《电力拖动与运动控制系统》教学大纲
《电力拖动与自动控制》教学大纲.doc
电力拖动技术与实训教学大纲一、说明1、课程的性质和内容本课程是技工学校电工、电气类通用工种的专业课，是一门实践性很强的课程。
内容包括：电力拖动和自动控制和基本知识、常用低压电器、和常用生产机械的控制线路的工作原理及接线、调试与排故。
2、课程和任务和要求本课程的任务是使学生全面掌握本工种需要的专业理论知识，为学生今后解决电力拖动与自动控制中的一般技术问题，并承担电力拖动控制线路的安装、维护与检修等任务打好基础。
本课程的基本要求是使学生了解电力拖动与自动控制的基本知识，掌握三相异步电动机和直流电动机的基本控制线路，熟悉常用生产机械的控制线路，并能对上述控制线路进行正确的安装、调试，使用与维修。
3、教学中应注意的问题明确培养目标与本课程的任务，切实掌握大纲的教学要求。
教学中要体现出对技工教学的特点，理论不应过深、数学推导要少。
贯彻理论联系实际的则，密切联系生产实际，学、动手和用相结合，课堂教学、实验和生产实习相结合，使学生能运用所学知识分析和解决工作中的实际问题。
本课程中控制线路图很能多，教学中要注意提高学阅读和绘制线路图的能力。
本课程总学时为120o三、课程内容第一单元电力拖动基本知识教学要求：(1)了解电力拖动基本知识。
(2)理解电力拖动基本概念。
(3)知道电力拖动的发展过程。
教学内容：Cl）电力拖动的主要组成部分。
C2）电力拖动的特点。
C3）电力拖动的发展过程。
教学建议：C1）结合实物介绍电力拖的组成部分，使学生印象深刻。
C2）使学生对电力拖动专业有进一步认识，热爱电力拖动工作。
第二单元常用低压电器教学要求：C1）了解常用低压电器的种类。
C2）熟悉常用低压电器的工作原理和选择。
C3）掌握常用低压电器的维方法。
教学内容：C1）低压开关的种类和选择。
C2）熔断器的作用、原理和选择。
（3）接触器和继电器的种类、原理和选择。
C4）常用低压电器的故障分析与检修。
教学建议：C1）教学过程中要讲解和示范相结合，每种电器都应对照实物讲解其构造、原理、常见故障及其排除方法。
《电力拖动与控制》教学大纲
《电力拖动与控制》教学大纲课程编号：20053223课程类型：必修课课程教学：讲授、实验适用专业：机电一体化授课总学时：48学时(3学分)一、本课程的性质与任务本课程是机电工程专业的一门专业必修课，让学生不仅掌握一般的理论知识，而且还具有一定的分析问题和解决实际问题的能力。
为工程选择既满足经济要求、又符合技术要求的电机拖动设备。
并且对拖动与控制图具有一定的识图、绘图能力。
二、本课程的重点及基本要求1 电力拖动基本知识1.1概括掌握电力拖动系统的组成、分类以及发展方向1.2机械特性掌握电机及工作机械的机械特性及其分类1.3拖动运动系统方程重点掌握单轴拖动系统的运动方程式及转矩的折算理论根据1.4静态工作点及其稳定性了解拖动系统的静态工作点的概念、学会判断静态工作点的稳定性1.5拖动系统的起动与制动时间掌握影响拖动系统的起动与停车的因素2直流电机的机械特性2.1直流他励电机的机械特性掌握他励电动机的固有特性和人为特性方程及其绘制特性曲线。
2.2直流他励电机的制动特性了解直流电动机的制动运行状态和制动方式。
2.3直流他励电机的运行状态分析了解直流电动机的拖动系统的一个工作周期的运行状态进行分析。
2.4直流串励电动机的机械特性了解直流串励电机的软特性及其在实际工作中的应用。
3直流电机的调速调速方法3.1电动机调速的概念和指标重点掌握调速的概念及性能指标、恒转矩、恒功率的概念。
3.2直流他励电动机的调速性能掌握直流电动机的三种调速方法及其机械特性曲线的绘制。
3.3发电机――电动机组调速系统了解G-M机组调速系统的组成、机械特性、调速性能和起动制动以及优缺点。
3.4交磁放大机――直流电动机调速系统了解交磁放大机工作原理、基本结构、工作特性、自动调速系统的概念及各种反馈在工程上的应用。
3.5晶闸管整流器――直流电动机调速系统了解晶闸管整流器的结构及其调速的优点。
3.6直流电动机脉冲调速掌握脉冲调速的三种方法。
《电力拖动自控系统》课程教学大纲
电力拖动自控系统课程教学大纲E1ECTRICA1DRIVEANDCONTRO1SYSTEM总学时数：40其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2.5适用专业：自动化一、课程的性质、目的和任务《电力拖动自动控制系统》是自动化专业一门非常重要、应用性很强的专业课。
通过本课程的学习，使学生掌握交直流电动机各种调速系统的原理、构成，主要特点、特性及分析和设计方法。
二、课程教学的基本要求本大纲在教学内容的选择和安排上遵循理论与实践相结合的原则，以阐述系统的控制规律为主线，由简入繁、由低及高地循序深入，主要讲授直流电机单闭环、双闭环调速系统，交流异步电动机变频调速系统的原理、结构，数学模型，静、动态性能和设计方法。
至于其他类型的调速系统，主要介绍其基本概念控制原理，特点及构成。
三、课程教学内容、重点和难点第一章闭环控制的直流调速系统基本内容：直流调速系统常用的可控直流电源的主要类型及特点，速度单闭环控制的直流调速系统、电压闭环电流补偿控制的直流调速系统以及电流截止负反馈调速系统的组成原理、工作特性，直流调速系统的稳态和动态分析方法和设计方法。
第一节：直流调速系统用的可控直流电源第二节：晶闸管一电动机系统的主要问题第三节：反馈控制闭环调速系统的稳态分析和设计第四节：反馈控制闭环调速系统的动态分析和设计第五节：比例积分控制规律和无静差调速系统第六节：电压反馈电流补偿控制的直流调速系统基本要求：1.了解速度单闭环调速系统的构成，各环节的作用及静特性。
2.掌握速度单闭环调速系统和稳态，动态数学模型及稳、动态分析和设计方法。
3.了解直流截止负反馈和电压负反馈电流补偿控制调速系统的原理及系统组成。
