机电传动控制综合实验台精品实验介绍
（型号：XD2010）
2012年3月6日
产品简述
本装置采用C000031数控数控铣床、电气控制、PC机（用户自备）及软件等四大部分组成，采用伺服定位电机、交流变频器和PLC采用西门子SIEMENS产品；装置还包括了下列常用电工元件：按钮、指示灯、直流开关电源、传感器、电流电压测量仪表等设备。本实验装置开放化，作为教学、实验、实训的载体，将PLC作为控制器，结合典型的工业应用设计了丰富的实验、实训项目，使学生将教、学、做一体化，可丰富学生的工程系统观、大大提高学生的工程设计与工程实践能力。除了用于教学实验、实训外，还可作为大学生工程训练、课外创新、课程设计、毕业设计平台，还可作为企业培养机电设备管理或操作人员的平台。整个系统采用透明的电气连接方式，每个部件配置标准接线端子，方便学员对真正数控知识的学习和掌握。因此，本装置在电气技术设计、故障诊断、电气维修、数控机械设计、故障诊断维修、控制编程设计等多方面对学员进行实训；
1 ．基本组成
1） PC 机（用户自备）
2）电气控制柜的主要组成：
● PLC （西门子SIEMENS）
●继电器和接触器
●步进电机控制系统
●交流伺服控制系统
●交流变频器（西门子SIEMENS）
●分区式创新型控制面板（自制）
3）C000031小型数控钻铣床的主要组成：
● X 轴、 Y 轴、 Z 轴、 A轴
●主轴、冷却系统、机床底坐、高精度工业级滚珠丝杆、机身为铸铁、钢性好，可加工钢铁、铝等。
4）软件： PLC 编程软件、实验软件、先导数控系统控制系统。
2．基本实验项目
PLC基本技能实验
1．PLC认知,Gi~lI(软硬件结构、系统组成、基本指令、接线、编程下载等)
2．典型电动机控制实操实训(点动、自锁、正反转、星三角换接启动等)
3．PLC仿真实训
PLC模拟控制应用实验
4．PLC与步进电机控制
5．PLC与数控机床控制
6．LED数码管控制PLC、变频器综合应用技能实训
7．变频器功能参数设置与操作
8．外部端子点动控制
9．变频器控制电机正反转
10．多段速度选择变频调速
11．变频器无级调速
12．外部模拟量(电压／电流)方式的变频调速控制
13．瞬时停电起动控制
14．PID变频调速控制
15．基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制
16．基于PLC数字量方式多段速控制
17．基于变频器模拟量方式变频开环调速控制
18．PLC与变频器通信控制
19、PLC与伺服通信控制(伺服电机单轴定位控制实验、伺服电机速度控制实验、伺服电机控制数控轴回原位实验、
数控软件控制数控机床加工实验
(20)、数控机床控制，通过数控铣床编程及加工实验，可以完成从造型、编程(可以安装各种CAD/CAM软件，如: MasterCAM、UG、CAXA等软件,同时支持M代码及S代码)、加工一体，付合工业数控机床操作要求,支持ISO标准G代码和M代码、S代码。4
(21)、三轴联动数控加工实验及四轴加工实验，实现 X、Y、Z轴联动，加工更复杂的产品。
(22)、数控机床刀具补偿实验
(23)、数控机床基本组成及功能部件的认识实验
(24)、基于数控 G 代码的多点定位孔加工实验
(25)、基于数控 G 代码的平面轨迹加工实验
(26)、基于数控 G 代码的型腔加工实验
特点：
·实验内容涉及机械、电气、计算机技术、通讯技术等方面，覆盖面广，综合性强
·各功能部件敞开性好，有利于加深学生的感性认识
·通过多个模块，灵活组成各种系统
·实验过程接近实际机电产品的组装调试过程，实战性强
·学生可根据自己的构思进行创新设计
面向课程：
《机电传动控制》，《可编程控制器原理与应用》，《机床电器控制》，《机床概论》，《机械加工自动化》，《机械制造系统》，《先进制造技术》，《数控技术》，《数控机床》，《机电一体化控制技术与系统》等。
其它用途：
·为机电类本科生、专科生的课程设计、毕业设计及课外创新设计提供条件
·为教师和相关技术人员从事机电产品开发提供实验平台
·培训机电一体化系统的应用与设计的工程技术人才
·为企业培养机电一体化设备的维护管理人员
·改善办学条件，提高学校或院系知名度
部件细节图片:
2013年材料领域22所国家重点实验室介绍材料复合新技术国家重点实验室（武汉理工大学） 材料复合新技术国家重点实验室于1987年由国家计委批准建设，1990年3月通过国家验收对外开放。主管部门为国家科技部，现任实验室名誉主任为哈佛大学Charles M. Lieber 教授，实验室学术委员会主任为中科院院士顾秉林教授，实验室主任为张清杰教授。 实验室的主要研究方向及研究领域为: （1）原位复合技术与精细复合材料：采用燃烧反应合成、反应聚合、反应烧结等原位复合技术，制备力学性能和物理功能优异的精细复合材料； （2）梯度复合技术与梯度功能材料：采用梯度复合技术，制备组分、结构、功能呈梯度变化的功能梯度材料或结构—功能一体化材料; （3）纳米复合技术与纳米复合材料：采用金属—陶瓷、有机与无机纳米复合技术，分子、离子、纳米粒子自组技术，制备具有特殊性能的纳米复合结构与材料； （4）材料复合原理与材料设计：在不同尺度上建立材料结构与性能关系的模型与计算机模拟，包括：量子化学在材料中的应用，晶体结构与性能的计算机模拟；复合材料显微结构与性能关系的定量描述，梯度材料设计等。 超硬材料国家重点实验室（吉林大学） 1989 年9月国家计委批准，利用世界银行贷款，依托吉林大学建设超硬材料国家重点实验室， 1995年11月实验室通过国家验收并正式对外开放。崔田教授任实验室主任，邹广田院士任实验室学术委员会主任。 实验室的主要研究方向是：超硬材料和新型多功能高压相材料的制备科学与技术；高温高压等极端条件下的物理；超硬材料的物理基础和应用。实验室始终坚持材料研究与物理研究相结合，基础问题研究与应用技术研究相结合，重视科研成果的产业化，在金刚石和立方氮化硼的高温高压合成机制与触媒机理、金刚石薄膜和立方氮化硼薄膜的制备及应用、金属纳米材料的制备、高压物理和超高压技术等研究领域取得了一批重要科研成果。
