《驱动电机及控制技术》课程标准

1、精选优质文档-倾情为你奉上江苏安全技术职业学院汽车运用安全管理专业驱动电机及控制技术课程标准一、课程性质本课程是三年制高等职业学校新能源汽车运用与维修专业必修的一门专业核心课程。是在汽车电工电子、汽车机械基础等课程基础上，开设的一门综合性较强的核心课程，其任务是使学生掌握常用电动机的结构及其控制方法，培养学生对新能源汽车常用电动机的结构原理分析及控制策略的设计能力；对学生进行职业意识培养和职业道德教育，提高学生的综合素质与职业能力，增强学生适应职业变化的能力，为学生职业生涯的发展奠定基础。二、学时与学分本课程建议课时为80课时，本课程的总学分为5学分。三、课程设计思路本课程学习方式的多样化。推

2、行项目教学、案例教学、工作过程导向教学等教学模式，分知识模块来实施。1、 课程定位本课程的开设是通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证，根据工作任务与职业能力分析，以必须、够用为度，以掌握知识、强化应用、培养技能为重点，以新能源汽车相关工作任务为依据设置本课程。2、目标确立依据新能源汽车运用与维修专业人才培养方案中确定的培养目标、综合素质、职业能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出核心素养和关键能力，结合本课程的性质和职业教育课程教学的最新理念，确定课程目标。3、教学内容确定依据驱动电机及控制技术课程所对应工作的基本内容，将本课程划分为驱动电机基础知识、常用驱

3、动电机、功率变换器、功率变换器应用技术、驱动电机控制技术和新型驱动电机等几大部分，在设计上强调学生学习自主性。内容上以任务为导向，强化知识与信息的应用，弱化知识的了解与背诵；教学指导上合乎以学生为中心，重视学习成果的展示分享，让学习者在享受成就感的前提下，兴趣盎然地完成学习任务，达到单元学习目标。四、课程目标学生通过学习本课程，使学生能掌握新能源汽车中主要使用的几种电动机-直流电动机、交流感应电动机、交流永磁电动机和开关磁阻电动机的结构、原理及应用，以及新能源汽车驱动电动机的结构及其控制方法。熟悉对上述调速、分析及控制。结合生产生活实际，培养学生对所学专业知识的兴趣和爱好，养成自主学习与探究学

4、习的良好习惯，从而能够解决专业技术实际问题，养成良好的工作方法、工作作风和职业道德。核心素养和关键能力目标：1. 知识素养掌握驱动电机的结构原理及应用，掌握功率变换器电路及其应用技术，驱动电机控制技术及新型电机的结构特点与选用。2. 能力素养能对对驱动电机各种控制电路进行选择、应用和设计，能够准确描述各种电机控制技术的控制原理及特点，并针对不同电机选用不同的控制方式。3. 实践素养能整体把握驱动电机及控制技术的应用及在日后的工作中解决实际问题。4. 发展素养具有独立思考、获取资源，分析问题、解决问题的能力；5. 安全素养具有规范操作的职业习惯和安全、环保意识；6. 职业素养具有良好的职业道德、

5、职业操守和严谨求实的精益精神。5、 课程内容与要求模块教学单元内容及要求参考学时模块一：驱动电机基础知识 驱动电机概述了解新能源汽车对驱动电机的性能要求，熟悉驱动电机的分类，了解电机学基本定律，掌握电机的基本性能参数2电机驱动系统的结构及关键技术了解电机驱动系统结构组成，掌握电机驱动系统关键技术2驱动电机系统的发展现状与未来趋势了解驱动电机的发展现状及未来趋势，熟悉电机控制系统现状及未来趋势2模块二：常用驱动电机认识直流电动机熟悉直流电动机的结构，理解直流电动机的工作原理，掌握直流电动机的励磁方式，了解直流电动机的特点及应用4交流感应电动机熟悉交流感应电动机的结构，理解交流感应电动机的工作原理

