下载文档原格式
机电传动与控制教学大纲2023一、课程基本信息课程名称：机电传动与控制课程代码：＿____课程类别：专业核心课学分：＿____总学时：＿____理论学时：＿____实践学时：＿____二、课程性质与目标（一）课程性质本课程是机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业核心课程。
它是一门综合性较强的课程，涉及机械、电气、控制等多个学科领域的知识，旨在培养学生综合运用机电知识解决实际工程问题的能力。
（二）课程目标1、知识目标了解机电传动系统的基本组成和工作原理。
掌握常用电机的工作原理、特性及选择方法。
熟悉电气控制电路的基本原理和设计方法。
理解可编程控制器（PLC）的工作原理及编程方法。
掌握机电传动系统的调速方法和制动原理。
2、能力目标能够正确选择和使用电机，并能对其进行简单的维护和故障诊断。
能够设计和分析简单的电气控制电路。
能够运用 PLC 进行控制系统的设计和编程。
能够对机电传动系统进行调速和制动控制的设计与调试。
3、素质目标培养学生的工程意识和创新思维能力。
提高学生的团队协作和沟通能力。
增强学生的责任心和敬业精神。
三、课程内容与要求（一）机电传动系统概述1、机电传动系统的组成和发展了解机电传动系统的组成部分，包括动力装置、传动机构、执行机构和控制系统。
熟悉机电传动系统的发展历程和趋势。
2、机电传动系统的运动方程式掌握机电传动系统的运动方程式，理解其物理意义。
能够运用运动方程式分析系统的运行状态。
3、机电传动系统的稳定运行理解机电传动系统稳定运行的条件。
学会分析系统在不同负载特性下的稳定运行情况。
（二）直流电机1、直流电机的工作原理和结构了解直流电机的工作原理和基本结构。
熟悉直流电机的励磁方式。
2、直流电机的电枢绕组和磁场掌握直流电机电枢绕组的构成和连接方式。
理解直流电机磁场的分布和特点。
3、直流电机的基本方程和运行特性推导直流电机的基本方程，包括电动势方程、电磁转矩方程和功率方程。
交流电动机的常用电气制动方法有能耗制动和电源反接制动两种。
晶闸管的三个极分别叫阳极，阴极和控制极。
可编程序控制器一般采用对用户程序循环扫描的工作方式，工作时分读入现场数据、执行用户程序和刷新输出阶段三个阶段。
晶闸管的触发电路主要由同步电路、移相电路、脉冲形成电路和功率放大电路几部分子电路构成。
直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变Φ ，若想采用恒转矩调速，则可改变U 。
机电传动系统的发展经历了成组拖动、单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。
生产机械的机械特性指电动机轴上的负载转矩和转速之间的函数关系。
直流电动机的结构包括定子和转子两部分。
直流发电机按励磁方法来分类，分为他励、并励、串励和复励四种。
直流他励电动机的制动状态分为反馈制动、反接制动和能耗制动三种形式。
三相鼠笼式异步电动机的启动方式有全压启动和降压启动。
电气控制系统中常设的保护环节是短路保护、过电流保护、长期过载保护、零电压与欠电压保护和弱励磁保护。
晶闸管的导通条件是阳极加正向电压与控制极加正向电压。
交流异步电动机常用的调速方法有调压、改变极对数、变频。
异步电动机，运行在正向电动状态，现采用电源反接制动停车，则应把电动机三相电源的相序改变，当转速接近零时，应将电源切断。
伺服电动机是将电信号转换成轴上的转角或转速信号的控制电机。
可编程控制器硬件的核心部分是中央处理单元，存储器用来存放程序和数据，它分为系统程序存储器和用户程序存储器两大部分。
生产机械的典型机械特性恒转矩、离心通风机、直线和恒功率等几种。
实现多地点控制一台电动机启动停止时，应把启动按钮并联连接，停止按钮串联连接。
电动机所产生的转矩在任何情况下，总是由轴上的负载转矩和动态转矩之和所平衡。
机电传动系统中如果T M<T L，电动机旋转方向与TM相同，转速将产生的变化是减速。
起重机吊一个重物升降时，负载的机械特性是位能型恒转矩。
