机电设备教学大纲

机电设备电气控制技术基础

----教学大纲

一、概述

（一）课程性质

本课程是高等职业技术学校机电一体化专业核心课程《机电设备电气控制技术》中重要的组成模块，是本专业学生必修的综合技术课程。

通过本课程的学习和项目训练，使学生了解电动机、变压器、常用低压电器等电气设备的基本结构、工作原理、工作特性及铭牌数据，掌握电动机、变压器、常用低压电器等电器设备的使用，并培养学生具备电机维护维修、企业机电设备电气控制系统安装、调试与维护等的基本职业能力，并为学生后续专业课程的学习作前期准备。

（二）课程基本理念

本课程的设计变三段式学科课程体系为任务引领型课程体系，紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容；变知识本位为能力本位，以任务与职业能力分析为依据，设定职业能力培养目标；以设备为载体，创设工作情境，结合职业技能证书考核要求，培养学生的动手能力。

（三）课程设计思路

本课程标准以就业为导向，根据行业专家对机电类专业所涵盖的岗位群进行任务和职业能力分析，以电机使用与维护、机床电气控制系统安装、维护及故障分析、排除技术为主线，以本专业学生必须具备的岗位职业能力为依据，紧密结合维修电工（中、高级）国家职业资格鉴定中单项考证要求，确定本课程的教学内容。为了充分体现任务引领、实践导向课程思想，将本课程的教学活动分解成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学，以设备为载体引出相关专业理论知识，使学生在完成各个项目训练的过程中，逐渐展开对专业知识、技能的理解和应用，培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。

二、课程目标

（一）总目标

通过任务引领型、项目活动，掌握电机使用和维护、机电设备电气控制系统运行与维护的技能和相关理论知识，在完成本专业相关岗位的工作任务中，培养诚实、守信、善于沟通和合作的品质，树立环保、节能、安全等意识，为发展职业能力奠定良好的基础。

（二）具体目标

1．知识与技能

（1）了解各种常用电机的结构、工作原理、种类、规格及铭牌数据。

（2）熟悉交直流电机的工作特性和机械特性。

（3）掌握交直流电机的启动、制动、反转和调速方法。

（4）熟悉常用低压电器的名称、种类、规格、构造、用途和工作过程。

（5）了解特种电机的结构、特点、运行性能及应用。

（6）熟练掌握三相异步电动机的基本控制线路。

（7）具备根据电气原理图安装和调试电气控制线路的能力。

（8）会熟练使用常用电工工具、电工仪表。

（9）会识别、选择、使用常用低压电器。

（10）能识读、绘制中等复杂程度的电气控制系统图。

（11）能安装、检修中等复杂程度的电气控制线路。

（12）能分析、排除典型生产机械电气控制线路的常见故障。

2．过程与方法

（1）经历各种科学探究过程，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。

（2）在学习过程中，学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息，并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。

（3）能对自己的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习的能力。

（4）通过理论知识和实践活动相结合的一体化学习过程，深入了解实践和理论之间的相互关系。

（5）通过各种实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用技术知识和研究方法解决一些工程实践问题。

（6）具有一定的质疑能力，分析、解决问题能力，交流、合作能力。

3．情感态度与价值观

（1）能领略本领域科技发展的过程，激发对科学技术探究的好奇心与求知欲，能体验技术改革的艰辛与喜悦。

（2）有参与科技活动的热情，有将科学知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究各种工程问题。

（3）具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，

（4）有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

（5）养成认真细致、实事求是、积极探索的科学态度和工作作风，形成理论联系实际、自主学习和探索创新的良好习惯。

（6）关心国内、外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学技术服务于人类的意识。

三、内容标准

项目（一）直流电机的应用

教学目标：

了解直流电机的特点、用途、分类和结构，熟悉直流电机的基本工作原理；了解直流电机铭牌中型号和额定值的含义；熟悉直流电机的基本方程式和工作特性；掌握直流电动机的启动、制动、反转和调速方法；熟悉直流电动机的定期检修内容和注意事项；会直流电动机的检测、接线和操作；会直流电动机常用启动、反转、制动和调速方法的操作使用。

