交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)教學(xué)大綱

千里之行，始于足下。第2頁/共2頁精品文檔推薦交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)教學(xué)大綱《交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱課程代碼：060431009

課程英文名稱：Ac/Dcspeedcontrolsystem

課程總學(xué)時：40說課：40實驗：00上機(jī)：00

適用專業(yè)：電氣工程及其自動化、自動化

大綱編寫時刻：2017.11

課程性質(zhì)：專業(yè)基礎(chǔ)必修課

學(xué)分：5

一、大綱使用講明

(一)課程的地位及教學(xué)目標(biāo)

《交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)》是電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。是從專業(yè)基礎(chǔ)課走向?qū)I(yè)課學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用研究的紐帶，具有承上啟下的作用。本課程依照工業(yè)生產(chǎn)中電力拖動的特點(diǎn)，結(jié)合生產(chǎn)工藝要求，以自動操縱理論和電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，以交直流電動機(jī)為對象，系統(tǒng)地介紹典型電力拖動自動操縱系統(tǒng)的分析、設(shè)計和參數(shù)整定辦法，以及在工業(yè)應(yīng)用中必須注意的有關(guān)咨詢題。經(jīng)過《交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)》的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握運(yùn)動操縱技術(shù)領(lǐng)域的基本概念、基本規(guī)律和基本分析與設(shè)計辦法，樹立理論聯(lián)系實際的觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決有關(guān)電機(jī)調(diào)速操縱咨詢題的能力，為往后從事電氣傳動操縱系統(tǒng)領(lǐng)域的調(diào)速、新能源風(fēng)力發(fā)電工作奠定必要的基礎(chǔ)。

(二)知識、能力及技能方面的基本要求

1．基本知識：掌握《交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)》的基礎(chǔ)理論。

2．基本理論和辦法：掌握各種常見典型電力拖動自動操縱系統(tǒng)的組成、原理、特性、分析、設(shè)計。

3．基本技能：掌握各種常見典型電力拖動自動操縱系統(tǒng)的應(yīng)用。并且具有一定的分析和解決有關(guān)自動操縱實際咨詢題的能力。

(三)實施講明

1．教學(xué)辦法：課堂說授中要重點(diǎn)對基本概念、基本辦法和解題思路的說解；采納啟示式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生考慮咨詢題、分析咨詢題和解決咨詢題的能力；引導(dǎo)和鼓舞學(xué)生經(jīng)過實踐和自學(xué)獵取知識，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力；增加討論課，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性；注意培養(yǎng)學(xué)生提高利用新技術(shù)及查找資料的能力。說課要聯(lián)系實際并注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2．教學(xué)手段：本課程屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，在教學(xué)中采納電子教案、CAI課件及多媒體教學(xué)系統(tǒng)等先進(jìn)教學(xué)手段，以確保在有限的學(xué)時內(nèi)，全面、高質(zhì)量地完成課程教學(xué)任務(wù)。

3．說授內(nèi)容：明確各部分內(nèi)容在課程整體中所處的地位，應(yīng)對課程各環(huán)節(jié)實施統(tǒng)一調(diào)配，從而增強(qiáng)教學(xué)的效果。

(四)對先修課的要求

本課程的教學(xué)必須在完成先修課程之后舉行。本課程要緊的先修課程有高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、電路、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)、自動操縱原理、電機(jī)學(xué)、電力電子技術(shù)等。

(五)對習(xí)題課、實踐環(huán)節(jié)的要求

本大綱立腳于應(yīng)用能力的培養(yǎng)，習(xí)題從教材中選取，布置作業(yè)并要求學(xué)生按時交作業(yè)。

(六)課程考核方式

1．考核方式：考試

2．考核目標(biāo)：在考核學(xué)生對交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)基本知識、基本原理與辦法明白的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考核學(xué)生對單閉環(huán)直流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)、雙閉環(huán)直流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)特性的分析能力和設(shè)計能力。

3．成績構(gòu)成：本課程的總成績要緊由二部分組成：平常成績（包括出勤事情、課堂表現(xiàn)、作業(yè)事情等）占20%，期末考試成績占80%。

平常成績由任課教師視具體事情按百分制給出；期末考試成績由試卷按百分制給出。

(七)使用教材及參考書目

本課程的使用教材：

《交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)》，張紅蓮、劉崇倫等編（十二五規(guī)劃教材），中國電力出版社，2011。

參考書目：

[1]《電力拖動自動操縱系統(tǒng)-運(yùn)動操縱系統(tǒng)》，陳伯時編著，機(jī)械工業(yè)出版社，2006。

[2]《電機(jī)操縱》，許大中、賀益康編著，浙江大學(xué)出版社，2002。

[3]《電機(jī)操縱系統(tǒng)》，王鑒光編著，機(jī)械工業(yè)出版社，1994。

[4]《現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)》，張勇軍等，機(jī)械工業(yè)出版社.2014.

