗制动控制线路。

⑧通过并励直流电动机的基本控制线路任务的学习训练，使学生学会安装与检修并励直流电动机的基本控制线路。

⑨通过串励直流电动机的基本控制线路任务的学习训练，使学生学会安装与检修串励直流电动机的基本控制线路。

（3）重点、难点

①重点：

掌握绘制、识读电路图、布置图和接线图的原则；掌握三相异步电动机启动、正反转、制动和调速控制线路的构成、工作原理及其安装、调试与维修方法；掌握位置控制、自动往返控制、顺序控制与多地控制线路的构成、工作原理及其安装、调试与维修方法。

②难点：

电机控制电路图绘图软件的基本操作。

（4）作业要求

能完成绘制、识读电路图、布置图和接线图。

7.电气控制技术应用

（1）教学内容和教学要求

①掌握熟悉电动机的各种控制原则、保护措施及选择。

熟悉电气控制线路设计的基本原则、经验设计方法及应注意的问题。

能对车床电气控制线路进行正确分析。

②理解认识CA6140车床、X62W万能铣床的结构及型号意义。

③了解车床电气控制线路的检修原则。

（2）能力培养要求

①通过本项目电动机的控制、保护与选择内容的学习，使学生掌握熟悉电动机的各种控制原则、保护措施及选择。

②通过本项目电气控制线路设计基础内容的教学，逐步培养学生掌握熟悉电气控制线路设计的基本原则、经验设计方法及应注意的问题。

③通过讲解、演示、观摩、参与，使学生能认识CA6140车床的结构及型号意义，能对车床电气控制线路进行正确分析。

④通过本项目X62W万能铣床电气控制线路内容的学习，通过讲解、演示、观摩、参与，使学生能认识X62W万能铣床的结构及型号意义，能对车床电气控制线路进行正确分析。

（3）重点、难点

①重点：

车床电气控制线路的检修。

②难点：

认识CA6140车床、X62W万能铣床的结构及型号意义。

（4）作业要求

能完成车床电气控制线路的检修。

8.电气控制线路的维护与维修

（1）教学内容和教学要求

①掌握检修CA6140车床、X62W铣床电气控制线路的方法。

②理解熟悉工业机械电气设备维修的一般要求。

③了解工业机械电气设备维修的一般方法及注意事项。

（2）能力培养要求

①通过本项目内容的学习，通过讲解、演示、观摩、参与，使学生熟悉工业机械电气设备维修的一般要求，掌握工业机械电气设备维修的一般方法及注意事项。

②通过本项目内容的教学，通过讲解、演示、观摩、参与，使学生能正确检修CA6140车床电气控制线路。

③通过本项目内容的学习，通过讲解、演示、观摩、参与，使学生能正确检修X62W铣床电气控制线路。

（3）重点、难点

①重点：

检修CA6140车床、X62W铣床电气控制线路。

②难点：

工业机械电气设备维修的一般要求。

（4）作业要求

能完成检修CA6140车床、X62W铣床电气控制线路。

（五）实践教学环节

1.技能训练

（1）技能训练项目

①变压器的实验

②三相异步电动机的拆装

③直流电动机拆装

④常用低压电器及其安装、检测与维修

⑤三相异步电动机的正转控制线路

⑥三相异步电动机的正反转控制线路

⑦位置控制与自动往返控制线路

⑧顺序控制与多地控制线路

⑨三相异步电动机的降压启动控制线路

三相异步电动机的制动控制线路

并励直流电动机的基本控制线路

串励直流电动机的基本控制线路

（2）能力要求

通过控制电路图的识读，获得认识、分析实际电气控制电路的能力；通过不断的技能操作训练，达到熟练的电机控制电路安装与检修的能力；通过实际电路的综合操作训练，获得实际动手能力的提高，为在专业领域的进一步提高打下良好的基础，进一步达到劳动部门颁布的中级维修电工技能等级的应知应会要求。

（3）考核方式

实训成绩=电气图纸识读（40%）+实际操作能力（60%）

2.课程设计

（1）CA6140车床电气控制线路的检修

①目的：

掌握CA6140车床电气控制线路的检修方法

②内容：

识读CA6140车床电气控制线路的电气控制图，根据故障现象，判断故障原因并查找故障点，进一步完成故障的检修。

③成果要求：

完成故障的检修，并能完成故障排除的分析报告。

④考核方式：

实际操作+故障分析报告

（2）X62W万能铣床电气控制线路的检修

①目的：

掌握X62W万能铣床电气控制线路的检修方法

②内容：

识读X62W万能铣床电气控制线路的电气控制图，根据故障现象，判断故障原因并查找故障点，进一步完成故障的检修。

③成果要求：

完成故障的检修，并能完成故障排除的分析报告。

④考核方式：

实际操作+故障分析报告

（六）教学实施建议

1.教学安排建议

《电机与电气控制技术》课程是高等职业技术学校电气自动化技术专业的重要的核心课程，在整个专业课程体系中不仅起着承上启下的作用，更是专业理论具体应用于工业技术的实践性课程。

