电机原理与拖动课程标准.doc

电机原理与拖动课程教学标准 课程编码：                        课程类别：专业素质课  适用专业：电气自动化技术                  课程管理单位：电气工程系 学    时：44学时                          学    分：3学分 制定日期：2010年2月1日      1、课程概述 1.1课程性质   电机原理与拖动是电气自动化专业的一门主干课，它又是本专业一门重要的必修专业基础课。通过本课程的学习，使学生掌握各类电机的工作原理、基本结构及运行特性，掌握直流和交流电力拖动系统的组成、起动、制动和调速的分析计算方法及必要的测试技能，从而能合理地使用电机以满足后续专业课对该方面知识的需要，同时也为学生在今后从事专业技术工作中，保证电机工作稳定、可靠和经济运行打下扎实基础。 本课程主要内容包括： （1）直流电机、变压器、交流电机的基本原理、构造、主要特性及应用。 （2）交、直流电机拖动系统的机械特性及各种运行状态的分析和计算。 （3）各种控制电机的类别、构造、特点及应用。 1.2课程定位   电机原理与拖动是机械类和近机类专业的核心课程，在人才培养方案中起承上启下的作用，具有十分重要的地位，为后续专业课程的学习及班组技术革新打下良好的理论和专业技术基础。 1.2.1与其它课程的关系 前续课程：高等数学、电工技术、电子技术、等课程。 后续课程：电机设计、电力拖动控制、工厂供电、PLC应用技术和毕业设计等课程。 1.3修读条件   学习本课程应具备机械图样的识读能力，具有函数与微积分、电工基础、电子技术基础等基本知识，具有常用工量具正确使用等基本常识。 2、课程目标 2.1课程总目标 本课程是一门理论性很强的专业基础课，是用电磁理论解决复杂的、具体的、综合的实际问题。本课程的目标是使学生牢固掌握基本概念、基本原理和主要特性，学会结合电机的具体结构、应用电机基本理论分析电机及拖动的实际问题，应掌握一定的电磁计算方法，培养学生运算能力。在掌握电机理论的同时，要求学生重视在教学过程中安排的实验、实习，包括参观电机厂等实践教学环节。培养学生电机与电力拖动系统的基本的实验方法与技能。具有能够安装、检修、使用、维护电动机、变压器的能力。养成善于观察、独立思考的习惯，具有敬业、诚信、严谨的工作作风和良好的职业道德素养；具备自学能力、文字表达能力、团队沟通能力和可持续发展能力。 2.2 具体目标 2.2.1知识目标 了解本课程的应用领域； 全面深入理解各种电机的电、磁作用原理和机电能量转换关系，既要掌握各类电机的共性内容，又要掌握各类电机的个性内容和特点。 获得电机的电动势平衡、磁动势平衡、功率平衡和转矩平衡关系，对电机在正常运行时稳态性能应了解透彻，并能建立清晰的物理概念。 学会分析各种电机性能的基本方法，如基本方程、相量图和等效电路以及复数运算等，并掌握各类电机的运行特性。 掌握各种电机主要参数的物理意义及其对运行性能的影响。 掌握直流和交流拖动系统的组成、系统的各种机械特性及各种运行状态的基本原理、实现方法及应用场合，掌握实验技能。 获得用工程观点来处理分析工程实际问题的初步锻炼。 2.2.2 能力目标 会具备进行电机和变压器的基本实验的操作技能。 获得用工程观点来处理分析工程实际问题的初步锻炼。 学会在学习、生活和工作过程中发现问题、提出问题，并具有初步解决问题的能力； 熟悉相关标准，具有机构设计和通用零部件选用能力，学会收集、分析、整理资料的技能； 了解技术革新的内容及途径，尝试独立的创新设计； 具有自主学习能力和自我发展能力。 2.2.3 情感与态度目标 养成实事求是、尊重自然规律的科学态度； 通过学习小组探究学习培养良好的团队合作精神，有将自己的见解公开与他人交流的愿望，认识到交流与合作的重要性，有主动与他人合作的精神，敢于提出与别人不同的见解，勇于放弃或修正自己的错误观点； 养成勇于克服困难的精神，在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，具有较强的忍耐力，能体验战胜困难，解决机械设计问题； 养成及时完成阶段性工作任务的习惯，言必信，行必果，信用意识，敬业意识、效率意识； 养成积极思考问题、主动学习的习惯，能保持对生活中机械装置的好奇，领略参与创造活动，对机械有亲近、探究甚至热衷的情感； 培养较强的自主学习能力，具有对机械工程科学的求知欲，乐于探索生产活动与日常生活中的机械工程问题，乐于探究日常用品或新器件中的机械工作原理，有将机械设计知识应用于日常生活、生产活动的意识，乐于参与观察、实训、制作、调研等科学实践活动； 爱岗敬业，具有高度的责任心； 严格执行工作程序、工作规范、工艺文件和安全操作规程； 着装整洁，符合规定，保持工作环境清洁，文明生产； 关心国内外科技发展现状与趋势，有爱国的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。 