励磁绕组是属于直流电动机的定子部分。
位能转矩的作用方向恒定，与运动方向无关。
机电传动控制应用场景
机电传动控制是指通过电气和机械元件的协同工作，实现对机械设备运动和位置的控制。
这种控制方式在各种工业和日常生活中的应用非常广泛。
以下是一些机电传动控制应用场景的例子：
一、数控机床：在制造业中，数控机床广泛使用机电传动控制。
通过电机、传感器和控制系统的协同作用，数控机床可以实现精确的刀具运动、工件加工和雕刻。
二、自动化生产线：工业生产线中的各种机械装置通常采用机电传动控制，以实现自动化生产。
这包括装配线、包装线、食品加工线等。
三、电梯和升降机：电梯和升降机系统采用电机和传感器来实现楼层的精确控制，保障乘客的安全和舒适。
四、汽车控制系统：现代汽车的各种系统，如发动机控制、刹车系统、悬挂系统等，都采用了机电传动控制技术，提高了车辆的性能、安全性和燃油效率。
五、航空航天应用：飞机、卫星和宇宙飞船中使用了许多机电传动控制系统，用于飞行、导航、着陆和其他关键操作。
六、家用电器：家用电器如洗衣机、洗碗机、空调等也采用了机电传动控制，以实现不同工作模式、速度和温度的调节。
七、医疗设备：医疗领域中的一些设备，如手术机器人、影像设备等，也常常利用机电传动控制技术，以提高手术精度和医疗设备的性能。
这些应用场景表明了机电传动控制在现代社会中的关键作用，不仅提高了生产效率和工业制造的精度，还改善了日常生活和医疗领域的各种方面。
1、
交流异步流电动机的由（定子），（转子）部分组成。
2、
直流他励电动机有（调压），（转子串电阻），（调励磁电压）调速方法。
3、
直流电动机的励磁方式有（他励），（并励）,(串励),(复励)。
4、
同步电动机与异步电动机在结构上相同处为（转子），不同处为（转子）。
5、
三相异步电动机在启动瞬间的转差率为（1）。
6、
同步电动机一般是按（异步）方式启动，（同步）方式运行的。
7、
异步电动机同步转速和实际转速差与同步转速之比叫（转差率）。
8、
直流它励电动机减弱磁通过度时电动机会出现（飞车）现象。
9、
直流他励电动机的制动方式有（能耗制动），（反接制动），（再生发电制动），（倒拉反接制动）。
10、 三相异步电动机的调速方式有（改变电压），（改变电源频率），（改变极对数），（改变转差率）。
11、直流电动机机械特性的一般表达式（T C C R C U n m e a e 2
φφ-=）。
12、晶闸管的三个极分别叫（阴极、阳极、控制极）以符号（ A 、G 、K ）分别表示。
13、晶闸管承受正偏到触发导通位置所对应的电角度叫（电控角）。
14、晶闸管导通的条件是（正向偏置，控制极加正向脉冲）、晶闸管关断的条件是（反向偏置或正向电压降低到某值）。
有一台并励直流电动机，其电器性能参数为：P N =20kw,U N =220V,I N =107A,N N =3000r/min,电枢回路总电阻R a =0.067Ω,励磁回路电阻R f =155Ω,求：
（1） 额定负载时，电枢电势为多少？
（2） 固有特性方程式；
（3） 设轴上负载转矩为0.9T N 时，电动机在固有机械特性上的转速？
（1） （2） （3）
按下SB2，KT 线圈得电，KM3圈得电，KT 开始计时，KM3主触头闭合， KM3常闭断开对KM2的联锁，KM3常开闭合，KM1线圈得电，KM1主触头闭合，KM1常开闭合 ，电机接成Y 型减压起动。
定时时间到，KT 常闭断开，KM3圈失电，KM3触头断开，解除Y 接，KM3常开断开 ，KT 失电，KM3常闭闭合，KM2线圈得电，KM2常闭断开，对KM3联锁，KM2主触头闭合 ，电机接成△型全压运行 KM2常开断开，KT 常闭触头闭合，按下SB1电机停止。
FU1作主电路的短路保护，FU2作控制电路的短路保护，FR 作主电机过载保护。
KM 交流接触器零压保护
单相半波可控整流电路， R L ＝10Ω，将交流200V 电源接入，α＝60°。
试计算整流电压的平均值、电流的有效值。
并选用晶闸管。
电压的平均值： 电流的有效值 额定电流为：。
