《电力拖动与控制》课程教案ybWord下载.docx

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学分数

学时分配

课堂讲授54学时；

实践课10学时

教材名称

作者

张爱玲

出版社及出版时间

机械工业出版社，2007

指定参考书

作者

授课教师

杨斌

职称

讲师

单位

自动化系

授课时间

2009.02.25

周次

第1周，第1次课，2学时

编写时间

2009.02.10

章节名称

绪论及第一章的第一节

教学目的与要求：

1）通过教学使学生理解什么是电力拖动，以及电力拖动系统的构成；

2）学生能够列举若干以电动机作为原动机带动生产机械，完成一定生产任务的例子；

3）学生能够了解本课程在本专业中的地位、性质、学习任务以及学习方法。

教学重点和难点：

1）什么是电力拖动，以及电力拖动系统的构成；

2）哪些生产设备是采用的电力拖动方式运行的；

3）本课程的研究对象，学习方法以及学习内容等。

教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：

教学内容：

2）学生列举若干以电动机作为原动机带动生产机械，完成一定生产任务的例子；

3）本课程在本专业中的地位、性质、学习任务以及学习方法。

教学方法：

1）帮助学生回忆电机的分类（老师提示学生一起完成，时间5分钟）；

2）以提问的方式导入，问题设置（请同学们回忆一下你们所知道的哪些工业设备采用的是以电动机为原动机的动力方式？

提问三、五个学生，时间10分钟）；

3）总结学生的回答内容，指出电力拖动的定义（时间5分钟）；

4）向学生提问，问题设置（为什么要采用电力拖动方式带动生产机械？

5）归纳以原动机作为动力装置的工业生产设备系统的结构；

（通过三、五种设备，如：

车床、刨床、皮带运输系统等在老师的提示下让学生们总结出它们的结构，时间10分钟）；

6）老师总结电力拖动控制系统的结构；

（时间5分钟）；

（第一节课结束）

7）老师总结本课程在本专业中的地位、性质、学习任务以及学习方法（时间10分钟）；

8）从转动刚体的转动规律出发，指出转动系统的运动规律和本课程教学内容之间的关系（时间5分钟）；

9）分析单轴电力拖动系统的轴上产生的转矩、以及各转矩的性质和作用（提问三、五个学生，时间10分钟）；

10）分析单轴电力拖动系统在稳定运行的条件下时的系统运动方程式（老师提示学生一起完成，时间5分钟）；

11）分析单轴电力拖动系统在一般情况下的系统运动方程式（老师提示学生并在黑板上板书详细推导，时间10分钟）；

12）分析单轴电力拖动系统的运动规律（老师提示学生总结，时间5分钟）（第二节课结束）。

作业及课外训练：

无

参考资料（含参考书、文献等）：

李发海、王岩《电机与拖动基础》、清华大学出版社

课后自我总结分析：

第2周，第2次课，3学时

2009.02.11

第一章，第二、三、四节

1）通过教学使学生理解多轴电力拖动转矩和飞轮矩折算的概念；

2）使学生掌握多轴电力拖动系统负载转矩折算的原则；

3）使学生理解传动比、等效负载转矩的概念；

4）掌握工作机构旋转运动时转矩和飞轮矩的折算；

5）掌握工作机构直线运动时转矩和飞轮矩的折算；

6）掌握生产机械负载特性的含义；

7）理解并掌握恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载的负载特性曲线。

1）多轴电力拖动系统负载转矩折算的原则；

2）工作机构旋转运动时转矩和飞轮矩的折算；

3）工作机构直线运动时转矩和飞轮矩的折算；

4）恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载的负载特性曲线。

1）多轴电力拖动转矩和飞轮矩折算的概念；

2）多轴电力拖动系统负载转矩折算的原则；

3）传动比、等效负载转矩的概念；

4）工作机构旋转运动时转矩和飞轮矩的折算；

5）工作机构直线运动时转矩和飞轮矩的折算；

6）生产机械负载特性的含义；

7）恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载的负载特性曲线。

1）上次课知识回顾（老师提示学生一起完成，时间5分钟）；

2）介绍什么是多轴电力拖动系统（时间5分钟）

2）以提问的方式导入，问题设置（请同学们回忆一下你们所知道的哪些工业设备采用的是多轴电力拖动方式？

