机电传动控制实验大纲

《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

附：《机电传动与控制》实验讲义

实验一：机电控制系统与传动系统认知实验

实验目的：认识直流电机，交流电机，步进电机，伺服电机及对应的驱动器与变频器，认识可编程控制器，理解机电系统基本组成及控制原理

实验工具：电梯模型，柔性制造中心，机电装调实训台，三轴运动实训台，变频水泵系统。

实验地点：GE自动化实验室

实验内容：认识柔性制造单元：24V直流电机经过涡轮减速器减速后带动皮带传送装置，传送被加工件；电磁吸和装置、步进电机、直流电机与丝杠

及其他结构件构成了机械臂完成空间移动箱体的功能；直流电机、皮

带及槽轮机构完成放置箱体的功能；电机与气动装置配合完成给箱体

加盖与插销的功能；喷漆装置与加热装置完成喷漆与烘干功能；转盘

与摇臂装置完成传送物件的转弯功能；液压装置完成给箱体盖盖章功

能；光电传感器、霍尔传感器、颜色传感器完成质检功能；最后通过

伺服电机及丝杠传动完成合格品的入库功能；通过气动吸盘与三相异

步电动机将不合格产品抛弃。柔性制造系统共有13个单元及模块构

成，各个单元通过可编程控制器进行控制，各个控制器之间通过以太

网进行通信。

认识三轴运动实训系统：三轴运动实训系统通过步进电机与丝杠结构进

行运动控制，步进电机是可编程控制器通过控制步进电机驱动器进行

控制，利用此基本原理可实现3D打印，激光雕刻等功能。

认识电梯实训系统：电梯基本原理是通过可编程控制器控制三相异步交

流电动机带动钢丝绳实现电梯的上下运动，通过位置传感器、接触开

关来判断电梯位置，通过拉力传感器判断电梯是否过载，可编程控制

器通过采集电梯按键数据以控制电梯上下运动。

认识机电装调实验台：机电装调试验台是通过可编程控制器对材料进行

分拣，通过霍尔传感器判断材料是否金属，将金属材料分拣出来。

认识变频水泵系统：变频水泵系统通过压力传感器判断水位高低，通过

可编程控制器控制变频器控制三相交流异步电动机转动带动水泵以调

节水箱水位，使水箱保持恒定水位。

实验二：液压控制回路的搭建

实验目的：认识液压控制系统，通过搭建液压控制回路理解控制的基本原理

实验工具：液压试验台，电磁换向阀，液压缸，霍尔传感器

实验地点：液压实验室

实验内容：搭建液压顺序控制回路：

利用霍尔传感器检测液压缸缸体运动位置，将位置信号传送回可编程控制器，可编程控制器依据接收到的位置信号控制两电磁阀的通断

电，以完成下一步动作。

实验三：三相异步电动机基本控制线路

实验目的：1、通过对三相异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。

2、通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点以及在机床

控制中的应用。

实验工具：继电接触控制挂箱、三相鼠笼异步电动机

实验地点：电力拖动实验室

实验内容：1、三相异步电动机点动控制线路：

所谓点动控制就是指：按下启动按钮，电动机就得电运转，松开按钮

电动机就失电停转。这种控制方法常用于电动葫芦、机床托板等的电

机控制。

按图1-1 接线。接线时，先接控制电路，从熔断器FU4 插孔V 开始，

经按钮SB1 常开、接触器KM1 线圈到插孔W。线接好经指导老师检查

无误后，再接主电路，它是从220V 三相交流电源的输出端U、V、W 开

始，经三刀开关Q1、熔断器FU1、FU2、FU3、接触器KM1 主触点到电

动机M 的三个线端A、B、C 的电路，用导线按顺序串联起来，有三路。

主电路经检查无误后，按下列步骤进行实验：