《电机与电气控制》课程标准新.docx
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《电机与电气控制》课程标准新
《电机与电气控制》课程标准
适用专业：
机电一体化课程编号：
QA0B07
开设时间：
第3阶段计划学时：
88学时
一、课程概述
《电机及机床电气控制》课程作为机电专业主干课程，在机电专业三个核心能力培养中处于重要地位。
该课程的内容涉及电机和电机控制两个大的部分，课程主要介绍电机及电机的电气控制原理、线路以及设计方法，通过各种控制线路板的制作，职业性强，动手能力要求高是本课程的典型特点，将复杂的学习内容形象和具体化是本课程教学设计的关键，将工作过程所要求的知识点、技能点融入教学中是课程设计的核心。
在教育部（教高【2006】16号）精神指导下，结合我国职业教育先进的教学理念和我院实际情况，制定了项目教学为基础，以工作过程为导向的教学方案。
学生在学习过程中掌握电机使用和维护、机电设备电气控制系统运行与维护的技能和相关理论知识，使学生能够拿到维修电工中、高级工证书，并为学生顺利学习后续课程打下基础。
在完成本专业相关岗位的工作任务中，培养诚实、守信、善于沟通和合作的品质，树立环保、节能、安全等意识，为发展职业能力奠定良好的基础。
二、培养目标
培养目标和总体要求是通过学习使学生掌握电机、变压器、低压电器、机床电气控制线路等方面知识，理论达到“维修电工”高级工应知要求，技能部分达到“维修电工”高级工应会要求，学生毕业后可从事一般电气设备的装配、调试、检测和维修等工作。
具体要求为：
熟悉交流异步电机和直流电机的结构、原理、特点及应用场合，了解控制电机和同步电动机的基本知识；掌握常用低压电器的结构、原理、型号规格、用途和选用；掌握继电器—接触器控制线路的基本环节，初步掌握各种普通机床的电气控制原理；能对一般控制要求的电气设备进行电气线路设计，对一般的电机能做到正确选型、正确使用；能看懂普通机床电气说明书，能对一般电机及电气安装线路故障进行故障分析并排除；能按原理图或接线图正确进行常规电气控制线路的接线。
通过行为导向的项目式教学，加强学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
通过本课程的实践教学，使学生较深刻地认识到电气控制设备在工业企业当中的应用，更好地把电气技术和电拖控制结合起来，提高实现控制设备电气技能，从而实现本专业的培养目标。
在课程建设一开始就注重将相关职业资格标准融入课程标准，经过本课程学习的学生90%以上能直接通过职业考证。
采用“教、学、做”一体化的教学模式，使学生应达到以下基本要求：
（一）知识目标：
1.了解常用电机的基本结构和工作原理。
2.了解电力拖动系统运行状态中的典型问题。
3.熟悉电磁式低压电器的基础知识。
4.掌握电流较大的主电路中常用的刀开关、组合开关、低压断路器、熔断器、接触器、组合按钮等电器的结构、基本工作原理、作用、应用场合、主要技术参数、典型产品、图形符号和文字符号。
5.掌握电流较大的主电路中常用的刀开关、组合开关、低压断路器、熔断器、接触器、组合按钮等电器的选择、征订、应用和维护方法。
6.了解三相笼型异步电动机单向点动、连续运行的控制原理及控制线路的工作原理、元器件组成。
7.掌握电器图纸的类型、国家标准电气原理图的绘制原则。
8.掌握组成电器线路的一般规律。
9.了解电器自锁、失压欠压保护环节。
10.掌握电器控制线路板制作方法。
（二）能力目标：
1.能处理电机及电器的简单故障。
2.熟练掌握正确识读电气控制线路的方法。
3.能正确辩识电气控制线路中的低压电器，会按照电气元件说明书查找型号，技术指标，接线方式。
4.能按电气控制线路原理图正确绘制电气元件布置图和电气元件接线图。
5.能够按照电气原理图检查所需电路元器件的数量、型号、质量是否与图纸要求相符。
6.能够按照工艺要求在控制板上进行电器元器件的安装。
