《變頻技術(shù)》教學(xué)大綱

《變頻技術(shù)》課程教學(xué)大綱課程編碼：AL040040課程性質(zhì)：專業(yè)任選課程適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化、自動(dòng)化學(xué)時(shí)學(xué)分：32學(xué)時(shí)2學(xué)分所需先修課：模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電氣測(cè)試技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、電力電子學(xué)、電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)一、課程說明1．課程簡(jiǎn)介本課程是電氣工程及其自動(dòng)化和自動(dòng)化兩個(gè)專業(yè)的一門專業(yè)選修課，它又是該專業(yè)的一門理論性和實(shí)踐性很強(qiáng)的綜合技術(shù)應(yīng)用課程。本課程主要學(xué)習(xí)各種變頻器基本結(jié)構(gòu)與工作原理，變頻器的控制方式、變頻器系統(tǒng)的選擇與操作、變頻器的安裝與維護(hù)和一般運(yùn)行問題分析以及基本實(shí)驗(yàn)技能。該課程的先修課是模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、單片機(jī)原理、電力電子技術(shù)、電機(jī)學(xué)等。由于本課程理論與實(shí)踐性很強(qiáng)，從而為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)以及畢業(yè)后從事專業(yè)工作打下必要的基礎(chǔ)。2．教學(xué)目標(biāo)要求本課程以三相交流電動(dòng)機(jī)、變頻器為研究對(duì)象，以變頻器為重點(diǎn)。學(xué)完本課程應(yīng)達(dá)到以下基本要求：1）了解各種通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)，掌握各種通用變頻器的工作原理、運(yùn)行特性、實(shí)驗(yàn)方法和操作技能。2）掌握變頻器的選擇方法，能根據(jù)負(fù)載大小、特性與應(yīng)用場(chǎng)合以及電動(dòng)機(jī)的類型、功率等選擇合適的變頻器。3）掌握變頻器的安裝與調(diào)試。透徹理解各種功能的選擇和參數(shù)的設(shè)定方法。4）了解變頻器的控制方式，外圍設(shè)備及其選擇。5）既掌握各種品牌通用變頻器的個(gè)性和特點(diǎn)，又能認(rèn)識(shí)其共同點(diǎn)。從而對(duì)變頻器有一個(gè)比較系統(tǒng)和完整的認(rèn)識(shí)，能觸類旁通，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。3．教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1）掌握變頻器的基本原理；2）深入理解變頻器的控制方式及各項(xiàng)功能的作用；3）掌握變頻器的安裝與調(diào)試方法；4）熟練運(yùn)用基本原理、安裝調(diào)試方法，解決變頻器運(yùn)行中的實(shí)際問題。4．學(xué)時(shí)分配表次序教學(xué)內(nèi)容理論課學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)數(shù)第一部分概述2第二部分變頻器工作原理4第三部分變頻參數(shù)設(shè)置和功能選擇64第四部分變頻器的選擇、安裝、調(diào)試與維護(hù)82第五部分變頻調(diào)速技術(shù)的綜合應(yīng)用6小計(jì)266總計(jì)325．主要教法、學(xué)法本課程以課堂講授為主、自學(xué)和討論為輔的方式開展教學(xué)，著重對(duì)學(xué)生的分析問題能力、理論綜合能力以及實(shí)驗(yàn)研究能力等方面的培養(yǎng)。研發(fā)并采用多媒體教學(xué)方式。6．考核方式及標(biāo)準(zhǔn)1）考核目的：考核學(xué)生對(duì)變頻器的基本知識(shí)、基本理論、基本操作、工程應(yīng)用方法等的理解和掌握程度，促進(jìn)學(xué)生提高分析和解決問題的能力。2）考核形式：當(dāng)堂結(jié)課作業(yè)。3）主要考核內(nèi)容：變頻器工作原理，變頻器的選擇，變頻器的控制方式，變頻器的操作與運(yùn)行，變頻器的安裝與維護(hù)，變頻器的實(shí)際應(yīng)用。4）考核題型：填空，選擇，判斷，問答。5）成績(jī)?cè)u(píng)定：結(jié)課作業(yè)成績(jī)占總成績(jī)的60%，其他（包括考勤、作業(yè)、課堂討論、實(shí)驗(yàn)等）成績(jī)占總成績(jī)的40%。二、各部分教學(xué)綱要第一部分概述（2學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)通過概述的學(xué)習(xí)，首先要了解課程的主要內(nèi)容和變頻器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)中的作用，明確變頻技術(shù)課程在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)或自動(dòng)化專業(yè)中的地位，從而明確學(xué)習(xí)目的；其次要了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)、特點(diǎn)和變頻技術(shù)理論的一般分析方法；最后要對(duì)變頻器常用電力電子器件及其選擇進(jìn)行復(fù)習(xí)。本部分重點(diǎn)我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，常用電力電子器件介紹及選擇。本部分難點(diǎn)變頻技術(shù)的發(fā)展方向。教學(xué)內(nèi)容1.調(diào)速傳動(dòng)概況2.變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展過程3.我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r4.變頻技術(shù)的發(fā)展方向5.