重点：闭环调速系统的构成及动态分析和设计。
难点：闭环系统稳定性分析与设计。
第二章转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法基本内容:转速、电流双闭环调速系统的组成及静特性，双闭环调速系统的动态数学模型，调节器的工作设计方法，双闭环调速系统的工程设计，转速超调的抑制，弱磁控制的直流调速系统。
《电力拖动自动控制系统》教学大纲
《电力拖动自动控制系统》教学大纲《电力拖动自动控制系统》教学大纲英文名称：Automatic Control System for Electric Drive 课程编码：D***** 课内教学时数：48 学分：3适用专业：电气工程及其自动化开课单位：机械与电子工程系制定（或修订）时间：20XX年9月一、课程性质与任务本课程是电气工程及其自动化专业主干课程之一，电力电子与电力传动专业方向课程。
通过本课程的学习，应掌握电力拖动自动控制系统的基本知识、掌握交直流电机典型自动控制系统的工作原理及运用。
培养学生解决实际问题的能力,为今后从事电气工程及其自动化有关的专业工作打下基础。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点第一章闭环控制的直流调速系统㈠基本要求：了解闭环控制的直流调速系统的工作原理㈡教学重点：反馈控制闭环调速系统的稳态、动态分析和设计㈢教学难点：无静差调速系统和积分、比例积分控制规律㈣教学内容1、直流调速系统用的可控直流电源2、晶闸管-电动机系统的特殊问题3、反馈控制闭环调速系统的稳态分析和设计4、反馈控制闭环调速系统的动态分析和设计5、无静差调速系统和积分、比例积分控制规律6、电压反馈电流补偿控制的调速系统第二章多环控制的直流调速系统㈠基本要求：让学生熟悉掌握转速、电流双闭环调速系统的静特性、系统各变量的稳态工作点和稳态参数计算㈡教学重点：双闭环系统电路特点、如何实现转速无静差㈢教学难点：调节器的工程设计方法、三环调速系统㈣教学内容：1、转速、电流双闭环调速系统及其静特性2、双闭环调速系统的动态性能3、调节器的工程设计方法4、按工程设计方法设计双闭环系统5、转速超调的抑制――转速微分负反馈6、三环调速系统7、弱磁控制的直流调速系统第三章可逆调速系统㈠基本要求：让学生了解可逆调节系统的不同整流装置㈡教学重点：晶闸管-电动机系统的可逆线路、晶闸管-电动机系统的回馈制动㈢教学难点：有环流可逆调速系统、无环流可逆调速系统㈣教学内容：1、晶闸管-电动机系统的可逆线路2、晶闸管-电动机系统的回馈制动3、两组晶闸管可逆线路中的环流4、有环流可逆调速系统5、无环流可逆调速系统第四章直流脉宽调速系统㈠基本要求：要求学生对调速系统能运用自如㈡教学重点：脉宽调速系统的开环机械特性、脉宽调速系统的控制电路㈢教学难点：晶体管脉宽调速系统的特殊问题㈣教学内容1 脉宽调制变换器2 脉宽调速系统的开环机械特性3 脉宽调速系统的控制电路4晶体管脉宽调速系统的特殊问题第五章位置随动系统㈠基本要求：了解位置随动系统的概念㈡教学重点：位置随动系统概述㈢教学难点：位置随动系统概述㈣教学内容：1、位置随动系统概述2、位置信号的检测3、自整角机位置随动系统及其设计第六章交流调速的基本类型和交流变压调速系统㈠基本要求：使学生在掌握了交直流调速系统的基本组成原理的同时并能掌握结合工程实际，根据生产设备所提出的技术指标组成，选择控制系统结构的思路和方法㈡教学重点：交流调速的基本类型、闭环控制的交流变压调速系统――一种转动差功率消耗型调速系统㈢教学难点：交流调速的基本类型、闭环控制的交流变压调速系统――一种转动差功率消耗型调速系统㈣教学内容：1、交流调速的基本类型2、闭环控制的交流变压调速系统――一种转动差功率消耗型调速系统第七章异步电动机变压变频调速系统㈠基本要求：要求学生掌握异步电动机变压变频调速系统的各种调速方法㈡教学重点：异步电动机电压、频率协调控制的稳态机械特性转速开环、恒压频比控制的变频调速系统、转速闭环、转差频率控制的变频调速系统㈢教学难点：转速开环、恒压频比控制的变频调速系统、转速闭环、转差频率控制的变频调速系统㈣教学内容：1 变频调速的基本控制方式2 静止式变频装置3 正弦波脉宽调制逆变器4异步电动机电压、频率协调控制的稳态机械特性5 转速开环、恒压频比控制的变频调速系统 6 转速闭环、转差频率控制的变频调速系统7 异步电动机的多变理数学模型和坐标变换8矢量控制的变频调速系统第八章绕线转子异步电动机串级调速系统――转差功率回馈型的调速系统㈠基本要求：认识了解串级调速系统的原理及其应用㈡教学重点：串级调速系统性能的讨论、异步电动机在串级调速工作时的机械特征㈢教学难点：具有双闭环控制的串级调速系统、超同步串级调速系统㈣教学内容：1 串级调速原理及其基本类型2 串级调速系统性能的讨论3 异步电动机在串级调速工作时的机械特征4 具有双闭环控制的串级调速系统5 超同步串级调速系统6 串级调速系统的几个特殊问题第九章同步电动机的变频调速系统㈠基本要求：了解电动机的不同调速系统㈡教学重点：同步电动机的变频调速㈢教学难点：同步电动机的变频调速㈣教学内容:1、同步电动机的变频调速2、他控变频同步电动机调速系统和矢量调速系统3、自控变频同步电动机（无换向器电动机）调速系统三、课程学时分配四、本课程的特点及教法、学法建议电力拖动自动控制系统是一门知识综合性强、内容覆盖宽的课程。
《电力拖动自动控制系统》课程实验教学教学大纲概要
《电力拖动自动控制系统》课程实验教学教学大纲Auto-Control System of Electric Drive课程代码：020216课程类别：专业课适用专业：电气工程及自动化等学时数：实验学时：16学分数：先修课程：电路原理、电子技术、电力电子技术、自动控制原理、电机及电力拖动教材：《电力拖动自动控制系统实验指导书》孙茂松主编自编参考书目：《电力拖动自动控制系统》陈伯时主编机械工业出版社执笔：孙茂松审核：姚明林批准：关榆君一．课程性质与地位电力拖动自动控制系统是电气工程及自动化专业的一门专业课。
