变频调速技术课程标准.docx
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变频调速技术课程标准
“变频调速技术”课程标准
适用专业：
机电一体化技术专业
开设时间：
第四学期
一.课程性质
变频调速技术是机电一体化专业、电气自动化专业必修课，是针对电气维修工艺员、电气设备安装维护工从事的机电设备的维护检修和试验、故障排除及维护管理工作等岗位需要的实际工作能力而设置的一门核心课程。
通过本课程的学习要求学生能够熟练掌握交流变频系统的工作原理、实现方法、机械特性、运行特点及适用场合，使学生在掌握本课程的基础上，经过实验环节有能力分析和设计交流变频系统。
本课程要求学生必须掌握本专业的必备基础理论知识和专业知识,掌握从事机电一体化专业领域实际工作的基本能力和基本技能,具有对交流变频系统的安装、调试、电气控制设备的运行与维护及故障检修等能力。
《变频调速技术》是3年制高职机电类专业学生必须掌握的一门理论性和实践性都很强的专业基础课，该课程的主要目标是为了提高学生选择、使用和维护变频器及电气控制设备的能力；使学生掌握变频器的结构、基本工作原理、运行特性；熟悉变频器电气控制设备的分析调试维护方法，培养学生培养学生辩证唯物主义观点、实事的科学态度、逻辑思维能力、分析生产实际问题和解决实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业的工作作风。
在对按照工作任务要求后，设定了认识变频器、变频器的的基本运行、变频器与继电器组合控制、变频器运行与分析、变频调速应用五个学习情境。
这五个学习情境按照基于工作过程的教学模式展开教学，用六步法（资讯、计划、决策、实施、检查、评估）对每一个情境进行教学实施，有助于提高学生的动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。
二.培养目标
根据3年制高职电类专业教学计划的要求，本课程应该达到以下教学目标：
方法能力目标
●培养学生谦虚、好学的能力。
●培养学生勤于思考、刻苦钻研、事实就是、勇于探索的良好品质。
●培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。
●培养学生自学能力与自我发展能力。
●培养学生创新能力看。
●培养学生良好的职业道德。
专业能力目标
●掌握异步电动机变频调速的控制方法和机械特性。
，
●变频器的分类与特点。
●晶闸管变频器、脉宽调制型变频器。
●掌握转速开环的晶闸管变频调速系统、转差频率控制的转速闭环变频调速系统的组成和工作原理。
●了解矢量变换控制的基本思想。
●了解变频调速技术的应用。
●培养学生作为电类专业人员必须具备的专业基本知识和基本技能。
●能利用基本控制环节进行一般电气控制系统的设计。
●培养学生搜集资料、阅读资料和利用资料的能力。
●培养学生的自学能力。
社会能力目标
●培养学生互相帮助、互相学习、团队协作、乐业敬业的工作作风。
●培养学生分析问题、解决问题的能力。
●培养学生的自我管理、自我约束能力。
●培养学生的环保意识、质量意识、安全意识。
三.与前后课程的联系
1.与前续课程的联系
《电机拖动基础》、《自动控制原理》、《电力电子技术》、《工厂电气控制技术》
2.与后续课程的联系
四.学习资源的选用
1.教材选用的原则
1）基于工作过程，能够指导学生学中练，练中学。
2）容涵盖培养目标要求。
3）与实训设备设施条件相适应。
学习情境名称
主要教学知识点
学习目标
学时
情境1：
认识变频器
1.变频器的结构与类型
2.变频器的工作原理
3.变频器的应用
4变频器的技术
5.变频器的发展
6.变频器的操作步骤
1.掌握变频器的结构与分类
2.掌握变频器的的工作原理
3.熟悉变频器的的面板操作步骤
4.掌握变频器的技术基础
5.了解常用的电力半导体器件的结构和特点
6.掌握变频器的工作特性
14
情境2：
变频器的的基本运行
1.面板操作
2.PU运行
3.组合运行
4.PID控制运行