《机电传动与控制》实验教学大纲 课程代码：18044333 课程性质：非独立实验课课程分类：专业课程实验学时：8学时 适用专业：机械制造设计及其自动化开课单位：矿业工程系一、实验教学目标 机电传动与控制是机械设计制造及其自动化专业的一门专业必修课程，作为实践环节的本实验课，其地位是认识不同类型电机，了解电机控制方法以及实际对电机控制回路进行接线。通过实验更好地提高学生的实验操作技能和解决实际问题的能力，使学生对实验课的地位得到应有的认识，使学生理解组成机电系统的各个部分是如何工作的，进一步提高学生的动手、动脑能力和理论应用能力，为后继课程的学习打下坚实的基础。 二、主要仪器设备名称 电力拖动试验台 液压试验台 GE实验室柔性生产线 三、实验基本要求 对布置的实验题目能够进行分析，结合实验器材，自行设计方案，在实验装置上调试，实现规定的操作，并写出合乎规范的实验报告。 ①实验前必须预习与实验相关的教材内容，了解实验内容， 弄清实验原理。 ②实验中，必须熟练掌握单片机实验系统的硬件的连接及使 用，并能熟练使用相应的实验软件，认真调试程序。 ③每次实验学生必须完成相应的实验要求才能离开实验室。
④实验完成后必须有该次实验的相应实验报告，报告内容包 括：实验目的，实验原理，实验连线图 ⑤每次实验成绩按10分计，依据实验前的预习，实验时的 考勤，实验中的操作，实验后的报告等各部分的完成情况 来计分。 四、实验项目设置与内容 序 号 实验名称实验学时每组人数实验类型开出要求 1 机电控制系统与传动系统认知 实验 2 1 认知必做 2 液压控制回路的搭建 2 1 综合必做 3 三相异步电动机基本控制线 路 2 2 验证必做 4 三相异步电动机的正反转控 制线路 2 2 验证必做 五、实验考核 根据实际操作能力和实验报告综合评定成绩。实验满分为20分，计入《机电传动与控制》课程的总成绩。 六、教材及主要教学参考书 程宪平，机电传动与控制，华中科技大学出版社，2011年7月（教材） 执笔人：李瑾
《机电传动控制与PLC技术》课程实验教学大纲 课程名称 机电传动控制与PLC技术 课程学时 40 课程学分 2.5 课程属性 专业选修课 适用专业 自动化、电气工程及其自动化专业 课程性质 非独立设置的实验课程 先修课程 电机学、电机与拖动、工厂供电等 一、课程简介 本课程主要介绍常用控制电器的结构、原理、用途及型号 电气控制的基本线路 典型生产设 备电气控制系统 PLC的基本原理 三菱PLC的基本指令及顺序控制指令、功能指令 PLC的通信与 联网技术 PLC正确选用及PLC控制系统的简单设计。 二、课程实验目的 1、进行实验基本技能的训练 2、巩固、加深并扩大所学的基本理论知识 培养解决实际问题的能力 3、培养实事求是、严肃认真细致踏实的科学作风和良好的实验习惯 为将来从事生产和科学实验打 下必要的基础。 三、实验方式及基本要求 电气控制实验要求3-4人一组 按要求完成规定的实验项目 PLC实验要求单人单机实验 按要 求完成规定的实验项目。 要求能独立完成规定的实验项目 学会继电接触器控制线路的分析和设计方法 会观察实验现 象 会设计简单的控制险路 有解决简单控制线路故障的能力 掌握编程器、编程软件的使用 能 阅读和分析实际PLC程序与梯形图 能进行简单的程序设计 运行、调试、维护可编程序控制器系 统。 四、实验报告要求 实验报告是实验工作的全面总结 要用简明的形式将实验结果完整和真实的表达出来 报告要求简明扼要 字迹工整 分析合理。图表整齐清楚 线路图要用铅笔及绘图仪器绘制 不应徒手描 画。报告包括以下几项内容 1、实验名称、专业、班级、姓名、同组者名称、实验台号、实验日期、交报告日期。 2、实验目的 3、实验线路图 4、实验设备
《机电传动控制》试卷 A 适用专业：机制考试日期： 考试时间：120分钟考试形式：闭卷试卷总分：100分 一、填空（每空1分）： 1. 直流电动机的调速方法有____ __ ，和。 2．一台三相异步电动机的额定转速为980r/min，则其极数为，同步转速为，起动时转差率为，额定转差率为。 3．鼠笼型异步电动机的减压起动方法有、、和。 4. 通电延时的时间继电器有两种延时动作的触头。即，符号为；和符号为。 5. 电气控制系统中常设的保护环节有、 和、。 6. F-40M型PLC的内部等效继电器有、、 、和几种。 二、简答题。（每小题5分） 1．交流电器的线圈能否串联使用？为什么？ 2．三相鼠笼式电动机在运行中断了一根电源线未及时发现会导致什么后果？3．简述直流电动机能耗制动的方法。 4．当三相交流异步电动机在额定负载下运行时，由于某种原因，电源电压降低了30%，问此时通入电动机定子绕组的电流是增大还是减少？为什么？5. 试说明下图几种情况下，系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际方向）。 a b c d e 三、计算题（每题12分）： 1. 一台U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起动，应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：P N=10kW， n N=1460r/min，U N=380 V，△接法，ηN=0.868，cosφ=0.88；试求：1） 额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△ 换接启动时的启动转矩。 四、设计题： 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要 求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电 动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线 图 3）绘出PLC的梯形图4）写出PLC的指令程序
