正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)課件

正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)的自控變頻調(diào)速系統(tǒng)伺服系統(tǒng)第7章三相永磁同步伺服電機(jī)控制控制系統(tǒng)全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)概述全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)是指采用數(shù)字控制技術(shù),以稀土永磁正弦波伺服電動(dòng)機(jī)(PermanentMagnetSynchronousmotor簡(jiǎn)稱PMSM)為控制對(duì)象的伺服系統(tǒng)正逐漸取代以直流伺服電機(jī)為控制對(duì)象的直流伺服系統(tǒng)和采用模擬控制的模擬式交流伺服系統(tǒng)。永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)特點(diǎn):體積小、性能高。一、設(shè)計(jì)思想本節(jié)課的內(nèi)容是北京市開放性科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)手冊(cè)八年級(jí)的內(nèi)容，主要內(nèi)容是讓學(xué)生用傳感器直觀、準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)吸入和呼出氣體等體系。通過問卷、訪談等方式調(diào)查，筆者發(fā)現(xiàn)很多學(xué)生對(duì)于吸入和呼出氣體存在錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，他們認(rèn)為“吸入的氣體是氧氣，呼出的氣體是二氧化碳”。本節(jié)課從評(píng)析這一錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。任務(wù)一：了解吸入和呼出氣體。任務(wù)二：探究蠟燭在密閉容器中燃燒一段時(shí)間后熄滅，氧氣是否還有剩余及剩余含量。以上兩個(gè)任務(wù)均由學(xué)生先提出猜想再進(jìn)行探究，這樣能夠使學(xué)生體會(huì)科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)，感受科學(xué)探究的快樂。二、活動(dòng)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)。與吸入的空氣相比，知道呼出的氣體中氧氣含量減少，二氧化碳含量增多；知道氧氣支持燃燒需要達(dá)到一定濃度。2.過程與方法目標(biāo)。體驗(yàn)科學(xué)探究的基本過程；初步了解使用傳感器進(jìn)行定量測(cè)量的方法；培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和小組合作意識(shí)。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)。感受化學(xué)與生活的密切聯(lián)系，感受科學(xué)探究的快樂，感受學(xué)科價(jià)值。三、教學(xué)的主要過程1.提出問題，有據(jù)評(píng)析。教師：歡迎同學(xué)們來到開放性科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)課堂，今天我們活動(dòng)的主題是“吸入和呼出氣體的研究”，上課之前老師做了一些調(diào)查，發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)認(rèn)為在日常生活中，我們吸入的氣體是氧氣，呼出的氣體是二氧化碳，你們是否贊同這樣的說法呢？生1：同意！生2：不同意！我們吸入的氣體不全是氧氣，是空氣。呼出的氣體也不全是二氧化碳。提出任務(wù)一：比較吸入和呼出氣體中氧氣和二氧化碳的濃度。2.解決問題，實(shí)證猜想。教師：請(qǐng)同學(xué)們將猜想以圖像的方式在坐標(biāo)系中表示出來。學(xué)生猜想示例：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：利用氧氣傳感器、二氧化碳傳感器、燒杯、保鮮膜等實(shí)驗(yàn)用品測(cè)定吸入和呼出氣體中氧氣和二氧化碳的含量。學(xué)生思考、討論：將氧氣傳感器、二氧化碳傳感器同時(shí)放置在一個(gè)大燒杯中，用保鮮膜將燒杯和傳感器覆蓋，測(cè)空氣中氧氣、二氧化碳的含量，記錄數(shù)據(jù)。掀開保鮮膜，往燒杯中吹出一大口氣后立即蓋好保鮮膜，觀察數(shù)據(jù)的變化[1]。