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1、。 机电传动控制教案学院、系： 机械电子工程学院机电系 任课教师： 任有志 授课专业： 机械设计制造及其自动化课程学分： 课程总学时： 60学时 课程周学时： 2006年2月20日机电传动控制教学进程周次课次章 节计划学时教学手段教学环境223344556677889910101111121213131414151516161212121212121212121212121212121.11.21.32.12.32.4 3.13.2 3.33.43.53.6 5.15.25.35.45.45.55.75.8 6.16.26.3 6.46.5 6.77.17.2 7.37.47.5 7.6电动机
2、原理习题讨论课8.1 8.1 8.2 实验课 继电器接触器控制实验习题讨论课：8.3 8.49.1 9.2 实验课：可编程序控制器认识实验9.3 9.3实验课：可编程序控制器编程练习10.1 10.210.310.5 10.6实验课：晶闸管特性及触发原理11.1 11.211.3 11.412.1 13.1 13.2 13.3 13.4 实验课题讨论课222222222222222222222222222222讲授讲授讲授讲授讲授讲授讲授讲授辅导讲授讲授讲授指导辅导讲授讲授指导讲授指导讲授讲授指导讲授讲授讲授讲授讲授讲授指导辅导多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体
3、教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室机电实验室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室多媒体教室机电实验室多媒体教室-可编辑修改-。第 1 次课 2 学时上次课复习：本次课题（或教材章节题目）： 1.1目的和任务1.2发展概况1.3内容安排2.1运动方程式2.3生产机械的机械特性2.4 稳定条件教学要求： 了解机电传动的目的、任务和发展概况，掌握机电传动系统的运动方程、各种生产机械的特性和机电传动系统稳定运行的条件。重 点：机电传动系统的运动方程、各种生产机械的特性、机电传动系
4、统稳定运行的条件。难 点：机电传动系统的运动方程、机电传动系统稳定运行的条件。教学手段及教具： 多媒体教学讲授内容及时间分配：1.1、1.2、1.3 0.5学时2.1、2.3、2.4 1.5学时课后作业习题2.10、2.11参考资料第一章 概述1.1机电传动的目的和任务1. 传动运动的传递（能量）传动的分类（按机械动能传递方法）（1）机械传动a.齿轮b.杠杆如：自行车驱动力、链传动c.皮带d.机构等刹车、连杆机构传递力或力矩（机械能）（2流体传动a.液压与气动（压力能）b.液力传动（流体动能）（3）机电传动(电力拖动)（4）另外还有其它的传动方式。注：有时，在一个生产机械中由几种传动形式联合工
5、作。2.机电传动（本课程研究的内容）以电动机为原动机驱动生产机械的传动系统服务对象：各种生产机械电能 机械能电动机生产机械它是一种由电能转变成机械能的传动系统，所以有时也称为电力传动或电力拖动3. 机电传动控制目前：由于生产技术的不断发展，生产机械的自动化程度和生产精度不断提高，所以要求机电传动系统不仅完成能量转换的工作还要对传动过程进行控制。本课程所研究的就是这二部分内容。传动及控制所以课程名称叫机电传动控制4. 机电传动控制的任务控制 电动机 驱动生产机械设备，实现具体的工作要求举例：天车的吊起、制动 机床切削过程电梯平稳升降及定位 轧机的换向等1.2机电传动发展概况简单的可以分为： a.
