课程规范标准《现代变频器技术》.doc

-` 重庆三峡职业学院 《现代变频技术》课程标准 课程学分： 4 总 学 时： 64 适用专业： 机电类专业 一、前言 1.1课程的性质 本课程是高等职业院校机电类技术专业的一门应用性主干专业课程。结合变频器行业的最新发展情况，通过理论教学、实验、实训，使学生具备应用和维护维修各种变频器控制系统的基本能力；教会学生利用网络搜索技术资料的方法，使学生具备应用技术资料解决现场问题的能力；在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度，树立学生的岗位责任意识；培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。 1.2设计思路 课程内容设计针对课程核心内容：变频调速系统的设计、调试和维护，选择恒压供水系统、变频风机系统和生产线传送带调速系统等典型变频调速系统作为教学载体进行基础性和综合性学习情景的设计。以"变频器设备为主、变频调速工程为辅"设计基础性学习情境设计；以"变频调速工程为主、变频器设备为辅"进行综合性学习情境设计。基础性学习情境内容重点是变频器的操作与认识、变频器的基本功能；综合性学习情境内容重点是通过简单到复杂的3个典型工程和变频调速系统的维护，逐步提升变频系统的设计、安装、维护和维修技能，实现学习工作的一致性。　　 1.3典型任务 工作任务 相关知识 学习情景 任务一：变频器的认知 1.变频器的用途 2.变频器的种类 3.变频器的工作原理 4.变频器的硬件结构 5.电力电子器件的种类 6.各种电力电子器件的工作原理 7.各种变流技术 8.PWM和PAM的概念和区别 9.变频器的控制模式 变频器简介 变频器中的变流技术 变频器内部控制方式 任务二： 变频器的使用 1.变频器的外部端子及功能 2.U/F曲线 3. 加/减速时间、加/减速曲线、回避频率、段速频率的设定与运行， 4. 频率增益、频率偏置功能 5. 变频器的点动控制功能、直流制动功能、瞬停再起功能测定、多功能输入端子功能测定、多功能输出端子功能测定及显示屏显示模式和内容的设定、变频器功能预置 6. 三菱变频器功能参数码的特点和功能参数 7. 西门子变频器功能参数码的特点和功能参数 变频器的外端子连接及基本操作 三菱变频器的功能参数码 西门子变频器的操作与运行 任务三： 变频器的选择安装 1.变频器类型、容量、型号规格 2.变频器的安装及布线 3.变频器的功率因数和改善措施 4.变频器的抗干扰措施 变频器的选择 变频器的安装 任务四： 变频器工程应用 1.设计变频调速系统的基本要求 2.变频调速时电动机的有效转矩线 3.恒转矩负载调速系统的设计 4.恒功率负载调速系统的设计 5.二次方律负载变频调速系统的设计 恒压供水 风机的变频调速 变频器在生产线传送带上的应用 任务五： 变频器的维护及故障处理 1.变频器日常维护的必要性 2.变频器的基本维护事项 3.变频器故障的基本诊断顺序和方法 变频器故障实例 二．课程目标 1.1专业能力 （1）能根据要求熟练设置变频器的参数并运行变频器，熟悉变频器的主要应用场合； （2）能根据工程要求选用变频器，并用于实际工程设计； （3）会按规范要求安装、调试、维护变频器； （4）能按功能模块分析变频器工作过程，对典型故障能进行分析，掌握通用变频器的基本工作原理； （5）会使用变频器的常用维修仪器仪表及工具，掌握变频器维修、维护的常见方法，具备一般故障的检测、分析、维修能力； （6）变频器集成设计的能力； 1.2学习能力 （1）自主学习的能力； （2）通过网络、期刊、专业书籍、技术手册等获得信息能力，收集资料的能力； （3）解决问题、分析问题的能力； （4）具有制定、实施工作计划的能力； （5）具有理论知识的实际应用能力； 1.3社会能力 （1）具有团队协作的意识，良好的小组成员协作能力； （2）具备良好沟通能力和评价他人的能力； （3）正确面对困难和挫折的处理能力； （4）负责任的工作习惯； （5）节约并保护环境的意识； 三、课程内容与要求 3.1学习情境 学习情景 学习目标 学时 情景一： 变频器简介 了解变频器的用途， 认识各种品牌变频器的外观及变频器分类， 了解目前变频器行业的发展现状， 理解学习本门课程的用途。 掌握变频器的硬件结构， 掌握主电路及控制电路各部分的作用， 掌握外端子的种类及所接信号类型，为控制电路设计、识图、功能预置、故障诊断及维护维修打基础。 4 情景二： 变频器中的变流技术 了解变频器用开关器件的类型、 了解变频器用开关器件基本工作原理、 掌握变频器用开关器件使用方法及检测方法 理解脉冲宽度调制技术的概念与原理； 了解单极性SPWM控制方式、双极性SPWM控制方式的概念及电路的工作工程； 了解变频器三相桥式SPWM逆变电路的变压、变频原理。 