电气自动化技术专业《变频调速技术》课程标准

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速技术》课程标准

《变频调速技术》课程标准

一、前言

（一）课程基本信息

1.课程名称：变频调速技术

2.课程类别：专业核心课

3.课程编码：051005

4.学时：80学时（其中理论教学60学时，课

内实训20学时）

5、适应专业：电气自动化技术专业

（二）课程性质

本课程是电气自动化技术专业及专业群的一门

主干课程，而且是核心专业课程。本课程的教学方式

采用理论一实验一实践的一体化的教学方式。电动机

是我国工业生产过程中必不可少的重要动力装置，为

了满足不同的生产工艺对于电动机调速性能的不同

要求，变频器技术应运而生，使用变频器作为电动机

驱动器有两个重要的好处：可以显著提高电动机调速

系统的调速精度，节能效果显著。本课程重点讲解电

力电子器件、变频技术以及交流异步电动机的基本结

构、基本原理，使学生掌握变频技术的基本特点；通

过对变频器的结构和原理的掌握，能够熟练操作和使

用变频器，对于典型故障有初步的检查和维修能力。

通过本课程的教学，使学生能够熟练掌握变频

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器的结构和使用方法，熟悉和掌握变频器在工业领域

中的具体应用案例，具备初步的有变频器的自动控制

系统设计能力。本课程给学生提供两种不同型号的变

频器供学生学习，通过对照让他们了解通用变频器的

普通使用方法和故障诊断，具备熟练操作使用变频器

的能力。

（三）课程标准的设计思路

1.课程设置的依据

本课程标准根据《2022级电气自动化技术专业

人材培养方案》的目标要求制定。

异步电动机控制技术随着计算机技术的迅速发

展取得了长足的进步，不仅可以满足不同的工艺要

求，在能源日益匮乏的今天，节能环保技术也正在迅

速的发展，并已经在控制技术中得到了广泛的应用。

其中的代表就是变频器技术，兼顾了精度要求和节能

要求两个方面，在国内外，变频器技术都是一项非常

有前途的电动机控制技术，未来的发展前景非常看

好。

2.课程改革的基本理念

本课程以就业为导向，在对本专业所涵盖的岗

位群进行任务与职业能力分析的基础上，以各职业岗

位群共有的工作任务来确定本课程的基本结构和内

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容。其总体设计思路是，打破以知识为主线的传统课

程模式，转变为以实际操作能力为主线的任务引领型

课程模式。

「课程结构以培养学生实际操作能力为重点，以

模块化方式开展教学活动，课程教学可在教室或者变

频器实验室轮流进行，使学生能够在较短的时间内达

到变频器技术课程的基本目标。通过项目分解、任务

引领达到理论与实践一体化的综合训练方式，项目贯

通于整个课程教学中，将项目细分为电力电子器件、

变频技术原理、机电拖动、变频器结构、安装维护几

个部份，每一部份通过完成2-3个子任务来提高学生

理论与实践结合的能力，掌握相应的技能，进而最终

完成整个项目的集成与设计，通过项目实施培养学生

的工程设计和调试维修能力。

由于当前新技术发展较快，学生在校学习的专

业知识、技能相对滞后与实际的工作岗位技能需求。

为保证学生所学知识和技能可以基本满足今后工作

中的基本需要，能够走出校门即将从事相关职业，较

快较好的适应社会的需求，惟有把培养目标指向学生

职业行为能力培养上，使学生有能力适应未来可预见

到的实践技能需求上。

3.课程目标、内容制定的依据

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《变频调速技术》课程是机电类高职工科专业

开设的实践性很强的技能型专业课程，也是相关专业

必修课。它不仅能为相关专业学生考各种国家级职业

资格证书做准备，而且为今后学生的实训、实习、就

业打下坚实的基础。

4.课程目标实现的途径

本课程的突出特点是理论教学与实际训练并

重，要求理论必须与操作密切结合，强调技术的应用。

针对这一特征，课程内容安排上实践为主，教学次之；

教学前半部份详细介绍大功率电力电子器件的原理

和使用方法、变频技术的基本原理等内容，并配合实

验教学提高教学效果、加深学生的理解和认识。教学

后半部份重点讲解变频器的结构和使用方法，训练学

生的接线和变频器控制系统设计能力。在教学过程中

以“变频器技术的应用为主线”并进行分解，以若干'

