2006至2007学年第一学期机电传动控制课程教案课程编码：10112610总学时/周学时：32 /2开课时间：2006年9月11日第1周至第9周授课年级、专业、班级：03机制（CAD/CAM)使用教材：机电传动控制高俊授课教师：开课学院：机械学院1
2006 至 2007 学年第 一学期 机电传动控制 课程 教 案 课程编码：_10112610_ 总学时／周学时： 32 /2 开课时间： 2006 年 9 月 11 日第 1 周至第 9 周 授课年级、专业、班级：_03 机制（CAD/CAM）_ 使用教材：_机电传动控制_ 授课教师：_高俊_ 开课学院： 机械学院 1
本课程教学目的本课程的教学目的是使学生了解机电传动与控制的基本原理和方法，学会用各种电机、电器、电子元器件、检测元件按一定规律组成控制执行系统，以对生产机械进行电力传动与控制。本课程教学要求1、要求学生通过本课程的学习，能掌握机电传动与控制的基本原理和方法。2、要求学生学会用各种电机、电器、电子元器件、检测元件按一定规律组成控制执行系统，以对生产机械进行电力传动与控制。本课程教学方法1、采用多媒体教学，在教学中使用一些动画或者录像仿真机电传动与控制的基本原理和方法，并且了解实际的应用，使学生感受深刻，增强真实感。2、通过做适量的习题来巩固所学理论知识。学生创新精神和实践能力培养方法本课程配有一定课时的实验，要求学生自己动手完成实验过程，掌握继电器一一接触器控制的工作原理与过程。考核方式考查课，出卷形式可以采用开卷考核，并结合实验评定综合成绩。教学参考资料1.机电传动控制，邓星钟主编，华中科技大学出版社，20012.电气自动控制，沈安俊主编，机械工业出版社，19863.电气控制技术，北京理工大学等汇编，北京理工大学出版社，19854.机床电器自动控制，陈远龄主编，重庆大学出版社，19955.机械设备电气控制，张晓莉编，东南大学出版社，1997对教案的分析总结本教案基本能根据学生基础知识与专业特点，利用多媒体教学，结合本专业，将理论知识与实践能结合起来，使学生在学习过程中明白该课程的重要性，从而增加学习的积极性和主动性。而不是为了学习而学习。化被动为主动。本电子教案将主要介绍电机与拖动基础知识：机电传动控制中最常用继电器-接触器控制、PLC控制、步进电机控制、交直流调速控制、伺服驱动控制等授课内容。2
本课程教学目的 本课程的教学目的是使学生了解机电传动与控制的基本原理和方法，学会用各种电 机、电器、电子元器件、检测元件按一定规律组成控制执行系统，以对生产机械进行电 力传动与控制。 本课程教学要求 1、 要求学生通过本课程的学习，能掌握机电传动与控制的基本原理和方法。 2、要求学生学会用各种电机、电器、电子元器件、检测元件按一定规律组成控制执行 系统，以对生产机械进行电力传动与控制。 本课程教学方法 1、采用多媒体教学，在教学中使用一些动画或者录像仿真机电传动与控制的基本原理 和方法，并且了解实际的应用，使学生感受深刻，增强真实感。 2、通过做适量的习题来巩固所学理论知识。 学生创新精神和实践能力培养方法 本课程配有一定课时的实验，要求学生自己动手完成实验过程，掌握继电器——接触器 控制的工作原理与过程。 考核方式 考查课，出卷形式可以采用开卷考核，并结合实验评定综合成绩。 教学参考资料 1．机电传动控制，邓星钟主编，华中科技大学出版社，2001 2. 电气自动控制，沈安俊主编，机械工业出版社，1986 3. 电气控制技术，北京理工大学等汇编，北京理工大学出版社，1985 4. 机床电器自动控制，陈远龄主编，重庆大学出版社，1995 5. 机械设备电气控制，张晓莉编，东南大学出版社，1997 对教案的分析总结 本教案基本能根据学生基础知识与专业特点，利用多媒体教学，结合本 专业，将理论知识与实践能结合起来，使学生在学习过程中明白该课程的重 要性，从而增加学习的积极性和主动性。而不是为了学习而学习。化被动为 主动。本电子教案将主要介绍电机与拖动基础知识；机电传动控制中最常用 继电器-接触器控制、PLC 控制、步进电机控制、交直流调速控制、伺服驱动 控制等授课内容。 2
