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基于C51单片机直流电机测速仪设计摘要：电机的转速是各类电机运行过程中的一个重要监测量，测速装置在电机调速系统中占有非常重要的地位，特别是数字式测速仪在工业电机测速方面有独到的优势。
本文介绍了一种基于C51单片机的光电传感器转速测量系统的设计。
系统采用对射式光电传感器产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89C51单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过LCD实时显示电机的转速值。
经过软硬件系统的搭建，分别通过Protues软件系统仿真实验和实际电路搭建检查实验。
仿真实验表明本系统满足设计要求，并且结构简单、实用。
整个直流电机测速系统在降低测速仪成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定的应用价值。
关键词：转速测量；光电传感器；单片机Based On C51 SCM Single DC Motor Speedometer DesignABSTRACT：Motor speed is all kinds of motor operation is an important process to monitor the amount of speed measuring device in the motor control system occupies a very important position, Especially the digital speedometer in the industrial motor speed has unique advantage. This paper describes a photoelectric sensor 51 SCM-based speed measurement system design. System uses a beam photoelectric sensor generates a pulse signal corresponding to the gear, the use of a sampling pulse signal AT89C51 SCM and calculating the pulse per minute, the number of signals that the speed of the motor corresponding to the value of the final system time through the LCD display the motor speed value.After a hardware and software system structures, respectively, through Protues software system to build the actual circuit simulation and experimental examination. Simulation results show that the system meets the design requirements, and the structure is simple and practical. DC Motor Speed entire system in reducing speedometer costs, improve reliability, speed stability and a certain application value.Keywords: Speed measurement; Photoelectric; Single chip micyoco目录1 绪论 (1)1.1 数字式转速测量系统的发展背景 (1)1.2 转速测量在国民经济中的应用 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4 设计的目的和意义 (2)2 转速测量系统的原理 (4)2.1 转速测量原理 (4)2.2 转速测量计算方法 (5)3转速测量系统设计方案 (7)3.1 直流电机转速测量方法 (7)3.2 设计任务及方案 (8)4 直流电机测速系统设计 (9)4.1 单片机AT89C51介绍 (9)4.2 转速信号采集 (14)4.2 转速信号处理电路设计 (16)4.4 最小系统的设计 (17)4.4.1复位电路 (17)4.4.2 晶振电路 (20)4.5 显示部分设计 (20)5 直流测速系统仿真 (24)5.1 直流测速系统仿真 (24)5.1.1单片机最小系统仿真 (25)5.1.2 数码管显示仿真 (25)5.2 主程序流程设计 (26)5.2.1 主程序流程设计 (26)5.2.2 定时器的初始化 (27)5.3 实际电路实验 (28)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 数字式转速测量系统的发展背景在现代工业自动化高度发展的时期，几乎所有的工业设备都离不开旋转设备，形形色色的电机在不同领域发挥着很重要的作用。
课程设计--直流电机调速控制系统设计指导教师评定成绩：审定成绩：**********课程设计报告设计题目：直流电机调速控制系统设计学校：********************学生姓名：**********专业：********************班级：***********学号：**************指导教师：*****************8设计时间：2013 年12 月目录引言 (3)一、直流电动机的工作原理 (4)二、直流电动机的结构 (5)三、直流电动机的分类 (6)四、电动机的机械特性 (7)五、他励直流电动机起动 (10)六、他励直流电动机的调速方法 (11)七、PWM调制电路 (14)八、H桥驱动电路 (14)九、直流电动机调速控制系统设计 (15)十、心得体会 (22)附录参考文献 (23)课程设计任务书 (23)引言现代工业生产中，电动机是主要的驱动设备，目前在直流电动机拖动系统中已大量采用晶闸管(即可控硅)装置向电动机供电的KZ—D拖动系统，取代了笨重的发电动一电动机的F—D系统，又伴随着电子技术的高度发展，促使直流电机调速逐步从模拟化向数字化转变，特别是单片机技术的应用，使直流电机调速技术又进入到一个新的阶段，智能化、高可靠性已成为它发展的趋势。
直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。
改变电压的方法很多，最常见的一种PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。
PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。
直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。
随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展，到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术。
直流电机的控制原理
直流电机的控制原理可以通过以下内容来说明：
直流电机的控制原理是通过调节电源电压和改变电枢线圈中电流方向来实现的。
具体来说，直流电机的工作原理是根据洛伦兹力和安培力的作用，通过控制电流方向和大小来改变电机的转速和转向。
在直流电机中，电枢线圈是位于电机中心的旋转部分，而电枢线圈两端与电源相连。
当电流通过电枢线圈时，电流会在磁场中发生作用，产生洛伦兹力，使电枢线圈开始旋转。
电枢线圈的旋转会使其上的集电刷与固定的电极接触，改变电枢线圈中电流的方向，从而反转驱动力，使电机的旋转方向改变。
为了控制直流电机的转速和转向，可以通过改变电源电压和电枢线圈中电流的方向来实现。
当电源电压增加时，电枢线圈中的电流增加，从而增大洛伦兹力，加速电机的转速。
同样地，当电源电压减小时，电机的转速会减慢。
另外，改变电枢线圈中电流的方向也会改变洛伦兹力的方向，从而改变电机的转向。
在实际应用中，直流电机的控制可以通过调节电压或使用电压变频器来实现。
通过调节电源电压的大小，可以实现直流电机的速度调节；通过改变电枢线圈中电流的方向，可以实现直流电机的正反转控制。
综上所述，直流电机的控制原理是通过调节电源电压和改变电
枢线圈中电流方向来实现的，从而实现对电机转速和转向的控制。
