電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)課程教學(xué)實施計劃方案(審定修改稿)

1、國家開放大學(xué)開放教育本科專業(yè)電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)課程實施方案第一部分大綱說明一、課程基本情況說明本方案依據(jù)教學(xué)大綱制定。電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)課程是國家開放大學(xué)面向機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本科層次開設(shè)的統(tǒng)設(shè)必修課。該課程不僅具有自身的理論體系且是一門工程性和實踐性很強的課程。本課程的任務(wù)是解決電氣傳動與調(diào)速的入門問題，使學(xué)生掌握直流、交流電動機的基本工作原理、應(yīng)用和選擇方法，還要掌握直流、交流電動機速度控制系統(tǒng)的工作原理、特點、性能與應(yīng)用，為從事電氣傳動與調(diào)速控制方面的實際工作打下基礎(chǔ)。二、與其它課程的關(guān)系先修課程為電工電子技術(shù)， 并為學(xué)習(xí)機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)、機電接口技術(shù)、控制系統(tǒng)CAD等后續(xù)

2、課程打下必要的基礎(chǔ)。三、課程特點1 知識理論系統(tǒng)性較強。學(xué)習(xí)本課程需要有一定的基礎(chǔ)理論、知識作鋪墊且又是學(xué)習(xí) 有關(guān)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)。2基礎(chǔ)理論較多且比較成熟。涉及電機學(xué)的基本知識和理論、電力電子器件與電力電子學(xué)的基本知識和理論、以及電氣傳動控制系統(tǒng)的基本理論等。有限的學(xué)校教學(xué)不可能包羅萬象、面面俱到，要把學(xué)習(xí)重點放在掌握交流、直流電動機工作特性與調(diào)速控制的基本概念、 基本分析和設(shè)計方法上，并學(xué)會面對工程性問題科學(xué)的思維方法。3實踐應(yīng)用綜合性較強。本課程是一門實踐性很強的專業(yè)課，課中所講授到的各種電機及其調(diào)速控制系統(tǒng)都在工程實際有具體應(yīng)用。學(xué)習(xí)時應(yīng)安排一定學(xué)時的實踐環(huán)節(jié)。四、教學(xué)總體要求1 正

3、確理解和掌握以下基本容電氣傳動系統(tǒng)的運動方程，典型負載的機械特性，電氣傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件；直流電動機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理與機械特性，直流電動機的調(diào)速指標(biāo)和調(diào)速方法；三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理與機械特性，三相異步電動機的調(diào)速方法；同步電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特性；不同工作方式下電動機容量的選擇；常用電力電子開關(guān)器件一一晶閘管（SCR）、絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）的性能與應(yīng) 用；晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與運行分析；三相異步電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成與運行分析；同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成與分析等。2. 熟悉以下基本理論知識直流電動機的起動與制動，直流電動機起動與制動的過渡過程分

4、析；三相異步電動機的起動與制動，三相異步電動機電氣傳動系統(tǒng)過渡過程分析；其他特種電動機的工作特性與應(yīng)用；電動機容量的選擇原則與選擇方法；3. 掌握以下分析方法求解多軸傳動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動慣量的折算方法求解直流電動機運行特性與性能的計算方法求解三相異步電動機運行特性與性能的計算方法電動機容量選擇的分析方法4培養(yǎng)以下的能力電動機運行特性與性能的估算能力電動機容量的正確選擇能力電動機調(diào)速控制方法的正確選擇能力電動機調(diào)速控制系統(tǒng)構(gòu)建與調(diào)試的能力對常規(guī)負載特性的正確認識能力五、教學(xué)方法和教學(xué)形式建議本課程主要采用國家開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)平臺提供的“電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程”開 展遠程教學(xué)，學(xué)生可通過網(wǎng)絡(luò)課程

5、中提供的學(xué)習(xí)資源在線學(xué)習(xí)本課程容，也可采取自學(xué)和當(dāng)?shù)亟虒W(xué)點提供的面授課開展學(xué)習(xí)。小組協(xié)作式學(xué)習(xí)是遠程教學(xué)環(huán)境下的一種有效學(xué)習(xí)方式，學(xué)生可發(fā)揮各自職業(yè)特長或愛好、通過小組討論形式相互交流，取長補短，共同進步。此外，還可以利用在線或線下的方 式在教師引領(lǐng)下對預(yù)先約定的主題開展小組討論。六、課程教學(xué)要求的層次1 掌握：屬于課程中最重要的容。要求學(xué)生能夠熟練運用這部分知識對相關(guān)問題做基 本的分析、計算和處理，具有基本的應(yīng)用能力和舉一反三的能力。2理解：屬于課程中較重要的容。要求學(xué)生能夠運用這部分知識對相關(guān)問題進行簡單 的分析、判斷和說明，具有區(qū)別或區(qū)分容易被混淆的概念的能力。3. 了解：屬于課程中與上