国家重点实验室评估规则 第一章总则 第一条为加强国家重点实验室（以下简称实验室）的管理，规范实验室评估工作，根据《国家重点实验室建设与运行管理办法》，特制定本规则。 第二条定期评估是实验室管理的重要环节，评估对象是所有依托高等院校和科研院所建设的国家重点实验室。评估周期为5年，每年评估1-2个领域的实验室。定期评估在年度考核的基础上进行，建立定期评估与年度考核有机结合的制度。 第三条定期评估的目的是全面了解和检查实验室5年的运行状况，总结经验和成绩，发现问题，促进实验室发展。评估重点是实验室的研究水平与贡献、队伍建设与人才培养、开放交流与运行管理。评估工作坚持“公开、公平、公正”和优胜劣汰的原则，依靠专家，注重实效。 第四条科学技术部（以下简称科技部）负责评估的组
织实施，制定实验室评估规则与工作规程，确定参评实验室名单，委托和指导第三方评估机构开展评估工作，确定和发布评估结果。 第五条科技部根据评估领域择优委托第三方评估机构开展具体评估工作。第三方评估机构应具备开展评估工作的能力，熟悉相关领域发展情况，能够客观公正地开展评估工作。 第六条评估机构、工作人员和评估专家应当严格遵守国家法律法规、保密规定，科学、公正、独立地行使职责和权利。评估机构、工作人员和评估专家不得对外发布相关过程信息，不得收取评估对象任何评审费用、礼品、礼金。 第七条实验室主管部门负责指导本部门实验室的评估工作，实验室依托单位应为实验室评估提供支持和保障。 第二章评估材料 第八条评估材料是实验室评估的依据，包括年度报告、年度考核报告和五年工作总结。年度报告纳入国家科技报告
服务系统，向社会公布，接受监督。 第九条实验室根据评估期内每年提交的年度报告提出五年工作总结。五年工作总结中列举的论文、专著、数据库、专利、软件著作权、奖励、技术成果转让必须是评估期内取得。 第十条实验室依托单位负责实验室年度考核，提供实验室年度考核报告，年度考核报告和实验室五年工作总结要在依托单位内部提前公示。 第十一条评估材料经主管部门审核后按规定程序和日期提交评估机构。评估机构应组织人员对评估材料进行审核。 第三章评估程序 第十二条评估机构根据科技部委托，拟定评估方案，受理评估材料，组织专家开展评估工作。 第十三条评估专家由本领域学术水平高、公道正派、熟悉实验室工作的同行专家和管理专家组成。 第十四条评估实行回避和专家信用记录制度。与实验
机电传动控制实验指导书 实验一、继电—接触器控制三相异步电动机 一、实验目的 1．熟悉继电—接触器断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握三相异步电动机主回路和控制回路的接线方法； 3．了解继电—接触器断续控制电路的组成 二、实验使用仪器、设备 1．DB电工实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。 三、实验要求 实现三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，才能起动M2； (3) 停车时，M2停止后，才能停M1； (4) 具有短路和过载保护； (5) 画出主电路和控制电路。 四、实验参考电路
五、实验步骤 1．按布局图要求将各元器件定位； 2．按接线图要求，以正确的规格电线连接各器件；3．按接线图要求，连接电动机的定子线圈； 4．自查并互查连接线； 5．合上电源，调试电路； 6．观察电动机的运行情况。 六、实验注意事项 1．操作前切断总电源； 2．接线完毕，必须检查接线情况，并做好记录；3．在指导老师认可后，方能接通电源。 七、思考题 1．熔断器与热继电器可否省去其中任何一个？为什么？2．熔断器与热继电器的规格可否随意选择？为什么？3．连接电线的规格可否随意选择？为什么？ 4．交流接触器可否带直流负载？为什么？
实验二、PLC控制三相异步电动机 一、实验目的 1．了解PLC——AC电动机断续控制系统的电路原理图、元件布局图和接线图的读图方式；2．掌握继电—接触器逻辑电路与PLC梯形图的转换方式； 3．熟悉PLC控制系统的接线方法； 3．了解PLC断续控制电路的组成。 二、实验使用仪器、设备 1．PLC模拟实验台； 2．三相异步电动机二台； 3．万用表一台； 4．专用连接线一套。 三、实验要求 实现PLC对三相异步电动机的正、反转、点动、互锁、连锁控制。满足以下具体要求： (1) M1可以正、反向点动调整控制； (2) M1正向起动之后，延时5分钟再可起动M2； (3) 停车时，M2停止后，延时2分钟再可停M1； (4) 主电路同实验一。 四、实验参考电路与梯形图 1．电路
五、计算题（要求写出主要步骤每题10分） 1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为： PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。试求： ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN； ③额定电枢电流时的反电势； ④直接启动时的启动电流； ⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V 4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m
