机电传动控制教案汇编.docx
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机电传动控制教案汇编
reactvi.作出反应；回应
blowup使充气；爆炸
vt.希望得到；想要
△skulln.头脑；头骨
barriern.屏障；障碍（物）
rainfalln.降雨
resultin导致
《机电传动控制》
课
程
教
案
江苏科技大学机动学院
机电教研室
朱鹏程
2008年7月
《机电传动控制》课程教案
课程名称
机电传动控制
英文名称
Machine ElectricityTransmissionandControl
授课教师
朱鹏程
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，2007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
专业课
教学总时数
40
实验学时
6
先修课程
《电工基础》、《电子技术》和《机械工程控制基础》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、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；
3、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、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、直流力矩电机速度伺服控制
2、交流电机变频调速
2、步进电机开环控制
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：
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。
《机电传动控制》课程教案
章节名称
第1章概述
备注
课 型
专业基础课
教学时数
1
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；
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课程的内容安徘
3分钟
1.3机电传动的目的和任务；
机电传动的目的；
5分钟
机电传动的任务；
5分钟
1.4机电传动及其控制系统的发展概况
机电传动的发展概况
8分钟
控制系统的发展概况
10分钟
45分钟
教学重点
机电传动的目的和任务
教学难点
●理解机电传动控制的意义。
●解决方法：
启发学生理解现代机电传动与电力拖动的区别。
启发提问
1.机电传动的目的是什么？
2.为什么我们把几门课程综合在一起？
3.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？
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
applicationn.应用；用途；申请朱鹏程
职称
basisn.基础；根据讲师
授课时间
△bucketn.水桶；吊桶；提桶200年月日
《机电传动控制》课程教案
章节名称
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、二讲
教学目的及要求
1、掌握机电传动系统的运动方程式；
2、掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法；
3、了解几种典型生产机械的机械特性；
4、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
2.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
2.2.1负载转矩的折算
15分钟
2.2.2转动惯量和飞轮转矩的折算
15分钟
2.3生产机械的机械特性
2.3.1恒转矩型机械特性
4分钟
2.3.2离心式通风机型机械特性
4分钟
2.3.3直线型机械特性
4分钟
2.3.4恒功率型机械特性
3分钟
2.4机电传动系统稳定运行的条件
30分钟
90分钟
教学重点
运用运动方程式分别判别机电传动系统的运行状态；
运用稳定运行的条件来判别机电传动系统的稳定运行点．
教学难点
●根据机电传动系统中TN、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．
●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、如何判断转矩的性质？
2、请注意机电传动系统的稳定运行包含拿两重含义。
3、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、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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200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、三讲
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：
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-1
3.1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
10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
10分钟
3.3.2他励电动机的人为机械特性
40分钟
3.3.3其它形式直流电动机的机械特性
5分钟
90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、请注意直流电机中的能量转换是可逆的。
3、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？
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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200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、四讲
教学目的及要求
1、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、调速的各种方法；
2、学习掌握直流电动机启动、调速以及各种方法的优缺点和应用场所；
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-2
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
15分钟
3.4.2直流他励电动机的启动方法
20分钟
3.4.3举例
10分钟
3.5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Rad
20分钟
3.5.2改变电动机电枢供电电压U
20分钟
3.5.3改变电动机主磁通Φ
5分钟
90分钟
教学重点
1、他励直流电动机的启动特性：
2、他励直流电动机的调压调速特性；
教学难点
●本章较难理解的内容是电流、电势的换向过程；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，提问、讨论等，来启发学生。
启发提问
1、他励直流电动机的启动有什么危害？
2、常用的启动方法和调速方法是什么？
3、为什么靠人为改变机械特性而得到的启动特性和调速特性？
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
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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200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
