教学案机电传动控制.docx
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教学案机电传动控制.docx
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教学案机电传动控制
题目
模块一基础知识
任务1.1认识机电传动控制系统
学时
2
教学目标
与要求
1.理解电机传动的任务。
2.能够正确掌握机电传动控制系统的设计方法。
重点
1.能够正确掌握机电传动控制系统的设计方法。
难点
1.了解几种典型生产机械的机械特性
教学方法
与手段
教学方式:
讲练结合法,图形法,举例分析法;
教学手段:
多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
任务1.1认识机电传动控制
1.1.1机电传动控制系统的基本要素和功能
1.机械装置(结构功能)
2.执行装置(驱动功能和能量转换功能)
3.传感器与检测装置(检测功能)
4.动力源(运转功能)
5.信息处理与控制装置(控制功能)
1.1.2机电传动控制系统的设计方法
1.设计要求
2.设计方法
模块化设计
柔性设计方法
取代设计法
融合设计法
【知识拓展】讲多错多及其控制系统的发展
作业
布置
课堂练习
课后
小结
学生反应良好,课堂气氛活跃。
2015~2016学年第二学期
题目
任务1.2机电传动控制系统计算
学时
4
教学目标
与要求
2.掌握机电传动控制系统的运动学方程式。
了解机电传动控制系统稳定运行条件。
重点
掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法。
难点
掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法。
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
任务1.2机电传动控制系统计算
机电传动系统的动力学基础
1.2.1机电传动系统的运动方程式
1.2.2转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
1.2.3负载转矩的折算
1.2.4转动惯量和飞轮转矩的折算
1.2.5生产机械的机械特性
1恒转矩型机械特性
2离心式通风机型机械特性
3直线型机械特性
4恒功率型机械特性
2.4机电传动系统稳定运行的条件
1.
2.
3.
4.
5.
作业
布置
课堂练习
课后
小结
涉及计算,学生不感兴趣。
题目
模块二驱动电机
任务2.1认识直流电动机
学时
4
教学目标
与要求
1、了解直流电动机的基本结构的基础上,着重掌握直流电机的基本工作原理,特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式。
2、掌握直流电动机的机械特性,特别是人为机械特性。
重点
掌握直流电动机的机械特性,特别是人为机械特性
难点
1.运用转矩、电势、电压平衡方程式,正确掌握电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电抠电流Ia和电势E等符号的确定。
教学方法
与手段
讲授发和实验法。
主要教
学内容
及过程
任务2.1认识直流电动机
2.1直流电动机的基本结构和工作原理
2.1.1直流电动机的基本结构
主要部件:
励硅绕组(定子线圈)用来产生磁场
电枢绕组(转子线圈)通有工作电流
换向器保持电枢绕组的电流方向不变
铁芯(定子、转子)导磁及支撑
2.1.2直流电机的基本工作原理
发电机(根据右手定则)
电动机(根据左手定则)
2.2直流发电机
2.3直流电机的机械特性
2.3.1他励电动机的固有机械特性
2.3.2他励电动机的人为机械特性
2.3.3其它形式直流电动机的机械特性
作业
布置
课后习题
课后
小结
本节主要机构原理分析,大部分学生都能认真听课。
题目
任务2.2认识交流电动机
2.2.1三相异步电动机的基本结构
2.2.2三相异步电动机的工作原理
学时
2
教学目标
与要求
1.了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生;
2.掌握交流电机的基本工作原理;
重点
本章较难理解的内容是定子旋转磁场与转子运动的相对性。
难点
本章较难理解的内容是定子旋转磁场与转子运动的相对性。
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
任务2.2认识交流电动机
2.2.1三相异步电动机的基本结构
定子、中间装有定子绕组及定子、铁芯、外壳
转子、有的装绕组(有的是笼式)
2.2.2三相异步电动机的工作原理
工作原理:
基于定子线圈能够产生一个旋转磁场,假设有一个旋转磁场来分析
如图中N、S的磁场以n0旋转
2.2.3三相异步电动机的旋转磁场
1.由于三相电源,所以定子中有三相绕组(120夹角)
2.旋转磁场的方向
2.2.4定子绕组线端连接方式
在三相电机的接线盒中有六个端子(D1、D2、D3、D4、D5、D6)
首端D1,2,3
末端D4,5,6
作业
布置
课后习题
课后
小结
机构原理分析,小部分学生跟不是思路。
课下要做好辅导。
题目
2.2.3三相异步电动机的空载运行和负载运行
学时
2
教学目标
与要求
掌握三相异步电动机的空载运行和负载运行。
重点
三相异步电动机的空载运行和负载运行。
难点
三相异步电动机的空载运行和负载运行。
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
2.2.3.1空载运行时的电磁关系
1.主磁通
2.漏磁通
3.电磁关系
2.2.3.2异步电动机的负载运行