學(xué)生兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。數(shù)據(jù)分析：人體呼出的氣體中，氧氣明顯少于吸入的氣體；而二氧化碳?xì)怏w明顯多于吸入的氣體；不論是吸入還是呼出的氣體中，氧氣都遠(yuǎn)遠(yuǎn)比二氧化碳多。得出結(jié)論、修正圖像：3.收獲方法，類比應(yīng)用。演示實(shí)驗(yàn)：蠟燭在倒扣的玻璃杯中燃燒，一段時(shí)間后熄滅。提出問題：蠟燭為什么熄滅了？學(xué)生：氧氣沒了。教師：氧氣真的一點(diǎn)都沒有了嗎？請(qǐng)同學(xué)們?cè)俅卫醚鯕鈧鞲衅鬟M(jìn)行測(cè)量。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：利用雙面膠將氧氣傳感器固定在玻璃杯中上部，點(diǎn)燃蠟燭，將玻璃杯倒扣，觀察數(shù)據(jù)變化。學(xué)生兩人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作是否合理、安全。數(shù)據(jù)分析：得出結(jié)論：氧氣不足，蠟燭熄滅，即蠟燭燃燒需要一定濃度的氧氣。4.經(jīng)歷感受，建立辯證思維。教師：本節(jié)課我們學(xué)會(huì)了使用傳感器進(jìn)行定量測(cè)量，同學(xué)們還想利用傳感器探究我們身邊的哪些混合氣體體系呢？生1：汽車尾氣。生2：教室。生3：公園。生4：臥室。生5：電腦排風(fēng)口排出的氣體。……四、活動(dòng)總結(jié)與反思1.教師應(yīng)有效指導(dǎo)。教師既不能“教”科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，又不能放任學(xué)生，應(yīng)把有效指導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐、合作探究有機(jī)結(jié)合起來，課堂形散神不散，放手不放羊[2]。課程開始前教師要制訂好指導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)的具體方案，可多名教師共同參與活動(dòng)指導(dǎo)。2.關(guān)注學(xué)生差異，激發(fā)有效參與。對(duì)于不同學(xué)情的學(xué)生，可以提出與之能力匹配的實(shí)踐活動(dòng)，提高活動(dòng)課的包容度，讓每位學(xué)生都能參與其中。3.拓展學(xué)生實(shí)踐空間?；顒?dòng)課旨在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，為提升課程價(jià)值，幫助學(xué)生形成探究方法，應(yīng)集中教師、家長、學(xué)校、社會(huì)力量，充分利用各方資源，拓展學(xué)生實(shí)踐空間。人地關(guān)系，即人類社會(huì)和自然環(huán)境的關(guān)系，是現(xiàn)代地理學(xué)研究的重要課題，也是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展必須直面和探討的問題，還是人類認(rèn)識(shí)世界的永恒命題。為在人地協(xié)調(diào)觀指導(dǎo)下進(jìn)一步強(qiáng)化初、高中地理教學(xué)之間的銜接，本文以“聚落”這一地理教學(xué)內(nèi)容為例，就人地協(xié)調(diào)觀下初、高中地理有效銜接的教學(xué)策略進(jìn)行探究。一、深層次地剖析課標(biāo)，凸顯核心概念實(shí)現(xiàn)初高中地理有效銜接這一教學(xué)策略的必要前提是對(duì)初高中地理課程的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入性的剖析，以使核心重點(diǎn)概念內(nèi)容得以凸顯。初中地理中，“聚落”這一教學(xué)內(nèi)容課程標(biāo)準(zhǔn)的主要要求是：第一，結(jié)合教學(xué)資料和相應(yīng)的地圖，了解并掌握我國各地區(qū)自然環(huán)境的特征，并舉出部分地區(qū)特色民居以及其風(fēng)俗習(xí)慣與自然環(huán)境之間的聯(lián)系；第二，通過教學(xué)資料和世界地圖，了解并掌握世界各地自然環(huán)境的特征；第三，以圖片的形式闡述我國各地區(qū)城市民居特色與鄉(xiāng)村民居特色以及景觀之間的差異性；第四，列舉自然環(huán)境對(duì)聚落形成的影響；第五，舉例說明某區(qū)域河流對(duì)該地區(qū)聚落形成的影響。要想進(jìn)一步提升學(xué)生對(duì)教材相關(guān)概念等知識(shí)的理解能力，對(duì)課標(biāo)內(nèi)涵進(jìn)行深層次的剖析很有必要。