活动安排：

通过直流电动机的简单操作，认识并检测直流电动机及相关设备，学会直流电动机的接线和操作使用方法；通过直流电动机机械特性的测试及调速方法的操作，学会测试直流电动机的机械特性，学会直流电动机三种调速方法的接线和操作；通过直流电动机启动、反转和制动方法的操作，学会直流电动机电枢串电阻启动、降压启动、直流电动机反转电路、直流电动机能耗制动、反接制动的接线和操作。

考核要求：

本部分内容采用目标考核、过程考核和理论实践一体化考核评价相结合的方法，注重学生自查评价和教师考核评价的综合性。

教师的考核评价占80%，考核评价的手段包括直流电机应用技术基础知识的闭卷测试、每次实验报告的成绩等。其中直流电机应用技术的闭卷测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度等）占20%、实验报告的成绩占20%，网络资料的查询和整理占10%，直流电机应用实验现场操作成绩占20%。

学生的自查评价占20%，评价的手段以学生阶段小结为主，小结的内容包括知识和技能的收获、学习中进步的过程及协作互助等方面。

1．认识直流电机

知识要点：

直流电机的特点和用途；直流电机的基本结构；直流电机的工作原理；直流电机的励磁方式；直流电机的铭牌数据与系列；直流电机的感应电动势和电磁转矩；直流电动机的基本方程式。

技能要点：

直流电动机的简单操作。

2．直流电动机的调速

知识要点：

电气传动系统；生产机械的负载特性；他励直流电动机的机械特性；电动机的稳定运行条件；他励直流电动机的调速。

技能要点：

直流电动机机械特性的测试及调速方法的操作。

3．直流电动机的启动、反转和制动

知识要点：

直流电动机的启动；直流电动机的反转；直流电动机的制动。

技能要点：

直流电动机启动、反转和制动方法的操作。

4．直流电动机的使用、维护和维修

知识要点：

直流电动机的使用；直流电动机的维护；直流电动机的保养；直流电动机的常见故障及检修方法。

技能要点：

直流电动机的使用、维护和维修。

项目（二）变压器的应用

教学目标：

了解变压器的用途和分类；认识变压器的外形和内部结构，熟悉各部件的作用；了解变压器铭牌中型号和额定值的含义；了解变压器的工作原理；了解三相变压器的结构特点、连接组、并联运行的条件；了解自耦变压器的特点和应用场合；熟悉电压互感器和电流互感器的用途和使用注意事项；了解变压器检查、维护的项目和内容；会变压器的检测、接线和操作；会变压器常见故障的分析处理。

活动安排：

通过单相变压器的简单操作使用，认识并检测单相变压器，学会单相变压器的接线和操作使用；通过测定单相变压器的极性和三相变压器的连接组，学会单相变压器的极性、连接组，和三相变压器连接组的测定方法。

考核要求：

本部分内容采用目标考核、过程考核和理论实践一体化考核评价相结合的方法，注重学生自查评价和教师考核评价的综合性。

教师的考核评价占80%，考核评价的手段包括变压器应用技术基础知识的闭卷测试、每次实验报告的成绩等。其中变压器应用技术的闭卷测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度等）占20%、实验报告的成绩占20%，网络资料的查询和整理占10%，直流电机应用实验现场操作成绩占20%。