2．某一调速系统在高速时的理想空载转速 no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性； ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2； ③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解：1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用 Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向)
第一章总则 第一条为规范和加强国家重点实验室（以下简称实验室）的建设和运行管理，制定本办法。 第二条实验室是国家科技创新体系的重要组成部分，是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展学术交流的重要基地。 第三条实验室的主要任务是根据国家科技发展方针，围绕国家发展战略目标，针对学科发展前沿和国民经济、社会发展及国家安全的重大科技问题，开展创新性研究。其目标是获取原始创新成果和自主知识产权。 第四条实验室是依托大学、科研院所和其他具有原始创新能力的机构建设的科研实体。具有相对独立的人事权和财务权。 第二章职责 第五条国家对实验室实行分级分类管理。科学技术部（以下简称科技部）是实验室的宏观管理部门，主要职责是： 1、编制和组织实施实验室总体规划和发展计划。 2、制定实验室发展方针、政策和规章，宏观指导实验室的建设和运行。 3、批准实验室的建立、重组、合并和撤消。组织实验室评估和考核。 4、拨发有关经费。 第六条国务院部门（行业）或地方省市科技管理部门是实验室的行政主管部门（以下简称主管部门），主要职责是： 1、贯彻国家有关实验室建设和管理的方针、政策和规章，支持实验室的建设和发展。 2、依据本办法制定本部门（行业、地方）实验室管理细则，指导实验室的运行和管理，组织实施实验室建设。 3、聘任实验室主任和学术委员会主任。 4、拨发、配套有关经费。 第七条依托单位是实施实验室建设和运行管理的具体负责单位，主要职责是：
1、为实验室提供后勤保障以及经费等配套条件。 2、负责推荐实验室主任及学术委员会主任，聘任实验室副主任、学术委员会副主任及委员。 3、对实验室进行年度考核，配合科技部和主管部门做好对实验室的评估工作等。 4、根据学术委员会建议，提出实验室研究方向、任务、目标等重大调整意见报主管部门，解决实验室建设与运行中的有关问题。 第三章设立与建设 第八条为促进我国科学技术进步，提高科技可持续创新能力,加强基础研究基地建设，稳定基础研究队伍，培养和吸引国内外优秀科技人才，国家有计划、有重点地装备、新建和调整实验室。 第九条实验室建设坚持“三高一优两重点”的原则。即高水平研究机构、高校和高科技企业；优秀的部门（行业）或地方实验室；“两重点”指具有突击前沿获取原始科学创新能力的专门学科实验室和集成关键性、原创性科学技术能力的跨学科综合实验室。 第十条科技部根据国家科技发展纲要，制定《国家重点实验室发展规划》，指导实验室建设。 第十一条申请实验室建设的基本条件：1、一般为已运行、并对外开放2 年以上的部门(地方、高科技企业)重点实验室，在本领域中具有国际先进水平或特色，能承担和完成国家重大科研任务；2、依托单位能为实验室提供后勤保障及相应经费等配套条件；3、主管部门能保证实验室建设配套经费及建成后实验室的运行经费。 第十二条依据《国家重点实验室建设规划》，申报实验室由依托单位提出、主管部门择优推荐（无主管部门的机构，可直接向科技部申报），并报送《国家重点实验室建设申请报告》（附件一），科技部组织专家评审。评审通过后，由申请单位填报《国家重点实验室建设计划任务书》(附件二)，经主管部门初审，报科技部批准立项。 第十三条实验室立项后进入建设实施期，其国拨及配套经费应根据《国家重点实验室建设计划任务书》要求安排，主要用于购置先进仪器设备及必要软件等，大型仪器设备的购置应采用招标形式。 第十四条实验室建设应本着“边建设、边研究、边开放”的原则。依托单位在实施实验室建设期间，要定期向主管部门报告进展情况，保证实验室人员的
机电传动控制(全套完整版)
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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 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 §1.1§1.2§1.3§2.1 §2.3§2.4 §3.1§3.2 §3.3 §3.4§3.5§3.6 §5.1§5.2§5.3§5.4 §5.4§5.5§5.7§5.8 §6.1§6.2§6.3 §6.4 §6.5 §6.7§7.1§7.2 §7.3 §7.4§7.5 §7.6 电动机原理习题讨论课 §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 §8.4 §9.1 §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 §10.2 §10.3§10.5 §10.6 实验课：晶闸管特性及触 发原理 §11.1 §11.2 §11.3 §11.4 §12.1 §13.1 §13.2 §13.3 §13.4 实验课 题讨论课 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 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
《机电传动控制》实验报告 天津理工大学机械工程学院 2014年9月