本课程着重研究电力拖动的基本规律，静、动态性能分析和工程设计方法。
通过本课程的学习是学生获得：直流调速系统的分析和设计方法；交流调速系统的分析和设计方法。
是一门综合性、理论性和实践性都很强的课程，使学生达到能综合运用学过的专业知识，根据生产工艺的具体要求，实现对电机的控制和对一般自动控制系统的分析和设计，从而培养学生独立分析、解决自动控制系统方面问题的能力。
二．课程教学目标本实验的目的是培养学生掌握电力拖动自动控制系统基本理论、分析和计算方法、实验技能，为从事实际电力拖动自动控制系统工作打下良好的基础。
因此实验在教学中占据着十分重要的位置。
通过实验使学生对所学理论知识有进一步深刻的理解，对电力拖动自动控制系统有一定的感性认识，并锻炼学生的实际动手能力。
三．实验项目及学时分配四．实验教学环节安排和考核办法1．实验环节和要求（1）主电路参数的测量，综合性，2学时，必做实验。
（2）单闭环不可逆直流调速系统实验，综合性，2学时，必做实验。
（3）双闭环不可逆直流调速系统实验，综合性，2学时，必做实验。
（4）串联二极管式电流型变频调速系统，综合性，2学时，选做实验。
（5）晶闸管直流调速系统主要单元的调试，综合性，4学时，选做实验。
（6）逻辑无环流可逆直流调速系统实验，综合性，4学时，选做实验。
2．实验内容简介（1）主电路参数的测量实验主要使学生掌握主电路参数的测量方法。
7电力拖动教学大纲
《电力拖动控制线路》教学大纲一、课程的性质、任务、要求本课程是一门集专业理论与技能训练于一体的课程。
通过本课程的学习，掌握与电力拖动有关的专业理论知识和操作技能，培养理论联系实际和分析解决一般技术问题的能力，达到国家规定的中级维修电工技术等级的要求。
基本要求是：掌握常用低压电器的功能、结构、工作原理、选用原则及拆装维修方法；掌握电动机基本控制线路的构成、工作原理、分析方法及安装、调试与维修；掌握常用生产机械电器控制线路的分析方法及安装、调试与维修；熟悉晶闸管---直流电动机调速系统、交磁电机扩大机调速系统以及变频调速系统的工作原理、分析方法及其调试与维修。
二、课题与课时分配表、三、课程教学内容第1单元常用低压电器及其拆装与维修1.1 概述1.1.1 低压电器的分类1.1.2 低压电器的产品标准1.1.3 低压电器常用术语1.1.4 低压电器型号组成形式1.2 低压开关1.2.1 刀开关1.2.2 组合开关1.2.3 低压断路器1.2.4 漏电断路器1.2.5 双电源转换开关技能训练1.1 低压开关的拆装与维修1.3 熔断器1.3.1 熔断器的结构1.3.2 熔断器的主要技术参数1.3.3 常用低压熔断器1.3.4 熔断器的选用1.3.5 熔断器的安装与使用1.3.6 熔断器常见故障的处理方法技能训练1.2 低压熔断器的拆装与维修1.4 主令电器1.4.1 按钮1.4.2 位置开关1.4.3 万能转换开关1.4.4 主令控制器技能训练1.3 主令电器的识别与检修1.5 接触器技能训练1.4 接触器的识别、拆装与检修1.6 继电器1.6.1 电磁式继电器1.6.2 热继电器1.6.3 时间继电器1.6.4 速度继电器1.6.5 固态继电器1.6.6 其他用途继电器介绍技能训练1.5 继电器的拆装与调试1.7 其他低压电器1.7.1 电磁铁1.7.2 凸轮控制器1.7.3 频敏变阻器技能训练1.6 凸轮控制器的识别与检修第2单元电动机基本控制线路及安装维修2.1 电动机基本控制线路的绘制2.1.1 电气原理图绘制、识读的原则2.1.2 布置图绘制、识读的原则2.1.3 接线图绘制原则2.1.4 电动机基本控制线路的安装基本步骤2.2 三相异步电动机的正转控制线路2.2.1 手动正转控制线路技能训练2.1 手动正转控制线路安装2.2.2 点动正转控制线技能训练2.2 点动正转控制线路安装2.2.3 接触器自锁正转控制线路技能训练2.3 接触器自锁控制线路安装2.2.4 具有过载保护的接触器自锁正转控制线路技能训练2.4 具有过载保护的接触器自锁控制线路安装2.2.5 连续与点动混合正转控制线路技能训练2.5 点动与连续正转控制线路的安装与维修2.3 三相异步电动机正、反转控制线路2.3.1 倒顺开关正反转控制线路技能训练2.6 倒顺开关正反转控制线路安装2.3.2 接触器联锁正反转控制线路技能训练2.7 接触器联锁正反转控制线路安装2.3.3 按钮、接触器双重联锁正反转控制线路技能训练2.8 按钮、接触器联锁正反转控制线路的安装与检修2.4 位置控制与自动循环控制线路2.4.1 位置控制线路2.4.2 自动循环控制线路技能训练2.9 工作台自动往返控制线路的安装与检修2.5 顺序控制与多地控制线路2.5.1 顺序控制线路技能训练2.10 顺序控制线路的安装与检修2.5.2 多地控制线路技能训练 2.11 两地控制的具有过载保护接触器自锁正转控制线路的安装与检修2.6 三相异步电动机降压启动线路2.6.1 定子绕组串接电阻降压启动控制电路技能训练2.12 定子绕组串接电阻降压启动控制电路的安装2.6.2 自耦变压器降压启动控制电路技能训练2.13 自耦变压器降压启动线路的安装2.6.3 Y-△降压启动控制电路技能训练2.14 Y/△降压启动控制电路的安装与维修2.6.4 延边△降压启动控制电路技能训练2.15 延边△降压启动控制电路的安装与维修2.7 三相异步电动机制动控制线路2.7.1 机械制动技能训练2.16 电磁抱闸制动器断电制动控制电路的安装2.7.2 电力制动技能训练2.17 电气制动控制电路的安装2.8 绕线转子异步电动机的启动与调速控制线路2.8.1 转子绕组串接电阻启动控制线路2.8.2 转子绕组串接频敏变阻器启动控制线路2.8.3 凸轮控制器控制电路技能训练2.18 