正弦波永磁同步电动机的自控变频调速系统课件

正弦波永磁同步电动机的自控变频调速系统正弦波永磁同步电动机的自控变频调速系统正弦波永磁同步电动机的自控变频调速系统伺服系统第7章三相永磁同步伺服电机控制控制系统全数字交流伺服系统概述全数字交流伺服系统是指采用数字控制技术,以稀土永磁正弦波伺服电动机(PermanentMagnetSynchronousmotor简称PMSM)为控制对象的伺服系统正逐渐取代以直流伺服电机为控制对象的直流伺服系统和采用模拟控制的模拟式交流伺服系统。永磁同步伺服电动机特点:体积小、性能高。一、设计思想本节课的内容是北京市开放性科学实践活动手册八年级的内容，主要内容是让学生用传感器直观、准确认识吸入和呼出气体等体系。通过问卷、访谈等方式调查，笔者发现很多学生对于吸入和呼出气体存在错误认识，他们认为“吸入的气体是氧气，呼出的气体是二氧化碳”。本节课从评析这一错误认识出发，激发学生的探究欲望。任务一：了解吸入和呼出气体。任务二：探究蜡烛在密闭容器中燃烧一段时间后熄灭，氧气是否还有剩余及剩余含量。以上两个任务均由学生先提出猜想再进行探究，这样能够使学生体会科学探究的基本环节，感受科学探究的快乐。二、活动目标1.知识与技能目标。与吸入的空气相比，知道呼出的气体中氧气含量减少，二氧化碳含量增多；知道氧气支持燃烧需要达到一定浓度。2.过程与方法目标。体验科学探究的基本过程；初步了解使用传感器进行定量测量的方法；培养学生的动手能力和小组合作意识。3.情感态度与价值观目标。感受化学与生活的密切联系，感受科学探究的快乐，感受学科价值。三、教学的主要过程1.提出问题，有据评析。教师：欢迎同学们来到开放性科学实践活动课堂，今天我们活动的主题是“吸入和呼出气体的研究”，上课之前老师做了一些调查，发现很多同学认为在日常生活中，我们吸入的气体是氧气，呼出的气体是二氧化碳，你们是否赞同这样的说法呢？生1：同意！生2：不同意！我们吸入的气体不全是氧气，是空气。呼出的气体也不全是二氧化碳。提出任务一：比较吸入和呼出气体中氧气和二氧化碳的浓度。2.解决问题，实证猜想。教师：请同学们将猜想以图像的方式在坐标系中表示出来。学生猜想示例：设计实验：利用氧气传感器、二氧化碳传感器、烧杯、保鲜膜等实验用品测定吸入和呼出气体中氧气和二氧化碳的含量。学生思考、讨论：将氧气传感器、二氧化碳传感器同时放置在一个大烧杯中，用保鲜膜将烧杯和传感器覆盖，测空气中氧气、二氧化碳的含量，记录数据。掀开保鲜膜，往烧杯中吹出一大口气后立即盖好保鲜膜，观察数据的变化[1]。学生两人一组进行实验，教师巡视指导。数据分析：人体呼出的气体中，氧气明显少于吸入的气体；而二氧化碳气体明显多于吸入的气体；不论是吸入还是呼出的气体中，氧气都远远比二氧化碳多。得出结论、修正图像：3.收获方法，类比应用。演示实验：蜡烛在倒扣的玻璃杯中燃烧，一段时间后熄灭。提出问题：蜡烛为什么熄灭了？学生：氧气没了。教师：氧气真的一点都没有了吗？请同学们再次利用氧气传感器进行测量。设计实验：利用双面胶将氧气传感器固定在玻璃杯中上部，点燃蜡烛，将玻璃杯倒扣，观察数据变化。学生两人一组进行实验，教师巡视指导，关注学生实验操作是否合理、安全。数据分析：得出结论：氧气不足，蜡烛熄灭，即蜡烛燃烧需要一定浓度的氧气。4.经历感受，建立辩证思维。教师：本节课我们学会了使用传感器进行定量测量，同学们还想利用传感器探究我们身边的哪些混合气体体系呢？生1：汽车尾气。生2：教室。生3：公园。生4：卧室。生5：电脑排风口排出的气体。……四、活动总结与反思1.教师应有效指导。教师既不能“教”科学实践活动，又不能放任学生，应把有效指导和鼓励学生主动实践、合作探究有机结合起来，课堂形散神不散，放手不放羊[2]。课程开始前教师要制订好指导学生活动的具体方案，可多名教师共同参与活动指导。2.关注学生差异，激发有效参与。对于不同学情的学生，可以提出与之能力匹配的实践活动，提高活动课的包容度，让每位学生都能参与其中。3.拓展学生实践空间。活动课旨在培养学生科学探究的兴趣，为提升课程价值，帮助学生形成探究方法，应集中教师、家长、学校、社会力量，充分利用各方资源，拓展学生实践空间。