《电机与电气控制技术》课程标准机电灌排工程技术128

电机与电气控制技术学制三年制大专适用专业机电灌排工程技术撰写教师课程团队审定人2024年8月

课程基本信息课程编码31310268课程名称电机与电气控制技术课程团队选用选材《电机与电气控制技术》教学参考书课程空间本课程总课时128学时总学分8学分开设学期第3学期1.课程性质与任务1.1课程性质本课程为电力工程学院机电灌排工程技术专业的专业必修课程，本课程是以“学与做”相结合，所有理论知识都在技能训练过程中得以理解和掌握，使学生理解电（动）机的种类、构造、工作原理；掌握常用低压电器的结构、工作原理、选用原则；掌握常用电气控制电路的工作原理；熟悉变频器实现对交流电动机的控制方法。通过本课程的学习为后续专业课准备必要的基础知识，进一步培养学生分析问题与解决问题的能力，也为今后从事专业工作打下坚实的基础。本课程以《电工技术应用》《高等数学》《电子电路的分析与制作》课程为前导课程，其后续课程为《电力系统稳态分析》《水电站电气一次部分安装检修与设计》。1.2课程任务通过本课程的学习，使学生能熟练使用常用电工仪表和电工工具；能独立完成低压电器的选用、检测、安装；能独立完成电（动）机的选用、检测；能独立完成电气控制电路的设计、安装、调试；能识读电气原理图、安装接线图；能独立进行常用电气控制系统故障检测和排除；能够运用变频器实现对交流电路的控制。为毕业后从事电力工程安装工程技术工作、电气值班员工作及电力电气设备安装工作打下基础。2.课程目标与要求2.1课程目标通过本课程的学习，培养学生使用各类直流电机和交流电机的的技巧和能力，了解电机及电气控制技术的发展动向，能从事电机及电气控制方面的工程技术工作、科学研究等工作。具体目标如下：（1）素质目标：①能独立承担各类电机及电气控制的装配与工艺管理、质量检验、设计开发及设备维护管理等岗位的工作，具有良好的团队合作意识；②养成良好的工作责任心、坚强的意志力和敬业乐业的工作作风；③在实际工作中能创造性地完成各项任务，了解传感器产业的相关法律法规常识；④掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容；⑤培养学生分析问题、解决问题的能力；⑥培养学生的沟通能力及团队协作精神；⑦培养学生的质量意识、安全意识。（2）知识目标：①理解电（动）机的种类、构造、工作原理；②掌握常用低压电器的结构、工作原理、选用原则；③掌握常用电气控制电路的工作原理；④了解可编程控制器的基本工作原理；⑤熟悉变频器实现对交流电动机的控制方法。（3）能力目标：①能熟练使用常用电工仪表和电工工具；②能独立完成低压电器的选用、检测、安装；③能独立完成电（动）机的选用、检测；④能独立完成电气控制电路的设计、安装、调试；⑤能识读电气原理图、安装接线图；⑥能独立进行常用电气控制系统故障检测和排除；⑦能够运用变频器实现对交流电路的控制。2.2课程要求挖掘《电机与电气控制技术》课程蕴含的思想政治教育元素，发挥本课程承载的思想政治教育功能，推动专业课教学与思想政治教育同向同行，达成素质目标；广泛运用项目教学、案例教学、翻转课堂、线上线下混合式教学等教学方法，推动课堂教学革命，规范教学秩序，打造优质课堂，达成知识目标；广泛运用“教、学、做”一体化教学模式，强化实习、实训、毕业设计、顶岗实习等实践性教学环节管理，达成能力目标。3.课程结构与内容3.1课程结构分析《电机与电气控制技术》课程结构分析见表1。表1《电机与电气控制技术》课程结构分析表典型工作任务职业能力知识结构T1:变压器的选用A1-1:掌握变压器的基本原理及结构A1-2:了解三绕组变压器、自耦变压器、仪用互感器的原理及用途A1-3:会进行变压器的选用K1-1:变压器的基本原理及结构K1-2:三绕组变压器、自耦变压器、仪用互感器的原理及用途K1-3:变压器的选用T2:变压器的运行管理A2-1:掌握变压器空载运行及负载运行的电磁过程、基本方程式、等效电路、相量图A2-2:掌握变压器的极性及连接组别的意义和判断方法A2-3:理解变压器的并列运行K2-1:变压器空载运行及负载运行的电磁过程、基本方程式、等效电路、相量图K2-2:变压器的极性及连接组别的意义和判断方法K2-3:变压器的并列运行T3:变压器的试验A3-1:掌握变压器的空载试验目的及试验步骤A3-2:掌握变压器的短路试验目的及试验步骤K3-1:变压器的空载试验K3-2:变压器的短路试验T4:异步电动机的选用A4-1:掌握异步电动机的基本工作