2 情景三： 变频器内部控制方式 了解变频器内部的四种控制方式与变频器性能的关系， 了解四种不同控制方式变频器的应用场合。 4 情景四： 变频器的外端子连接及基本操作 了解变频器外端子的接线， 熟悉变频器键盘操作， 掌握三菱变频器参数预置的基本方法， 了解变频器程序预置的过程。 6 情景五： 三菱变频器的功能参数码 理解通用变频器常用功能参数码的含义， 掌握频率设定，加/减速时间、加/减速曲线、回避频率、段速频率的设定与运行， 掌握频率增益、频率偏置功能的测定、变频器的点动控制功能、直流制动功能、瞬停再起功能测定、多功能输入端子功能测定、多功能输出端子功能测定及显示屏显示模式和内容的设定、变频器功能预置综合测验 理解各功能参数码的含义及其对变频器工作的影响。 了解三菱变频器功能参数码的特点和功能参数码预置的基本操作， 了解日系变频器功能参数码的命名特点。 培养学生严谨的工作态度和一丝不苟的工作作风。 18 情景六： 西门子变频器的操作与运行 用网络在授课过程中下载变频器资料，教会学生搜索技术资料的方法。 利用资料讲解西门子（欧系）变频器的特点、安装方式、操作方法、功能参数码的含义， 提高学生阅读变频器技术资料的能力，提高学生利用技术资料的能力。 了解西门子变频器功能参数码的特点和功能参数码预置的基本操作， 了解欧系变频器功能参数码的命名特点 4 情景七： 变频器的选择 了解根据控制统的具体情况选用变频器类型、容量、型号规格的方法， 掌握变频器选件选用的基本方法， 掌握变频器传动方案的选择方法。 3 情景八： 变频器的安装 掌握变频器、周围设备及器件的正确布局及安装方法。 学会各处线径的计算选择方法。 了解通过正确的安装接线减少谐波干扰的措施。 通过现场教学还可使学生身临企业环境，使学生能感受到企业氛围，体会岗位工作环境，加快适应岗位工作的进程。 3 情景九： 恒压供水 通过恒压供水、风机的变频调速、变频器在生产线传送带上的应用等3个项目，将变频器在工业控制中的应用过程贯穿其中，给学生树立一种关于“系统”的概念，变频器的应用不是孤立的，要与其他设备和器件共同作用，才能完成整个系统的控制。通过本模块教学使学生掌握变频器的安装、控制电路的设计安装、不同用途下变频器需设定的参数、系统调试等知识和技能；使学生能利用电路原理图分析电路故障；能改造或完善较简单的有缺陷的控制电路；在教学过程中发挥学生的主观能动性，启发学生用已学过的知识分析电路，解决问题，培养学生用理论解决实际问题的能力。本模块在实训室中教学，每个项目采用不同品牌的变频器控制，要求学生课前查资料并预习相应变频器的操作方法和功能参数码的特点，以拓展学生的知识面，提高学生使用技术资料的能力。 14 情景十： 风机的变频调速 情景十一： 变频器在生产线传送带上的应用 情景十二： 变频器故障实例 通过变频器故障实例，使学生了解变频器日常维护的必要性和基本维护事项。 通过实例故障现象与理论分析结合使学生了解各类故障的基本诊断顺序和方法； 采用大量的实例教学，让积累学生维修变频器的间接经验。以启发的方式引导学生解决问题，使学生掌握解决问题的思路。 6 合计 64 3.2课内实践项目 序号 实训项目 实践内容 1 三菱变频器熟悉实验 1．了解三菱变频器的内、外部结构； 2．绘制变频器实验板安装接线图； 3．学习变频器面板上各键的基本操作。 2 三菱变频器的频率设定方法 练习设定变频器运行频率的五种方法并分别试运行 3 外端子控制变频器运行的运行模式 外端子控制变频器运行时，三种运行模式的设定与运行操作。 4 加/减速时间、加/减速曲线、回避频率、段速频率的设定与运行 1．加/减速时间、加/减速曲线、回避频率、段速频率的设定与运行； 2．记录上述各种功能参数码设定值改变后，变频器相应的运行状况。 5 频率增益、频率偏置功能的测定 1．频率增益功能参数码的设定与相应f/u曲线的测定； 2．频率偏置功能参数码的设定与相应f/u曲线的测定； 3．频率增益偏置功能参数码的设定与相应f/u曲线的测定 6 变频器的点动控制功能、直流制动功能、瞬停再起功能测定 1．变频器点动控制功能设置与测定； 2．变频器直流制动功能的设置与测定； 3．变频器瞬时停电再起动功能的设置与测定 7 多功能输入端子功能测定 1．段速功能的设定与运行； 2．外部紧急停止功能的测定； 3．外部遮断功能的测定； 4．加/减速禁止功能测定； 5．控制权切换功能测定。 8 多功能输出端子功能测定及显示屏显示模式和内容的设定 1．模拟量输出端子功能测定； 2．多功能输出端子功能测定； 3．故障信号输出端子功能测定； 4．显示屏显示模式及显示内容的设定。 