机电传动控制

1、题 目模块一 基础知识任务1.1认识机电传动控制系统学时 2教学目标与要求1.理解电机传动的任务。2.能够正确掌握机电传动控制系统的设计方法。重 点1. 能够正确掌握机电传动控制系统的设计方法。难 点1.了解几种典型生产机械的机械特性教学方法与手段教学方式：讲练结合法，图形法，举例分析法；教学手段：多媒体课件。主要教学内容及过程任务1.1认识机电传动控制1.1.1机电传动控制系统的基本要素和功能1. 机械装置（结构功能）2. 执行装置（驱动功能和能量转换功能）3. 传感器与检测装置（检测功能）4. 动力源（运转功能）5. 信息处理与控制装置（控制功能）1.1.2机电传动控制系统的设计方法1.

2、设计要求2. 设计方法 模块化设计 柔性设计方法 取代设计法 融合设计法【知识拓展】讲多错多及其控制系统的发展 作业布置课堂练习课后小结学生反应良好，课堂气氛活跃。 20152016 学年 第 二 学期题 目任务1.2机电传动控制系统计算学时 4教学目标与要求2. 掌握机电传动控制系统的运动学方程式。了解机电传动控制系统稳定运行条件。重 点掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法。难 点掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法。教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程任务1.2机电传动控制系统计算 机电传动系统的动力学基础1.2.1 机电传动系统的运动方

3、程式1.2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算1.2.3负载转矩的折算1.2.4转动惯量和飞轮转矩的折算 1.2.5 生产机械的机械特性1恒转矩型机械特性2离心式通风机型机械特性3直线型机械特性4恒功率型机械特性2.4 机电传动系统稳定运行的条件12345 作业布置课堂练习课后小结涉及计算，学生不感兴趣。题 目 模块二 驱动电机任务2.1认识直流电动机学时 4教学目标与要求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。重 点掌握直流电动机的机械特性，特别是人为机械特性

4、难 点1.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。教学方法与手段讲授发和实验法。主要教学内容及过程任务2.1认识直流电动机2.1 直流电动机的基本结构和工作原理2.1.1直流电动机的基本结构主要部件：励硅绕组（定子线圈）用来产生磁场电枢绕组（转子线圈）通有工作电流换向器 保持电枢绕组的电流方向不变铁芯（定子、转子）导磁及支撑2.1.2直流电机的基本工作原理发电机（根据右手定则）电动机（根据左手定则）2.2 直流发电机 2.3 直流电机的机械特性2.3.1他励电动机的固有机械特性2.3.2 他励电动机的人为

5、机械特性2.3.3其它形式直流电动机的机械特性作业布置课后习题课后小结本节主要机构原理分析，大部分学生都能认真听课。题 目任务2.2认识交流电动机2.2.1三相异步电动机的基本结构2.2.2三相异步电动机的工作原理学时 2教学目标与要求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；重 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。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。教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程任务2.2认识交流电动机2.2.1三相异步电动机的基本结构定子、中间装有定子绕组及定子、铁芯、

6、外壳转子、有的装绕组（有的是笼式） 三相异步电动机的工作原理工作原理：基于定子线圈能够产生一个旋转磁场，假设有一个旋转磁场来分析如图中N、S的磁场以n0旋转 三相异步电动机的旋转磁场1.由于三相电源，所以定子中有三相绕组（120夹角）2.旋转磁场的方向定子绕组线端连接方式 在三相电机的接线盒中有六个端子（D1、D2、D3、D4、D5、D6）首端D1，2，3末端D4，5，6作业布置课后习题课后小结机构原理分析，小部分学生跟不是思路。课下要做好辅导。题 目三相异步电动机的空载运行和负载运行学时 2教学目标与要求掌握三相异步电动机的空载运行和负载运行。重 点三相异步电动机的空载运行和负载运行。难 点

7、三相异步电动机的空载运行和负载运行。教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程空载运行时的电磁关系 1.主磁通 2.漏磁通 3.电磁关系2.2.3.2 异步电动机的负载运行 1、负载运行时的电磁关系 2、转子绕组的电磁量 作业布置课后习题课后小结图表分析特性为主，注意培养学生分析图表能力。题 目三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性学时 2教学目标与要求1、掌握三相异步电动机的基本方程式2、熟悉三相异步电动机的工作特性重 点三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性。难 点三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性。教学方法与手段讲练结合法，图形法，

