机电传动控制教案

江西农业大学工学院教案2012～2013学年第一学期院(系、部)工学院教研室电工电子主讲教师龚水泉课程名称机电传动控制专业班级机械设计制造及自动化专业《机电传动控制》课程教案课程名称机电传动控制英文名称MachineElectricityTransmissionandControl授课教师龚水泉授课专业机制层次本科考核方式闭卷考试教材名称《机电传动控制》邓星钟，华中科技大学出版社，2010年4版参考书1、《机床电气控制技术》齐占庆2、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟课程性质专业基础课教学总时数48实践学时4先修课程电工学、高等数学、大学物理等课程目的和任务机电传动控制课程是培养机械工程类专业学生初步学习和掌握机、电、液、计算机等综合控制系统技术，并具有一定设计能力的一门专业技术基础课。机电一体化人才的培养，是使学生能够适应21世纪发展需要，具有基础扎实，知识面宽、能力强、素质高，具有创新精神和实践能力的“机电复合型”人才。教学基本要求1、掌握常用电机、电器、晶闸管等及其电路的工作原理、主要特性，了解其应用和选用的方法；2、掌握继电器-接触器控制、PLC控制器的基本原理，学会用它们来实现生产过程的自动控制；3、掌握常用的开环、闭环驱动控制系统的基本工作原理和特点、了解其性能及其应用场所；4、具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力；5、掌握机电传动的基本规律，学会分析控制系统的基本方法；课程内容简介本课程把驱动电机、控制电机电器、电力拖动、继电器--接触器控制、可编程控制器、电力电子技术、伺服系统等强电控制内容，根据学科的发展与其内在规律，以伺服系统为主导，以控制为线索，将元、器件与伺服控制系统科学、有机地结合起来，既把机电一体化技术所需的强电控制知识都集中在这一门课程中，加强了系统性，使学生学后对机电一体化产品中电控技术的强电控制部分有个全面、系统的了解和掌握。更接近工程实际的机械类各专业的一门主干专业技术基础课，是后续学习专业课程的重要基础。实践环节1、接触器-继电器控制系统实验2、PLC控制器实验教学方法：1、采用计算机辅助教学，充分利用多媒体技术和网络技术，以扩大学生眼界，提高教学效率，保证教学质量。2、现场教学或实验：现场教学或实验，建议在以下各章内容（或部分）中选定：继电器接触器控制系统，可编程序控制器，直流、交流调速控制系统等。3、作业：作业的题目建议选择典型的、有代表性的。每章作业数量建议为：分析题1～3题，计算题1～3题，在第8章后增加设计性的题目1题。《机电传动控制》课程教案章节名称第1章概述第2章机电传动系统的动力学基础备注课型专业基础课教学时数2第一讲教学目的及要求1、了解机电传动的目的和任务；2、机电传动及其控制系统的发展概况；3、掌握机电传动系统的运动方程式；4、了解几种典型生产机械的机械特性；5、掌握机电传动系统稳定运行的条件；教学主要内容时间分配第1章概述1.1了解课程的性质和任务对本课程的基本要求；9分钟学好本课程的方法；5分钟1.2机电传动及其控制系统的发展概况18分钟1.3机电传动的目的和任务；10分钟1.4课程的内容安徘8分钟第2章机电传动系统的动力学基础2.1机电传动系统的运动方程式15分钟2.3生产机械的机械特性15分钟2.4机电传动系统稳定运行的条件20分钟100分钟教学重点机电传动的目的和任务运用运动方程式分别判别机电传动系统的运行状态；运用稳定运行条件判别机电传动系统的稳定运行点．教学难点●理解机电传动控制的意义。●根据机电传动系统中TM、TL、N的方向确定TM、TL是拖动转矩还是还是制动转矩，判别出系统的运行状态，是处于加速、减速还是匀速时有一定困难。在机械特性上判别系统稳定工作点时，如何找出TM、TL．启发提问1、机电传动的目的是什么？为什么我们把几门课程综合在一起？我们如何完成生产工艺过程的要求，从而保证生产过程的正常进行？2、如何判断转矩的性质？3、请注意机电传动系统的稳定运行包含拿两重含义。4、为什么系统稳定运行必须满足充分而必要的条件？