《电机与电气控制》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解电机的基本原理、结构及分类；（2）掌握电机的主要性能指标及其测试方法；（3）熟悉电气控制的基本环节及其应用；（4）学会电机故障诊断与维修方法。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验，培养学生的动手能力；（2）运用案例分析，提高学生的解决问题的能力；（3）开展小组讨论，培养学生的团队合作精神。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对电机与电气控制技术的兴趣；（2）增强学生对电机故障诊断与维修的实际操作能力；二、教学内容第一章：电机概述1.1 电机的基本原理1.2 电机的分类1.3 电机的作用与地位第二章：电机的基本结构与工作原理2.1 直流电机的基本结构与工作原理2.2 交流电机的基本结构与工作原理2.3 步进电机的基本结构与工作原理第三章：电机的主要性能指标及其测试方法3.1 电机性能指标概述3.2 电机的运行特性3.3 电机性能测试方法第四章：电气控制基础4.1 电气控制的基本环节4.2 电气控制系统的设计原则4.3 电气控制系统的可靠性分析第五章：电机控制系统及其应用5.1 电机控制系统的组成及功能5.2 电机控制系统的常见故障与诊断5.3 电机控制系统的应用案例三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）电机的基本原理与分类；（2）电机的基本结构与工作原理；（3）电机的主要性能指标及其测试方法；（4）电气控制的基本环节及其应用；（5）电机控制系统及其应用。
2. 教学难点：（1）电机的工作原理及性能指标的计算；（2）电气控制系统的的设计与调试；（3）电机控制系统的故障诊断与维修。
四、教学方法与手段1. 教学方法：（1）讲授与实验相结合；（2）案例分析；（3）小组讨论；（4）现场教学。
2. 教学手段：（1）多媒体课件；（2）实验设备；（3）案例资料；（4）现场演示。
五、教学评价1. 过程性评价：（1）课堂提问；（2）实验报告；（3）小组讨论报告；（4）现场操作考核。
永磁无刷直流电机设计实例永磁无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种形式先进的电机，具有高效率、长寿命、高功率密度、高控制精度等优点，已广泛应用于机床、机器人、电动工具等领域。
在本文中，我们将介绍永磁无刷直流电机的设计实例。
1. 电机参数计算在进行永磁无刷直流电机设计之前，首先需要计算出电机的一些参数，包括额定功率、额定转速、额定电压、额定电流等。
这些参数将作为电机设计的基础。
1.1 标称功率Pn = Tmax × ωnPn 为电机标称功率，Tmax 为电机最大扭矩，ωn 为电机额定转速。
1.2 额定转速永磁无刷直流电机的额定转速通常由应用需求决定。
对于电动工具来说，需要较高的额定转速，而对于机床来说，需要较低的额定转速。
通常情况下，可以根据应用的要求来选择适当的额定转速。
永磁无刷直流电机的额定电压通常由电源系统决定。
通常情况下，可以选择电压稳定器或直流电源来提供稳定的电压。
根据实际需求和电源系统的限制，可以确定电机的额定电压。
2. 永磁体设计永磁体是永磁无刷直流电机中最重要的组件之一，其设计将直接影响电机的性能。
永磁体的设计包括永磁体的形状、尺寸以及选用的材料。
2.1 形状与尺寸永磁体的形状和尺寸对电机的输出特性有着重要的影响。
通常情况下，可以选择方形、圆形、椭圆形等形状，并根据电机设计参数计算出永磁体的尺寸。
2.2 材料选择永磁体选用的材料决定了电机的性能。
目前常用的永磁体材料有 NdFeB、SmCo、AlNiCo 等。
不同的永磁体材料具有不同的磁性能、机械性能和耐温性能，应根据实际应用需求进行选择。
3. 绕组设计绕组是永磁无刷直流电机中的另一个关键组件，在电机的输出特性和效率上起着重要作用。
绕组的设计涉及到绕组的形状、导线直径、匝数和线材材料等方面。
绕组的形状通常与永磁体相对应，可以根据永磁体的形状来确定绕组的形状。
3.2 导线直径导线直径直接影响到电机的电阻和电感，对电机的输出特性和效率有着重要影响。
高效能电机控制策略及应用研究1. 研究背景高效能电机控制策略及应用是电机控制领域的重要研究方向。
随着电机技术的发展和应用领域的扩大，对电机控制策略和性能的要求也越来越高。
有效的电机控制策略能够提高电机的运行效率和性能，并延长其使用寿命。
因此，开展高效能电机控制策略及应用研究对于推动电机技术的进一步发展至关重要。
2. 传统电机控制策略传统的电机控制策略主要包括直流电机控制和交流电机控制。
