《机电传动与控制》教学大纲（机械）

1、PAGE PAGE 9机电传动与控制课程简介课程编号1240453024课程名称机电传动与控制课程性质选修学 时48学 分3学时分配授课：42 实验：6 上机： 实践： 实践（周）：考核方式闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。开课学院机械工程学院更新时间适用专业机械设计制造及其自动化专业先修课程机械原理、机械设计、电工学等课程内容：机电传动与控制是机械设计制造及自动化专业四年制本科的选修课，是一门综合性很强的课程，具有重要的工程应用意义。机电传动控制课程融合了电力拖动、自动控制原理、计算机技术、继电器接触器控制、电力电子技术等相关技术，是学习机电一体化技术的重要课程，既有常用的电

2、气控制方法，又有先进的控制技术，具有系统性、实用性和先进性。内容包括直流电动机的工作原理及特性，三相异步电动机的工作原理及特性，常用控制电动机的工作原理和应用及电动机的选择，机电传动系统的继电器-接触器控制、可编程序控制器控制和微机控制。Brief IntroductionCode1240453024TitleElectrical drive and controlCourse natureElectiveSemester Hours48Credits3Semester Hour StructureLecture：42 Experiment：6 Computer Lab： Practice：P

3、ractice (Week)：AssessmentClosed book examination, usually results accounted for 30%, the final grade accounted for 70%.Offered bySchool of Mechanical EngineeringDateforMechanical Design, Manufacturing and AutomationPrerequisitemechanical principle, Mechanical Design, Electrical EngineeringCourse Des

4、cription: “Electrical drive and control” is an optional course of machinery design manufacture and automation in four years college. It is a strongly comprehensive course, and is very important for engineering applications. It is also an important course of learning mechanical and electrical integra

5、tion of technology, and combines electric drive, principle of automatic control, computer technology, relay-contactor control, power electronic technology. It is with systematic, practical and advanced, because it includes not only a common electrical control method, but also advanced control techno

6、logy. This course embodies DC motors working principle and characteristics, the operation principle of three-phase asynchronous motor and its characteristics, the working and application principle of commonly control motor and choice of motor, the electrical drive system of relay contactor control,

7、and programmable controller and microcomputer control.机电传动与控制课程教学大纲课程编号1240453024课程名称机电传动与控制课程性质选修学 时48学 分3学时分配授课：42 实验： 6 上机： 实践： 实践（周）：考核方式闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。开课学院机械工程学院更新时间适用专业机械设计制造及其自动化专业先修课程机械原理、机械设计、电工学等一、教学内容第一章 绪论1.1 机电传动的目的和任务1.2 机电传动及其控制系统的发展概况1.3 机电控制技术的概念与内涵1.4 课程的性质和任务1.5 课程的内容安排教

8、学难点：对机电传动与控制的认识。教学重点：机电传动的目的和任务及机电控制技术的概念。第二章 机电传动系统动力学基础2.1 机电传动系统的运动方程式2.2 机电传动系统的负载特性2.3 机电传动系统稳定运行的条件教学难点：几种典型生产机械的机械特性，机电传动系统的运动方程式，并学会用它来分析与判别机电传动系统的运行状态。教学重点：机电传动系统稳定运行的条件，用其分析与判别系统的稳定平衡点。第三章 直流电机3.1 直流电机的基本结构与工作原理3.2 直流电动机的机械特性3.3 直流他励电动机的启动3.4 直流他励电动机的调速3.5 直流他励电动机的制动教学难点：电动机在各种运转状态下电磁转矩 T、

9、负载转矩 TL，转速 n 、电枢电流 Ia ，和电势 E 等符号的确定。教学重点：直流电机的工作原理、结构组成与特点和特性，包括转矩与机械特性、启动、调速、制动特性。第四章 交流电动机4.1三相异步电动机的基本结构与工作原理4.2 三相异步电动机的定子电路与转子电路4.3 三相异步电动机的转矩与机械特性4.4 三相异步电动机的启动性能与方法4.5 三相异步电动机的调速方法4.6 三相异步电动机的制动4.7 单相异步电动机4.8 同步电动机教学难点：电机的结构与特性，单相异步电动机的启动与调速。教学重点：交流电动机的工作原理，机械特性，以及启动、调速和制动的各种方法、特点与应用。第五章 控制电动

10、机5.1 伺服电动机5.2 微型同步电动机5.3 测速发电机5.4 步进电动机5.5 直线电动机教学难点：交流伺服电动机“自转”现象及消除该现象的原理。教学重点：掌握常用控制电动机基本工作原理，运行特性与特点。第六章 机电传动控制系统的基础 6.1 机电传动控制系统的组成及方案选择6.2 选择电动机额定功率的基本依据6.3 电动机的发热与冷却6.4 不同工作方式下电动机容量的选择6.5 电动机的种类、额定电压、额定转速及形式的选择 教学难点：恒转矩调速与恒功率调速问题，特别是电动机的调速性质与生产机械的负载特性相配合问题。教学重点：开环调速系统与闭环调速系统的区别，公式D = nmax SL/