外语要求了解有关概念的英文名称教学方法手段教具1、老师讲解,黑板指示参考资料1、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟授课教师龚水泉职称副教授授课时间2012年月日《机电传动控制》课程教案章节名称第3章直流电动机的工作原理及特性备注课型专业基础课教学时数2第二讲教学目的及要求1、了解直流电动机的基本结构的基础上，着重掌握直流电机的基本工作原理，特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式：2、掌握直流电动机的机械特性，特别是人为机械特性：3、会应用直流电动机的机械特性，特别是人为机械特性，掌握直流电动机启动的各种方法；教学主要内容时间分配第3章直流电动机的工作原理及特性-13.1直流电动机的基本结构和工作原理3.1.1直流电动机的基本结构15分钟3.1.2直流电机的基本工作原理20分钟3.2直流发电机5分钟3.3直流电机的机械特性3.3.1他励电动机的固有机械特性15分钟3.3.2他励电动机的人为机械特性15分钟3.3.3其它形式直流电动机的机械特性10分钟3.4直流他励电动机的启动特性3.4.1直流他励电动机的启动特点10分钟3.4.2直流他励电动机的启动方法10分钟100分钟教学重点1、由于机械特性是根据转矩、电势、电压平衡方程式推导出来的，而机械特性又是分析启动、调速和制动特性的依据、所以机械特性是电动机内容的重中之重：教学难点●运用转矩、电势、电压平衡方程式，正确掌握电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电抠电流Ia和电势E等符号的确定。●解决方法：展示教学图片，结合典型习题来辅助讲解，启发学生。启发提问1、如何理解直流电机的工作原理？2、直流电机机械特性是怎样由转矩、电势、电压平衡方程式推导出来的？3、为什么直流电动机不能直接启动？外语要求了解有关概念的英文名称教学方法手段教具1、老师讲解2、黑板指示参考资料1、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟授课教师龚水泉职称副教授授课时间2012年月日《机电传动控制》课程教案章节名称第3章直流电动机的工作原理及特性备注课型专业基础课教学时数2第三讲教学目的及要求1、学习掌握直流电动机调速、制动以及各种方法的优缺点和应用场所；2、会用机械特性的四个象限来分析直流电动机的运行状态；3、会根据他励直流电动机的铭牌技术数据，确定电动机启动等运行特性。教学主要内容时间分配第3章直流电动机的工作原理及特性-23.5直流他励电动机的调速特性3.5.1改变电枢电路外串电阻Rad5分钟3.5.2改变电动机电枢供电电压U15分钟3.5.3改变电动机主磁通Φ5分钟各种调速方法比较5分钟3.6直流电动机制动特性3.6.1反馈制动15分钟3.6.2反接制动电源反接制动10分钟倒拉反接制动20分钟3.6.3能耗制动25分钟100分钟教学重点1、他励直流电动机的调压调速特性：2、他励直流电动机的制动特性；教学难点●本章较难理解的内容是电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电抠电流Ia和电势E等符号的确定。制动与自然停车的区别。●解决方法：展示教学图片，结合典型习题来辅助讲解，提问、讨论等，来启发学生。启发提问1、常用的调速方法和制动方法是什么？2、制动与自然停车的本质区别是什么？3、请注意制动过程中的能量传递关系。4、不同的制动方法的应用场所是什么？外语要求了解有关概念的英文名称教学方法手段教具1、教学媒体：计算机多媒体投影系统2、老师讲解3、黑板指示参考资料1、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟授课教师龚水泉职称副教授授课时间2012年月日《机电传动控制》课程教案章节名称第5章交流电动机的工作原理及特性备注课型专业基础课教学时数2第四讲教学目的及要求1、了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；2、掌握交流电机的基本工作原理；3、熟悉三相异步电动机定子电路与转子电路中的几个主要电量。