6、述“掌握”和“理解”部分相關(guān)的較復(fù)雜的容，作為提高或擴大知 識面的容。要求學(xué)生對這部分知識能夠初步認識、學(xué)會、記憶或簡單理解，具有簡要描述、 敘述、說明和舉例的能力。第二部分媒體使用與教學(xué)過程建議一、課程教學(xué)總時數(shù)和學(xué)分本課程3學(xué)分，共54學(xué)時，開設(shè)一學(xué)期。二、教學(xué)媒體及其相互關(guān)系1 文字印刷教材文字教材采用合一型印刷教材。為了適用于遠程學(xué)習(xí)，該教材與網(wǎng)絡(luò)課程進行一體化設(shè) 計，重點起到助學(xué)和導(dǎo)學(xué)的作用。在提供學(xué)習(xí)者必要的課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)的同時，幫助學(xué)習(xí)者充分利用網(wǎng)絡(luò)課程資源完成學(xué)習(xí)任務(wù)。2 網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)絡(luò)課程以隨課程進度安排的“單元學(xué)習(xí)”欄目（在線主學(xué)習(xí)區(qū)）和方便集中收看視頻課 的“視頻課堂”欄目為

7、主，通過文本輔導(dǎo)、動畫演示、視頻授課、在線自測，以及小組討論、 教師在線答疑等多種形式和教學(xué)手段，為學(xué)生提供必要的遠程學(xué)習(xí)服務(wù)。三、教學(xué)環(huán)節(jié)1日常教學(xué)過程本課程以國家開放大學(xué)在線學(xué)習(xí)平臺提供的電氣傳動與調(diào)速系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程為學(xué)習(xí)平臺，以國家開放大學(xué)總部、各省分部和教學(xué)點老師及外聘專家為主組成課程團隊，依據(jù)課程教學(xué)大綱開展多種形式的教學(xué)活動。要求學(xué)生在每個學(xué)習(xí)周完成本單元基本的學(xué)習(xí)任務(wù)，并參加由任課老師發(fā)布的教學(xué)活動。各單元的學(xué)習(xí)任務(wù)在網(wǎng)絡(luò)課程主學(xué)習(xí)區(qū)發(fā)布，學(xué)習(xí)任務(wù)包括閱讀教材和網(wǎng)上輔導(dǎo)、 收看視頻課堂和動畫演示，部分重點難點容還可通過虛擬實驗演示提高對學(xué)習(xí)容的理解。2 形成性考核形成性考核成績由平

8、時作業(yè)和網(wǎng)上教學(xué)活動兩部分成績構(gòu)成。平時作業(yè)可通過網(wǎng)絡(luò)課程在線形考和紙質(zhì)形成性考核作業(yè)冊兩種途徑來完成。網(wǎng)絡(luò)課程形考作業(yè)在每個學(xué)習(xí)單元完成后，按網(wǎng)絡(luò)課程的提示要求， 在規(guī)定的時間在線完成。 紙質(zhì)形考作業(yè)冊形式作為網(wǎng)絡(luò)課程形 考作業(yè)形式的補充，為網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)暫時困難的地區(qū)提供學(xué)習(xí)幫助。網(wǎng)上教學(xué)活動計入形考成績的目的是為了鼓勵學(xué)生多種形式的網(wǎng)上教學(xué)活動。教學(xué)活動是網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源閱讀、論壇討論、自測練習(xí)和形成性考核等多種活動的總稱，本課程每位學(xué)生的教學(xué)活動成績由網(wǎng)絡(luò)課程平臺自動統(tǒng)計分數(shù)，或由教學(xué)班的輔導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)校形考成績管理辦法另行匯總。詳細規(guī)定依據(jù)課程考核說明。3.終結(jié)性考試本課程每學(xué)期末組織一次終結(jié)

9、性考試，未完成形成性考核者不得參加終結(jié)性考試，形成性考核成績與終結(jié)性考試成績共同評定為課程總成績。本課程考試命題依據(jù)本大綱及課程考試說明。采用閉卷方式統(tǒng)一考試， 重點考核本課程的基本概念、基本知識和基本技能。在完善建設(shè)本課程學(xué)習(xí)資源基礎(chǔ)上，本課程將建設(shè)適合形成性考核和終結(jié)性考試的網(wǎng)絡(luò) 考試題庫，以滿足多種形式的開放教育需要。四、學(xué)時分配容課學(xué)時實驗學(xué)時視頻課學(xué)時1緒論212電氣傳動的動力學(xué)基礎(chǔ)413直流電動機的電氣傳動7244異步電動機的電氣傳動824.55冋步電動機的電氣傳動416其他特種電動機227電氣傳動系統(tǒng)中電動機的選擇318直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)8249三相異步電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)10