在高中地理中，“聚落”這一教學(xué)內(nèi)容的課標(biāo)要求主要有以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，就地表形態(tài)對(duì)聚落形成以及分布的影響進(jìn)行舉例分析；第二點(diǎn)，就城市的空間結(jié)構(gòu)分布形成的原因進(jìn)行舉例分析；第三點(diǎn)，結(jié)合各地區(qū)城市結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)，闡述城市規(guī)模與服務(wù)功能的差異性；第四點(diǎn)，運(yùn)用有關(guān)資料，概括城市化的過程和特點(diǎn)，并解釋城市化對(duì)地理環(huán)境的影響；第五點(diǎn)，就區(qū)域文化對(duì)城市本身以及其發(fā)展的影響進(jìn)行舉例分析；第六點(diǎn)，以生活實(shí)例就交通運(yùn)輸方式的不斷變化對(duì)聚落形態(tài)造成的影響；第七點(diǎn)，以分析我國部分經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的聚落情況為基礎(chǔ)，進(jìn)一步深入研究該地區(qū)工農(nóng)業(yè)和城市化的發(fā)展進(jìn)程，并羅列出在這一過程中產(chǎn)生的典型問題以及針對(duì)性的解決措施。從高中地理“聚落”這一內(nèi)容的課標(biāo)剖析情況來看，學(xué)生在這一階段所要了解和掌握的內(nèi)容與自然環(huán)境、人文因素等均有著很大的聯(lián)系。與此同時(shí)，還要了解和掌握“聚落”在時(shí)間上的發(fā)展變化與其他因素之間的關(guān)系，并同樣要以典型案例分析的方式進(jìn)行詳細(xì)講解，使學(xué)生能夠在此分析過程中循序漸進(jìn)地形成“人地協(xié)調(diào)”觀念。綜合上述對(duì)初高中“聚落”這一內(nèi)容的課標(biāo)剖析不難看出，不管是初中地理的基本概念知識(shí)，還是將地理概念知識(shí)進(jìn)一步深化的高中地理，地理環(huán)境這一因素是初中學(xué)生和高中學(xué)生在學(xué)習(xí)“聚落”這一內(nèi)容過程中無法避免的關(guān)系，與此同時(shí)，這一關(guān)系還會(huì)因時(shí)間不停地推移所產(chǎn)生的時(shí)空尺度中不斷變化，而這種變化既有可能向和諧化的方向發(fā)展，同時(shí)也有可能演變成聚落與各類環(huán)境因素的不和諧發(fā)展，這種變化可能朝著協(xié)調(diào)的方向發(fā)展，也可能變?yōu)榫勐渑c環(huán)境不協(xié)調(diào)的發(fā)展，因此，這就需要人類的干預(yù)，努力糾正“聚落”與環(huán)境的發(fā)展方向。由此，在教學(xué)“聚落”這一內(nèi)容時(shí)，還必須聯(lián)系與這一內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的概念體系（如下列圖1所示），尤其要注意抓住這些概念知識(shí)的核心點(diǎn)，即在時(shí)空尺度下形成人地協(xié)調(diào)觀念，并巧妙而充分地運(yùn)用這一觀念引領(lǐng)初高中地理教學(xué)。二、分析不同學(xué)生的認(rèn)知，搭建學(xué)習(xí)階梯處于不同年齡階段和學(xué)習(xí)階段的學(xué)生對(duì)地理知識(shí)的認(rèn)知水平具有一定的差異性，初中生的地理知識(shí)基礎(chǔ)除了相應(yīng)的地理教材之外還主要來源于部分課外書籍。初中階段是學(xué)生身心成長發(fā)育的良好時(shí)機(jī)，這一階段的學(xué)生不僅身心尚未發(fā)育完全，未形成固定的思維，并且生活經(jīng)驗(yàn)匱乏，目前只能接受單一性和事實(shí)性的知識(shí)。所以初中階段的地理課程首先以學(xué)習(xí)中國和世界的自然環(huán)境為主，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合各地區(qū)的傳統(tǒng)特色民居對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生能夠初步了解和感知聚落的個(gè)體表現(xiàn)；其次，在總結(jié)城市與自然條件關(guān)系的前提下明確出民居與聚落之間的關(guān)系，并逐步建立“聚落”概念。在此過程中，可有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力，并打下堅(jiān)實(shí)的地理知識(shí)基礎(chǔ)。