3、课程内容与要求、参考课时、教学方法建议 教学模块 理论教学主要内容 实践项目 教学目标 建议课时 直流电动机及拖动 1.直流电动机工作原理和结构  2.直流电动机的铭牌数据及主要系列 3.直流电动机绕组  直流电动机的磁场 4.直流电动机的换向 5.直流发电机的电力拖动 直流电动机的调速实验 1.掌握他励直流电动机运行时电机内的功率关系。 2.掌握他励直流电动机的机械特性。 3.了解各种典型负载的转矩特性及其特点。  4.熟练掌握他励直流电动机的固有机械特性和人为机械特性。 5.掌握电力拖动系统稳定运行的条件，会分析判断系统的稳定性。  6.掌握他励直流电动机的起动方法和制动方法及特点掌握各种制动状态下的机械特性。 7.掌握他励直流电动机的调速方法和调速性能指标的含义、调速范围与静差率之间的关系。  了解各种调速方法的优缺点。 理论8 实操2 变压器 1.变压器的功能、基本工作原理；变压器结构 2.变压器铭牌和额定值。 3.变压器的空载运行 4.变压器的负载运行 5.变压器的等值电路及相量图 6.变压器的并联运行 7.自变压器与仪用互感器 变压器的联结组别测试 1.变压器变压与传递功率的基本原理。 2.根据变压器铭牌的主要内容、额定值的含义能进行有关计算。  3.电力变压器主要结构 4.熟练掌握变压器的方程式、相量图和等效电路。 5.掌握标么值的概念能计算。 6.理解变压器并联运行的条件。 掌握变压器并联运行时负载分配的计算方法。 培养学生计算的能力。 7.通过对自耦变压器和仪用互感器的分析，了解特殊变压器的用途和特点，培养学生结合实际工程分析问题的能力。 理论8 实操2 三相异步电动机及拖动 三相异步电动机的基本工作原理与结构 三相异步电动机的铭牌和主要系列。 三相异步电动机定子绕组及分析 三相异步电动机的运行原理 三相异步电动机的机械特性及各种运转状态 三相异步电动机起动 三相异步电动机调速 综合实训: 异步电动机单层交定子绕组嵌线，电机组装、测试 1.掌握三相异步电动机的基本工作原理、转差率的概念及异步电机的三种运行状态。  2.了解其基本结构和型号。 理解异步电动机的额定值的意义。 3.掌握异步电动机空载和负载运行时的物理情况，重点掌握转子绕组的各电磁量及电动势、磁动势平衡关系。 3.能熟练应用基本方程、等效电路和相量图来分析异步电动机的运行情况， 4.掌握电动机的几种起动方法 5.掌握能耗制动方法,了解能耗制动机械特性曲线的特点。 6.掌握电源两相反接制动和倒拉反转反接制动的方法制动时的能量关系。 7. 掌握三相绕线异步电动机的调速方法。 理论10 实操2 单相异步电动机  1.单相异步电动机的工作原理 2.单相异步电动机的主要类型和起动方法 3.单相异步电动机的用途 风扇安装 1.掌握分相式电动机结构原理(电阻分相、电容分相)应用 2.罩极式电动机结构原理应用 理论2 实操2 控制电机机 1.伺服电动机知识 2.测速发电机知识 3.步进电动机知识 1.掌握交流、直流伺服的基本结构及应用 2.掌握交流、直流测速发电机基本结构及应用 3.掌握步进电机基本结构及控制方法 理论4 多电机拖动系统及电机的选择 1.电动机的发热冷却及电动机工作制的分类 2.各种工作制电动机的选择 3.电动机的种类、形式、额定电压及额定转速的选择方法。 75KW电动机连续运行、轻载起动做出材料计划、选择起动方法 1.熟知电力拖动系统中电动机选择的原则。  2.了解电动机发热和冷却的规律。 掌握电动机工作制的分类情况。  3.能对不同工作制的电机如何选择容量。 4.能根据负载类型选择电机种类、型式、电压、转速的选择原则。 理论2 实操2 4、课程实施建议 4.1实训条件 电气传动实训室（拥有12个实训台，和相应的配套设施），多媒体教室（多媒体设备1套、软件若干）。校内配电房； 校外实训基地； 4.2师资条件 具有电气专业理论知识； 具备设计基于工作过程教学模式和行动导向教学法的设计应用能力； 要求实训指导教师具备企业生产现场实际工作经历，具备相关的高级实习指导教师资格； 具有良好的职业道德和社会责任心； 具有较强的课堂组织和过程协调的能力； 具有“双师”结构的教学团队，老中青年龄梯度、学缘结构合理。 