淮信院项目化课程变频器整体设计

1、变频器系统运行与维护课程整体教学设计（2016 2017学年第2学期）课程名称：变频器系统运行与维护院系部：电气工程系制定人：周奎合作人：王玲制定时间：2017.2淮安信息职业技术学院教务处 制课程整体教学设计一、课程基本信息课程名称：变频器系统运行与维护课程代码：学分：4学时：60授课时间：第4学期授课对象：电气自动化专业课程类型：电气自动化专业职业能力必修课先修课程:电工技术、PLC控制技术、电机拖动与控制后续课程:PLC、变频器综合应用、毕业设计、顶岗实习二、课程定位(一)学生所在专业面向的岗位(群)。初次就业岗、二次晋升岗和未来发展岗。以自动化设备安装、操作、维护为主要岗位，主要从事变

2、频器及其控制设备的技术服务、维保工作：初次就业岗：变频器的生产、制造；变频控制设备的安装、操作。二次晋升岗：变频器产品及其控制设备的售前、售后服务未来发展岗：变频器及其应用系统的工程实施与维护(二)写出本课程选择的背景实践岗位，画出其典型工作流程图，标示出这些工作所需的能力、知识和素质。岗位工作流程如图所示：工作岗位对应的能力分析下表所示：任务领域工作任务所需的能力、知识和素质变频器生产1-1变频器组装1-1-1了解变频器组成。1-1-2了解变频器内部主要功能模块的功能。1-1-3了解变频器组装结构。1-2变频器硬件与功能调试1-2-1了解变频器基本工作原理和主要功能。1-2-2了解变频器调试

3、方法和调试步骤。1-2-3掌握万用表等调试工具。变频器安装2-1变频器的选择2-1-1了解变频器的分类、特点、应用场合。2-1-2了解国内外常见变频器的性能。2-1-3会阅读变频器的产品手册。2-1-4能根据控制方案及电动机特点，选择变频器。2-2变频器安装与布线2-2-1会阅读相关变频器的产品手册。2-2-2了解变频器的选择方法。2-2-3了解变频器外围设备选择方法。2-2-4会阅读典型变频器系统的接线并掌握变频器端子功能及作用。2-2-5能根据工艺要求在电气柜中安装变频器。2-2-6了解变频器的电磁干扰点及其防护措施。2-3变频器调试2-3-1会阅读相关变频器的产品手册。2-3-2知道变频

4、器的选择方法。2-3-3知道变频器外围设备选择方法。2-3-4能阅读变频器系统原理图、安装接线图。2-3-5会阅读典型变频器系统的接线并掌握变频器端子功能及作用。2-3-6能进行变频器参数设定。2-3-7了解变频器系统的硬件调试、软件调试及整机调试。2-3-8了解变频器的日常维护及检查。2-3-9掌握变频器使用时的注意事项。2-3-10会使用测试系统时涉及到的电工工具及仪表。变频器维护3-1日常检查、维护与保养3-1-1熟悉变频器的接线端子功能。3-1-2熟悉变频器的检查项目。3-1-3能使用电工工具及仪表。3-1-4了解国家行业标准和行业规范。3-1-5能进行变频器日常维护及检查。3-2故障

5、分析与测试3-2-1了解变频器的常见故障。3-2-2熟悉变频器常用元件和参数设置。3-2-3了解测试变频器的主要项目和元器件。3-2-4了解对变频器项目进行功能测试和整机测试。(三)本课程与中职、高职（专科、本科）、普通高校、培训班同类课程的区别。中职：多数学校不开本课程。少数学校开的话，仅涉及变频器的基本操作，不涉及或较少涉及变频调速理论、PLC、变频器综合应用等知识学习，强调实践动手能力。高职：面向变频器及其控制设备的技术人员，既有有理论讲解，也有PLC变频器综合应用实践，将变频器的基本理论融入企业项目，强调教学做一体。普通高校：面向变频控制设备的研发人员定位，强调变频器的理论知识、系统设

6、计，层次比较深。三、课程目标能力目标：1. 能识别、分析变频器的硬件结构，会使用其端子。2. 会阅读相关变频器的产品使用手册。3. 会阅读变频器系统原理图、安装接线图。4. 会使用电工工具及仪表。5. 能根据接线图纸，进行变频器及围设备的工艺接线。6. 能根据产品说明书，进行变频器主要功能参数设置。7. 能根据控制要求，进行变频器系统的调试、运行。8. 能根据生产安全要求，进行变频器的日常保护和维护检查。9. 了解变频器的选择方法，能借助相关手册选择合适的变频器。10. 会进行PLC、变频器简单系统的装调。知识目标：1. 了解交流电动机的调速方法、变频调速的方法。2. 了解整流、逆变等基本电力

