《电机与电气控制技术》课程标准（64学时）

PAGEPAGE1课程标准课程名称 《电机与电气控制技术》 授课对象 机电一体化技术、工业机器人技术专业 课程学分 4 64理实一体 所属系部 设计人（团队） 一、课程目标设计1、总体目标电机与电气控制的一般知识，使学生掌握常用低压电器的使用；三相异步交流电动机的结构、常规电气控制线路的设计、常用的调速方法；直流电机的结构以及调速方法；步进电机、伺服电机的一和技术知识。本课程加强学生素质教育，提高学生分析问题、解决问题的实际能力以及创新意识、工程实践的综合素质，培养机电复合型拔尖创新型人才。2、能力目标动和正反转控制。FR-E700变频器的基本使用方法，能够利用该变频器实现三相异步电机的模拟量调速控制和多段速调速控制。（3）掌握直流电机特点和调速方法，能够正确搭接直流电机正反转电路，编制PLC程序控制直流电机的正反转。（4）基本掌握三菱MR-J4-A系列伺服产品的使用方法，能够根据任务要求正确设置伺服参数。能够根据电气原理图正确完成伺服系统的接线，能够利用控制器实现伺服系统的基本运行操作。能够利用控制器实现步进系统的基本运行操作。3、知识目标(1)掌握低压电器的使用及选型。(2)掌握交流电机的结构、常规电气控制线路的设计、常用的调速方法。（3）掌握直流电机的结构以及调速方法。（4）熟悉控制电机（步进电机、伺服电机）的一般结构和控制方式。4、素质目标(1)通过分组完成项目任务，培养学生团队协作精神，树立诚信意识，锻炼学生沟通交流、自我学习的能力。(2)通过开展对电机结构的调研，可以增强学生的利用多种手段获取技术情报信息能力。(3)通过撰写报告和电子文稿，提高学生书面表达能力，语言组织能力，培养演讲能力和锻炼心理素质。二、课程内容设计序号内容模块名称学时1三相异步电动机及其继电接触器控制242三相异步电动机的变频调速控制83直流电机及其控制64伺服电机及其控制125步进电机及其控制106机动27期末考试2合计64三、能力训练项目设计编号能力训练项目名称能力训练任务名称拟实现的能力目标相关支撑知识训练方式手段及步骤结果（可展示）1异步电动机及其继电接任务1-1：认识交流电能够正确描述三相异步电动机旋转磁场产生的原学习报告机理及电磁感应定律教学的铭牌数据任务1-2：三相异步电能够描述三相异步电机的起动三相异步电动机的学习报告动机的运行特性过程中转矩与转速之间的关系机械特性曲线及特性曲线的三个区域。教学2任务1-3：常用低压电器的认识能够根据要求正确选择低压电的符号常用低压电器的种学生调研、查场教学学习报告触器控制4任务1-4：三相电机直能够根据电气原理图正确搭接三相异步电动机直实训报告项接起动运行接起动电路的工作成果展示原理教学控制等电路5任务1-5：三相电机可能够根据电气原理图正确描述三相异步电动机正现场教学并且实训报告逆运行控制其工作原理并搭接正反转电路反转的工作原理；模型演示成果展示布线标准及用电安学生自己动手全知识搭接电路6任务1-6：三相异步电能够掌握三相异步电动机的调三相异步电机的机学生调研、查学习报告动机的调速与制动控速和制动方法械特性制场教学8任务2-1：认识三菱（1）能够正确设置变频器参数三菱变频器相关参实训报告FR-E700变频器（2）能够正确完成变频器的外数含义成果展示部接线（电源端及输出端）变频器控制面板的并点评（3）能够通过变频器控制面板使用实现对交流电机的起停及调速控制任务2-2变频器点动与（1）参数设置与线路连接变频器点动与多段实训报告多段速控制（2）点动控制实现速相关参数设置成果展示电机变频调（3）多段速控制实现并点评速控制9任务2-3：模拟量调速（1）能够实现PU运行操作、变频器多段速和模实训报告EXT外部运行拟量控制相关参数成果展示（2）能够正确设置变频器多段设置展示并点评方式实现电动机的多段速控制和模拟量调速控制10电机及其控制任务3-1直流电动机的（1）能够叙述直流电机的基本电磁场知识及楞次老师现场教学习报告结构及工作