4.3 教材与教学资源  4.3.1推荐教材 1电机及拖动    许晓峰主编       北京：高等教育出版社  2000 2电机与拖动基础  赵君有主编     北京：中国水利水电出版社  2000 4.3.2推荐教学参考书 1电机与拖动基础   林瑞光主编    北京：浙江大学出版社  2000 2电机及拖动基础   彭鸿才主编    北京：机械工业出版社2000 3电机及拖动基础   顾绳谷主编    北京：机械工业出版社2000 4.3.3推荐教学参考网站       5、课程考核 5.1合格标准 旷课不超过8节； 平时成绩不低于30分； 总分大于或等于60分； 没有不诚信行为。 5.2成绩构成 课程考核由“学习态度（10%）+综合素养（10%）+平时作业与口试（10%）+技能考核（30%）+期末考试（40%）”五项组成。 5.3考核内容 学习态度、知识点和专业技能、综合素质表现（社会能力、方法能力、职业素养）等。 5.4考核方案   考核内容、标准与方式 1、平时成绩由出勤、作业、课堂讨论问题和回答问题的表现综合评定，分为A、B、C、D四个等级，占总成绩的20。 2、实验成绩由考察学生在实验中的参与程度和表现（即动手能力），实验报告质量，实验抽查综合评定，分为A、B、C、D四个等级，占总成绩的20。 3、课程结束的笔试，重点考核学生对基础知识的掌握程度和应用能力。采用“A4纸”半闭卷形式，即学生将课程的主要内容进行归纳整理，记录于一张“A4纸”上带入考场，（不允许复印或打印），考试成绩按百分制记录，占总成绩的60。 4、综合实训项目：异步电动机单层交叉式定子绕组的嵌线工艺、电机的组装和测试；作为一门实训课单独记录成绩，根据学生在实习中的参与程度和表现（即操作能力），产品的质量，实习报告质量综合评定，成绩按百分制记录。 6、课程教学设计 6.1课程教学设计原则 学生主体性原则。   能力本位原则。   工学结合，职业活动导向原则。 理论实践相结合原则。 创新思维与创新能力培养原则。 6.2学习情境设计 教学方法与手段 1、理论教学实际应用紧密结合。 2、在整个教学活动中，讲授、讨论、实践学习交叉进行。 3、教学活动结合多媒体手段，将图片、动画、视频等材料用于教学。 7、课程评价、督导与改进 7.1课程评价 7.1.1课程评价要求 按每教学轮次分专业进行综合评价，由教研室主任主持，任课教师（含兼职教师）参与，全方位总结教学的相关内容，并形成文字报告。评价结果作为课程评审的依据。 课程评价包括对学生学习效果的评价、对教师课程教学能力的评价和对课程评价三部分组成。 7.1.2课程评价的主要依据 后续课程任课教师对课程的建议和评价； 学生提出的建议和要求； 社会调研结果和要求； 与相关院校同类课程的比较和学习结果； 其它资料和信息。 7.2课程督导     院系职能部门、学院督导室对课程、学生、教师进行督导和评价，重点评价教学质量、教学过程、学生的参与度等内容。督导应有记录。 7.3课程改进 7.3.1不合格     教研室主任应确保对不合理课程文件资料的检查与监控，通过学院职能部门的检查、教学督导、学生反馈等渠道得到的不合理信息，应采取相应的控制措施，以防止非预期结果的发生。 7.3.2预防措施     院系负责人、教研室主任和课程负责人，应根据各自的职责和权利采取相应的措施，以消除不合理的因素。 7.3.3持续改进 院系负责人、教研室主任和课程负责人，应根据各自的职责和权利，对课程目标、课程实施、课程评价进行管理和控制，持续改进课程质量和课程实施的有效性。 8、说明 1、本教学基本要求适用于招收高中毕业生，学制为三年的高职电气自动化技术、建筑电气工程技术专业。完成课程（包括实验）的最少时数为90学时。 2、本课程与其他课程的衔接和分工 本课程应在电路与磁路课程讲完电路基本理论和磁路后讲授。本课程的后续课和有关课程为：工厂电气控制设备、电力电子变流技术、交流调速技术、可编程序控制器等。 3、各教学单元重点、难点和深广度的教学说明 、本课程建议选择高等教育出版社出版、许晓峰主编的电机及拖动教材。课程的重点是交流电动机及电力拖动，其次是变压器，根据专业的需要，控制电机的内容应予以足够的重视。 、有些内容，例如“直流电机”、“同步发电机”、“三相双层波绕组”可根据学时安排、学生的程度适当删减。 、在“交流电机的绕组、电动势和磁通势”中，三相绕组旋转磁势的基波应讲述透彻，高磁谐波的分析计算可简略，只作定性说明。 、三相异步电动机应以功率、转矩、能量的分析、计算为重点，等效电路的定量计算可不作要求。 、控制电机以“伺服电动机”、“测速发电机”、“步进电动机”为重点，其他内容可作概括性的介绍。 、各种电机的基本结构结合实物进行教学，还可通过录像进行电视教学。关于交流电机的电枢绕组最好是结合实习进行现场教学。  4、本课程的作业要求 通过课堂教学的例题分析和课外习题，以巩固和加强基本概念，培养学生分析问题和解决问题的能力。在各章要求安排适量的思考题和计算题，要求学生重视思考题