7、变换的原理。3. 了解变频器的工作原理及主流控制方式。4. 了解国内外变频器的应用、发展。5. 了解电力电子器件的特点与应用。6. 了解变频器的基本硬件构成。7. 掌握变频器的接线端子、操作面板、参数设置、基本功能。8. 掌握变频器的安装、参数设置、调试运行的基本方法。9. 了解变频器在企业中的基本应用与实践。10. 了解保养与检修的基本方法。素质目标：1、 具备的基本5S职业素养。遵守工作、学习时间，学习活动中遵守企业的5S 制度，工具摆放整齐，调试结束能清理现场、打扫卫生及周围环境。2、 具备积累技术资料的能力。能对所进行的工作任务收集、整理、存档。对于给定的工作任务，能自行查阅相关技术资

8、料，并对完成任务的各种技术资料如系统调试数据、任务单等进行整理汇总 。3、 具备团队协作的能力通过小组合作完成学习项目，培养学生与人沟通和团队协作精神。小组能根据工作任务进行研讨、确定方案、沟通汇报等。4、 具备独立工作的能力能独立完成变频器的基本操作。项目实施过程中，能根据任务单要求，独立制定工作计划，并按计划实施。5、 具有安全生产的质量意识、安全意识能遵守安全用电的基本要求，安装及调试符合电气规范。四、课程的知识理论内容：序号模块名称项目名称学习单元学 时 数理论理实一体练习考核小计1模块一：变频器认知项目1变频器的功能及结构认知任务1-1 变频器的功能认知2012任务1-2 电力电子器

9、件的认知与测试2任务1-3 变频器主电路结构和功能认知4任务1-4变频器的端子及硬件模块认知1项目2 MM440变频器的面板认知及操作任务2-1 面板认知与操作1任务2-2 参数的预置与调整22模块二：变频器基本调速电路装调项目3 面板控制变频器运行的基本操作任务31 面板控制变频器运行的基本操作4422任务32电动机运行性能的优化与设置项目4 变频器在变频中央空调系统上的应用任务41模拟量控制变频调速电路的装调4任务42开关量控制的可逆运行电路的装调2任务43变频中央空调系统的装调项目 5 变频器在精密机床主轴多速运行中的应用任务51直接选择频率多段速运行电路的装调6任务52 开关状态组合多

10、段速运行电路的装调中级维修电工认证案例实战中级维修电工认证案例23模块三：基于PLC的变频调速系统的装调项目6 变频器在送料传输系统中的应用任务6-1 PLC控制的可逆运行调速系统的装调4422任务6-2 自动送料控制系统的装调项目7变频器在起重机行走驱动中的应用任务:7-1 PLC控制的变频多档调速系统的装调6任务7-2 起重机大小车行走驱动控制系统的装调项目8 变频器在消防排风变频系统的应用任务8-1 工频与变频切换系统的装调8任务8-2 消防排风变频系统的装调4模块四：变频器系统的保养与维护项目9 变频器日常维护与维修任务9-1 电路原理认知与维修44任务9-2 变频器的常见故障分析与处

11、理任务9-3变频器的日常维护与保养合计6441060五、能力训练项目设计编号能力训练项目名称子项目编号、名称课时能力目标知识目标训练方式、手段及步骤可展示的结果和验收的标准1项目1：变频器功能及电路结构认知任务1-1 变频器的功能认知2能够解说变频器的应用以及功能1.掌握电动机的各种调速方法及特点2.了解变频器的类型3.理解变频器的功能1通过启发教学、多媒体展示图片了解变频器的应用。2对比教学掌握电动机的各种调速方法及特点。3案例引导理解变频器的功能。4针对对应习题自学习变频器类型相关知识。测试单任务1-2 电力电子器件的认知与测试21.学会测试电力电子器件的好坏2.学会分析整流和逆变电路的工