7．能够按照电气线路安装规范进行板前布线。
8．接完线路后能够根据电气控制线路图进行自检，排除故障。
9.在指导教师的监督下进行通电试车。
10.会使用数字式万用表等常用仪器、仪表对所连接的电路进行检查和故障判断。
（三）素质目标：
在以实际操作过程为主的项目教学过程中，锻炼学生的团队合作能力、专业技术交流的表达能力；制定工作计划的方法能力；获取新知识、新技能的学习能力；解决实际问题的工作能力。
三、与前后课程的联系
1.与前续课程的联系
在前期课程“电工基础”、“数字电子技术”、“模拟电子技术”培养学生对基本电路的分析计算能力和常用仪器仪表的使用的基础上进行本课程的学习。
2.与后续课程的关系
为后续课程“自动检测技术”、“单片机”、“工厂供电”、“电气综合实训”提供了必要的基础能力。
3.该课程在机电一体化专业课程体系中具有承前启后的衔接作用，对学生职业能力培养起主要支撑作用。
四、教学内容与学时分配
本课程按照项目教学法实施教学，总内容包括：
三相异步电动机、三相异步电动机的基本控制、典型机床控制电路、其他电机4个大项目，内含9个小项目，将职业行动领域的工作过程融合在训练中。
本课程项目结构与学时分配见表1。
表1 课程项目内容与学时分配表
项目编号
项目名称
项目内容
主要教学知识点
学习目标
学时
备注
P7-1
三相异步电动机
三相异步电动机的结构、工作原理、型号的选择和安装、拆装、检修、一般实验及选择。
K7—1：
三相异步电动机结构、原理及选用。
K7—2：
三相异步电动机的机械特性和工作特性。
K7—3：
三相异步电动机的维护、故障与检修。
07—1—1：
掌握三相异步电动机的基本工作原理、结构、分类。
07—1—2：
掌握三相异步电动机转差率、额定值、功率与转矩关系
07—1—3：
掌握三相异步电动机的机械特性曲线、特点和特殊点。
07—1—4：
熟悉三相笼型异步电动机起动、制动和调速方法。
07—1—5：
掌握三相绕线转子异步电动机起动和调速方法。
07—1—6：
熟悉电力拖动系统中电动机选择的原则，了解电动机发热和冷却的规律。
07—1—7：
了解电动机工作制的分类情况；掌握对不同工作制的电机如何选择容量，了解电机型式、电压、转速的选择原则。
12
P7-2
三相异步电动机基本控制电气控制
1.常用低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法。
2.三相异步电动机的起动、调速和制动、保护的工作原理。
3.电机的各种保护原理、作用。
K7—4：
三相异步电动机全电压启动元件。
K7—5：
三相异步电动机全电压启动原理及分析。
07—2—1：
掌握常用开关、主令电器、熔断器、接触器、变压器等低压电器和新型电器的结构、原理、选择及使用。
07—2—3：
触头结构、灭弧装置。
07—2—4：
掌握三相异步电动机刀开关直接启动方式。
07—2—5：
掌握三相异步电动机全电压启动原理及分析。
07—2—6：
掌握三相异步电动机点动控制原理及分析。
07—2—7：
掌握三相异步电动机多点控制原理及分析。
10
K7—6：
三相异步电动机降压启动中低压电器元件讲解。
K7—7：
三相异步电动机全降压启动原理及分析。
07—2—8：
继电器、时间继电器、热继电器自动开关等低压电器和新型电器的结构、原理、选择及使用。
07—2—9：
继电器、时间继电器、热继电器自动开关等低压电器和新型电器的维护和检修。
07—2—10：
继电器、时间继电器、热继电器自动开关等低压电器技术数据、作用、选用、图形及文字符号。
07—2—11定子绕组串电阻降压启动原理及分析。
07—2—12星形—三角形降压启动原理及分析。
07—2—13自耦变压器降压启动原理及分析。
10
K7—8三相异步电动机正反转控制原理及分析。
07—2—14三相异步电动机“正—停—反”控制原理及分析。
07—2—15三相异步电动机“正—反—停”控制原理及分析。