原理及结构A4-2:理解旋转磁场的基本概念及特点A4-3:了解三相绕组的绕制方法K4-1:异步电动机的基本工作原理及结构K4-2:旋转磁场的基本概念及特点K4-3:三相绕组的绕制T5:异步电动机的运行管理A5-1:掌握异步电动机空载运行及负载运行的电磁过程、列出基本方程式、画出等效电路和相量图A5-2:会计算异步电动机的电磁力矩及电磁功率K5-1:异步电动机空载运行及负载运行的电磁过程、基本方程式、等效电路和相量图K5-2:异步电动机的电磁力矩及电磁功率T6:异步电动机的控制A6-1:能够设计和调试三相异步电动机的起动、调速、制动及反转控制电路K6-1:三相异步电动机的起动、调速、制动及反转控制电路T7:直流电机的选用A7-1:掌握直流电机的原理及结构A7-2:理解直流电机的感应电动势及电磁力矩K7-1:直流电机的原理及结构K7-2:直流电机的感应电动势及电磁力矩T8:直流电机的运行管理A8-1:理解直流发电机的运行原理A8-2:理解直流电动机的运行原理A8-3:理解直流电机的励磁方式K8-1:直流发电机的运行原理K8-2:直流电动机的运行原理K8-3:直流电机的励磁方式T9:直流电机的控制A9-1:掌握直流电机的起动、调速、制动及反转控制电路K9-1:直流电机的起动、调速、制动及反转控制电路T10:控制电机A10-1:掌握交直流伺服电动机的结构、工作原理A10-2:掌握步进电机的结构、工作原理K10-1:交直流伺服电动机的结构、工作原理K10-2:步进电机的结构、工作原理T11:低压电器A11-1：掌握低压电器的使用原理和选用方法A11-2：掌握低压电器常见故障的排除方法K11-1：继电器、接触器、熔断器K11-2：主令电器K11-3：常用低压电器的故障排除T12:电动机典型控制电路A12-1：掌握电动机典型控制电路的设计、安装调试技能A12-2：会维修电动机典型控制电路K12-1：点动控制、连续运动控制电路安装、调试与检修K12-2：多地控制电路安装、调试与检修K12-3：顺序控制电路、正反转控制电路安装、调试与检修K12-4：自动循环控制电路安装、调试与检修K12-5：双速电动机的控制线路安装、调试与检修K12-6：能耗制动控制线路安装、调试与检修T13:可编程控制器的工作原理A13-1:熟练操作PLC编程软件、仿真软件A13-2:能使用编程软件编写梯形图、指令表A13-3:能利用编程工具调试梯形图等控制程序K13-1：PLC发展历史及前景K13-2：PLC的工作原理及结构K13-3：PLC特点及技术指标K13-4：PLC的编程软元件T14:可编程控制系统的技术改造技能A14-1:能编制开关量、模拟输入/输出单元的地址分配表A14-2:能根据技术指标设置开关量各单元的参数A14-3:能校验现场开关量输入/输出信号的连接是否正确A14-4:能检查模拟量输入/输出单元设置是否正确A14-5:能定期检查PLC系统的硬件设备运行状况A14-6：能填写PLC系统维护档案A14-7：能使用万用表等检测设备诊断并排除PLC系统故障K14-1：异步电机点动控制

K14-2：异步电机连续控制

K14-3：异步电机正反转控制

K14-4：自动循环小车控制

K14-5：串电阻起动控制

K14-6：星-三角降压起到控制

K14-7：多台电机顺序控制3.2课程内容与要求《电机与电气控制技术》课程内容及对接新产业、新技术、新业态、新模式、新标准的要求见表2。表2课程内容及对接新产业要求表课程内容对接新产业、新技术、新业态、新模式、新标准的要求学习情境学习任务职业能力知识变压器变压器的选用1、能识别变压器的各个结构部件2、理解各结构部件的作用及原理3、熟悉不同类型变压器的基本知识4、会根据应用场合选择变压器1、变压器的基本原理及结构2、变压器的铭牌3、三绕组变压器、自耦变压器、仪用互感器的原理及用途4、变压器的选用1、国家职业电工规范；2、机电灌排工程维修技术员规范；3、机电灌排工程设备生产管理员规范；4、机电灌排工程设备安装与调试技术员规范；5、机电灌排工程设备销售和技术支持技术员规范；6、机电灌排工程设备技改技术员规范。