教学主要内容时间分配第5章交流电动机的工作原理及特性-15.1三相异步电动机的基本结构和工作原理5.1.1三相异步电动机的基本结构15分钟5.1.2三相异步电动机的工作原理15分钟5.1.3三相异步电动机的旋转磁场15分钟5.2.4定子绕组线端连接方式5分钟5.2三相异步电动机的定子电路和转子电路5.2.1定子电路的分析15分钟5.2.2转子电路的分析15分钟5.2.3三相异步电动机的额定值15分钟5.2.4三相异步电动机的能流图5分钟100分钟教学重点1、掌握三相异步电动机的机械特性、该特性是基于异步电动机的工作原理而推导出来的；2、对异步电动机铭牌数据、额定值的含义要非常熟悉；教学难点●本章较难理解的内容是定子旋转磁场与转子运动的相对性。●解决方法：结合教学图片来辅助讲解，启发学生。启发提问1、什么是异步的概念？2、注意定子旋转磁场与转子运动的相对性。3、如何得到三相异步电动机固有机械特性？外语要求了解有关概念的英文名称教学方法手段教具1、教学媒体：计算机多媒体投影系统2、老师讲解结合黑板指示参考资料1、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟授课教师龚水泉职称副教授授课时间2012年月日《机电传动控制》课程教案章节名称第5章交流电动机的工作原理及特性备注课型专业基础课教学时数2第五讲教学目的及要求1、掌握三相异步电动机的转矩与机械特性；2、掌握异步电动机的人为机械特性；3、掌握异步电动机的启动、调速特性，以及从启动、调速的各种方法了解其应用情况；教学主要内容时间分配5.3三相异步电动机的转矩与机械特性5.3.1三相异步电动机的转矩10分钟5.3.2三相异步电动机的机械特性三相异步电动机固有机械特性15分钟5.3.2三相异步电动机的人为机械特性15分钟5.4三相异步电动机的启动特性5.4.1鼠笼式异步电动机的启动方法1．直接启动(全压启动)5分钟2．Y—Δ降压启动15分钟3、其他降压启动方法10分钟5.5三相异步电动机的调速特性5.5.1调压调速7分钟5.5.2转子电路串电阻调速8分钟5.5.3改变极对数调速10分钟5.5.4变频调速5分钟100分钟教学重点1、改变U、R、F等参数后对机械特性的影响是什么？2、特别要掌握三相异步电动机的人为机械特性，因为它是分析三相异步电动机启动、调速工作状态的依据；3、掌握异步电动机直接启动和Y—Δ降压启动和调速的条件和优缺点，线绕式异步电动机转子串电阻的启动、调速，以及各种启动和调速方法的应用场合：教学难点●人为机械特性中的各种物理量变化。●解决方法：结合教学图片来辅助讲解，启发学生。启发提问1、改变U、R、F等参数后对机械特性的影响是什么？2、为什么要根据实际情况合理选择三相异步电动机的启动和调速方法？外语要求了解有关概念的英文名称教学方法手段教具1、教学媒体：计算机多媒体投影系统2、老师讲解结合黑板指示参考资料1、《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟授课教师龚水泉职称副教授授课时间2012年月日《机电传动控制》课程教案章节名称第5章交流电动机的工作原理及特性备注课型专业基础课教学时数2第六讲教学目的及要求1、掌握异步电动机的制动特性，以及从制动的各种方法了解其应用情况；2、单相异步电动机、同步电动机的工作原理、特点及应用；教学主要内容时间分配第5章交流电动机的工作原理及特性-35.6三相异步电动机的制动特性5.6.1反馈制动15分钟5.6.2反接制动15分钟5.6.3能耗制动15分钟5.7单相异步电动机5.7.1单相异步电动机的磁场15分钟5.7.2单相异步电动机的启动方法15分钟5.8同步电动机的工作原理、特点及应用5.8.1同步电动机的基本结构5分钟5.8.2同步电动机的工作原理和运行特性10分钟5.8.3同步电动机的启动10分钟100分钟教学重点1、掌握异步电动机制动特性及其方法；2、特别要掌握异步电动机变频调速和变极对数调速的特性与优缺点；教学难点●三相异步电动机的人为机械特性中的各种物理量变化对制动特性的影响。●解决方法：结合教学图片来辅助讲解，启发学生。启发提问1、单相电动机如何工作？同步电动机是怎样启动的？2