5.变频器运行的故障排除
1.掌握变频器控制的电机机械特性
2.掌握变频器面板操作方法
3.掌握变频器PU运行操作方法
4.了解变频器PID变频调速原理和特性
5.熟悉变频器运行常见故障及故障排除方法
14
情境3:
变频器与继电器组合控制
1.电压型交-直-交变频器的分类与特点
2.脉宽调制型变频器的工作原理
3.电力晶体管通用型PWM变频器的主电路
4.变频器控制电动机正反转
5.变频器与工频切换
6.PLC与变频器控制
1.掌握电压型交-直-交变频器的分类与特点
2.掌握脉宽调制型变频器的工作原理
3.掌握电力晶体管通用型PWM变频器的主电路
4.掌握变频器控制电动机正反转电路
5.变频器与工频切换电路分析
12
情境4：
变频器运行与分析
1.转速开环的晶闸管变频调速系统结构
2.晶闸管变频调速系统中的主要控制环节
3.转差频率控制的转速闭环变频调速系统
4.矢量变换控制系统
1.掌握变频调速的基本原理和控制方式
2.掌握转速开环变频调速系统的组成、工作原理和各环节作用
3.掌握转差频率控制的基本思想、工作原理
4.了解矢量变换控制系统的基本思想
12
情境5：
变频调速应用
1.变频器的选用要求
2.变频器的安装布线
3.变频调速技术在工业生产中应用
4.变频调速在日常生活中的应用
5.变频器的保护与故障处理
1.了解变频器的选用要求
2.理解变频器的安装布线规律
3.掌握变频调速技术在工业生产中应用
4.熟悉变频调速在日常生活中的应用
5.电力变压器的日常维护与维修、检修技能
12
2.推荐教材
《变频调速原理及应用》
3.参考的教学资料
1.少军杜金城《交流调速原理及应用》中国电力.
2.伯时敏逊《交流调速系统》机械工业.
3.曾毅《变频调速控制系统的设计与维护》科学技术.
4.少军杜金城《电气变频调速设计技术》中国电力.
5.燕宾《SPWM变频调速应用技术》机械工业.
4.学习
中国工控网.gongkong.
中国21ic网.21ic.
五.教师要求
1、能够根据教学法合理设计教学情境，组织教学。
2、熟练掌握变频调速系统的工作原理、实现方法、机械特性、运行特点及适用场合。
3、能够完成电气设备的拆卸、装配、检测与调整操作演示。
4、熟练对设备进行主要精度指标检测。
5、能够正确、及时处理学生误操作产生的相关故障。
6、掌握一定的设备管理知识，知道如何制订设备维修保养计划。
六.学习场地、设施要求
应该在教学实训一体化教室进行本课程教学，一体化教室应该配备以下设施：
1、常用工具、检测仪器仪表
2、各种变频器
3、多媒体设备
4、实训基地
5、演示动画
6、挂图
7、典型控制线路图纸
8、实训指导书
9、工作记录单
10、桌椅
七.学习容与实施
教学标准——情境1
情境1：
认识变频器
学时：
14
情境目标
1.掌握变频器的结构与分类
2.掌握变频器的工作原理
3.熟悉变频器的的面板操作步骤
4.掌握变频器的技术基础
5.了解常用的电力半导体器件的结构和特点
6.掌握变频器的工作特性
任务
1.变频器的拆卸
2.变频器的面板操作
3.常用的电力半导体器件的结构和特点
4.变频器的分类、特点与发展分析
教师知识与能力要求
掌握变频器的工作原理；熟悉变频器操作流程；熟练掌握常用的电力半导体器件的结构和特点；分析常见故障的维护；具有娴熟的教学组织管理能力；具备本专业全面丰富的理论知识和熟练的操作技能。
教学方法建议
采用任务驱动式项目教学法、引导文教学法等，将相关知识融合在任务、案例中讲授，采用讲授、讨论、提问、同步练习、单元测试的授课方法。
3．教学容与实施
工作过程
工作任务
教学方法
学时
资讯
教师下发变频器拆卸任务书，并解答学生提出的问题；
教师、学生互动进行变频器结构、原理分析，学生通过录像等途径详细了解三相异步电动机的相关知识
讲授法
讨论法
演示法
自学法
2
计划
决策
制定任务计划、小组讨论设计，确定系统方案，并完成变频器的拆卸步骤及工艺，确定最终工作方案，教师检查方案的可行性并进行实施
学生自主进行小组讨论法
4
实施
按照计划决策容进行下列项目的实施：