实验一 直流他励电动机调速实验 一、实验目的 1.深入了解直流他励电动机的调速性能； 2.进一步学习PLC 控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。 二、实验原理 1.直流他励电动机的调速原理、调速方法 电动机的调速就是在一定的负载条件下，人为地改变电动机的电路参数，以改变电动机的稳定转速。 从直流他励电动机机械特性方程式 T K K R R K U n t e ad a e 2φφ+-= 可知，改变串入电枢回路的电阻Rad ，电枢供电电压U 或主磁通Φ，都可以得到不同的人为机械特性，从而在负载不变时可以改变电动机的转速，以达到速度调节的要求，故直流电动机调速的方法有以下三种。 （1）改变电枢回路外串电阻Rad 如图7.1所示为串电阻调速的特性曲线，从图中可看出，在一定的负载转矩T L 下，串入不同的电阻可以得到不同的转速，如在电阻分别为R a 、R 3、R 2、R 1的情况下，可以得到对应于A 、C 、D 和E 点的转速n A 、n C 、n D 和n E 。在不考虑电枢回路的电感时，电动机调速时的机电过程（如降低转速）见图中沿A →B →C 的箭头方向所示，即从稳定转速n A 调至新的稳定转速n C 。这种调速方法存在不少缺点，如机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；在空载或轻载时，调速范围不大；实现无级调速困难；在调速电阻上消耗大量电能等。
图7.1 电枢回路串电阻调速的特性曲线 （2）改变电动机电枢供电电压U 改变电枢供电电压U可得到人为机械特性，如图7.2所示，从图中可看出，在一定负载转矩T L下，加上不同的电压U N、U1、U2、U3、…，可以得到不同的转速n a、n b、n c、n d、…，即改变电枢电压可以达到调速的目的。 这种调速方法的特点是： ①当电源电压连续变化时，转速可平滑无级调节，一般只能在额定转速以下调节； ②调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大； ③当T L=常数时，稳定运行状态下的电枢电流Ia与电压U无关，且Φ=ΦN，故电动机转矩T=KtΦN Ia不变，属于恒转矩调速，适合于对恒转矩型负载进行调速； ④可以靠调节电枢电压来启动电动机，而不用其他启动设备。 图7.2 改变电枢供电电压调速的特性
机电传动与控制 一、填空题 1、凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换、和调节目的的电气元件统称为电器。 2、电器按工作电压等级分为低压电器和高压电器。 3、低压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以下的各种电器。 4、高压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以上的各种电器。 5、电器按用途分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。 6、电器按工作原理分为电磁式电器和非电量控制电器。 7、电磁式电器大多主要由感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）组成。 8、电磁机构是电磁式电器的感测部分，它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量，带动触头动作，从而完成接通和分断电路。 9、电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁等组成。 10、常用的磁路结构分为衔铁沿棱角转动的拍合式铁心、衔铁沿轴转动的拍合式铁心、衔铁直线运动的双E型直动式铁心。 11、电磁式电器分为直流和交流两大类，都是利用电磁感应原理制成。 12、吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。 13、所谓电磁铁的吸力特性，是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 14、所谓电磁铁的反力特性，是指反作用力Fr随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 15、交流电磁铁装短路环的作用是消除振动和噪声。 16、电器的触头主要有桥式触头和指形触头两种结构型式。 17、常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、灭弧罩灭弧和栅片灭弧等。 18、常用的开关电器主要有刀开关、转换开关、断路器和漏电保护断路器。 19、刀开关由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。 20、刀开关按刀数分为单极、双极和三极。 21、转换开关又称组合开关。 22、断路器俗称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，能自动分断故障电路，是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。 23、漏电保护断路器是一种安全保护电器，在电路中作为触电和漏电保护之用。 24、熔断器是用于配电线路的严重过载和断路保护。 25、熔断器的安秒特性是指熔断器的熔断时间与熔断电流的关系曲线。 26、熔断器的类型主要有：插入式、螺旋式、封闭管式和新型熔断器四种。 27、选择熔断器时，其额定电压应大于或等于线路的工作电压。 28、熔体额定电流电流的大小与负载的大小及性质有关。 29、主令电器是自动系统中专用于发布控制指令的电器。 30、主令电器按作用分为控制按钮、位置开关、万能转换开关和主令控制器等。 31、行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。 32、接近开关又称无触点行程开关，是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。 33、万能转换开关是一种多档位、控制多回路的组合开关，用于控制电路发布控制指令或用于远距离控制。 34、接触器能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。 35、接触器有交流接触器和直流接触器两类。 36、继电器是根据某种输入信号接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。 37、继电器按输出形式分为有触点和无触点两类。