12、作过程1.掌握电力电子器件的特征2.理解晶闸管的导通和关断条件3.掌握电力电子器件的分类及各元器件的结构、符号及特性1.给出各种电力电子图片感性认知，说明电力电子器件的作用讲解电力电子的特征。2.归纳典型电力电子器件的名称、电气符号、文字符号、特性。3.根据各电子器件的特性及整流电路的结构特点分析整流电路。4.给出晶闸管的内部结构图，引导学生学会晶闸管引脚判断及好坏判断方法。5.由逆变电路中开关器件的特性讲解逆变电路的工作原理。1.现场验收晶闸管的测试过程2.测试单任务1-3 变频器主电路结构及功能认知41.能够认知交直交变频器主电路各电子器件及单元电路的结构2. 学会诊断交-直-交变频器主电

13、路中的典型故障1. 掌握交直交变频器主电路的构成及单元电路的作用2. 理解SPWM脉宽调制技术1.给出交直交变频器主电路结构图，动态演示信号的传递过程，观察各单元电路的结构，讲解其作用。2.通过设问启发引导学生思考主电路中各元器件的作用。3.通过设置故障点，借助所学的电路中各电子器件的作用，引导学生讨论分析出该故障对电路工作的影响。4. 借助逆变电路工作原理强调相控输出交流电的波形，引导学生思考电动机供电波形，对比相控输出电压波形，说明SPWM控制的意思和方法。测试单任务1-4变频器的端子及硬件模块认知1学会I/O板的拆卸与安装掌握变频器端子接收信号的类型及功能1.示范变频器I/O板的拆卸安装

14、，理解变频器硬件模块化结构。2.根据要求自学变频器的端子，初步了解变频器端子及其作用。3.在自学的基础上进一步讲解各端子功能及使用方法。任务单2项目2：MM440变频器面板认知及操作任务2-1 MM440变频器面板认知及操作11.区分操作面板按键不同操作对应的不同功能2.会浏览、设置、修改、确认参数1.了解变频器操作面板的类型2. 熟悉MM440变频器BOP操作面板按键及功能3. 掌握MM440变频器参数的结构和表示方法。1.借助实物变频器及操作运行熟悉变频器的面板按键。2.通过讲解参数的结构和表示方法，借助不同设置方法的参数（P0004、P0719、P0307）设置步骤讲解参数设置方法及其按

15、键的功能。3.通过相关习题学生在操作的基础上进一步自学相关知识熟悉变频器按键功能。1.参数的设置2.任务单任务2-2 MM440变频器参数的预置与调试21.学会变频器参数复位操作2.学会变频器参数快速调试操作3.学会变频器的调试4.能够熟练的进行变频器运行操作、运行数据查询以及变频器停止参数浏览、修改各种操作之间的切换5学会变频器故障复位操作掌握MM440变频器的调试步骤1.借助情景说明复位操作的意义。2.给出变频器的复位方法步骤，学生根据方法学习变频器的复位操作3.借助情景说明快速调试的意义。4.给出变频器的快速调试方法步骤，学生根据方法学习变频器的快速调试操作。5.讲解变频器调试步骤，设置

16、面板控制参数运行调试变频器。6.讲解变频器运行参数的查看方法以及运行参数浏览界面和设置、显示界面之间的自由切换。7.设置故障，学会查找故障代码对应的故障原因，讲解故障复位的方法。1.现场操作演示变频器运行及运行参数的参看及运行参数浏览界面与显示、设置界面的自由切换2.任务单3项目3：面板控制变频器的基本操作任务3-1面板控制变频器运行的基本操作11.能够正确的完成变频器主电路的接线2.学会用面板操作变频器实现电机的启动/停止、点动、正反转以及速度调节的操作1.掌握面板控制变频器运行的参数设置2掌握功能参数P0700和P1000的正确设置方法3.正确的理解变频器操作面板实现的控制工艺1.功能参数

17、P0700和P1000作用及正确设置方法讲解。2.按照步骤完成主电路接线及面板控制功能参数设置。3.操作运行变频器学会面板的各种操作。4.记录变频器运行时的运行数据（不同运行频率对应的电压、转速）5.分析数据，引导学生找出数据的特点也就是变频器调速的特点。6.借助记录分析的数据讲解恒压频比控制方法。1.现场考核变频器面板的各种操作运行2.任务单任务3-2 变频器对电动机性能的优化与设置1能通过电动机的实际运行需求合理的设置变频器的参数1.掌握各种频率的含义和参数设置的方法2.理解电动机实际运行时的需求3.掌握电动机运行性能要求的相关参数及设置方法1.案例说明电动机各种运行要求讲解。2.电动机各

