《电机与电气控制》课程介绍 一、适用对象 本课程标准适用于三年制高职机械制造及自动化专业及数控技术专业。 二、课程定位 本课程是高职学院机械制造及自动化专业及数控技术专业重要的核心课程，在整个专业课程体系中起着承上启下的作用，既是后续课程的专业基础课，而其本身更是专业理论具体应用于工业实践的课程。本课程先修课为《电工电路》、《钳工实训》等，后续课程有《PLC》、《机电设备的故障诊断与维修》、毕业设计等。通过本课程的学习和实践，旨在培养学生较全面地了解电机、电器的基本结构和原理，掌握电机的电气控制原理，并具备对常用的典型机床电气线路及其接线和故障分析排除的基本能力，培养学生理论联系实践的良好学习风气；养成遵守安全规范的操作良好习惯、勤于思考、善于总结的处理实际问题的良好的职业素养，为学生成为一名合格的机电检修与维护人员打下良好的基础。 三、课程改革的历程 依据高等职业教育的特点和课改的实践，将传统的《电机与拖动》、《低压电气控制》、《机床电气控制》等课程内容进行了整合，课程内容以交、直流电机的控制为主线，并以三相异步电机的控制为主，辅助学习一些控制电机和变压器的相关知识。并对电气控制原理图的设计以及实际运用中常用的电气维护检修、电气接线图等知识也做了适当的介绍。以期培养学生分析、解决实际问题的能力和进行简单电气控制系统的设计能力。 2012年根据本专业学生面向的岗位群和要求的岗位技能，教改中将课程教学内容与该课程相关的应用领域及岗位对应，尝试改原有的系统教学内容为模块化教学内容。《电机与电气控制》课程采用了项目化教学模式，改革后的课程以一个个工作任务为目标，在学习相关知识的基础上对工作任务进行分析、实施、评价，通过这种“做中学、学中做”的教学模式改革，课程是以学生为主导，师生互动的行动领域学习，通过学习学生不仅获得了专业知识和职业技能，也培养了学生的沟通能力和团队合作等社会能力，进一步提高了学生的分析问题、解决问题的方法能力，锻炼了学生的职业素养，进一步达到工学结合的教学效果。 四、课程培养目标 1、总体目标 通过本课程的学习，使学生了解典型的低压控制电器的性能和使用方法；了解交、直流电机的构造及其基本工作原理，掌握交直流电机的控制方法，并能看懂普通机床电气说明书，能对一般电机及电气安装线路故障进行故障分析并排除；能按原理图或接线图正确进行常规电气控制线路的接线；同时了解变压器的结构和工作原理，熟悉常用控制电机结构和原理，并能排除简单的控制电机故障。 通过行动导向的项目式教学，强化学生实践技能的培养，培养学生的综合职业能力和职业素养；培养学生独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力；培养学生人际交往、沟通协作等方面的态度和能力。 2、具体目标 （一）知识目标： ①了解常用电机的基本结构和工作原理。 ②熟悉低压控制电器的基础知识。特别是电磁式控制电器的结构及工作原理。并掌握这些电气的基本选择方法和维护方法。 ③掌握开关电器主要技术参数、适用场合、产品型号、图形符号和文字符号的表示方法。 ④了解三相笼型异步电动机单向点动、连续运行的控制原理及控制线路的工作原理。并能进行安装调试。 ⑤了解直流电机的起动、调速和制动的控制方法，并能安装调试。 ⑥掌握电器图纸的类型、国家标准电气原理图的绘制原则。并能根据原理图设计绘制接线图。 ⑦掌握电器自锁、互锁、过压、过流、短路保护、欠压保护等环节。 （二）能力目标： ①能处理电机及电气控制回路的简单故障。 ②能正确识读电气控制线路图。 ③能正确辩识常用低压电器型号、相关参数指标。会按照电气元件说明书了解其技术指标和接线方式。 ④能按电气控制线路原理图正确绘制电气元件布置图和电气元件接线图。 ⑤能够按照电气原理图检查所需电路元器件的数量、型号、质量是否与图纸要求相符。 ⑥能够按照工艺要求在控制板上进行电器元器件的安装。 ⑦接完线路后能够根据电气控制线路图进行调试，排除故障。 ⑧会使用数字式万用表等常用仪器、仪表对所连接的电路进行检查和故障判断。 （三）素质目标： ①在完成各项任务的教学活动中，锻炼学生的团队合作、相互协作的能力及专业技术交流能力。 ②培养学生制定工作计划的方法能力及获取新知识、新技能的学习能力。 ③形成良好的成本核算、成本节约意识。 ④具备良好的职业道德和职业修养。 五、课程内容和要求 本课程分为三相异步电动机的拆装、运行与维护、三相异步电动机的控制、典型电气控制系统的故障诊断、直流电机的运行与维护、变压器的运行与维护、常用控制电机的运行6个学习项目。 本课程总课时为108课时，在实际教学中，可根据所教授的对象对内容做适当增减，具体课时安排可参照下表： 学习项目与学时分配 项目名称 学习目标 学习场地要求 学时 学习方法建议 1.三相异步电动机的拆装、运行与维护 （S1-1） 通过完成项目下的5个工作任务，使学生掌握三相异步电动机的结构、运行原理、铭牌参数及机械特性。了解三相异步电动机的拆装过程及故障分析处理方法，掌握万用表、兆欧表等相关仪表和工具的使用方法. 多媒体 电机与电气实验室 8 任务教学法 小组讨论教学法 演示法 2.三相异步电动机的控制 （S1-2） 通过完成三相异步电动机控制的5个典型工作任务，使学生掌握常用低压电器元件的工作原理、使用、选用方法，掌握三相异步电动机起动、制动、调速控制线路的实现方法。初步掌握变频器调速的方法，初步具有电气控制线路的调试能力、故障排除能力。掌握机电设备电气维护检修的安全操作规范。 多媒体 电机与电气实验室 低压电器元件实物 32 任务教学法 小组讨论教学法 实践操作法 演示法 3.其他交流电机的运行与维护 （S1-3） 通过完成2个工作任务，使学生掌握单相异步电动机、同步电动机的结构、工作原理、机械特性及起动、调速方法。初步掌握单相异步电动机的故障分析与排除方法。掌握单相异步电动机、同步电动机日常维护方法及安全操作规范。 多媒体 电机与电气实验室 4 任务教学法 演示法 讲述法 4.典型电气控制系统的故障诊断 （S1-4） 通过完成C6140车床、M7120平面磨床、Z3050摇臂钻床、T68镗床、X62W铣床电气控制线路的故障诊断与维护这5个工作任务，使学生掌握电气系统图的种类及相关国家标准，掌握电气控制系统图的绘制原则、识读方法，电气控制系统的保护设置。掌握机床控制柜内电器元件的布置，各元器件的作用及其相互连接关系，掌握机床电气控制线路的分析、故障诊断方法。使学生具有电气线路的设计、元件选型、线路制作、调试及故障处理能力。掌握电气维修的安全操作规范。 多媒体 电机与电气实验室 具有能够进行机床故障设置训练的机床电器实训室 46(含一周的实训) 任务教学法 小组讨论教学法 现场教学 实践操作法 演示法 5.直流电机的运行与维护 （S1-5） 通过完成项目下的3个工作任务，使学生掌握直流电机的结构、励磁方式、运行原理、铭牌参数及他励直流电动机的机械特性，直流电机的起动、正反转、制动、调速原理及其控制线路实现。初步掌握他励直流电动机机械特性的测定方法，直流电机控制线路的分析能力。掌握直流电机及其控制柜日常保养维护及安全操作规范。 多媒体 具有直流电机实物的电机实训室 电机与电气实验室 6 任务教学法 小组讨论教学法 实践操作法 讲述法 6.变压器的运行与维护 （S1-6） 通过完成项目下的2个任务，使学生掌握变压器的结构、铭牌参数、工作原理、运行特性，三相变压器的连接方法、磁路系统、绕组联结组别的含义。初步掌握变压器的拆装工艺，单相、三相变压器的使用、维护方法及安全操作规范。 多媒体 电机与电气实验室 变压器实物 6 任务教学法 小组讨论教学法 讲述法 7.常用控制电机的运行 （S1-7） 通过完成该项目下的3个工作任务，使学生掌握交直流伺服电动机、步进电动机、交直流测速发电机的结构、工作原理及其特性，初步掌握常用控制电机在生产中的应用。 多媒体 具有控制电机的机电设备 6 任务教学法 案例法 讲述法 六、课程设计 根据典型工作任务的完成过程的来安排相关教学内容，将实践内容和理论知识相互整合，使得学习顺序符合工作过程，做到了学习过程和工作过程的相辅相成。课程设计中以完成典型工作任务所应具备的专业知识、技能及职业素养为主，结合学习认知规律，整合重构本课程结构。根据本课程特点，根据学习技能的不同分2个教学阶段完成。第一阶段包括：交流电机及其控制、直流电机及其控制、控制电机的认识、变压器的运行分析。