电机与拖动技术项目化教程 教案 孙方霞 项目1、2 变压器的应用与维护、三相异步电机的应用与维护

电机应用技术

授课专业：

授课教师：

授课班级：

学时：64

目录

一、教学基本信息..........................................1

二、教案..................................................3

项目1变压器的应用与维护...........................................3

任务1认识变压器的作用及结构.....................................3

任务2测量变压器的参数及运行特性.................................7

任务3三相变压器的安装与使用....................................11

任务4其他用途变压器的使用......................................15

任务5变压器的故障及维护........................................19

项目2三相异步电机的应用与维护....................................22

任务1三相异步电机的作用与结构..................................22

任务2三相异步电机的工作特性及机械特性..........................26

任务3三相异步电机的起动控制....................................30

任务4三相异步电机的调速控制....................................35

任务5三相异步电机的制动控制....................................39

任务6三速锚机的控制方案设计....................................43

任务7三相异步电机的日常维护及故障分析..........................46

项目3单相异步电机的应用与维护....................................49

任务1单相异步电机的作用与结构..................................49

任务2单相异步电机的运行控制....................................53

项目4同步电机的应用..............................................56

任务1同步电机的作用与结构......................................56

任务2同步调相机的使用..........................................59

任务3同步电机的起动控制........................................62

任务4同步电机的应用............................................65

项目5直流电机的应用与维护.......................................68

任务1认识直流电机的作用及结构..................................68

任务2测量直流电机工作特性及机械特性............................72

任务3直流电机的起动控制........................................76

任务4直流电机的调速控制........................................80

任务5直流电机的制动控制........................................84

项目6特种电机的应用.............................................88

任务1伺服电机的认识与应用......................................88