6、，掌握其励磁方式，了解特点及应用4交流永磁电动机熟悉交流永磁电动机的结构，理解其工作原理，掌握交流永磁电动机的励磁方式，了解其特点及应用4开关磁阻电动机熟悉开关磁阻电动机的结构，理解开关磁阻电动机的工作原理，掌握其励磁方式，了解开关磁阻电动机的特点及应用4驱动电机的选择能够对驱动电机的类型，额定电压、转速进行选择，并对其功率和转矩进行计算4模块三：功率变换器认识功率半导体器件认识功率二极管，了解功率场效应晶体管及双极晶体管2DC变换器掌握变换器的工作原理与控制方式，理解并能够设计降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路，了解其应用4DC变换器掌握不可控整流电路、PWM整流电路4AC变换器理解

7、并掌握电压型DCAC变换器、电流型DCAC变换器4模块四：功率变换器应用技术功率电路了解功率模块应用技术、电容器应用技术、功率母排技术、电力电子模块集成技术等几种应用技术，熟悉功率电路4冷却技术了解冷却方式的分析与选择，熟知冷却要求，能对电动机和控制器损耗进行分析，能够进行冷却系统的设计2驱动与保护电路了解IGBT的损坏机理与保护形式和IGBT驱动与保护电路的基本要求2模块五：驱动电机控制技术直流电动机控制技术熟悉直流电动机机械特性参数，掌握直流电动机控制方式了解典型直流电动机控制系统4交流感应电动机控制技术理解感应电动机调速原理，掌握变压变频控制原理和控制方式，了解矢量控制技术和直接转矩控制

8、4交流永磁电动机控制技术了解永磁同步电动机控制技术和无刷直流电动机控制技术4开关磁阻电动机控制技术掌握控制系统的结构组成，熟悉开关磁阻电动机的控制方式和开关磁阻电动机的机械特性，了解开关磁阻电动机调速系统的特点，认识典型开关磁阻电动机调速系统4模块六：新型驱动电机认识61 双机械端口能量变换器掌握双机械端口能量变换器结构及工作原理，能够对双机械端口能量变换器控制策略进行分析262 混合励磁电机掌握混合励磁电机的结构及工作原理，能够对混合励磁电机调速特性进行分析263 多相电机了解多相电机的结构，能够对多相电机谐波磁场及变频调速系统特点进行分析264 轮毂轮边电机了解轮毂电机的驱动形式及工作原理

9、，能够根据轮毂电机的特点选择电机2合计学时80六、实施建议（一）教学建议（1）本课程教学应由具有双师资质的汽车专业专职教师，和聘请企业技术骨干兼职教师共同完成教学任务，实施陈述性知识和过程性相结合的知识传授与技能训练。师生比在1:151:20左右。 （2）本课程的教学组织，建议采用小班、分组的教学活动组织方式。教学方法采用理实一体化的教学方法，适宜采用项目教学法、情境教学法、案例教学法、行动导向教学法等宏观教学模式，以及讲授法、讨论法、启发法、表演法、合作学习法、探究学习法等因材施教的灵活教学方法。 （3）在教学中引入现代化教学手段，充分运用仿真教学、模拟教学等多媒体教育技

10、术，将形象逼真，生动有趣的工艺过程动态演示给学生，激发学生学习兴趣，增强学习效果。 （4）在教学过程中，提倡学生自主学习和团队训练，通过任务引领的项目教学，培养学生自主完成任务的能力及团队协作精神。 （5）在教学过程中，要充分运用信息化技术，提倡采用数字媒体信息化和实物等教学相结合的教学方法，使学生真正掌握理论知识和操作技能。 （二）评价建议本课程评价主要是为了解学生学习过程和结果，激励学生学习和改进教师教学强，以育人为目标的考核评价。（1）以学习目标为评价标准，坚持用多元化评价方式引导学生形成个性化的学习方式，养成良好的学习习惯。  （2）学