绕线转子异步电动机凸轮控制器控制电路的安装与维修2.9 多速异步电动机的控制线路2.9.1 变极调速原理2.9.2 双速异步电动机的控制电路技能训练2.19 时间继电器控制双速电动机控制电路的安装2.9.3 三速异步电动机的控制电路技能训练2.20 时间继电器控制三速电动机控制电路的安装2.10 直流电动机基本控制线路2.10.1 并励直流电动机与串励直流电动机的特性比较2.10.2 启动控制2.10.3 正反转控制2.10.4 制动控制2.10.5 调速控制技能训练2.21 并励直流电动机启动、调速控制线路的安装与检修技能训练2.22 并励直流电动机正反转控制及能耗制动控制线路的安装与检修第3章单元常用机床电气控制线路及维修3.1 工业机械电气设备维修的一般要求和方法3.1.1 工业机械电气设备维修的一般要求3.1.2 工业机械电气设备维修的一般方法3.2 CA6140型车床电气控制线路3.2.1 CA6140型车床的型号含义及主要结构3.2.2 CA6140型车床运动形式、电力拖动特点及控制要求3.2.3 CA6140型车床电气控制线路分析技能训练3.1 CA6140型车床电气控制线路的安装、调试与检修3.3 M7130型磨床电气控制线路3.3.1 M7130型磨床的型号含义及主要结构3.3.2 M7130型磨床运动形式、电力拖动特点及控制要求3.3.3 M7130型磨床电气控制线路分析技能训练3.2 M7130型磨床电气控制线路的检修3.4 Z3050型摇臂钻床电气控制线路3.4.1 Z3050型摇臂钻床的型号含义、主要结构及运动形式3.4.2 Z3050型摇臂钻床电力拖动特点及控制要求3.4.3 Z3050型摇臂钻床电气控制线路分析技能训练3.3 Z3050型摇臂钻床电气控制线路的检修3.5 X62W万能铣床电气控制线路3.5.1 X62W万能铣床的型号含义、主要结构及运动形式3.5.2 X62W万能铣床电力拖动特点及控制要求3.5.3 X62W万能铣床电气控制线路分析技能训练3.4 X62W万能铣床电气控制线路的检修3.6 T68卧式镗床电气控制线路3.6.1 T68卧式镗床的型号含义、主要结构及运动形式3.6.2 T68型卧式镗床的电力拖动特点及控制要求3.6.3 T68卧式镗床电气控制线路分析技能训练3.5 T68型卧式镗床控制线路的检修3.7 20/5t桥式起重机电气控制线路3.7.1 20/5t桥式起重机的主要结构及运动形式3.7.2 20/5t桥式起重机的电力拖动要求3.7.3 20/5t桥式起重机电气控制线路的分析技能训练3.6 20/5t桥式起重机电气控制线路的检修第4单元自动调速系统及调试与维修4.1 直流调速系统4.1.1 开环调速系统4.1.2 闭环调速系统4.1.3 晶闸管-直流电动机调速系统实例分析4.1.4 调速系统的调试原则4.1.5 晶闸管-直流电动机调速系统常见故障技能训练4.1 晶闸管-直流电动机调速4.2 交磁电机扩大机自动调速系统4.2.1 交磁电机扩大机的基本结构4.2.2 交磁电机扩大机的工作原理4.2.3 交磁电机扩大机的调速系统分析4.2.4 交磁电机扩大机调速系统的故障分析与维修4.3 变频调速系统4.3.1 变频器原理及分类4.3.2 通用变频器的基本结构4.3.3 变频器的功能4.3.4 变频器的选择4.3.5 变频器的安装与调试4.3.6 变频调速系统的维修技能训练4.2 通用变频器结构和功能预置。
电力拖动控制系统(二)课程教学大纲
电力拖动控制系统（二）课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：201404166课程中文名称：电力拖动控制系统（二）课程英文名称：Control System of Electrical Drives（Part Ⅱ）课程性质：专业选修课程开课专业：电气工程及其自动化开课学期：7总学时：48（其中理论40学时，实验8学时）总学分：3二、课程目标课程总体目标：使学生学习并掌握交流电机控制系统总体设计的有关基础理论知识；能够应用电气工程及其自动化专业工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论；学会如何从设计任务出发进行交流电力拖动控制在系统总体设计的方法，解决交流电机控制系统研发中的工程问题；能够针对交流电机控制系统相关的工程问题，可以利用现代设计工具进行工程问题的分析与设计；提高本科生对电气工程专业课程知识的综合运用能力、动手实践能力；培养学生创新设计意识和能力；即通过“知识学习-应用指导-能力培育”这三个阶段的循序过程，培养电气工程及其自动化的创新设计人才，以适应新的形势下对综合型、工程型人才教育的需要。
具体目标如下：1、了解交流电机控制系统的发展特点，了解各种交流调速系统的原理和性能；2、掌握变频器的工作原理、控制技术和实现方法；3、掌握交流电机控制系统设计的设计要求与设计方法；4、掌握解决交流电机控制系统在设计过程中遇到的工程问题的基本方法；5、能够根据调速系统性能指标、应用场合等要求，合理选择调速方案、进行系统设计和器件选型；6、能理解和评价交流电机及其控制系统对环境和社会可持续发展的影响。
三、教学基本要求通过本课程的学习，培养学生具备应用交流电力拖动自动控制系统相关知识的能力，能够解决电力拖动自动控制系统设计过程中相关的系统分析、脉冲调制、参数设计以及控制系统综合等问题，形成自主设计和搭建交流电机控制系统的能力，具备以下素质：1、通过学习养成积极思考问题、主动学习的习惯；2、通过学习培养较强的自主学习能力和解决问题的能力；3、通过学习学会收集、分析、整理参考资料的技能，培养对新技术信息的掌握能力；4、通过学习能够根据要求，自主完成特定任务的能力；5、通过学习培养良好的团队合作精神，养成良好的工作责任心。
《电力拖动与运动控制系统》教学大纲
0.5
1
1