07—2—16三相异步电动机正反转自动循环控制原理及分析。
6
K7—9三相异步电动机制动控制原理及分析。
07—2—17速度继电器的工作原理、使用方法。
07—2—18能耗制动控制原理及分析。
07—2—19反接制动控制原理及分析。
6
K7—10三相异步电动机变速控制原理及分析。
07—2—20变频调速原理及分析。
07—2—21变转差率调速原理及分析。
07—2—22变极调速原理及分析。
6
K7—11三相异步电动机的保护环节中各环节的保护元件及作用。
07—2—23短路、过载、过电流、零压、欠电压保护元件及元件的作用。
2
P7-3
典型机床控制线路
1.C650车床电气控制电路简单故障分析。
K7—12：
C650车床结构、电气控制电路、控制要求。
07—3—1：
掌握车床的电力拖动及控制特点，会分析其控制线路，对一般现场故障会查找并排除故障。
07—3—2：
会应用所学知识分析其他车床的电气线路。
4
2.Z3040摇臂钻床电气控制柜的设计与装配
K7—13：
Z3040摇臂钻床主
要结构、运动形式、电力
拖动形式及控制要求。
K7—14：
Z3040摇臂钻床主电路分析、控制电路分
析、辅助电路分析。
K7—15：
Z3040摇臂钻床电气控制线路的特点。
07—3—3：
掌握钻床的电力拖动及控制特点，会分析其控制线路，对一般现场故障会查找并排除故障。
07—3—4：
会应用所学知识分析其他钻床的电气线路。
07—3—5：
掌握电气控制设备的使用及维修，培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力。
07—3—6：
掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法，并会安装与调试。
4
3.X62W铣床拖动
及控制要求分析、电气控制系统故障
K7—16：
铣床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求。
K7—17：
铣床主电路分析、控制电路分析、辅助电路分析。
K7—18：
铣床电气控制线路的特点。
07—3—7：
掌握铣床的电力拖动及控制特点，会分析其控制线路，对一般现场故障会查找并排除故障。
07—3—8：
会应用所学知识分析其他铣床的电气线路。
07—3—9：
掌握电气控制设备的使用及维修，培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力。
07—3—10：
掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法，并会安装与调试。
4
4.T68镗床拖动及控制要求分析、镗床电气控制系统故障
K7—19：
镗床主要结构、运动形式、电力拖动形式及控制要求。
K7—20：
镗床主电路分析、控制电路分析、辅助电路分析。
K7—21：
镗床电气控制线路的特点。
07—3—11：
掌握镗床的电力拖动及控制特点，会分析其控制线路，对一般现场故障会查找并排除故障。
07—3—12：
会应用所学知识分析其他镗床机床的电气线路。
07—3—13：
掌握电气控制设备的使用及维修，培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力。
07—3—14：
掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法，并会安装与调试。
4
5.M7120磨床砂轮电动机控制电器的参数选择
与控制线路安装
K7—22：
M7120磨床的砂
轮电动机功率为3kW，选
择合理的保护电器和接触器，基本控制线路的安装
07—3—15：
掌握磨床的电力拖动及控制特点，会分析其控制线路，对一般现场故障会查找并排除故障。
07—3—16：
会应用所学知识分析其他磨床的电气线路。
07—3—17：