二、中文摘要

《交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)》是一門工程技術(shù)類課程，是一門綜合性較強(qiáng)、有用性強(qiáng)的課程，本課程著重分析了電機(jī)操縱的基本理論和辦法。學(xué)生經(jīng)過本大綱所規(guī)定的全部教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能夠掌握電機(jī)操縱的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計辦法，并具有分析電機(jī)操縱系統(tǒng)特性，初步設(shè)計電機(jī)操縱系統(tǒng)的能力，為今后從事電氣傳動操縱系統(tǒng)領(lǐng)域的調(diào)速、新能源風(fēng)力發(fā)電工作奠定必要的基礎(chǔ)。

三、課程學(xué)時分配表

四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求

第0部分緒論

總學(xué)時（單位：學(xué)時）：1說課：1實驗：0上機(jī)：0

具體內(nèi)容：

1）交直流調(diào)速操縱系統(tǒng)組成及其相關(guān)學(xué)科

2）交直流調(diào)速技術(shù)概況

3）課程的目的。

重點(diǎn)：交直流操縱系統(tǒng)的基本組成。

第1部分電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)

總學(xué)時（單位：學(xué)時）：2說課：2實驗：0上機(jī)：0

具體內(nèi)容：

1）電力拖動系統(tǒng)的組成、電力拖動的運(yùn)動方程式。

2）生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。

3）電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件

重點(diǎn)：電力拖動的運(yùn)動方程式。

難點(diǎn)：電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行條件

作業(yè)：生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。

第2部分直流電動機(jī)的電力拖動基礎(chǔ)

總學(xué)時（單位：學(xué)時）：6說課：6實驗：0上機(jī)：0

第2.1部分他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1)他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性方程。

2)他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性曲線。

重點(diǎn)：他勵直流電動機(jī)的機(jī)械特性曲線。

難點(diǎn)：人為機(jī)械特性。

第2.2部分他勵直流電動機(jī)的起動及制動（說課1學(xué)時）具體內(nèi)容：

1）對起動的要求。

2）電樞回路串電阻起動。

3）落壓起動。

重點(diǎn)：電樞回路串電阻起動。

第2.3部分他勵直流電動機(jī)的制動（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）能耗制動。

2）反接制動。

3）回饋制動（再生制動）。

重點(diǎn)：能耗制動。

難點(diǎn)：回饋制動（再生制動）。

第2.4部分他勵直流電動機(jī)的調(diào)速（說課2學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）調(diào)速指標(biāo)。

2）電樞串電阻調(diào)速。

3）弱磁調(diào)速。

4）改變電樞電壓調(diào)速。

重點(diǎn)：電樞串電阻調(diào)速。

難點(diǎn)：改變電樞電壓調(diào)速。

第2.5部分直流調(diào)速方式與負(fù)載的配合（說課1學(xué)時）具體內(nèi)容：

1）電動機(jī)的容許輸出。

2）他勵直流電動機(jī)調(diào)速方式的分類。

3）負(fù)載類型與電動機(jī)調(diào)速方式的匹配。

重點(diǎn)：負(fù)載類型與電動機(jī)調(diào)速方式的匹配。

難點(diǎn)：恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載配恒功率調(diào)速方式。

作業(yè)：直流電機(jī)的機(jī)械特性、起動及制動計算。

第3部分直流可控電源-電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

總學(xué)時（單位：學(xué)時）：6說課：6實驗：0上機(jī)：0

第3.12部分可控直流電源（說課2學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）可控整流電源。

2）脈寬調(diào)制（PWM）變換電源。

重點(diǎn)：脈寬調(diào)制（PWM）變換電源。

難點(diǎn)：脈寬調(diào)制（PWM）變換電源。

第3.2部分相控整流-電動機(jī)系統(tǒng)（說課2學(xué)時）

（也稱晶閘管-電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，簡稱V-M系統(tǒng)）

具體內(nèi)容：

1）可控直流電源的數(shù)學(xué)模型。

2）電流脈動及其波形的延續(xù)與斷續(xù)。

3）抑制電流脈動的措施。

4）相控整流-電動機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性。

5）晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳輸函數(shù)。

重點(diǎn)：抑制電流脈動的措施。

難點(diǎn)：晶閘管觸發(fā)和整流裝置的放大系數(shù)和傳輸函數(shù)。第3.3部分直流PWM變換器-電動機(jī)系統(tǒng)（說課2學(xué)時）具體內(nèi)容：

1）直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。

2）直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性。

3）PWM操縱與變換器的數(shù)學(xué)模型。

4）電能回饋與泵升電壓的限制。

重點(diǎn)：直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)。

難點(diǎn)：雙極式操縱的橋式可逆PWM變換器。

作業(yè)：調(diào)速范圍及靜差率計算。

第4部分直流電動機(jī)閉環(huán)調(diào)速操縱系統(tǒng)