18、种运行要求对应的参数设置以及运行特点。3.分别按照任务单设置上下限频率、跳转频率、加速、减速模式，运行，观察运行特点。1.现场考核2.任务单4项目4：变频器在变频中央空调系统上的应用任务4-1模拟量控制变频调速电路的装调41.学会变频器模拟量输入信号的设置2.学会用电位器来装调变频调速电路1.掌握变频器模拟量输入端子2.掌握变频器模拟量输入端子的接线方法3.掌握变频器频率给定线的含义4.理解死区设置的意义，掌握死区设置的方法1.由变频中央空调的案例说明面板控制的缺陷，引出外部端子的学习。2.模拟量相关知识的学习。3.针对实验台以及任务单要求分组讨论实施方案，完成硬件和对应参数的设置。4.运行调

19、试记录相关数据。5.小组演示验收。6.问题探讨、经验分享。现场验收任务单任务4-2开关量控制的可逆运行电路的装调任务43变频中央空调系统的装调21.学会连接外部开关控制变频器的硬件接线2.学会外部开关控制变频器功能参数的设置方法3.学会外部开关控制变频器的操作方法1.熟悉MM440变频器外部开关量输入端子以及端子的扩展方法2.掌握MM440变频器外部开关量输入端子的功能和参数的含义3.灵活掌握变频器外部端子的应用以及构成的变频功能电路的设计方法1.开关量相关知识的学习。3.针对实验台以及任务单要求分组讨论实施方案，完成硬件和对应参数的设置。3.运行调试记录相关数据。4.小组演示验收。5.问题探

20、讨、经验分享。现场验收任务单5项目5：变频器在机床主轴多速运行中的应用任务5-1 3速运行电路的装调任务5-2 7速运行电路的装调61. 能画出7速以下的变频器硬件电路；2.会进行7速以下的变频器开关量端子参数、速度参数的设置；3.能安装7速以下的多速运行电路；4.会观察、记录变频器的运行参数。1.掌握开关量端子实现变频多速功能时的参数设置；2.掌握多速运行时速度的设置方法；3.了解直接选择频率与组合选择频率的区别；4.了解多速解决实际问题的意义。分组实操：领取任务单教师讲解基本知识分组讨论确定实施方案实施，分组完成任务汇报演示，展示成果教师总结、评价1.现场验收：7速以下任一方法的频率的参数

21、设置、硬件接线、系统操作、参数的测量。2.正确、规范的工作任务单。6中级维修电工认证案例实战任务训练 中级维修电工认证案例实战21. 能控制要求，绘制三相异步电动机的变频器控制线路图；2. 按照电气安装规范，正确完成变频器调速线路线路的安装、接线和调试。掌握可逆运行、3速运行电路画法、开关量端子功能及参数设置。独立、自由练习符合控制要求并能够正确运行的实际电路。7项目6：变频器在送料传输系统中的应用任务:6-1 PLC控制的可逆运行调速系统的装调任务6-2 自动送料控制系统的装调41.能够安装正反转电路的硬件接线；2.可以编写正反转运行时的PLC程序；3.能够设置正反转运行时的参数；4.会调试

22、可逆运行调速系统。1.了解PLC与变频器的连接方式；2.掌握开关量端子控制正反转方向、速度的方法；3.掌握给定频率的实现办法。分组实操：领取任务单教师讲解基本知识分组讨论确定实施方案实施，分组完成任务汇报演示，展示成果教师总结、评价现场验收：符合工艺要求的PLC控制的可逆运行调速系统的硬件实物电路、PLC程序、变频器参数；课后提交：符合规范的PLC控制的可逆运行调速系统的任务单。8项目7：变频器在起重机行走驱动中的应用任务:7-1 PLC控制的变频多档调速系统的装调任任务7-2 起重机大小车行走驱动控制系统的装调61.能设计7速以下的简单PLC、变频器控制电路；2.会进行PLC变频器控制的多速

23、运行的参数设置；3.会进行PLC变频器控制的多速运行的PLC编程；4.能安装7速以下的PLC与变频器运行电路。1.掌握变频器7速以下实现方法（开关端子作用、参数设置）；2.掌握7速以下的硬件电路实现原理；3.了解PLC、变频器在多档调速中的设计方法；4.了解变频器在起重设备中应用效果。分组实操：领取任务单教师讲解基本知识分组讨论确定实施方案实施，分组完成任务汇报演示，展示成果教师总结、评价1.现场验收：符合工艺要求的PLC控制的多速运行的硬件实物电路、PLC程序、变频器参数；2.符合规范的PLC控制的多速运行调速系统的任务单。9项目8：变频器在消防排风变频系统的应用任务8-1工频与变频切换系统