掌握电气控制设备的使用及维修，培养自学能力、独立工作能力和团结协作能力。
07—3—18：
掌握根据生产工艺要求设计电气控制线路的方法，并会安装与调试。
4
P7-4
其它电机
1.单相异步电动机
2.直流电机
3.伺服电机
4.步进电机
5.检测电机
K7—23：
单相异步电动机结构、原理、使用维护与检修、型号的选择和安装、拆装一般实验
K7—24：
伺服电动机、步进电机工作原理、用途及类型
K7—25：
测速发动机、旋转变压器的工作原理、用途及类型
07—4—1：
了解单相异步电动机的类型及原理。
07—4—2：
掌握直流电机的基本结构、工作原理。
07—4—3：
掌握定子、转子的作用与组成。
07—4—4：
了解电枢电动势、电磁转矩的公式。
07—4—5：
了解他励直流电机的机械特性方程曲线。
07—4—6：
掌握他励直流电机的启动、反转、制动方法。
07—4—7：
掌握他励直流电机的调速方法、性能。
07—4—8：
熟悉步进电动机的特点，掌握步进电动机的原理，理解交、直流伺服电动机的工作原理，掌握交流伺服电动机如何消除“自转”，了解交、直流伺服电动机控制方式。
07—4—9：
理解测速发电机的用途。
07—4—10：
握步进电动机的原理，理解交、直流伺服电动机的工作原理，掌握交流伺服电动机如何消除“自转”，了解交、直流伺服电动机控制方式。
07—4—11：
理解测速发电机的用途。
16
合计
88
五、学习资源的选用
1.教材选取的原则
上述教学内容要占教材篇幅的80％以上；教材应适应后续课程及本专业各相关课程的需要；教材应深入浅出，概念讲解透彻，习题涉及面广，并配有大量实例，适宜高职学生学习。
应以项目为载体的任务驱动型理论实践一体化教材。
2.推荐教材
《电机与电气控制》.施振金主编.人民邮电出版社出版.2007.8
3.参考文献
[1]何巨兰.电机与电气控制.北京：
机械工业出版社，2004．
[2]王浩.数控机床电器控制.北京：
清华大学出版社，2006．
[3]温照芳.电机与控制.北京：
北京理工大学出版社，2004．
[4]唐介.电机与拖动.北京：
高等教育出版社，2003．
[5]李敬梅.电力拖动基本控制线路.北京：
中国劳动社会保障出版社，2006．
[6]李清新.伺服系统与机床电气控制.北京：
机械工业出版社，2001．
[7]许大中.贺益康.电机控制.杭州：
浙江大学出版社，2002．
[8]冯晓，刘仲恕．电机与电气控制.北京：
机械工业出版社，2005．
[9]熊幸明.电工电子技能训练.北京：
电子工业出版社，2006．
[10]周元兴.电工与电子技术基础.北京：
机械工业出版社，2005．
[11]李明.电工技能实训.北京：
机械工业版社，2006．
L12]王炳实．机床电气控制．北京：
机械工业出版社，2004．
[13]龚仲华．数控技术．北京：
机械工业出版社，2004．
[14]李崇华.电气控制技术.重庆：
重庆大学出版社，2007
4.学习网站
六、教师要求
1.具有电气工程电气控制系统设计经验。
2.具有维修电工考评员证或高级考评员资格。
3.具备设计基于行动导向的教学法的设计应用能力。
4.能采用先进的教学方法，具有比较强的驾驭课堂的能力。
5.具有良好的职业道德。
七、学习场地、设施要求
学习场地、设施要求为电力拖动线路实训台24套，机床电气控制线路实训台24套，有授课区、多媒体设备等
表2 学习场地与设施要求
项目
学习场地及设施要求
P7-1
多媒体教室、实训室，电机拆装、电机拖动实验实训室、黑板、电气控制实训板、三相异步电动机、电工工具
P7-2
多媒体教室、实训室，黑板、电工工具、低压电器元件、电动机全电压启动、降压启动、正反转控制、变速控制、制动控制等系统线路板
P7-3
多媒体教室、实训室，黑板、C650车床电气控制系统、T68镗床的主轴电动机控制系统、Z3040钻床的电气控制系统、X62W万能铣床、M7120磨床的电气控制系统、电工工具
P7-4