学生的自查评价占20%，评价的手段以学生阶段小结为主，小结的内容包括知识和技能的收获、学习中进步的过程及协作互助等方面。

1．单相变压器的应用

知识要点：

变压器的用途；变压器的分类；变压器的基本结构；变压器的铭牌数据；变压器的工作原理；变压器的空载运行；变压器的负载运行；变压器的运行特性。

技能要点：

单相变压器的简单操作使用。

2．三相变压器的应用

知识要点：

三相变压器的组成；三相变压器的绕组联结；变压器的并联运行。

技能要点：

测定单相变压器的极性和三相变压器的连接组。

3．特种变压器的应用

知识要点：

自耦变压器；电压互感器；电流互感器；电焊变压器

4．变压器的维护和维修

知识要点：

变压器的维护；变压器的常见故障分析；

技能要点：

变压器的维护和维修。

项目（三）交流电机的应用

教学目标：

了解三相异步电动机的特点、用途和分类；认识三相异步电动机的外形和内部结构，熟悉各部件的作用；了解三相异步电动机铭牌中型号和额定值的含义；了解三相异步电动机运行时的电磁关系、基本方程式、工作特性、机械特性；掌握交流电动机的启动、制动、反转和调速方法；熟悉交流电动机的定期检修内容和注意事项；了解单相异步电动机的特点和用途；熟悉单相异步电动机的工作原理和机械特性；会交流电动机的检测、接线和操作；会交流电动机常用启动、反转、制动和调速方法的操作使用；会单相异步电动机的接线和操作使用。

活动安排：

通过三相异步电动机的基本操作，认识并检测三相异步电动机及相关设备，学会异步电动机的接线和操作使用；通过测定三相异步电动机的参数和工作特性，掌握测定三相异步电动机的参数，会用直接负载法测取三相异步电动机的工作特性；通过三相异步电动机调速方法的操作，了解三相异步电动机转子串电阻调速的性能，巩固异步电动机的接线和操作使用技能；通过三相异步电动机的启动和制动方法的操作，学会三相笼形转子异步电动机丫-Δ启动的方法，学会三相异步电动机能耗制动、反接制动的接线和操作；通过单相异步电动机的启动与调速操作，学会单相异步电动机的接线和使用。

考核要求：

本部分内容采用目标考核、过程考核和理论实践一体化考核评价相结合的方法，注重学生自查评价和教师考核评价的综合性。

教师的考核评价占80%，考核评价的手段包括交流电动机应用技术基础知识的闭卷测试、每次实验报告的成绩等。其中交流电动机应用技术的闭卷测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度等）占20%、实验报告的成绩占20%，网络资料的查询和整理占10%，交流电机应用实验现场操作成绩占20%。