總學(xué)時（單位：學(xué)時）：10說課：10實驗：0上機(jī)：0

第4.1部分轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（說課2學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜態(tài)特性。

2)直流閉環(huán)調(diào)速操縱系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計算。

3)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析。

4)反饋操縱閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件。

重點(diǎn)：閉環(huán)靜特性與開環(huán)機(jī)械特性的比較；閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。

難點(diǎn)：單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析；反饋操縱閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定條件。第4.2部分無靜差調(diào)速系統(tǒng)和積分操縱規(guī)律（說課2學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）比例調(diào)節(jié)器特性。

2）比例積分調(diào)節(jié)器。

3）無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)及其穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算。

重點(diǎn)：比例積分調(diào)節(jié)器。

難點(diǎn)：比例積分操縱規(guī)律。

第4.3部分單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流愛護(hù)（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）電流負(fù)反饋?zhàn)饔脵C(jī)理。

2）電流截止負(fù)反饋。

3）帶電流截止負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性。

重點(diǎn)：靜特性方程和特性曲線。

難點(diǎn)：電流截止負(fù)反饋。

第4.4部分轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（說課2學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性。

2）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。

3）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程。

4）雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾性能。

重點(diǎn)：轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成；穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性。

難點(diǎn)：穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算。

第4.5部分調(diào)速器的工程設(shè)計辦法（說課2學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）工程設(shè)計辦法的基本思路。

2）典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系。

3）非典型系統(tǒng)的典型化。

重點(diǎn)：典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標(biāo)的關(guān)系。

難點(diǎn)：非典型系統(tǒng)的典型化。

第4.7部分弱磁操縱的直流調(diào)速系統(tǒng)（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）變壓與弱磁的配合操縱。

2）非獨(dú)立操縱勵磁的調(diào)速系統(tǒng)。

重點(diǎn)：變壓與弱磁的配合操縱。

難點(diǎn)：非獨(dú)立操縱勵磁的調(diào)速系統(tǒng)。

作業(yè)：直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)計算等。

第5部分異步電動機(jī)的電力拖動基礎(chǔ)

總學(xué)時（單位：學(xué)時）：5說課：5實驗：0上機(jī)：0

第5.1部分三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）異步電動機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式。

2）三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性。

重點(diǎn)：有用表達(dá)式。

難點(diǎn)：三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性。

第5.2部分三相異步電動機(jī)起動（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）三相異步電動機(jī)的起動性能分析。

2）三相異步電動機(jī)的起動辦法。

3）重點(diǎn)：三相異步電動機(jī)的起動辦法。

第5.3部分異步電動機(jī)的調(diào)速（說課2學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）轉(zhuǎn)差功率消耗型異步電動機(jī)調(diào)速辦法。

2）轉(zhuǎn)差功率回饋型異步電動機(jī)調(diào)速辦法-串級調(diào)速。

3）轉(zhuǎn)差功率別變型異步電動機(jī)調(diào)速辦法。

重點(diǎn)：轉(zhuǎn)差功率消耗型異步電動機(jī)調(diào)速辦法；轉(zhuǎn)差功率回饋型異步電動機(jī)調(diào)速辦法-串級調(diào)速；轉(zhuǎn)差功率別變型異步電動機(jī)調(diào)速辦法。

難點(diǎn)：串級調(diào)速；變頻調(diào)速。

第5.4部分三相異步電動機(jī)的制動（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）三相異步電動機(jī)的能耗制動。

2）反接制動。

3）異步電動機(jī)的回饋制動。

4、異步電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)小結(jié)。

重點(diǎn)：三相異步電動機(jī)的能耗制動。

難點(diǎn)：異步電動機(jī)的回饋制動。

作業(yè)：異步電機(jī)起動、制動、調(diào)速辦法及相關(guān)計算。

第6部分基于穩(wěn)態(tài)模型的異步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

總學(xué)時（單位：學(xué)時）：8說課：8實驗：0上機(jī)：0

第6.1部分變壓變頻調(diào)速的基本操縱方式（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）基頻以下調(diào)速。

2）基頻以上調(diào)速。

重點(diǎn)：基頻以下調(diào)速。

第6.2部分電壓頻率協(xié)調(diào)操縱時的機(jī)械特性（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機(jī)的機(jī)械特性。

2）基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)操縱時的機(jī)械特性。

3）基頻以上恒壓變頻時的機(jī)械特性。

重點(diǎn)：恒壓恒頻正弦波供電時異步電動機(jī)的機(jī)械特性。

難點(diǎn)：基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)操縱時的機(jī)械特性。

第6.3部分變壓變頻器的要緊類型（說課1學(xué)時）

具體內(nèi)容：

1）交-直-交和交-交變壓變頻器。

2）電壓源型和電流源型逆變器。

3）180℃導(dǎo)通型和120℃導(dǎo)通型逆變器。