多媒体教室、实训室，单向异步电机、直流电机、伺服电机及控制系统、步进电动机及控制系统、检测电机及控制系统实验板、电工工具
八、考核方式与标准
对学生实行以职业能力为中心的考核，通过各种不同的考试形式激发学生自主学习的积极性，在解决实际问题的工作能力；获取新知识、新技能的学习能力；团队活动的合作能力；职业语言表达能力等方面得到体现。
1.采用阶段评价，过程性评价与目标评价相结合，项目评价，理论与实践一体化评价模式。
2.关注评价的多元性，结合课堂提问、学生作业、平时测验、学生实践教学体会、施工进度基本技能竞赛及考试情况，综合评价学生成绩。
3.应注重学生实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在学习和应用上有创新的学生应予特别鼓励，全面综合评价学生能力。
4.考核知识点与技能点全面开放，以项目带动知识点的学习。
（一）对学生的考核
考核形式：
本课程考核成绩以理论考试为主，兼顾平时成绩和实验成绩。
考核题型主要有名词解释题、判断题、选择题、填空题、简答题、电路分析题、设计题等。
考试内容分配上，“了解”层次占20%左右，“认知”和“理解”层次占30%左右，“掌握”层次占50%左右。
成绩评定方式：
平时成绩（含作业、实验等）占30%，期末考核占70%。
要求学生在学完本课程后，再经过专门的实训，通过中级维修电工技能考证，直接引入社会评价。
说明：
1、以课程为单位，学期内学生作业有五分之一未交者不得参加该课程成绩考核，零分处理。
2、学生因故不能参加考核，必须事先写出书面申请，由班主任签字认可，经系（部）批准后，按“缺考”处理。
3、无故不参加考核，按“旷考”处理。
“旷考”的学生，该课程按零分计，不予参加补考。
4、“缺考”的学生，于下学期参加补考。
成绩合格，按正常考核核算成绩。
5、实验未预习者不得进入实验室。
（二）对教师的评价
按照学校相关规定进行。
（三）对课程体系的评价
按照《课程建设工作条例》评价
为全面考核学生的学习情况，本课程主要以过程考核为主，考核涵盖项目任务全过程，主要从项目操作实施等五项来进行考核。
各项目考核方式与考核标准见表3。
表3 考核方式与考核标准
项目
编号
考核点及占项目分值比
建议考核
方式
评价标准
成绩比例（％）
优
良
及格
P7-1
1.根据引导文通过咨询制订总体设计方案（15%）、
教师评价＋互评
项目中方案可实施，细节详细无缺陷，并有一定的创新点
项目中方案可实施，细节详细无明显缺陷
项目中方案基本可实施，有一定缺陷
15
2.详细设计方案（20％）
教师评价＋互评
熟练掌握三相异步电动机的结构、工作原理。
掌握三相异步电动机的结构、工作原理。
三相异步电动机的结构、工作原理，个别有错误。
3.操作实施（30％）
教师评价＋自评
熟练掌握三相异步电动机的型号的选择和安装、拆装、检修、一般实验，选择正确规范有新意，达到设计要求，很好的完成了引导文要求的项目功能。
掌握三相异步电动机的型号的选择和安装、拆装、检修、一般实验，选择正确规范有新意，达到设计要求。
完成了引导文要求的项目功能。
基本能完成三相异步电动机的型号的选择和安装、拆装、检修、一般实验，选择正确规范有新意，达到设计要求，基本完成了引导文要求的项目功能，个别操作不很熟练。
4.项目总结报告（10％）
教师评价
格式符合标准，内容完整，有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议。
格式符合标准，内容完整，有一定过程记录和分析。
格式符合校准，内容完整。
5.项目公共考核点（25％）
见表4
项目
编号
考核点及占项目分值比
建议考核
方式
评价标准
成绩比例（％）
优
良
及格
P7-2
1.根据引导文通过咨询制订总体设计方案（15%）、
教师评价＋互评
项目中方案可实施，细节详细无缺陷，并有一定的创新点
项目中方案可实施，细节详细无明显缺陷
项目中方案基本可实施，有一定缺陷