有机地球化学国家重点实验室简介 1.1简介 有机地球化学是研究地质体中有机质分布、迁移、富集与转化的科学。生物死亡后的有机质演化及其地球化学过程均属其研究范畴。有机地球化学是当代地球科学最重要的分支学科之一，其发展壮大，与人类面临的能源、环境等问题紧密相关，因而具有强大的生命力。有机地球化学已形成石油地球化学、环境有机地球化学和生物有机地球化学等三个较稳定的研究方向。 有机地球化学国家重点实验室于1989年获批准建设，1992年11月通过国家计委组织的验收并正式对外开放。现任学术委员会主任为北京大学陶澍院士，实验室主任为张干研究员。实验室现有固定人员72人，其中科研人员53人，技术支撑人员18人，行政秘书1人。现有在站博士后22人、在读博士/硕士研究生203名。实验室现有中国科学院院士1人，基金委“杰出青年基金”获得者6人，基金委“优秀青年基金”获得者3人，中组部“万人计划”入选者3人。实验室总面积7700平方米。现有11类大型/超大型仪器/设施、18个专业实验室，截至2017年底，大中型仪器设备原值逾2.2亿元。 “十三五”期间，实验室主要在油气地球化学和环境地球化学两大研究领域，在深层油气资源与评价、非常规油气资源与评价、环境有机污染过程与风险管控原理、大气环境化学与区域空气质量改善原理等四个主要研究方向，承担重大研究任务，组织和部署基础性、前瞻性研究。同时，亦针对区域与全球环境变化，开展有机生物地球化学探索性研究。 有机地球化学国家重点实验室的精神，是“学，思，锲而不舍”（已故傅家谟先生的座右铭）。实验室的使命，是成为国际有机地球化学研究的卓越中心，服务于化石能源勘探和环
机电传动控制 实 验 报 告 姓名：张泽超 学院：机电工程学院 班级：机械1301 学号： 0801130313 日期： 2016.6.15
一交流电机的点动与自动控制 1、电路原理图如下： 2、实验步骤: 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 该实验原理和操作都很简单，我们小组十分钟就做完了，运行也是正确的，给我们下面做实验也打好了基础，包括基本连线和基本设备，以及安全事项。
二、交流电机的能耗制动 1、电路原理图 2、实验步骤 1,断开实验台总电源开关 2,打开电脑,运行机电传动软件,先选择实验项目,然后根据软件中显示的原理图,在实验台上接线 3,按照原理图接线,接触器选用交流单元的接触器; 4,确定接线无误后,合上电源开关,就可开始进行实验 5,软件中点击<测试>--<运行>即可监测电机的扭矩和转速,5分钟后将自动弹出保存对话框,请确定并保存实验结果
3、实验过程: 按下原理图中对应的按钮,电机即可能到相应的动作 4、实验心得 能耗制动这个实验的原理接线图有一点复杂，所以我们组采取两个人分别接线主电路和控制电路。第一次接完运行后发现机器运行不了。证明我们接线有错误了。排查之后又重新连线，发现控制电路连错了。然后纠正后才能有正确的实验现象。总之，实验要认真的做，细心排查。
TM=TL TM
a b c d e 三、计算题（每题12 分）： 1. 一台 U N=220V，I N=136.5A，R a=0.22Ω的他励直流电动机。 1）如直接起动，起动电流I St是多少？ 2）若要求起动电流是额定电流的两倍，采用电枢回路串电阻起 动， 应串多大的电阻？采用降低电源电压起动，电压应降至多少？ 号 2. 一台交流三相鼠笼式异步电动机，其额定数据为：N 学P =10kW ， N N N n =1460r/min，U =380 V，△接法，η =0.868，cos φ =0.88；试求： 1） 额定输入电功率；2）额定电流；3）输出的额定转矩；4）采用Y-△换 接启动时的启动转矩。 名四、设计题： 姓 1. 设计某机床刀架进给电动机的控制线路，应满足如下的工艺要求： 按下启动按钮后，电机正转，带动刀架进给，进给到一定位置时，刀架停止，进行无进刀切削，经一段时间后刀架自动返回，回到原位 又自动停止。试画出主电路和控制线路。（本题15分） 级 2. 试用F—40M型PLC设计一台小于10KW的三相鼠笼式异步电班 动机正反转的控制程序，要求：（本题12分） 业 1）绘出电动机主电路（应有必要的保护）2）绘出PLC的安装接线专 图 3）绘出 PLC 的梯形图4）写出 PLC 的指令程序系院
东莞理工学院自编教材 机电传动控制实验指导 ——基于DRlab虚拟实验平台 王卫平黄泳波李帅编写 东莞理工学院机电工程系 2007年7月
目录 实验一实验平台的了解 (2) 实验二电器基本元件的认识实验 (6) 实验三直流电机特性实验 (8) 实验四步进电机传动控制系统实验 (9) 实验五直流电机速度调节和方向控制实验 (10) 实验六直流电机位置PID控制实验 (11)