直流电机控制一般采用PWM调制方式，通过控制电源给定的电压和电流，控制电机转矩和转速。
交流电机控制一般采用矢量控制和感应电机控制两种方式，通过控制电机的磁场和转子电流来实现电机转矩和转速的控制。
3. 高效能电机控制策略3.1 矢量控制策略矢量控制是一种先进的交流电机控制策略，通过将电机的矢量旋转坐标系与电机转子磁场进行耦合，实现了对电机磁场和转子电流的精确控制，从而实现了电机转矩和转速的精确控制。
矢量控制策略具有响应速度快、控制精度高、低速高扭矩性能好等优点，广泛应用于高性能交流电机的控制。
3.2 直接转矩控制策略直接转矩控制是一种先进的交流电机控制策略，通过直接测量电机转子磁场的信息，实现了对电机转矩和转速的直接控制。
直接转矩控制策略具有响应速度快、控制精度高、高速响应性能好等优点，广泛应用于高性能交流电机的控制。
4. 高效能电机控制策略的应用4.1 电动汽车电动汽车是高效能电机控制策略的重要应用领域之一。
采用高效能电机控制策略，可以实现电动汽车的高效能驱动，提高整车能量利用率和续航里程，同时降低能耗，减少环境污染。
4.2 工业自动化工业自动化是高效能电机控制策略的另一个重要应用领域。
通过采用高效能电机控制策略，可以实现工业设备的高效能运行，提高生产效率和产品质量，降低能耗和维护成本。
4.3 可再生能源发电高效能电机控制策略在可再生能源发电领域的应用也十分重要。
例如，风力发电和太阳能发电中使用的发电机组需要高效能电机控制策略来确保发电系统的高效能运行，提高能源利用率。
直流电机控制原理图
直流电机是一种常见的电动机，它通过直流电源驱动，能够将
电能转换为机械能，广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等
领域。
直流电机的控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分，它能够帮助我们了解直流电机的工作原理和控制方式，本文将介绍
直流电机控制原理图的相关知识。
首先，直流电机控制原理图包括直流电机、电源、控制器等组件。
直流电机通常由定子、转子、碳刷、电枢等部分组成，电源为
直流电源，控制器则是用来控制电机运行的设备。
在直流电机控制
原理图中，这些组件通过电气连线连接在一起，形成一个完整的控
制系统。
在直流电机控制原理图中，电源为直流电源，它可以是电池、
直流发电机、直流稳压电源等。
电源的电压和电流大小将直接影响
到直流电机的运行性能，因此在设计直流电机控制系统时，需要根
据实际需要选择合适的电源。
控制器是直流电机控制系统中的关键部件，它可以根据外部输
入信号控制电机的启停、正反转、速度调节等功能。
常见的直流电
机控制器有直流调速器、直流电机驱动器、直流电机控制板等，它们可以根据具体的控制要求选择使用。
在直流电机控制原理图中，还会包括一些辅助元件，如限流电阻、过载保护器、电流传感器等。
这些辅助元件能够提高电机控制系统的稳定性和安全性，保护电机免受过载、短路等异常情况的影响。
总的来说，直流电机控制原理图是直流电机控制系统的重要组成部分，它通过电气连线将直流电机、电源、控制器等组件连接在一起，形成一个完整的控制系统。
掌握直流电机控制原理图的相关知识，能够帮助我们更好地理解直流电机的工作原理和控制方式，为实际应用提供参考和指导。
微型直流电机降低电流的方法概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文旨在探讨微型直流电机降低电流的方法。
微型直流电机由于其小巧灵活的特点，在众多应用领域中得到广泛应用，但其高电流消耗是使用过程中常见的问题之一。
因此，深入了解和研究降低微型直流电机电流的方法对于提高其性能、延长使用寿命以及提升能源利用效率具有重要意义。
1.2 文章结构本文按照如下结构进行组织：首先在引言部分对本文的目的和内容进行概述；接着阐述微型直流电机降低电流的三种方法；然后针对每种方法进行详细解释说明，包括原理解释、实施步骤和效果评估；最后给出全文总结和结论。
1.3 目的本文旨在探索和介绍微型直流电机降低电流的方法，并通过实例说明每种方法的原理、实施步骤以及效果评估。
通过阐述不同方法之间的优缺点，希望读者可以根据实际需求选择适合的方法来降低微型直流电机的电流消耗，从而提高其性能和可靠性。
此外，本文也为微型直流电机在各种应用场景中的进一步优化和发展提供了参考依据。
2. 微型直流电机降低电流的方法在微型直流电机的使用过程中，高电流会导致电机过热、功耗增大以及寿命缩短等问题。