学生的自查评价占20%，评价的手段以学生阶段小结为主，小结的内容包括知识和技能的收获、学习中进步的过程及协作互助等方面。

1．认识三相异步电动机

知识要点：

三相异步电动机的特点和用途；三相异步电动机的结构；三相异步电动机铭牌；三相异步电动机的工作原理。

技能要点：三相异步电动机的基本操作。

2．三相异步电动机的运行

知识要点：

电磁转矩；空载运行与负载运行；机械特性；三相异步电动机的工作特性。

技能要点：

测定三相异步电动机的参数和工作特性。

3．三相异步电动机的调速

知识要点：

三相异步电动机的调速方法；变极调速；变频调速；变转差率调速。

技能要点：

三相异步电动机的调速

4．三相异步电动机的启动、反转和制动

知识要点：

三相异步电动机的启动；笼型转子异步电动机的启动方法；绕线型转子异步电动机的启动方法；深槽型和双笼型异步电动机启动；三相异步电动机的反转；三相异步电动机的制动。

技能要点：

三相异步电动机的启动和制动。

5．三相异步电动机的使用、维护和维修

知识要点：

电动机的选择原则；电动机的安装原则；电动机的接地装置；电动机的定期

检查和保养；三相异步电动机的常见故障及处理方法。

6．单相异步电动机的应用

知识要点：

电容分相单相异步电动机；电阻分相单相异步电动机；单相罩极电动机；单相异步电动机的反转；单相异步电动机的调速。

技能要点：

单相异步电动机的启动与调速操作。

项目（四）特种电机的应用

教学目标：

了解伺服电动机的特点、用途和分类；认识伺服电动机的外形和内部结构，熟悉各部件的作用；熟悉伺服电动机的基本工作原理和主要运行性能；了解测速发电机的功能和应用；熟悉直流测速发电机的基本结构和工作原理；熟悉交流测速发电机的基本结构和性能特点；了解步进电动机的作用和用途；熟悉步进电动机的结构和工作原理；了解步进电动机的特性参数和驱动电路；了解直线电动机的特点、用途、分类、工作原理和基本应用；会合理选用伺服电动机；会进行步进电动机的操作使用。

活动安排：

通过交流伺服电动机的操作使用，学会交流伺服电动机的接线，会测试交流伺服电动机的性能；通过测试永磁式直流测速发电机的输出特性，了解直流测速发电机的性能参数，学会测试直流测速发电机输出特性的方法；通过步进电动机的运行与基本特性的测定，了解步进电动机的驱动电源和接线操作，熟悉步进电动机基本特性的测定方法。

考核要求：

本部分内容采用目标考核、过程考核和理论实践一体化考核评价相结合的方法，注重学生自查评价和教师考核评价的综合性。

教师的考核评价占80%，考核评价的手段包括特种电机应用技术基础知识的闭卷测试、每次实验报告的成绩等。其中特种电机应用技术的闭卷测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度等）占20%、实验报告的成绩占20%，网络资料的查询和整理占10%，特种电机应用实验现场操作成绩占20%。

学生的自查评价占20%，评价的手段以学生阶段小结为主，小结的内容包括知识和技能的收获、学习中进步的过程及协作互助等方面。

1．伺服电动机的应用

知识要点：

交流伺服电动机；直流伺服电动机。

技能要点：

交流伺服电动机的操作使用。

2．测速发电机的应用

知识要点：

直流测速发电机；交流异步测速发电机。

技能要点：

测试永磁式直流测速发电机的输出特性。

3．步进电动机的应用

知识要点：

步进电动机的分类；步进电动机基本结构、工作原理、性能指标、驱动电源。

技能要点：步进电动机的运行与基本特性的测定。

4．直线电动机的应用

知识要点：

直线感应电动机；直线直流电动机；直线电动机应用实例。

项目（五）三相异步电动机的基本控制线路

教学目标：

了解电气图形符号与文字符号的含义；了解电气原理图、接线图和布置图的概念；掌握电气原理图、接线图和布置图的绘制规则；会正确识别使用常用低压电器，熟悉它们的功能、基本结构、工作原理及型号意义，熟记它们的图形符号和文字符号；熟悉电动机正、反转控制线路，位置控制、自动往返控制、顺序控制、多地控制线路，熟悉三相异步电动机的降压启动、制动、调速控制线路；学会安装与检修电动机正转、正反转控制线路、位置控制、自动往返控制、顺序控制和多地控制线路；会安装与检修电动机定子绕组串接电阻降压启动控制线路、自动控制补尝器降压启动控制线路、Y-△降压启动控制线路；会安装与检修电动机单向启动反接制动控制线路和无变压器半波整流单向启动能耗制动控制线路；会安装与检修双速异步电动机控制线路；会安装、调试与检修三相绕线转子异步电动机的基本控制线路。

活动安排：

通过识图训练，学会正确识读电路图；通过电动机启动停止、正反转控制线路的安装与操作，学会各种常用低压电器的使用，熟悉电动机基本控制线路的一般安装步骤和工艺要求，能正确安装电动机启动停止、正反转控制线路；通过工作台自动往返控制线路、电动机顺序启动逆序停止控制线路的安装与操作，学会正确安装、调试和检修自动往返控制线路、顺序控制电路；通过自耦变压器降压启动控制线路、Y-△降压启动控制线路的安装与操作，熟悉三相异步电动机降压启动的方法，能正确安装和检修基本降压启动控制线路；通过单向启动反接制动控制线路的安装与检修，掌握三相异步电动机电气制动控制线路。

