机电传动与控制教案1.docx

1、机电传动与控制教案1机电传动控制课程教案西南科技大学制造学院先进制造技术教研室马有良 任同2005年10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 Electricity Transmission and Control授课教师马有良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，2001年3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

2、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

3、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、直流传动控制系统实验2、交流传动控制系统实验教学方法：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

4、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13题，计算题13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

5、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： 1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马有良职称副教授授课时间200 年 月 日机电传动控制课程教

6、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3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20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25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20分钟2.3.1恒转矩型机械特性2.3.2离心式通风机型机械特性2.3.3直线型机械特性2.3.4恒功率型机械特性

7、2.4 机电传动系统稳定运行的条件55分钟135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

8、：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马有良职称副教授授课时间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 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-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10分钟3.1.2直流电机的基本工作原理20分

9、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

10、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马有良职称副教授授课时间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 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

11、原理及特性-23.4 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Rad20分钟3.5.2 改变电动机电枢供电电压U20分钟3.5.3 改变电动机主磁通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

12、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马有良职称副教授授课时间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 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

13、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-33.6 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

14、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马有良职称副教授授课时间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 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-15.1 三相异

15、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

16、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马有良职称副教授授课时间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

17、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 3Y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.

18、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

19、：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马有良职称副教授授课时间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 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

20、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

21、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马有良职称副教授授课时间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 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10分钟 6.1.

22、3 消除自转现象的措施10分钟 6.1.4 特性和应用15分钟 6.2. 直流伺服电动机15分钟 6.3 力矩电动机10分钟 6.4 小功率同步电动机10分钟 6.5 测速发电机3分钟 6.6 自整角机2分钟 6.7 直线电动机5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；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、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

23、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马有良职称副教授授课时间200 年 月 日机电传动控制课程教案章节名称第7章 机电传动控制系统中电动机的选择备 注课 型专业基础课教学时数2第 十 讲教学目的及要求1、掌握电动机的发热与冷却规律；2、掌握电动机容量的选择，特别注意电动机运行时的允许温度、过载能力和启动能力；3、熟悉电动机种类、电压、转速和结构型式的选择方法；教学主要内容时间分配第7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 7.1.1 发热能10分钟 7.1.2 过载能力8分钟 7

24、.1.3 启动能力7分钟 7.2. 电动机的发热与冷却20分钟 7.3 不同工作制下的电动机容量选择 7.3.1 连续工作制下的电动机容量选择5分钟 7.3.2 短时工作制下的电动机容量选择10分钟 7.3.3 重复工作制下的电动机容量选择10分钟 7.4 电动机容量选择的统计法和类比法5分钟 7.5 晶闸管供电对电动机的影响5分钟 7.6 电动机的种类、电压、转速和结构型式的选择10分钟90分钟教学重点1、掌握长期工作制、短期工作制、重复短期工作制三种运行方式下电动机容量的选择；教学难点 重复短期工作制运行方式下电动机容量的选择。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

25、是长期工作制、短期工作制、重复短期工作制？2、为什么正确选择电动机的容量是非常重要的？3、选择电动机的容量电动机的发热情况和过载能力？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马有良职称副教授授课时间200 年 月 日机电传动控制课程教案章节名称第8章 继电器-接触器控制系统备 注课 型专业基础课教学时数2第 十一 讲教学目的及要求1、通过自学教材81节，熟悉各种电路的工作原理、作用、特点、应用场所和表示符号；2、掌握继电器接触器控制电路中的基本控制环节；教学主要内容时间分配第8章 继电器-接触器控制系统-18.1. 常用控制电器与执行电器 8.1.1 非自动控制电