1.变频器的拆装
2.变频器的的面板操作控制
3.常用的电力半导体器件的结构和特点
4.变频器的发展
演示法
试验法
文献法
6
检查评价
通过自检、小组互检等方式，检查拆装步骤；教师对整个拆装及试验过程进行评估。
教师与学生共同对学生工作结果运行评价：
（1）自评：
学生对本项目的整体实施过程进行评价
（2）互评：
以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议
（3）教师评价：
教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议
交互检查法
讨论法
小组演示法
2
4．教学工具
变频器、交流电机、工艺文件、教学资料、引导文、、电烙铁、万用表、电机拆卸工具
5．考核与评价标准
本任务占整课程分数的20%，即满分20分，其中同步练习10分，拆装技能考核10分。
（1）同步练习：
成果评定10分，完成过程（主要从学习态度、团队合作、沟通表达等方面）评定10分。
其中教师评价占60%，小组评价占20%，自我评价占20%。
（2）拆装技能考核：
全部在课堂上独立完成，主要考核学生熟练使用拆装工具的熟练成度及工作态度等。
成果评定10分，由教师根据学生表现评价。
教学标准——情境2
情境2：
变频器的的基本运行
学时：
14
情境目标
1.掌握变频器控制的电机机械特性
2.掌握变频器面板操作方法
3.掌握变频器PU运行操作方法
4.了解变频器PID变频调速原理和特性
5.熟悉变频器运行常见故障及故障排除方法
任务
1.变频器控制的电机机械特性分析
2.变频器面板控制
3.变频器PU运行操作
4.变频器PID变频调速
5.发现变频器运行故障并排除
教师知识与能力要求
掌握变频器工作原理；熟练掌握变频器控制的电机机械特性；熟悉变频器常见故障排除方法；具有娴熟的教学组织与管理能力；具备本专业全面丰富的理论知识和熟练的操作。
教学方法建议
采用任务驱动式项目教学法、引导文教学法等，将相关知识融合在任务、案例中讲授，采用讲授、讨论、提问、同步练习、单元测试的授课方法。
3．教学容与实施
工作过程
工作任务
教学方法
学时
资讯
教师下发变频器面板控制调速、PU运行操作任务书；并解答学生提出的问题；
教师、学生互动进行变频器面板控制调速、PU运行操作、PID变频调速分析，学生通过录像等途径详细了解变频器控制的相关知识，掌握变频器的常见故障排除方法和技巧
讲授法
讨论法
演示法
自学法
2
计划
决策
制定任务计划、小组讨论设计，确定系统方案，并完成变频器面板控制调速作调试步骤；PU运行操作步骤；确定最终工作方案，教师检查方案的可行性并进行实施
学生自主进行小组讨论法
2
实施
按照计划决策容进行下列项目的实施：
1.变频器面板控制调速
2.变频器PU运行控制调速
3.PID变频调速分析
4.发现变频器运行故障并排除
演示法
试验法
理论实践一体化
8
检查评价
检查变频器调速操作步骤和调试方法是否符合要求；教师对变频器整个运行步骤和过程进行评估。
教师与学生共同对学生工作结果运行评价：
（1）自评：
学生对本项目的整体实施过程进行评价
（2）互评：
以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议
（3）教师评价：
教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议
交互检查法
讨论法
小组演示法
2
4．教学工具
变频器、交流电机、工艺文件、教学资料、引导文
电流表、万用表、电压表、导线
5．考核与评价标准
本任务占整课程分数的20%，即满分15分，其中同步练习10分，拆装技能考核10分。
（1）同步练习：
成果评定10分，完成过程（主要从学习态度、团队合作、沟通表达等方面）评定10分。
其中教师评价占60%，小组评价占20%，自我评价占20%。
（2）技能考核：
全部在课堂上独立完成，主要考核学生熟练使用工具的熟练成度及工作态度等。