(2) 直流电机励磁、 运行 原理及特性 3 直流电 机(6 学 时) (3) 他励直流电动机的 稳态方程和外特性
1 教 学目 标1、 2、 1 3
(4) 他励直流电动机的 运行特性
3
(1)开环直流调速系统
1
(2)单闭环直流调速系统 稳态分析和设计
3
4 直流电 机调速系 统(16 学 时)
35电力拖动与运动控制系统教学大纲一课程基本信息课程编号1070002058课程中文名称电力拖动与运动控制系统课程英文名称electricdrivesmotioncontrolsystem课程类别专业与专业方向课适用专业自动化开课学期第六学期56学时其中课内讲授48学时实验8学时35开课模式必修先修课程自动控制理论现代控制理论电力与电子技术传感器与检测技术课程简介本课程是理论性实践性综合性强的一门课程是自动控制原理在电力拖动运动控制系统中的具体应用
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教学目 同实验1 综合 型 4 标2、 3、4、 7 必做
3. 双 闭 环 直流、 3、4 选做
限幅可限制起动电 流。ACR的输出作 为移相触发电路的 控制电压。ASR、 ACR都采用比例积 分调节器，协调作 用得到闭环静特 性。 本实验同直流调速 采用转速、电流两 个反馈控制环，作 用基本相同，电流 环对电网振动有较 大的抗扰作用。当 加入的定子相电压 幅值下降时，理论 上异步电机带载能 力按照电压的平方 速率下降，转速也 下降，可以实现调 速。
《电力拖动与运动控制系统》教学大纲
一、课程基本信息
课程编号 课程中文名称 课程英文名称 课程类别 适用专业 开课学期 总 学 时 总 学 分 开课模式 先修课程 1070002058 电力拖动与运动控制系统 Electric Drives and Motion Control System 专业与专业方向课 自动化 第六学期 56学时，其中课内讲授48学时、实验8学时 3.5 必修 自动控制理论、现代控制理论、电力与电子技术、传感器与检测技术 本课程是理论性、实践性、综合性强的一门课程，是自动控制原理在电力 拖动运动控制系统中的具体应用。课程力争从工程实践的角度出发，系统 地介绍直流电机、异步电机等常用机电设备的基本结构、电磁工作原理及 课程简介 能量传递、机械特性等输入输出关系求解与分析；介绍对应运动控制系统 的典型组成，稳态、动态特性分析，调速系统设计及其在相关邻域的应用 等，强调工程的设计、调试以及工程实践中实际问题的处理。通过学习使 学生掌握电力拖动与运动控制系统的基本理论和基本知识，具备必要的工 程技术基础和专业知识，了解运动控制的前沿发展现状和趋势。 建议教材 杨耕，罗应立. 电机与运动控制系统(第2版). 北京：清华大学出版社， 2014 [1] 阮毅，陈伯时. 电力拖动自动控制系统：运动控制系统. 北京：机械工 业出版社，2010 [2] 丁学文，陈增禄. 电力拖动运动控制系统(第 2 版). 北京：机械工业出 版社，2017
《电力拖动自动控制系统》教学大纲
《电力拖动自动控制系统》教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称：Automation Control System by Power Driving2、课程类别：专业方向课程3、课程学时：总学时64，实验学时84、学分：45、先修课程：《电路原理》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电力电子技术》、《电机学》、《控制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》等专业基础课程6、适用专业：电气工程及其自动化二、课程的目的与任务课程的教学目的：本课程是电气工程及其自动化专业的专业特色课程。
通过本课程的学习，了解和掌握电力拖动自动控制系统的设计、校正和综合方法，为今后的工作打下专业基础。
课程教学的任务：了解直流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，调速系统的静态动态性能指标。
掌握直流转速单闭自动控制系统和转速、电流双闭环自动控制系统的静、动态设计方法，深刻领会和掌握控制系统的工程设计方法，能够熟练应用典型Ⅰ型、典型Ⅱ系统的设计和校正方法，了解可逆直流调速系统和位置随动系统的特点和设计方法。
了解交流电力拖动自动控制系统的特点，调速方法，特别是重点了解和掌握笼型异步电动机变压变频调速系统的原理、特点和设计方法，了解矢量控制技术在异步电动机变压变频调速系统的应用，了解同步电动机变压变频调速系统的特点和设计方法。
三、课程的基本要求本课程是所有专业基础课程的综合应用，特别是对《电力电子技术》、《电机学》、《控制电机》、《自动控制原理》、《电力拖动基础》以及《模拟电子技术》、《数字电子技术》的基础知识应用较多，学生必须在这些专业基础课程学习过后，才能开设本课程。
教师在授课中必须引导学生对专业基础课程的综合应用，按照系统的控制规律为主线，由简入繁、由低及高的循序深入，思路必须清楚，引导学生学习和掌握系统设计与分析的方法，培养学生对工程问题的处理方法，同时要认真进行和完成课程实验，并且通过课程设计，要求学生能够对简单的电力拖动自动控制系统进行性能分析和设计。
电力拖动与运动控制
《电力拖动与运动控制》教学大纲一．课程的性质与目的本课程是自动化专业的一门主要的专业课。
主要研究工业企业中常用的电机拖动系统的基本理论及其在生产实践中的应用问题。
主要内容有：直流电机、变压器、交流电机的基本结构、工作原理、内部电磁物理过程和能量关系。
并在此基础上讲授直流电机拖动系统的静态特性和动态特性，交流电机拖动系统的静态特性，直流电机拖动控制系统、双闭环调速系统和交流电机拖动控制系统中变压变频调速。