8、举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程2.2.4.1 功率平衡和转矩平衡 1、功率平衡 2、转矩平衡2.2.4.2 三相异步电动机的工作特性 1、转速特性 2、定子电流特性 3、功率因数特性 4、电磁转矩特性 5、效率特性作业布置课后习题课后小结公式分析和图表分析结合。题 目任务2.3认识步进电动机学时 4教学目标与要求掌握步进电机的结构和工作原理重 点步进电机的工作原理难 点步进电机的工作原理教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程2.3.1 概述步进电动机的原理步进电动机的控制方式1 三相单三拍运行方式2 三相双三拍通电方式3 三相单、双六拍通电方式

9、步进电动机的运行特性1、矩角特性2、静稳定区步进电动机的驱动电路1、单极性驱动电路2、双极性驱动电路作业布置课后习题课后小结机构原理分析，注意与三相异步电动机的区别。题 目任务2.4认识伺服电动机学时 2教学目标与要求掌握伺服电机的结构和工作原理重 点伺服电机的工作原理难 点伺服电机的工作原理教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程2.4.1概述直流伺服电动机1、直流伺服电动机的机械特性2、直流伺服电动机的调节特性交流伺服电动机1、幅值控制及特性2、相位控制及特性 3、幅值相位控制及特性作业布置课后习题课后小结尝试让学习自主分析。题 目实验一 直流他励电动机

10、启动和调速实验学时 2教学目标与要求1加深理解直流他励电动机的启动特性。2熟悉直流他励电动机的调速特性及其调速方法。3测绘直流他励电动机的机械特性。重 点1、直流他励电动机的调速特性及其调速方法。难 点1、直流他励电动机的调速特性及其调速方法。教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程实验一 直流他励电动机启动和调速实验（2课时）实验项目1直流他励电动机的启动。2改变电枢回路的调节电阻R1来调节直流他励电动机的转速。3改变电枢供电电压U来调节直流他励电动机的转速。4直流他励电动机的转向改变。5绘制直流他励电动机机械特性曲线图。实验设备及仪器1教学实验台主控制屏

11、2电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL-13）3直流并励电动机M034直流电机仪表、电源（NMEL-18）（位于实验台主控制屏的下部）5电机起动箱（NMEL-09）实验说明及操作步骤1、接线2直流他励电动机的启动3他励电动机的调速特性4改变电动机的转向作业布置实验报告课后小结良好题 目模块三 传感器技术任务3.1认识传感器学时 2教学目标与要求熟悉传感器的发展动向以及应用前景重 点重点掌握传感器静态特性难 点重点掌握传感器静态特性教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程传感器的概念1、传感器2、传感器技术3、传感（检测）原理传感器的组成传感器的分类1、按

12、基本效应分：物理型、化学型、生物型等。2、按构成原理分：结构型、物性型。3、按测量原理分：应变式、电容式、压电式、热电式等。4、按能量关系分：能量转换型（自源型）、能量控制型（外源型）。5、按输入量分：位移、温度、压力、流量、加速度等。6、按输出量分：模拟式、数字式。传感器的发展趋势1、开发新型传感器2、传感器的集成化和多功能化3、传感器的智能化4、研究生物传感器和开发仿生传感器5、传感器的图像化作业布置课后习题课后小结认识性学习，多给学生举例。（例子要新，接近学生生活实例）题 目任务3.2应变式传感器学时 2教学目标与要求1. 了解电阻传感器的工作原理及测量电2. 掌握应变式电阻传感器的工作

13、原理以及应用电路重 点1、应变式电阻传感器的原理及其应用难 点1、应变式电阻传感器的原理及其应用教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程3.2.1概述3.2.2 金属应变片式传感器 1、应变效应 2、金属应变片 3、主要特性 4、温度误差及补偿 5、测量电路 6、应变式传感器压阻式传感器1、压阻效应 2、压阻系数 3、固态压阻器件作业布置课后习题课后小结部分学生课堂开小差，注意力不集中，注意提醒。题 目任务3.3电容式传感器学时 2教学目标与要求1.了解电容式传感器的工作原理和应用电路2.掌握各种电容传感器的工作原理、性能、应用重 点电容式传感器工作原理及结