考核要求：

本部分内容采用目标考核、过程考核和理论实践一体化考核评价相结合的方法，注重学生自查评价和教师考核评价的综合性。

教师的考核评价占80%，考核评价的手段包括三相异步电动机的基本控制线路基础知识的闭卷测试、每次实验报告的成绩等。其中三相异步电动机的基本控制线路基础知识的闭卷测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度等）占20%、实验报告的成绩占20%，网络资料的查询和整理占10%，控制线路实验现场操作成绩占20%。

学生的自查评价占20%，评价的手段以学生阶段小结为主，小结的内容包括知识和技能的收获、学习中进步的过程及协作互助等方面。

1．电气控制线路图、接线图和布置图的识读

知识要点：

低压电器的基本知识；电气图形符号和文字符号；电气图的分类与作用。

技能要点：

识图训练。

2．电动机正、反转控制线路

知识要点：

刀开关；组合开关；熔断器；空气断路器；按钮；接触器；热继电器；电动机单向点动控制线路；电动机单向连续运转控制线路；三相异步电动机正反转控制电路；电动机基本控制线路故障检修的一般步骤和方法。

技能要点：

电动机启动、停止控制线路的接线与操作；三相异步电动机正反转控制线路的安装与操作。

3．电动机的位置控制、自动往返控制、顺序控制和多地控制线路

知识要点：

行程开关；位置控制线路；自动循环控制线路；顺序控制线路；多地控制线路。

技能要点：

工作台自动往返控制线路的安装与操作；两台电动机顺序启动逆序停止控制线路的安装与操作。

4．三相异步电动机的降压启动控制线路

知识要点：

中间继电器；时间继电器；定子绕组串接电阻降压起动控制线路；自耦变压器降压起动控制线路；Y-△降压启动控制线路；延边Δ降压启动控制线路技能要点：

自耦变压器控制线路的安装与操作；Y-△降压启动控制线路的安装与检修。

5．三相异步电动机的制动控制线路

知识要点：

速度继电器；机械制动；电力制动。

技能要点：

单向启动反接制动控制线路的安装与检修；无变压器单相半波整流单向启动能耗制动控制线路的安装与检修。

6．多速异步电动机控制线路

知识要点：

双速异步电动机的控制线路；三速异步电动机的控制线路。

技能要点：

时间继电器控制双速电动机控制线路的安装与检修。

7．绕线转子异步电动机的基本控制线路

知识要点：

电流继电器；凸轮控制器；转子绕组串电阻启动控制线路；转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路；凸轮控制器控制线路。

技能要点：

转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路的安装与检修；绕线转子异步电动机凸轮控制器控制线路的安装与检修。

项目（六）直流电动机的基本控制线路

教学目标：

会正确识别、选用、安装、使用常用低压电器，熟悉它的功能、基本结构、工作原理及型号意义，熟记它的图形符号和文字符号；会正确安装、调试与检修并励直流电动机启动、调速、正反转和能耗制动控制线路；会正确安装、调试与检修串励直流电动机的基本控制线路。

活动安排：

通过并励直流电动机启动控制线路的安装与检修，学会直流电动机启动变阻器的使用，能正确安装、调试和检修并励直流电动机启动控制线路；通过并励直流电动机正反转及能耗制动控制线路的安装与检修，能正确安装、调试和检修并励直流电动机正反转及能耗制动控制线路；通过串励直流电动机启动、调速控制线路的安装与检修，学会正确使用启动变阻器、调速变阻器，能正确安装、调试和检修串励直流电动机启动、调速控制线路。