任务”为支撑，由浅入深，由表及里，逐步深入的了

解变频器的内部结构、技术特点、使用特性等内容，

通过一个个具体而实际的应用案例，让学生全面了解

和掌握变频器控制系统的设计，让他们最终对变频器

技术有全面的理解和认识。

变频器课程将技术学习和实践导向相融合，采

用学与练结合的教学方法，课程内容的选取，紧紧围

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绕满足工作任务的需要，同时又充分考虑学生对理论

知识的掌握和应用，让学生带着问题学习，启示式、

互动式、交互式教学方式并存，由理论出发，引导实

践，再经过实践中的思量，引起学生的好奇心，激发

他们的求知欲，最终让学生由被动学习变为主动学

习，提高教学效果。

二:、课程目标

（一）总目标

《变频调速技术》课程是一门与工业自动化生

产密切联系的实践性很强的专业课。

本课程教学的总目标是使学生在了解和掌握变

频器和变频器原理和使用的基础上，培养学生具有较

完备的变频器和变频器技术知识、较强的设计能力、

拓展能力以及较好的自动化技术设计和实践能力，熟

悉变频器控制系统电气原理图的设计；通过变频器控

制系统的实际安装、调试、运行，使学生达到能够独

立解决简单的工程实际问题，形成爱岗敬业、吃苦耐

劳、善于动脑的品格，为本专业的相关课程和顶岗实

习，就业做好准备。

（二）具体目标

1.知识目标

・掌握变频器的基本概念、基本类型、典型应

用

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・掌握电力电子器件的基本原理和工作过程；•

掌握交直交变频技术；

•掌握交交变频技术；

・了解机电拖动系统的特点；

・掌握变频器的几种常见的控制方式；

・了解变频器系统的选择与操作方法；

・掌握变频器系统的安装与维护；

2.能力目标

•能独立设计变频器系统；

•能理解和掌握相关术语；

・能掌握变频器的基本原理、特点、类型、分

类、应用场合；

•能正确安装变频器，正确完成外部接线；♦

育正确使用变频器；

•能独立完成教学规定的实验；

•能对实验现象进行正确合理的解释；

•会查阅产品说明书和相关技术手册；

•能看懂变频器控制系统电气原理图；

•能判断和排除变频器典型故障；

3.素质目标

在教学中着力培养学生的创新能力和严谨求实

的科学态度、引导学生形成正确的科学观、世界观、

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人生观。

要求学生掌握变频技术和变频器基本原理和使

用方法，通过“举一反三”使其理解变频器在不同工

业生产领域的典型使用情况，并自己会分析和解决实

际问题；教学中不断通过例证使其对变频器的认识由

简单到复杂，由粗浅到深刻，真正理解和认识变频技

术的科学价值和应用价值。在教学过程中，实现上述

课程目标的要求是一个有机的过程，在掌握知识的过

程中，既有能力的训练，也有方法的了解和运用，更

有态度、情感和价值观的体验与培养。掌握知识不是

课程学习的惟一和最终目标，而是全面提高专业素质

的基础和载体。

在教学中要重点培养学生的克服艰难的决心和

信心，自我控制能力、团结合作能力、分析和学习能

力、协调沟通能力、认真严谨的态度、谦虚谨慎的作

风、良好的心理承受能力和正确的社会责任感。

三、内容标准

模块一【公共基础模块】（18学时）

知识内容要求:莪能与态度要求_________

______1,变频器技术概述_____1,变频技术的理论______

（4学时）基础、发展动力和今后的

①变频技术的发展。发展趋势；交-交变频和交

②变频器的基本类型。•直-交变频基本原理，变

③变频器的应用。频器的控制方式和分类；

2.电力电子器件在节能方面、自动化系统

（10学时）中、提高工艺水平和产品

①电力二极管（PD）质量方面的应用；

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SCB^-GICU

②晶闸管（SCR）简介GT「IGBT、MCT、SIT、

③门修可关断晶闸IGCT、IPM、P-MOSFET的

管（GT。）简，介由绩构麓誓圆性、主要参④电

力晶体管（GTR）数、

简介3.》步电动机的结

⑤绝缘栅双极型晶沟、口变频调速技术的理论

体管（IGCBT）简介，.依据、异变电动机蛤铭牌

⑥MOS控制晶体变数、等效电路及其平

衡（MCT）简介%程式、功率及转矩的计

⑦静电感应晶体管算公式;

M襄喘邛换流晶4".机械特性曲

「绘制、

制幼、工■r展勰赞动、

⑨智能功率模块广电动机的调速方法;

（IPM）Wbt5.恒转矩负载、恒

晶体管”（P-MO斓？'）智木曳射特点;

3.电动机与拖动系6.拖动系统的组

统（4学时）成、传动机构的作用及系

①异步电动机工作统参数；

原理。

②异步电动机的机

械特，耨餐礴撮特性。

④拖动系统与传动

机构。

--------------------------------------------------------------------------------——技能与态度要求~~