成果评定10分，由教师根据学生表现评价。
教学标准——情境3
情境3：
变频器与继电器组合控制
学时：
12
情境目标
1.掌握电压型交-直-交变频器的分类与特点
2.掌握脉宽调制型变频器的工作原理
3.掌握电力晶体管通用型PWM变频器的主电路
4.掌握变频器控制电动机正反转电路
5.变频器与工频切换电路分析
6.PLC与变频器控制
任务
1.电压型交-直-交变频器的特点
2.电力晶体管通用型PWM变频器的主电路
3.变频器控制电动机正反转电气控制线路
4.变频器与工频切换电路分析
5.PLC与变频器控制
教师知识与能力要求
掌握基本控制环节的形式及应用；具有娴熟的教学组织管理能力；具备本专业全面丰富的理论知识和熟练的操作技能。
教学方法建议
采用任务驱动式项目教学法、引导文教学法等，将相关知识融合在任务、案例中讲授，采用讲授、讨论、提问、同步练习、单元测试的授课方法。
3．教学容与实施
工作过程
工作任务
教学方法
学时
资讯
教师下发任务书，学生理解PWM变频器电路的工作任务，明确变频器控制电动机正反转电气控制线路线路的控制要求、工作原理、操作方法、结构特点及所用电气元器件规格
讲授法
讨论法
演示法
自学法
2
计划
决策
制订任务计划、小组讨论设计，确定系统方案，完成系统的原理图设计，确定最终工作方案，教师检查方案的可行性并进行实施
学生自主进行小组讨论法
案例教学法
2
实施
1.安装线路
2.线路通电调试
3.观察故障现象，分析检测故障、查找与排除故障
4.总结经验，做好维修记录
演示法
试验法
理论实践一体化
讨论法
教师检查
6
检查评价
通过自检、小组互检等方式，检查设计安装的线路是否符合要求，小组成员演示汇报项目成果，并回答教师与同学们的提问。
教师与学生共同对学生工作结果运行评价：
（1）自评：
学生对本项目的整体实施过程进行评价
（2）互评：
以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议
（3）教师评价：
教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议
交互检查法
讨论法
小组演示法
2
4．教学工具
变频器、交流电机、常用低压电器、工艺文件、教学资料、引导文、课件、检查单、评价表、验电笔、万用表、常用电工工具
5．考核与评价标准
本任务占整课程分数的20%，即满分20分，其中同步练习10分，技能考核10分。
（1）同步练习：
成果评定10分，完成过程（主要从学习态度、团队合作、沟通表达等方面）评定10分。
其中教师评价占60%，小组评价占20%，自我评价占20%。
（2）技能考核：
全部在课堂上独立完成，主要考核学生使用工具的熟练成度及工作态度等。
成果评定10分，由教师根据学生表现评价。
教学标准——情境4
情境4：
变频器运行与分析
学时：
12
情境目标
1.掌握变频调速的基本原理和控制方式
2.掌握转速开环变频调速系统的组成、工作原理和各环节作用
3.掌握转差频率控制的基本思想、工作原理
4.了解矢量变换控制系统的基本思想
任务
1.转速开环变频调速系统的组成、工作原理和各环节作用
2.矢量变换控制
3.转差频率控制
教师知识与能力要求
掌握变频调速的基本原理、控制方式和操作方法；具有娴熟的教学组织管理能力；具备本专业全面丰富的理论知识和熟练的操作技能。
教学方法建议
采用任务驱动式项目教学法、引导文教学法等，将相关知识融合在任务、案例中讲授，采用讲授、讨论、提问、同步练习、单元测试的授课方法。
3．教学容与实施
工作过程
工作任务
教学方法
学时
资讯
教师下发转速开环变频调速系统任务书，教师解答学生提出的问题；教师、学生互动进行变频调速系统的组成、工作原理和各环节作用、分析，矢量变换控制、转差频率控制分析，学生通过录像（课件）详细了解变频器的组成、工作过程，通过查找资料了解变频器的基本结构及作用
讲授法
讨论法
演示法
自学法
2
计划
决策
制订任务计划、小组讨论设计，确定最终方案、步骤，制订变频器系统运行操作步骤，教师检查方案的可行性并进行实施