这4个项目为基本知识训练阶段，通过这一阶段的训练让学生掌握交直流电机、控制电机、变压器的相关理论知识和电机的拆装与维护方法，电机控制技术等基本方法；第二阶段为综合应用能力训练阶段，通过“C6140车床电气控制线路的故障诊断与维护、M7120平面磨床电气控制线路的故障诊断与维护、Z3050摇臂钻床电气控制线路的故障诊断与维护”等5个工作任务的完成，强化学生对典型机电设备控制线路的故障检查、分析及排除能力的训练。 教学方法主要采用项目加任务驱动教学模式，以完成每个项目任务为目标进行学习。每一具体任务的完成中遵循“明确典型工作任务—学习相关知识—进行任务分析—任务实施—任务完成情况的评价”这一步骤进行教学组织。实现这种“做中学、学中做”的理实一体化的教学模式。通过完成这两个阶段不同的工作任务，学生的职业能力得到循序渐进的提高，从而达到本专业的职业岗位要求。 七、对教师的要求 1. 具有电气工程电气控制系统设计经验，并能实际操作。 2.具有维修电工考评员证或高级考评员资格，或具有电气工程师资格。 3.具备设计项目教学法的设计及应用能力。 4.能采用先进的教学方法，具有比较强的驾驭课堂的能力。 5.熟悉职业规范并具有良好的职业道德。 八、考核方式与标准 课程考核由项目实施过程考核和期末考核组成，过程考核关注学生的技能和社会能力，采用教师评价，组内成员自评与互评方式，每个项目、任务都有考核标准，具体考核标准见每个任务的学生评价表和教师评价表。过程考核结果按30%的比例计入课程总成绩，期末考核占总评成绩的70%，进行成绩的综合评定。 九、教学条件 1. 教材： 《电机与电气控制》主编代礼前 副主编任雪鸿 牛晓玲 中国铁道出版社 2.教学资源： （1）与教材相配套的教学课件、行业新标准。 （2）自编配套教学资料： ① 电机与电气控制实验指导书 ② 电机实训指导书 ③ 机床电路故障诊断与维护实训指导书 ④ 进行项目教学的任务单，学生自评互评表，教师评价表。 （3）维修电工技能教学录像： ① 三相异步电动机的拆卸与检修 2个 时长 90分钟 ② 常用电动机与变压器的维修 1个 时长 51分钟 ③ 常用低压电器的维修 1个 时长 54分钟 ④ 设备控制线路 2个 时长 86分钟 ⑤ 常用机床电气线路的安装与维护 3个 时长110分钟 （4）网络资源 ① 《电机与电气控制》院级精品课网站 http://eol.xatzy.com/eol/jpk/course/layout/page/index.jsp?courseId=1757 ②《电机与控制应用》http://www.motor-abc.com ③《机床电器》杂志http://www jcdq.chinajournal.net ④ 中国电工技术学会工作网站　http://www.ces.org.cn ⑤ 中华工控网　http://www.gkong.com/ 3.教学设施 （1）校内实践场所 序号 校内实践场所名称 设备名称 完成主要实训内容 1 电机实训室 小容量三相异步电动机、直流电机、电机拆装常用工具（螺丝刀、胶木榔头、压线板等）、绕线机、电机耗材、电工仪器仪表（万用表、兆欧表等）、通电测试试验台。 小容量三相异步电动机、直流电机的拆装、通电试验。 2 电机与电气控制实验室 常用低压电器元件、天煌电机与电气控制试验台、三相鼠笼式异步电动机、三相绕线式异步电动机、双速电动机、直流电机、测速机、变压器、常用控制电机、电工仪器仪表。 1.三相异步电动机基本电气控制线路的安装调试。 2.直流电机机械特性的测定。 3.变压器工作特性的测定。 4.常用控制电机工作特性的测定。 3 机床电器实训室 CA6140卧式车床、M7120平面磨床、Z3050摇臂钻床、X62W型万能铣床、桥式起重机、B2012A型龙门刨床、T68型卧式镗床、机床电路故障维修考核装置、电工仪器仪表。 机床电气控制线路的故障诊断与维护。 （2）校外实践场所 序号 校外实践场所名称 设备名称 完成主要实训内容 1 中铁一局新运处 铁路铺轨机、架桥机等机电设备。 劳动纪律观念和安全文明生产意识的培养。 2 西北机器厂 各种电机、普通机床 各种电机在生产中的应用 3 西安铁路电务器材厂 各种新式低压电器、电气控制柜 各种新式低压电器、电气控制柜的学习