而高中階段的學(xué)生已經(jīng)積累了一定的地理基礎(chǔ)知識(shí)以及一定的生活經(jīng)驗(yàn)，加之年齡的增長，其對(duì)事物的分析能力也必定會(huì)有所上升，因此理解地理概念時(shí)會(huì)更加容易，同時(shí)也就使得高中地理逐漸進(jìn)入綜合理解概念和運(yùn)用概念知識(shí)解決實(shí)際問題的深層次階段。（如下列圖2所示）三、有效化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)在明確“聚落”的概念體系結(jié)構(gòu)以及當(dāng)前學(xué)習(xí)階段后，地理教師應(yīng)以“人地協(xié)調(diào)觀”為教學(xué)指導(dǎo)理念，將初高中的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行梳理整合，構(gòu)建出更清晰和明朗的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)（如下列圖3所示），并在教學(xué)設(shè)計(jì)中進(jìn)行改革創(chuàng)新。在這一教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)中，自然環(huán)境要素以聚落相關(guān)概念等知識(shí)應(yīng)在初中這一階段完成。對(duì)于宏觀空間選址與其他地理要素之間的關(guān)系以及微觀空間形成的因素、聚落的發(fā)展變化等深層次的概念知識(shí)則應(yīng)在高中地理的必修階段完成。除此之外，以典型案例分析形式教學(xué)聚落的發(fā)展以及在其發(fā)展過程中與地理環(huán)境之間產(chǎn)生的關(guān)系時(shí)則應(yīng)安排在高中地理必修三完成。與理科生不同，地理是文科學(xué)科中的重要組成部分之一，高中文科班的學(xué)生應(yīng)對(duì)地理概念知識(shí)進(jìn)行綜合性學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取能夠自己總結(jié)出適合用于自己學(xué)習(xí)地理概念知識(shí)的方法，并在此基礎(chǔ)上能夠?qū)⑺鶎W(xué)的地理知識(shí)予以實(shí)際性的運(yùn)用，解決各種相關(guān)問題。從不同學(xué)習(xí)階段的角度來看，初中這一階段的地理教學(xué)主要由建立初步的基礎(chǔ)概念框架和感知事實(shí)為主，在此之中，豐富的地理表是基礎(chǔ)概念知識(shí)框架建立的基礎(chǔ)要素之一。因初中生對(duì)事物的感知偏向形象思維，是以直觀的教學(xué)手段以及感性的素材描述（圖片、視頻等）會(huì)在一定程度上激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。是以在初中階段的地理教學(xué)過程當(dāng)中，分小組學(xué)習(xí)和情景演練等是有效提升課堂教學(xué)效率和初高中地理銜接性的首選策略。另外，教師還可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用體驗(yàn)式教學(xué)這一策略，譬如，教師可要求學(xué)生從生活中尋找材料制作出各地區(qū)的特殊民居，并結(jié)合與聚落形成的相關(guān)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行解釋和說明（如為什么這樣分布等）。這樣的教學(xué)方式更符合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，也可以使學(xué)生在自行制作的過程中進(jìn)一步深化其對(duì)聚落（或個(gè)體民居）與自然環(huán)境關(guān)系之間的感知與領(lǐng)悟，以使其對(duì)“聚落”這一概念有更深刻的理解和印象。總之，不同階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容以及學(xué)生的思維能力和學(xué)習(xí)綜合水平均存在很大的差異性。因此，在初高中地理教學(xué)過程中，教師應(yīng)使用針對(duì)性的教學(xué)策略，務(wù)必注重初高中地理的教學(xué)銜接性，從而進(jìn)一步提升初高中地理教學(xué)的課堂效率。伺服系統(tǒng)第7章三相永磁同步伺服電機(jī)控制控制系統(tǒng)全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)概述全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)是指采用數(shù)字控制技術(shù),以稀土永磁正弦波伺服電動(dòng)機(jī)(PermanentMagnetSynchronousmotor簡(jiǎn)稱PMSM)為控制對(duì)象的伺服系統(tǒng)正逐漸取代以直流伺服電機(jī)為控制對(duì)象的直流伺服系統(tǒng)和采用模擬控制的模擬式交流伺服系統(tǒng)。