机电一体化技术《变频调速装置运行与维护》课程标准

《变频调速装置运行与维护》

课程标准

二级学院：煤炭与化工产业学院

执笔人：成洋

审核人：

制定日期：2022.7

陕西能源职业技术学院

一、课程信息

表1课程信息表

课程名称变频调速装置运行与维护开课院部煤炭与化工产业学院

课程代码考核性质考查

前导课程《电工电子技术》《电机技术与维修》

后续课程跟岗实习、顶岗实习

理论课是□

实践课是□

总学时28课程类型

理论+实践是

理实一体化是□

适用专业机电一体化技术

二、课程性质

1.概述

本课程是机电一体化技术专业选修的一门专业课，是在学习了电工电子技术、

电机技术与维修课程，具备了一定的电路分析能力的基础上，开设的一门理论+

实践的课程，其功能是对接专业人才培养目标，面向电工、电气工程技术人员工

作岗位，培养学生机电设备变频系统维护、检修的能力，为后续毕业设计等课程

学习奠定基础的专业课程。

2.课程功能定位

表2课程功能定位分析

对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力

熟悉变频器的性能、结构、原理

电气设备的日常维护、保养

电气设备的检查、拆装、检修

电工、电气工程技术人员

电气事故的处理、制定相应的措施及预案

机电设备的整体布局与运行

电气设备日常运行的管理能力

三、课程目标与内容

1.课程总目标

本课程的总体目标是使学生掌握通用变频器的基本结构、基本工作原理、基

本运行方式，使学生掌握变频调速技术的基本知识和变频器参数设置的基本技能，

具备变频调速系统的安装、调试、维护、检修的综合应用能力，使学生能够适应

工作岗位的基本要求。

2.课程具体目标

（1）知识目标

说出变频器的作用、发展及应用。

辨认变频器的类型。

说明变频器的硬件组成及各部分的功能。

说明变频器的运行原理。

说明变频器的安装环境。

列举变频器的常用功能。

说明变频器的工作状态。

总结变频器的频率设定方式。

总结变频器启停信号的设定方式。

（2）技能目标

完成变频器的主电路和控制电路的线路连接。

完成变频器操作面板的运行参数设定。

完成变频器面板运行模式的频率设定。

完成变频器外部运行模式的频率设定。

完成变频器组合运行模式的频率设定。

扩展变频器多段速运行的频率设定。

制订变频器启动时，需要设定的相关参数及参数设置的原则。

制订变频器停止时，需要设定的相关参数及参数设置的原则。

灵活运用通过参数设定实现变频器带不同负载的方法。

制订掌握变频器的使用注意事项。

灵活运用根据电气图纸安装变频器的能力。

（3）素质目标

树立良好的社会公德、职业道德、遵纪守法的工作品德。

形成认真、严谨、努力的工作态度。

坚持尊重科学、实事求是、勇于创新的工作方法。

表3课程教学目标与内容

序号毕业要求指标点知识目标技能目标素质目标教学内容

指标点1-1.能在

工作总结、汇报

完成变频器的形成认真、

中准确表达自己说出变频器1、变频器的发展

主电路和控制严谨、努力

1的观点的的作用、2、变频器的分类

电路的线路连的工作态

指标点3-1.能发展及应用3、变频器的应用

接度

用英语进行简单

的对话交流

1、三相异步电动机

变频调速原理

2、三相异步电动机

坚持尊重的机械特性

指标点1-1.能在

完成变频器操科学、实事3、三相异步电动机

工作总结、汇报辨认变频器

2作面板的运行求是、勇于的变频启动

中准确表达自己的类型

参数设定创新的工4、三项异步电动机

的观点

作方法的变频制动

5、变频器的结构

6、变频器的主要技

术参数

1、功率二极管的结

构及其特性

2、晶闸管的结构及

其特性

3、门极可关断晶闸

管的结构及其特性

4、电力晶体管的结

坚持尊重

指标点7-4.能说明变频器构及其特性

完成变频器面科学、实事

分析煤矿机电设的硬件组成5、功率场效应晶体

3板运行模式的求是、勇于

备常见故障，及及各部分的管的结构及其特性

频率设定创新的工

时排除设备故障功能6、绝缘栅双极型集

作方法

体管的结构及其特

性

7、集成门极换流晶

闸管的结构及其特

性

8、智能功率模块的

结构及其特性

4指标点2-1.能熟说明变频器完成变频器外形成认真、1、不可控整流电路

练操作计算机的运行原理部运行模式的严谨、努力2、可控整流电路

指标点3-2.能阅频率设定的工作态3、电容滤波电路

读国内外技术文完成变频器组度4、电感滤波电路

献及资料合运行模式的5、制动电路

频率设定6、逆变电路的作原

理

7、逆变电路的基本

形式

8、SPWM控制的基本

原理

9、SPWM逆变器的调

制方式

制订变频器启

动时，需要设定

1、变频器的储存

的相关参数及

形成认真、2、变频器的装设场

参数设置的原

指标点4-2.能严谨、努力所与使用环境

说明变频器则