提问三、五个学生，时间5分钟）；

4）讲解多轴电力拖动系统和单轴电力拖动系统的关系以及为什么要把多轴电力拖动系统折算成单轴电力拖动系统来分析的原因（时间10分钟）；

5）黑板作图并讲解等效负载的概念；

6）讲解工作机构旋转运动时转矩和飞轮矩的折算原则；

（时间10分钟）；

7）板书推演转矩折算的过程（时间10分钟）；

8）介绍传动比的概念（时间5分钟）；

9）板书推演旋转运动时工作机构飞轮矩的折算过程（时间10分钟）；

10）以刨床为例分析其工作机构的直线运动过程（时间5分钟）；

11）分析工作机构做直线运动时转矩和飞轮矩的折算（老师提示学生并在黑板上板书详细推导，时间15分钟）；

（第二节课结束）

12）分析升降运动的工作机构转矩和飞轮矩的折算（时间10分钟）；

13）总结负载转矩和飞轮矩折算的方法（时间10分钟）；

14）介绍什么是负载特性（时间5分钟）；

15）讲解负载转矩的分类（时间5分钟）；

16）讲解恒转矩负载的定义并提问学生（问题设置：

请同学们举例那些生产机械属于恒转矩负载性质？

时间10分钟）；

17）讲解恒功率负载的定义（时间5分钟）；

（第三节课结束）。

课后习题1、2、3、4、5、9、11题。

第2周，第3次课，2学时

2009.02.12

第一章，第四节

1）掌握生产机械负载特性的含义；

2）理解并掌握恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载的负载特性曲线；

3）讲解习课后习题1、2、3、4、5、9、11题。

1）工作机构直线运动时转矩和飞轮矩的折算；

2）恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载的负载特性曲线。

2）恒转矩负载、恒功率负载、风机水泵负载的负载特性曲线；

1）帮助学生回忆负载特性的分类以及什么是恒转矩负载（老师提示学生一起完成，时间5分钟）；

2）分析恒功率负载特性（时间10分钟）；

3）分析风机水泵负载特性（时间10分钟）；

4）向学生提问，问题设置（请学生们举例工业生产设备中那些是恒转矩负载、那些是恒功率负载？

5）归纳生产机械的负载特性的各知识点；

6）讲解作业习题；

（时间45分钟）；

（第二节课结束）。

第3周，第4次课，3学时

第二章，第一节

1）通过教学使学生回忆起直流电动机的工作原理；

2）回忆直流电动机电枢电动势和电磁转矩的相关知识；

3）使学生掌握直流电动机的固有机械特性；

4）掌握各种人为机械特性的方程式；

5）掌握各种人为机械特性的绘制方法。

1）直流电动机的固有机械特性；

2）各种人为机械特性的方程式；

3）各种人为机械特性的绘制方法。

3）直流电动机的固有机械特性；

4）各种人为机械特性的方程式；

5）各种人为机械特性的绘制方法。

1）帮助学生回忆直流电动机的工作原理（老师提示学生一起完成，时间5分钟）；

2）分析直流电动机的电动势和电磁转矩等知识点（时间20分钟）；

3）回忆直流电动机的固有机械特性（板书推演，时间10分钟）；

4）分析直流电动机的功率损耗（时间10分钟）；

5）分析固有机械特性上的理想空载转速、斜率等概念；

（10分钟）；

6）黑板上推演改变电源电压时的直流电动机人为机械特性；

7）讲解变电压时直流电动机人为机械特性的绘制方法和步骤（时间5分钟）；

8）黑板上推演电枢回路串电阻时的人为机械特性（时间10分钟）；

9）讲解串电阻时的直流电动机人为机械特性绘制方法和步骤（时间10分钟）（第二节课结束）；

10）黑板上推演改变磁通时直流电动机人为机械特性（时间10分钟）；

11）讲解变磁通时直流电动机人为机械特性的绘制方法和步骤（时间10分钟）；

12）讲解例题2-1、课后习题1、2、3、4、5题（时间25分钟）（第三节课结束）。

第3周，第5次课，2学时

2009.02.13

第二章，第二节

1）通过教学使学生理解系统稳定运行的概念；

2）理解平衡运转的概念；

3）掌握电动机自跟随过程；

4）使学生掌握系统稳定运行的充分必要条件；

5）使学生掌握系统稳定运行的充分必要条件的使用方法。

1）电动机自跟随过程；

2）系统稳定运行的充分必要条件；

3）统稳定运行的充分必要条件的使用方法。

1）系统稳定运行的概念；

2）平衡运转的概念；

3）电动机自跟随过程；

4）系统稳定运行的充分必要条件；