章节目名称第1章概述教学目的了解本课程研究的对象、机电传动自动控制系统的发展与分类，本课程的安排与要求。教学内容一、机电控制技术1、概念：就是电气传动控制技术、现在也叫机电传动控制。它的主要内容就是研究各类电动机及其控制。电动机通常分两类，通用电动机和特殊用途的电动机。通用电动机将电能转换成机械能，向被驱动的机械提供动力来源。2、方法：电气传动控制系统主要有以下分类方法。按传动电动机分类为：直流电气传动和交流电气传动。按控制装置分类为：电气控制、磁放大器控制、模拟电子控制和数字控制。按调速方式分为：有级调速和无级调速。3、发展：直流电动机调速传动为主导地位变为交流电动机调速传动为主导地位。二、可编程序控制器(PLC)的特点：由于硬件结构简化、安装维修方便、编程容易、工作可靠，既可取代继电器一接触器控制系统实现逻辑顺序控制．又使电气传动向大型多功能方向延伸。三、电气控制主要研究的内容电动机的控制，电动机包括普通电动机和控制电动机，控制方法有继电器-接触器控制、PLC控制、步进电机控制、交直流调速控制、伺服驱动控制等。随着电力电子技术的发展，还会出现各种各样新的控制方法，这些方法将是数控和现代计算机控制技术的基础。教学重点教学难点教学方式及手段多媒体讲课。课外作业上网查阅机电传动与控制的发展教学后记
章节目名称 第 1 章 概述 教学目的 了解本课程研究的对象、机电传动自动控制系统的发展与分类，本课程的安排与 要求。 教学内容 一、机电控制技术 1、概念：就是电气传动控制技术、现在也叫机电传动控制。它的主要内容就是 研究各类电动机及其控制。电动机通常分两类，通用电动机和特殊用途的电动机。 通用电动机将电能转换成机械能，向被驱动的机械提供动力来源。 2、方法：电气传动控制系统主要有以下分类方法。 按传动电动机分类为：直流电气传动和交流电气传动。 按控制装置分类为：电气控制、磁放大器控制、模拟电子控制和数字控制。 按调速方式分为：有级调速和无级调速。 3、发展： 直流电动机调速传动为主导地位变为交流电动机调速传动为主导地位。 二、可编程序控制器(PLC)的特点：由于硬件结构简化、安装维修方便、编程容 易、工作可靠，既可取代继电器一接触器控制系统实现逻辑顺序控制．又使电气 传动向大型多功能方向延伸。 三、电气控制主要研究的内容 电动机的控制，电动机包括普通电动机和控制电动机，控制方法有继电器-接触 器控制、PLC 控制、步进电机控制、交直流调速控制、伺服驱动控制等。随着电 力电子技术的发展，还会出现各种各样新的控制方法，这些方法将是数控和现代 计算机控制技术的基础。 教学重点 教学难点 教学方式及手段 多媒体讲课。 课外作业 上网查阅机电传动与控制的发展 教学后记 3
节目名称第2章机电传动系统的动力学基础教学目的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；了解典型生产机械的机械特性；掌握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。教学内容一、机电传动系统的运动方程式关于转矩正方向的约定：设电动机某一转动方向的转速n为正，则约定电动机转矩T,与n一致的方向为正向，负载转矩T与n相反的方向为正向。根据上述约定就可以从转矩与转速的符号上判定T，与T的性质：二、转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算1、可得折算到电动机轴上的负载转矩2、转动惯量和飞轮转矩的折算三、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、恒功率型机械特性四、机电传动系统稳定运行的条件(1)电动机的机械特性曲线n=f（T）和生产机械的特性曲线n=f（TL)有交点（即拖动系统的平衡点)；(2)当转速大于平衡点所对应的转速时，T<TL，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T-T<O；而当转速小于平衡点所对应的转速时，T>TL，即若于扰使转速下降，当于扰消除后应有Tx-T>0。教学重点1、运用运动方程式判别机电传动系统的运行状态2、运用稳定运行的条件来判断机电传动系统的稳定运行点教学难点1.机电传动系统中各转矩及转速方向与取值符号的关系2．判断系统的稳定运行点教学方式及手段多媒体讲课课外作业P132.1~2.5教学后记