1、负载运行时的电磁关系
2、转子绕组的电磁量
作业
布置
课后习题
课后
小结
图表分析特性为主,注意培养学生分析图表能力。
题目
2.2.4三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性
学时
2
教学目标
与要求
1、掌握三相异步电动机的基本方程式
2、熟悉三相异步电动机的工作特性
重点
三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性。
难点
三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性。
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
2.2.4.1功率平衡和转矩平衡
1、功率平衡
2、转矩平衡
2.2.4.2三相异步电动机的工作特性
1、转速特性
2、定子电流特性
3、功率因数特性
4、电磁转矩特性
5、效率特性
作业
布置
课后习题
课后
小结
公式分析和图表分析结合。
题目
任务2.3认识步进电动机
学时
4
教学目标
与要求
掌握步进电机的结构和工作原理
重点
步进电机的工作原理
难点
步进电机的工作原理
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
2.3.1概述
2.3.2步进电动机的原理
2.3.3步进电动机的控制方式
1.三相单三拍运行方式
2.三相双三拍通电方式
3.三相单、双六拍通电方式
2.3.4步进电动机的运行特性
1、矩角特性
2、静稳定区
2.3.5步进电动机的驱动电路
1、单极性驱动电路
2、双极性驱动电路
作业
布置
课后习题
课后
小结
机构原理分析,注意与三相异步电动机的区别。
题目
任务2.4认识伺服电动机
学时
2
教学目标
与要求
掌握伺服电机的结构和工作原理
重点
伺服电机的工作原理
难点
伺服电机的工作原理
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
2.4.1概述
2.4.2直流伺服电动机
1、直流伺服电动机的机械特性
2、直流伺服电动机的调节特性
2.4.3交流伺服电动机
1、幅值控制及特性
2、相位控制及特性
3、幅值——相位控制及特性
作业
布置
课后习题
课后
小结
尝试让学习自主分析。
题目
实验一直流他励电动机启动和调速实验
学时
2
教学目标
与要求
1.加深理解直流他励电动机的启动特性。
2.熟悉直流他励电动机的调速特性及其调速方法。
3.测绘直流他励电动机的机械特性。
重点
1、直流他励电动机的调速特性及其调速方法。
难点
1、直流他励电动机的调速特性及其调速方法。
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
实验一直流他励电动机启动和调速实验(2课时)
[实验项目]
1.直流他励电动机的启动。
2.改变电枢回路的调节电阻R1来调节直流他励电动机的转速。
3.改变电枢供电电压U来调节直流他励电动机的转速。
4.直流他励电动机的转向改变。
5.绘制直流他励电动机机械特性曲线图。
[实验设备及仪器]
1.教学实验台主控制屏
2.电机导轨及测功机、转速转矩测量(NMEL-13)
3.直流并励电动机M03
4.直流电机仪表、电源(NMEL-18)(位于实验台主控制屏的下部)
5.电机起动箱(NMEL-09)
[实验说明及操作步骤]
1、接线
2直流他励电动机的启动
3他励电动机的调速特性
4改变电动机的转向
作业
布置
实验报告
课后
小结
良好
题目
模块三传感器技术
任务3.1认识传感器
学时
2
教学目标
与要求
熟悉传感器的发展动向以及应用前景
重点
重点掌握传感器静态特性
难点
重点掌握传感器静态特性
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
3.1.1传感器的概念
1、传感器
2、传感器技术
3、传感(检测)原理
3.1.2传感器的组成
3.1.3传感器的分类
1、按基本效应分:
物理型、化学型、生物型等。
2、按构成原理分:
结构型、物性型。
3、按测量原理分:
应变式、电容式、压电式、热电式等。
4、按能量关系分:
能量转换型(自源型)、能量控制型(外源型)。
5、按输入量分:
位移、温度、压力、流量、加速度等。
6、按输出量分:
模拟式、数字式。
3.1.4传感器的发展趋势
1、开发新型传感器
2、传感器的集成化和多功能化
3、传感器的智能化
4、研究生物传感器和开发仿生传感器
5、传感器的图像化
作业
布置
课后习题
课后
小结
认识性学习,多给学生举例。
(例子要新,接近学生生活实例)
题目
任务3.2应变式传感器
学时
2
教学目标
与要求
1.了解电阻传感器的工作原理及测量电
2.掌握应变式电阻传感器的工作原理以及应用电路
重点
1、应变式电阻传感器的原理及其应用
难点
1、应变式电阻传感器的原理及其应用
教学方法
与手段
讲练结合法,图形法,举例分析法;多媒体课件。
主要教
学内容
及过程
3.2.1概述
3.2.2金属应变片式传感器
1、应变效应
2、金属应变片
3、主要特性
4、温度误差及补偿
5、测量电路
6、应变式传感器
3.2.3压阻式传感器
1、压阻效应
2、压阻系数
3、固态压阻器件
作业
布置
课后习题
课后
小结
部分学生课堂开小差,注意力不集中,注意提醒。
题目
任务3.3电容式传感器
学时
2
教学目标
与要求
1.了解电容式传感器的工作原理和应用电路
2.掌握各种电容传感器的工作原理、性能、应用
重点
电容式
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- 教学 机电 传动 控制