5）统稳定运行的充分必要条件的使用方法。

1）温习上次课程中主要知识点（老师提示学生一起完成，时间5分钟）；

2）提出问题导入新课（问题设置：

请同学们思考机械特性与负载特性之间有什么必然联系？

以及负载特性是否会影响到拖动系统的稳定运行？

3）分析负载变动时对平衡运行点的影响（时间10分钟）；

4）总结分析，给出结论（时间10分钟）；

5）讲解平衡运转速度的确定方法；

6）分析电力拖动系统的自跟随过程；

7）讲解电力拖动系统稳定运转的概念（时间5分钟）；

8）黑板上推演电网电压波动和负载变动时系统稳定时的必要条件（时间10分钟）；

9）定量分析电力拖动系统稳定运行时的充分条件（时间10分钟）；

10）讲解电力拖动系统稳定运行充分必要条件的判定方法（时间10分钟）；

课后习题23、24

第4周，第6次课，3学时

第二章，第三节、第四节

1）通过教学使学生理解电动机起动的概念；

2）理解他励直流电动机起动转矩的概念；

3）掌握他励电动机降压起动方法；

4）掌握直流电动机串电阻起动的原理和方法；

5）掌握他励直流电动机起动电阻的计算方法；

6）使学生理解什么是电力拖动系统的过渡过程；

7）掌握他励直流电动机过渡过程的分析方法；

8）掌握他励直流电动机过渡过程时间的计算方法；

9）掌握他励直流电动机机电时间常数的物理含义。

1）电动机起动转矩的概念；

2）他励直流电动机的降压起动和串电阻起动的方法和原理；

3）他励直流电动机起动电阻的计算；

4）他励直流电动机过渡过程分析；

5）他励直流电动机过渡过程时间的计算方法；

6）他励直流电动机机电时间常数的物理意义。

1）电动机起动的概念；

2）他励直流电动机起动转矩的概念；

3）他励电动机降压起动方法；

4）直流电动机串电阻起动的原理和方法；

5）他励直流电动机起动电阻的计算方法；

6）讲解什么是电力拖动系统的过渡过程；

7）他励直流电动机过渡过程的分析方法；

8）他励直流电动机过渡过程时间的计算方法；

9）他励直流电动机机电时间常数的物理含义。

请同学们思考他励直流电动机为什么不能直接起动？

直接起动会给电力拖动系统带来什么影响？

3）介绍直流电动机常用的起动方法（时间5分钟）；

4）通过直流电动机的转矩公式表达式总结分析起动转矩和起动电流的关系，并给出相关结论（时间10分钟）；

5）讲解什么是直流电动机的降压起动；

（5分钟）；

6）分析降压起动的原理和实现方法；

7）讲解什么是直流电动机电枢回路串电阻起动（时间5分钟）；

8）分析直流电动机电枢回路串电阻起动的原理和实现方法（时间10分钟）；

9）分析他励直流电动机起动电阻的计算原理（时间15分钟）；

10）归纳他励直流电动机起动电阻计算方法和步骤（时间5分钟）；

11）介绍什么是直流电动机电力拖动系统的过渡过程并提问并导入第四节的内容（问题设置：

我们为什么要研究电力拖动系统的过渡过程？

其工程意义是什么（10分钟）；

12）以他励直流电动机为例板书推演其过渡过程的数学分析（15分钟）；

13）分析他励直流电动机起动的过渡过程（10分钟）；

14）推演他励直流电动机起动时间的计算公式（10分钟）；

15）分析他励直流电动机机电时间常数的意义并总结第四节的主要内容（10分钟）

课后习题25

第4周，第7次课，2学时

第二章，第五节

1）通过教学使学生理解电动机电气制动的概念；

2）理解他励直流电动机机械制动和电气制动的区别；

3）掌握他励电动机能耗制动的方法和原理；

4）掌握他励直流电动机两种反接制动的原理和方法；

5）掌握他励直流电动机两种回馈制动的方法和原理；

6）使学生理解并掌握各种制动过程中电磁转矩、电磁功率、输入功率、输出功率间的各种关系。

1）电动机电气制动的概念；

2）他励直流电动机机械制动和电气制动的区别；

3）他励电动机能耗制动的方法和原理；

4）他励直流电动机两种反接制动的原理和方法；

5）他励直流电动机两种回馈制动的方法和原理；

6）各种制动过程中电磁转矩、电磁功率、输入功率、输出功率间的各种关系。

2）介绍什么是电力拖动系统的制动概念、什么是电气制动什么是机械制动；

3）以工业现场的设备，如：

可逆轧钢机、起重机、卷扬机等设备为例讲解电气制动的应用范围和应用意义（时间5分钟）；

4）介绍他励直流电动机的能耗制动实现方法（时间10分钟）；

5）分析他励直流电动机能耗制动的制动过程机制动时的机械特性；

6）分析能耗制动是的能量流动关系；