第四、五讲
教学目的及要求
1、学习掌握直流电动机制动的各种方法，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-3
3.6直流电动机制动特性
3.6.1反馈制动
25分钟
3.6.2反接制动
电源反接制动
20分钟
倒拉反接制动
20分钟
3.6.3能耗制动
25分钟
90分钟
教学重点
1、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流、电势的换向过程和电动机的制动过程；电动机在各种制动状态下电磁转矩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，启发学生。
启发提问
1、制动与自然停车的本质区别是什么？
2、请注意制动过程中的能量传递关系。
3、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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200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、六讲
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。
掌握三相异步电动机的转矩与机械特性；
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-1
5.1三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
5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
10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
10分钟
5.2.2转子电路的分析
10分钟
5.2.3三相异步电动机的额定值
5分钟
5.2.4三相异步电动机的能流图
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
20分钟
90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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200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、七讲
教学目的及要求
1、掌握异步电动机的人为机械特性；
2、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
第5章交流电动机的工作原理及特性-2
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．电阻或电抗器降压启动
5分钟
3．Y—Δ降压启动
10分钟
4．自耦变压器降压启动
5分钟
5．延边三角形启动
5分钟
5.4.2线绕式异步电动机的启动方法
10分钟
5.5三相异步电动机的调速特性
5.5.1调压调速
5分钟
5.5.2转子电路串电阻调速
10分钟
5.5.3改变极对数调速
10分钟
5.5.4变频调速
10分钟
90分钟
教学重点
1、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；
2、握异步电动机直接启动和Y—Δ降压启动的条件
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、相异步电动机启动的危害和要求是什么？
3、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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200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
第七、八讲
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-3
5.6三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
10分钟
5.7.2单相异步电动机的启动方法
10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
90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、同步电动机是怎样启动的？
单相电动机如何工作？
2、为什么要根据实际情况合理选择三相异步电动机的制动方法？
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
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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200年月日
《机电传动控制》课程教案
章节名称
第6章控制电机
备注
课 型
专业基础课
教学时数
2
第八、九讲
教学目的及要求
1、了解机电传动控制系统中一些常用控制电机的基本结构；
2、掌握各种控制电机的基本工作原理、主要运行特性及特点；
3、了解各种控制电机的应用场所、以便正确选用和使用它们；
教学主要内容
时间分配
第6章控制电机
6.1.交流伺服电动机
6.1.1两相交流伺服电动机的结构
10分钟
6.1.2基本工作原理
15分钟
6.1.3消除自转现象的措施
15分钟
6.1.4特性和应用
25分钟
6.2.直流伺服电动机
25分钟
90分钟
教学重点
1、掌握常用控制电动机的基本工作原理、运行特性与特点。
；
教学难点
●交流伺服电动机出现的“自转”现象以及消除“自转”现象的原理；
●解决方法：
结合教学图片来辅助讲解，启发学生。
启发提问
1、为什么会出现“自转”现象？
2、生产机械对控制电动机提出的要求是什么？
3、根据实际情况合理选择伺服电动机的方法是什么？
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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200年月日
《机电传动控制》课程教案
章节名称
第6章控制电机
备注
课 型
专业基础课
教学时数
2
第九、十讲
教学目的及要求
1、掌握力矩电动机的特点及原理；
2、掌握自整角机的工作原理；
3、熟悉电动机测速发电机的原理及使用场合；
教学主要内容
时间分配
第6章控制电机
6.3力矩电动机
20分钟
6.4小功率同步电动机
10分钟
6.5测速发电机
20分钟
6.6自整角机
30分钟
6.7直线电动机
10分钟
90分钟
教学重点
1、掌握力矩电动机的特点；
2、自整角机的工作原理；
教学难点
●自整角机的工作原理。
●解决方法：
结合教学图片来辅助讲解，启发学生。
启发提问
1、交流测速发电机为什么在静止时无信号，而转动后有信号？
2、在随动控制系统中为什么自整角机要成对使用？
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
朱鹏程
职称
讲师
授课时间
200年月日
《机电传动控制》课程教案
章节名称
第10章电力电子学——晶闸管及其基本电路
备注
课 型
专业基础课
教学时数
2
第十、十一讲
教学目的及要求
1、掌握常见电力半导体器件的功能及原理
2、掌握不可控、半控和全控的概念
3、了解半导体器件的驱动电路
教学主要内容
时间分配
第10章电力电子学——晶闸管及其基本电路-1
10.1电力半导体器件
10.1.1不可控型开关器件
5分钟
10.1.2半控型开关器件
40分钟
10.1.3全控型开关器件
20分钟
10.2电力半导体器件的驱动电路
25分钟
90分钟
教学重点
1、晶闸管的特点及原理
2、IGBT的特点及原理
教学难点
●晶闸管的原理
●解决方法：
结合教学图片来辅助讲解，启发学生。
启发
升级会员 