术（14学时）工作原理和计算方法；

①整流电路；2.电压型逆变电路

②中间电路；和电流型逆变电路的工作

③逆变电路的工作原理及其区别。

原理及基本形式；3.熟练掌握SPWM控

④电压型逆变电路制技术。

工作原理及基本形式；4.了解电压空间矢

⑤电流型逆变电路量控制的PWM技术。

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工作原理及基本形式;5.单相输出交-交变

@SPWM控制技术频技术的原理。

*6.熟练掌握变频器

金电流跟踪控制的的三种常用控制方式。

PWM逆变器；7.U/f控制的特点。

⑧电压空间矢量控8.转差频率控制的

…2.交-交变频技术（特点。

4学时）9.矢量控制技术的

①单相输出交-交变特点。

频电路；10.良好的团队合

②三相输出交-交变作意识。

频电路；

③矩形波交-交变频

电路；

3.变频器的控制方

式（10学时）

①U/f控制；

②转差频率控制（SF

控制）；

③矢量控制（VC控

制）；

④直接转矩控制；

⑤单片机控制；

模块三【综合技能模块】（18学时）

—-----------------------------

1变频系统的选择1.变频露的接线端

与操作（18学时）子使用方法。

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图与接线端子；置。

②变频器的频率参3.具备识读变频器

数及预置；原理图框的能力。

③变频器的主要功4.绘制电路装配草

能及预置；图，完成基本电气控制电

④变频器的选择；路的配线。

⑤变频调速系统的5.使用常用仪器对

主电路及电器选择；变频器和电动机性能测

⑥变频器系统的控试。

制电路;6.良好的团队合作

⑦变频器的操作与意识。

运行；

⑧外接给定电路；

⑨变频器与PLC的

连接；

模块四【基本技能训练模块】（10学时）

维护（10学时）使用说明书的能力。

①变频器的储存与2.识读变频异步电

安装；动机基本参数。

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②变频器的抗干扰;3.变频器控制系统

③变频器系统的调的调试方法。

试；4.排除常见故障。

④变频器的维护与

检查；

⑤变频器的常见故

障及处理；

模块五【工程设计应用模块】（6学时）

-----知识-内容要求-----——技能与态度要求一

1.变频露应用实例1.完成变频异步电

（6学时）动机基本参数的设置。

①变频调速技术在2.具备变频器控制

风机上的应用；系统的初步设计能力。

②空气压缩机的变3,具备变频器控制

频调速及应用；系统的参数调试能力。

③变频器在供水系4.良好的团队合作

统节能中的应用；意识。

④变频技术在中央

空调系统中的应用；

四、实施建议

（一）教学组织

1.教学过程中，应立足于坚持学生实际操作能

力的培养，采用项目教学，以任务引领型项目提高学

生学习兴趣；

2.本课程教学以，教「学「练互动结合，

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教师示范，学生操作，学生提问，教师解答、指导。

教师选用工程典型案例讲解，示范操作，学生进行分

组操作训练，让学生在操作过程中，熟悉系统的外部

跚、程序的编写、调试、运行。同时学会分解项目、

设计最优程序；

在教学过程中，方式灵便机动，淡化理论与实

践环节的界限，充分利用教学仪器、实验设备将要讲

授的内容展示或者演示出来；理论通过实验获知，实

验通过理论的指导得到领悟；课堂上教师讲解生动、

具体，学生如身临其境，效果自然很好；

在教学过程中教师关注本专业领域新技术、新

设备、新应用实例，课堂上可作为教学补充内容，扩

展学生眼界，使学生贴近生产现场和时代要求。

（二）教材编写

1.依据本课程标准编写教材；

2.教材应充分体现任务引领实践导向的课程设

计思想，以模块化为主线设计教材，培养学生学习、

运用能力；

3.教材在内容上应重点突出，还应把变频器发

展的新知识、新技术融入教材，拓展学生眼界与课外

知识，顺应岗位需求；

4.教材以学生为本，文字通俗、表达简炼，内

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容展现应图文并茂，图例与案例能引起学生兴趣，重

在提高学生学习的主动性和积极性；

5.教材中注重实践内容的可操作性，强调在操

作中理解与应用理论。

（三）教学评价

好的考查、考试制度能够给学生起到很好的引

导作用，这就是价值取向决定行为取向的规律。为了

加强变频器课程的改革效果，更好体现变频器课程应

用性、实践性，“变频器原理及应用，裸程在考试方法

上可采用以下方式：

考核手段以实践考试为主（占学期总分的

60%）,而理论考试只占学期总分的30%,平