7）分析能耗制动制动电阻的计算方法（时间5分钟）；

8）分析例题2-2（时间5分钟）；

9）介绍反接制动的分类，即两种反接制动（时间5分钟）；

10）介绍转速反向的反接制动的实现方法（时间5分钟）；

11）分析转速反向的反接制动的制动过程和制动时的机械特性方程式（10分钟）；

12）分析转速反向的反接制动的能量流动关系（10分钟）；

13）简单介绍转速反向的反接制动在位能性负载上的应用（5分钟）；

第5周，第8次课，3学时

2009.02.14

第二章，第五节、第六节

1）掌握他励直流电动机两种反接制动的原理和方法；

2）掌握他励直流电动机两种回馈制动的方法和原理；

3）使学生理解并掌握各种制动过程中电磁转矩、电磁功率、输入功率、输出功率间的各种关系；

4）掌握电动机的调速指标；

5）掌握他励直流电动机电枢回路串电阻调速的基本原理和调速过程；

6）掌握直流电动机调压调速的原理和调速过程；

7）掌握弱磁调速的工作原理和调速过程；

8）掌握调速是电动机的容许输出和调速方式的选择。

1）他励直流电动机两种反接制动的原理和方法；

2）他励直流电动机两种回馈制动的方法和原理；

3）各种制动过程中电磁转矩、电磁功率、输入功率、输出功率间的各种关系；

4）电动机的调速指标；

5）他励直流电动机电枢回路串电阻调速的基本原理和调速过程；

6）直流电动机调压调速的原理和调速过程；

7）弱磁调速的工作原理和调速过程；

8）调速是电动机的容许输出和调速方式的选择。

2）讲解他励直流电动机的电压反接制动实现方法；

3）讲解他励直流电动机电压反接制动物理过程；

4）以提问方式分析电压反接制动时的能量流动关系（问题设置：

请同学们分析一下转速反向的反接制动与电压反接制动两者有什么相同的地方？

并分析电压反接制动时的能量流动关系时间10分钟）；

5）分析回馈制动的特点，定义什么是回馈制动；

6）分析正向回馈制动的原理和回馈制动过程；

7）分析反向回馈制动的原理和回馈制动过程（时间10分钟）；

8）分析正向和反向回馈制动时的能量流动特点（时间10分钟）；

9）介绍正向和反向回馈制动的应用领域（时间10分钟）；

10）总结本次课授课主要知识点（时间5分钟）；

11）讲解例题例2-3（15分钟）；

12）提问方式导入第六节新内容并介绍电力拖动系统调速的必要性（问题设置：

请同学们回忆在工业生产设备中有那些生产机械有调速的需要？

提示学生回答10分钟）；

13）介绍电力拖动系统的调速指标（10分钟）；

14）讲解例题例2-4（10分钟）（第三节课结束）

第5周，第9次课，2学时

2009.02.15

第二章，第六节

1）掌握电动机的调速指标；

2）掌握他励直流电动机电枢回路串电阻调速的基本原理和调速过程；

3）掌握直流电动机调压调速的原理和调速过程；

4）掌握弱磁调速的工作原理和调速过程；

5）掌握调速时电动机的容许输出和调速方式的选择。

1）电动机的调速指标；

2）他励直流电动机电枢回路串电阻调速的基本原理和调速过程；

3）直流电动机调压调速的原理和调速过程；

4）弱磁调速的工作原理和调速过程；

5）调速是电动机的容许输出和调速方式的选择。

2）讲解他励直流电动机的电枢回路串电阻调速工作原理和调速过程；

3）讲解他励直流电动机电枢回路串电阻调速的实现方法和应用范围、优缺点；

（时间15分钟）；

4）分析他励直流电动机调压调速的工作原理和调速过程（时间10分钟）；

5）分析他励直流电动机调压调速的实现方法；

6）讲解他励直流电动机调压调速的应用范围、优缺点；

7）分析弱磁调速调速的调速原理和调速过程（时间10分钟）；

8）分析弱磁调速调速的实现方法、应用范围、优缺点（时间15分钟）；

9）讲解例题例2-5（时间10分钟）；

课后习题38

第6周，第10次课，3学时

2009.02.16

第二章，第六节、第七节、第八节

1）掌握调速时电动机的容许输出和调速方式的选择；

2）掌握并理解串励直流电动机的固有机械特性方程式；

3）掌握串励直流电动机人为机械特性；

4）掌握常用的串励直流电动机起动方法和调速原理；

5）了解并理解串励直流电动机的制动方法和原理；

6）了解串励直流电动机的简单应用；

7）了解复励直流电动机的机械特性；

8）了解复励直流电动机起动、调速的基本方法；

9）了解复励直流电动机的三种电气制动方法；

10）了解串励直流电动机的应用领域。

1）调速时电动机的容许输出和调速方式的选择；

2）并理解串励直流电动机