人地关系，即人类社会和自然环境的关系，是现代地理学研究的重要课题，也是当今社会发展必须直面和探讨的问题，还是人类认识世界的永恒命题。为在人地协调观指导下进一步强化初、高中地理教学之间的衔接，本文以“聚落”这一地理教学内容为例，就人地协调观下初、高中地理有效衔接的教学策略进行探究。一、深层次地剖析课标，凸显核心概念实现初高中地理有效衔接这一教学策略的必要前提是对初高中地理课程的实际标准进行深入性的剖析，以使核心重点概念内容得以凸显。初中地理中，“聚落”这一教学内容课程标准的主要要求是：第一，结合教学资料和相应的地图，了解并掌握我国各地区自然环境的特征，并举出部分地区特色民居以及其风俗习惯与自然环境之间的联系；第二，通过教学资料和世界地图，了解并掌握世界各地自然环境的特征；第三，以图片的形式阐述我国各地区城市民居特色与乡村民居特色以及景观之间的差异性；第四，列举自然环境对聚落形成的影响；第五，举例说明某区域河流对该地区聚落形成的影响。要想进一步提升学生对教材相关概念等知识的理解能力，对课标内涵进行深层次的剖析很有必要。在高中地理中，“聚落”这一教学内容的课标要求主要有以下几点：第一点，就地表形态对聚落形成以及分布的影响进行举例分析；第二点，就城市的空间结构分布形成的原因进行举例分析；第三点，结合各地区城市结构的相关知识，阐述城市规模与服务功能的差异性；第四点，运用有关资料，概括城市化的过程和特点，并解释城市化对地理环境的影响；第五点，就区域文化对城市本身以及其发展的影响进行举例分析；第六点，以生活实例就交通运输方式的不断变化对聚落形态造成的影响；第七点，以分析我国部分经济较发达地区的聚落情况为基础，进一步深入研究该地区工农业和城市化的发展进程，并罗列出在这一过程中产生的典型问题以及针对性的解决措施。从高中地理“聚落”这一内容的课标剖析情况来看，学生在这一阶段所要了解和掌握的内容与自然环境、人文因素等均有着很大的联系。与此同时，还要了解和掌握“聚落”在时间上的发展变化与其他因素之间的关系，并同样要以典型案例分析的方式进行详细讲解，使学生能够在此分析过程中循序渐进地形成“人地协调”观念。综合上述对初高中“聚落”这一内容的课标剖析不难看出，不管是初中地理的基本概念知识，还是将地理概念知识进一步深化的高中地理，地理环境这一因素是初中学生和高中学生在学习“聚落”这一内容过程中无法避免的关系，与此同时，这一关系还会因时间不停地推移所产生的时空尺度中不断变化，而这种变化既有可能向和谐化的方向发展，同时也有可能演变成聚落与各类环境因素的不和谐发展，这种变化可能朝着协调的方向发展，也可能变为聚落与环境不协调的发展，因此，这就需要人类的干预，努力纠正“聚落”与环境的发展方向。由此，在教学“聚落”这一内容时，还必须联系与这一内容相关联的概念体系（如下列图1所示），尤其要注意抓住这些概念知识的核心点，即在时空尺度下形成人地协调观念，并巧妙而充分地运用这一观念引领初高中地理教学。二、分析不同学生的认知，搭建学习阶梯处于不同年龄阶段和学习阶段的学生对地理知识的认知水平具有一定的差异性，初中生的地理知识基础除了相应的地理教材之外还主要来源于部分课外书籍。初中阶段是学生身心成长发育的良好时机，这一阶段的学生不仅身心尚未发育完全，未形成固定的思维，并且生活经验匮乏，目前只能接受单一性和事实性的知识。所以初中阶段的地理课程首先以学习中国和世界的自然环境为主，并在此基础上结合各地区的传统特色民居对学生进行教学，使学生能够初步了解和感知聚落的个体表现；其次，在总结城市与自然条件关系的前提下明确出民居与聚落之间的关系，并逐步建立“聚落”概念。在此过程中，可有助于培养学生的综合思维能力，并打下坚实的地理知识基础。而高中阶段的学生已经积累了一定的地理基础知识以及一定的生活经验，加之年龄的增长，其对事物的分析能力也必定会有所上升，因此理解地理概念时会更加容易，同时也就使得高中地理逐渐进入综合理解概念和运用概念知识解决实际问题的深层次阶段。