节目名称 第 2 章 机电传动系统的动力学基础 教学目的 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；了解 典型生产机械的机械特性；掌握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。 教学内容 一、机电传动系统的运动方程式 关于转矩正方向的约定：设电动机某一转动方向的转速n为正，则约定电动机转 矩TM与n一致的方向为正向，负载转矩TL与n相反的方向为正向。根据上述约定就 可以从转矩与转速的符号上判定TM与TL的性质： 二、转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算 1、可得折算到电动机轴上的负载转矩 2、转动惯量和飞轮转矩的折算 三、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 四、机电传动系统稳定运行的条件 (1)电动机的机械特性曲线n=f(TM)和生产机械的特性曲线n=f(TL)有交点(即 拖动系统的平衡点)； (2)当转速大于平衡点所对应的转速时，TM < TL，即若干扰使转速上升，当 干扰消除后应有TM - TL <0；而当转速小于平衡点所对应的转速时，TM > TL，即 若干扰使转速下降，当干扰消除后应有TM - TL >0。 教学重点 1、 运用运动方程式判别机电传动系统的运行状态 2、运用稳定运行的条件来判断机电传动系统的稳定运行点 教学难点 1. 机电传动系统中各转矩及转速方向与取值符号的关系 2. 判断系统的稳定运行点 教学方式及手段 多媒体讲课 课外作业 P13 2．1~2．5 教学后记 4
章节目名称第3章直流电动机的工作原理及特性电机结构及工作原理教学目的在了解直流电动机基本结构的基础上，着重掌握直流电动机的基本工作原理，特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式。教学内容一、直流电动机的基本工作原理直流电动机的基本工作原理是建立在电磁感应和电磁力的基础上的。主要由磁极、电枢、电刷及换向片（又称整流子或转换器）等三大部分构成。二、直流自动调速系统的分类：1、普通直流电动机的调速系统和控制用直流伺服电动机的调速系统。2、开环（手动）调速系统和闭环（自动）调速系统：单闭环调速系统和双闭环调速系统。三、在直流电动机中，根据磁场产生的方式不同：永磁式：磁极是永磁体电磁式：磁极是励磁线圈他励式：励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源提供并励式：励磁绕组和电枢绕组并联后由一个电源提供串励式：励磁绕组和电枢绕组串联后由一个电源提供复励式：两个励磁绕组，一个和电枢并联，一个串联，一个电源供电教学重点1.直流电机的工作原理2.直流电机的励磁方式教学难点直流电机的励磁教学方式及手段多媒体讲课，动画演示课外作业P403.1~3.3教学后记5
章节目名称 第 3 章 直流电动机的工作原理及特性 电机结构及工作原理 教学目的 在了解直流电动机基本结构的基础上，着重掌握直流电动机的基本工作原 理，特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式。 教学内容 一、直流电动机的基本工作原理 直流电动机的基本工作原理是建立在电磁感应和电磁力的基础上的。主要由磁 极、电枢、电刷及换向片(又称整流子或转换器)等三大部分构成。 二、直流自动调速系统的分类： 1、普通直流电动机的调速系统和控制用直流伺服电动机的调速系统。 2、开环(手动)调速系统和闭环(自动)调速系统；单闭环调速系统和双闭环调速 系统。 三、在直流电动机中，根据磁场产生的方式不同： 永磁式：磁极是永磁体 电磁式：磁极是励磁线圈 他励式：励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源提供 并励式：励磁绕组和电枢绕组并联后由一个电源提供 串励式：励磁绕组和电枢绕组串联后由一个电源提供 复励式：两个励磁绕组，一个和电枢并联，一个串联，一个电源供电 教学重点 1. 直流电机的工作原理 2. 直流电机的励磁方式 教学难点 直流电机的励磁 教学方式及手段 多媒体讲课，动画演示 课外作业 P40 3．1~3．3 教学后记 5