培养学生的理论分析问题能力和科研动手能力。
二．课程内容的教学要求1. 电机拖动及运动控制系统I（1）直流电机：掌握直流电机的工作原理和直流发电机与直流电动机的运行特性。
（2）电机拖动系统的运动方程式：掌握电机拖动系统的运动方程式和典型的负载转拒特性。
（3）直流电机拖动系统的静态特性：熟练掌握直流他励电机的机械特性、起动特性和制动运转状态的特性。
（4）直流电机拖动系统的动态特性：理解直流他励电机起动时的动态特性和制动过程的动态特性。
（5）变压器：掌握变压器的基本工作原理、变压器的运行特性和特殊用途的变压器。
（6）交流电机的基础知识：掌握三相交流电机的基本工作原理。
（7）异步电动机：掌握异步电动机运行时的电磁关系、基本关系式等效电路和相量图，异步电机的功率和转矩和工作特性。
（8）异步电机拖动系统的静态特性：掌握异步电机的机械特性、起动和制动运行状态。
2. 电机拖动及运动控制系统II（1）闭环控制的直流调速系统：掌握反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计，反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计。
（2）转速、电流双闭环直流调速系统：掌握转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静态特性，双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析。
（3）直流调速系统的数字控制：掌握微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件、数字测速和滤波的方法。
（4）结笼型异步电动机变压变频调速系统：熟练掌握变压变频调速的基本控制方式、变压变频调速系统中的脉宽调制技术，了解矢量控制系统和直接转矩控制系统。
电力拖动教学大纲
电力拖动教学大纲Electricity Drawing and Control一、课程名称：电力拖动与控制二、学时：113 课时三、先修课程：电子基础、电工基础四．课程的目的和任务本课程是电子电工专业的一门专业技术基础课。
通过学习，掌握常用交、直流电机、变压器的基本结构和工作原理，电力拖动系统的基本理论，计算方法和设计方法；同时要求掌握基本的实验方法和操作技能以及常用电气仪表（器）的使用。
六．课程的基本要求１、掌握交、直流电机及变压器的基本原理２、掌握电机的工程计算方法３、掌握电动机的机械特性、起动及各种运转状态（电动、反接制动、能耗制动、回馈制动）的基本理论４、掌握电动机调速的基本原理、熟悉调速的技术经济指标５、通过实验使学生对一般常用的电工仪器能正确使用和选择，对线路连接、实验方法、实验数据的处理和分析、实验报告的编写都具有实际工作能力。
七、课程教学目标１、让学生了解交直流电动机在现代电气运动控制系统基本构成中的重要角色与作用２、让学生掌握交直流电动机的运行原理和模型建立方法，以及通过平衡方程与等值电路分析电动机运行机械特性、机电能量转换关系的方法３、让学生掌握运动控制系统中对交直流电动机的起动、调速和制动实施正确控制的基本原理与方法八、适用学科专业电工专业九、基本教学内容与学时安排第1章直流电机（8学时＋实验4学时）本章教学基本要求1.1直流电机的结构及基本工作原理1.2直流电机的磁场1.3直流发电机1.4直流电动机1.5直流电机的换向1.5.1换向的物理过程1.5.2改善换向的方法1.6实例（应用）第2章电力拖动系统基础（8学时＋实验4学时）本章教学基本要求2．1电力拖动系统运动方程式2.2多轴电力拖动系统的简化2.3生产机械的负载转矩特性2.4电力拖动系统稳定运行的条件2.5实例（应用）第3章直流电动机的电力拖动（12学时＋实验4学时）本章教学基本要求3.1 他励直流电动机的机械特性3.2他励直流电动机的启动3.3他励直流电动机的电动与制动3.5实例（应用）第4章变压器（10学时＋实验4学时）本章教学基本要求4.1概述4.2单相变压器的空载运行4.3单相变压器的负载运行4.4变压器参数的试验测定4.5标幺值4.6变压器的运行特性4.7三相变压器4.8其他用途的变压器*4.9变压器并联运行*4.10实例（应用）第5章三相交流电动机（8学时＋实验4学时）本章教学基本要求5.1交流电动机的基本工作原理和定子结构5.2旋转磁动势5.4三相异步电动机5.5同步电动机5.6实例（应用）第6章三相异步电动机的电力拖动（8学时＋实验4学时）本章教学基本要求6.1三相异步电动机的机械特性6.1.1物理表达式6.1.2参数表达式6.1.3实用公式6.2三相异步电动机的启动6.3三相异步电动机的制动6.3.1反接制动6.3.2回馈制动6.3.3能耗制动6.2.4异步电动机的软制动和软停车**6.4三相异步电动机的调速6.4实例（应用）第7章微控电机（8学时＋实验4学时）本章教学基本要求7.1 概述7.2 单相异步电动机7.3 测速发电机7.4 伺服电动机7.5 步进电动机7.6 其他驱动和控制微电机7.6.1 自整角机7.6.2 旋转变压器7.6.3 无刷直流电动机7.7实例（应用）第8章电动机容量的选择（5学时）本章教学基本要求8.1电动机选择的主要内容8.2电动机的发热、冷却与工作制8.2.1电动机的发热与冷却8.2.2电动机的工作制8.3电动机容量的选择8.4实例（应用）十．实验内容和要求（12学时选做2至4个实验）实验一.直流电动机启动和调速（2学时）实验二.直流电动机机械特性（2学时）实验三.单相变压器参数测试（2学时）实验四.三相变压器连接组（2学时）实验五.异步电动机参数测试（2学时）实验六.异步电动机工作特性测试（2学时）十一、考核方式考试＋作业（6学时）。
《电力拖动》教学大纲