（如下列图2所示）三、有效化教学内容，创新教学设计在明确“聚落”的概念体系结构以及当前学习阶段后，地理教师应以“人地协调观”为教学指导理念，将初高中的相关知识进行梳理整合，构建出更清晰和明朗的教学内容结构（如下列图3所示），并在教学设计中进行改革创新。在这一教学内容结构中，自然环境要素以聚落相关概念等知识应在初中这一阶段完成。对于宏观空间选址与其他地理要素之间的关系以及微观空间形成的因素、聚落的发展变化等深层次的概念知识则应在高中地理的必修阶段完成。除此之外，以典型案例分析形式教学聚落的发展以及在其发展过程中与地理环境之间产生的关系时则应安排在高中地理必修三完成。与理科生不同，地理是文科学科中的重要组成部分之一，高中文科班的学生应对地理概念知识进行综合性学习，争取能够自己总结出适合用于自己学习地理概念知识的方法，并在此基础上能够将所学的地理知识予以实际性的运用，解决各种相关问题。从不同学习阶段的角度来看，初中这一阶段的地理教学主要由建立初步的基础概念框架和感知事实为主，在此之中，丰富的地理表是基础概念知识框架建立的基础要素之一。因初中生对事物的感知偏向形象思维，是以直观的教学手段以及感性的素材描述（图片、视频等）会在一定程度上激发其学习兴趣。是以在初中阶段的地理教学过程当中，分小组学习和情景演练等是有效提升课堂教学效率和初高中地理衔接性的首选策略。另外，教师还可适当地应用体验式教学这一策略，譬如，教师可要求学生从生活中寻找材料制作出各地区的特殊民居，并结合与聚落形成的相关知识对其进行解释和说明（如为什么这样分布等）。这样的教学方式更符合学生的学习特点，也可以使学生在自行制作的过程中进一步深化其对聚落（或个体民居）与自然环境关系之间的感知与领悟，以使其对“聚落”这一概念有更深刻的理解和印象。总之，不同阶段的学习内容以及学生的思维能力和学习综合水平均存在很大的差异性。因此，在初高中地理教学过程中，教师应使用针对性的教学策略，务必注重初高中地理的教学衔接性，从而进一步提升初高中地理教学的课堂效率。伺服系统第7章三相永磁同步伺服电机控制控制系统全数字交流伺服系统概述全数字交流伺服系统是指采用数字控制技术,以稀土永磁正弦波伺服电动机(PermanentMagnetSynchronousmotor简称PMSM)为控制对象的伺服系统正逐渐取代以直流伺服电机为控制对象的直流伺服系统和采用模拟控制的模拟式交流伺服系统。永磁同步伺服电动机特点:体积小、性能高。全数字交流伺服系统优点≯控制性能是以往的模拟式伺服系统和直流伺服系统所无法比拟的。≯具有的一系列新的功能,如电子齿轮功能、自动辩识电动机参数的功能、自动整定调节器控制参数功能、自动诊断故障的功能等等。≯数字式交流伺服系统在数控机床、机器人等领域里已经获得了广泛的应用。数字式交流伺服系统,是制造业实现自动化和信息化的基础构件。s1三相永磁同步伺服电机的结构和工作原理1.1三相永磁同步伺服电机的结构与异步电机一样,同步电机也是由定子及转子两大部分所组成1、定子同步电机的定子结构与异步电机一样,定子上有空间均布的三相交流绕组,通以三相平衡的交流电。2、转子:同步电机的转子结构与异步电机不同,同步电机转子上有励磁绕组,通以直流电流后,能产生磁场转子也可以是永磁材料构成,产生磁场。同步电机的转子有两种结构型式,即凸极式和隐极式)凸极式:转子有明显的突出的磁极,气隙分布不均匀。2)隐极式:转子作成圆柱形,气隙均匀分布。区别:对于高速旋转的同步电机,在转子结构上,我们采用隐极式,而对于低速旋转的电机,由于转子的圆周速度较低,离心力较小,故采用制造简单、励磁绕组集中安放的凸极式结构。1.2永磁式同步电动机工作原理同步电动机历来是以转速与电源频率保持严格同步著称的。只要电源频率保持恒定,同步电动机的转速就绝对不变。工作原理:定子由三相交流绕组形成的旋转磁场,可用图示一对旋转磁极表示。转子是永久磁钢做成的,其永磁场形成n、s两个磁极。定子旋转磁场n、s极旋转时,转子磁极n、s极被紧紧吸引,以相同的转速旋转n=n1=601/p当转子的负载增大时,定子旋转磁极∩轴线与转子磁极轴线间的夹角0(称功角)就会增大,当负载减小时,功角又会减小,两对极之间的磁力线如同弹性皮筋一样。尽管负载变化时,功角会变大或变小,只要负载不超过一定的限度,转子就始终