任务2步进电机的认识与应用......................................91

任务3自整角机的认识与应用......................................94

一、教学基本信息

教学基本信息

课程名称电机应用技术授课班级

总课时64授课人数30

授课时间课程类型理实一体课程

参考教材：

教材1、电机与拖动技术项H化教程（机械工业出版社）

补充讲义：

1.信息资源：职教云课堂，电机与电机控制仿真软件，电机原理动画，视

教学资源频；

2.环境资源：电机与电力拖动实验室

本课程主要分析研究电机与电力拖动的基本规律，同时从工作机械的

运行控制要求出发，分析研究电动机运行的基本规律、基本控制电路、常

见故障分析、常用控制电机的应用、拖动电动机容量的选择等问题。课程

基本任务是：要熟悉常用的交、直流电机，变压器及控制电机的基本结构、

运行原理及运行特性；掌握交、直流电动机的机械特性，调速原理及起、

制动方法；具备选择电力拖动系统中使用的电动机所必需的基本知识以及

基本控制电路分析运用能力：了解电机与电力拖动今后发展的方向。为学

习《自动密制系统》、《工厂电气控制技术》、《PLC控制》及《工厂供电》

等课程准备必要的基础知识。

本课程主要按照电机类型进行项目设计，总体项目设计如下图所示。

课程分析

任务一认识变压器的作用及结构

任务二流量变压署的参数及运行待住

项目一变压器任经三三相交压器的安装与使用

的应用与维护任务四其他用途充压器的使用

任务石变压器的故障及维护

任务一认识三相异步电机的作用及结沟

任务二二相异步电机的工作符性及机戒后性

任务三三相异步电机的起动控制

项目二三相异步任务四三相异步电机的调速控制

电机的应用与维护任务五三招异步电机的制动控制

任旁六三速缩机的控制方案设计

任务七三相异步电机的日常维护及故漳分忻

电

任务一认识单相异步电机的作用及结构

机

项目三单相异步

应任务二单指异步电机的运行控制

电机的应用与维护

用

技任务一认识同步电机鸵作用及结构

术

任务二同步调招机的使用

任务三同步电机的起动控制

任务四同步发电机的应,月

任务一认识鲍随机的作用及结构

任务二浏量直流电机工作特性及机械特性

任务三直流电机的起动控叔

任务四直流电机的调速控耗

任务五直流电机的制动控怒

任务一伺服电机的认识与应用

任务二步速电机的认识与应用

任务三三整角机的认识与应用

情景式教学、引导式教学、分组讨论、“教、学、做、评"四步反馈式教

教学方法

学

二、教案

教案

项目1变压器的应用与维护

任务1认识变压器的作用及结4学时

授课任务授课学时

构

电机与电力拖

授课班级授课地点

动实验室

任务描述

某车间采购r一批小型电源变压器用作工作供电，安装人员需对变压器作用及结构有基本

的认识，并进行正确安装。因此，本次任务是掌握变压器的工作原理、结构组成，能够完成变压

器的基本拆装。本次任务主要由以下几项子任务构成。

变压器变压比的测定

小型变压器的拆袋

任务一认识变压器的作用及结构

读懂变压器铭牌

学情分析

本次任务是本课程的第一个任务，对变压器的学习起到奠定基础及引导兴趣的作用，通过

对前导课程的摸底测试，学生的知识、能力、素养基本情况和特点分析如下：

【知识和技能基础分析】授课对象为工业机器人技术专业二年级上学期学生，已具备甩路、

电力电子等知识基础，但从他们成绩情况分析，对理论知识部分掌握得并不扎实；

【认知和实践能力分析】学生缺乏基本的电路连接和分析能力；

【学习特点分析】学生对理论知以学习兴趣不强，但是对动手项目兴趣浓厚。

教学目标

知识目标能力目标素质目标

1.能够复述变压器的概1.能够规范使用设备、进

念：

行设备安全检查；1.在任务实施中树立正确

2.能够说出变压器的基本2.具有安全操作的意识：的团结协作理念，培养协

工作原理、作用；

3.能正确使用仪器仪表对作精神；

3.能够说出变压器主要的

变压器参数进行测量；2.在任务操作中培养精益

应用场所；

4.能按照正确顺序进行变求精的工匠精神；

4.能够认识变压器的主要

压器的拆卸及安装；3.在团队分工中培养肉位

组成部件；

5.能够根据变压器铭牌正责任心；

5.能够熟练解读变压器的确选择变压器；

铭牌；