变压器的运行管理1、掌握变压器空载运行和负载运行时的电磁过程、基本方程式、等效电路、相量图2、掌握变压器的极性及连接组别的意义和判断方法3、理解变压器的并列运行1、变压器空载运行和负载运行时的电磁过程、基本方程式、等效电路、相量图2、变压器的极性及连接组别的意义和判断方法3、变压器的并列运行变压器的试验1、掌握变压器的空载试验目的及试验步骤2、掌握变压器的短路试验目的及试验步骤1、变压器的空载试验2、变压器的短路试验异步电动机异步电动机的选用1、能识别异步电动机的各个结构部件2、掌握各结构部件的作用及原理3、能按要求画出定子三相绕组展开图1、异步电动机的基本工作原理及结构2、旋转磁场的基本概念及特点3、三相单层绕组的绕制方法1、国家职业电工规范；2、机电灌排工程维修技术员规范；3、机电灌排工程设备生产管理员规范；4、机电灌排工程设备安装与调试技术员规范；5、机电灌排工程设备销售和技术支持技术员规范；6、机电灌排工程设备技改技术员规范。异步电动机的运行管理1、掌握异步电动机负载运行时的电磁力矩及其相应的计算2、掌握异步电动机负载运行时的电磁功率及其相应的计算1、异步电动机空载运行与负载运行时的电磁过程、基本方程式、等效电路和相量图2、异步电动机的电磁力矩及电磁功率异步电动机的控制1、能够设计和调试三相异步电动机的起动、调速、制动及反转控制电路1、三相异步电动机的起动、调速、制动及反转控制电路直流电机直流电机的基本原理、结构的认识1、能识别直流电机的各个结构部件2、掌握各结构部件的作用及原理1、直流电机的原理及结构2、直流电机的感应电动势及电磁力矩直流电机的运行管理1、理解直流发电机的运行原理2、理解直流电动机的运行原理1、直流发电机的运行原理2、直流电动机的运行原理3、直流电机的励磁方式直流电动机的控制1、能够设计和调试直流电机起动、调速、制动和反转控制电路1、直流电机的起动、调速、制动及反转的原理1、国家职业电工规范；2、机电灌排工程维修技术员规范；3、机电灌排工程设备生产管理员规范；4、机电灌排工程设备安装与调试技术员规范；5、机电灌排工程设备销售和技术支持技术员规范；6、机电灌排工程设备技改技术员规范。控制电机控制电机1、掌握交直流伺服电动机的结构、工作原理2、掌握步进电机的结构、工作原理1、交直流伺服电动机的结构、工作原理2、步进电机的结构、工作原理电气控制系统低压电器1、掌握低压电器的使用原理和选用方法2、掌握低压电器常见故障的排除方法1、低压电器的使用原理和选用方法2、低压电器常见故障的排除方法电动机典型控制电路1、掌握电动机典型控制电路的设计、安装调试技能2、会维修电动机典型控制电路1、电动机典型控制电路的设计、安装调试技能2、电动机典型控制电路可编程控制器可编程控制器的工作原理1、熟练操作PLC编程软件、仿真软件2、能使用编程软件编写梯形图、指令表3、能利用编程工具调试梯形图等控制程序1、PLC编程软件、仿真软件2、利用编程软件编写梯形图、指令表3、利用编程工具调试梯形图等控制程序顺序控制编程方法1、能编制开关量、模拟输入/输出单元的地址分配表2、能根据技术指标设置开关量各单元的参数3、能校验现场开关量输入/输出信号的连接是否正确4、能检查模拟量输入/输出单元设置是否正确5、能定期检查PLC系统的硬件设备运行状况1、开关量、模拟输入/输出单元的地址分配表的编制2、开关量各单元的参数的设置3、现场开关量输入/输出信号的连接的校验4、模拟量输入/输出单元设置的检查5、PLC系统的硬件设备运行状况的检查4.实施保障4.1师资队伍要求表3师资队伍数量、结构、素质要求表数量结构要求素质要求职称结构年龄结构双师结构师德师风要求双师素养要求专任教师7人副教授3人，讲师4人全部为青年教师100%为双师认真学习贯彻落实《中华人民共和国教育法》、《中华人民共和国教师法》等政策法规，准确把握师德规范要求，明确师德师风建设目标管理责任，热爱本职工作，教书育人，敬业爱岗，忠于职守，认真履行岗位职责。具备专业技术知识与专业技术能力，具备教育科学知识与教学基本技能，同时具备社会交往和组织协调能力、管理能力、创新能力和适应能力。兼职教师0人4.2实训实习条件本课程实训条件见表4所示。表4实训条件学习情景名称教学场地设备配置资料配备变压器异步电动机直流电机智慧教室、电气技术实训室、电子阅览室多媒体设备、白板、黑板、实训台、异步电动机、电工工具。教材、任务书、指导书、微课视频、题库、仿真软件、编程软件控制电机电气控制系统智慧教室、电气控制实训室、电气技术实训室、电子阅览室多媒体设备、白板、黑板、实训台、异步电动机、电工工具、实验板。教材、任务书、指导书、微课视频、题库、仿真软件、编程软件可编程控制器智慧教室、PLC实训场、电子阅览室多媒体设备、白板、黑板、PLC主机、编程器、电脑、异步电动机、PLC实训箱、电工工具。