50
2.详细设计方案（2％）
教师评价＋互评
熟练掌握常用低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法。
熟练掌握电机的各种保护原理、作用。
圆满完成三相异步电动机全电压启动、降压启动、正反转控制、制动控制、变速控制线路的绘制，很好的完成了引导文要求的项目功能。
掌握常用低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法。
熟练掌握电机的各种保护原理、作用。
完成三相异步电动机全电压启动、降压启动、正反转控制、制动控制、变速控制线路的绘制。
完成了引导文要求的项目功能。
能够知道常用低压电器元件的结构、工作原理、型号、选择、图形符号、文字符号、分类、用途、使用方法。
能够知道电机的各种保护原理、作用，完成三相异步电动机全电压启动、降压启动、正反转控制、制动控制、变速控制线路的接线，完成了引导文要求的项目功能，个别有错误。
3.操作实施（30％）
教师评价＋自评
熟练掌握三相异步电动机的起动、调速和制动、保护的工作原理，设计正确规范有新意，很好的完成了引导文要求的项目功能，圆满完成三相异步电动机全电压启动、降压启动、正反转控制、制动控制、变速控制线路的接线，很好的完成了引导文要求的项目功能。
能正确掌握三相异步电动机的起动、调速和制动、保护的工作原理，设计正确，达到设计要求。
基本完成了引导文要求的项目功能完成三相异步电动机全电压启动、降压启动、正反转控制、制动控制、变速控制线路的接线，完成了引导文要求的项目功能。
基本能完成异步电动机的起动、调速和制动、保护的工作原理，设计正确，达到设计要求。
基本完成了引导文要求的项目功能，个别操作不很熟练，完成三相异步电动机全电压启动、降压启动、正反转控制、制动控制、变速控制线路的接线，个别操作不很熟练。
4.项目总结报告（10％）
教师评价
格式符合标准，内容完整，有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议
格式符合标准，内容完整，有一定过程记录和分析
格式符合校准，内容完整
5.项目公共考核点（25％）
见表4
项目
编号
考核点及占项目分值比
建议考核
方式
评价标准
成绩比例（％）
优
良
及格
P7-3
1.根据引导文通过咨询制订总体设计方案（15%）、
教师评价＋互评
项目中方案可实施，细节详细无缺陷，并有一定的创新点
项目中方案可实施，细节详细无明显缺陷
项目中方案基本可实施，有一定缺陷
20
2.详细设计方案（2％）
教师评价＋互评
熟练掌握C650车床、Z3040摇臂钻床
、X62W铣床、、T68镗床、M7120磨床的电气控制电路，达到设计要求
掌握C650车床、Z3040摇臂钻床、X62W铣床、、T68镗床、M7120磨床的电气控制电路，达到设计要求
基本掌握C650车床、Z3040摇臂钻床、X62W铣床、、T68镗床、M7120磨床的电气控制电路，达到设计要求，个别有错误。
3.操作实施（30％）
教师评价＋自评
熟练操作熟练掌握C650车床、Z3040摇臂钻床、X62W铣床、、T68镗床、M7120磨床的电气控制电路的安装、调试、维修，很好的完成了引导文要求的项目功能
能正确地操作C650车床、Z3040摇臂钻床、X62W铣床、、T68镗床、M7120磨床的电气控制电路的安装、调试、维修。
基本完成了引导文要求的项目功能
基本能完C650车床、Z3040摇臂钻床、X62W铣床、T68镗床、M7120磨床的电气控制电路的安装、调试、维修，初步达到系统运行要求。
基本完成了引导文要求的项目功能，个别操作不很熟练
4.项目总结报告（10％）
教师评价
格式符合标准，内容完整，有详细过程记录和分析，并能提出一些新的建议
格式符合标准，内容完整，有一定过程记录和分析
格式符合校准，内容完整
5.项目公共考核点（25％）
见表4
升级会员 