14、构形式难 点电容式传感器常用测量电路及应用教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程3.3.1概述电容式传感器的工作原理1、变面积型 2、变介电常数型 3、变间距型（常用形式）电容式传感器的测量电路1、等效电路 2、测量电路误差分析 1、温度的影响 2、边缘效应及其消除 3、寄生与分布电容的影响及消除电容传感器的应用作业布置课后习题课后小结传感器分类细讲，注意学生反馈。题 目实验二 线绕式异步电动机的启动、调速和机械特性学时 2教学目标与要求1加深理解三相线绕式异步电动机的启动特性。2熟悉并更好地理解三相线绕式异步电动机的调速方法。3测绘三相线绕式异步电动机的

15、机械特性曲线。重 点三相线绕式异步电动机的机械特性曲线。难 点三相线绕式异步电动机的机械特性曲线。教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程实验项目1线绕式异步电动机电枢绕组串入可变电阻器启动。 2绕线式异步电动机电枢绕组串入可变电阻器调速。3线绕式异步电动机的机械特性曲线绘制。实验设备及仪器1实验台主控制屏2电机导轨及测功机、转矩转速测量（NMEL-13、NMEL-14）3交流电压表、电流表4三相可调电阻器90（NMEL-04）。6电机起动箱（NMEL-09）7绕线式异步电动机M09。实验方法及步骤1 绕线式异步电动机电枢转绕组串入可变电阻器起动。 2绕线式

16、异步电动机绕组串入可变电阻器调速。 3绕线式异步电动机的机械特性曲线测绘作业布置实验报告课后小结良好题 目模块四 继电器接触器控制系统设计任务4.1认识常用低压控制电气原件学时 2教学目标与要求1了解常用低压电器，掌握电器原理图的画法。2、熟练掌握异步电动机的起动控制线路。重 点接触器，继电器的用途，接触器触点的动作关系。难 点继电接触控制电路的基本环节及应用和分析方法，基本电路的设计教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程4.1.1常用低压电器1、分类 2、电力拖动控制系统可以分成两大部分4.1.2 接触器 1、作用 2、分类 3、构造 4、图形符号继电器

17、KA 1、作用 2、分类 3、图形符号作业布置课后习题课后小结内容较新颖，学生感兴趣，课堂气氛好题 目任务4.2分析继电接触器的基本电路学时 4教学目标与要求掌握继电器-接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理重 点继电器-接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理难 点继电器-接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程4.2.1 继电器接触器自动控制线路的构成1、分类 2、规则 4.2.2 继电器接触器自动控制的基本线路1、起动及保护电路 2、正反向控制电路 3、 点动 4、多电机互馈 5、多点控制 6、顺序

18、控制 7、多速电机 （固定） 8、电磁铁的线路生产机械中的几种自动控制方式1、行程（位置）自动控制 2、按时间的自动控制 3、定时工作4、自耦降压启动 5、按速度控制作业布置课后习题课后小结本节内容教简单，学生容易掌握。题 目模块五 可编程控制器原理及应用任务5.1可编程序控制器学时 2教学目标与要求了解可编程序控制器的基本结构、工作原理、主要特点和用途重 点可编程序控制器的工作原理难 点可编程序控制器的工作原理教学方法与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。主要教学内容及过程5.1.1 定义5.1.2 PC机的基本结构 1、CPU 2、存储器 3、现场输入接口 4、现场输出接口 5、键盘及显示器 6、外存接口 7、其它接口5.1.3 PC机的输入和输出信号 1、输入信号 2、输出信号定时5.1.5 PC与传感器的接口作业布置课后习题课后小结原理学习，学生反馈难理解。题 目任务5.2 C系列P型机的指令系统任务5.3 可编程控制器的安装及编程学时 4教学目标与要求掌握C系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法以及应用实例重 点C系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法难 点C系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法教学方法与手段讲练结