教材、任务书、指导书、微课视频、题库、仿真软件、编程软件4.3教学资源配置（1）教材选用①由学院教材选用机构依据教材选用制度规范择优选用教材；②按照国家规定选用优质教材，禁止不合格教材进课堂；③建议选用参考教材：《电机与电气控制技术》（2）图书文献配备（3）数字资源配备教学文件（课程标准、考核标准、授课计划、考试改革方案、教案）齐全；自主编制实训指导书；有PPT、案例库、题库、视频、动画、虚拟仿真等资源，见表5。表5数字资源配备统计表序号任务文本类演示文稿类图形图像类动画类虚拟仿真类音频类视频类习题总量案例其他1变压器1585000820012异步电动机201050001020013直流电机555000520014控制电机4450000015电气控制系统55500056016可编程控制器105500086014.4教学方法实施表6各教学情境采用的教学方法一览表学习情境教学方法项目导向法案例分析法教学做一体化线上线下混合教学法小组讨论法任务驱动法变压器√√√√√√异步电动机√√√√√√直流电机√√√√√√控制电机√√√√√√电气控制系统√√√√√√可编程控制器√√√√√√（1）完善质量监控机制。健全教学质量监控管理制度，完善课堂教学、教学评价、实训实习、资源建设等方面的课程质量标准建设，通过教学实施、过程监控、质量评价和持续改进，达成课程目标。（2）完善教学管理机制。加强日常教学组织运行与管理，定期开展课程建设水平和教学质量诊断与改进，健全巡课、听课、评教、评学等制度，建立与企业联动的实践教学环节，严明教学纪律，强化教学组织功能，定期开展公开课、示范课等教研活动。（3）完善反馈机制及社会评价机制。（4）课程组利用评价分析结果有效改进课程教学，针对人才培养过程中存在的问题，进行诊断与改进，持续提高人才培养质量。5.考核与评价《电机与电气控制技术》课程考核采用项目过程考核和项目知识点考核相结合的考核评价方式，采用百分制，其中项目过程考核占70%，项目知识点考核占30%，汇总得出课程整体成绩。本课程考核的成绩评定方案见表7。表7课程考核的成绩评定方案项目过程考核（70%）项目知识点考核（30%）总成绩项目1（10%）项目2（20%）项目3（10%）项目4（20%）项目5（20%）项目6（20%）变压器异步电动机直流电机控制电机电气控制系统可编程控制器电机与电气控制技术基本知识1005.1实训项目过程考核对学生完成的每个实训项目，从职业素养（30%）、实施成效（50%）、个人表现（20%）三方面进行评价。各项目过程考核评价标准见表8至表16。表8《变压器空载及短路实验》技能考核评价标准任务名称变压器空载及短路实验实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够准确找出各个设备、技术资料并说明作用。每错一项扣2分。52能够识别各个设备的功能。有错1项或缺1项扣2分.103能正确使用电机技术资料，并做好记录。缺一项扣1分104能正确保管技术资料。不规范视情节扣1-15分。155是否及时汇报。10合计80第二部分个人表现部分（20分）实施扣分制：迟到、早退扣2分；缺席者任务计零分；不积极参与视情况扣5-10分；不服从组长安排，扣5分。小组成员名单考勤(5分)自主学习(5分)团队协作(5分)作业(5分)小组得分个人总分12表9《异步电动机的Y—△降压起动》技能考核评价标准任务名称笼型异步电动机的Y—△降压起动实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够准确找出各个电机设备、技术资料并说明作用。每错一项扣2分。52能够识别各个设备的功能。有错1项或缺1项扣2分.103能正确使用电机技术资料，并做好记录。缺一项扣1分104能正确保管技术资料。不规范视情节扣1-15分。155是否及时汇报。10合计80第二部分个人表现部分（20分）实施扣分制：迟到、早退扣2分；缺席者任务计零分；不积极参与视情况扣5-10分；不服从组长安排，扣5分。小组成员名单考勤(5分)自主学习(5分)团队协作(5分)作业(5分)小组得分个人总分12表10《异步电动机正、反转控制》技能考核评价标准任务名称绕线型异步电动机正、反转控制实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够准确找出各个设备、技术资料并说明作用。每错一项扣2分。52能够识别各个设备的功能。有错1项或缺1项扣2分.103能正确使用相关设备的技术资料，并做好记录。缺一项扣1分104能正确保管技术资料。