因此，为了解决这些问题，有必要采取一些方法来降低微型直流电机的电流。
本节将介绍三种常见的降低微型直流电机电流的方法。
2.1 方法一：优化供电系统通过优化供电系统，可以有效地降低微型直流电机的工作电流。
具体来说，可以采取以下措施：1）选择合适的供电电压：根据微型直流电机的额定工作电压范围，在供应电源中选择合适的工作点，以尽量减少额外的功率损耗。
2）减小内阻：在供应系统中使用低阻抗元件或线路设计，可以降低线路内部阻碍电荷传输和减少能量损耗。
3）添加滤波元件：通过在供应系统中添加滤波元件，如滤波器或者稳压器等，可以进一步平稳输出功率，并减少突变与噪声。
2.2 方法二：优化驱动控制策略通过改进微型直流电机的驱动控制策略，可以达到降低电机电流的目的。
以下是一些常见的优化方法：1）PWM调速技术：采用脉冲宽度调制（PWM）技术可以有效地调节微型直流电机的输出功率以及工作状态，从而降低总体工作电流。
直流电机控制器原理图直流电机控制器是指控制直流电机运行的设备，其主要作用是根据外部输入信号来控制电机的启动、停止、正反转以及调速等功能。
直流电机控制器原理图是直流电机控制系统的核心部分，通过原理图可以清晰地了解控制器的工作原理和电路结构，有利于工程师们进行系统设计和故障排查。
一般来说，直流电机控制器原理图包括电源模块、控制模块、驱动模块和保护模块等部分。
电源模块主要用于将外部交流电源转换为直流电源，为整个系统提供电能；控制模块则负责接收外部控制信号，并通过逻辑运算和电路控制来实现对电机的启停、正反转和调速等功能；驱动模块则是根据控制模块的输出信号，驱动电机正常运行；保护模块则用于监测电机和系统的工作状态，一旦出现异常情况，及时采取保护措施，避免损坏设备。
在直流电机控制器原理图中，控制模块是最核心的部分，它通常包括信号输入端、逻辑控制电路和输出端。
信号输入端可以接收外部控制信号，比如启停信号、正反转信号、调速信号等，这些信号经过处理后，通过逻辑控制电路的运算，最终输出给驱动模块，实现对电机的控制。
逻辑控制电路通常采用集成电路或者单片机等器件来实现，其结构复杂，但是可以实现多种控制功能，具有很高的灵活性和可靠性。
此外，直流电机控制器原理图中的驱动模块也是非常重要的部分，它的主要作用是根据控制模块的输出信号，驱动电机正常运行。
驱动模块通常采用功率器件和驱动电路来实现，其设计需要考虑到电机的功率大小、负载特性以及工作环境等因素，以确保电机能够稳定、高效地运行。
总的来说，直流电机控制器原理图是直流电机控制系统的核心部分，它的设计和实现直接影响到整个系统的性能和稳定性。
工程师们在进行系统设计和故障排查时，需要充分理解原理图的结构和工作原理，合理选择电路元件和器件，确保系统能够稳定、可靠地运行。
同时，随着科技的发展，直流电机控制器原理图也在不断地更新和优化，以满足不同应用场景的需求，提高系统的性能和可靠性。
电机驱动解决方案引言概述：电机驱动是现代工业中不可或缺的一部分，它在各个领域中发挥着重要的作用。
为了满足不同应用的需求，人们设计出了各种电机驱动解决方案。
本文将介绍五种常见的电机驱动解决方案，分别是直流电机驱动、交流电机驱动、步进电机驱动、无刷直流电机驱动和伺服电机驱动。
一、直流电机驱动1.1 电压调速控制：直流电机驱动的一个重要应用是通过调整电压来控制电机的转速。
通过改变电压的大小，可以实现电机的启动、加速、减速和停止等操作。
1.2 电流控制：直流电机驱动还可以通过控制电流来实现对电机的精确控制。
通过调整电流的大小，可以实现电机的力矩控制、位置控制和速度控制等功能。
1.3 脉宽调制：脉宽调制是一种常见的直流电机驱动技术，通过改变脉冲的宽度来控制电机的转速和方向。
脉宽调制可以实现高效的能量转换，提高电机的效率和响应速度。
二、交流电机驱动2.1 变频调速控制：交流电机驱动常用的控制方法是变频调速控制。
通过改变交流电源的频率和电压，可以实现对电机的转速和转矩的精确控制。
2.2 矢量控制：矢量控制是一种高级的交流电机驱动技术，它可以实现对电机的精确位置和速度控制。
通过测量电机的转子位置和速度，可以实时调整电机的控制参数，提高电机的性能和响应速度。
2.3 无传感器控制：传统的交流电机驱动需要使用传感器来测量电机的位置和速度，但无传感器控制技术可以实现对电机的精确控制，而无需使用传感器。
这种技术可以简化系统的结构，提高系统的可靠性和稳定性。
三、步进电机驱动3.1 开环控制：步进电机驱动常用的控制方法是开环控制。
通过控制电机的驱动信号，可以实现电机的步进运动。
步进电机驱动具有简单、可靠的特点，适用于一些低速、高精度的应用。