5利用各种现代信的工作态3、变频器运行对电

的安装环境制订变频器停

息技术自主学习度网的影响

止时，需要设定

4、电网对变频器干

的相关参数及

扰的防止

参数设置的原

则

1、变频器运行模式

功能参数

树立良好2、变频器的运行功

指标点6-1.能灵活运用通过的社会公能参数

熟悉煤矿机电设列举变频器参数设定实现德、职业道3、优化特性功能及

6

备操作运行的相的常用功能变频器带不同德、遵纪守预置

关规程、规范负载的方法法的工作4、各种基本频率参

品德数

5、变频器的其他频

率参数

1、U/f控制基本原

理

2、恒U/f控制方式

树立良好的机械特性

的社会公3、转差频率控制基

指标点6-2.能制订掌握变频

说明变频器德、职业道本原理

7熟练操作煤矿机器的使用注意

的工作状态德、遵纪守4、转差频率控制的

电设备事项

法的工作系统构成

品德5、直流电机与异步

电机调速上的差异

6、矢量控制中的等

效变换

7、矢量控制的基本

思想

8、直接转矩控制系

统

9、直接转矩控制的

优势

1、变频器的电压等

级选择变频器

2、容量的选择

3、依据电动机的类

型选择变频器

4、依据电动机的运

行方式选择变频器

5、断路器

树立良好

6、电磁接触器

指标点7-1.能的社会公

7、传感器

正确使用常用故总结变频器灵活运用根据德、职业道

8、正转控制电路

8障诊断设备、仪的频率设定电气图纸安装德、遵纪守

9、升速降速控制

器仪表和维修工方式变频器的能力法的工作

10、变频与工频切

具品德

换的控制电路

11、变频器的程序

控制方式

12、频率给定信号

的种类和电路

13、选择给定方法

的一般原则

14、变频器与PLC

的联结

表4课程教学安排

序号项目（模块）任务（单元）2教学内容重点、难点、考核点课程思政元素学时

1、变频器的发展

任务1变频器概述2、变频器的分类变频器的分类及应用

3、变频器的应用

1、三相异步电动机变频调速原

理工匠精神、精益

1项目1变频器的认识任务2异步电动机变三相异步电动机变频调速原理4

2、三相异步电动机的机械特性求精的工作态度

频调速原理三相异步电动机的机械特性

3、三相异步电动机的变频启动

4、三项异步电动机的变频制动

任务3变频器的结构1、变频器的结构

变频器的主要技术参数

和主要技术参数2、变频器的主要技术参数

1、功率二极管的结构及其特性

任务1

2、晶闸管的结构及其特性

功率二极管、晶闸管、门极可关断晶闸管的结构及其

3、门极可关断晶闸管的结构及

门极可关断晶闸管、电特点个体与一般的关

其特性

项目2变频器常用电力电力晶体管系

24、电力晶体管的结构及其特性4

子器件科技发展是国家

任务21、功率场效应晶体管的结构及功率场效应晶体管的结

的第一要务

功率场效应晶体管、绝其特性构及其特性

缘栅双极型晶体管、2、绝缘栅双极型集体管的结构绝缘栅双极型集体管的结构及

集成门极换流晶闸管、及其特性其特性

智能功率模块3、集成门极换流晶闸管的结构

及其特性

4、智能功率模块的结构及其特

性

1、不可控整流电路

任务12、可控整流电路

不可控整流电路

整流电路3、电容滤波电路

可控整流电路

中间电路4、电感滤波电路各司其职

3项目3交-直-交变频技术5、制动电路精益求精4

任务21、逆变电路的作原理协同合作

逆变电路的工作原理2、逆变电路的基本形式逆变电路的作原理

及基本形式3、SPWM控制的基本原理SPWM控制的基本原理

SPWM控制技术4、SPWM逆变器的调制方式

1、单相输出交-交变频电路的

任务1单相输出交-交组成及其工作原理单相输出交-交变频电路的组成

各司其职

变频电路2、感性负载时的相控调制及其工作原理

4项目4交-交变频技术精益求精4

3、输入输出特性

协同合作

任务2三相输出交-交1、公共交流母线进线方式

公共交流母线进线方式

变频电路2、输出星型连结方式

任务11、高中压变频器调速系统基本高中压变频器调速系统的基本

工匠精神

5项目5高（中）压变频器高(中)压变频器概述形式形式4

严谨工作态度

高(中)压变频器的主2、高中压变频器的技术要求高中压变频器技术要求

电路结构3、高压变频器的运行操作方式

1、输出谐波对电动机的影响及输出谐波对电动机的影响及防

任务2防治措施治措施

高压变频器对电动机2、输出电压变化率对电动机的输出电压变化率对电动机的影

的影响及防治措施结影响及防治措施响及防治措施

3、共模电压对电机的影响

1、变频器的电压等级选择变

频器

2、容量的选择依据电动机的类型选择变频器

任务1

3、依据电动机的类型选择变频依据电动机的运行方式选择变

变频器的选择

器频器

4、依据电动机的运行方式选择

变频器

选择的重要作用

项目6变频调速系统的选1、断路器

6任务2技术能手先进事4

择与操作2、电磁接触器

变频调速系统的主电正转控制电路迹