不规范视情节扣1-15分。155是否及时汇报。10合计80第二部分个人表现部分（20分）实施扣分制：迟到、早退扣2分；缺席者任务计零分；不积极参与视情况扣5-10分；不服从组长安排，扣5分。小组成员名单考勤(5分)自主学习(5分)团队协作(5分)作业(5分)小组得分个人总分12表11《异步电动机点动控制及连续控制》技能考核评价标准任务名称绕线型异步电动机正、反转控制实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够准确找出各个设备、技术资料并说明作用。每错一项扣2分。52能够识别各个设备的功能。有错1项或缺1项扣2分.103能正确使用相关设备的技术资料，并做好记录。缺一项扣1分104能正确保管技术资料。不规范视情节扣1-15分。155是否及时汇报。10合计80第二部分个人表现部分（20分）实施扣分制：迟到、早退扣2分；缺席者任务计零分；不积极参与视情况扣5-10分；不服从组长安排，扣5分。小组成员名单考勤(5分)自主学习(5分)团队协作(5分)作业(5分)小组得分个人总分12表12《异步电动机顺序起动控制》技能考核评价标准任务名称异步电动机顺序起动控制实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够准确找出各个设备、技术资料并说明作用。每错一项扣2分。52能够识别各个设备的功能。有错1项或缺1项扣2分.103能正确使用相关设备的技术资料，并做好记录。缺一项扣1分104能正确保管技术资料。不规范视情节扣1-15分。155是否及时汇报。10合计80第二部分个人表现部分（20分）实施扣分制：迟到、早退扣2分；缺席者任务计零分；不积极参与视情况扣5-10分；不服从组长安排，扣5分。小组成员名单考勤(5分)自主学习(5分)团队协作(5分)作业(5分)小组得分个人总分12表13《电气与PLC控制》技能考核评价标准任务名称实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守安全用电与文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够准确找出各个电工器具、技术资料并说明作用。每错一项扣2分。52能够检查各个电工器具的良好性。有错1项或缺1项扣2分.103能正确使用电工器具、技术资料，并做好记录。缺一项扣1分104能正确保管电工器具、技术资料。不规范视情节扣1-15分。155巡视视频和照片完整、清晰，并上传。56是否及时汇报。5合计80第二部分个人表现部分（20分）实施扣分制：迟到、早退扣2分；缺席者任务计零分；不积极参与视情况扣5-10分；不服从组长安排，扣5分。小组成员名单考勤(5分)自主学习(5分)团队协作(5分)作业(5分)小组得分个人总分12表14《PLC基础与编程软件》课内实施环节评价表任务名称巡视检查实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守安全用电与文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够准确完成功能任务分析。每错一项扣2分。52能够熟练使用PLC编程软件实现梯形图编辑。有错1项或缺1项扣2分.103能够操作控制设备，实现PLC控制功能调试，并做好记录。缺一项扣1分104能够完成简单故障检查及排除，不规范视情节扣1-15分。155巡视视频和照片完整、清晰，并上传。56是否及时汇报。5合计80第二部分个人表现部分（20分）实施扣分制：迟到、早退扣2分；缺席者任务计零分；不积极参与视情况扣5-10分；不服从组长安排，扣5分。小组成员名单考勤(5分)自主学习(5分)团队协作(5分)作业(5分)小组得分个人总分12…表15《典型控制系统改造、安装及调试》课内实施环节评价表任务名称倒闸操作实施小组序号序号评价指标标准分小组自评（20%）小组互评(30%)教师评价（50%）总评第一部分小组公共部分（80分）一职业素养301遵守安全用电与文明生产规定。有违规视情节扣分。102小组成员分工负责,有人未安排任务的，扣2分/人。103积极、有兴趣参加工作。存在表现不积极的，扣2分/人。10二实施成效501能够进行梯形图程序设计。每错一项扣2分。52能够安装、调试系统功能。有错1项或缺1项扣2分.103能够正确选择和使用安全用具和使用，并做好记录。缺一项扣1分54能够正确规范执行操作票，并做好