教学重难点

教学重点教学难点

1.变压器的拆装

1.变压器的结构及铭牌含义

2.铭牌含义的解读

教学过程

课前

教学内容教师活动学生活动设计意图

1.通过职教云平台发布本次课程学1.登录职教云平台，按1预.习使学生对

习任务单；照老师布置任务观看将要学习的内

了解学生

视频、PPT：容有一定程度

相关知识2」二传相关学习资料：变压器的典

的了解，做到有

切娜兄；型应用视频、PPT等；2.领取任务(1)和任务

目的的学习；

发布课前(2),并完成；

3.设置课前任务：

2.分组可以促进

(1)利用网络资源，搜索关于变3.完成预习测试；

学生的团结协

压器典型应月的案例；

4.选择语音、留言等方作。

(2)了解变压器的结构；

式反馈预习难点。

4.布置作业：预习测试；

5.利用职教云进行统计分析，了解

学生预习情况与测试成绩，计入总

评，并以此为依据给学生分组；

课中

教学内容教师活动学生活动设计意图

【视频播放】变压器爆炸视频1.观看变压器爆炸视频1.通过爆炸视频

课程导入集锦，观察变压器爆炸强化生产安全

(lOmin)的客观因素；的重要性；

2.引出项目一的

学习内容一变

压器的应用与

维护

【引出项目】通过讨论进一步引出

变压器安全运行的重要性，进而说

明本次课的项目内容。

【发布任务】发布本次课的任务内

容：变压器变比的测定、变压器的

拆装、变压器名牌的解读；

【微课视频】学生观看变压器的工【微课学习】学生观看

1.变压器作原理微课视频。变压器工作原理，并提

变比的测出疑问；

定【学生任务】学生在职

(30min)教云总结变压器的工

作原理；使学生熟悉变

【答案修订】小组根据压器的工作原

教师点评思考和订正理，并熟悉试验

在职教云中的作答：台的操作。

【分组任务】分组完成

【任务布置】教师在职教云布置课

变压器变比测定方案

堂任务：请学生用自己的语言描述

的设计；

变压器的工作原理；

【实践验证】根据教师

【教师点评】根据学生在职教云平点评修改变压器变比

台完成的作答结果以及各小组讲解测定方案，并在实验台

情况进行点评；上进行操作。

【任务布置】请学生分组制定变压

器变比的测定方案：

【教师点评】根据对各组的制定的

测量方案进行点评。

【现场教学】教师指导各组进行变

比的测量；

【教师总结】

2、变压器【教师讲评】教师展示职教云中学【小组讨论】学生总结1.通过教师讲授

的用途及生任务一的展示，并请学生总结变变压器的用途。拓宽学生视野；

分类压器的用途。2.教师通新中国

(2()min)【讲师讲授】根据变压器的用途讲【总结记录】小组根据第一台变压器

授变压器的分类；教师讲评，对电力系统的案例激发学

【课堂提问】请学生想一下在电力中的变压器进行总结生报效祖国的

传输系统中哪里会用到变压器；并记录；决心，通过世界

【教师总结】变压器在整个电力系【学生讨论】学生通过最大变压器的

统中的作用，以及变压器容量如何对新中国第一台变压新闻激发学生

选择；器及全世界最大的变民族自豪感。

【课堂讨论】请学生通过手机查询压器的新闻学习，发表

新中国的第一台变压器及全世界最自己的想法和感受。

大的变压器，并说说自己的看法。

3、小型变【教师讲评】教师展示职教云中学1.在实践过程

压器的拆生任务二的展示，并请学生总结变中了解变压器

装压器的结构。的结构；

(80min)【播放视频】教师播放视频，观看【分组拆装】分组对小2.通过变压器

小型变压器的拆装。型变压器进行拆装与的拆装使学生

【启发教学】通过观看视频，对照测定。更深入地掌握

实际变压器，认识变压器的具体结【安装测试】在教师的变压器的结构

构；指导卜对小型变压器及工作原理；

【操作演示】教师演示小型变压器安装之后的绝缘性，绕

的拆装及测量。组安装的正确性进行

测定。

【小组讨论】小组展示

本组拆装过程及结果；

并总结小组拆装中的

4、变压器【任务布置】教师展示职教云中各【查阅资料】小组查阅1.培养学生主动

的铭牌解发布任务：请分组对变压器的铭牌资料，讨论后在职教云分析问题的能

读；进行解读；；进行作答；力；

(30min)|啜•干式电力变压器【小组汇报、互评】各2.及时解决问

小组派代表上台汇报题，帮助学生理

产8型,；m:

•定《匹hVA作答思路；清工作过程思

小组间完成互评；路。

【修订答案】小组在教

师讲解后,修正在职教

云中的作答；

【教师点评】教师点评各小组解读【头脑风暴】师生交

结果；流，头脑风暴，解决课

【教师讲解】教师结合各种不同的中出现的问题；

铭牌讲解变压器铭牌的解读方法；

课后

1通.过职教云布置课后测试题目和所有学生能正确无误加强与学生交

课后巩固

拓展训练题：完成练习;流互

及拓展

2通.过职教云讨论区与学生进行交动，培养学生自

流，帮助学生解答课后拓展题问题。学能力和分析

问题能力。

项目1变压器的应用与维护

任务2测量变压器的参数及运4学时

授课任务授课学时

行特性

电机与电力拖

授课班级授课地点

动实验室

任务描述

某变压器工厂生产了一批变压器，在出厂之前，需要对变压器的参数及运行特性进行出厂

检测，检测人员需要掌握变压器参数及运行特性测量的相关知识，井能够正确进行测量。因此，

本次任务主要是对变压器的空载、短路参数进行测最，并对其负载电路进行测试，绘制运行特

性。本次任务主要由以下几项子任务构成。

测定变压器空载参数

变压器负载阻抗的选择—

任务二测量变压器的参数及运行特性测定变压器短路参数

测定变压器的运行特性

学情分析

本任务是变压器应用与维护项目中的难点与重点，难点在于本任务涉及到的理论知识较

多，需要学生具有一定的理论分析能力，重点在于，变压器的参数测定是变压器应用与维护中一

个不可或缺的技能点。本任务学生的知识、能力、素养基本情况和特点分析如下：

【知识和技能基础分析】已经掌握了最基础的变压器原理，但前期电路理论知识掌握不扎实，会对

使本任务实施难度增加；

【认知和实践能力分析】已具备变压器的基本接线能力，但对于参数测量及注意事项认识不

够；

【学习特点分析】学生对实际操作兴趣浓厚，但理论分析能力较弱；

教学目标

知识目标能力目标素质目标

1.能够推导空载运行、负1.能够规范使用实验设1.树立安全第一的工作规

载运行的等效方程；

备、掌握本实验安全要则，将安全理念渗透到整

2.能够说出变压器等效方占•个课堂中；

程中各参数的物理意

2.能够熟练掌握空载实2.培养遵守规范的实验习

义；

验、负载实验、短路实惯，做到项目实施的正确

3.能够说出空载实验、负

验的实验步骤；性；

载实验、短路实验的实

3.能正确使用仪器仪表对3.培养灵活创新、坚持不

验目的；

变压器实验数据进行测懈、精益求精的工作态

4.能够根据理论分析变玉

量；度；

器运行特性；

4.能根据测量数据，对参4.培养团结协作、互帮互助

5.能够说出变压器进行电

数进行计算、对特性曲的合作精神；

路等效折算的原则；

线进行绘制；

6.能够写出等效电路折算5.能够根据变压器等效阻

的变换公式；抗选择变压器负载阻

抗；

教学重难点

教学重点教学难点

1.变压器参数的物理意义分析；

变压器等效方程的建立

2.变压器的参数测量及分析；

教学过程

课前

教学内容教师活动学生活动设计意图

预习变压1.职教云发布预习PPT和视频；1.学习预习PPT；1.预习课前任

器空载及2.布置小组任务：回答职教云发布2.查阅资料，完成课前务，保证课堂学

负载参数的讨论：在空载参数和短路参数的小组任务；习的有效性；

测定过程；测定实验中，电压表和电流表的放2.查阅资料，提

置位置是固定的吗？能不能随意调升自主学习的

换前后顺序，为什么？能力；

课中

教学内容教师活动学生活动设计意图

【观看视频】观看因g个视电力变压学生思考，在变压器的让学生形象直

课程引入器的检修、变压器的出厂检测。检修及出厂检测中需观认识变压器

(lOmin)要进行检测参数有哪的出厂检测及

些。维修检测手段。

1

澧3

【任务展示】教师展示课前在职教

课前小组云发布的小组任务：空载参数测定【头脑风暴】学生记录1.使学生对变压

任务展示中电压表及电流表的测量位置；空载参数测定要点；器空载参数测

(lOmin)【教师点评并总结】教师点评小组定有基本的认

作答情况，并明确空载实验中电压识；

表及电流表的测显位置，并解释原

因；

【任务布置】将学生分组5人一组，【小组分工】根据分发1、小组协作，

空载参数1人为组长，负责操作安全。的任务单，确定小组分初步解决向题。

测定任务(1)理解空载参数测定的原理：工；2、养成良好的

(2)明确空载参数测定的步骤：【安全操作】明确操作职业操作习惯。

(20min)(3)强调注意事项，提高学生责任过程的安全要求：

意识。

【教师演示】教师在试验台演示变

压器空载参数测定的操作。

【安全教育】结合变压器试验台实

际工作特点和安全事故案例，启发