3、传感器

路及电器选择升速降速控制

变频调速系统的控制4、正转控制电路

电路5、升速降速控制

6、变频与工频切换的控制电路

任务31、变频器的程序控制方式

变频器的程序控制方式

变频器的程序控制2、频率给定信号的种类和电路

变频器与PLC的联结

外接给定信号3、选择给定方法的一般原则

4、变频器与PLC的联结

1、变频器的储存

任务12、变频器的装设场所与使用环

变频器的装设场所与使用环境

变频器的储存与安装境

变频器运行对电网的影响

变频器的抗干扰3、变频器运行对电网的影响工匠精神

项目7变频器的安装与维4、电网对变频器干扰的防止精益求精

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护任务21、变频器的接地注意事项踏实认真

变频器的接地注意事项

变频器的接地与防雷2、变频器的防雷电严谨务实

1、通电前的检查

任务3

2、通电检查空载试验通电检查空载试验、带负载测试

变频器系统的调试

3、带负载测试

四、课程考核

本课程理论部分的教学内容采用卷面考试的形式，对于基于工作的学习情景

进行实操考核。具体考核见表5。

表5课程考核情况

评分项目比率（%）评分要点

10课堂纪律、课堂提问

形成性考核20课堂考勤情况、作业完成情况

30期中检测、单元测验、实操考核

终结性考核40按试卷标准答案评分

五、实施要求

1.授课教师基本要求

本课程的讲授要求授课教师具有本科及以上学历，授课团队教师人数至少4

人(含实验师1人），授课教师具有中级及以上职称，年龄结构合理；授课教师应

掌握电机及拖动知识、电气控制知识、电力电子技术知识、可编程逻辑控制器知

识、电工基本操作技能；授课教师应熟练掌握交直流调速技术、变频调速技术、

可编程逻辑控制器技术等，熟悉学生就业岗位的背景、要求，熟悉行业的发展趋

势。

2.实践教学条件要求

（1）校内实训室

表6电工基础实训室

实训室（中心）名称电工基础实训室面积m2

序号核心设备数量备注

1电工电子技术综合实训装置10

若干

2数字万用表

3兆欧表若干

4电工工具若干

5电流互感器10

6电压互感器10

7电烙铁若干

电子元件（二极管、三极管、集成

8若干

运放、晶闸管、IGBT等）

表7电机维修实训室

实训室（中心）名称电工基础实训室面积m2

序号核心设备数量备注

1电机维修及检测实训装置15

2矿用电动机综合保护实训装置1

3未浸漆的三相鼠笼异步电动机15

4拆、装工具15

5绕线装置（绕线机、绕线模）15

6手摇电子计数绕线机15

7兆欧表若干

若干

8数字万用表

9电工刀、划线板、压线板若干

表8煤矿机械电气控制实训室

实训室（中心）名称电工基础实训室面积m2

序号核心设备数量备注

1机电气液一体化综合实训装置10

2变频调速技术实训装置若干

若干

3可编程控制器实训装置

表9电工基础实训室

实训室（中心）名称电工基础实训室面积m2

序号核心设备数量备注

1单体液压支柱拆柱机2

2单体液压支柱6

3单体液压支柱密封质量检测系统1

4调度绞车7

5QBZ-80N开关5

6400型矿用隔爆磁力启动器5

7矿用隔爆低压自动馈电开关5

8变压器1

9防爆电机3

10组合开关2

11矿用一般型高压开关柜1

12矿用隔爆型真空馈电开关1

13采煤机技能模拟操作实训台1

14胶带输送机1

15掘进机1

16支撑掩护式支架5

17乳化液泵站1

18乳化液箱1

（2）校外实习基地

此部分主要填写本课程教学需要使用的校外实习基地，合作深度包括深度合

作型、紧密合作型、一般合作型三个等级，各等级标准参照校外实践教学基地建

设标准，可参考下表填写。

表10变频技术应用课程校外实习基地

接纳学生

序号校外实训基地名称合作企业名称校外实训基地功能备注

人数

矿井机电设备认识

澄合矿物局二矿澄合矿物局二深度合

1实习、生产实习、160

实训基地矿

毕业实习作型

矿井机电设备认识

韩城矿务局下峪口韩城矿务局下深度合

2实习、生产实习、160

煤矿实训基地峪口煤矿

毕业实习作型

矿井机电设备认识

韩城矿务局象山煤韩城矿务局象深度合

3实习、生产实习、160

矿实训基地山煤矿

毕业实习作型

矿井机电设备认识

蒲白矿务局白水煤蒲白矿务局白紧密合

4实习、生产实习、160

矿实训基地水煤矿

毕业实习作型

矿井机电设备认识

铜川基建公司瑞能铜川基建公司紧密合

5实习、生产实习、140

煤业实训基地瑞能煤业作型

毕业实习

铜川基建公司矿井机电设备认识

铜川基建公司双龙一般合

6双龙煤业实训实习、生产实习、140

煤业实训基地

基地毕业实习作型

矿井机电设备认识

铜川矿局鸭口煤矿铜川矿局鸭口一般合

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