11、习评价宜以过程性评价和终极性评价相结合，注重实践性引导，过程评价以鼓励为主。 （3）建立过程性评价和终结性评价相结合的考评方法，强调过程考评的重要性。过程考评占比40，期末考评占比60。（三）教材建议教材选用遵循如下原则：（1）实用性和实践性。教材内容以“必需、够用”为原则，实践部分以易于联系实践，技能操作符合职业技能鉴定规范。（2）基础性。教材的深度和广度要符合高等职业教育的水平，即包涵职业岗位必需的理论知识，还注重学生继续学习能力的培养。采取项目形式编写，根据就业趋势，加强职业能力培养。（3）综合性。教材内容要广泛，适用面广。内容要包括职业要求的理论知识和职业能力训练，还应包括非

12、技术的职业素养培养。通过案例训练，着重培养学生对本职的高度责任心和强烈的责任感。（4）形式多样性。教材内容组织形式要多样性，内容要灵活。要反应了科学技术的发展，有新技术、新工艺、新方法和新理论。课后训练设计到位，并引导学生进行广泛讨论。（四）课程资源开发与利用建议1.开发相关学生工作手册、任务书、教材以及学生学习工作页、实习工单等教学资源；2.积极开发和利用网络课程资源，以提高学生的学习能力，通过让学生预习和复习，更好的让学生掌握本门课程的知识；3.利用校内实训场所和实训室相关的教学仪器、台架等形成可以进行多媒体教学和现场教学的场所，不断改善教学效果。七、说明1、本课程标准根据专业人才培养方案

13、的要求、通过深入企业调研，与专业指导委员会专家共同论证制定，适用于新能源汽车运用于维修专业及其它三年制高专汽车相关专业。2、本课程标准由王洪波主编，汽车服务教研室教师参与讨论编写。3、教学中应注意结合实际情况，理论课多举例说明，实践课要与理论紧密结合。 编写：王洪波 审核： 时间：2017年11月新能源发展简介摘要：能源是人类生存和发展必不可少的重要物质条件，人类文明进步和经济社会发展离不开能源的消耗。随着煤炭、石油、天然气等常规能源的消耗，寻找新能源便成为当前最紧迫的任务。其中涌现出一批有开发前景的新能源代表，如风能、核能、太阳能之列，但是目前的技术都存在或多或少的欠缺。开发利用新能源有利于

14、优化能源消费结构、保护生态环境、保障能源安全。同时也是拉动内需、培育新的经济增长点、增加就业机会、促进经济和社会可持续发展的战略选择。下面着重介绍一些新能源的发展现状及其应用前景，帮助人们更好的了解新能源对现实的重要性。关键字：新能源 发展前景 现实意义正文：新能源的定义及特征：新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。新能源的特征：尚未大规模开发利用，资源赋存条件和物化特征与常规能源有明显区别；开发利用技术复杂，成本较高；清洁环保，可实现二氧化碳等污染物零排放或低排放，资源量大、

15、分布广泛，但大多具有能量密度低的缺点。发展新能源的意义：中国能源需求的急剧增长打破了中国长期以来自给自足的能源供应格局，自1993年起中国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得中国接入世界能源市场的竞争。由于中国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来中国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。国际贸易存在着很多的不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响中国的石油供给，对经济社会造成难以估量的负面影响。大力发展可再生能源可相对减少中国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依

16、赖程度，提高中国能源、经济安全。此外，可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。研究表明，新能源没有对物质的燃烧，简单来说就是不直接使用热能来发电，而是将其他形式的能量转换成电能，例如光能、动能、核能等，这就直接确定了新能源是洁净能源的特性，使用新能源时不会排放对环境有害的物质，这也算环保的一种有效形式。新能源的种类与特点：新能源领军者太阳能太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大电磁辐射而产生的能量，自太阳向周围辐射能量。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来的过程就是利用了太阳辐射出来