原理定律学，模型演示结构及运行原理（2）能够识别直流电机的铭牌动画视频讲解数据11任务3-2他励直流电动机的起动及正反转控制能够利用继电器完成直流电机的起停及正反转控制线路搭接中间继电器相关知识及直流电机工作原理老师现场教学，模型演示学习报告12任务3-3他励直流电动直流电机的特性现场教学并且实训报告速方法及其电气原理模型演示成果展示机的调速及制动控制学生自己动手搭接电路13任务4-1认识伺服控制伺服电机的概念及教师现场讲学习报告特点及应用伺服控制的原理解（2）理解伺服电机的三种控制伺服电机的控制模系统模式式电机及其控（3）能够选型三菱伺服电机及三菱伺服系统制伺服放大器14任务4-2三菱MR-J4-A能够根据要求正确设置三菱伺三菱伺服放大器相现场教学实训报告系列伺服放大器的使服放大器的参数关参数的含义及设成果展示用定方法15任务4-3伺服电机的手（1）能够正确完成伺服放大器伺服放大器操作面现场教学并且实训报告与伺服电机的接线板的使用模型演示成果展示（2）能够正确完成伺服放大器MR Configurator2学生自己动手与QD75定位模块的接线软件基本应用搭接电路（3）能够通过伺服放大器的面QD75定位模块基本动控制板（或MRConfigurator2应用实现伺服电机的起停及正反转控制QD75的伺服电机手动运行控制任务4-4伺服电机的简单定位控制实现基于QD75的伺服电机基本现场教学并且实训报告位位程序测试模型演示学生自己动手成果展示搭接电路16任务5-1认识步进控步进电机工作原理现场教学并且实训报告特点及应用电磁场理论模型演示成果展示制系统（2）能够根据细分表及转速要细分的概念学生现场操作求完成步进电机驱动器的细分脉冲知识17任务5-2DM542步进电机驱动器的使用（1）能够正确完成步进电机与步进电机驱动器的现场教学并且实训报告驱动器电气线路连接（2）能够正确完成步进电机驱动器与QD75定位模块的接线工作原理及其使用模型演示学生自己动手搭接电路成果展示电机及其控（3）能够根据要求完成驱动器制的参数设置任务5-3步进电机的手动运行控制（1）正确设置定位模块参数（2）编写PLC程序实现步进电机的手动控制定位模块参数设置及手动程序编写及验证现场教学并且模型演示学生自己动手搭接电路任务5-4步进电机的简单定位控制实现基于QD75的步进电机基本位位程序测试现场教学并且模型演示学生自己动手搭接电路四、进程表设计序号学时单元标题能力目标能力训练项目编号知识目标其他内容14任务1-1：认识能够正确描述三相异步电项目1旋转磁场产生的原理及电磁感应交流电机定律任务1-1别三相电机的的铭牌数据22任务1-2：三相能够描述三相异步电机的项目1任务1-2三相异步电动机的机械特性曲线异步电动机的运行特性起动过程中转矩与转速之间的关系及特性曲线的三个区域。36任务1-3：常用低压电器的认识能够根据要求正确选择低电器元件的符号项目1任务1-3标准实训室5S操作规范44任务1-4：三相能够根据电气原理图正确项目1任务1-4三相异步电动机直接起动电路的电机直接起动运行搭接三相电机直接起动电工作原理56任务1-5：三相能够根据电气原理图正确项目1三相异步电动机正反转的工作原电机可逆运行描述其工作原理并搭接正理；控制反转电路任务1-5布线标准及用电安全知识62任务1-6：三相能够掌握三相异步电动机项目1能够掌握三相异步电动机的调速异步电动机的的调速和制动方法及其实和制动方法调速与制动控现任务1-6制74任务2-1：变频（1）能够正确设置变频器项目2三菱变频器相关参数含义器的基本控制参数变频器控制面板的使用（2）能够正确完成变频器端）任务2-1（3）能够通过变频器控制面板实现对交流电机的起停及调速控制84任务2-2：变频（1）能够实现PU运行操项目2任务2-21、变频器多段速控制和模拟量调器的多段速度作、EXT外部运行速的意义及方法和模拟量调速控制（2）能够正确设置变频器通过外部方式实现电动机2、多段速和模拟量控制相关参数意义及设定的多段