9 三菱变频器功能预置综合测验 检验学生对三菱变频器基本操作、编程方法的掌握情况 3.3课程学时分配 序号 工作任务 教学环节 学时 备注1 备注2 1 变频器的认知 理论 6 录像教学 实践 4 实物教学 2 变频器的使用 理论 10 演示教学 网络教学 实践 18 演示及实验 3 变频器的选择与安装 理论 4 实例教学 实践 2 现场教学 4 变频器的工程应用 理论 8 启发讨论 实践 6 演示教学 5 变频器的维护及故障处理 理论 4 实例教学 实践 2 演示教学 学 时 总 计 64 四、实施建议 4.1教学条件 1）软硬件条件 以满足课程生产性实训的需要为目标，以工学结合作为切入点，按照研、产、教、学、训一体化的原则，建立电气控制生产车间。 2）师资条件 教师应当具备近机类专业高校教师职业资格，有丰富的工程实践经验，具备变频调速系统调试、安装、故障分析、排除的能力。 4.2教学方法 根据教学内容有机地组织教学过程，本学习领域合计5个学习任务，学生5-6人一个项目组，学生根据任务目标，确定工作方案，根据工作方案进行分工实施最后对结果进行评价，并撰写报告。在整个教学过程中，学生是项目的设计、实施、总结的直接参加者，在小组中承担项目组长、安装、调试和验收人员等。教师是项目审查、建议、帮助、鉴定人员。 4.3教学评价 表一：课程考核与评价体系表 考核项目 评价标准 平时表现10% 考勤5% 出勤情况 平时表现5% 工作态度1% 是否端正认真、积极主动 专业素质3% 是否具备一定的专业素质 团队协作1% 是否具备良好的团队精神和协作意识 知识点考核（笔试）20% 是否熟练掌握相关知识 项目考核70% 项目考核评分标准见表二 表二：项目考核评价表： 考核项目 考核内容 技术要求 评分 标准 得分 备注 三菱变频器熟悉实验 1．是否了解三菱变频器的内、外部结构； 2．变频器面板上各键的基本操作熟练情况。 1．熟悉实验板安装接线； 2．掌握变频器的基本操作 10 三菱变频器的频率设定方法 变频器运行频率的五种方法并分别试运行 熟练掌握用各种方法设定变频器运行频率。 10 外端子控制变频器运行的运行模式 外端子控制变频器运行时，三种运行模式的设定与运行操作。 能够独立完成各步功能参数码的设定及录入。 10 加/减速时间、加/减速曲线、回避频率、段速频率的设定与运行 1加/减速时间的设定 2.加/减速曲线的设定 3.回避频率的的核定 4.段速频率的设定 1.能够独立完成各步功能参数码的设定及录入。 2.了解所设参数的意义 10 频率增益、频率偏置功能的测定 1．频率增益功能参数码的设定与相应f/u曲线的测定； 2．频率偏置功能参数码的设定与相应f/u曲线的测定； 3．频率增益偏置功能参数码的设定与相应f/u曲线的测定 1．正确理解各种功能的涵义； 2．按要求独立完成各步功能参数码的设定、运行与测定； 3．根据实验测定数据，认真绘制出三组f/u曲线； 4．根据绘制出的曲线，总结出实验结论。 10 变频器的点动控制功能、直流制动功能、瞬停再起功能测定 1．变频器点动控制功能设置与测定； 2．变频器直流制动功能的设置与测定； 3．变频器瞬时停电再起动功能的设置与测定 1．各步变频器功能参数码的设定要正确； 2．仔细观察并记录各步的运行情况； 3．深刻理解各种功能的涵义 10 多功能输入端子功能测定 1．段速功能的设定与运行； 2．外部紧急停止功能的测定； 3．外部遮断功能的测定； 4．加/减速禁止功能测定； 5．控制权切换功能测定。 1．各步变频器功能参数码的设定要正确； 2．各步的运行操作要正确； 3．仔细观察并记录各步的运行情况，显示屏指示情况； 4．深刻理解各种功能的涵义。 10 多功能输出端子功能测定及显示屏显示模式和内容的设定 1．模拟量输出端子功能测定； 2．多功能输出端子功能测定； 3．故障信号输出端子功能测定； 4．显示屏显示模式及显示内容的设定。 1．正确设置功能参数码； 2．按实验指导书中的要求，认真操作，仔细观察并记录实验结果； 3．通过实验数据得出相关结论。 10 三菱变频器功能预置综合测验 检验学生对三菱变频器基本操作、编程方法的掌握情况 学生根据题目要求独立完成程序的编制、录入、调试及试运行，并回答有关问题。 20 合计 100分 五 教 材 1.《变频器应用技术》．陶权 吴尚庆主编 华南理工大学出版社出版 2.《变频器实训指导书》，谷俊婷、阚玉怀编，校本教材，2007年 参考资料： 1.《变频调速应用实践》 张燕宾主编 机械工业出版社出版 2.《变频器应用维护与修理》 张选正主编 地震出版社出版 3.《通用变频器选型与维修技术》 王仁祥主编 中国电力出版社出版 4.《变频器应用及实训指导》王兆义主编 高等教育出版社出版 5.《变频器操作实训》系列 电气自动化专业高技能型人才教学用书机械工业出版社 6. 中国工控网 7. 中国传动网