永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)特點(diǎn):體積小、性能高。全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)≯控制性能是以往的模擬式伺服系統(tǒng)和直流伺服系統(tǒng)所無法比擬的?！劬哂械囊幌盗行碌墓δ?如電子齒輪功能、自動(dòng)辯識(shí)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的功能、自動(dòng)整定調(diào)節(jié)器控制參數(shù)功能、自動(dòng)診斷故障的功能等等?！蹟?shù)字式交流伺服系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人等領(lǐng)域里已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字式交流伺服系統(tǒng),是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化的基礎(chǔ)構(gòu)件。s1三相永磁同步伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1三相永磁同步伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)一樣,同步電機(jī)也是由定子及轉(zhuǎn)子兩大部分所組成1、定子同步電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)一樣,定子上有空間均布的三相交流繞組,通以三相平衡的交流電。2、轉(zhuǎn)子:同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)不同,同步電機(jī)轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁繞組,通以直流電流后,能產(chǎn)生磁場(chǎng)轉(zhuǎn)子也可以是永磁材料構(gòu)成,產(chǎn)生磁場(chǎng)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩種結(jié)構(gòu)型式,即凸極式和隱極式)凸極式:轉(zhuǎn)子有明顯的突出的磁極,氣隙分布不均勻。2)隱極式:轉(zhuǎn)子作成圓柱形,氣隙均勻分布。區(qū)別:對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的同步電機(jī),在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)上,我們采用隱極式,而對(duì)于低速旋轉(zhuǎn)的電機(jī),由于轉(zhuǎn)子的圓周速度較低,離心力較小,故采用制造簡(jiǎn)單、勵(lì)磁繞組集中安放的凸極式結(jié)構(gòu)。1.2永磁式同步電動(dòng)機(jī)工作原理同步電動(dòng)機(jī)歷來是以轉(zhuǎn)速與電源頻率保持嚴(yán)格同步著稱的。只要電源頻率保持恒定,同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就絕對(duì)不變。工作原理:定子由三相交流繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),可用圖示一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁極表示。轉(zhuǎn)子是永久磁鋼做成的,其永磁場(chǎng)形成n、s兩個(gè)磁極。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)n、s極旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子磁極n、s極被緊緊吸引,以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)n=n1=601/p當(dāng)轉(zhuǎn)子的負(fù)載增大時(shí),定子旋轉(zhuǎn)磁極∩軸線與轉(zhuǎn)子磁極軸線間的夾角0(稱功角)就會(huì)增大,當(dāng)負(fù)載減小時(shí),功角又會(huì)減小,兩對(duì)極之間的磁力線如同彈性皮筋一樣。盡管負(fù)載變化時(shí),功角會(huì)變大或變小,只要負(fù)載不超過一定的限度,轉(zhuǎn)子就始終