10、24.510冋步電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)62合計54825第三部分教學(xué)容和教學(xué)要求知識單元教學(xué)容（知識點）教學(xué)要求推薦學(xué)時1緒論電氣傳動系統(tǒng)的特點、發(fā)展與應(yīng)用理解22電氣傳動的動力學(xué)基礎(chǔ)電氣傳動系統(tǒng)的運動方程掌握4工作機構(gòu)的轉(zhuǎn)矩和飛輪矩的折算理解典型負載的機械特性理解電氣傳動系統(tǒng)穩(wěn)定運行條件理解3直流電動機的電氣傳動直流電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理理解7他勵直流電動機的工作特性理解他勵直流電動機的固有機械特性與人為機械特性掌握他勵直流電動機的起動方法與制動過程分析了解他勵直流電動機的調(diào)速方法及其特點掌握4異步電動機的電氣傳動三相異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理理解8二相異步電動機的電壓方程、等效電路和轉(zhuǎn)矩

11、計算理解三相異步電動機機械特性的三種表達式掌握三相異步電動機的起動方法與制動過程分析了解三相異步電動機的調(diào)速方法及其特點掌握5同步電動機的電氣傳動同步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理理解4冋步電動機的運仃特性與起動特點了解6其他特種電動機微型冋步電動機結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特點了解2伺服電動機結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特點了解步進電動機結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特點了解開關(guān)磁阻電動機結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特占八、了解直線電動機結(jié)構(gòu)、工作原理與運行特點了解7電氣傳動系統(tǒng)中決定電動機容量的主要因素了解3電動機的選擇不冋工作方式下電動機容量的選擇理解8直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)晶閘管（SCR）及可控整流電路的原理理解8絕緣柵雙極性

12、晶體管（IGBT ）及DC/DC變換器電路的工作原理理解晶閘管-電動機直流調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成與工作原理掌握9三相異步電動機 的變頻調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動機變頻調(diào)速原理掌握10逆變器拓撲及其控制分析掌握變頻器的工作原理理解常用速度反饋兀件了解三相異步電動機變頻器的典型應(yīng)用實例了解10冋步電動機的變頻調(diào)速系統(tǒng)同步電動機變頻調(diào)速原理理解6同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的換流特點理解同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成與工作原理掌握第四部分實驗要求一、基本實驗實驗1 :測取他勵直流電動機工作特性與機械特性（2學(xué)時）實驗2 :三相鼠籠異步電動機工作特性測取（2學(xué)時）實驗3 :他勵直流電動機的調(diào)速（2學(xué)時）實驗4 :三相異步電

13、動機的變頻調(diào)速（2學(xué)時）二、實驗容實驗1 :測取他勵直流電動機工作特性與機械特性保持電源電壓為電動機的額定電壓和電動機勵磁電流為額定勵磁電流不變，測取電動機的轉(zhuǎn)速、 電磁轉(zhuǎn)矩、效率隨電樞電流變化的工作特性曲線，以及電動機轉(zhuǎn)速隨電磁轉(zhuǎn)矩變化的機械特性曲線。實驗2:三相鼠籠異步電動機工作特性的測取一一保持電動機定子繞組電壓為額定頻率的額定電壓不變，調(diào)節(jié)電動機所帶負載大小，測取電動機定子繞組電流、電動機的轉(zhuǎn)速、電 磁轉(zhuǎn)矩和輸入功率，計算電動機的輸出功率、效率和功率因數(shù)，繪制電動機的工作特性曲線。實驗3:他勵直流電動機的調(diào)速 保持電動機勵磁電流為額定勵磁電流不變及負載轉(zhuǎn) 矩不變，逐步按比例增加電動機的電樞電壓直至達到額定電壓，在每個工作點穩(wěn)定運行時觀測并測取電動機的電樞電流、 轉(zhuǎn)速及效率隨電樞電壓變化情況，繪制電動機加速過程的特性曲線。實驗4:三相異步電動機的變頻調(diào)速 一一保持電動機定子繞組電壓與頻率的比值不變， 逐步按比例增加電源頻率，在每個工作點穩(wěn)定運行時測取電動機定子繞組電流、電動機的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩和輸入功率，計算電動機的輸出功率、效率和功率因數(shù)，繪制電動機加速過程的特性曲線。三、實驗要求通過實驗，注意培養(yǎng)以下幾個方面的能力：1 遵守電機