《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。 实验：直流电动机的认识实验。
4交流异步电机的起动 4.1异步电动机的机械特性
重点掌握交流绕线异步电动机的固有及人为特性方程、曲线绘制。 4.2笼型转子异步电动机的起动
重点掌握笼形电机起动转矩、起动电流对电网的冲击及起动过程的能量损失。 4.3液力联轴器的应用
了解液力联轴器的结构、机械特性和在实际工作中的应用。 4.4笼型转子异步电动机的降压起动 掌握降压起动方式及降压起动的计算。 4.5绕线转子异步电动机起动电阻的计算
重点掌握起动电阻的计算原则。学会计算各级、各段起动电阻并了解它们之间的关系。 4.6起动时间的计算
了解起动时间的计算目的是为了对电机和各种控制装置的容量进行选择和校验。 4.7绕线转子异步电动机频敏变阻器起动
了解频敏变阻器的工作原理、起动特性鹤优缺点。 5 异步电动机的电气制动 5.1异步电机电气制动的种类
掌握异步电机的三种制动方式及其应用。 5.2动力制动的工作原理
了解动力制动状态下的机械特性。 5.3动力制动机械特性的计算
了解动力制动的理论及实用计算方法 5.4动力制动的应用
了解动力制动一般用于系统惯性大且具有位势转矩的生产机械。 5.5带补偿的动力制动控制系统
了解为了弥补动力制动中出现的不稳定现象所采取的措施。 6交流异步电动机的调速 6.1变频调速
了解变频调速的优缺点。 6.2变极调速
了解变极调速的基本原理、接线方式和调速的优缺点。 6.3定子调压调速
了解定子调压调速的范围及损耗。 6.4转子回路串电阻调速
了解转子回路串电阻调速的优缺点。 6.5异步电动机的串极调速
为了克服上述的缺点采用串极调速。掌握其调速的基本原理和类型。 6.6交流调速的其他形式
了解双电机拖动及电磁离合器拖动系统 实验：交流电动机的认识及调速实验。 7电机容量的选择与验算 7.1概念
重点掌握电机容量的选择与验算的重要性。 7.2电机发热和冷却过程
了解电机发热的原因及提高电机的功率的方法。 7.3从发热观点对电动机工作方式的分类
掌握在实际工作中，电机根据工作方式可分为三种基本类型。 7.4连续工作方式时电动机容量的验算
重点掌握负载连续变化时电机容量的验算。 7.5短时工作方式时电动机容量的验算
掌握短时工作时选用连续工作电机时需考虑的因素。 7.6间隙工作方式时电动机容量的验算
了解负载持续率的概念及其电机容量的验算。 7.7笼形转子异步电机容许小时合闸次数的确定 目的是为了保证电机运行的可靠性。 7.8选择电动机时应考虑的几个问题
重点掌握在实际工作中正确选择电机时应考虑电机的类型、电压等级和结构型式。 8常用控制电器 8.1接触器
掌握接触器的结构、工作原理及其在控制回路中的应用。 8.2继电器
掌握继电器的结构、工作原理和类型。 8.3主令电器
掌握主令电器的类型及其应用。 8.4手动控制器
掌握手动控制器的类型及其应用。 8.5保护电器及组合电器
了解保护电器的工作原理及其类型。 9继电器―接触器控制系统 9.1概述
重点掌握继电器――接触器控制系统的组成、作用和优点。并且学会识图和绘图。 9.2电动机控制线路中的典型环节 要熟悉四种典型控制线路。
9.3绕线转子异步电动机带动力制动的可逆控制线路
掌握绕线异步电机串电阻起动及动力制动的可逆控制线路。 9.4绕线转子电动机以电流时间混合方式控制的线路 了解此控制回路与上述控制回路的区别及优点。 9.5控制线路设计原则
掌握正确地设计控制线路、选择电器设备及考虑到可能出现的故障。 实验：继电器――接触器典型控制系统实验。 说明：
1.本课程与其它课程的关系
本课程是一门重要的专业课，与电工电子、自动控制、机械工程及相关领域关系密切。 2.对各教学环节的要求
本课程以课堂教学为主，实验教学为辅，采用与实践相结合进行教学。学生应注意概念的理解和实际应用的培养，充分发挥个人的创新能力。上课把笔记做好，课后进行复习。本课程计划学时80课时，课外作业22课时。
教材及参考书
教材：谢桂林 黄章等编著《电力拖动与控制》 中国矿业大学出版社1997年1月第一版 参考书：
1.北京矿业学院矿山电工教研室编：《矿山电力拖动与控制基础》北京 煤炭工业出版社，1961 2.西安煤矿设计研究院编《矿井主要固定设备电力驱动设计手册》，1964