常用電力電子器件介紹及選擇第二部分變頻調(diào)速原理（4學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)掌握變頻調(diào)速基本原理；熟練掌握交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理、計(jì)算公式，深刻理解變頻調(diào)速的工作原理；了解交流變頻系統(tǒng)的基本形式，明確交-交變頻系統(tǒng)與交-直-交變頻系統(tǒng)的區(qū)別和聯(lián)系；理解變頻器的PWM逆變電路；掌握通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)，能熟練畫出通用變頻器的主電路圖。熟悉通用變頻器的制動(dòng)原理和電路結(jié)構(gòu)；了解變頻器的額定值和頻率指標(biāo)，掌握變頻器的分類。本部分重點(diǎn)變頻器的基本工作原理，交-直-交型通用變頻器的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，交-直-交型通用變頻器的主電路圖。本部分難點(diǎn)變頻器的PWM逆變電路。教學(xué)內(nèi)容1.變頻調(diào)速原理2.交流變頻系統(tǒng)的基本形式3.變頻器的PWM逆變電路4.通用變頻器簡(jiǎn)介5.變頻器的分類第三部分變頻器的參數(shù)設(shè)置和功能選擇（6學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)掌握三菱FR-A700系列變頻器的接線方法、功能及參數(shù)，重點(diǎn)掌握功能及參數(shù);掌握變頻器參數(shù)設(shè)定，并能解決現(xiàn)場(chǎng)常見問題;了解輸出頻率跳變的應(yīng)用場(chǎng)合;熟練掌握多段速運(yùn)行方式;了解工頻電源切換，PLG反饋控制，多電動(dòng)機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)，能正確調(diào)整PID參數(shù)，控制閉環(huán)變頻調(diào)速系統(tǒng)。本部分重點(diǎn)三菱FR-A700系列變頻器的功能及參數(shù)設(shè)定。本部分難點(diǎn)多段速和PID控制。教學(xué)內(nèi)容1三菱FR-A700系列變頻器的功能及參數(shù)1.1變頻器的接線1.2功能及參數(shù)1.3變頻器參數(shù)設(shè)定及現(xiàn)場(chǎng)常見問題2應(yīng)用實(shí)例2.1輸出頻率跳變2.2多段速度運(yùn)行2.3工頻電源切換2.4PID控制2.5PLG反饋控制2.6多電動(dòng)機(jī)同步調(diào)速系統(tǒng)第四部分變頻器的選擇、安裝、調(diào)試與維護(hù)（8學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)了解五種負(fù)載相對(duì)應(yīng)的變頻器的選擇;了解恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和二次方律負(fù)載的主要特點(diǎn);熟練掌握變頻器容量計(jì)算方法;正確認(rèn)識(shí)選擇容量時(shí)的注意事項(xiàng)，掌握變頻器外圍配件的選擇原則;掌握變頻器對(duì)安裝環(huán)境的要求;掌握正確的安裝方法;熟練掌握變頻器主電路和控制電路的接線方法;熟練掌握變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法;了解變頻器產(chǎn)生干擾的原因以及干擾信號(hào)的傳播方式;掌握變頻器的幾種抗干擾措施;掌握變頻器的常見故障檢修方法。本部分重點(diǎn)變頻器主電路和控制電路的接線方法，變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法。本部分難點(diǎn)變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試方法，變頻器的常見故障檢修方法。教學(xué)內(nèi)容1.變頻器的選擇2.變頻器容量計(jì)算3.變頻器的外圍設(shè)備及其選擇4.變頻器的安裝5.變頻器的接線6.變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試7.變頻器的抗干擾技術(shù)8.變頻器的常見故障檢修第五部分變頻調(diào)速技術(shù)的綜合應(yīng)用（6學(xué)時(shí)）教學(xué)目標(biāo)掌握供水系統(tǒng)的節(jié)能原理，熟練掌握水泵供水的基本模型與主要參數(shù)，深刻理解恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成與工作過程；了解中央空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成，掌握中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能原理，了解中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造方案；了解風(fēng)機(jī)的主要參數(shù)和特性，熟練掌握風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整方法；了解普通車床的變頻調(diào)速改造，刨臺(tái)運(yùn)動(dòng)的變頻調(diào)速改造，理解數(shù)控機(jī)床的變頻調(diào)速改造方法；了解變頻器在生產(chǎn)線上多臺(tái)聯(lián)合應(yīng)用的實(shí)例。本部分重點(diǎn)水泵恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成與工作過程；同風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整方法。本部分難點(diǎn)水泵供水的基本模型與主要參數(shù)；數(shù)控機(jī)床的變頻調(diào)速改造方法。教學(xué)內(nèi)容1.變頻技術(shù)應(yīng)用概述2.水泵的變頻調(diào)速3.中央空調(diào)的變頻調(diào)速4.風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速5.機(jī)床的變頻調(diào)