17、的电磁能量光能。一般的太阳能发电有两大类型：一类是太阳光发电，另一类是太阳热发电。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳辐射产生的热量。显然太阳能发

18、电具有明显的有点，如：无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净，使用者从感情上容易接受；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；能源质量高；建设周期短，获取能源花费的时间短。但也有明显的缺点如：照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。从太阳能光伏发电的起源及发展的历史中可以发现，其实太阳能发电并不一定是严格意义上的环保，生产太阳能板就是一种高污染的工作，如果管理不善甚至会造成跟严重的污染。此外太阳能发电太过于依赖天气因素，使得太阳能发电难于并网，因此太阳能发电还处于研究的阶段。新能源新秀风

19、能风能地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。风能量是丰富、近乎无尽、广泛分布、干净与缓和温室效应。 存在地球表面一定范围内。经过长期测量，调查与统计得出的平均风能密度的概况称该范围内能利用的依据，通常以能密度线标示在地图上。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三

20、公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是

21、1325V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能。然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。机械连接与功率传递水平轴风机桨叶通过齿轮箱及其高速轴与万能弹性联轴节相连,将转矩传递到发电机的传动轴,此联轴节应按具有很好的吸收阻尼和震动的特性，表现为吸收适量的径向、轴向和一定角度的偏移，并且联轴器可阻止机械装置的过载。另一种为直驱型风机桨叶不通过齿轮箱直接与电机相连风机电机类型。风能为洁净的能量来源，具有显著地优点。当今风能设施日趋进步，大量生产降低成本，在适当地点，风力发电成本已低于发电机。风能设施多为不立体化设施

22、，可保护陆地和生态。风力发电是可再生能源，很环保。同时如同太阳能发电一样，风能发电同样有相似的缺点。风力发电在生态上的问题是可能干扰风机建设地的生物，目前的解决方案是离岸发电，离岸发电价格较高但效率也高。在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待压缩空气等储能技术发展。风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。进行风力发电时，风力发电机会发出庞大的噪音，所以要找一些空旷的地方来兴建。现在的风力发电还未成熟，还有相当发展空间。限制及弊端：风能利用存在一些限制及弊端，风速不稳定，产生的能

23、量大小不稳定；风能利用受地理位置限制严重；风能的转换效率低；风能是新型能源,相应的使用设备也不是很成熟。新能源的新探索海洋能海洋发电即为利用海洋所蕴藏的能量发电。其中海洋的能量包括海水动能（包括海流能、波浪能等）、表层海水与深层海水之间的温差能、潮汐的能量等。海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋热能发电有两种方式：第一种是将低沸点工质加热成蒸汽。第二种是将温水直接送入真空室使之沸腾变成蒸汽。蒸汽用来推动汽轮发电机发电，最后从6001000米深处抽冷水使蒸汽冷凝。海洋能蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困

24、难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。新能源最后的救星核能核能是人类最具希望的未来能源之一。人们开发核能的途径有两条：一是重元素的裂变，如铀的裂变；二是轻元素的聚变，如氘、氚、锂等。重元素的裂变技术，己得到实际性的应用；而轻元素聚变技术，也正在积极研究之中。可不论是重元素铀，还是轻元素氘、氚，在海洋中都有相当巨大的储藏量。铀是目前最重要的核燃料，1千克铀可供利用的能量相当于燃烧2500吨优质煤。然而陆地上铀的储藏量并不丰富，且分布极不均匀。只有少数国家拥有有限的铀矿，全世界较适于开采的只有100万吨左右，即使加上低品位铀矿及其副产铀化物，总量也不超过500万吨，按消耗量，只够开采几十年。氘和氚都是氢的同位素。它们的原子核可以在一定的条件下，互相碰撞聚合成较重的原子核 -氦核，同时释放巨大的核能。一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时，只放出4电子伏特的能量，而氘-氚反应时能放出1780万电子伏