24、的装调任务8-2 消防排风变频系统的装调81.能分析工频与变频切换控制电路；2.会分析工频与变频切换控制系统的软件程序；3.能安装工频与变频切换控制系统的电路，并调试电路。1.了解EM235功能；2.掌握变频器开关量输出设置；3.掌握变频器模拟量输出设置；4.了解简单变频器控制系统的设计。分组实操：领取任务单教师讲解基本知识分组讨论确定实施方案实施，分组完成任务汇报演示，展示成果教师总结、评价消防排风控制系统的施工图纸、软件程序、任务单、成品电路。10项目9： 变频器日常维护与维修任务9-1 电路原理认知与维修任务9-2 变频器的常见故障分析与处理任务9-3变频器的日常维护与保养41.能根据生

25、产安全要求，进行变频器的日常检查和维护；2.了解变频器安装、维护的操作规范；3.了解变频器常见故障的处理防范。1.了解变频器应用现状；2.了解变频器的生产、测试的项目和标准；3.了解变频器技术服务及规范。企业技术人员讲座，或现场教学或现场视频。测试单六、项目情境设计序号项目名称情境设计1项目4：变频器在变频中央空调系统上的应用某图书馆的变频中央空调系统安装：某企业技术员小李接到任务，要到某图书馆现场安装变频中央空调系统。小李的任务：变频中央空调系统的硬件图纸，协助现场工程师进行硬件安装，并设置变频器参数，现场调试好该系统，使之正常运行。2项目6：变频器在送料传输系统中的应用某车间自动传输送料系

26、统的节能改造：某成套电器生产企业某业务员通过竟标拿到一定单，要求为某工厂自动送料系统进行节能改造，系统能实现生产车间的货物取、送工作，且为了节能需要小车在装料、空车、启动时的转速各不相同，系统具有要应的短路、过载、缺相保护。要求完成电气控制柜的设计与安装调试。3项目7：变频器在起重机行走驱动中的应用某工矿企业起重机行走驱动的节能改造：某成套电器生产企业为某工矿企业的32/5t桥式起重机拖动控制系统提供变频节能改造服务。起重机的变频控制系统的改造方案包括设备选型、电气控制原理图、PLC程序、变频器参数。技术员小王的任务是设计大车、小车的控制方案，具体要求为：大车可以按前后方向运行，且大车运行速度

27、有1-4 档，加减速时间6S。小车可以按左右方向运行，且小车运行速度有1-4 档，加减速时间6S。4项目8：变频器在消防排风变频系统的应用某商场消防排风变频系统的设计与施工：商场是一个人流量比较大的场合，对防火，空气环境影响要求都比较高。目前，大中型商场及低下停车场均安装有鼓风、送风系统，通常采用传统的节流控制方式采用调节挡板或阀门来改变鼓风量。这种方法必须以风机提供过剩的风量为前提。虽然实际供风量改变了，但电动机的额定电压和额定转速不变，使电动机消耗的功率变化不大，电动机长期处于高功耗、低效率、低功率因数下运行，因而造成电能的极大浪费。采用变频调速技术，改造传统商场的供风系统，能够显著地降低

28、电能消耗。某电气公司接到一笔业务，改造新亚中央商场的供风系统。通风拖动电动机能根据商场的消防、通风的实时要求，自动进行变频及工频状态的切换，具体控制要求如下：用户根据工作消防或排风需要选择工频运行或变频运行。当没有消防命令，风机变频运行，处于变频排风状态。要求设计电气图纸、编写控制程序、设置变频器参数，并进行施工调试。七、课程进程表见课程授课计划 八、第一次课设计见课程单元设计最后一次课设计步骤教学内容及能力/知识目标教师活动学生活动时间（分钟）1（教师课程总结）教师进行课程的知识点和技能点的梳理和总结讲解，提问思考，回答提问102（学生学习体会汇报）学生汇报一个学期本课程学习体会点评以ppt等形式进行学会体会汇报（随机抽取10名）603（课程内容的未来发展趋势）了解课程内容的未来发展趋势及要求以后和变频器有关的毕业设计讲解，提问思考，回答提问104（学习标兵颁奖）为班级前10名同学颁发课程荣