实验一实验平台的了解 一、实验目的 1．了解实验平台的基本构成 2．了解虚拟仪器实验平台DRlab的工作原理 二、实验设备简介 1．软件简介 DRLab实验室的核心是DRVI可重组虚拟仪器实验平台和DRLink可重组计算机实验平台。DRVI可重组虚拟仪器实验平台由德 普施科技自主研发；DRLink是在DRVI可重 组虚拟仪器实验平台的基础上开发德可重组 计算机控制平台，具有所有DRVI所具有的 优点和特色；DRVI/DRLink实验平台是基于 软件总线和软件芯片技术结构，采用软件总 线开放结构和COM/DCOM组件的即插即用 特性，具有PC开放结构、模块化、组件化的 特点，是面向用户的可在线编程、调试和重 组的新型虚拟实验技术。DRVI/DRLink平台 实验组建过程没有编译、链接环节，支持软 件模块热插/拔和即插即用，系统开发平台和 运行平台一体化，实验环节功能可根据需要 完全由用户自己设计、定义，而不是仅能由 专业开发人员定义。 2．软件功能 1）可视化、图形化编程 DRVI/DRLink是一个可视化、图形化的支持软件芯片插接的操作平台，该操作平台提供了虚拟仪器软件面包板、软件芯片插件组、快捷工具、嵌入式Web服务器、VBScript脚本语言、浏览器信息栏等功能支持。如图所示。 2）开放性软件平台 为方便进行功能扩展和二次开发，DRLab系列软件平台提供了三重扩展方式： 采用VC设计DLL扩展插件，通过添加扩展件的方式添加到“用户定义软件芯片扩展插件组”中使用 采用VBScript设计ActiveX扩展插件，通过“扩展件”菜单中的“添加VB ActiveX控件”功能添加到软件平台上使用 使用VBScript脚本芯片，用Signal VBScript中的函数进行编程，设计用户自定义芯片，完成特殊功能 3）丰富的软件芯片集 DRLab系列软件平台提供从操作按钮、信号源、硬件控制、曲线显视到信号分析处理、微积分环节、振荡环节、PID调节环节等共计200个软件芯片，利用这些软件芯片可很方便的搭建各种测试控制环节。 4）形像的虚拟仪器仿真面板 使用期DRVI 虚拟仪器平台可以很方便的搭建各种虚拟仪器，比如频谱分析仪、数字滤波器、频率计、双踪示波器、数字万用表、噪声测试仪等等。 3. 运动控制台
《机电传动控制》教学大纲 大纲说明 课程代码：3335030 总学时：48学时(讲课42学时，实验6学时) 总学分：3 课程类别：专业模块选修课 适用专业：机械设计制造及其自动化 预修要求：《电工技术》、《电子技术》、《自动控制原理》 一、课程的性质、目的、任务： 1．性质 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的专业方向模块选修课。 2．目的 《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课，属专业技术基础课，其目的是培养机械设计制造及其自动化专业的学生掌握机电传动控制技术，掌握实际的工程应用能力，学会解决工业电气控制中实际问题的能力。增强学生的就业竞争能力。 3．任务 二、本课程的主要任务是使学生： 1．掌握用系统的观点如何分析机电传动控制系统。 2．具备分析、设计机电传动控制系统的能力。 3．正确运用理论解决实际问题的能力。 三、课程教学的基本要求： 本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业、实验和考试等。通过各个教学环节重点培养学生分析 1．教学方法和教学手段的建议： 本课程教学环节包括：课堂讲授、工程应用实例讨论、课外作业和实验等。通过各个教学环节的教学重点培养学生的自学能力、理论联系实际的能力和解决实际工程问题的能力。采用启发式教学，鼓励学生开展课堂讨论，提出不同方法。采用电子教案、多媒体教室；适当引入计算机辅助电子设计软件；使学生建立机算机仿真在概念。实验是本课程的重要教学环节，通过实验，深化和扩展对课程内容的理解，培养实际动手的能力。 2．实验要求: 实验是《机电传动控制》课程的重要教学环节，通过实验，加深学对课程内容的理解，掌握对机电传动控制的实际运用能力。 实验要求学生实验前认真准备，完成实验预习报告（对设计性实验需提交实验方案）；实验时积极思考，多动手，学会正确使用常用的机床电器和电动机等电器的使用方法，能正确联接电路，了解机电传动中常见的传动方式，学会电动机传动系统的参数调整方法；实验后要对实验现象和实验数据认真整理分析，编写出整洁的实验报告。 3．课程习题要求
机电传动控制复习提纲 第一章机电传动的动力学基础 1.机电传动运动方程的几种形式 2.1、2.2、2.3题 2.飞轮矩、转动惯量的折算 2.7、2.8 3.机电传动系统稳定平衡点的判断 2.11 第三章直流电机的工作原理与特性 1.基本方程 电动势方程：E k e n 电磁转矩方程：T k t I a 电枢回路电动势平衡方程：U E I aR 2.固有机械特性与人为机械特性（电枢串接电阻、改变电枢电压、改变磁通）的曲线与特点 3.计算题类型：3.10、3.15；分析题类型：3.21 第四章机电传动系统的过渡过程（略）
第五章交流电动机的工作原理及特性 1.固有机械特性（式5.27）与人为机械特性（降低电源电压、定子回路串接电阻或电抗、改变电源频率、转子回路串接电阻） 2.交流电机启动方法 3.三相异步电动机调速特性（式5.36） 4.单相异步电动机工作原理 5.计算题类型：5.6、5.11 第六章控制电机 1.两相交流伺服电机消除自转的方法 第七章机电传动控制系统中常用的检测元件 略 第八章继电器-接触器控制 1.继电器-接触器控制的基本线路 （直接启动、转子串接电阻启动、正反转控制、Y—△接法降压启动） 例题：8.18 第九章PLC控制 1.PLC基本结构 2.PLC等效继电器 3.梯形图编程 4.例题：三相异步电机启停控制、三相电机正反转控制、三相电机Y-△启动控制、搬运机械手控制