考核要求：

本部分内容采用目标考核、过程考核和理论实践一体化考核评价相结合的方法，注重学生自查评价和教师考核评价的综合性。

教师的考核评价占80%，考核评价的手段包括直流电动机的基本控制线路基础知识的闭卷测试、每次实验报告的成绩等。其中直流电动机的基本控制线路基础知识的闭卷测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度等）占20%、实验报告的成绩占20%，网络资料的查询和整理占10%，直流电动机基本控制线路的实践现场操作成绩占20%。

学生的自查评价占20%，评价的手段以学生阶段小结为主，小结的内容包括知识和技能的收获、学习中进步的过程及协作互助等方面。

1．并励直流电动机的基本控制线路

知识要点：

电压继电器；并励直流电动机启动控制线路；并励直流电动机正反转控制线路；并励直流电动机制动控制线路；并励直流电动机调速控制线路技能要点：

并励直流电动机启动控制线路的安装与检修；并励直流电动机正反转及能耗制动控制线路的安装与检修

2．串励直流电动机的基本控制线路

知识要点：

主令控制器；串励直流电动机的启动控制线路；串励直流电动机正反转控制线路；串励直流电动机制动控制线路；串励电动机调速控制线路。

技能要点：

串励直流电动机启动、调速控制线路的安装与检修。

项目（七）常用生产机械的电气控制线路

教学目标：

了解车床、磨床、钻床、铣床、镗床等生产机械的结构和控制要求；掌握车床、磨床、钻床、铣床、镗床等生产机械电气控制线路的工作原理、电气接线以及调试技能；熟悉车床、磨床、钻床、铣床、镗床等生产机械电气控制线路的常见故障和分析处理方法；会正确检修车床、磨床、钻床、铣床、镗床等生产机械设备电气控制线路故障。

活动安排：

通过车床、磨床、钻床、铣床、镗床等生产机械电气控制线路的检修，学会检修常用生产机械电气控制线路故障的一般步骤，掌握常用生产机械控制线路检修的一般方法。

考核要求：

本部分内容采用目标考核、过程考核和理论实践一体化考核评价相结合的方法，注重学生自查评价和教师考核评价的综合性。

教师的考核评价占80%，考核评价的手段包括常用生产机械的电气控制线路基础知识的闭卷测试、每次实验报告的成绩等。其中常用生产机械的电气控制线路基础知识的闭卷测试成绩占30%、学习过程档案资料（作业、课堂笔记、实验的准备工作、学习的态度等）占20%、实验报告的成绩占20%，网络资料的查询和整理占10%，常用生产机械的电气控制线路故障检修操作成绩占20%。

学生的自查评价占20%，评价的手段以学生阶段小结为主，小结的内容包括知识和技能的收获、学习中进步的过程及协作互助等方面。

1．普通车床的电气控制线路

知识要点：

车床的主要结构及型号意义；车床的主要运动形式及控制要求；车床电气控制线路分析；车床常见电气故障分析与检修方法。

技能要点：

车床电气控制线路的检修。

2．磨床的电气控制线路

知识要点：

磨床的主要结构及型号意义；磨床的主要运动形式及控制要求；磨床电气控制线路分析；磨床常见电气故障分析与检修方法。

技能要点：

磨床电气控制线路的检修。

3．钻床的电气控制线路

知识要点：

钻床的主要结构及型号意义；钻床的主要运动形式及控制要求；钻床电气控制线路分析；钻床常见电气故障分析与检修方法。

技能要点：

钻床电气控制线路的检修。

4．铣床的电气控制线路

知识要点：

铣床的主要结构及型号意义；铣床的主要运动形式及控制要求；铣床电气控制线路分析；铣床常见电气故障分析与检修方法。

技能要点：

钻床电气控制线路的检修。

5．镗床的电气控制线路

知识要点：

镗床的主要结构及型号意义；镗床的主要运动形式及控制要求；镗床电气控制线路分析；镗床常见电气故障分析与检修方法。

技能要点：镗床电气控制线路的检修。