速控制和模拟量调速控制92任务3-1直流电动机的结构及运行原理（1）能够叙述直流电机的基本结构及工作原理（2）能够识别直流电机的铭牌数据项目3任务3-1电磁场知识及楞次定律102任务3-2他励直能够利用继电器完成直流项目3中间继电器相关知识及直流电机流电动机的起电机的起停及正反转控制任务3-2工作原理动及正反转控线路搭接制112任务3-3他励直项目3直流电机的特性流电动机的调及调速方法及其电气原理任务3-3速及制动控制122任务4-1认识伺（1）能够叙述伺服电机的项目4伺服电机的概念及伺服控制的原种类、特点及应用理（2）理解伺服电机的三种伺服电机的控制模式服控制系统控制模式任务4-1三菱伺服系统（3）能够选型三菱伺服电机及伺服放大器134任务4-2三菱能够根据要求正确设置三项目4三菱伺服放大器相关参数的含义MR-J4-A系列菱伺服放大器的参数任务4-2及设定方法伺服放大器的使用144任务4-3伺服电（1）能够正确完成伺服放项目4伺服放大器操作面板的使用大器与伺服电机的接线任务4-3MRConfigurator2软件基本应用（2）能够正确完成伺服放QD75定位模块基本应用大器与QD75定位模块的接线（3）能够通过伺服放大器机的手动控制的面板（或 MRConfigurator2服电机的起停及正反转控制（4）实现基于QD75的伺服电机手动运行控制152任务4-4伺服电实现基于QD75的伺服电机项目4手动，原点回归及定位程序测试机的简单定位任务4-4控制回归和定位164任务5-1认识步进控制系统（1）能够叙述步进电机的项目5任务5-1步进电机工作原理种类、特点及应用（2）能够根据细分表及转速要求完成步进电机驱动电磁场理论细分的概念脉冲知识器的细分172任 务 5-2（1）能够正确完成步进电项目5步进电机驱动器的工作原理及其机与驱动器电气线路连接任务5-2使用DM542步进电（2）能够正确完成步进电机驱动器的使机驱动器与QD75定位模块用的接线（3）能够根据要求完成驱动器的参数设置182任务5-3步进（1）正确设置定位模块参项目5定位模块参数设置及手动程序编电机的手动运数任务5-3写及验证行控制（2）编写PLC程序实现步进电机的手动控制192任务5-4步进电机的简单定位控制实现基于QD75的步进电机回归和定位项目5任务5-4手动，原点回归及定位程序测试202机动212期末考试五、第一节课梗概（一）介绍实验室常规管理制度和设备使用规范，要求学生遵守规则，规范操作。（二）给学生介绍电机与电气控制技术的现状与未来发展趋势，播放视频介绍电机在工业领域中的应用。（三）给学生介绍课程的地位，课程学习的重要性。（四）给学生介绍课程的项目化教学的总体目标及其总体安排，介绍课程的考核方式。（五）对教学整体设计中的项目内容进行简单介绍，让学生能够建立电机电气控制的概念，了解电机的广泛应用。（六）按自由组合的原则将全班学生2~4人一组进行分组，在项目教学实施过程中实行团队协作，课后递交分组名单。（七）介绍需学生提交的文件资料要求，向学生公布文件命名的方式，文档上交和下发的方式。（八）介绍相关课程网络资源，要求学生上网浏览，深入了解和学习电机控制技术技术。六、考核方案设计本课程是实践性很强的学科，结合课程的特点和学校现有的硬件条件，考核由三个部分组成：课程考核由技能性考核、态度性考核和知识性（期末考试）考核三部分组成，各占40%、20%、40%。每个学习情境的成绩由工作任务完成质量与团队贡献率两部分组成，各占60%、40%，由此计算出每个学习情境的成绩，再按照上表中每个学习情境成绩在过程性考核中所占的比例，最终得出过程性考核成绩。对于取得与本课程相关的技术专利授权、软件产品登记证书，在市级以上学科(专业)相关的竞赛获奖、市级以上刊物发表论文，或者社会技术服务取得明显成效的学生，经本人申请并提供佐证材料,报学生所在二级学院（部）认定后，每项成果可给予一门相关课程不超过10分的附加分奖励并计入学业成绩总分。本课程的教学分为5个大项目