《机电传动控制》复习重点 第2xx机电传动的动力学基础 机电传动系统的运动方程式 会判断驱动力矩和负载力矩的正负号 并能够根据该方程式判断机电系统的运动状态 动态转矩的概念 机电传动的负载特性 什么是负载特性：电动机轴上的负载转矩与转速之间的关系 4种典型的负载特性曲线 恒转矩负载包括反抗性恒转矩负载和位能性负载 机电传动稳定运行的条件 充分必要条件 掌握判断稳定工作点的方法 第三章直流电机的工作原理及特性 直流电机既可以用作电动机也可以用作发电机 任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应的基础上的 直流电机做发电运行和电动运行时都会产生电动势E和电磁转矩T，但是不同的运行方式下其作用是不同的 电势平衡方程 力矩平衡方程 并励发电机电压建立的三个条件是什么？
国家重点实验室（主管部门：科技部）是依托一级法人单位建设、具有相对独立的人事权和财务权的科研实体，作为国家科技创新体系的重要组成部分，实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，是国家组织高水平基础研究和应用基础研究、聚集和培养优秀科学家、开展高层次学术交流的重要基地。国家重点实验室依托建设单位：主要以中科院各研究所、部属高校、重点大学为主要依托单位；另有建在企业（中央企业为主体）的企业国家重点实验室，有利于促进企业成为技术创新主体、提升企业自主创新能力、提高企业核心竞争力。 国家重点实验室全国名单 编号实验室名称依托单位 1分子生物学国家重点实验室中国科学院上海生命科学研究院 2分子肿瘤学国家重点实验室中国医学科学院肿瘤医院肿瘤研究所 3呼吸疾病国家重点实验室广州医学院 4华南肿瘤学国家重点实验室中山大学 5计划生育生殖生物学国家重点实验室中国科学院动物研究所 6家畜疫病病原生物学国家重点实验室中国农业科学院兰州兽医研究所 7口腔疾病研究国家重点实验室四川大学 8脑与认知科学国家重点实验室中国科学院生物物理研究所 9农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室中国科学院动物研究所 10农业生物技术国家重点实验室中国农业大学 11农业微生物学国家重点实验室华中农业大学 12认知神经科学与学习国家重点实验室北京师范大学 13神经科学国家重点实验室中国科学院上海生命科学研究院 14生化工程国家重点实验室中国科学院过程工程研究所 15生物大分子国家重点实验室中国科学院生物物理研究所 16生物反应器工程国家重点实验室华东理工大学 17生物膜与膜生物工程国家重点实验室北京大学等 18生物治疗国家重点实验室四川大学 19实验血液学国家重点实验室中国医学科学院血液病医院血液学研究所 20食品科学与技术国家重点实验室江南大学等 21兽医生物技术国家重点实验室中国农业科学院哈尔滨兽医研究所 22水稻生物学国家重点实验室中国水稻研究所等 23天然药物及仿生药物国家重点实验室北京大学 24微生物技术国家重点实验室山东大学 25微生物资源前期开发国家重点实验室中国科学院微生物研究所 26系统与进化植物学国家重点实验室中国科学院植物研究所 27新药研究国家重点实验室中国科学院上海药物研究所 28眼科学国家重点实验室中山大学 29医学分子生物学国家重点实验室中国医学科学院基础医学研究所 30医学基因组学国家重点实验室上海交通大学 31医学免疫学国家重点实验室中国人民解放军第二军医大学 32医学神经生物学国家重点实验室复旦大学 33医学遗传学国家重点实验室中南大学 34医药生物技术国家重点实验室南京大学 35遗传工程国家重点实验室复旦大学
北京大学2011年《机电传动控制》 期末试题 A 卷 一、选择题（本题共10小题,每小题2分，共20分) (从下列备选答案中选择正确答案) 1．机电传动的目的是（ ）。 A 、将机械能变为电能 B 、将电能变为机械能 C 、将控制信号进行转换和传递 D 、对电机进行保护 2．三相鼠笼式异步电动机在运行中断了一根电源线，则电动机的转速将（ ）。 A 、增加 B 、减少 C 、停转 D 、不变 3．瞬时断开的动合触点是（ ）。 A B C D 4．长期带额定负载运行的交流接触器，其额定电流通常选（ ）。 A 、小于负载额定电流、等于负载额定电流 C 、负载额定电流的1.3—2倍、愈大愈好 5．热继电器在电动机控制线路中的主要作用是实现（ ）。 A 、过载保护 B 、零压保护 C 、欠压保护 D 、短路保护 6．集中控制台一般放在离机床较远的地方，可以在控制台也可以在机床现场进行操作，实现的控制是（ ）。 本题 得分
A 、集中控制 B 、分散控制 C 、联合控制 D 、点动控制 7．异步电动机的转矩与电源电压的关系是( )。 A 、成正比 B 、成反比 C 、无关 D 、与电压平方成正比 8．变压器与电机的铁心用硅钢片叠压而成，其主要目的（ ）。 A. 减少磁滞损耗 B. 减少涡流损耗 C. 减少电器噪声 D. 减少铜损 9．带有换向器装置的电机是( )。 A 、交流鼠笼异步电动机 B 、交流绕线式异步电动机 C 、直流电动机 D 、步进电动机 10．直流电动机当电枢回路中串接电阻后，其固有的机械特性曲线是（ ）。 A 、由（0，no ）出发的一簇向下倾斜的直线 B 、一簇平行于固有特性曲线的人为特性曲线 C 、由（0，no ）出发的一簇向上倾斜的直线 D 、不确定 二、填空题（本题共 15 空，每空15分，共 15 分） （请将正确答案填入空格内） 1、一台频率为50 Hz 的异步电动机额定转速为730 r/min ，其转差率S 为 。 2、F1-40MR 是F1系列PLC 的 （基本单元，扩展单元），40表示其具有 。 3、SET 指令用于 ，RST 指令用于 。 4、PLC 一般 （能，不能）为外部传感器提供24V 直流电源。 5、FXGPWIN 是FX 系列PLC 的编程软件，使用该软件的微机 （可以，不可以）直接与PLC 通讯。 6、将编写好的程序写入PLC 时，必须处在 模式。（RUN ，STOP ） 7、用Y-△降压起动时,启动电流为直接用△接法起动时的 ,所以对降低 很有效。 本题 得分