学生自主进行小组讨论法
案例教学法
2
实施
按照计划决策容进行下列项目实施：
1.变频调速系统的组成
2.矢量变换控制运行操作
3.转差频率控制
演示法
试验法
理论实践一体化
讨论法
6
检查评价
学生检查变频调速系统的组成、运行，实验数据是否合理，小组成员演示汇报项目成果，并回答教师与同学们的提问。
教师与学生共同对学生工作结果运行评价：
（1）自评：
学生对本项目的整体实施过程进行评价
（2）互评：
以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议
（3）教师评价：
教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议
交互检查法
讨论法
小组演示法
2
4．教学工具
工艺文件、教学资料、引导文、万用表、常用电工工具、同步电动机、电流表、电压表、变频器
5．考核与评价标准
本任务占整课程分数的20%，即满分20分，其中同步练习10分，拆装技能考核10分。
（1）同步练习：
成果评定10分，完成过程（主要从学习态度、团队合作、沟通表达等方面）评定10分。
其中教师评价占60%，小组评价占20%，自我评价占20%。
（2）技能考核：
全部在课堂上独立完成，主要考核学生使用工具的熟练成度及工作态度等。
成果评定10分，由教师根据学生表现评价。
教学标准——情境5
情境5：
变频调速应用
学时：
12
情境目标
1.了解变频器的选用要求
2.理解变频器的安装布线规律
3.掌握变频调速技术在工业生产中应用
4.熟悉变频调速在日常生活中的应用
5.变频器的日常维护与维修、检修技能
任务
1.变频器的选择、安装
2.变频调速的应用
3.变频器的日常维护与维修、检修
教师知识与能力要求
掌握变频器的工作原理、特性和使用等相关知识；熟悉变频器的常见应用；掌握变频器的故障判断、修复及参数测定方法和技巧；具有娴熟的教学组织管理能力；具备本专业全面丰富的理论知识和熟练的操作技能。
教学方法建议
采用任务驱动式项目教学法、引导文教学法等，将相关知识融合在任务、案例中讲授，采用讲授、讨论、提问、同步练习、单元测试的授课方法。
3．教学容与实施
工作过程
工作任务
教学方法
学时
资讯
教师下发变频器安装、调查、常见故障判断、修复及一般试验任务书；教师解答学生提出问题；
教师、学生互动进行变频器安装、应用分析，学生通过录像（课件）等途径详细了解变频器的相关知识
讲授法
讨论法
演示法
自学法
2
计划
决策
制定任务计划、小组讨论设计，确定系统方案，经过小组讨论，确定最终工作方案，教师检查方案的可行性并进行实施
学生自主进行小组讨论法
2
实施
按照计划决策容进行下列项目的实施：
1.变频器的选择
2.变频器的安装布线
3.变频调速在工业生产中应用分析
4.变频调速在日常生活中的应用
5.变频器的维护与维修、检修技能
演示法
试验法
理论实践一体化
6
检查评价
通过自检、小组互检等方式，采用“角色扮演法”模拟电力变压器器维修试验过程，并进行评估。
教师与学生共同对学生工作结果运行评价：
（1）自评：
学生对本项目的整体实施过程进行评价
（2）互评：
以小组为单位，分别对其他组的工作结果进行评价和建议
（3）教师评价：
教师对互评结果进行评价，指出每个小组成员的优点，并提出改进建议
交互检查法
讨论法
小组演示法
2
4．教学工具
变频器、工艺文件、教学资料、引导文、万用表、相关设备
5．考核与评价标准
本任务占整课程分数的20%，即满分20分，其中同步练习10分，拆装技能考核10分。
（1）同步练习：
成果评定10分，完成过程（主要从学习态度、团队合作、沟通表达等方面）评定10分。
其中教师评价占60%，小组评价占20%，自我评价占20%。
（2）拆装技能考核：
全部在课堂上独立完成，主要考核学生熟练使用工具的熟练成度及工作态度等。
成果评定10分，由教师根据学生表现评价。
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