3.2 微步控制：微步控制是一种改进的步进电机驱动技术，它可以实现对电机的更精确的控制。
通过改变电机的驱动信号，可以使电机以更小的步距运动，提高电机的分辨率和平滑度。
3.3 闭环控制：闭环控制是一种高级的步进电机驱动技术，它可以实现对电机的位置和速度的闭环控制。
电机与驱动技术教案一、教学目标1. 了解电机的分类和基本工作原理。
2. 掌握电机的主要性能参数。
3. 熟悉电机驱动系统的组成和功能。
4. 了解电机控制的基本方法。
5. 能够分析电机驱动系统在实际应用中的性能和优缺点。
二、教学内容1. 电机的基本概念和分类1.1 电机的定义和作用1.2 电机的分类：直流电机、交流电机、同步电机、异步电机等。
2. 电机的工作原理2.1 直流电机的工作原理2.2 交流电机的工作原理2.3 同步电机和异步电机的工作原理。
3. 电机的主要性能参数3.1 电机的功率和转矩3.2 电机的速度和效率3.3 电机的启动和制动性能。
4. 电机驱动系统的组成和功能4.1 电机驱动系统的组成：电机、控制器、驱动器等。
4.2 电机驱动系统的功能：启动、停止、调速、制动等。
5. 电机控制的基本方法5.1 开关控制法5.2 模拟控制法5.3 数字控制法。
三、教学方法1. 讲授法：讲解电机的基本概念、工作原理、性能参数和控制方法。
2. 案例分析法：分析实际应用中的电机驱动系统，探讨其性能和优缺点。
3. 实验法：进行电机驱动系统的实验，掌握电机的操作和控制。
四、教学资源1. 教材：电机与驱动技术教材。
2. 实验设备：电机驱动系统实验装置。
3. 辅助材料：电机原理图、驱动器说明书等。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现和作业完成情况。
2. 考试成绩：考察学生对电机与驱动技术的理解和掌握程度。
3. 实验报告：评价学生在实验过程中的操作技能和分析能力。
教学进度安排：1. 第一周：电机的基本概念和分类2. 第二周：电机的工作原理3. 第三周：电机的主要性能参数4. 第四周：电机驱动系统的组成和功能5. 第五周：电机控制的基本方法六、教学内容6. 电机驱动系统的应用领域6.1 工业生产中的应用6.2 交通运输中的应用6.3 家用电器中的应用7. 电机驱动系统的故障与维护7.1 电机故障的类型和原因7.2 电机故障的诊断与检测7.3 电机维护的方法和注意事项8. 电机驱动技术的发展趋势8.1 电机技术的创新点8.2 电机驱动技术在新能源领域的应用8.3 电机驱动技术的发展趋势9. 电机驱动技术的实际应用案例分析9.1 案例一：电动汽车电机驱动系统9.2 案例二：工业电机驱动系统9.3 案例三：风力发电电机驱动系统10. 课程总结与展望10.1 电机与驱动技术的重要性和应用前景10.2 学生在本门课程中所学到的知识和技能10.3 课程的改进和提升方向七、教学方法1. 讲授法：讲解电机驱动系统的应用领域、发展趋势和实际应用案例。
电机及电力拖动课程《教案》第一章：电机的基本概念1.1 电机的定义与分类1.2 电机的工作原理1.3 电机的性能参数1.4 电机的优缺点分析第二章：直流电机2.1 直流电机的基本结构2.2 直流电机的工作原理2.3 直流电机的特性2.4 直流电机的应用实例第三章：交流电机3.1 交流电机的基本结构3.2 交流电机的工作原理3.3 交流电机的特性3.4 交流电机的应用实例第四章：电力拖动系统4.1 电力拖动的基本原理4.2 电力拖动系统的分类4.3 电力拖动系统的性能分析4.4 电力拖动系统的应用实例第五章：电机与电力拖动的控制技术5.1 电机控制技术的基本概念5.2 电机控制技术的分类5.3 电机控制技术的应用实例5.4 电机控制技术的发展趋势第六章：电机的设计与制造6.1 电机设计的基本原则6.2 电机参数的计算与选择6.3 电机制造工艺及流程6.4 电机性能的测试与检测第七章：电机故障诊断与维修7.1 电机故障的类型及原因7.2 电机故障诊断的方法7.3 电机维修的基本工艺7.4 电机故障案例分析与维修实例第八章：电力电子技术在电机控制中的应用8.1 电力电子器件及其特性8.2 电力电子变换器及其控制8.3 电力电子技术在电机调速中的应用8.4 电力电子技术在电机节能中的应用第九章：电机及电力拖动的保护与节能9.1 电机保护的原理与方法9.2 电机保护装置及其应用9.3 电力拖动的节能技术9.4 电机节能案例分析与应用第十章：电机及电力拖动在现代工业中的应用10.1 电机及电力拖动在制造业中的应用10.2 电机及电力拖动在交通运输中的应用10.3 电机及电力拖动在电力系统中的应用10.4 电机及电力拖动在新能源领域的应用重点解析本教案涵盖了电机及电力拖动课程的十个章节，全面介绍了电机的基本概念、结构、工作原理、性能参数、优缺点、控制技术、设计制造、故障诊断与维修、保护与节能以及在现代工业中的应用等方面的知识。