6、成组拖动（传动）b.单电机拖动c.多电机拖动三个阶段从控制系统的功率器件上分类：a.接触器和继电器时代b.电机放大机及磁放大机时代c.可控硅（晶闸管）另外，由于计算机技术的发展，又出现了a.模拟控制b.数字控制（数控机床）1.3 内容安排1.机械电子专业是一个以机为主机电结合的专业,课程设置（具了解）基本上是这样的电路基础电学基础模拟电子电子技术（弱电）数字电子计算机技术机电传动控制包括了所有应掌握的强电内容用以上四门课程取代了机械专业的电工学课程。2.本门课包括以下几个方面：（1）电机原理及特性:交、直、特殊、三七章（2）电器及控制： 接触器，继电器;保护及控制器八章（3）可编程序控制器：（
7、PC）原理及应用九章（4）可控硅原理及应用:晶闸管十章（5）调速系统:交流、直流,电力拖动十一、十二章（6）步进电机调速系统:自动化十三章3.课程特点综合性比较强（面宽）实践性比较强 与生产实践联系较强（教学实验）4.教学实验计划开五个：5.学时安排：由于作者建议用90学时讲授，实际他用大约70学时我们目前安排了60个学时。教学实验 建议开八个实际开出了五个我们目前条件可开六个但学时数的关系开五个第二章 机电传动的动力学基础2.1运动方程式1.对于一个电动机输出轴上的运动情况有Tm电机的输出扭矩TL电机的负载扭矩为角速度J转动惯量n为转速k为常数2.意义：Tm与TL之差将产生加速度当TmTL时
8、，加速当TmTL时，减速当Tm=TL时，匀速（平衡）3.Tm与TL的正反。以转速的方向为准（n）Tm：与n同向时为正（拖动）反之为负（制动）TL：与n反向时为正（制动）反之为负（拖动）解释：提升重物升：Tm为正，TL正降：TL为负，Tm负（制动）第5页2个图2.3生产机械的机械特性机械特性： 生产机械转轴（电机轴）上的负载转矩和转速之间的函数关系。分为以下几种2.3.1 恒转矩机械特性特点： 负载转矩为常数，TLC 可分为:反抗（摩擦）与n同号（总制动）位能方向一定反抗转矩 位能转矩 离心风机特性例切削力 吊重物2.3.2 离心风机特性特点：Tc=cn2与转速平方成正比2.3.3 直线型特性特
9、点:TLcn 2.3.4 恒功率型特性特点:TLc/n直线型 恒功率型2.4 机电传动系统的稳定运行条件电动机的机械特性是Tm=f(n) 曲线及驱动扭矩和转速的函数关系生产机械的机械特性是TLf(n)曲线及负载扭矩和转速的函数关系当电动机作为生产机械的原动机（动力源）时，两个函数中的n为同一个参数。在运行中由运动方程式可知，要想稳定运行，速度应匀速不变及TLTm时及是稳定的一个条件,所以系统稳定运行的条件之一是1、电动机和生产机械的机械特性曲线应有交点此处：Tm=TL（匀速）例：曲线1和2，附合这个条件,有a、b交点曲线1和3，不附合另外，应有抗干扰能力:当有外来干扰时会引起n变化当干扰消失后
10、，n应恢复原状态所以另一个稳定条件是:2、当有外加干扰使n变化时，干扰消除后n应能自行恢复到原状态。这件条件的判断原则是:当nTmTL由运动方程看当干扰使n时,干扰消除后希望n这时如Tm-TL0则正加速例：a,b两点a点，当n时 TmTm当干扰消除后由于在n处Tm-TL0,所以n到n直到a点处平衡第 2 次课 2 学时上次课复习：机电传动系统的运动方程、各种生产机械的特性、机电传动系统稳定运行的条件。本次课题（或教材章节题目）： 3.1直流电机的结构和工作原理3.2直流发电机3.3直流电动机的机械特性教学要求： 掌握直流电机的基本工作原理及特性，特别时直流电动机的机械特性。重 点：直流电机的基
11、本工作原理及特性。难 点：直流电机的基本工作原理及特性。教学手段及教具： 多媒体教学讲授内容及时间分配：3.1、3.21学时3.31学时课后作业习题3.3、3.4、3.5、3.6参考资料第三章直流电机的工作原理电机的分类：a发电机，电动机b直流，交流、步进特点：直流电动机：可以实现无级调速（优点）,在传统的模拟控制系统中应用多交流电动机：简单、 便宜、但调速复杂步进电动机：用脉冲工作、易于数字控制直流发电机：一般用来为直流电动机配套；但可控硅取代很多的发电机3.1直流电机的基本结构和原理3.1.1直流电机的结构主要部件：励硅绕组（定子线圈）用来产生磁场电枢绕组（转子线圈）通有工作电流换向器 保持电枢绕组的电流方向不变铁芯（定子、转子）导磁及支撑作用：简述其它：略3.1.2 直流电机的基本工作原理以单个电枢绕组线圈为例说明一、发电机（根据右手定则）励磁绕组通电产生一磁场A点总与N极侧的一边相连B点总与N极侧的一边相连转子（电枢线圈）由原动机拖动， 以转速n转动这时，N边切割磁力线产生电势指向外S边切割磁力线产生电势指向内AB两点就产生了电势EKen当有负载RL时，就产生电流I这时， EKen二、电动机（根据左手定则）