通过本课程的学习和实践，使学生基本熟悉电机、电器的结构原理，掌握电气基本控制原理、常用机床控制线路及其接线和故障分析排除的基本能力，养成理论联系实践的学习风气、知识用于技术的创新精神、安全规范的操作习惯，从而使自身基本具备在电气自动化控制岗位群上的职业素养。

（1）加深对课程理念的理解，倡导探究性学习

倡导探究性学习。

倡导探究性学习旨在提高学生的解决实际问题的能力，显然电机与电气控制不可能单纯地依靠知识的传承、讲授、灌输来形成，必须改变教学的策略和方法，改变学生的学习方式。

也就是要变学生被动地听讲为动手、动脑的主动参与的活动。

在教学过程中培养学生的独立性、自主性，引导学生在质疑，调查，实验，收集、分析和解读数据，推理、判断和反思等探究活动中，既能理解、掌握和应用知识，又发展了收集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力，分析解决问题的能力，交流与合作的能力，特别是培养了创新精神和实践能力。

倡导探究性学习，还将使学生的学习过程更富有个性化，对情感的体验、科学态度的养成、正确价值观的树立，也会有很大的帮助。

（2）强调以学生为中心的教学

明确"以学生为中心"，这一点对于教学设计有至关重要的指导意义，因为从"以学生为中心"出发还是从"以教师为中心"出发将得出两种全然不同的设计结果。

至于如何体现以学生为中心，我们认为可以从三个方面努力：

①要在学习过程中充分发挥学生的主动性，要能体现出学生的首创精神；

②要让学生有多种机会在不同的情境下去应用他们所学的知识（将知识"外化"）；

③让学生能根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案（实现自我反馈）。

以上三点，即发挥首创精神、将知识外化和实现自我反馈可以说是体现以学生为中心的三个要素。

建议教师在教学过程中帮助学生自己进行知识构建，而不是去复制知识。

前人留给我们的知识，对学生来说仍然是未知的，教师要引导学生自己去认识和发现。

无论是课堂讲授、探究活动，还是资料查询，均应重视科学方法的学习和应用。

教师应为这一目标的实现多下功夫。

收集信息和处理信息的能力是现代社会中生存和发展的基本能力，引导学生尝试着应用实验探究、资料查询、调查访问等方法学习知识乃至创新，也是自主性学习所必需的能力。

教科书和其他参考书是学生获取信息的重要渠道，但不是惟一的渠道。

教师要加强指导，使学生发展多方面获取信息的能力。

（3）加强和改进电机与电气控制的实践教学

实践教学是电机与电气控制教学的基本形式之一，许多探究性活动也是通过实践来进行的。

特别是在知识经济时代，由于生产方式的根本变化，人们的职业能力构成也必将有大的改变，社会需要更高层次的人才。

这就要求我们培养的高等应用型人才，不只是对现有知识、技术、方法的继承性应用，而是应通过自身努力能够不断地学习新知识、新技术、新方法，能够形成新方案、新产品、新创意，能够分析新情况、解决新问题的创造性应用。

因而课程实践教学应以培养的学生具有一定创新能力和创新精神、有着良好的发展潜力为主旨，以行业科技和社会发展的先进水平为标准，充分体现规范性、先进性和实效性。

对该课程实践教学的改革主要包括如下几个方面：

①实践教学思想的改革

建立以学生为主体，教师为主导的教学思想。

在该课程的教学中必须在继承传统知识和技术的基础上，重点进行知识和技术的应用和创新。

必须重视理论与实践相结合。

作为主导的实践教师，必须在其搞好实践教学的引导工作的同时，加强自身知识和技能的扩展和更新，达到知识丰富，技术熟练和教学方法科学而实用的要求。

②实践教学内容的改革

课程的实验和设计在内容上要统一规划，相互补充，形成一个有机的整体。

该课程的实践教学体系中，主要以培养有创新精神的专业技术能力为主。

③教学方法手段的改革

在以学生为主体的教学思想下，实践教学的形式应进行适当的变革，增强课程实验的开放性。

电机与电气控制开放式实验教学，包含两个层面的含义：

一是时间上的开放，电机与电气控制实验，所涉及的内容、知识多，实验技能、创新思维能力的培养需投入大量的时间和精力，实验室应科学管理，精心组织，尽可能多地向学生开放；二是内容上的开放，为学生提供较为宽松的自主式操作环境，注意电机控制系统的开放式设计和模块化结构。

向学生提出要求或课题后，由学生自主设计独立完成任务，对学生设计实验能力、质量的考核、评价采用学分制，根据其查阅资料能力、设计方案拟定、设计操作能力、观察能力、分析能力等几个方面综合评定，以利于学生综合能力的提高和激发学生的主观能动性。

但该课程以