学生思考安全操作的重要性，引导

学生养成规范操作的职业习惯。

【引导操作】引导学生正确进行电【分组实操】对照任务通过实际操作

空载参数路的连接；单，进行变压器空载参熟悉实验台的

测定任务【安全检验】教师对连接电路的安数的测定；操作及空载实

实施：全性进行检验；【实操记录】记录过程验的主要步骤。

(30min)【答疑解惑】随时对学生操作过程参数及注意事项；

中产生的问题进行解答；

空载参数【组织展示】请各组同学进行参数【参数计算】对空载参

测定任务展示数进行计算；引导学生对参

分析；【提问】教师针对展示的参数进行【分组展示】每组对计数计算背后的

(20min)发散提问；算的参数进行展示；物理原理进行

【教师分析】针对参数出现的各种【分组讨论】针对老师思考：

情况进行分析总结；提问进行思考并作答；

【任务展示】教师展示课前在职教

课前小组云发布的小组任务：短路参数测定【头脑风暴】学生记录1.使学生对变压

任务展示中电压表及电流表的测量位置；短路参数测定要点；器短路参数测

(lOmin)【教师点评并总结】教师点评小组定有基本的认

作答情况，明确短路实验中电压表识；

及电流表的测量位置，并解释原因；

【任务仙置】【小组分工】根据分发养成良好的职

短路参数(1)理解短路参数测定的原理；的任务单，确定小组分业操作习惯。

测定任务(2)明确短路参数测定的步骤；工；

布置(3)强调注意事项，提高学生责任【安全操作】明确操作

(20min)意识。过程的安全要求；

【教师演示】教师在实验台演示变

压器空载参数测定的操作。

【安全教育】短路时容易产生较大

电流，在本次试验中需要特别强调

操作的顺序；

【引导操作】引导学生正确进行电【分组实操】对照任务通过实际操作

短路参数路的连接；单，进行变压器短路参熟悉实验台的

测定任务【安全检验】教师对连接电路的安数的测定；操作及空载实

实施；全性进行检验；【实操记录】记录过程验的主要步骤。

(30min)【答疑解惑】随时对学生操作过程参数及注意事项：

中产生的问题进行解答；

短路参数【组织展示】请各组同学进行参数【参数计算】对短路参

测定任务展示；数进行计算；引导学生对参

分析；【提问】教师针对展示的参数进行【分组展示】每组对计数计算背后的

(20min)发散提问；算的参数进行展示；物理原理进行

【教师分析】针对参数出现的各种【分组讨论】针对老师思考；

情况进行分析总结；提问进行思考并作答；

变压器参【启发讨论】对参数测定中常见的【分组讨论】思考教师1.根据问题讨

数测定任问题进行提问，并要求学生进行讨提出的问题并进行讨论进一步深化

务的总结；论；论；知识理解；

(lOmin)【教师打分】对各组的操作进行总【小组打分】每组根据2.根据量化打

结并进行打分；成员的表现分别对成分每位同学对

员进行打分；自己的课内学

习进行反思；

课后

通过职教云发布课后任务：而出变所有学生能正确无误加强与学生交

自主练习压器空载及短路的参数变化特性；完成练习；流互动，培养学

任务拓展生自学能力和

分析问题能力。

项目1变压器的应用与维护

任务3三相变压器的安装与使2学时

授课任务授课学时

用

电机与电力拖

授课班级授课地点

动实验室

任务描述

某厂进行产能升级后，原有电力变压器不能满足新的供电需求，因此需购置一台新的电力

变压器与原有变压器并联使用，因此，需要采购人员掌握三相变压器并联运行的相关知识，学会分辨三

相变压器的极性和连接组。本次任务主要是对三相变压器的极性和连接组别进行判别。

学情分析

本任务是三相变压器应用中的重要的技能点，因此，对学生的操作性要求较高。本任务学

生的知识、能力、素养基石情况和特点分析如下：

【知识和技能基础分析】对三相变压器认识不足，对极性了解不够，在操作上，从未进行过三

相电极性的判别操作；

【认知和实践能力分析】已具备单相变压器的基本接线能力，三相变压器缺乏认知；

【学习特点分析】学生对实际操作兴趣浓厚，但理论分析能力较弱，且由于三相电危险系数

高，动手操作时畏首畏尾；

教学目标

知识目标能力目标素质目标

1.能够说出三相变压器并

联运行的条件；

2.能够说出变压器极性的1.培养遵守规则、安全第一

含义；1.能够熟练掌握两种同名的工作习惯；

端测定放法：培养灵活创新、精益求精

3.能够复述变压器极性的2.

的工作态度；

测定方法；2.能够熟练掌握变压器连

接组别判别方法：

4.能够复述变压器连接组3.培养团结协作、互帮互助

别的判定方法；的合作精神；

教学重难点

教学重点教学难点

1.变压器的极性判别；

1.变压器的极性判别；

2.变压器并联运行的条件；

2.变压器连接组别的判定；