《电力拖动》教学大纲一、课程的性质、地位与任务本课程是专业选修课,它是一门集专业理论与技能训练与一体化课程，旨在培养学生理论联系实际，综合处理电气控制线路各种问题的能力。
主要内容包括电动机的结构、特性、起动和调速；常用低压电器拆装与维修；电动机的基本控制线路及其安装、调试与维修；常用生产机械的电气控制线路及其安装、调试与维修。
二、教学基本要求本课程的任务是使学生掌握与电力拖动有关的专业理论知识与操作技能，培养学生理论联系实际和分析解决一般技术问题的能力，使学生达到维修电工国家职业标准的要求。
通过本课程的学习,学生应达到下列基本要求：1.掌握电动机的机械特性、起动方式和调速的方法；2.掌握常用低压电器的功能、结构、基本原理、选用原则及其拆装维修方法；3.掌握电动机基本控制线路的构成，工作原理，分析方法及其安装、调试与维修；4.掌握常用生产机械电气控制线路的分析方法及其安装、调试与维修。
第一章电动机的机械特性……2学时本章教学目的和要求：理解电力拖动的意义；掌握直流电动机的机械特性和制动方式；掌握三相异步电动机和同步电动机的机械特性。
重点和难点：直流、三相异步和同步电动机的机械特性；直流、三相异步和同步电动机的机械特性。
第一节电力拖动的概述一、电工基础二、电力拖动的概述第二节他励直流电动机的机械特性一、他励直流电动机的工作原理二、他励直流电动机的机械特性第三节他励直流电动机的制动一、他励直流电动机的制动方式二、他励直流电动机的制动电路第四节串励直流电动机的机械特性一、串励直流电动机的工作原理二、串励直流电动机的机械特性第五节三相异步电动机的机械特性一、三相异步电动机的工作原理二、三相异步电动机的机械特性第六节同步电动机的机械特性一、同步电动机的工作原理二、同步电动机的机械特性第二章电动机的起动和转速调节……4学时本章教学目的和要求：掌握他励直流电动机和三相异步电动机的起动方式；掌握直流电动机和异步电动机的调速方法。
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1 0.5 教学目 0.5 标7
时) (3) 现代控制应用
认识机器人控制系统、无人机控制系统等 电力拖动综合应用。
0.5
(4)其他应用
认识电力拖动运动控制系统的其他应用。
0.5
五、实验教学内容与要求
实验项目 实验原理 本实验通过调整整 流装置触发器的移 相控制电压改变控 制角，从而获得可 调的直流电压源， 加入电枢回路上测 量多组电压电流信 号，可计算电枢电 阻、电枢电感等参 数。 本实验分别在调速 系统开环、闭环采 用比例调节和闭环 采用比例积分调节 三种情况下，电枢 回路加同样的直流 电压，增大电机负 载，逐点测量转 速，从而得到开环 机械特性及闭环静 特性，并进行比 较。 本实验双闭环直流 调速系统由电流内 环和转速外环组 成，改变给定电压 的大小即可改变电 机转速。转速调节 器ASR的输出作为 电流调节器ACR的 给定。ASR的输出 教学要求 实验设备 及材料 实验 类型 计划 学时 支撑教 学目标 必做/ 选做
35
速系统中的复杂工程问题。
三、课程教学目标与毕业要求的对应关系
毕业要求 1. 工程知识：能够将数学、自 然科学、工程基础和专业知识 用于解决自动控制领域复杂工 程问题。 指标点 内容 1.3 掌握控制系统建模、 分析和设计的 基本方法，具有能够解决复杂工程问 题的基本能力。 H H/L 课程教学目标
《电力拖动与运动控制系统》教学大纲
一、课程基本信息
课程编号 课程中文名称 课程英文名称 课程类别 适用专业 开课学期 总 学 时 总 学 分 开课模式 先修课程 1070002058 电力拖动与运动控制系统 Electric Drives and Motion Control System 专业与专业方向课 自动化 第六学期 56学时，其中课内讲授48学时、实验8学时 3.5 必修 自动控制理论、现代控制理论、电力与电子技术、传感器与检测技术 本课程是理论性、实践性、综合性强的一门课程，是自动控制原理在电力 拖动运动控制系统中的具体应用。课程力争从工程实践的角度出发，系统 地介绍直流电机、异步电机等常用机电设备的基本结构、电磁工作原理及 课程简介 能量传递、机械特性等输入输出关系求解与分析；介绍对应运动控制系统 的典型组成，稳态、动态特性分析，调速系统设计及其在相关邻域的应用 等，强调工程的设计、调试以及工程实践中实际问题的处理。通过学习使 学生掌握电力拖动与运动控制系统的基本理论和基本知识，具备必要的工 程技术基础和专业知识，了解运动控制的前沿发展现状和趋势。 建议教材 杨耕，罗应立. 电机与运动控制系统(第2版). 北京：清华大学出版社， 2014 [1] 阮毅，陈伯时. 电力拖动自动控制系统：运动控制系统. 北京：机械工 业出版社，2010 [2] 丁学文，陈增禄. 电力拖动运动控制系统(第 2 版). 北京：机械工业出 版社，2017
37
0.5
1
1
(2) 直流电机励磁、 Байду номын сангаас行 原理及特性 3 直流电 机(6 学 时) (3) 他励直流电动机的 稳态方程和外特性
1 教 学目 标1、 2、 1 3
(4) 他励直流电动机的 运行特性
3
(1)开环直流调速系统
1
(2)单闭环直流调速系统 稳态分析和设计
3
4 直流电 机调速系 统(16 学 时)
教学目标 1、2、3、4、 7