电机学实验一直流电机实验1实验目的：理解掌握直流机发电、电动工作特性。
2实验电路：图 1 直流电机实验系统结构图3 实验内容与步骤3.1系统基本连接与参数调节--由教师完成：（1）连接电路实线部分。
直流机按正转接线，交流机按反转接线。
（2）电流调节器调最大Uc为1V。
调电流反馈：Ui/Ia=2V/0.5A。
（3）直流稳压源限流值调到1.5A。
3.2直流机发电实验--交流机作同步恒速运行，驱动直流机发电，电流闭环控制整流调压器吸收其电流。
3.2.1实验准备(1) 完成直流机电枢回路、励磁回路连接，励磁开关Kf断开，RA、RB置最大。
（2）整流器：Uct只接电流调节器输出Uc！Ublf断开，整流器先关闭。
（3）交流机RC调最大。
直流稳压源断开Kz，通电调到Uz=15V。
（4）实验台通电。
（5）给定电路置“负”，并调输出0V。
--注：电流调节器的运放“反相”，故给定为负，反馈为正3.2.2 启动交流机（1）接通主电路。
（2）减RC起动交流机反转到~1000rpm，接通直流稳压源Kz，RC回最大。
使交流机进入同步恒速（1500rpm）运行，驱动直流机发电。
3.2.3直流发电机空载Uf-E特性（即if -φ磁化特性）实验断Kf使Uf=0, 测量记录对应的直流机剩磁发电电势E(｜Ua｜)。
接通Kf后调RA+RB使Uf= 90, 160, 220V。
测量记录E。
3.2.4 直流发电机负载特性实验--用电流闭环恒定吸收直流机发电电流，并转为交流功率送电网。
（1）调RA+RB保持励磁Uf=220V。
（2）测Ud应为负！(否则查改直流机电枢接线)。
整流器Ubf接通，允许其工作。
（3）加负载：用负给定电位器调-Ui*到Ia=（0），0.3, 0.6A，测量记录Ia、Ua。
*(4) 可用RA+RB降Uf=200V，测量记录Ia、Ua—观察电流环恒流效果。
(5) 停车：先用-Ui*减Ia到0，再断开Kz，电机停车后断主电路。
电气与自动化技术技能作业指导书第1章电气基础知识 (4)1.1 电路基础 (4)1.1.1 电路的概念与组成 (4)1.1.2 电路的工作原理 (4)1.1.3 电路的分类 (5)1.2 电气元件 (5)1.2.1 电阻器 (5)1.2.2 电容器 (5)1.2.3 电感器 (5)1.2.4 二极管 (5)1.2.5 晶体管 (5)1.3 电气图纸识读 (5)1.3.1 电气符号 (5)1.3.2 图纸布局 (5)1.3.3 连接线表示 (5)1.3.4 标注与说明 (5)1.3.5 识读方法 (5)第2章自动化控制原理 (6)2.1 控制系统概述 (6)2.1.1 控制系统的基本概念 (6)2.1.2 控制系统的分类 (6)2.1.3 控制系统的基本要求 (6)2.2 控制系统数学模型 (6)2.2.1 线性微分方程 (6)2.2.2 状态空间方程 (6)2.2.3 传递函数 (7)2.3 控制系统功能分析 (7)2.3.1 稳定性分析 (7)2.3.2 动态功能分析 (7)2.3.3 静态功能分析 (7)2.3.4 频率特性分析 (7)第3章 PLC编程与应用 (8)3.1 PLC概述 (8)3.1.1 PLC的定义与特点 (8)3.1.2 PLC的结构与组成 (8)3.1.3 PLC的工作原理 (8)3.2 PLC编程语言 (9)3.2.1 梯形图（Ladder Diagram，LD） (9)3.2.2 指令表（Instruction List，IL） (9)3.2.3 功能块图（Function Block Diagram，FBD） (9)3.2.4 结构化文本（Structured Text，ST） (9)3.2.5 顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC） (9)3.3 PLC控制系统设计 (9)3.3.1 确定控制要求 (9)3.3.2 选择PLC型号 (9)3.3.3 设计输入/输出电路 (9)3.3.4 编写PLC程序 (9)3.3.5 系统调试与优化 (9)3.3.6 编制技术文档 (9)第4章变频调速技术 (10)4.1 变频器工作原理 (10)4.1.1 