11、nN(1SL)与 Df =(1K)D中各物理量之间的辩证关系，扩大调速范围的有效方法。第七章 机电传动控制系统中电动机的选择7.1 电动机容量选择的原则7.2 电动机的发热与冷却7.3 不同工作制下电动机容量的选择7.4 电动机容量选择的统计法和类比法7.5 电动机的种类的选择 教学难点：熟悉电动机种类、电压、转速和结构型式的选择方法。教学重点：掌握长期工作制、短期工作制、重复工作制三种运行方式下电动机容量的选择。第八章 继电器-接触器控制系统8.1 常用电器元件8.2 继电器接触器控制的基本线路 8.3 继电器接触器控制电路的分析与设计教学难点：继电器接触器控制电路中基本控制环节和常用的几种

12、自动控制方式。教学重点：继电器接触器控制电路中基本控制环节和常用的几种自动控制方式。第九章 直流传动控制系统9.1 自动调速系统主要性能指标 9.2 晶闸管电动机直流传动控制系统9.3 几种常见的直流传动控制系统教学难点：恒转矩调速与恒功率调速问题，特别是电动机的调速性质与生产机械的负载特性相配合问题。教学重点：开环调速系统与闭环调速系统的区别，调速范围的公式中D与各个物理量之间的辩证关系，扩大调速范围的正确有效方法。第十章 交流传动控制系统10.1 晶闸管交流调压调速系统10.2 晶闸管变频调速系统教学难点：不同调速系统的原理，变频调速系统的不同分类与系统原理。教学重点：交流异步电动机调速系

13、统的基本原理、各类调速系统的基本原理与类型以及几种主要系统的基本组成。第十一章 步进电动机传动控制系统11.1 步进电动机11.2 步进电动机环形分配器11.3 步进电动机驱动电路教学难点：步进电动机的不同结构，不同脉冲分配方式及其运行性能；驱动电路对步进电动机运行性能的影响。教学重点：分析和设计简单的步进电动机驱动电路；掌握步进电动机的主要性能指标。第十二章 直流电动机调速系统12.1 电力半导体器件与可控整流电路12.2 逆变与脉宽调制12.3 电力半导体器件和装置的保护12.4 单闭环直流调速系统 12.5 双闭环直流调速系统 12.6 晶闸管-电动机可逆调速系统教学难点：整流电路接电感

14、性负载、电动势负载时的工作情况；逆变器的工作原理，比例积分调节器(PI调节器)的调节作用。教学重点：晶闸管单相和三相基本可控整流电路在不同性质负载下的工作特点；晶闸管的导通与关断条件，可控性。几种常用反馈(转速负反馈、电压负反馈与电流正反馈、电流截止负反馈)系统的工作原理，特点与作用。第十三章 交流电动机调速系统 14.1 电磁转差离合器调速系统14.2 交流调压调速系统14.3 线绕式异步电动机调速系统14.4 晶闸管变频调速系统教学难点：不同调速系统的原理，变频调速系统的分类与系统原理。教学重点：不同调速方法所获得的电动机调速的特性和特点，不同调速方法的应用场合。二、教学要求第一章 绪论教

15、学要求：了解机电传动的目的和任务；了解机电传动及其控制系统的发展概况。第二章 机电传动系统动力学基础教学要求：了解几种典型生产机械的机械特性；掌握机电传动系统的运动方程式，并学会用它来分析与判别机电传动系统的运行状态；掌握在多轴拖动系统中为了列出系统的运行方程式，必须将转矩等进行折算，掌握其折算的基本原则和方法；理解机电传动系统稳定运行的条件，并学会用它来分析与判别系统的稳定平衡点。第三章 直流电机教学要求：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；掌握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、调速和

16、制动的各种方法以及各种方法的优缺点和应用场所；掌握用机械特性的四个象限来分析直流电动机的运行状态；掌握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。第四章 交流电动机教学要求：了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；了解同步电动机的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法；掌握异步电动机的工作原理，机械特性，以及启动、调速和制动的各种方法、特点与应用；掌握用机械特性的四个象限来分析异步电动机的运行状态；掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法。第五章 控制电动机教学要求：了解各种控制电机的应用场所，以便正确选用和使用它们；掌握伺服电动机、力矩电机的基本工作原理；掌握各种控制电机的特

17、点。第六章 机电传动控制系统的基础教学要求：了解机电传动自动调速系统的组成；了解生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求；知道调速系统的调速性质与生产机械的负载特性合理匹配的重要性。第七章 机电传动控制系统中电动机的选择教学要求：了解电动机的发热与冷却规律；了解电动机容量的选择，特别注意电动机运行时的允许温度、过载能力和启动能力；熟悉电动机种类、电压、转速和结构型式的选择方法。第八章 继电器-接触器控制系统教学要求：熟悉各种电器的工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号；掌握继电器接触器控制电路中基本控制环节和常用的几种自动控制方式；学会设计一些较简单的继电器接触器控制电路。第九章 直流传动控

18、制系统教学要求：了解机电传动自动调速系统的组成；了解生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求；理解调速系统的调速性质与生产机械的负载特性合理匹配的重要性；掌握自动调速系统中各个基本环节、各种反馈环节的作用与特点；掌握各种常用的自动调速系统的调速原理、特点及适用场所。第十章 交流传动控制系统教学要求：了解电磁转差离合器调速系统的原理和调速性能；了解变频调速系统的分类、脉宽调制型变频调速和交交变频调速的基本原理，调速特性及应用范围；掌握交流异步电动机调速的基本原理及主要方法；掌握交流调压调速系统和线绕式异步电动机调速系统的特性，原理及应用领域。第十一章 步进电动机传动控制系统教学要求：了解步进电动机的环形分配原理；掌握步进电动机的基