2. 问题分析：能够应用数学、 自然科学和工程科学的基本原 2.2 能够根据自动化专业所学基本原 理，识别、表达并通过文献研 理分析自动控制领域的复杂 工程问 究分析自动控制领域的复杂工 题，研究求解过程。 程问题并获得有效结论。 3. 设计 /开发解决方案：能够 设计针对自动控制领域复杂工 程问题的解决方案，设计满足 特定需求的自动控制系统，并 能够在设计环节中体现创新意 识，考虑社会、健康、安全、 法律、文化及环境等因素。 4. 研究： 能够基于专业理论知 识，采用科学方法对自动控制 领域的复杂工程问题 进行研 究，能够根据问题设计实验， 并对实验结果进行综合分析， 通过信息综合得到有效结论。 3.1 能够根据行业的特定需求，清晰 描述自动控制系统的设计任务，识别 任务面临的各项制约条件，完成系统 综合性设计。 3.2 能够综合运用专业理论和技术手 段设计针对自动控制领域复杂工程问 题的解决方案，并在设计中体现创新 意识。 4.1 能够运用自动化专业理论，采用 科学方法对自动控制领域复杂工程问 题进行实验方案设计。 4.2 能够运用自动化专业理论，对实 验过程和实验数据进行分析和解释。
(3) 单闭环直流调速系 统的动态分析和设计
2
教学目 标4、 5、6、 7
(4) 单闭环直流调速系 统的改进
2
(5) 双闭环直流调速系 统 (6) 调速系统工程设计
3
3
方法
建立典型系统及其参数与性能指标的关 系表； 典型化非典型系统 应用工程设计方法进行双闭环调速系统 调节器的设计； 理解电流、转速环的简化、设计步骤。 认识异步电机基本结构； 学习交流电机的磁动势与电动势，理解旋 转磁场的形成原理。 理解三相异步电动机各种运行状态下的 电磁关系； 建立异步电机等效电路模型，重点掌握T 型等效电路模型； 分析功率传递关系和电磁转矩。 分析交流电机四象限运行机械特性，重点 分析固有机械特性。 认识交、直流调速系统的区别； 理解异步电机的调压调速及其存在的问 题 变频电源主电路基本结构； 理解正弦波脉宽调制变频技术； 空间电压矢量 PWM 变频技术。 理解变压变频调速基本原理； 分析比较基频以下电压-频率协调控制技 术，基频以上恒压变频控制技术 分析闭环系统动静态特性。 理解异步电机动态数学模型的性质； 理解坐标变换方法和模型简化思路； 建立异步电机在正交静止坐标系上的动 态数学模型； 建立异步电机在正交旋转坐标系上的动 态数学模型。 理解基本原理和思路； 建立异步电机转子磁链定向条件下简化 的动态数学模型； 建立并分析转子磁链可测时的矢量控制 系统； 了解间接型矢量控制系统。 理解基本原理和思路； 认识基本型直接转矩控制系统。 认识卷绕机械恒张力控制系统等电力拖 动转速控制应用。 认识数控机床伺服控制系统等电力拖动 位置控制应用。
(1) 运动控制系统构成 1 电 力 拖 及其发展历史、现状及 动运动控 趋势 制系统的 (2) 代表人物及典型应 用实例 发 展 (2 学 (3) 典型电力拖动设备 时) 的负载转矩特性 2 机电能 量转换基 (1)电机中的磁路与磁场
0.5 0.5
0.5
教 学目 标1
36
础 (2 学 时) (2)电磁感应定律与电磁 转矩 (3)稳态交流磁路和电力 变压器 (1) 直流电机工作原理
39
教学目 同实验1 综合 型 4 标2、 3、4、 7 必做
3. 双 闭 环 直流调速 系统
同实验 1
验证 型
教学目 2 标2、 3、4 选做
限幅可限制起动电 流。ACR的输出作 为移相触发电路的 控制电压。ASR、 ACR都采用比例积 分调节器，协调作 用得到闭环静特 性。 本实验同直流调速 采用转速、电流两 个反馈控制环，作 用基本相同，电流 环对电网振动有较 大的抗扰作用。当 加入的定子相电压 幅值下降时，理论 上异步电机带载能 力按照电压的平方 速率下降，转速也 下降，可以实现调 速。
认识电机内部电磁感应原理、定律及能量 转换过程； 掌握感应电动势、电磁力和电磁转矩的概 念。 理解稳态交流磁路分析 建立电力变压器模型 认识直流电机组成结构和电磁工作原 理； 理解额定值概念，计算额定值。 理解直流电机励磁方式； 认识直流电机磁路和电枢绕组； 计算感应电动势和电磁转矩； 分析直流电机的运行原理。 理解直流电机的稳态方程； 掌握他励直流电机的机械特性及计算，包 括固有机械特性和人为机械特性； 认识直流电机能量传递流程。 认识他励直流电动机的常见起动方式； 掌握三种调速方式，重点掌握变压调 速； 理解机械特性四个象限几种典型运行方 式。 认识常用可控直流电源； 掌握可控直流电源的数学模型及其推 导； 掌握常用调速性能指标； 理解开环调速存在的问题。 掌握典型系统组成结构； 推导建立系统闭环静特性稳态模型； 分析和计算单闭环系统稳态性能； 设计单闭环系统稳态参数。 推导建立单闭环系统动态模型； 分析单闭环系统动态性能； 理解单闭环系统的动态校正思路。 理解典型单闭环调速系统存在的问题； 理解常用改进思路和方法； 改进系统，掌握无静差设计、限流保 护、转速微分负反馈等典型措施； 分析改进后系统的性能，重点掌握闭环 静特性分析和计算 转速、电流双闭环系统闭环静特性建 模、分析及稳态参数设计； 分析双闭环系统起动和抗扰性能； 理解转速、电流PI调节器的作用。 理解工程设计思路；
并根据实验数据 进行验证。
4. 三 相 异 步电机调 压调速系 统
认识相位控制交 流调压调速系统 的组成与工作原 理。分析绕线式 异步电动机转子 串电阻时，通过 调节定子电压调 速时的机械特性 ，利用实验数据 进行验证。理解 交流调压系统闭 环静特性及其中 电流环、转速环 的作用。 认识异步电机 SPWM 变 频 调 速系统的组成和 工作原理；分析 异步电动机通过 调节定子电压、 频率调速时的机 械特性，利用实 验数据进行验证 。理解交流恒压 频比系统闭环静 特性。 认识异步电机 SVPWM 变频调 速系统的组成和 工作原理；分析 异步电动机空间 电压矢量控制时 的机械特性变化 规律，利用实验 数据进行验证。
2
1 教学目 标2、 3、4 3
4
(1) 异步电机动态模型 7 转矩闭 环异步电 机调速系 统(6 学 时) (2) 异步电机按转子磁 链定向的矢量控制系统
3
教学目 标4 2
(3) 异步电机的直接转 矩控制系统 8 电力拖 动运动控 制系统的 应用(2 学 (2) 位置控制应用 (1) 转速控制应用
H
教学目标 4、5、6、7
L
教学目标 5、6、7
L 教学目标 2、3、4 L