交直交变频器 (10)4.1.2 直交变频器 (10)4.1.3 变频器的主要电路及其功能 (10)4.1.4 变频器的控制方式 (10)4.2 变频器选型与安装 (10)4.2.1 变频器的选型原则 (10)4.2.2 变频器的选型依据 (10)4.2.3 变频器的安装要求 (10)4.2.4 变频器与电动机的连接方式 (10)4.3 变频调速系统设计 (10)4.3.1 系统设计要求 (10)4.3.2 系统设计步骤 (10)4.3.3 变频器的参数设置与调试 (10)4.3.4 变频调速系统的保护与故障处理 (10)第5章电机控制技术 (10)5.1 电机控制基础 (10)5.1.1 电机控制概述 (10)5.1.2 电机控制原理 (11)5.1.3 电机控制方法 (11)5.2 直流电机控制 (11)5.2.1 直流电机概述 (11)5.2.2 直流电机启动控制 (11)5.2.3 直流电机调速控制 (11)5.3 交流电机控制 (11)5.3.1 交流电机概述 (11)5.3.2 交流电机启动控制 (12)5.3.3 交流电机调速控制 (12)第6章工业现场总线技术 (12)6.1 现场总线概述 (12)6.2 常用现场总线协议 (12)6.2.1 Profibus (12)6.2.2 Modbus (12)6.2.3 CAN (12)6.2.4 Foundation Fieldbus (13)6.3.1 系统需求分析 (13)6.3.2 选择合适的现场总线协议 (13)6.3.3 网络拓扑结构设计 (13)6.3.4 硬件设备选型与配置 (13)6.3.5 软件设计 (13)6.3.6 系统调试与优化 (13)第7章传感器与检测技术 (13)7.1 传感器概述 (13)7.2 常用传感器及其应用 (14)7.2.1 电阻式传感器 (14)7.2.2 电容式传感器 (14)7.2.3 电感式传感器 (14)7.2.4 压电式传感器 (14)7.2.5 磁电式传感器 (14)7.3 检测电路设计 (14)7.3.1 信号处理电路 (14)7.3.2 信号转换电路 (15)7.3.3 传感器接口电路 (15)第8章电力电子技术 (15)8.1 电力电子器件 (15)8.1.1PN结与晶体管 (15)8.1.2 功率二极管 (15)8.1.3 晶闸管与可控硅 (15)8.1.4 功率晶体管与绝缘栅双极型晶体管 (15)8.1.5 其他电力电子器件 (15)8.2 电力电子电路 (15)8.2.1 整流电路 (15)8.2.2 逆变电路 (16)8.2.3斩波电路 (16)8.2.4 交流调压电路与交交变频电路 (16)8.3 电力电子装置设计 (16)8.3.1 电力电子器件选型 (16)8.3.2 电力电子装置主电路设计 (16)8.3.3 控制电路设计 (16)8.3.4 热设计与电磁兼容设计 (16)8.3.5 电力电子装置的调试与优化 (16)第9章自动化工程项目管理 (16)9.1 项目管理基础 (16)9.1.1 项目管理概述 (16)9.1.2 项目组织结构 (16)9.1.3 项目计划与进度管理 (16)9.1.4 项目成本管理 (16)9.1.5 项目质量管理 (17)9.2 自动化工程项目实施 (17)9.2.1 工程项目立项 (17)9.2.2 工程项目招投标 (17)9.2.3 工程项目合同管理 (17)9.2.4 工程项目设计与施工 (17)9.2.5 工程项目采购管理 (17)9.3 自动化工程项目调试与验收 (17)9.3.1 调试准备 (17)9.3.2 调试实施 (17)9.3.3 验收标准与程序 (17)9.3.4 验收文件与资料 (17)9.3.5 项目移交 (17)第10章电气与自动化安全 (18)10.1 安全法律法规 (18)10.1.1 国家安全生产法律法规 (18)10.1.2 行业安全生产规章制度 (18)10.1.3 安全生产标准 (18)10.2 电气安全防护 (18)10.2.1 电气设备安全防护 (18)10.2.2 电气线路安全防护 (18)10.2.3 电气作业安全防护 (18)10.3 自动化系统安全防护措施 (18)10.3.1 自动化设备安全防护 (18)10.3.2 自动化控制系统安全防护 (18)10.3.3 自动化作业现场安全防护 (19)10.3.4 应急处置与救援 (19)第1章电气基础知识1.1 电路基础1.1.1 电路的概念与组成电路是指用导线将电源、电气元件和负载连接起来，以实现电能传递、转换和控制的部分。
