课程概述

随着中国高速铁路、城市轨道交通和磁悬浮交通的快速发展,对机车车辆人才培养的要求越来越高。该课程体系围绕轨道交通运输装备技术发展需要,在车辆工程专业牵引动力类专业方向(内燃机车、电力机车、动车组)中,开设综合性专业基础课“机电传动控制”,对接后续专业课“机车电传动”、“电力牵引传动控制系统”,提供一个完整、精干且具有轨道车辆特色背景的课程结构体系。“机电传动控制”重点围绕“电机、调速、变流、控制”这一总体构想,将原“电机与拖动、交流调速、电力电子技术应用、机电控制”等课程内容进行系统整合与优化,以一般系统为基础,以牵引电动机为背景,分析讨论牵引电动机的调速过程及调速变流器的基本原理、电路,运用先进的控制手段实现对牵引电动机的调速控制。为了配合课程体系的调整,出版了《列车电力传动与控制》、《电力牵引传动及控制》等一批适应新大纲要求的教材。

证书要求

考查课:观看视频情况占50%,完成网上测验与作业及期末考试占50%,网上测验与作业及期末考试包括:章节(讲)后的单元测验题占50%,在线结课考试占50%。布置的离线作业作为学生课后自己练习巩固,不提交不计分,随堂讨论作为学生提问答疑和相互交流,不计分;

授课大纲

第一章 绪论

01 课程主要内容及机电系统的组成

02 机电传动控制的发展概况以及课程的性质

第1章单元测验

第二章 机电传动控制系统动力学基础

01 机电传动系统动力学方程式(一)

02 机电传动系统动力学方程式(二)

03 负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算

04 机电传动系统的负载特性

05 机电传动系统稳定运行的条件

06 机电传动控制系统动力学基础习题课

第2章单元测验

第三章 直流电机的工作原理及特性

01 直流电动机的基本结构

02 直流电动机的基本工作原理

03 直流电动机电动势和电磁转矩及分类

04 直流他励发电机

05 直流并励、复励发电机

06 他励直流电动机的机械特性(一)

07 他励直流电动机的机械特性(二)

08 串励电动机的机械特性

09 复励电动机的机械特性

10 直流电动机固有启动特性

11 直流电动机启动方法

12 改变电枢电路串接电阻调速

13 改变电枢供电电压调速

14 改变主磁通调速

15 他励直流电动机制动特性

16 制动特性-反接制动

17 制动特性-反馈制动

18 制动特性-能耗制动

19 总结、习题

第3章单元测验

第四章 交流电机的工作原理及特性

01 三相异步电动机的基本结构(一)

02 三相异步电动机的基本结构(二)

03 三相异步电动机的旋转磁场(一)

04 三相异步电动机的旋转磁场(二)

05 三相异步电动机的工作原理

06 异步电动机的额定参数(一)

07 异步电动机的额定参数(二)

08 三相异步电动机的转矩与机械特性(一)

09 三相异步电动机的转矩与机械特性(二)

10 三相异步电动机的启动特性(一)

11 三相异步电动机的启动特性(二)

12 三相异步电动机的调速方法与特性

13 三相异步电动机的制动特性

14 单相异步电动机

15 同步电动机

第4章单元检测

第五章 控制电动机

01 控制电动机概述

02 步进电机的工作原理

03 步进电机的通电方式

04 步进电机的步距角和转速

05 直流伺服电机

06 交流伺服电动机

07 直线电动机

第5章单元测验

第六章 继电器-接触器控制

01 常用控制电器--电器的分类

02 常用控制电器--非自动电器

03 常用控制电器--自动电器(一)

04 常用控制电器--自动电器(二)

05 常用控制电器--自动电器(三)

06 常用控制电器--自动电器(四)

07 常用电器件的选择

08 控制电路的组成--继电器接触器控制电路的形式

09 控制电路的组成--电气控制系统图的基本知识

10 控制电路的组成--绘制、识读电气控制系统图的原则

11 控制电路的组成--接触器继电器控制线路的设计

12 基本控制电路--电器控制系统图的基本知识

13 基本控制电路--三相异步电机点动、长动控制线路

14 基本控制电路--三相异步电动机的正、反转控制线路

15 基本控制电路--三相异步电动机的顺序控制电路

16 基本控制电路--三相异步电动机的行程控制电路(一)

17 基本控制电路--三相异步电动机的行程控制电路(二)

18 基本控制电路--三相异步电动机的时间控制电路

19 基本控制电路--三相异步电动机的时间和行程控制电路

20 基本控制电路--三相异步电动机电气制动控制(一)

21 基本控制电路--三相异步电动机电气制动控制(二)

22 总结

第6章单元测验

第七章 可编程控制器原理与应用

01 PLC的基本结构和工作原理--PLC的概况

02 PLC的基本结构和工作原理--PLC的基本结构

03 PLC的基本结构和工作原理--PLC的基本工作原理

04 PLC的主要功能和特点

05 PLC的编程元件

06 PLC的软件技术

07 PLC的常用基本指令(一)

08 PLC的常用基本指令(二)

09 PLC的常用编程技巧

10 PLC的应用

第7章单元测验

第八章 电力电子学基础

01 电力电子器件—引言

02 电力电子器件—不可控器件

03 电力电子器件—半控器件(一)

04 电力电子器件—半控器件(二)

05 电力电子器件—半控器件(三)

06 电力电子器件—全控器件

07 驱动电路-半控型器件

08 可控整流电路—引言

09 单相半波可控整流电路-阻感负载

10 单相半波可控整流电路-加续流二极管的电路

11 单相全控桥式整流电路-带电阻负载

12 单相全控桥式整流电路-带阻感负载

13 单相全控桥式整流电路-带反电动势负载

14 单相半控桥式整流电路-带电阻负载

15 单相半控桥式整流电路-带感性负载

16 单相半控桥式整流电路-反电动势负载

17 三相桥式可控整流电路-阻性负载

18 三相桥式可控整流电路-阻感负载

19 三相桥式全控整流电路-带电阻负载

20 三相桥式全控整流电路-阻感负载

21 可控整流电路-总结

22 逆变电路

23 斩波电路与PWM控制技术-降压斩波电路

24 斩波电路与PWM控制技术-升压斩波电路

25 电力半导体器件的驱动电路

第8章单元测验

参考资料

主教材:

机电传动控制》(第五版)冯清秀主编,华中科技大学出版社,2013.2,ISBN: 9787560968186

参考教材:

电机与拖动第一版)石光耀主编,中国铁道出版社 2013.1ISBN: 7113163890

《电力电子技术第四版)王兆安主编,机械工业出版社 2017.6ISBN: 9787111076018

《机床电气控制技术》第四版)王振臣主编,机械工业出版社 2008.3ISBN: 9787111040101